Notsteuersystem für Kraftstoffzumesseinrichtungen

Abstract

 Es wird ein Notsteuersystem für Kraftstoffzumeßeinrichtungen vorgeschlagen, die von einem Mikroprozessor gesteuert werden. Fällt der Mikroprozessor infolge eines Defektes aus, wird versucht, den Mikroprozessor neu zu starten. Gleichzeitig übernimmt ein Notlaufimpulsgeber die Steuerung der Kraftstoffzumessung. Ein solches Notsteuersystem is besonders für Kraftstoffzumeßeinrichtungen geeignet, die zur Steuerung für in Kraftfahrzeuge eingebaute Brennkraftmaschinen dienen.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Notsteuersystem für Kraftstoffzumeßeinrichtungen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

[0002] Mikroprozessoren zeichnen sich im allgemeinen durch eine hohe Betriebssicherheit aus. Die hohe Betriebssicherheit kann jedoch dann nicht mehr ohne weiteres garantiert werden, wenn die Mikroprozessoren in einer stark mit elektrischen Störungen belegten Umgebung arbeiten. Dies ist beispielsweise bei Mikroprozessoren gegeben, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt sind. Bei einem Ausfall oder einer Störung der Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung in Kraftfahrzeugen ist ein sicherer Betriebszustand des Kraftfahrzeugs nicht mehr gewährleistet. In einem solchen Fall muß eine Notfunktion der Kraftstoffzumeßeinrichtung und damit des Kraftfahrzeugs gewähleistet sein, damit wenigstens eine vorläufige Weiterfahrt möglich ist. Ein Stehenbleiben des Kraftfahrzeugs bei einem Fehler im steuernden Mikroprozessor wäre für den Anwender in nahezu jedem Fall mit hohen Kosten verbunden und würde gegebenenfalls zu Folgeschäden führen. Ein Beispiel dafür ist der Einsatz des Mikroprozessors in Verbindung mit dem Antrieb eines Schleppers und das Auftreten eines Fehlerfalls gerade beim Einsatz in einem schwierigen Gelände. Ein anderes Beispiel ist der Ausfall eines Mikroprozessors, der die Brennkraftmaschine eines Personenkraftwagens steuert, der gerade auf der Überholspur auf einer Landstraße fährt. Aus Sicherheitsgründen muß daher in jedem Fall eine vorläufige Weiterfahrt und auch eine Fahrt beispielsweise zur nächsten Werkstatt durchgeführt werden können.

[0003] Aus der DE-OS (R. 5264 der Anmelderin) ist eine Überwachungseinrichtung für programmgesteuerte Vorrichtungen bekannt, bei denen während eines jeden Programmdurchlaufs wenigstens ein Kontrollimpuls abnehmbar ist und bei der beim Ausbleiben eines Kontrollimpulses ein erneuter Programmdurchlauf ausgelöst wird. Diese bekannte Überwachungseinrichtung unterscheidet auftretende Fehler im Programmablauf danach, ob sie durch kurzzeitige Störungen oder durch Systemausfälle verursacht worden sind und schafft damit ein Kriterium für die Betätigung einer Notschalteinrichtung. Ein durch einen kurzzeitigen Fehler gestoppter oder fehlerhafter Programmablauf wird durch ein Rücksetzen auf den Programmbeginn wieder ordnungsgemäß in Gang gebracht. Der Benützer des Systems kann danach entscheiden, ob er eine Notfunktion der programmgesteuerten Vorrichtung in Betrieb nehmen will oder nicht. Bei der bekannten Einrichtung ist jedoch keine automatische Steuerung eines Notlaufs vorgesehen.

[0004] Weiter ist aus der DE-OS (R. 7197 der Anmelderin) ein Notsteuersystem für eine DieselBrennkraftmaschine bekannt, bei der einer zugehörigen Signalverarbeitungseinheit und/oder dem zugehörigen Stellregler Notsteuerschaltungsanordnungen zugeordnet sind, die automatisch oder manuell einschaltbar sind. Mit der Notsteuereinrichtung ist das Fahrpedalstellungssignal mittelbar oder unmittelbar an die Signalverarbeitungseinheit weiterleitbar. Voraussetzung bei diesem System ist jedoch, daß der Mikrocomputer selbst noch intakt ist, während der eine oder andere zur Steuerung des Mikrocomputers vorgesehene Sensor defekt sein kann.

Vorteile der Erfindung

[0005] Das erfindungsgemäße Notsteuersystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sogar bei einem totalen Ausfall des Mikroprozessors und/oder der den Mikroprozessor steuernden Sensoren ein Notfahrbetrieb möglich ist. Dies wird dadurch bewirkt, daß bei einer Störung oder einem Ausfall des Mikroprozessors ein autarker Notlaufimpulsgeber die Steuerung der Kraftstoffzumessung übernimmt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß das erfindungsgemäße Notsteuersystem mit einem äußerst geringen Aufwand an Hardware realisiert werden kann.

[0006] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Systems möglich. Die Umschaltung der Treiberstufe, die die Kraftstoffzumeßzeit bestimmende Endstufe steuert, wird bereits durch den Resetimpulsgeber bewirkt. Gleichzeitig kann dem Benützer der Einrichtung das Vorliegen eines Notsteuerfalls signalisiert werden. Weiter von Vorteil ist, daß die Dauer des Notsteuerimpulses selbst im_.Notlaufbetrieb einstellbar ist. Schließlich ist von Vorteil, daß der Notlaufimpulsgeber auch während des ordnungsgemäßen Betriebs der Kraftstoffzumeßeinrichtung stets mitläuft; dadurch ist ein Start des Notlaufs ohne jede Verzögerung möglich, sobald im Mikroprozessor eine Störung auftritt.

Zeichnung

[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild die wesentlichen Bausteine des erfindungsgemäßen Systems, Figur 2 eine graphische Darstellung von im System auftretenden Impulsen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0008] In Figur 1 ist ein Mikroprozessor 11 zur Steuerung einer Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 vorgesehen. Zwischen den Mikroprozessor 11 und die Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 ist dazu ein Schaltungsteil 13 geschaltet. An Eingänge dieses Schaltungsteils 13 ist weiter ein Drehzahlgeber 14 und ein Schalter 15 angeschlossen. Der Schalter 15 kann beispielsweise ein Leerlauf-Vollast-Schalter der Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 sein. Der Drehzahlgeber 14 kann in der Zündvorrichtung vorhanden sein, es kann aber auch ein separater Tachogenerator verwendet werden. Der Schaltungsteil 13 umfaßt einen Resetimpulsgeber 16, ein Zeitglied 17, einen Notlaufimpulsgeber 18 und eine Treiberstufe 19. In der Treiberstufe 19 ist eine Umschaltvorrichtung 21 integriert. Das Zeitglied 17 kann gegebenenfalls durch eine externe Beschaltung des Schaltungsteils 13 verwirklicht werden, wobei die Zeit umschaltbar gesteuert werden kann.

[0009] Vom Mikroprozessor 11 führt eine Ausgangsleitung 22 zum Resetimpulsgeber 16, eine weitere Ausgangsleitung 23 zur Umschaltvorrichtung 21. Vom Drehzahlgeber 14 führt eine Ausgangsleitung 24 zum Notlaufimpulsgeber 18. Eine Ausgangsleitung 25 führt vom Schalter 15 zum Zeitglied 17. Der Resetimpulsgeber 16 ist über eine Ausgangsleitung 26 mit einem Eingang des Mikroprozessors 11, über eine Ausgangsleitung 27 mit der Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 und über eine Ausgangsleitung 28 mit der Umschaltvorrichtung 21 verbunden. Über eine Leitung 29 ist das Zeitglied 17 an den Notlaufimpulsgeber 18 angeschlossen. Der Ausgang des Notlaufimpulsgebers 18 ist über eine Leitung 31 an die Umschaltvorrichtung 21 und der Ausgang der Treiberstufe 19 über eine Leitung 32 an die Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 angeschlossen.

[0010] In Figur 2 sind in der obersten Reihe mögliche Ausgangssignale des Mikroprozessors 11 aufgezeichnet, die auf der Verbindungsleitung 22 in Abhängigkeit-von der Zeit t auftreten können. Darunter sind die auf der Leitung 26 möglicherweise auftretenden Impulse aufgezeichnet. Schließlich sind noch die Impulse angegeben, die auf der Verbindungsleitung 27 laufen können.

[0011] Im Mikroprozessor 11 läuft üblicherweise zyklisch ein Programm ab, das unter anderem zur Steuerung der Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 dient. Über die Verbindungsleitung 23 werden während des Programmlaufs abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine Impulse über die Treiberstufe 19 an die Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 gegeben. Die Schaltvorrichtung 21 ist dazu so eingestellt, daß die Impulse von der Leitung 23 auf die Treiberstufe 19 und damit über die Leitung 32 zur Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 gelangen können. Beim zyklischen Durchlauf des Programms im Mikroprozessor wird nach jedem Programmzyklus ein Kontrollimpuls 122 abgegeben, der über die Verbindungsleitung 22 auch an den Resetimpulsgeber 16 geleitet wird. Solange die Impulse 122 in den vorgegebenen regelmäßigen Abständen beim Resetimpulsgeber 16 eintreffen, bleibt der Ausgang 26 des Resetimpulsgebers konstant auf einem hohen Potential. Fallen die Impulse 122 des Mikroprozessors 11 jedoch aus, beispielsweise dadurch, daß sie überhaupt nicht mehr erscheinen - an der Stelle 222 - oder daß ein Dauerimpuls auftritt - an der Stelle 322 -, dann gibt der Resetimpulsgeber 16 in einem vorher bestimmbaren zeitlichen Abstand 126 Resetimpulse 226 ab. Die Resetimpulse 226 werden dem Mikroprozessor 11 zugeführt und sollen den Mikroprozessor 11 veranlassen, einen Programmzyklus wieder neu zu starten. Die Resetimpulse 226 werden so lange abgegeben, bis der Mikroprozessor 11 wieder ordnungsgemäß arbeitet und damit auch wieder Kontrollimpulse 122 abgibt.

[0012] Gleichzeitig mit der Ausgabe der Resetimpulse 226 wird auf der Leitung 27 eine Information 127 darüber ausgegeben, daß eine Notlaufsituation vorliegt. Ebenfalls zur gleichen Zeit wird über die Leitung 28 mit einem im wesentlichen gleichen Impuls 128 die Umschaltvorrichtung 21 so umgeschaltet, daß der Eingang der Treiberstufe nun mit dem Ausgang des Notlaufimpulsgebers 18 verbunden ist.

[0013] Der Notlaufimpulsgeber ist ein Generator nach der Art einer monostabilen Kippstufe,ausgelöst durch die Zündimpulse. Die Impulsdauer der Notlaufimpulse wird durch das Zeitglied 17 bestimmt. Das Zeitglied 17 bemißt die Notlaufimpulse so, daß sie den üblichen Einspritzimpulsen in etwa gleichen. Das Zeitglied 17 kann beispielsweise durch einen Leerlauf-Vollast-Schalter entsprechend der Belastung der zugehörigen Brennkraftmaschine umgeschaltet werden. Die Zahl der Notlaufimpulse wird über die Leitung 24 vom Drehzahlgeber 14 bestimmt. Im Notfallbetrieb wird die Kraftstoffzumeßeinrichtung 12 also über die Leitung 32, die Treiberstufe 19, die Umschaltvorrichtung 21 und die Leitung 31 mit Steuerimpulsen aus dem Notlaufimpulsgeber 18 versorgt. Die Frequenz der Notlaufimpulse ist proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Dauer der Notlaufimpulse hängt vom

[0014] Lastzustand der Brennkraftmaschine ab. Auf die Notlauffunktion wird bereits dann umgeschaltet, wenn ein einziger Kontrollimpuls aus dem Mikroprozessor ausfällt.

Ansprüche

1. Notsteuersystem für von einem Mikroprozessor gesteuerte Kraftstoffzumeßeinrichtungen, insbesondere für Brennkraftmaschinen für Brennkraftfahrzeuge, mit einer Treiberstufe und einer die Kraftstoffzumessung bewirkende, von der Treiberstufe gesteuerten, Endstufe, bei denen der Mikroprozessor mit einer Überwachungseinrichtung ausgestattet ist, die während einer ordnungsgemäßen Funktion des Mikroprozessors in regelmäßigen Abständen einen Kontrollimpuls abgibt, das beim Ausbleiben von Kontrollimpulsen den Mikroprozessor durch einen von einem Resetimpulsgeber abgegebenen Startimpuls neu startet und eine Notschalteinrichtung in Betrieb setzt, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Notschalteinrichtung einen Notlaufimpulsgeber (18) umfaßt,

- beim Ausbleiben von Kontrollimpulsen (122) der Eingang der Treiberstufe (19) mit Hilfe einer Umschaltvorrichtung (21) vom zugehörigen Ausgang des Mikroprozessors (11) abgetrennt und an den Ausgang des Notlaufimpulsgebers (18) angeschaltet wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Notlaufimpulsgebers (18) bereits beim Ausbleiben eines einzigen Kontrollimpulses (122) auf den Eingang der Treiberstufe (19) geschaltet wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Eingangs der Treiberstufe (19) durch ein Ausgangssignal (28) des Resetimpulsgebers (16) bewirkt wird.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Notlaufimpulses (18) durch ein Zeitglied (17) bestimmt wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des vom Zeitglied (17) abgebbaren Steuerimpulses (29) einstellbar ist.

6. System nach Anspruch 5 für eine Kraftstoffzumeßeinrichtung mit Leerlauf-Vollast-Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Steuerimpulses (29) abhängig von der Stellung des Leerlauf-Vollast-Schalters (15) einstellbar ist.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Drehzahlgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der vom Notlaufimpulsgeber (18) abgegebenen Notlaufimpulse vom Drehzahlgeber (14) gesteuert wird.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehzahlgeber (14) ein unabhängiger Drehzahlsensor für die Brennkraftmaschine vorgesehen ist.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Notlaufimpulsgeber (18) während des Betriebs der Kraftstoffzumeßeinrichtung (12) dauernd eingeschaltet ist.

10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eingang der Treiberstufe (19) bewirkende Umschaltvorrichtung (21) ein Bestandteil der Treiberstufe (19) ist.

11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewirken einer Information über das Bestehen einer Notlaufsituation das die Treiberstufe (19) umschaltende Ausgangssignal des Resetimpulsgebers (16) zusätzlich der Kraftstoffzumeßeinrichtung (12) zugeführt wird.

12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Zündsignalgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der Notlaufimpulse (18) vom Zündsignalgeber gesteuert wird.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigevorrichtung für den Notlauffall vorgesehen ist.

Zeichnung