DE3804012C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheits- und Notfahrverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einer elektronischen Regeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Brennkraftmaschinen der vorgenannten Art wird die Fahr­ pedalstellung mittels eines Fahrpedalweggebers gemessen und über zwischenliegende Übertragungsglieder an ein elektro­ nisches Steuergerät weitergegeben, welches unter Berücksich­ tigung weiterer betriebsspezifischer Parameter zum Zweck der Kraftstoffzumessung einen Stellmotor an einer Drosselklappe bzw. an einer Dieseleinspritzpumpe ansteuert. Eine mechanische Verbindung, wie sie sonst in Form eines Fahrpedal-Gestänges gegeben war, zwischen Fahrpedal und Stellmotor besteht also nicht mehr.

Ohne das Vorsehen einer Sicherheitseinrichtung hätte eine Störung im Signalweg zwischen Fahrpedalweggeber und elektronischem Steuergerät bzw. eine Unterbrechung dieses Signalweges, z.B. durch Ausfall eines der oben erwähnten dazwischenliegenden Übertragungsglieder (Geber, Leitung, Analog-/Digital-Wandler) zur Folge, daß die Brenn­ kraftmaschine während der Störung mit nicht vom Fahrer be­ einflußbarer Drehzahl weiter betrieben wird, wobei das Fahrzeug durchgehen kann. Bei einem bekannten Sicherheitsverfahren zur elektronischen Regelung von Brennkraftmaschinen wird die Erkennung einer Störung im Regelkreis dazu verwendet, die Drehzahl auf die Leerlaufdrehzahl abzusenken. Diese Maß­ nahme kann jedoch zu einer erheblichen Be­ einträchtigung der Fahrsicherheit führen.

Aus der DE-OS 35 31 198 ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem bei einer Störung im Signalweg des Fahrpedalweggebers nach Betätigung der Bremse die Drehzahl auf eine Notbetriebsdrehzahl abgesenkt und nach Lösen der Bremse die Einspritzmenge nach einer vorgegebenen Funktion wieder erhöht wird. In diesem Fall wird jedoch die Kraftstoffmenge wieder entsprechend dem Fahrpedalsignal geregelt, auch wenn dieses noch fehlerhaft ist. Dadurch wird unter Umständen sofort wieder eine Bremsbetätigung erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, während der Dauer einer Störung im Fahrpedalweggeber sowie im Signalweg zwischen Fahr­ pedalweggeber und Steuergerät einen sicheren Betrieb eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht aus dem Unteranspruch hervor.

Während des normalen Betriebszustandes einer Brennkraft­ maschine gibt der Fahrer über das Fahrpedal eine bestimmte Stellung vor, die von einem Fahrpedalweggeber aufgenommen und über zwischengeschaltete Übertragungsglieder an ein elektronisches Steuergerät weitergegeben wird. Im Steuer­ gerät werden außer der Fahrpedalstellung noch weitere betriebsspezifische Parameter aufgenommen und ausge­ wertet. Das Ergebnis dieser Auswertung gelangt als An­ steuersignal an einen Stellmotor, der, je nach Art der Brennkraftmaschine, eine Drosselklappe verstellt oder die Kraftstoffmengeneinstellung an einer Dieseleinspritz­ pumpe vornimmt.

Wird die Brennkraftmaschine bei konstanter Fahrpedal­ stellung mit einer Drehzahl oberhalb ihrer Leerlauf­ drehzahl betrieben, so ist eventuell eine Störung im Signalweg zwischen Fahrpedalweggeber und Steuergerät oder an diesen, die ein Signal innerhalb eines zulässigen Be­ reichs liefert, für den Fahrer nicht erkennbar. Erst zu einem Zeitpunkt, wenn der Fahrer die augenblickliche Dreh­ zahl durch eine Zurücknahme der Fahrpedalstellung in Richtung auf die Leerlaufdrehzahl absenken will, um z.B. seine Fahrgeschwindigkeit durch eine langsame Verringerung dem Verkehrsfluß anzupassen, wird diese Störung als solche für ihn erkennbar, da die Brennkraftmaschine nicht auf die geänderte Fahrpedalstellung anspricht. Eine weitere Störungs­ möglichkeit besteht in einem selbsttätigen Erhöhen der Drehzahl und damit in einer Beschleunigung trotz gleich­ bleibender Fahrpedalstellung infolge eines fehlerhaften Fahrpedalsignals. Daraus resultiert die Gefahr eines un­ kontrollierten Motorbetriebs, bzw. des sog. Durchgehens.

Die Reaktion eines Durchschnittsfahrers auf diese uner­ wartete Situation ist eine Betätigung der Bremse. Da das ständige Vernichten des Motorüberschußmomentes durch Be­ tätigen der Bremse bis zum Ausfall der Bremsanlage führen kann oder das Fahrzeug infolge blockierender Vorder­ räder nicht mehr lenkfähig sein kann, wird bei dem er­ findungsgemäßen Verfahren bei einem außerhalb des zulässigen Bereichs liegenden Fahr­ pedalsignal und der sich anschließenden erstmaligen Betätigung der Bremse eventuell nach Ablauf einer Verzögerungs­ zeit die Drehzahl durch das Steuergerät für ein nach einer vor­ gegebenen Funktion auf eine geregelte Notbetriebsdrehzahl abgesenkt. Die Funktion, nach der die Drehzahlabsenkung durchgeführt wird, kann aus Gründen der Einfachheit vorzugsweise eine lineare Funktion sein. Es ist aber auch jede andere für das Fahr­ verhalten günstige Funktion denkbar.

Die Notbetriebsdrehzahl muß einen für einen Übergangsbe­ trieb bis zur Beendigung der Störung geeigneten Wert auf­ weisen, d.h. sie muß ausreichend hoch über der Leerlauf­ drehzahl der Brennkraftmaschine liegen, um einen vorüber­ gehenden Betrieb mit Notlaufeigenschaften zu gewähr­ leisten. Für Fahrzeuge, die mit einem automatischen Ge­ triebe ausgerüstet sind, bedeutet dies, daß die Notbe­ triebsdrehzahl mindestens so hoch gewählt werden muß, daß ein Wandler eines automatischen Getriebes ein für Notlaufeigenschaften ausreichendes Moment zur Verfügung stellt. Andererseits darf die Notbetriebsdrehzahl aber auch nur so hoch gewählt werden, daß ein sicheres Be­ herrschen des Fahrzeugs mit der Bremse noch möglich ist.

Wird während einer erkannten Störung die Bremse wieder losgelassen, so wird eine zweite, höhere Notbetriebsdrehzahl angefahren. Dadurch soll ein Fahr­ betrieb mit automatischem Getriebe auch an Steigungen sicher ermöglicht werden.

Nach Beendigung der Störung wird die Betriebsdrehzahl, analog zum vorher beschriebenen Absenken, vom Steuer­ gerät über eine vorgegebene Funktion wieder auf den fahr­ pedalsignalabhängigen Drehzahlwert angehoben. Danach ist dann wieder regulärer Betrieb mit Beeinflussung der Brenn­ kraftmaschine über das Fahrpedal vorgesehen.

Das Verfahren sei anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 ein Beispiel für den Ablauf des Verfahrens.

In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Ein Fahrpedalweggeber 2 nimmt die Stellung eines Fahrpedals 1 auf und gibt sie über Übertragungsglieder 3 a, 3 b, ... an ein Steuergerät 4. Bei­ spiele für solche Übertragungsglieder sind Verstärker, Analog-/Digitalwandler oder die Leitungen selbst. Unter Berücksichtigung verschiedener, hier nicht näher be­ schriebener, betriebsspezifischer Parameter P und des Fahr­ pedalsignals S an seinen Eingang errechnet das Steuer­ gerät 4 die passende Größe für das Signal des Stell­ glieds 5 (z.B. für einen Stellmotor), das die Kraftstoff­ zumessung für die Brennkraftmaschine 6 vornimmt. Je nach Art der Brennkraftmaschine kann dies über die Einstellung einer Drosselklappe oder über die Steuerung einer Diesel­ einspritzpumpe erfolgen. Die Einleitung und Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt durch das Steuergerät 4 unter Berücksichtigung des Fahrpedalsignals S, der Betätigung der Bremse 7 und der Betriebsdrehzahl n.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für den Ablauf des Verfahrens zu sehen. Untereinander sind die Diagramme für den Dreh­ zahlverlauf n, die Betätigung der Bremse und den Verlauf des Fahrpedalsignals S, aufgetragen über der Zeitachse t, zu sehen.

Nach einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine mit wechselnden Drehzahlen und der Abregeldrehzahl n _ab als oberer Drehzahlschranke, setzt das Verfahren zum Zeitpunkt t _S ein. Auslöser ist dabei das Verlassen eines zulässigen Bereichs S _zul durch das Fahrpedalsignal S. Dieser Zustand kann sofort als Störung, z.B. durch Leitungsunterbrechung im Signalweg, erkannt werden. Die momentane Drehzahl n _m wird anstelle der Abregeldrehzahl n _ab als obere Drehzahlschranke n _ms gespeichert und für eine Verzögerungszeit t _vs beibehalten. Dann wird die Drehzahl­ schranke n _ms nach einer vorgegebenen Funktion, z.B. einer linearen Funktion, auf eine oberhalb der Notbetriebs­ drehzahl n _o liegende zweite Notbetriebsdrehzahl n _{o 2} abge­ senkt und die Motordrehzahl auf diesen Wert eingeregelt. Wird während dieses Vorganges, z.B. zum Zeitpunkt t ₀, die Bremse betätigt, dann wird sofort die Notbetriebsdrehzahl n _o angefahren. Ein Betätigen der Bremse während des Stör­ betriebs, wie z.B. zum Zeitpunkt t ₀ und t ₅, löst also keine Verzögerungszeit t _vs aus, sondern regelt die vorge­ schriebene Notbetriebsdrehzahl n _o unverzüglich ein.

Ein Lösen der Bremse, hier gezeigt zum Zeitpunkt t ₂ (das Fahrpedalsignal S liegt immer noch außerhalb des zulässigen Bereiches S _zul ), regelt die Motordrehzahl nach einer hier als linear gezeigten vorgegebenen Funktion auf die höherliegende, zweite Notbetriebsdreh­ zahl n _{o 2} ein. Ein erneutes Betätigen der Bremse, zum Zeitpunkt t ₅, senkt die Drehzahl, ebenfalls nach einer vorgegebenen Funktion, wieder auf die Notbetriebsdreh­ zahl n _o ab. Dieses Vorgehen kann sich dann mehrmals wiederholen, solange das Fahrpedalsignal S außerhalb des zulässigen Bereiches S _zul liegt. Die zweite, höher­ liegende Notbetriebsdrehzahl n _{o 2} dient dazu, nicht nur einen normalen Notbetrieb durchzuführen, sondern auch zu ermöglichen, daß z.B. Fahrzeuge mit Automatikge­ trieben auch Bergstrecken im Notbetrieb befahren können. Es wird also mit Hilfe der Bremse zwischen zwei unter­ schiedlichen Drehzahlen hin- und hergeschaltet.

Claims (2)

1. Sicherheits- und Notfahrverfahren für eine Brenn­ kraftmaschine mit einer elektronischen Regeleinrichtung, bei dem in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen und einer Fahrpedalstellung eine der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge zugemessen wird und bei dem bei einer auf­ tretenden Störung im Regelkreis bei einer Bremsbetätigung durch Änderung der Kraftstoffmenge die Drehzahl auf eine oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegende Notbetriebsdrehzahl abgesenkt, sowie nach Behebung der Störung wieder auf einen fahrpedalabhängigen Wert angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Störung mit einem Fahrpedalsignal (S) außerhalb eines zulässigen Bereiches (S _zul) und nach Lösen der Bremse (7) die Motordrehzahl auf eine zweite, oberhalb der Notbetriebsdrehzahl (n _o) liegende, Notbetriebsdrehzahl (n _{o 2}) angehoben wird.

2. Sicherheits- und Notfahrverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Notbetriebsdrehzahl (n _o) so liegt, daß vom Wandler eines automatischen Getriebes ein zum Fahrbetrieb noch ausreichendes Moment geliefert wird.