DE19750191A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Lasterfassung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Lasterfassung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Moderne Motorsteuersysteme verstellen wenigstens in Abhän­ gigkeit eines Fahrerwunsches die Luftzufuhr zur Brennkraft­ maschine und somit die Leistung der Brennkraftmaschine auf elektrischem Wege. Ein Beispiel für eine derartige Motor­ steuerung ist aus der DE-A 196 19 320 bekannt. Dort wird ab­ hängig vom Fahrerwunsch und ggf. anderer Signale, wie bei­ spielsweise einem Eingriffsignal eines Antriebsschlupfreg­ lers, ein Sollwert für ein Drehmoment der Brennkraftmaschine ermittelt. Unter Berücksichtigung der aktuellen Einstellun­ gen der Brennkraftmaschine (z. B. Zündwinkel und Motordreh­ zahl) wird ein Sollwert für die Luftzufuhr berechnet. Bei dieser Berechnung wird ein die Last repräsentierendes Signal berücksichtigt. Da die Leistung der Brennkraftmaschine durch die geschilderten Berechnungen in einem Mikrocomputer ge­ steuert wird, ist ein besonderes Augenmerk auf die Betriebs­ sicherheit eines mit einer auf diese Weise gesteuerten Brennkraftmaschine ausgerüsteten Fahrzeugs zu legen. Dabei sind auch mögliche Fehler im Bereich der Lasterfassung zu diagnostizieren, da diese zu einer Momentenerhöhung über den Wunsch des Fahrers führen können.

Maßnahmen zur Überwachung einer Lasterfassung sind aus der DE 43 22 281 A1 bekannt. Dort wird das aus Luftmassensignal und Drehzahl gebildete Hauptlastsignal mit dem auf der Basis der Drosselklappenstellung und der Drehzahl berechneten Ne­ benlastsignal verglichen. Die ermittelte Abweichung wird in­ tegriert und der Ausgang des Integrators mit Grenzwerten verglichen. Überschreitet der Integrator einen der Grenzwer­ te, wird ein Fehlerzustand im Bereich der Lasterfassung an­ genommen. Durch Berücksichtigung eines Faktors der Lambdare­ gelung wird festgestellt, ob ein Fehler im Luftmassenmesser bzw. in dem vom Luftmassenmesser abgeleiteten Meßsignal oder im Bereich des Drosselklappensensors bzw. in dem von diesem abgeleiteten Meßsignal liegt. Da zumindest bei der Bestim­ mung des Nebenlastsignals ein von der Drosselklappenstellung und der Drehzahl abhängiges Kennfeld eingesetzt wird, ist die bekannte Überwachung in einigen Anwendungen zu ungenau. Besonders deutlich zeigt sich dies bei Turbomotoren. Aber auch bei nicht aufgeladenen Motoren kann diese Überwachung nicht immer die für Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ge­ wünschte Genauigkeit bereitstellen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Überwachung der Lasterfas­ sung bei einer Brennkraftmaschine zu verbessern.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi­ gen Patentansprüche erreicht.

Aus der DE-A 32 38 190 ist ein Saugrohrmodell bekannt, mit dessen Hilfe das Stellungssignal einer Drosselklappe in ein Luftmassensignal umgerechnet wird.

Vorteile der Erfindung

Es wird eine Überwachung der Lasterfassung bereitgestellt, die eine gegenseitige Überwachung der lasterfassenden Senso­ ren (Luftmassensensor und Drosselklappengeber) erlaubt, da die Überwachung auf der Basis der gemessenen bzw. abgeleite­ ten Luftmassensignale durchgeführt wird. Es kann ein enges Band vorgegeben werden, innerhalb dessen die Signale als "in Ordnung" erkannt werden. Dadurch wird die gewünschte Genau­ igkeit erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Überwachung auch für La­ dermotoren geeignet ist.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch Einbezie­ hen weiterer Größen, insbesondere des Signals eines zweiten Drosselklappenstellungsgebers und/oder eines die Verstimmung einer Lambdaregelung anzeigenden Faktors, eine umfassende Fehlerseparierung zum Erkennen der fehlerhaften Komponente möglich ist.

Besonders vorteilhaft ist, daß das Drehmoment der Brenn­ kraftmaschine reduziert werden kann, bevor das maximal zu­ lässige Moment überschritten wird. Auf diese Weise wird der bei Überschreiten des maximal zulässigen Moments vorgenomme­ nen Kraftstoffabschaltung vorgebeugt und der Fahrkomfort verbessert.

Besonders vorteilhaft ist, daß gegenüber dem Stand der Tech­ nik die Applikation des Systems vereinfacht und die Genauig­ keit der Fehlerüberwachung verbessert wird, da auf ein dreh­ zahlabhängiges Kennfeld verzichtet werden kann.

Durch den Luftmassenvergleich zur Überwachung der Lasterfas­ sung mit anschließender Fehlerseparierung werden Fehler auch in Sensoren erkannt, deren Signale zur Berechnung der Luft­ massensignale verwendet werden, z. B. Ansauglufttemperatur­ sensor, Umgebungsdrucktemperatursensor, etc. Somit werden deutliche Fehler dieser Sensoren ebenfalls erkannt, auch wenn sie die überlichen Plausibilitätsgrenzen der jeweiligen Sensordiagnose noch nicht überschritten haben.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit zur Steue­ rung einer Brennkraftmaschine, während in Fig. 2 am Bei­ spiel eines Ablaufdiagramms die grundlegende Vorgehensweise zur Steuerung des Drehmoments der Brennkraftmaschine darge­ stellt ist. In den Fig. 3 bis 7 sind anhand von Ablauf­ diagrammen Maßnahmen zur Überwachung der Lasterfassung sowie eine daran anschließende Fehlerseparierung dargestellt.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt eine elektronische Steuereinheit 10, die eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14 und eine Ausgangsschaltung 16 umfaßt. Diese Elemente sind durch ein Kommunikationssystem 18 miteinander verbunden. Der Ein­ gangsschaltung 12 sind Eingangsleitungen 20 bis 24 von Meßeinrichtungen 26 bis 30 zugeführt, die die zur Steuerung der Brennkraftmaschine notwendigen Betriebsgrößen erfassen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind dies die der Brenn­ kraftmaschine zugeführte Luftmasse, zwei voneinander unab­ hängige Drosselklappenstellungssignale, die Motordrehzahl, wenigstens ein Fahrpedalstellungssignal, die Ansauglufttem­ peratur, ggf. der Umgebungsdruck, etc. Über an die Aus­ gangsschaltung 16 angebundenen Ausgangsleitungen 32, 34 und 36 steuert die Steuereinheit 10 die Luftzufuhr zur Brenn­ kraftmaschine, den Zündwinkel und die Kraftstoffzumessung.

Die Vorgehensweise zur Steuerung der Brennkraftmaschine in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist anhand des Ablauf­ diagramms nach Fig. 2 dargestellt. Im bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist diese Steuerung als Programm des Mikrocom­ puters 14 realisiert. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde zur Darstellung eines solchen Programms das Ablaufdiagramm nach Fig. 2 gewählt, wobei die einzelnen Elemente einzelne Programmschritte oder -teile darstellen, die die durch diese Elemente symbolisierte Funktion realisieren. Entsprechendes gilt auch für die Ablaufdiagramme nach den Fig. 3 bis 7.

In 100 wird wie beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ein Sollmomentenwert Msoll für ein Drehmoment der Brennkraftmaschine bestimmt. Dies erfolgt we­ nigstens abhängig von der Fahrpedalstellung β und der Motor­ drehzahl Nmot sowie weiteren Größen wie ein Kompressorsignal (KOS), Wandlerverlustmomente (MDWAN), etc. Das resultieren­ de Gesamtsollmoment wird auf einen maximalen plausiblen Mo­ mentenwert MDMAX abhängig von Fahrpedalstellung und Dreh­ zahl begrenzt. Aus dem ggf. begrenzten Sollmomentensignal wird in 102 beispielsweise gemäß dem eingangs genannten Stand der Technik unter Berücksichtigung von Motordrehzahl Nmot ein Sollwert rlsoll für die Füllung, das heißt für die pro Hub angesaugte relative Luftmasse, bestimmt. Dieser wird in 104 unter Berücksichtigung der Istfüllung rl, das heißt der aktuell angesaugten relativen Luftmasse pro Ansaughub, in einen Sollwert wdksol für die Drosselklappenstellung um­ gewandelt. Ein Regler 106 steuert abhängig von Soll- und Iststellung ips die Drosselklappe DK an. Ferner wird aus dem Sollmomentenwert Msoll in 108 der einzustellende Zündwinkel ZW und/oder ein Eingriff in die Kraftstoffzumessung QK be­ rechnet und ausgegeben. Wie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben wird in 104 und 108 zur Berechnung der Ausgangsgrößen unter anderem die Istfüllung rl, d. h. die re­ lative Füllung pro Hub, verwendet. Diese wird in 110 unter anderem abhängig von der Motordrehzahl Nmot und einem Luft­ massensignal ins berechnet. Dieses Luftmassensignal ist im Normalbetrieb das Signal mshfm, welches von einem Luft­ massenmesser stammt. Bei einem Fehler im Bereich des Luft­ massensignal mshfm wird das Luftmassensignal ins von der Drosselklappenstellung ips abgeleitet. Dazu wird in 112 auf der Basis von Betriebsgrößen des Saugrohrdrucks ps, des Um­ gebungsdrucks pu, der Ventilkennlinie der Drosselklappe und ggf. der Ansauglufttemperatur über ein Saugrohrmodell ein Luftmassensignal msdk bestimmt. Ein solches Saugrohrmodell ist beispielsweise aus den eingangsgenannten Stand der Tech­ nik bekannt. Die relative Füllung rl wird ferner zur Bestim­ mung des Istmoments der Brennkraftmaschine Mist in 114 aus­ gewertet. Dabei wird noch wenigstens die Motordrehzahl nmot und die aktuelle Einstellung der Brennkraftmaschine, z. B. bezüglich des Zündwinkels ZW, berücksichtigt. Das Istmoment wird in einer Vergleichsstelle 116 mit einem maximal zuläs­ sigen Moment Mzul verglichen. Dieses wird in 118 wenigstens auf der Basis von Fahrerwunsch β und Motordrehzahl Nmot aus einem Kennfeld bestimmt. Das Vergleichsergebnis wird in 120 mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Wird dieser Schwellenwert insbesondere für eine bestimmte Zeit über­ schritten, wird die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine abgeschaltet, bis der Istmoment wieder unter das maximal zu­ lässige Moment sinkt.

Zur Verbesserung der Genauigkeit des Modells ist der in Fig. 3 dargestellte Integrator 150 vorgesehen. Diesem wird die in 152 gebildete Differenz zwischen dem Luftmassensignal mshfm des Luftmassensensors und dem Luftmassensignal msdk, welches aus der Stellung ips der Drosselklappe abgeleitet ist, zugeführt. Der Integrator 150 integriert diese Diffe­ renz, wobei das Integrationsergebnis zur Korrektur des be­ rechneten Luftmassenwert msdk zurückgeführt wird. Der Inte­ gratorstand wird dabei derart berücksichtigt, daß er und da­ mit die Differenz zwischen mshfm und msdk Null wird. Dies bedeutet, daß die durch die Umrechnung der Drosselklappen­ stellung in ein Luftmassensignal auftretenden Ungenauigkei­ ten durch den Integrator 150 korrigiert werden und das Luft­ massensignal msdk sich an das Luftmassensignal mshfm an­ gleicht. Die Luftmassensignale werden ferner Füllungsberech­ nung 110 geführt. In einem weiteren Vergleicher 154, der auch mit dem Vergleicher 152 identisch sein kann, wird die Differenz dmsdh zwischen den Luftmassenwerten msdk und mshfm gebildet. Überschreitet der Betrag dieser Differenz trotz des Abgleichs durch den Integrator 150, der in seinem Hub begrenzt ist, einen Schwellenwert DMS (vgl. 156), so wird ggf. nach einer Entprellzeit TD (158) ein Fehler der Laster­ fassung erkannt (E_msdh). Alternativ wird der Ausgang fdkms des Integrators 150 auf eine Schwellenwertüberschreitung überwacht. Bei Auftreten des Fehlers wird eine entsprechende Sicherheitsreaktion eingeleitet, die beispielsweise in einer Abschaltung der Kraftstoffzufuhr oberhalb einer vorbestimm­ ten Motordrehzahl oder einer Momentenreduzierung bestehen kann. Zu diesem Zweck wird das Fehlersignal nach Ablauf der Entprellzeit TD zur Kraftstoffzumessungsberechnung 108 und/oder Drosselklappensollwertberechnung 106 und/oder der Sollmomentenberechnung 100 geführt.

Neben der Differenz zwischen den Luftmassensignalen wird in einem anderen Ausführungsbeispiel die Abweichung zwischen diesen Signalen auf andere Weise, z. B. durch Verhältnisbil­ dung ermittelt.

Da das Signal msdk aus der Drosselklappenstellung ips nach den physikalischen Zusammenhängen auf der Basis des Saug­ rohr- und des Umgebungsdrucks berechnet wird ist es wesent­ lich genauer als die drehzahlabhängige Kennfeldberechnung. Daher ist auch die auf diesem Signal basierende Überwachung der Lasterfassung wesentlich genauer. Dies gilt insbesondere für Turbomotoren, bei denen der Druckabfall über der Dros­ selklappe eine wesentliche Größe zur Bestimmung der zum Mo­ tor fließenden Luftmasse ist.

Um zu verhindern, daß infolge Sensordriften unkritischen Sy­ stemfehlern oder zufälligen Ausreißern in der Abweichung der Luftmassensignale die Sicherheitskraftstoffabschaltung durch den Momentenvergleich 116 zu häufig stattfindet, wird zu­ sätzlich zu der oben beschriebenen Maßnahme die Abweichung dmsdh oder deren Betrag auf eine zweite Schwelle DMSLred ab­ gefragt. Dabei ist DMSLred betragsmäßig kleiner als DMS. Liegt der Betrag der Abweichung oder die Abweichung vorzugs­ weise für eine bestimmte Zeit oberhalb dieses Schwellen­ werts, wird die Maximalbegrenzung des Momentensollwerts Msoll in 100 um einen bestimmten Wert reduziert, bzw. auf ein anderes, kleinere Begrenzungswerte ausgebendes Kennfeld umgeschaltet. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Abwei­ chung in einem bestimmten Wertebereich zunächst das Sollmo­ ment und damit auch das Istmoments abgesenkt wird und somit der Abstand zur Schwelle der Sicherheitsreaktion unter Kraftstoffabschaltung bei Überschreiten des zulässigen Wer­ tes durch das Istmoment bei begrenztem Sollmoment vergrößert wird. Somit können die Betriebsphasen mit Sicherheitskraft­ stoffabschaltung deutlich reduziert werden können.

Wird bei Übeschreiten der obengenannten Schwelle DMS keine Sicherheitskraftstoffabschaltung ausgelöst, kann DMS und DMSred auch gleichgesetzt werden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist neben dem Integra­ tor 150 ein weiterer Integrator 160 vorgesehen, der eben­ falls die in 152 gebildete Differenz integriert und sein Ausgangssignal msdadd den Ausaugrohrmodell 112 zuführt. Das Ausgangssignal des Integrators 150 stellt dabei eine multi­ plikative Korrektur des Umgebungsdrucksignals pu und somit eine multiplikative Korrektur msdk-Signals dar, während das Ausgangssignal msdadd des Integrators 160 eine additive Kor­ rektur bewirkt.

Wurde auf die beschriebene Art und Weise ein Fehler im Be­ reich der Lasterfassung erkannt, so ist es insbesondere für die Diagnose wichtig zu wissen, welche Komponente fehlerhaft ist. Zu diesem Zweck ist zur Separierung, welcher Sensor de­ fekt ist, eine Prüfung vorgesehen, deren Prinzip in Fig. 4a dargestellt ist.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Stellung der Drosselklappe mit zwei redundanten Winkelsensoren erfaßt, so daß zwei Meßsignalwerte ips1 und ips2 bezüglich der Drossel­ klappenstellung vorliegen. In einem Vergleicher 180 werden diese beiden Signalgrößen miteinander verglichen und die Ab­ weichung der Signalgrößen mit einem vorgegebenen Grenzwert (in 182) verglichen. Überschreitet die Abweichung diesen Schwellenwert, wird ggf. nach einer Verzögerungszeit ein Fehler im Bereich der Drosselklappenwinkelsensoren festge­ stellt und eine Fehlermarke E_ip12pl gesetzt. Diese Feh­ lerinformation wird einerseits der Kraftstoffzumessungsbe­ rechnung 108 und/oder der Drosselklappenstellungsberechnung 106 zur Verfügung gestellt, die daraufhin eine Fehlerreakti­ onsmaßnahme einleitet, andererseits einer Fehlerseparierung 184. Diese weist als weitere Eingangssignale das Ergebnis der Fehlerprüfung der Luftmassensignale gemäß Fig. 3 sowie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein aus einem Fak­ tor einer Lambda-Regelung abgeleiteten Größe (188). Der Fak­ tor enthält die Verstimmung der Lambda-Regelung, z. B. das Ausmaß der Verstellung durch die Adaption der Lambda-Re­ gelung. Der Faktor fra, der den multiplikativen Korrektur­ faktor der Gemischadaption darstellt, wird mit einem vorge­ gebenen Schwellwert DFRAMS in 190 verglichen und es wird ein logisch positives Signal abgegeben, wenn der Faktor diesen Grenzwert überschreitet.

Die Fehlerseparierung 184 besteht in einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel aus vier logischen UND-Verknüpfungen 192, 194, 196 und 198. In einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem die Berücksichtigung der Gemischadaption fehlt, ist an­ stelle der UND-Verknüpfungen 196 und 198 die UND-Verknüpfung 200 vorgesehen. In der ersten UND-Verknüpfung 192 wird die Fehlerinformation E_ip12pl mit der Fehlerinformation aus dem Luftmassenvergleich E_msdh gemäß Fig. 3 miteinander vergli­ chen. Liegt ein Fehler im Bereich der Drosselklappenwinkel­ sensoren vor, während kein Fehler (negierter Eingang) in der Luftmassensignalüberwachung erkannt wurde, wird von der UND-Ver­ knüpfung 192 eine Fehlermarke E_ip2pl ausgegeben und in einem Speicherelement 202 abgelegt. Diese Fehlermarke zeigt an, daß der zweite Winkelsensor bzw. dessen Signal ips2, dessen Signal nicht zur Bildung des Luftmassensignals msdk herangezogen wird, defekt ist. Die zweite UND-Verknüpfung 194 gibt eine Fehlermarke E_ip1pl ab, wenn sowohl ein Fehler im Bereich der Drosselklappenwinkelsensoren als auch ein Fehler im Bereich der Luftmassensignale erkannt wurde. Auch diese Fehlermarke wird im Speicher 202 abgelegt. Sie zeigt, daß der erste Drosselklappenwinkelsensor bzw. dessen Signal ipsl, welches zur msdk-Bildung herangezogen wird, fehlerbe­ haftet ist. Die dritte UND-Verknüpfung 196 bildet als Aus­ gangsgröße eine Fehlermarke E_dsu und/oder E_tans, die dann gesetzt wird, wenn ein Fehler aus dem Luftmassensignalver­ gleich erkannt wurde, gleichzeitig keine unzulässige Ge­ mischadaption und kein Fehler im Bereich der Stellungsgeber (E_ip12pl) (negierte Eingänge) vorliegt. Die Fehlermarken E_dsu bzw. E_tans werden ebenfalls im Speicher 202 abgelegt. Sie zeigen an, daß ein Fehler bei der Berechnung des Signals msdk aus der Drosselklappenstellung vorliegt und durch den Umgebungsdrucksensor und/oder den Ansauglufttemperatursensor bedingt ist, deren Signale dieser Berechnung zugrunde lie­ gen. Die UND-Verknüpfung 198 gibt eine Fehlermarke E_hfmpl ab, wenn eine unzulässige Gemischadaption, ein Fehler im Vergleich der Luftmassensignale und kein Fehler im Bereich der Stellungsgeber (E_ip12pl, negierter Eingang) erkannt wurde. Die Fehlermarke E_hfmpl wird im Speicher 202 abgelegt und deutet auf einen Fehler in der Erfassung des Signals mshfm hin, da trotz Abgleich der Luftmassensignale eine Un­ plausibilität besteht und ferner offensichtlich die auf der Basis des Signals mshfm berechnete Kraftstoffzumessung nicht korrekt ist.

Liegt keine Information über die Gemischadaption der Lambda-Re­ gelung vor, so wird anstelle der UND-Verknüpfungen 196 und 198 die UND-Verknüpfung 200 vorgesehen. Diese gibt ein Feh­ lersignal E_mspl ab, welches im Speicher 202 abgelegt wird, und erzeugt wird, wenn ein Fehler im Bereich der Luftmassen­ signale und kein Fehler im Bereich der Drosselklappenwinkel­ signale (negierter Eingang) erkannt wurde. Die Fehlermarke E_mspl deutet dann auf einen Fehler in einem der Luftmassen­ signale hin.

Bei der beschriebenen Fehlerseparierung wurde von einer mul­ tiplikativen Korrektur des Drucks vor der Drosselklappe durch den Luftmassenintegrator 150 ausgegangen. Erfolgt zu­ sätzlich eine additive Korrektur des msdk-Signals als Dros­ selklappenbypassluftkorrektur, die nur bei kleinen Luft­ durchsätzen adaptiert wird (msdadd), wird diese sinngemäß gleichartig plausibilisiert und eine weitere Fehlerseparie­ rung für eine überhöhte Drosselklappen-Bypassluft durchge­ führt.

Dies ist in Fig. 4b beschrieben. Dort wird der additive Faktor msdadd, der aus der Differenz von gemessenem und aus der Drosselklappenstellung berechnetem Luftmassenstrom abge­ leitet wurde, zur Fehlerseparierung herangezogen. Der Wert madadd wird in 203 mit einem Schwellenwert DMSDADD vergli­ chen und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn dieser Schwellen­ wert überschritten wird. Liegt ein Signal von 203 vor, wird wegen der Verstimmung des Luftintegrators 160 bei korrekter Gemischadaption von einem fehlerhaft vergrößertem Bypass ausgegangen und eine entsprechende Fehlermarke E_BY im Spei­ cher 202 gesetzt.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß in einem System mit zwei Drosselklappenwinkelsensoren und einem weiteren Haupt­ lastsensor (z. B. Heißfilmsensor) zwei gleichen Größen, die aus dem Signal des Hauptlastsensors und einem der Drossel­ klappenwinkelsensoren aufgrund der physikalischen Zusammen­ hänge im Ansaugrohr berechnet und miteinander verglichen werden. Sie werden zusätzlich in gewissen zulässigen Grenzen aufeinander adaptiert. Im Normalbetrieb wird nur eine dieser Größen zur Leistungseinstellung herangezogen. Wird die zu­ lässige Adaptionsgrenze überschritten oder weisen die Signa­ le, gegebenenfalls nach Erreichen einer Adaptionsbegrenzung, eine gewisse Abweichung auf, wird auf einen Fehler geschlos­ sen, eine Sicherheitsreaktion eingeleitet. Ergänzend wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel durch zusätzlichen Ver­ gleich der beiden Potis miteinander und ggf. unter Einbezie­ hung der Gemischadaption der Lambda-Regelung eine Fehlerse­ parierung durchgeführt.

Um zusätzlich abzusichern, daß die Berechnung des Signals msdk korrekt durchgeführt wird und nicht zum Beispiel der Signalwert msdk mit einem anderen Signal, z. B. dem Signal mshfm, überschrieben wird, wird gemäß der Vorgehensweise nach Fig. 5 oder 6 die Berechnung des msdk-Signals über­ prüft. Zu diesem Zweck wird in einem vorbestimmten Takt T, beispielsweise von 100 ms, eine Überprüfung der msdk-Be­ rechnung durchgeführt. Es ist eine Additions- oder Sub­ traktionsstelle 210 vorgesehen, in der zum vorbestimmten Takt T dem Drosselklappenstellungssignal ips1 ein Festwert DWDK (aus Speicher 212) aufgeschaltet wird. Die Summe bzw. die Differenz der beiden Werte wird durch die Luftmassenbe­ rechnung 112 in ein Luftmassensignal msdk umgesetzt. Diese wird im Differenzierer 214 von dem Luftmassensignal mshfm, welches unverfälscht vom Hauptlastsensor ausgeht, vergli­ chen. Das Vergleichsergebnis dmsdh wird im gleichen Takt wie die Aufschaltung des Wertes DWDK auf das Drosselklappenstel­ lungssignal auf einen Sprung überprüft (in 216). Dies er­ folgt vorzugsweise durch Vergleich des aktuellen Differen­ zensignals mit einem vorhergehenden. Selbstverständlich wird der Integrator für den Luftmassenabgleich 150 während dieses Prüfschrittes angehalten, so daß kein Fehler bei der Berech­ nung des Lastsignals rl entsteht. Wird der Sprung im Diffe­ renzensignal nicht festgestellt, wird ein Fehler im Bereich der Berechnung des Signals msdk festgestellt, eine Fehler­ marke E_msdkc ausgegeben, im Speicher 202 gespeichert und der Kraftstoffzumessungsberechnung 108 zugeführt, um eine Fehlerreaktion auszulösen.

Eine andere Vorgehensweise zur Überprüfung der Berechnung des Luftmassensignals msdk ist in Fig. 6 dargestellt. Dort wird parallel zu der msdk-Berechnung 112 aus dem Signal des ersten Drosselklappenwinkelgebers in gleicher Art eine Be­ rechnung 112a eines Signals msdk2 aus dem Signal des zweiten Drosselklappengebers ips2 durchgeführt. Die beiden Signale werden in der Vergleichsstelle 220 miteinander verglichen. Der Differenzenwert wird dann mit einem Schwellenwert (in 222) verglichen, wobei eine Fehlermarke E_msdkc an die Kraftstoffberechnung 108 und an den Speicher 202 abgegeben wird, wenn, ggf. nach einer Verzögerungszeit, die Differenz den Schwellenwert übersteigt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß kein zu weitergehenden Berechnungen verwendetes Signal zur Überwachung verfälscht werden muß.

Aus dem Hauptlastsignal MSHFM wird, wie in Fig. 2 darge­ stellt, das Lastsignal der relativen Luftfüllung pro Hub rl gebildet, welches unter anderem zur Berechnung des Motormo­ ments herangezogen wird. Um die korrekte Füllungssteuerung zu überprüfen, wird die in Fig. 7 dargestellte Kontrolle durchgeführt. Dort wird der aus dem Sollmoment berechnete Sollwert für die relative Füllung rlsoll mit dem berechneten Istwert rl in einem Vergleicher 250 miteinander verglichen. Die Differenz drl wird mit einem vorgegebenen Schwellenwert drlc (in 252) verglichen. Wird dieser Schwellenwert über­ schritten, wird eine Fehlermarke E_rlc erzeugt und in der Kraftstoffberechnung 108 bzw. im Speicher 202 eine entspre­ chende Reaktion eingeleitet. Durch diese Prüfung wird neben der Berechnung der relativen Füllung rl aus dem Luftmassen­ signal mshfm eine Überprüfung des sogenannten inversen Saug­ rohrmodells durchgeführt, bei der aus dem Sollfüllungswert der Sollwert für die Drosselklappenstellung berechnet wird. Ferner wird dadurch überprüft, ob die Verstellung der Dros­ selklappe korrekt ist und die Luftmassenerfassung mshfm des Heißfilmsensors fehlerfrei arbeitet. Fehler im Heißfilmsen­ sor selbst oder in der Lasterfassung werden nach der Vorge­ hensweise von Fig. 3 erkannt. Ein zu großer Wert des Ist­ wertes für die relative Füllung führt zu einer Abschaltung über die Momentenüberwachung, die in Fig. 2 dargestellt ist.

Die beschriebene Vorgehensweise ist sinngemäß auch auf saug­ rohrdruckgesteuerte Systeme anwendbar, wobei anstelle des Luftmassensignals mshfm ein Saugrohrdrucksignal ps einge­ setzt wird, aus welchem ein Luftmassensignal berechnet wird.

Die beschriebene Maßnahmen zur Fehlerseparierung (Fig. 4) sowie zur ergänzenden Fehlererkennung (Fig. 5 bis 7) wer­ den in beliebiger Kombination eingesetzt. Es kann auf sie auch verzichtet werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Überwachung der Lasterfassung einer Brenn­ kraftmaschine, bei der ein erster Wert für den der Brenn­ kraftmaschine zugeführten Luftmassenstrom (mshfm) erfaßt wird, bei dem ein zweiter Wert für den Luftmassenstrom (msdk) auf der Basis der Stellung der Drosselklappe der Brennkraftmaschine ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler erkannt wird, wenn die beiden Signalwerte un­ zulässig voneinander abweichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgleich der beiden Signale durchgeführt wird, daß die abgeglichenen Signalen miteinander verglichen werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Abgleich der beiden Signal er­ folgt und ein Fehler erkannt wird, wenn der Abgleich gewisse Grenzen erreicht hat oder die Signale zusätzlich zum Errei­ chen dieser Grenzen unzulässig voneinander abweichen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwei voneinander unabhängige Si­ gnale bezüglich der Drosselklappenstellung (ips1, ips2) vor­ liegen, die miteinander verglichen werden, wobei bei unzu­ lässigen Abweichungen der beiden Signale voneinander ein Fehler (E_ip12pl) erkannt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines Fehlers in der Drosselklappenstellunger­ fassung und bei Vorliegen keines Fehlers im Luftmassenver­ gleich das nicht zur Luftmassenberechnung herangezogene Drosselklappenstellungssignal (ips2) als fehlerbehaftet er­ kannt wird (E_ip2pl).

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem erkannten Fehler im Luftmassenvergleich und einem erkannten Fehler im Drosselklappenstellungsvergleich ein Fehler in dem Stellungssignal (ipsl), welches der Berechnung des Luftmassenwertes zugrundeliegt, angenommen wird (E_ip1pl)

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler (E_hfmpl) in der Berechnung des Luftmassensignals (mshfm) aus dem Luftmassenmesser angenommen wird, wenn ein Fehler im Luftmassenvergleich erkannt wurde und die Ge­ mischadaption einer Lambda-Regelung einen Grenzwert über­ schreitet.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler im Umgebungsdrucksignal und/oder im Ansaugluft­ temperatursignal (E_dsu, E_tans) angenommen wird, wenn die Gemischadaption den Grenzwert nicht überschreitet und den­ noch ein Fehler im Luftmassenvergleich erkannt wurde.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sowohl aus dem ersten Drosselklap­ penstellungssignal als auch aus dem zweiten Drosselklappen­ stellungssignal auf identische Weise ein Luftmassensignal (msdk, msdk2) ermittelt wird, wobei bei unzulässigen Abwei­ chungen in den beiden Signalen ein Fehler (E_msdkc) bei der Berechnung des drosselklappenbasierten Luftmassensignals ab­ geleitet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in vorgegebenen Zeitabständen das der Luftmassensignalberechnung zugrundeliegende Drosselklap­ penstellungssignal (ipsl) um einen vorgegebenen Wert verän­ dert wird und ein Fehler in der Berechnung des Luftmassensi­ gnals (msdk) erkannt wird, wenn im berechneten Luftmassensi­ gnal (msdk) kein Sprung auftritt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß aus dem Luftmassensignal (mshfm, msdk) die relative Luftfüllung pro Hub (rl) ermittelt wird, diese relative Luftfüllung pro Hub (rl) mit einem vorgegebe­ nen, vom Fahrer bestimmten Sollwert (rlsoll) verglichen wird und bei unzulässigen Abweichungen ein Fehler in der Berech­ nung der relativen Füllung (rl) oder der Drosselklappenstel­ leinrichtung ermittelt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einem erkannten Fehler eine Sicherheitsreaktion, vorzugsweise eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine oder eine Begrenzung des Drehmoments durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Abweichung ab einem be­ stimmten Wertebereich zunächst eine Absenkung der Sollwerts­ begrenzung und damit des Istmoments durchgeführt wird, wäh­ rend die Sicherheitsreaktion erst bei Überschreiten eines zulässigen Wertes durch das Istmoment mit dieser abgesenkten Sollmomentenbegrenzung durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei einer Abweichung in einem be­ stimmten Wertebereich zunächst eine Begrenzung des Sollwerts und damit des Drehmoments durchgeführt wird, während die Si­ cherheitsreaktion erst bei Überschreiten eines zulässigen Wertes durch das Istmoment bei begrenztem Sollmoment durch­ geführt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß durch Vergleich eine additiven Korrekturwerts msdadd, der auf der Basis der Luftmassenströme (msdk, mshfm) gebildet wird Fehler im Bereich eines Drossel­ klappen-Bypasses erkannt werden.

16. Vorrichtung zur Überwachung der Lasterfassung einer Brennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit, die wenigstens ein die Stellung der Drosselklappe der Brenn­ kraftmaschine repräsentierendes Signal und ein die zur Brennkraftmaschine strömende Luftmasse repräsentierendes Si­ gnal (mshfm) erfaßt, die Mittel aufweist, welche aus einem Drosselklappenstellungssignal ein Luftmassensignal (msdk) ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit Mittel aufweist, die die beiden Luftmassensi­ gnale miteinander vergleicht und gegebenenfalls aufeinander abgleicht, und die einen Fehler erkennen, wenn die beiden Signalwerte unzulässig voneinander abweichen.