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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung
einer Brennkraftmaschine gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.
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In
modernen Steuersystemen für
Brennkraftmaschinen werden vielfach Meßeinrichtungen zur Erfassung
von Betriebsgrößen der
Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs eingesetzt, deren Meßsignale
Grundlage für
die Steuerung der Brennkraftmaschine und damit für die Antriebsleistung des Kraftfahrzeugs
bilden. Da durch Fehlfunktionen im Bereich dieser Meßeinrichtungen
ungewollte Betriebszustände
der Brennkraftmaschine folgen können,
müssen
die Meßeinrichtungen
auf Funktionsfähigkeit überwacht
werden. Besondere Bedeutung gewinnt eine solche Überwachung bei elektronischen Motorleistungssteuersystemen
(elektronischen Gaspedalsystemen), bei denen auf der Basis von Meßsignalen
von Stellungsgebern für
ein vom Fahrer betätigbares
Bedienelement bzw. für
ein Leistungsstellelement die Leistung der Brennkraftmaschine und
damit Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs gesteuert
wird. In der Vergangenheit wurden daher verschiedene Maßnahmen
zur Überwachung solcher
Stellungsgeber vorgeschlagen.
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Beispielsweise
ist aus der nicht vorveröffentlichten
DE 42 29 774 A1 bekannt,
den mit einem Leistungsstellelement, einer Drosselklappe, verbundenen
Stellungsgeber erfassten Messwert mit einem in ein die Stellung
repräsentierenden,
die Last der Brennkraftmaschine anzeigenden Meßsignalwert auf unzulässige Abweichungen
zu vergleichen. Wird eine Differenz zwischen den Signalwerten erkannt, wird
von einem Fehler im Bereich des Stellungsgebers ausgegangen und
es werden gegebenenfalls Notlaufmaßnahmen eingeleitet. Ferner
wird vorgeschlagen, redundante Stellungsgeber vorzusehen, so daß durch
Vergleich deren Stellungssignale miteinander sowie durch Vergleich
jedes der Stellungssignale mit dem auf der Basis des Lastsignals
gebildeten Stellungssignals jeweils einzeln auf unzulässige Abweichungen
der defekte Sensor im Sinne einer Zwei- aus Drei-Auswahl erkannt
und Notlaufmaßnahmen
auf der Basis der korrekten Signale eingeleitet werden.
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Durch
die bekannte Vorgehensweise wird zwar im Prinzip eine Überwachung
des bzw. der Stellungsgeber erreicht, die Genauigkeit dieser Überwachung
kann jedoch unbefriedigend sein, da weder das Verhalten des Lastsignals
in Bezug auf die Stellung des beweglichen Elements noch die Genauigkeit
des Meßergebnisses
beeinträchtigende
Effekte wie Pulsationen und Rückströmungen im
Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine oder veränderliche Luftdichte infolge
von einer Änderung
der Meereshöhe
oder der Ansauglufttemperatur berücksichtigt werden.
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Aus
der
DE 69 103 719
T2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen
der Akkuranz eines Ventilpositionssensors für die Verwendung beim Messen
der Drosselposition in Verbrennungsmotoren bekannt. Dabei wird der
gemessene Wert eines Motorzustandes direkt abhängig von der Drosselposition überwacht.
Indem dieser Wert verwendet wird, kann die Akkuranz des Drosselpositionssensors
beurteilt werden. In spezifischer Weise sollte, wenn die Änderungsrate
der Position des Drosselventils eine vorbestimmte Änderungsrate
nicht überschreitet
und wenn die Drosselventilposition eine vorbestimmte Position überschreitet,
der absolute Druck der Luft in der Motoreinlass-Sammelleitung stromabwärts des
Drosselventils immer einen vorbestimmten Druck überschreiten. Wenn unter diesen
Bedingungen der gemessene Druck kleiner als der vorbestimmte Druck
für eine
vorbestimmte Zeit ist, wird vom Drosselpositionssensor angenommen,
fehlerhaft zu sein, weil ein Druck kleiner als der vorbestimmte
Druck nicht innerhalb dieses Bereichs der Drosselpositionen erhältlich ist.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren
Hilfe die Genauigkeit der Funktionsüberprüfung eines Stellungsgebers
auf der Basis wenigstens eines Stellungssignals und einer die Last
der Brennkraftmaschine repräsentierenden
Größe verbessert
werden.
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Dies
wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.
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Vorteile der
Erfindung
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Durch
die erfindungsgemäße Begrenzung der
maximalen Einsstellung des Leistungsstellelements wird eine genaue Überwachung
des bzw. der dem Leistungsstellelement zugeordneten Stellungsgeber
ermöglicht,
da gewährleistet
ist, daß beim
Vergleich mit der die Last der Brennkraftmaschine repräsentierenden
Größe nur kleine
Toleranzen zu berücksichtigen
sind, somit eine ausreichende Genauigkeit gewährleistet ist.
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Ferner
werden durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise
die Bereiche der Pulsationen und Rückströmungen im Saugrohr gemieden,
die bei manchen Motoren bei großen Öffnungen
des Leistungsstellelements auftreten.
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Ferner
wird durch die Berücksichtigung
der Meereshöhe
und/oder der Ansauglufttemperatur die veränderliche Luftdichte bei der
Fehlererkennung berücksichtigt,
so daß eine
weitere Steigerung der Genauigkeit ermöglicht wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise
können
bei der Wahl der Grenzwerte, die zur Entscheidung, ob ein Stellungsgeber
als defekt erkannt wird, vorgegeben werden, kleine Toleranzen erhalten werden.
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Besonders
vorteilhaft ist, eine Überwachung nur
gegen ungewolltes Gasgeben vorzunehmen, indem gegenüber der
gemessenen Stellung des Leistungsstellelements nur auf eine unzulässig große, die Last
repräsentierende
Größe überwacht
wird, d.h. wenn diese eine zu große Last anzeigt. Bei dieser vorteilhaften
Vorgehensweise kann ohne Beeinträchtigung
der Genauigkeit der Überwachung
auf die Berücksichtung
der sich ändernden
Luftdichte verzichtet werden.
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Vorteilhaft
ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorgehensweise im Zusammenhang
mit der bekannten Zwei- aus Drei-Auswahl bei einem Doppelstellungsgeber.
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Vorteilhaft
ist als die die Last repräsentierende
Größe das Signal
eines Luftmengen-, eines Luftmassenmesser, eines Saugrohrdruckfühlers oder das
jeweils aus dem Quotienten dieser Größe und der Drehzahl ermittelte
Lastsignal zu verwenden.
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Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert. Dabei
zeigt 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung der
erfindungsgemäßen Vorgehensweise,
während
in 2 anhand eines Flußdiagramms ein Rechenprogramm zur
Durchführung
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
skizziert ist.
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Beschreibung
von Ausführungsformen
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1 zeigt
ein Übersichtsblockschaltbild
eines Motorsteuersystems, wobei eine Steuereinheit 10 dargestellt
ist, die folgende Eingangsleitungen aufweist. Über eine erste Eingangsleitung 12 ist
die Steuereinheit 10 mit einer Meßeinrichtung 14 zur
Erfassung des Luftdurchsatzes durch die Brennkraftmaschine verbunden, über eine
zweite Eingangsleitung 16 mit einer Meßeinrichtung 18 zur
Erfassung der Motordrehzahl, über
eine dritte Eingangsleitung 20 mit einer Meßeinrichtung 22 zur
Erfassung der Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, über eine
vierte Eingangsleitung 24 mit einer Meßeinrichtung 26 zur
Erfassung der Stellung eines Leistungsstellelements 28,
insbesondere einer Drosselklappe. Ferner sind Eingangsleitungen 30 bis 32 vorgesehen,
welche die Steuereinheit 10 mit Meßeinrichtungen 34 bis 36 verbinden,
welche Betriebsgrößen erfassen,
die zur Steuerung der Brennkraftmaschine verarbeitet werden.
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Ferner
ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Eingangsleitung 38 vorgesehen, welche die Steuereinheit 10 mit
einer Meßeinrichtung 40 zur
Erfassung der Ansauglufttemperatur verbindet. In anderen Ausführungsbeispielen
kann zusätzlich
oder anstelle der Ansauglufttemperaturmeßeinrichtung eine Meßeinrichtung 42 zur
Erfassung des Luftdrucks (der Meereshöhe) vorgesehen sein, welche über die
Eingangsleitung 44 mit der Steuereinheit 10 verbunden
ist.
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Eine
Ausgangsleitung 46 der Steuereinheit 10 zur Steuerung
der Kraftstoffzumessung verbindet diese mit entsprechende Stelleinrichtungen 48,
Einspritzventile, während
eine Ausgangsleitung 50 von der Steuereinheit 10 auf
das Leistungsstellelement 28 führt, welches über eine
mechanische Verbindung 52 mit der Meßeinrichtung 26 verknüpft ist.
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In
der Steuereinheit 10 führen
die Eingangsleitungen 12 und 16 auf ein Element 54 zur
Bildung eines Lastsignals, insbesondere ein Kennfeld oder eine Tabelle,
dessen Ausgangsleitung 56 auf die Einspritzimpulsbildungseinheit 58 führt. Der
werden zur Korrektur abhängig
von der Batteriespannung, der Abgaszusammensetzung, der Motortemperatur,
etc., die Eingangsleitungen 30 bis 32 von den
Meßeinrichtungen 34 bis 36,
welche die entsprechenden Betriebsgrößen erfassen, zugeführt. Die
Ausgangsleitung der Einspritzimpulsbildungseinheit 58 stellt
die Ausgangsleitung 46 der Steuereinheit 10 dar, über die
ein oder mehrere Einspritzventile für die gebildete Einspritzzeit
angesteuert werden. Eine Sollwertbildungseinheit 60 ist
zur Bildung eines Einstellsollwertes für das Leistungsstellelement 28 Teil
der Steuereinheit 10. Der Einheit 60 wird die
Eingangsleitung 20 zugeführt, während ihre Ausgangsleitung 62 auf
ein Begrenzungselement 64 führt, dessen Ausgangsleitung 66 wiederum
einer Reglereinheit 68 zugeführt ist. Deren Ausgangsleitung 50 führt auf
das Leistungsstellelement 28. Dem Regler 68 ist
ferner die Leitung 24 zugeführt. Von der Leitung 56 führt die Leitung 70 auf
die Begrenzungseinheit 64, ferner auf ein Korrekturelement 72,
dem die Leitung 74 von einer Korrekturwertbildungseinheit 76 zugeführt ist. Dieser
wiederum ist in einem Ausführungsbeispiel die
Eingangsleitung 44 zugeführt. Die Ausgangsleitung 78 des
Elements 72 führt
auf eine weitere Korrektureinheit 80, welcher die Leitung 82 von
einer Korrekturwertbildungseinheit 84 zugeführt wird.
Dem Element 84 ist die Eingangsleitung 38 zugeführt. Die Ausgangsleitung 86 des
Korrekturelements 80 führt auf
eine Umrechnungseinheit 88, der die Leitung 16 zugeführt ist,
während
die Ausgangsleitung 90 des Elements 88 auf ein
Vergleichselement 92 führt,
dem die Eingangsleitung 24 zugeführt ist. Die Ausgangsleitung 94 des
Elements 92 führt
auf die Begrenzungseinheit 64, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
auf die Einspritzimpulsbildungseinheit 58. Ferner wird
in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
die Eingangsleitung 16 der Begrenzungseinheit 64 und/oder
der Sollwertbildungseinheit 60 zugeführt. Letzterer können noch
weitere Betriebsgrößen zugeführt werden,
beispielsweise Informationen über die
eingelegte Gangstufe, die Fahrgeschwindigkeit, etc.
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Die
Lastsignalbildungseinheit 54 bildet in Abhängigkeit
der zugeführten
Meßsignale
bezüglich Motordrehzahl
und Luftmasse, welche von einem Heißfilmluftmassenmesser oder
einem Hitzdrahtluftmassenmesser 14 erzeugt werden, ein
Lastsignal TL gemäß bekannten
Kennfeldern und übermittelt
diesen Meßsignalwert über die
Leitung 56 der Einspritzimpulsbildungseinheit 58.
Dort wird das Lastsignal gegebenenfalls in Abhängigkeit der Abgaszusammensetzung,
der Batteriespannung, und weiteren Betriebsgrößen korrigiert, so daß ein an
die Betriebsbedingungen optimal angepaßter Einspritzimpuls erzeugt
und über
die Leitung 46 an die Stelleinrichtung 48, das
Einspritzventil, abgegeben wird. Ferner ist die Steuereinheit 10 mit
Mitteln zur elektrischen Einstellung des Leistungsstellelements 28,
einer Drosselklappe, ausgestattet, wie es in den Grundzügen aus
dem Stand der Technik bekannt ist. In der Sollwertbildungseinheit 60 wird
gemäß einer
vorgegebenen Kennlinie, welche je nach Anforderungen auch drehzahl-,
fahrgeschwindigkeits- und/oder gangstufenabhängig sein kann, aus dem Meßwert für die Stellung
eines vom Fahrer betätigbaren
Bedienele ments ein Sollwert für
die Drosselklappeneinstellung DKsoll ermittelt und über die
Leitung 62 abgegeben. Dabei sind die Kennlinien im Sollwertbildungselement 60 entsprechend
dem Drehmomentenverlauf der Brennkraftmaschine über der Drehzahl für verschiedene
Gangstufen vorgegeben, so daß ein
optimaler Fahrkomfort, ein minimaler Kraftstoffverbrauch, etc. erfolgt.
Der Drosselklappensollwert wird über
die Begrenzungseinheit 64, die Leitung 66 an die
Reglereinheit 68 abgegeben, wo der Sollwert mit dem von
der Meßeinrichtung 26 erfaßten Drosselklappenistwert
DKist verglichen und gemäß einer vorgegebenen
Regelstrategie, z.B. nach einer PID-Regelung, in ein Ansteuersignal
für den
elektrischen Stellmotor der Drosselklappe umgesetzt wird, welches über die
Leitung 50 dem Leistungsstellelement 28 zugeführt wird.
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Dabei
zeigt sich, daß zur
Einstellung der Drosselklappe und damit zur Einstellung der Antriebsleistung
eine wesentliche Meßgröße die vom Geber 26 erfaßte Drosselklappeniststellung
DKist darstellt. Eine fehlerhafte Erfassung der Drosselklappenstellung
kann zu ungewollten Betriebszuständen führen, daher
ist die Richtigkeit dieser Meßgröße bzw.
die Funktionsfähigkeit
der Meßeinrichtung
zu überwachen.
Dies erfolgt anmeldungsgemäß durch Vergleich
des erfaßten
Meßwerts
DKist mit einem Referenzwert für
die Drosselklappenstellung, welcher aus einem die Last der Brennkraftmaschine
repräsentierenden
Signal, vorzugsweise dem Lastsignal TL (Quotient aus Luftstrom bzw.
Saugrohrdruck und Motordrehzahl), in anderen Ausführungsbeispielen
auch dem Luftmassensignal oder einem Saugrohrdrucksignal, einem
Luftmengensignal oder anderen die Motorlast repräsentierenden Signalwerten, die
auf der Eingangsleitung 12 zugeführt werden, gebildet wird.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird das Lastsignal über
die Leitung 70 einer Korrektureinheit 72 zugeführt. Dort
wird, da das Lastsignal TL auf der Basis des gegenüber Luftdichteveränderungen
nahezu unabhängigen
Luftmassensignals gebildet wird, eine Korrektur bezüglich der
Meereshöhe durchgeführt, um
die Genauigkeit des Vergleichs zu erhöhen. Da die Stellung der Drosselklappe
die der Brennkraftmaschine zugeführte
Luftmenge, die Dichteänderungen
unterworfen ist, vorgibt, wird bei gleicher Drosselklappenstellung
in größerer Meereshöhe ein betragsmäßig kleineres
Luftmassensignal erhalten als bei gleicher Drosselklappenstellung
in niedriger Meereshöhe.
Daher ist das auf der Basis des Luftmassensignals gebildete Lastsignal
in der Einheit 72 in Abhängigkeit der Meereshöhe zu korrigieren
und zwar derart, daß das
Lastsignal mit steigender Meereshöhe betragsmäßig größer wird. Die Ermittlung des
Korrekturwerts erfolgt in der Korrektureinheit 76 in Abhängigkeit
einer vorgegebenen Kennlinie oder Tabelle auf der Basis eines von
einem Luftdrucksensor erfaßten
Meßsignals
(Meßeinrichtung 42)
oder auf Basis bekannter Adaptionsverfahren. Das korrigierte Lastsignal
wird über
die Leitung 78 einer zweiten Korrektureinheit 80 zugeführt, in welcher
die sich verändernde
Luftdichte in Abhängigkeit
der Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine korrigiert
wird. Der Korrekturwert wird in der Einheit 84 auf der
Basis einer vorgegebenen Kennlinie, einer Tabelle oder einer Berechnungsvorschrift
in Abhängigkeit
der von einem Temperaturfühler
erfaßten
Ansauglufttemperatur gebildet. Dabei ist die Abhängigkeit des Korrekturwerts
von der Ansauglufttemperatur derart vorgegeben, daß mit steigender
Ansauglufttemperatur und somit sich verringernden Dichte der Ansaugluft
eine betragsmäßige Erhöhung des
Lastsignals erfolgt. Dadurch wird die bei gleichbleibender Drosselklappenstellung
sich verändernde
Luftmasse bei Änderung
der Ansaugluft in die Überwachung
zur Verbesserung ihrer Genauigkeit miteinbezogen. Das korrigierte
Lastsignal wird über
die Leitung 86 einem Kennfeld 88 zugeführt, in dem
auf der Basis des korrigierten Lastsignals und der Motordrehzahl
ein Drosselklappenstellungsreferenzwert ausgelesen wird und über die
Leitung 90 an die Vergleichseinheit 92 abgegeben
wird. Das Kennfeld der Einheit 88 entspricht dabei im wesentlichen der
Umkehrung des Kennfeldes in der Einheit 54 und wird experimentell
für jeden
Motortyp ermittelt. In der Vergleichseinheit 92 wird das
erfaßte
Drosselklappenistsignal mit dem über
die Leitung 90 zugeführten Referenzwert
nach vorgege benen, nachfolgend dargestellten Strategien auf unzulässige Abweichung überprüft. Weichen
die beiden Signale unzulässig voneinander
ab, wird von einem Fehler im Bereich der Drosselklappenstellungsmeßeinheit
ausgegangen und Notlaufmaßnahmen
eingeleitet, indem vorzugsweise über
die Leitung 94 und die Begrenzungseinheit 64 die
Antriebsleistung, das heißt
der Drosselklappeneinstellsollwert auf einen Maximalwert begrenzt
wird, in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen über die
strichliert dargestellte Leitung 97 in der Einspritzimpulsbildungseinheit 58 die
Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Zylinder unter vorgegebenen Bedingungen
abgeschaltet wird.
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Die
entsprechende Vorgehensweise findet bei Verwendung eines Luftmassen-,
Luftmengen- oder Saugrohrdrucksignals als Lastsignal statt, wobei
beim Luftmengensignal auf die Korrekturen verzichtet werden kann.
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Zusätzlich zu
der beschriebenen Vorgehensweise ist erfindungsgemäß die Begrenzungseinheit 64 vorgesehen,
in welcher der Maximalwert des Drosselklappeneinstellsollwerts und
damit die Einstellung der Drosselklappe selbst abhängig vom Lastsignal
TL bzw. abhängig
von der über
die strichliert dargestellte Leitung 16 zugeführten Motordrehzahl
begrenzt wird. Dies deshalb, weil bei der Umrechnung des Lastsignals
TL in ein Drosselklappenreferenzsignal im Element 88 sich
bei hohen Lasten, das heißt
bei großen
Drosselklappenstellungen, für kleine
Schwankungen im Lastsignal TL große Schwankungen in der Drosselklappenstellung
ergeben. Daher müssen
in der Vergleichseinheit 92 beim Vergleich des Drosselklappenistsignals
und des Referenzsignals für
hohe Lasten große
Toleranzen vorgegeben werden, welche die Einsetzbarkeit des Verfahrens
aufgrund ungenügender
Genauigkeit in Frage stellen. Daher wird, um möglichst kleine Toleranzen zu
erhalten, der Bereich hoher Lasten verboten. Zu diesem Zweck wird
der Drosselklappeneinstellsollwert in der Begrenzungseinheit 64 auf
einen Maximalwert begrenzt, welcher z.B. 60 bis 90% des maximal
möglichen
Lastsignals TL, vorzugsweise 70%, beträgt. Dies erfolgt in der Begrenzungseinheit 64 durch
eine Vergleichsoperation, welche, wenn das Lastsignal über den
vorgegebenen Grenzwert steigt, die in der Einheit 60 ermittelte
Drosselklappenstellung reduziert, bis das Lastsignal unter den vorgegebenen
Grenzwert fällt.
Selbstverständlich
kann die Begrenzungsfunktion auch drehzahlabhängig sein, so daß gemäß einer
vorgegebenen Kennlinie für
jede Motordrehzahl der maximale Drosselklappensollwert ermittelt
und mit dem ermittelten Drosselklappensollwert verglichen wird,
wobei bei Überschreiten
des Maximalwerts der Drosselklappensollwert auf diesen Maximalwert
gesetzt wird. Die Kennlinie ist dabei derart vorgegeben, daß mit steigender
Motordrehzahl der maximale Drosselklappensollwert steigt. In anderen
möglichen
Ausführungsbeispielen
wird der Maximalwert aus einem vorgegebenen Drehzahl-Last-Kennfeld
ausgelesen, in welchem Drehzahl und die Lastgröße zur Bildung eines maximalen Drosselklappeneinstellwerts
verknüpft
werden.
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Die
Begrenzung der Drosselklappenstellung ermöglicht somit den Einsatz der
beschriebenen Überwachungsvorgehensweise
und erhöht
die Genauigkeit der Funktion.
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Bei
der beschriebenen Vorgehensweise wird das Lastsignal in einen Referenzwert
für das
Drosselklappenistwertsignal umgebildet und mit diesem zur Fehlererkennung
verglichen. In anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann anstelle
des Drosselklappenistwertsignals auch das Drosselklappensollwertsignal
zur Überwachung
herangezogen werden, indem das umgerechnete Lastsignal mit dem Drosselklappensollwertsignal
verglichen wird. Dadurch können
Fehlerzustände
auch im Bereich der Meßeinrichtung 22 erkannt
werden.
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Neben
der für
das vorteilhafte Ausführungsbeispiel
dargestellten Umbildung des Lastsignals in ein Drosselklappensignal,
kann in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Vorgehensweise
auch das Drosselklappensignal in ein Lastsignal umgerechnet werden.
Dazu muß bei
Verwendung von Luftmassenmeßeinrichtungen
das erfaßte
Drosselklappenistsignal bzw. das Drossel klappensollwertsignal durch eine
inverse Korrektur der Meereshöhe
und der Ansauglufttemperatur einem Kennfeld zugeführt werden,
in dem auf der Basis des Lastsignals und der Motordrehzahl analog
zur Einheit 54 ein Lastsignal gebildet wird, welches als
Referenzwert für
das gemessene Lastsignal auf der Leitung 56 dient, und
mit diesem auf unzulässige
Abweichungen verglichen wird.
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Bezüglich des
Vergleichs im Element 92 können verschiedene Strategien
angewandt werden. Besonders vorteilhaft ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel,
eine Überwachung
nur auf unzulässig
hohe Lastsignale über
dem erfaßten
Drosselklappenistsignal vorzunehmen, das heißt eine Überwachung nur gegen ungewolltes
Gasgeben durchzuführen.
Dabei wird ein Fehler erkannt, wenn die Differenz zwischen Lastsignal
und Drosselklappenistsignal einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitet.
Bei dieser Vorgehensweise kann auch ohne Korrektur des Lastsignals
bezüglich
Luftdichteänderungen
die Überwachung
vorgenommen werden. Ferner besteht als zweite Möglichkeit in anderen vorteilhaften
Ausführungsbeispielen
eine Überwachung
des Betrags der Differenz von Drosselklappenistsignal und Lastsignal auf
einen vorbestimmten Toleranzbereich. Dadurch wird sowohl gegen Gasgeben
als auch gegen zu kleine Lastsignale Schutz möglich. Ferner kann es vorteilhaft
sein, die Überwachung
auf den Leerlaufbetriebszustand bzw. den unteren Teillastbereich
zu beschränken,
so daß nur
bei einem Drosselklappensollwert im Leerlaufbereich oder unter einer
unteren Teillastschwelle ein Vergleich vorgenommen wird, ob das
Lastsignal einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
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2 zeigt
ein Flußdiagramm
zur Darstellung eines Rechenprogramms zur Durchführung der vorstehend geschilderten
erfindungsgemäßen Vorgehensweise.
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Der
in 2 dargestellte Programmteil wird bei korrekt arbeitenden
Luftmassen- und Motordrehzahlmesser, welche durch andere Verfahren
auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft werden,
eingeleitet. Nach Einleitung des Programmteils werden im ersten Schritt 100 die
notwendigen Meßwerte
eingelesen. Dazu gehören
das Lastsignal TL, die Motordrehzahl N, der Drosselklappensollwert
DKsoll sowie der Drosselklappenistwert DKist, bei Vorhandensein
entsprechender Sensoren ein Maß für die Ansauglufttemperatur
TLuft sowie den Luftdruck PLuft als Maß für die Meereshöhe. Ist
einer der beiden letztgenannten bzw. beide Sensoren nicht vorhanden,
so werden im Schritt 100 die aus entsprechenden Adaptionsverfahren
gewonnene Korrekturfaktoren FT bezüglich der Ansauglufttemperatur
sowie FH bezüglich
der Meereshöhe
eingelesen. Je nach verwendeter Überwachungsstrategie
wird in diesem Schritt ein Lastgrenzwert für den Leerlauf- oder unteren
Teillastbereich eingelesen. Im darauffolgenden Schritt 102 wird aufgrund
einer vorgegebenen Kennlinie bzw. Tabelle auf der Basis des erfaßten Lastsignalwertes
TL oder der erfaßten
Motordrehzahl N der Maximalwert für den Drosselklappensollwert
DKsollmax bestimmt. Im darauffolgenden Schritt 104 wird
der Drosselklappensollwert DKsoll auf diesen Maximalwert begrenzt, wenn
der Drosselklappensollwert den vorgegebenen Maximalwert überschreitet.
Danach werden im Schritt 106 bei Vorhandensein der entsprechenden Sensoren
die Korrekturfaktoren FH auf der Basis einer vorgegebenen Kennlinie
in Abhängigkeit
des Luftdrucks sowie der Korrekturfaktor FT auf der Basis einer
vorgegebenen Kennlinie abhängig
von der Ansauglufttemperatur bestimmt und im nachfolgenden Schritt 108 ein
korrigierter Lastsignalwert TLDK als Funktion des gemessenen Lastsignalwerts
TL sowie der Korrekturfaktoren FH und FT gebildet, worauf im darauffolgenden
Schritt 110 der Referenzwert für das Drosselklappenistsignal
DKTL aus einem Kennfeld als Funktion des korrigierten Lastsignalwerts
TLDK und der Motordrehzahl ausgelesen wird. Darauffolgend wird im
nachfolgenden Abfrageschritt 112 der Vergleich zwischen
dem erfaßten
Drosselklappenistsignal DKist und dem Referenzwert DKTL nach einer der
oben beschriebenen Strategien vorgenommen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird im Abfrageschritt 112 die Differenz zwischen Referenzwert DKTL
und Drosselklappenistwert DKist mit einem Toleranzwert A verglichen,
wobei eine JA-Entscheidung vorgenommen wird, wenn der Dros selklappenreferenzwert
größer als
der Drosselklappenistwert ist. Dies bedeutet, daß gemäß Schritt 114 ein
Fehler erkannt wird und Notlaufmaßnahmen vorgenommen werden
müssen,
da der tatsächliche
Motorlastsignalwert größer ist
als der erfaßte
Drosselklappenstellungssignalwert, das heißt daß die Gefahr besteht, daß das Fahrzeug
ungewollt beschleunigt. Nach dem Schritt 114 wird der Programmteil
beendet.
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Ist
die Differenz zwischen Referenzwert und Drosselklappenistwert kleiner
als der vorgegebene Toleranzwert A, so wird die Funktion der Meßeinrichtung
als in Ordnung erkannt (Schritt 116), und die Drosselklappe
gemäß dem Sollwert
eingeregelt.
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Neben
der im Schritt 112 im bevorzugten Ausführungsbeispiel durchgeführten Abfrage
kann ferner anstelle dieser Abfrage in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen
der Betrag der Differenz zwischen Referenzwert DKTL und Drosselklappensollwert
DKist mit einem Toleranzwert B, der auch in einem Ausführungsbeispiel
dem Wert A entsprechen kann, vorgenommen. Dadurch werden unzulässige Abweichungen
der beiden Signalwerte voneinander in beiden Richtungen erkannt. Überschreitet
der Betrag der Differenz den Toleranzwert, so wird gemäß Schritt 114 ein
Fehler erkannt, ist der Betrag der Differenz gleich oder kleiner
als der Toleranzwert, so wird von einer korrekten Funktion gemäß Schritt 116 ausgegangen.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen dritten Überwachungsstrategie
ist ein strichliert dargestellter Abfrageschritt 118 zwischen
den Schritten 110 und 112 eingefügt, in welchem überprüft wird,
ob sich das System im Leerlauf oder im unteren Teillastbereich befindet.
Dies erfolgt dadurch, daß der
Drosselklappensollwert DKsoll mit einem Grenzwert verglichen wird,
welcher den Leerlaufbereich bzw. unteren Teillastbereich abgrenzt.
Ist der Drosselklappensollwert oberhalb dieses Wertes, wird keine Überwachung
durchgeführt.
Es folgt Schritt 116. Befindet sich der Drosselklappensollwert
unter halb dieses Wertes, das heißt ist der Betriebszustand
Leerlauf bzw. unterer Teillastbereich erreicht, so wird im Abfrageschritt 112 die
Abfrage vorgenommen, ob das Lastsignal TL über einem vorgegebenen Grenzwert TLmax
liegt. Ist dies der Fall, so wird eine unzulässige Abweichung erkannt und
es folgt Schritt 114. Befindet sich der Lastsignalwert
unterhalb des Grenzwerts, so wird Normalbetrieb gemäß Schritt 116 erkannt,
der Programmteil beendet und zu gegebener Zeit wiederholt.
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Die
beschriebene Vorgehensweise wird vorteilhaft auch in Verbindung
mit einem Doppelsensor wie einem Doppelpotentiometer für den Einstellwert des
Leistungsstellelements eingesetzt. Dabei wird die geschilderte Überwachung
z.B. nach 2 jeweils mit beiden Einstellwerten
durchgeführt.
Der defekte Sensor kann auf diese Weise vom funktionsfähigen unterschieden
werden (2-aus-3-Auswahl). Die Steuerung der Brennkraftmaschine wird
dann auf der Basis des funktionsfähigen Sensors durchgeführt.