DE3804012A1 - Verfahren zum verhindern des ueberdrehens einer brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum verhindern des ueberdrehens einer brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des
Überdrehens einer Brennkraftmaschine mit einer elektronischen
Regeleinrichtung, bei der in Abhängigkeit von Betriebs
kenngrößen und einer Fahrpedalstellung eine der Brennkraftma
schine zuzuführende Kraftstoffmenge zugemessen wird und bei
dem bei einer auftretenden Störung im Regelkreis durch Ände
rung der Kraftstoffmenge die Drehzahl auf eine Notbetriebs
drehzahl abgesenkt wird.
Bei Brennkraftmaschinen der vorgenannten Art wird die Fahr
pedalstellung mittels eines Fahrpedalweggebers gemessen und
über zwischenliegende Übertragungsglieder an ein elektro
nisches Steuergerät weitergegeben, welches unter Berücksich
tigung weiterer betriebsspezifischer Parameter zum Zweck der
Kraftstoffzumessung einen Stellmotor an einer Drosselklappe
bzw. an einer Dieseleinspritzpumpe ansteuert. Eine mechanische
Verbindung, wie sie sonst in Form eines Fahrpedal-Gestänges
gegeben war, zwischen Fahrpedal und Stellmotor besteht also
nicht mehr.
Eine Störung im Signalweg zwischen Fahrpedalweggeber und
elektronischem Steuergerät bzw. eine Unterbrechung dieses
Signalweges, z.B. durch Ausfall eines der oben erwähnten
dazwischenliegenden Übertragungsglieder (Geber, Leitung,
Analog-/Digital-Wandler) hat zur Folge, daß die Brenn
kraftmaschine während der Störung mit nicht vom Fahrer be
einflußbarer Drehzahl weiter betrieben wird, wobei das
Fahrzeug durchgehen kann. Bei bekannten Einrichtungen zur
elektronischen Regelung von Brennkraftmaschinen wird die
Erkennung einer Störung im Regelkreis dazu verwendet, die
Drehzahl auf die Leerlaufdrehzahl abzusenken. Diese Maß
nahme kann, da sie während des Fahrbetriebs ohne Vor
warnung für den Fahrer erfolgt, zu einer erheblichen Be
einträchtigung der Fahrsicherheit führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Überdrehen einer Brenn
kraftmaschine der vorstehend genannten Art zu verhindern
und einen sicheren Betrieb während der Dauer einer Störung
im Fahrpedalweggeber sowie im Signalweg zwischen Fahr
pedalweggeber und Steuergerät unter Berücksichtigung der
Reaktionen eines Durchschnittsfahrers zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen
aus den Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
Während des normalen Betriebszustandes einer Brennkraft
maschine gibt der Fahrer über das Fahrpedal eine bestimmte
Stellung vor, die von einem Fahrpedalweggeber aufgenommen
und über zwischengeschaltete Übertragungsglieder an ein
elektronisches Steuergerät weitergegeben wird. Im Steuer
gerät werden außer der Fahrpedalstellung noch weitere,
betriebsspezifische Parameter aufgenommen und ausge
wertet. Das Ergebnis dieser Auswertung gelangt als An
steuersignal an einen Stellmotor, der, je nach Art der
Brennkraftmaschine, eine Drosselklappe verstellt oder
die Kraftstoffmengeneinstellung an einer Dieseleinspritz
pumpe vornimmt.
Wird die Brennkraftmaschine bei konstanter Fahrpedal
stellung mit einer Drehzahl oberhalb ihrer Leerlauf
drehzahl betrieben, so ist eine eventuelle Störung im
Signalweg zwischen Fahrpedalweggeber und Steuergerät oder
an diesen, die ein Signal innerhalb eines zulässigen Be
reichs liefert, für den Fahrer nicht erkennbar. Erst zu
einem Zeitpunkt, wenn der Fahrer die augenblickliche Dreh
zahl durch eine Zurücknahme der Fahrpedalstellung in
Richtung auf die Leerlaufdrehzahl absenken will, um z.B. seine
Fahrgeschwindigkeit durch eine langsame Verringerung dem
Verkehrsfluß anzupassen, wird diese Störung als solche für
ihn erkennbar, da die Brennkraftmaschine nicht auf die
geänderte Fahrpedalstellung anspricht. Eine weitere Störungs
möglichkeit besteht in einem selbsttätigen Erhöhen der
Drehzahl und damit in einer Beschleunigung trotz gleich
bleibender Fahrpedalstellung infolge eines fehlerhaften
Fahrpedalsignals. Daraus resultiert die Gefahr eines un
kontrollierten Motorbetriebs, bzw. des sog. Durchgehens.
Die Reaktion eines Durchschnittsfahrers auf diese uner
wartete Situation ist eine Betätigung der Bremse. Da das
ständige Vernichten des Motorüberschußmomentes durch Be
tätigen der Bremse bis zum Ausfall der Bremsanlage führen
kann oder das Fahrzeug infolge blockierender Vorder
räder nicht mehr lenkfähig sein kann, nutzt das er
findungsgemäße Verfahren die Tatsache des immer noch
oberhalb des Leerlaufdrehzahlwertes liegenden Fahr
pedalsignals und der sich anschließenden erstmaligen
Betätigung der Bremse dazu aus, den augenblicklichen
Drehzahlwert zu speichern und als obere Drehzahlschranke
zu verwenden. Gleichzeitig wird, um ein durch den Fahrer
eventuell im Schreck verursachtes zu starkes Abbremsen
mit der daraus resultierenden Gefahr für den nachfolgen
den Verkehr zu vermeiden, die gerade gespeicherte Drehzahl
für eine vorbestimmte, aus Erfahrungswerten gewonnene,
Zeitdauer beibehalten. Nach Ablauf dieser Verzögerungs
zeit gibt das Steuergerät entsprechende Signale an das
Stellglied der Brennkraftmaschine für ein nach einer vor
gegebenen Funktion erfolgendes Absenken der Drehzahl
schranke auf eine geregelte Notbetriebsdrehzahl. Die
Funktion, nach der die Drehzahlabsenkung durchgeführt wird,
kann aus Gründen der Einfachheit vorzugsweise eine lineare
Funktion sein. Es ist aber auch jede andere für das Fahr
verhalten günstige Funktion denkbar.
Die Notbetriebsdrehzahl muß einen für einen Übergangsbe
trieb bis zur Beendigung der Störung geeigneten Wert auf
weisen, d.h. sie muß ausreichend hoch über der Leerlauf
drehzahl der Brennkraftmaschine liegen, um einen vorüber
gehenden Betrieb mit Notlaufeigenschaften zu gewähr
leisten. Für Fahrzeuge, die mit einem automatischen Ge
triebe ausgerüstet sind, bedeutet dies, daß die Notbe
triebsdrehzahl mindestens so hoch gewählt werden muß,
daß ein Wandler eines automatischen Getriebes ein für
Notlaufeigenschaften ausreichendes Moment zur Verfügung
stellt. Andererseits darf die Notbetriebsdrehzahl aber
auch nur so hoch gewählt werden, daß ein sicheres Be
herrschen des Fahrzeugs mit der Bremse noch möglich ist.
Eine zweite, bei erkannter Störung und losgelassener
Bremse anzufahrende, Notbetriebsdrehzahl soll einen Fahr
betrieb mit automatischen Getrieben auch an Steigungen
sicher ermöglichen.
Nach Beendigung der Störung wird die Betriebsdrehzahl,
analog zum vorher beschriebenen Absenken, vom Steuer
gerät über eine vorgegebene Funktion wieder auf den fahr
pedalsignalabhängigen Drehzahlwert angehoben. Danach ist
dann wieder regulärer Betrieb mit Beeinflussung der Brenn
kraftmaschine über das Fahrpedal vorgesehen.
Liegt der Fall einer erkennbaren Störung, z.B. durch
Leitungsunterbrechung,vor, d.h. liegt das Fahrpedalsignal
außerhalb eines zulässigen Bereichs, so kann das Lösen
der Bremse dazu verwendet werden, die Motordrehzahl ge
regelt auf eine zweite, höherliegende Notbetriebsdrehzahl
anzuheben.
Das Verfahren sei anhand der Zeichnungen beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens,
Fig. 2 ein Beispiel für den Ablauf des Verfahrens
bei unerkannter Störung,
Fig. 3 ein Beispiel für den Ablauf des Verfahrens
bei erkannter Störung.
In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung
des Verfahrens dargestellt. Ein Fahrpedalweggeber 2 nimmt
die Stellung eines Fahrpedals 1 auf und gibt sie über
Übertragungsglieder 3 a, 3 b, ... an ein Steuergerät 4. Bei
spiele für solche Übertragungsglieder sind Verstärker,
Analog-/Digitalwandler oder die Leitungen selbst. Unter
Berücksichtigung verschiedener, hier nicht näher be
schriebener, betriebsspezifischer Parameter P und des Fahr
pedalsignals S an seinen Eingang errechnet das Steuer
gerät 4 die passende Größe für das Signal des Stell
glieds 5 (z.B. für einen Stellmotor), das die Kraftstoff
zumessung für die Brennkraftmaschine 6 vornimmt. Je nach
Art der Brennkraftmaschine kann dies über die Einstellung
einer Drosselklappe oder über die Steuerung einer Diesel
einspritzpumpe erfolgen. Die Einleitung und Durchführung
des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt durch das Steuergerät 4 unter Berücksichtigung des
Fahrpedalsignals S, der Betätigung der Bremse 7 und der
Betriebsdrehzahl n.
Fig. 2 zeigt beispielhaft einen Ablauf des erfindungs
gemäßen Verfahrens. Auf der Ordinate ist die Drehzahl n
der Brennkraftmaschine aufgetragen, die Abszisse stellt
den zeitlichen Ablauf t dar.
Direkt darunter, im gleichen zeitlichen Maßstab, ist der
Verlauf der Bremsbetätigung und des Fahrpedalsignals S
zu sehen. Das Fahrpedalsignal S liegt im gesamten zeit
lichen Verlauf innerhalb eines zulässigen Bereiches S zul .
Zum Zeitpunkt t 0 wird die Bremse betätigt und leitet damit
das erfindungsgemäße Verfahren ein. Zum Zeitpunkt t 2 des
Loslassens der Bremse wird der Störbetrieb dann wieder
beendet.
Im normalen Zustand wird die Brennkraftmaschine mit
wechselnden Drehzahlen entsprechend der Fahrpedalstellung
betrieben. Zum Zeitpunkt t 0 setzt das Verfahren nach
erfolgter Störung durch Betätigung der Bremse ein. Zu
diesem Zeitpunkt läuft die Brennkraftmaschine mit der
momentanen Drehzahl n m . Dieser Wert wird anstelle der Ab
regeldrehzahl n ab als obere Drehzahlschranke n ms ge
speichert und für die Verzögerungszeit t v beibehalten.
Nach Ablauf der Verzögerungszeit t v beginnt die durch das
Steuergerät verursachte Absenkung der Drehzahlschranke
n ms auf eine über der Leerlaufdrehzahl n LL liegende Not
betriebsdrehzahl n o . Dieses Absenken geschieht nach einer
vorgegebenen, hier als linear gezeigten, Funktion und
ist zum Zeitpunkt t 1 beendet. Der Notbetrieb dauert bis
zur Beendigung der Bremsung zum Zeitpunkt t 2 an. Danach
wird die Drehzahl, sofern das Fahrpedalsignal S innerhalb
eines zulässigen Bereiches S zul zwischen seinem Minimal
wert S min und seinem Maximalwert S max liegt, auf den im
Steuergerät gemäß der Fahrpedalstellung errechneten Dreh
zahlwert nach vorgegebener Funktion, hier wieder als
lineare Funktion gezeigt, angehoben und ab dem Zeitpunkt
t 3 setzt der normale Betriebszustand mit Regelung durch
das Fahrpedal wieder ein. Ebenso wird die Drehzahlschranke
wieder auf ihren ursprünglichen Wert, nämlich die Ab
regeldrehzahl n ab , angehoben.
In Fig. 3 ist ein Beispiel für den Ablauf des Verfahrens
im Falle einer erkannten Störung zu sehen. Wieder sind,
wie in Fig. 2, untereinander die Diagramme für den Dreh
zahlverlauf, die Betätigung der Bremse und den Verlauf des
Fahrpedalsignals, aufgetragen über der Zeitachse, zu
sehen.
Nach einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine mit
wechselnden Drehzahlen und der Abregeldrehzahl n ab als
oberer Drehzahlschranke, wie schon in Fig. 2 beschrieben,
setzt das Verfahren zum Zeitpunkt t S ein. Auslöser ist
dabei das Verlassen eines zulässigen Bereichs S zul durch
das Fahrpedalsignal S. Dieser Zustand kann sofort als
Störung, z.B. durch Leitungsunterbrechung im Signalweg,
erkannt werden. Wie schon zuvor beschrieben, wird wieder
die momentane Drehzahl n m anstelle der Abregeldrehzahl n ab
als obere Drehzahlschranke n ms gespeichert und für die
Verzögerungszeit t vs beibehalten. Dann wird die Drehzahl
schranke n ms nach einer vorgegebenen Funktion, z.B. einer
linearen Funktion, auf eine oberhalb der Notbetriebs
drehzahl n o liegende zweite Notbetriebsdrehzahl n o 2 abge
senkt und die Motordrehzahl auf diesen Wert eingeregelt.
Wird während dieses Vorganges, z.B. zum Zeitpunkt t 0, die
Bremse betätigt, dann wird sofort die Notbetriebsdrehzahl
n o angefahren. Ein Betätigen der Bremse während des Stör
betriebs, z.B. zum Zeitpunkt t 0 und t 5, löst also keine
Verzögerungszeit t vs aus, sondern regelt die vorge
schriebene Notbetriebsdrehzahl unverzüglich ein.
Ein Lösen der Bremse, hier gezeigt zum Zeitpunkt t 2
(das Fahrpedalsignal S liegt immer noch außerhalb des
zulässigen Bereiches S zul ), regelt die Motordrehzahl
nach einer hier als linear gezeigten vorgegebenen
Funktion auf die höher liegende, zweite Notbetriebsdreh
zahl n o 2 ein. Ein erneutes Betätigen der Bremse, zum
Zeitpunkt t 5, senkt die Drehzahl, ebenfalls nach einer
vorgegebenen Funktion, wieder auf die Notbetriebsdreh
zahl n o ab. Dieses Vorgehen kann sich dann mehrmals
wiederholen, solange das Fahrpedalsignal S außerhalb
des zulässigen Bereiches S zul liegt. Die zweite, höher
liegende Notbetriebsdrehzahl n o 2 dient dazu, nicht nur
einen normalen Notbetrieb durchzuführen, sondern auch
zu ermöglichen, daß z.B. Fahrzeuge mit Automatikge
trieben auch Bergstrecken im Notbetrieb befahren können.
Es wird also mit Hilfe der Bremse zwischen zwei unter
schiedlichen Drehzahlen hin- und hergeschaltet.
Claims (7)
1. Verfahren zum Verhindern des Überdrehens einer Brenn
kraftmaschine mit einer elektronischen Regeleinrichtung,
bei dem in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen und einer
Fahrpedalstellung eine der Brennkraftmaschine zuzuführende
Kraftstoffmenge zugemessen wird und bei dem bei einer auf
tretenden Störung im Regelkreis durch Änderung der Kraft
stoffmenge die Drehzahl auf eine Notbetriebsdrehzahl abge
senkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Motorbetrieb oberhalb der Leerlaufdrehzahl
(n LL ) bei einer auftretenden Störung im Signalweg zwischen
Fahrpedalweggeber (2) und elektronischem Steuergerät (4)
die Motordrehzahl derart beeinflußt wird, daß nach Be
tätigung der Bremse (7)
- a) die augenblickliche Drehzahl (n m ) anstelle der Abregeldrehzahl (n ab ) als obere Drehzahl schranke (n ms ) für die Brennkraftmaschine ge speichert wird,
- b) diese obere Drehzahlschranke (n ms ) für eine vorbestimmte Zeitdauer (t v ) beibehalten wird,
- c) anschließend die Drehzahlschranke nach einer vorgegebenen Funktion auf eine Notbetriebsdrehzahl (n o ) abgesenkt und die Motordrehzahl auf diese Notbetriebs drehzahl (n o ) eingeregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Störung mit einem Fahrpedalsignal (S)
außerhalb eines zulässigen Bereiches (S zul ) und nach
Lösen der Bremse (7) die Motordrehzahl nach einer vorge
gebenen Funktion auf eine zweite, oberhalb der Notbe
triebsdrehzahl (n o ) liegende, Notbetriebsdrehzahl (n o 2)
angehoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Beendigung der Bremsbetätigung bei einem Fahr
pedalsignal (S) innerhalb eines zulässigen Bereiches (S zul )
eine fahrpedalsignalabhängige Drehzahl nach einer vorge
gebenen Funktion wieder eingeregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Beendigung der Bremsbetätigung bei einem
Fahrpedalsignal (S) innerhalb des zulässigen Bereiches
(S zul ) die Abregeldrehzahl (n ab ) als obere Drehzahl
schranke eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Notbetriebsdrehzahl (n o ) über der Leerlaufdrehzahl
(n LL ) der Brennkraftmaschine (6) liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Notbetriebsdrehzahl (n o ) so liegt, daß vom
Wandler eines automatischen Getriebes ein zum Fahrbetrieb
noch ausreichendes Moment geliefert wird und die zweite
Notbetriebsdrehzahl (n o 2) oberhalb der Notbetriebsdrehzahl
(n o ) liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion zur Einstellung der Drehzahl eine lineare
Funktion ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804012 DE3804012A1 (de) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Verfahren zum verhindern des ueberdrehens einer brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883804012 DE3804012A1 (de) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Verfahren zum verhindern des ueberdrehens einer brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3804012A1 true DE3804012A1 (de) | 1989-08-24 |
DE3804012C2 DE3804012C2 (de) | 1990-02-15 |
Family
ID=6347047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883804012 Granted DE3804012A1 (de) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Verfahren zum verhindern des ueberdrehens einer brennkraftmaschine |
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