DE4033049A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberpruefung des mengenstellwerkpositionssensors und des mengenstellwerks - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zur Über­ prüfung des Mengenstellwerkpositionssensors und des Mengenstellwerks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, zur elektronischen Regelung von Brennkraftmaschinen Positions-Ist-Signale zu verwenden, die von einem Positionssensor erzeugt werden. Weiterhin ist bekannt, Positionssensoren auf ord­ nungsgemäßes Funktionieren zu überprüfen, um zu verhindern, daß un­ erlaubte Betriebszustände auftreten.

So ist beispielsweise aus der DE-OS 33 01 742 bekannt, zu überwa­ chen, ob das Positions-Ist-Signal zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert liegt, wobei beim Überschreiten des oberen bzw. Unterschreiten des unteren Grenzwertes eine Fehleranzeige ausgelöst wird, und auf einen Notfahrbetrieb umgestellt wird.

Aus der genannten Druckschrift ist weiterhin bekannt, einen speziel­ len (redundanten) Sicherheitsabsteller in Form eines elektromagne­ tischen Abschaltventils (ELAB) vorzusehen, das im Bereich der Kraft­ stoffeinspritzpumpe angeordnet ist und in der Lage ist, bei entspre­ chender Ansteuerung die Kraftstoffzufuhr zur Pumpe zu unterbrechen. Angesteuert wird dieses elektromagnetische Abschaltventil, wenn die Sicherheitsüberprüfung ergeben hat, daß eines der Positions-Ist-Sig­ nale außerhalb der Grenzwerte liegt.

Eine Einrichtung zur Positionsüberwachung eines elektrischen Ist-Po­ sitionsgebers ist auch aus der DE-OS 38 03 078 bekannt. Dabei wird im erkannten Schubbetrieb das leistungsbestimmende Stellglied kurz­ zeitig an den Anschlag gefahren und das sich einstellende Ausgangs­ signal des Ist-Positionsgebers auf Plausibilität überprüft. Liegt dieses Ausgangssignal außerhalb des plausiblen Bereiches, wird auf Notfahrbetrieb umgestellt. Ist jedoch das Stellglied so defekt, daß es beispielsweise in Vollaststellung hängt, kann der Motor ungewollt hochlaufen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Einrichtung zur Überprüfung des Mengestellwerkpositionssensors und des Mengen­ stellwerks stellt sicher, daß bei einer Einrichtung zur Positions­ überwachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers wie er beispiels­ weise aus der DE-OS 38 03 078 bekannt ist, auch dann eine zuverläs­ sige Fehlererkennung möglich ist und außerdem sichergestellt wird, daß die Einspritzung bei erkannten Fehler unterbrochen wird, wenn der Mengensteller bzw. das Mengestellwerk defekt ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der Erfindung, in Fig. 2 ist eine aus der DE-OS 38 03 078 bekannte Einrichtung zur Positions­ überwachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers abgebildet, die um die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Bestandteile er­ weitert wurde.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 bezeichnet 10 ein Steuergerät, dem Ausgangssignale von verschiedenen Sensoren bzw. Gebern zugeführt werden, beispielsweise von einem Drehzahlgeber 11, einem Fahrpedalgeber 12, einem Nadel­ bewegungsfühler 13, einem Förderbeginnsensor 14, und/oder einem Ver­ brennungsbeginnsensor 15, wobei die Ausgangssignale A dieser Sen­ soren, von denen dasjenige des Nadelbewegungsfühlers 13 in Fig. 1a exemplarisch angedeutet ist, im Steuergerät 10 verarbeitet werden.

Mit 16 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe bezeichnet, der ein Mengen­ stellwerk 17 einschließlich einer Rückmeldeeinrichtung, die bei­ spielsweise als Mengenstellwerkpositionssensor 18 ausgebildet ist, zugeordnet ist.

Das Mengenstellwerk 17 sowie der Mengenstellwerkspositionssensor 18 sind über Leitungen 19, 20 mit dem Steuergerät 10 verbunden, wobei eine Sicherheitseinrichtung 21 die Leitung 19 über ein Schaltmittel 24 gegebenenfalls unterbrechen kann.

22 bezeichnet ein bekanntes ELAB-Kraftstoffabschaltventil, das über eine Ansteuerleitung 23 im Störungsfall vom Steuergerät 10 mit einem Abschaltsignal beaufschlagt wird.

In der Sicherheitseinrichtung 21, in der eine Fehlererkennung bzw. Plausibilitätsuntersuchungen für den Mengenstellwerkspositionssensor stattfinden, wird bei einem erkannten Fehler der Mengensteller stromlos geschaltet, so daß keine Einspritzung mehr erfolgen kann.

Ist das Stellwerk jedoch defekt, wenn beispielsweise der Kurbel­ bolzen des Stellwerks, beispielsweise eines VP15 Stellwerks abge­ schert ist oder der Regelschieber in Vollaststellung hängen bleibt, bewirkt das Abschalten des Stromes für den Mengensteller nicht, daß der Motor abgeschaltet wird, sondern der Motor läuft hoch.

Um diesen unerwünschten Zustand zu vermeiden, wird im Steuergerät überprüft, ob das Stellwerk stromlos ist. Weiterhin wird überprüft, ob der Nadelbewegungsfühler 13 oder der Förderbeginnsensor 14 oder der Verbrennungsbeginnsensor 15 ein Ausgangssignal liefert, das darauf schließen läßt, daß eine Einspritzung stattfindet.

Ist das Stellwerk bei erkanntem Defekt des Mengenstellwerkpositions­ sensors stromlos und werden trotzdem von einem der Sensoren 11 bis 15 Impulse entsprechend dem Ausgangssignal A geliefert, muß ein De­ fekt des Mengenstellers bzw. -stellwerks 17 vorliegen. Im Steuer­ gerät 10 wird dies erkannt und es wird ein Signal an den Mengenab­ schalter, das elektromagnetische Abschaltventil ELAB 22 abgegeben, so daß dieser redundante Mengenabschalter die Kraftstoffzufuhr un­ terbindet und damit sicherstellt, daß der Motor abgeschaltet wird.

Die Erfindung läßt sich auch auf ein aus der DE-OS 38 03 078 bekann­ tes Verfahren zur Positionsüberwachung eines elektrischen Ist-Posi­ tionsgebers übertragen, ebenso auf eine aus derselben Offenlegungs­ schrift bekannte Einrichtung. Die DE-OS 38 03 078 soll im übrigen zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gehören.

In Fig. 2 ist die aus der DE-OS 38 03 078 bekannte Einrichtung, um die erfindungsgemäße Bestandteile ergänzt, aufgezeigt. Dabei ist die eigentliche Brennkraftmaschine mit 25 bezeichnet, der Stellglied­ folgeregelkreis besteht aus den Blöcken 26 bis 29, wobei mit 26 ein Stellglied für die Brennkraftmaschine, mit 27 ein Istwertgeber, der dem Mengenstellwerkpositionssensor 18 entspricht, mit 28 ein Regler und mit 29 ein Stellgliedantrieb bezeichnet ist. Die Regelgröße wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen Fahrpedalgeber 12 vor­ gegeben, eventuell durch andere Größen, beispielsweise die Drehzahl korrigiert. Sie wird dem Summationspunkt 30 zugeführt, dem auch das Istwertsignal des Istwertgebers 27 zugeführt wird. Das im Summa­ tionspunkt 30 gebildete Signal wird zur Regelung dem Regler 28 zuge­ führt. Das Ausgangssignal des Reglers 28 wird über den Schalter S1 dem Stellgliedantrieb 29 zugeführt, der Stellgliedantrieb 29 wirkt auf das Stellglied 26 ein.

Als weiterer Regelkreis wird eine Drehzahlregelung vorgenommen. Dazu wird aus der Brennkraftmaschine 25 mit einem Drehzahlgeber 11 ein Drehzahl-Ist-Signal gewonnen. Dieses Ist-Signal wird einem Summa­ tionspunkt 31 mit negativem Vorzeichen versehen zugeführt. Das am Summationspunkt 31 entstehende Signal wird der Einrichtung zur Dreh­ zahlregelung 32 zugeführt und über einen weiteren Schalter S2 an den Stellgliedantrieb 29 weitergeleitet.

Dem Summationspunkt 31 wird weiterhin das vom Fahrpedalgeber 12 er­ zeugte Signal zugeführt. In einer Kontrolleinrichtung 33, die eine Störungsmeldeeinrichtung 34 umfaßt und der die Ausgangssignale einer Schuberkennung 35 zugeführt werden, werden Fehler erkannt, die Kon­ trolleinrichtung 34 gibt dann eine Störungsmeldung ab und steuert die beiden Schalter S1 und S2 und den Stellgliedantrieb 29 an.

Im normalen Fahrbetrieb ist der Schalter S1 geschlossen, der Schal­ ter S2 geöffnet. Geht der normale Fahrbetrieb in einen Schubbetrieb über, wird dies in der Schuberkennung 35 erkannt, es wird dann nach einiger Zeit T1 der Schalter S1 geöffnet und der Stellgliedantrieb 29 kurzzeitig gegen die Minimumsanschlagbegrenzung gefahren. Diese Zeit T1 wird so kurz gewählt, daß keine weiteren Beeinträchtigungen auftreten.

Während das Stellglied 26 an der Minimumsanschlagsbegrenzung ist, wird das Signal des Stellglied-Ist-Positionsgebers 27 beobachtet. Nimmt dieses Signal bei einem solchen Test, der in wählbaren Zeitab­ ständen mehrfach wiederholt werden kann, einen unplausiblen Wert an, wird ein Fehler erkannt und auf Notfahrbetrieb umgestellt. Dazu wird der Schalter S2 geschlossen und der Schalter S1 geöffnet. Als Regel­ signal wird das Signal des Drehzahlregelkreises verwendet. Über die Kontrolleinrichtung 33 wird eine Störungsmeldung an 34 ausgelöst.

Wird mit Hilfe der bis hierher beschriebenen Einrichtung ein Fehler des Sensors für die Ist-Wert-Erfassung 27 erkannt und auf einen Not­ betrieb umgeschaltet, ist also Schalter S2 geschlossen und S1 geöff­ net, müßte dann der Mengensteller stromlos sein und damit sicher­ stellen, daß kein Kraftstoff eingespritzt wird. Ist jedoch wie be­ reits bei der Beschreibung der Fig. 1 angegeben, der Stellgliedan­ trieb 29 defekt oder hängt das Stellglied 26 in der Vollaststellung, wird weiterhin Kraftstoff gefördert und es besteht die Gefahr, daß die Brennkraftmaschine 25 hochläuft. Es muß daher die erfindungsge­ mäße Abschaltung der Kraftstoffzufuhr über den Mengenabschalter, also das elektromagnetische Abschaltventil ELAB 22 erfolgen.

Dazu wird bei diesem Ausführungsbeispiel in der Schuberkennung 35 geprüft, ob Schubbetrieb vorliegt oder nicht. Liegt kein Schubbe­ trieb vor, liefern die Sensoren 13 bis 16 Ausgangssignale A, die für die Einspritzung charakteristisch sind. Werden solche Ausgangs­ signale A erkannt und wird gleichzeitig erkannt, daß Schalter S1 geöffnet ist, daß also der Stellgliedantrieb 29 stromlos ist, muß ein Fehler im Bereich des Stellgliedantriebs oder des Stellglieds 26 selbst vorliegen und eine Notabschaltung der Kraftstoffzufuhr mit Hilfe des Mengenabschalters ELAB 22 durchgeführt werden.

Das Erkennen der Ausgangssignale A kann darauf erweitert werden, daß ein solches Erkennen erfolgt, wenn die Ausgangssignale einen vorbe­ stimmten Verlauf aufweisen oder wenn beispielsweise das Ausgangs­ signal A des Nadelbewegungsfühlers 13 eine Spritzdauer bestimmter Länge erkennen läßt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Überprüfung des Mengenstellwerkspositionssensors bei einer Brennkraftmaschine, bei dem bei erkanntem Defekt des Men­ genstellwerkpositionssensors bei dann stromlos geschaltetem Mengen­ stellwerk überprüft wird, ob ein Nadelbewegungsfühler und/oder ein Förderbeginnsensor und/oder ein Verbrennungsbeginnsensor ein ein­ deutiges Ausgangssignal (A) liefern, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorhandenen Ausgangssignal (A) eine Fehlfunktion erkannt wird und die Einspritzung mittels eines Mengenabschalters ELAB (22) unter­ brochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus­ gangssignal (A) einen vorbestimmten Verlauf aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (A) des Nadelbewegungsfühlers (13) eine Spritzdauer bestimmter Länge erkennen läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem aus der DE-OS 38 03 078 bekannten Verfahren zur Positionsüber­ wachung eines elektrischen Ist-Positionsgebers (27) eingesetzt wird.

5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät (10), dem Ausgangssignale (A) von Sensoren (11-15) zugeführt werden, über eine mittels einer Sicherheitseinrichtung (21) unterbrechbaren Lei­ tung (23) mit dem Mengenstellwerk (17) verbunden ist und eine Ab­ schaltvorrichtung ELAB (22) vorgesehen ist, die nach ihrer Ansteue­ rung die Zufuhr von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine (25) unter­ bricht.