(19)
(11) EP 0 308 392 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
22.03.1989  Patentblatt  1989/12

(21) Anmeldenummer: 88890225.1

(22) Anmeldetag:  02.09.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F02D 41/22
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT CH DE ES FR GB IT LI SE

(30) Priorität: 10.09.1987 DE 3730443

(71) Anmelder: VOEST-ALPINE AUTOMOTIVE Gesellschaft m.b.H.
A-4017 Linz (AT)

(72) Erfinder:
  • Augesky, Christian, Dipl.-Ing.
    A-1200 Wien (AT)
  • Bayer, Robert
    A-1050 Wien (AT)

(74) Vertreter: Matschnig, Franz, Dipl.-Ing. 
Siebensterngasse 54 Postfach 252
1070 Wien
1070 Wien (AT)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine und elektronische Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens


    (57) Ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschi­ne, bei welchem in Abhängigkeit von Betriebsgrößensignalen, wie der Drehzahl, der Gaspedalstellung, der Motortemperatur etc. in einer Recheneinrichtung (1) ein Ausgangssignal er­rechnet und dieses zur Steuerung eines elektromechanischen Stellgliedes (3) für die Einspritzmenge herangezogen wird, wobei für das Stellglied ein Servokreis (3-4-5) vorgesehen ist, dem als Führungsgröße das errechnete Ausgangssignal und als Regelgröße das Rückmeldesignal eines mit dem Stellglied verbundenen Rückmelders (4) zugeführt werden, das Rückmelde­signal auf Störungen des Rückmelders überprüft wird und bei einer festgestellten Störung der Servokreis geöffnet wird.
    Um bei Funktionsstörungen des Rückmelders oder des Servo­kreises einen Notbetrieb zu ermöglichen, der zumindest weit­gehend dem normalen Fahrbetrieb entspricht, ist vorgesehen, daß bei einer festgestellten Störung die in der Rechenschal­tung (1) ermittelte Führungsgröße unter Berücksichtigung der Arbeitskennlinie des Stellgliedes (3) in ein Ansteuersignal für das Stellglied umgerechnet wird.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine, bei welchem in Abhängigkeit von Betriebsgrößensignalen, wie der Drehzahl, der Gaspedal­stellung, der Motortemperatur etc. in einer Recheneinrich­tung ein Ausgangssignal errechnet und dieses zur Steuerung eines elektromechanischen Stellgliedes für die Einspritz­menge herangezogen wird, wobei für das Stellglied ein Servo­kreis vorgesehen ist, dem als Führungsgröße das errechnete Ausgangssignal und als Regelgröße das Rückmeldesignal eines mit dem Stellglied verbundenen Rückmelders zugeführt werden, das Rückmeldesignal auf Störungen des Rückmelders überprüft wird und bei einer festgestellten Störung der Servokreis ge­öffnet wird, sowie auf eine elektronische Kraftstoff-Ein­spritzeinrichtung für Brennkraftmaschinen zur Durchführung des Verfahrens, mit einem elektromechanischen Stellglied für die Steuerung der Einspritzmenge und einem diesem zugeordne­ten Rückmelder zur Abgabe eines für die Ist-Lage des Stell­gliedes repräsentativen Rückmeldersignals, mit einer Rechen­schaltung, der das Drehzahlsignal eines Drehzahlsensors so­wie weitere, mit Hilfe von Meßwertgebern ermittelte Be­triebsgrößensignale, wie für die Gaspedalstellung, die Mo­tortemperatur etc. zugeführt werden, mit einem Servokreis für das Stellglied, dem als Führungsgröße das Ausgangssignal der Rechenschaltung und als Regelgröße das Rückmeldersignal zugeführt sind, mit einer Störungsmeldungeinrichtung für Störungen des Stellgliedrückmelders und mit einem gesteuer­ten Umschalter, der bei Störungen des Rückmelders das elek­tromechanische Stellglied von dem Ausgang des Servoverstär­kers des Servokreises trennt.

    [0002] Aus der DE-PS 31 36 135 ist eine derartige Einrichtung be­kannt geworden, bei welcher je ein Detektor für Störungen des Stellgliedes bzw. des Rückmelders vorgesehen ist. Sofer­ne der Detektor des Rückmelders ungewöhnliche, d.h. fehler­hafte Werte erfaßt, wird die Steuerleitung des Stellgliedes von dem Servoverstärker getrennt und an den Ausgang einer Hilfsrechenschaltung geschaltet, die in Abhängigkeit von der Motor-Ist-Drehzahl und dem Gaspedalstellungsignal ein Stell­signal an das Stellglied abgibt. Der Servokreis ist bei die­sem Notbetrieb ebenso außer Funktion gesetzt wie die Rechen­schaltung, und es wird ausschließlich auf die durch das Gas­pedal vorgegebene Drehzahl geregelt. Falls der Detektor für das Stellglied fehlerhafte Werte erfaßt, wird die Kraft­stoffzufuhr unterbrochen.

    [0003] In Hinblick auf andere bekannte Lösungen (z.B. DE-OS 27 35 596), welche eine vollständige Unterbrechung der Kraftstoff­zufuhr bei einem Fehler des Stellgliedrückmelders vorsehen, stellt die oben beschriebene bekannte LÖsung einen Fort­schritt dar, da der Fahrer durch Betätigung des Gaspedals jede gewünschte Motordrehzahl einhalten kann. Allerdings ge­hen alle jene Vorteile verloren, welche die Regelung des Motor- bzw. Kraftfahrzeugbetriebes mit Hilfe der Rechen­schaltung (d.h. des eigentlichen Reglers) bietet. Die der Rechenschaltung zugeführten Parameter, wie Motortemperatur, Ladedruck, Außentemperatur, Luftdruck etc. bleiben im Notbe­trieb unberücksichtigt, sodaß z.B. ungünstige Abgaswerte, Rußbildung (bei Dieselmotoren) und dgl. die Folge sind.

    [0004] Es ist ein Ziel der Erfindung, bei Funktionsstörungen des Rückmelders oder des Servokreises einen Notbetrieb zu ermög­lichen der zumindest weitgehend dem normalen Fahrbetrieb entspricht.

    [0005] Dieses Ziel läßt sich mit einem Verfahren der eingangs ge­nannten Art erreichen, bei welchem erfindungsgemäß bei einer festgestellten Störung die in der Rechenschaltung ermittelte Führungsgröße unter Berücksichtigung der Arbeitskennlinie des Stellgliedes in ein Ansteuersignal für das Stellglied um­gerechnet wird.

    [0006] Zur Durchführung des Verfahrens eignet sich eine Kraftstoff-­Einspritzeinrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher erfindungsgemäß die Störungsmeldungseinrichtung bei Störun­gen des Stellgliedrückmelders und/oder des Servokreises mit­ tels des Umschalters das Stellglied bzw. dessen Treiberstufe von dem Ausgang des Servoverstärkers auf den Ausgang der Re­chenschaltung umschaltet und daß ein Kennliniensimulator für die Arbeitskennlinie des Stellgliedes vorgesehen ist, der im Störfall zur Umrechnung der von der Rechenschaltung vorgege­benen Führungsgröße in ein Ansteuersignal für das Stellglied heranziehbar ist.

    [0007] Die Erfindung schafft den Vorteil, daß auch im Störfall das Stellglied im Sinne einer Mengensteuerung angesteuert wird, wobei sämtliche der Rechenschaltung zugeführte Parameter weiterhin zur Berechnung des Ansteuersignales herangezogen werden.

    [0008] Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 7.

    [0009] Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen und Merkmalen ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfindungs­gemäßen Einrichtung, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit puls­breitenmodulierter Ansteuerung des Stellgliedes und einer Spannungssteuerung, Fig. 3 in näherem Detail eine Modula­tionsstufe aus Fig. 2, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Pulsbreitenmodulation und Stromsteuerung im Normalbetrieb bzw. Spannungssteuerung im Notbetrieb, Fig. 5 ein Ausfüh­rungsbeispiel mit Stromsteuerung im Normal- und im Notbe­trieb und Fig. 6 eine Ausführung wie nach Fig. 5, jedoch mit geänderter Fehlererkennung.

    [0010] Gemäß Fig. 1 werden einer elektronischen Rechenschaltung 1 verschiedene Betriebsgrößensignale eines Motors 2, im vor­liegenden Beispiel eines Dieselmotors bzw. des zugehörigen Fahrzeuges zugeführt. Es handelt sich hiebei in erster Linie um Signale eines Drehzahlgebers n und eines Gaspedalstel­lunggebers g, weiters z.B. eines Motortemperatursensors T, eines Ladedrucksensors p usw. Ein elektromechanisches Stell­ glied 3, beispielsweise ein auf das Mengenstellglied einer Verteilereinspritzpumpe wirkender Drehmagnet ist mechanisch mit einem Rückmelder 4 verbunden, dessen Ausgangssignal r für die Stellung des Stellgliedes 3 repräsentativ ist. Im vorliegenden Fall ist an einen Potentiometerrückmelder ge­dacht, dort kann der Rückmelder auch anderer Bauart sein und das Stellglied z.B. optisch oder induktiv abtasten und sein Rückmeldersignal kann auch in digitaler Form vorliegen und - falls erforderlich - in bekannter Weise in ein analoges Sig­nal umgewandelt werden.

    [0011] Das Rückmeldersignal r wird einem Servoverstärker 5 als Re­gelgröße zugeführt. Als Führungsgröße wird dem Servoverstär­ker 5 das Ausgangssignal a der Rechenschaltung 1 zugeführt, das üblicherweise zunächst in digitaler Form vorliegt und in oder außerhalb der Rechenschaltung im Bedarfsfall in analoge Form gebracht werden kann. Das Ausgangssignal des Servover­stärkers 5 wird, gegebenenfalls über Treiber- oder Modula­torstufen, die in diesem Prinzipschaltbild der Einfachheit halber nicht gezeigt sind, über einen gesteuerten Umschalter 6 dem elektromechanischen Stellglied 3 zugeführt. In der ge­zeigten Stellung des Umschalters 6 liegt somit eine ge­schlossene Servoschleife vor.

    [0012] Aus Fig. 1 ist weiters eine Störungsmeldungseinrichtung 7 ersichtlich, der das Rückmeldersignal r und gegebenenfalls - wie hier gezeigt - auch das Ausgangssignal der Rechenschal- tung 1 zugeführt wird. Die Störungsmeldungseinrichtung 7 kann nach verschiedenen Kriterien überprüfen, ob das Rück­meldersignal r plausibel ist, z.B. ob die Tendenz des Signa­les r in angemessener Zeit die Tendenz des Signales a wie­dergibt, ob das Signal r innerhalb gewisser Grenzen liegt und dgl. mehr. Bei Erkennen einer Störung gibt die Störungs­meldungseinrichtung an den Umschalter 6 ein Umschaltsignal u ab und der Umschalter 6 schaltet in die strichliert einge­zeichnete Stellung um.

    [0013] Hiedurch wird das Stellglied 3 von dem Ausgang des Servover­stärkers 5 getrennt und über einen Kennliniensimulator 8 an den Ausgang der Rechenschaltung 1 gelegt. Dieser Simulator enthält die im wesentlichen nicht lineare Arbeitskennlinie des Stellgliedes 3, d.h. die Abhängigkeit seines Verstellhu­bes oder Verdrehwinkels von dem Ansteuerstrom oder der Ansteuerspannung. Der Simulator 8 kann zwar in diskreter Bauweise analog realisiert werden, z.B. mittels eines Widerstand-Dioden Netzwerkes, wird im allgemeinen jedoch aus einem Speicher der Rechenschaltung 1 bestehen, in dem die erwähnte Abhängigkeit festgelegt ist und dessen Inhalt im Störungsfall bei der Bildung des Ausgangssignales a be­rücksichtigt wird. Der Simulator 8 kann weiters auch Kenn­linienscharen berücksichtigen, deren Parameter beispiels­weise die Betriebsspannung ist.

    [0014] In diesem Notbetrieb im Störfall ist somit der Servokreis für das Stellglied 3 stillgelegt und die Rechenschaltung 1 steuert entsprechend der im Simulator 8 festgehaltenen Ar­beitskennlinie die Verstellbewegung des Stellgliedes 3. Eine einwandfreie Funktion des Stellgliedes 3 und eine gute Näherung der Stellgliedcharakteristik in dem Simulator 8 vo­rausgesetzt bedeutet dies, daß der Motorbetrieb 6 voll auf­recht erhalten wird und zwar weiterhin mit einer Treibstoff-­Mengensteuerung und nicht nur mit einer bloßen Drehzahlrege­lung wie beim Stand der Technik.

    [0015] In der Praxis wird der Servokreis für das Stellglied 3 mit Vorteil in analoger Bauart ausgeführt, da hiedurch besonders kurze Regelzeitkonstanten erzielbar sind.

    [0016] Die Störungsmeldungseinrichtung 7 und der Kennliniensimula­tor 8 werden in vielen Fällen jedoch einen Teil der Rechen­schaltung 1 bilden, da unter Verwendung von Mikrorechnern und den zugehörigen Speichern sowohl die Möglichkeiten der Fehlererkennungskriterien als auch die Abspeicherung der Ar­beitskennlinien des Stellgliedes, z.B. als Kurvenschar mit der Betriebsspannung od.dgl. als Parameter, äußerst vielfäl­tig sind.

    [0017] Gemäß Fig. 2 liegt ein Anschluß einer Spule 9 des Stellglie­des 3 am Ausgang einer Treiberstufe 10, die im wesentlichen z.B. einen im Schaltbetrieb arbeitenden Feldeffekttransistor od.dgl. (nicht gezeigt) enthalten kann. Parallel zur Spule 9, deren anderer Anschluß an der Betriebsspannung VB des Fahrzeuges (Batteriespannung) liegt, ist eine Schutzdiode 11 geschaltet.

    [0018] Das Ausgangssignal a der Rechenschaltung 1 liegt in digita­ler Form vor und wird über einen 8-bit Bus 12 bzw. eine Schaltleitung 13 einem Pulsbreitemodulator 14 zugeführt. In diesem Modulator wird aus dem Ausgangssgnal a ein pulsbrei­tenmoduliertes Ansteuersignal a′ konstanter Frequenz gewon­nen und überdies ein rechteckförmiges Taktsignal s erzeugt.

    [0019] Wie Fig. 3 entnehmbar, sind die Ausgangsleitungen 12, 13 der Rechenschaltung an ein 8-bit Latch 15 geführt. Ein Oszilla­tor 16 steuert einen 8-bit Zähler 17, der das Taktsignal s liefert, dessen Frequenz f ein 256-stel der Oszillatorfre­quenz fo beträgt und in der Praxis z.B. bei 320 Hz liegt. Die Frequenz f sollte in Hinblick z.B. auf Eisenverluste im Stellglied nicht zu hoch gewählt werden, darf aber auch nicht so gering sein, daß Vibrationen des Stellgliedes oder Probleme in Hinblick auf die Regelzeitkonstante auftreten. Die Ausgangssignale des 8-bit Latch 15 und des Zählers 17 werden in paralleler Form den Eingängen eines 8-bit Ver­gleichers 18 zugeführt, an dessen Ausgang das pulsbreiten­modulierte Ansteuersignal a′ der Frequenz f auftritt. Das Taktsignal s gelangt an ein RC-Glied R, C, an dem in bekann­ter Weise aus dem Rechtecksignal s ein im wesentlichen dreieckförmiges Signal d gebildet wird. Dieses Signal d, das natürlich auch auf andere Weise aus dem Signal s gewonnen werden könnte, liegt an einem Eingang eines Komparators 19, dessen Ausgang über den gesteuerten Umschalter 6 mit dem Eingang der Treiberstufe 10 verbindbar ist.

    [0020] Der andere Eingang des Komparators 19 liegt am Ausgang des Servoverstärkers 5. Diesem Verstärker 5 wird einerseits das Rückmeldesignal r des Rückmelders 4 - hier beispielsweise als Potentiometer ausgebildet - und andererseits ein aus dem pulsbreitenmodulierten Aussteuersignal a′ mittels eines Filters 20 gewonnenes Aussteuersignal a˝ zugeführt. Das Signal a˝ ist ein Gleichspannungssignal, dessen Pegel dem Tastverhältnis des Signales a′ proportional ist.

    [0021] In der gezeigten Stellung des Umschalters 6, die dem Normal­betrieb entspricht, wird das Stellglied 3 über einen ge­schlossenen Servokreis geregelt, dessen Führungsgröße das Ausgangssignal a der Rechenschaltung, genauer gesagt das An­steuersignal a˝ ist und dessen Regelgröße das Rückmeldersig­nal r ist. Der Komparator 19 dient als zweiter Modulator, denn er bildet aus der an einem Eingang liegenden Dreieck­spannung d und dem am anderen Eingang liegenden Ausgangs­signal des Servoverstärkers 5 ein pulsbreitenmoduliertes Treibersignal e, dessen Tastverhältnis dem Ausgangssignal des Servoverstärkers 5 proportional ist.

    [0022] Das Rückmeldersignal r wird auch der Rechenschaltung 1 zu­geführt, in einem A/D-Wandler 21 in binäre Form gebracht und sodann der Störungsmeldeeinrichtung 7 der Rechenschaltung zugeführt. Als zweites Signal erhält die Störungsmeldeein­richtung 7 das Ausgangssignal a der Rechenschaltung 1. Wie bereits angedeutet, ist die Einrichtung 7 nicht unbedingt als physische Einheit zu verstehen, sie wird i.a. software­mäßig in der Rechenschaltung 1 realisiert sein. Falls die Einrichtung 7 durch Vergleich des Rückmeldersignales r mit vorgegebenen Grenzdaten und/oder dem Ausgangssignal a eine Störung feststellt, gibt sie ein Umschaltsignal u an den ge­steuerten Umschalter 6 und meldet (Signal m) der Rechen­schaltung den Störfall, sodaß in dieser nun das Ausgangssi­gnal a unter Heranziehung des Kennliniensimulators 8 gebil­det wird. Der Umschalter 6 befindet sich nun in der strich­lierten Stellung, d.h. es liegt Notbetrieb vor. Der vorhin erwähnte Servokreis ist geöffnet und die Treiberstufe 10 wird unmittelbar von dem pulsbreitenmodulierten Aussteuer­signal a′ angesteuert. Es ist ersichtlich, daß sowohl im Normalbetrieb als auch im Störungsfall eine Spannungssteue­rung des Stellgliedes 3 vorliegt.

    [0023] Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem eben beschriebenen dadurch, daß im Normalbe­trieb eine Stromsteuerung des Stellgliedes 3 erfolgt. Zu diesem Zweck ist ein Meßwiderstand RM vorgesehen, der von dem Strom IM durch die Spule 9 (oder einem Teil dieses Stromes) durchflossen wird. Ein Komparator 22 vergleicht die an diesem Meßwiderstand auftretende Spannung mit der Aus­gangsspannung des Servoverstärkers 5. Das Ausgangssignal des Komparators 22 liegt am reset-Eingang eines Flip-Flop 23, dessem set-Eingang das Taktsignal s zugeführt ist. Der Aus­gang des Flip-Flop 23 ist über den gesteuerten Umschalter 6 mit dem Eingang der Treiberstufe 10 verbindbar. Der zweite Modulator ist hier somit durch das von dem Komparator ge­steuerte Flip-Flop 23 realisiert. Die im Normalbetrieb er­folgende Stromsteuerung kann vorteilhaft sein, da für den Verstellweg bzw. die Verstellkraft des Stellgliedes 3 der Strom durch die Spule 9 maßgeblich ist und bei dieser Steue­rung auch Schwankungen der Betriebsspannung nicht ins Ge­wicht fallen. Im Notbetrieb arbeitet diese Schaltung ebenso wie jene nach Fig. 2.

    [0024] Um, ausgehend von der Schaltung nach Fig. 4, auch im Notbe­trieb eine Stromsteuerung des Stellgliedes zu ermöglichen, kann der Umschalter 6 in der in Fig. 5 gezeigten Weise in die Schaltung eingefügt werden. Im Normalbetrieb entspricht die Funktion der Schaltung völlig jener nach Fig. 4. Im Not­betrieb wird der eine Eingang des Komparators 22 von dem Ausgang des Servoverstärkers 5 getrennt und an den Ausgang des Filters 20 (Signal a˝) gelegt, sodaß auch im Notbetrieb die Pulsbreitenmodulation im Flip-Flop 23 erfolgt, und zwar unter Berücksichtigung des Ansteuersignales a˝ und des Stromes IM durch die Stellgliedspule 9.

    [0025] Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform entspricht im wesent­lichen jener nach Fig. 5, doch wird hier zusätzlich ein mo­diffiziertes Rückmeldersignal r′ gewonnen. Zu diesem Zweck ist an Stelle des Servoverstärkers 5 ein Fehlerverstärker 24 mit einem anschließenden, Servoverstärker 25 vorgesehen. Den beiden Eingängen des Fehlerverstärkers 24 sind die Signale a˝ und r zugeführt. An dem Ausgang des Fehlerverstärkers (24) liegt das modifizierte Rückmeldersignal r′, das unmittelbar die Abweichung des Rückmeldersignales r von dem Ansteuersignal a˝ in analoger Form angibt. Dieses modifizierte Rückmeldersig­nal r′ und gegebenenfalls (wie strichliert angedeutet) auch das Rückmeldersignal r werden der Rechenschaltung 1 zugeführt und von der Störungsmeldungseinrichtung ausgewertet. Alterna­tiv könnte bei der Schaltung nach Fig. 5 ein zusätzlicher Feh­lerverstärker vorgesehen sein, der lediglich zur Bildung des modifizierten Rückmeldesignales r′ aus den Signalen a˝ und r dient.

    [0026] Wegen der analog durchgeführten Bildung der Differenz zwischen Ansteuersignal a˝ und Rückmeldersignal r′ steht zu tatsächlich jedem Zeitpunkt ein repräsentativer Fehlerwert zur Verfügung, der ohne Einschränkung, d.h. ohne Bindung an bestimmte Zeit­punkte, sofort in der Rechenschaltung verarbeitet werden kann. Bei digitaler Differenzbildung ist die zeitliche Zusammenge­hörigkeit von Ansteuersignal und dem in ein Digitalsignal umge­wandelten Rückmeldersignal auf Grund der sequentiellen Arbeits­weise der Rechenschaltung nicht sichergestellt. Die Verwendung des modifizierten Rückmeldersignals r′ bringt somit den Vorteil, daß man nicht an bestimmte Ablaufzeitpunkte gebunden ist und die Verarbeitungsgeschwindigkeit ausschließlich von dem gewünschten Reaktionszeitraum der Fehlererkennung bestimmt wird.

    [0027] Wie bereits weiter oben angedeutet, kann das Rückmeldersignal auch bezüglich seines absoluten Wertes überwacht werden, wo­durch nicht nur ein Ausfall des Servokreises sondern auch Aus­fallsursachen erkannt werden können. Aus einem Über- bzw. Un­terschreiten des Arbeitsbereiches kann auf einen Fehler im Rückmelder (z.B. Leitungsbruch oder Masseschluß) bzw. in der Servoelektronik oder im Stellglied geschlossen werden.

    [0028] Soferne keine geregelte Betriebsspannung sondern die Batterie­spannung eines Fahrzeuges für die Ansteuerung des Stellgliedes verwendet wird, kann man mittels der Rechenschaltung Betriebs­spannungsschwankungen, die sich unmittelbar auf die Stell­gliedposition auswirken würden, in einfacher Weise über das Tastverhältnis der Pulsbreitenmodulation kompensieren. Hierzu wird das Tastverhältnis im einfachsten Fall um einen Faktor geändert, der dem Quotienten Soll- Betriebsspannung/ Ist - Betriebsspannung entspricht, d.h. bei absinkender Betriebs­spannung wird das jeweilige, in einer abgespeicherten Tabelle verschiedenen Stellgliedpositionen zugeordnete Tastverhältnis vergrößert.

    [0029] Der im Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriff "Umschalter 6˝ soll nicht alleine einen konkreten Bauteil erfassen, sondern ganz allgemein die Möglichkeit eines ge­steuerten Umschaltens des Stellgliedes von dem Ausgang des Servokreises auf den Ausgang der Rechenschaltung bedeuten.

    [0030] Wenngleich der Servokreis bei den gezeigten Ausführungsbei­spielen analog arbeitet ist auch eine zumindest teilweise Realisierung in Digitaltechnik möglich. Ebenso könnte zur Realisierung des Servokreises zumindest zum Teil die Rechen­schaltung und entsprechende Software herangezogen werden.


    Ansprüche

    1. Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschi­ne, bei welchem in Abhängigkeit von Betriebsgrößensignalen, wie der Drehzahl, der Gaspedalstellung, der Motortemperatur etc. in einer Recheneinrichtung ein Ausgangssignal errechnet und dieses zur Steuerung eines elektromechanischen Stell­gliedes für die Einspritzmenge herangezogen wird, wobei für das Stellglied ein Servokreis vorgesehen ist, dem als Füh­rungsgröße das errechnete Ausgangssignal und als Regelgröße das Rückmeldesignal eines mit dem Stellglied verbundenen Rückmelders zugeführt werden, das Rückmeldesignal auf Stö­rungen des Rückmelders überprüft wird und bei einer festge­stellten Störung der Servokreis geöffnet wird, dadurch ge­kennzeichnet, daß bei einer festgestellten Störung die in der Rechenschaltung ermittelte Führungsgröße unter Berück­sichtigung der Arbeitskennlinie des Stellgliedes in ein An­steuersignal für das Stellglied umgerechnet wird.
     
    2. Elektronische Kraftstoff-Einspritzeinrichtung für Brenn­kraftmaschinen zur Durchführung des Verfahrens nach An­spruch 1, mit einem elektromechanischen Stellglied für die Steuerung der Einspritzmenge und einem diesem zugeordneten Rückmelder zur Abgabe eines für die Ist-Lage des Stellglie­des repräsentativen Rückmeldersignals, mit einer Rechenschal­tung, der das Drehzahlsignal eines Drehzahlsensors sowie weitere, mit Hilfe von Meßwertgebern ermittelte Betriebsgrö­ßensignale, wie für die Gaspedalstellung, die Motortempera­tur etc. zugeführt werden, mit einem Servokreis für das Stellglied, dem als Führungsgröße das Ausgangssignal der Re­chenschaltung und als Regelgröße das Rückmeldersignal zuge­führt sind, mit einer Störungsmeldungeinrichtung für Störun­gen des Stellgliedrückmelders und mit einem gesteuerten Um­schalter, der bei Störungen des Rückmelders das elektrome­chanische Stellglied von dem Ausgang des Servoverstärkers des Servokreises trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Störungsmeldungseinrichtung (7) bei Störungen das Stellglied­rückmelders (4) und/oder des Servokreises (3-4-5) mittels des Umschalters (6) das Stellglied (3) bzw. dessen Treiber­schaltung (10) oder einen davor geschalteten Signalmodulator (19, 22) von dem Ausgang des Servoverstärkers (5, 24 + 25) auf den Ausgang der Rechenschaltung (1) umschaltet und daß ein Kennliniensimulator (8) für die Arbeitskennlinie des Stellgliedes (3) vorgesehen ist, der im Störfall zur Umrech­nung der von der Rechenschaltung (1) vorgegebenen Führungs­größe in in Ansteuersignal für das Stellglied (3) heran­ziehbar ist.
     
    3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückmeldersignal (r) der Rechenschaltung (1) zugeführt, in dieser auf Fehlerhaftigkeit überprüft und der gesteuerte Umschalter (6) im Störfall von der Rechenschaltung ange­steuert wird.
     
    4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß ein Fehlerverstärker (24) vorgesehen ist, dessen beiden Eingängen ein aus dem Ausgangssignal (a) der Rechenschaltung (1) abgeleitetes analoges Signal (a˝) sowie das Rückmeldesig­nal (r) zugeführt sind und dessen Ausgangssignal (r′) der Störungsmeldeeinrichtung zugeführt ist.
     
    5. Einrichtung mit pulsbreitenmodulierter Ansteuerung des Stellgliedes nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein Pulsbreitenmodulator (14) vorgesehen ist, dessem Eingang das Ausgangssignal (a) der Rechenschal­tung in binärer Form zugeführt ist und der ein pulsbreiten­moduliertes Ansteuersignal (a′) an seinem Ausgang aufweist.
     
    6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal (a′) dem Servoverstärker (5, 24 + 25) als Führungsgröße über ein Filter (20) als analoges Signal (a˝) zugeführt ist.
     
    7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­net, daß ein Flip-Flop (23) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang der Treiberstufe verbunden ist, dessem set-­Eingang ein Taktsignal (s) zugeführt ist und dessen reset-­Eingang mit dem Ausgang eines Komparators (22) verbunden ist, wobei den beiden Eingängen des Komparators (22) en dem Strom (IM) durch den Rückmelder (3) proportionales Sig­nal sowie das Ausgangssignal des Servoverstärkers (5, 24 + 25) bzw. im Störungsfall ein dem Ausgangssignal (a) der Rechenschaltung entsprechendes analoges Signal (a˝) zuführ­bar sind.
     




    Zeichnung













    Recherchenbericht