DE3301742C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für eine Brenn­ kraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Sicherheitseinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 28 05 876 bekannt. Diese Schrift zeigt eine Über­ wachungseinrichtung für scheinwiderstandsbehaftete Sensoren und Ver­ braucher, insbesondere im Bereich der Kraftstoffzumessung bei Brenn­ kraftmaschinen. Der durch ein Stellwerk, das die einzuspritzende Kraftstoffmenge bestimmt, fließende Strom wird dahingehend über­ wacht, ob er über einen bestimmten Schwellwert ansteigt. Die be­ schriebene Schaltung erkennt ein fehlerhaft arbeitendes Stellwerk und erlaubt im Fehlerfall einen Notfahrbetrieb. Bei der bekannten Einrichtung wird lediglich der durch das Stellwerk fließende Strom überwacht. Bei Erkennen eines Fehlers veranlaßt die Einrichtung grundsätzlich eine Abschaltung der Brennkraftmaschine.

Eine differenzierte Reaktion auf Fehlerzustände ist nicht vorge­ sehen. Eine kombinierte Überwachung des Drehzahlsignals, bzw. eines Signals bezüglich der Fahrpedalstellung oder der Last ist nicht vorgesehen.

Mittels dieser Sicherheitseinrichtung können nur Fehler im Bereich des Mengenstellwerks erkannt werden. Ein Ausfall oder Defekt des Steuergeräts ist nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrich­ tung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die mit Hilfe geeigne­ ter Signale möglichst alle unzulässigen Betriebszustände erkennt und je nach Art des ermittelten Fehlers entweder die Brennkraftmaschine abschaltet oder ein Notfahrbetrieb einleitet.

Mit der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung mit den Merkma­ len des Hauptanspruchs wird eine übergeordnete Systemüberwachung für eine EDC-Anlage geschaffen, die sicherstellt, daß bei Ausfall von einzelnen Komponenten weder für den Motor, das Fahrzeug noch für den Fahrer Gefahren entstehen können. Auf auftretende Fehler im betriebsbereiten Zustand des Dieselmotors wird bei bestimmten Komponentenausfällen entweder mit einer automatischen Abschaltung des Motors reagiert; bei anderen Ausfällen, die nicht zur Betriebsun­ fähigkeit des Fahrzeugs füren und zugelassen werden können, wird auf Notfahreinrichtungen umgeschaltet.

Neben der Überprüfung auf Überschreiten einer maximalen Grenz­ drehzahl Nmax (Überdrehzahlschutz) wird auch das Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl Ngr festgestellt, die beispielsweise um 40 % über der Leerlaufdrehzahl liegen kann. Es erfolgt dann eine Signalverknüpfung alternativ mit der Bremsbetätigung oder der Leer­ laufposition des Fahrpedals in der Weise, daß für Drehzahlen größer als die Grenzdrehzahl stets ein minimaler Regelweg (der die Menge Null garantiert) eingestellt wird, unabhängig davon, welchen Wert von RWsoll der Rechner für diesen Betriebsfall gerade liefert. Hierdurch bleibt der Normalbetrieb unbeeinträchtigt; im Störungsfall ist es aber dem Fahrer möglich, über gewohnte Bedienungselemente die Null- Menge einzustellen.

Die vorliegende Erfindung nutzt in vorteilhafter Weise ohnehin vor­ handene und zu erzeugende Signale aus (Bremse, Fahrpedal-Nullstel­ lung) und stellt sicher, daß der Motor bei den beiden Fahrzuständen Bremsen bzw. Leerlauf oberhalb einer bestimmten Drehzahl keine Kraftstoffmenge mehr erhält.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Sicherheitseinrichtung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und werden im folgenden genauer erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in Form einer vereinfachten Schemadarstellung die Brennkraftma­ schine mit ihren wesentlichen Istwertgebern, wie sie zur Realisie­ rung vorliegender Erfindung als übergeordnete Systemüberwachung ausgewertet werden, Fig. 2 den Verlauf einer Istwertgeber-Kennlinie für den Regelweg in Form eines Diagramms Geberspannung über Regelweg, Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Verknüpfungs­ schaltung, in welcher die Entscheidungen über Abschalten oder Not­ fahrbetrieb getroffen wird, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Entscheidungsschaltung und Fig. 5 eine zweite Ausführungs­ form einer der Entscheidungsschaltung der Fig. 3 oder 4 vorgeschal­ teten Signalverarbeitungsschaltung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Grundkonzeption vorliegender Erfindung besteht darin, aufgrund bestimmter Betriebszustandssignale einen minimalen Regelweg (ent­ sprechend der Brennkraftmaschine zugeführter (eingespritzter) Kraft­ stoffmenge) vorzugeben im Falle einer Störung und mit diesem als neuem korrigiertem Regelwegsollwert in einer Entscheidungsschal­ tung weiterzuarbeiten, die ergänzende Randbedingungen berücksich­ tigt und die Entscheidung darüber trifft, ob eine automatische (rever­ sible) Abschaltung des Motors veranlaßt oder ob auf Notfahreinrich­ tungen umgeschaltet werden kann.

In Fig. 1 ist die Brennkraftmaschine (Dieselmotor) mit 10 bezeich­ net; sie hat ein Ansaugrohr 11 und ein Abgasrohr 12. Eine Einspritz­ pumpe 13 steht mit einem Einspritzventil 14 über eine Druckleitung 15 in Verbindung. Das Einspritzventil 14 kann einen Spritzbeginnge­ ber 16 umfassen, der über eine gestrichelt angegebene Verbindungs­ leitung 16a ein redundantes Drehzahlsignal einem Drehzahl-Signal­ erfassungs- und Verarbeitungsblock 17 zuführt.

Zur Drehzahlsignalgewinnung ist ein Drehzahlgeber 18 vorgesehen, der die Drehzahl der Brennkraftmaschine über einen von deren Kur­ belwelle angetriebenen Zahnkranz 19 erfaßt und dessen Ausgang mit dem Drehzahl-Signalerfassungsblock 17 verbunden ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Art der Gewinnung der für die erfindungsgemäße Sicherheits-Systemüberwachung verwendeten Signale in Fig. 1 lediglich beispielhaft dargestellt ist; die jeweils verwendeten Signale können auch auf andere Art und Weise aus den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine abgeleitet werden. Wich­ tig ist ferner darauf hinzuweisen, daß auch die im folgenden im ein­ zelnen noch zu erläuternde Signalverarbeitung in unterschiedlicher Weise und unter Verwendung anderer Schaltungen als die dargestellten durchge­ führt werden kann, die im folgenden als diskrete Bauelemente erläu­ tert werden. Die Signalverarbeitung kann insgesamt mit Hilfe von zentralen Steuerlogikschaltungen oder auch von Mikroprozessoren aufweisenden Mikrorechnern u. dgl. durchgeführt werden.

Ergänzend zu dem Drehzahlistwertsignal, welches sich am Ausgang des Drehzahlerfassungsblocks 17 ergibt, sind zur Realisierung der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung noch die folgenden Signale von Bedeutung: Ein Istwertsignal des Regelwegs RWist, welches aus der Position der Regelstange 13a der Einspritzpumpe 13 beispiels­ weise über einen Istwertgeber oder Wandler 20 für den Regelweg er­ zeugt wird, ein Fahrpedalstellungssignal, welchens bei dem speziel­ len Anwendungsfall ein Leerlauf-Fahrpedalstellungssignal LL-FP ist und beispielsweise aus der Position des Abgriffs eines über eine mechanische Verbindung vom Fahr- oder Gaspedal 21 mitgeführten Potentiometer 22 abgeleitet sein kann, aber auch aus einem Leerlauf- Kontaktschalter am Gaspedal gewonnen werden kann. Schließlich ist noch die Erzeugung und Auswertung eines Bremssignals BS vorge­ sehen, welches vom Bremspedal 23 über einen geeigneten Kontakt­ geber 24 erzeugt werden kann, der auch die Bremslichter 25 bedienen lassen oder separat sein kann; es versteht sich, daß im üblichen Fall der Brems­ kontaktgeber auch Teil eines im Bremszylinder angeordneten Druckschal­ ters sein kann.

Zur elektronischen Steuerung und Führung der Einspritzpumpe 13 ist ein zentrales Steuergerät 26 einschließlich Rechner vorgesehen, dem, wie bei 27 angedeutet, eine Vielzahl äußerer Betriebssignale, Umweltsigale und Sollgrößen zugeführt sein können und der aus die­ sen Eingangsgrößen einschließlich hier nicht zu erwähnender rückge­ führter Istwertsignale einen Sollwert für den Regelweg RWsollre er­ zeugt und der Kraftstoffeinspritzpumpe 13 zuführt. Es handelt sich hier um den rechnerisch von dem Steuergerät erstellten Regelweg­ sollwert.

In Fig. 1 ist schließlich noch ein Vergleichsschaltungsblock 28 dar­ gestellt, dem an seinem Eingang 28a der Istwert der Brennkraftma­ schinendrehzahl N und an weiteren Eingängen 28b und 28c Vergleichs­ werte für die maximal zulässige Drehzahl der Brennkraftmaschine Nmax und bezüglich einer Mindestdrehzahl oder Grenzdrehzahl Ngr zuge­ führt sind, wobei letztere sich nach der Leerlaufdrehzahl richtet. An den Ausgängen 29a und 29b erzeugt der Vergleichsblock 28 dann Vergleichsschaltsignale N<Ngr, falls die Istdrehzahl die vorgegebene Mindestdrehzahl Ngr überschritten hat, sowie N<Nmax im Fall, daß die Istdrehzahl die maximal zulässige Drehzahl für diese Brennkraft­ maschine überschritten hat. Schließlich ist in Fig. 1 noch eine Signalvor­ verarbeitungs- oder Verknüpfungsschaltung 30 gezeigt, die die Be­ triebszustandssignale Fahrpedal Leerlaufstellung LL-FP, Bremssig­ nal BS mit dem rechnerisch erstellten Sollwert des Regelwegs RWsollre und dem Vergleichssignal N<Ngr verknüpft.

Auf den weiteren Aufbau, auch der in den anderen Figuren dargestell­ ten Schaltungen wird im folgenden in Verbindung mit einer Erläute­ rung der Wirkungsweise eingegangen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist im wesentlichen darauf gerichtet, bei einer EDC-geführten Einspritzanlage für Die­ selmotoren dann einzugreifen, wenn diese unkontrolliert und vom Fah­ rer ungewollt "Gas" gibt, d. h. die Einspritzmenge erhöht.

Ein solches ungewolltes Gasgeben könnte bei folgenden Zuständen auftreten:

• a) bei defektem Fahrpedal 21, d. h. obwohl der Fahrer kein Gas gibt, signalisiert das Fahrpedal (beispielsweise das von diesem angetrie­ bene Potentiometer 22) den Befehl für hohe Einspritzmenge an das EDC-Steuergerät 26 (eine solche Verbindungsleitung ist in Fig. 1 nicht eingezeichnet),
• b) bei defekter Signalverarbeitung im Steuergerät, insbesondere im Rechner des Steuergeräts, der dann einen falschen Sollwert RWsollre für den Einspritzpumpen-Regelweg vorgibt.

Es kann davon ausgegangen werden, daß in dem zunächst betrachteten Fall b) einer unerwünscht großen eingespritzten Kraftstoffmenge aus irgendeinem Fehlergrund im Bereich des Steuergeräts selbst (bzw. dessen Ein-Ausgabe-Peripherie) die erste Reaktion des Fahrers darin besteht, den Fuß am Fahrpedal zurückzunehmen, so daß dieses in Leerlaufstellung gelangt. Es ist dann sicherzustellen, daß oberhalb einer Mindestdrehzahl oder Grenzdrehzahl Ngr, die sich nach der je­ weiligen Leerlaufdrehzahl richtet und oberhalb derselben liegt, in dem hierdurch dokumentierten Schiebebetrieb keine Einspritzungen mehr auftreten.

Für diesen Zustand wird daher entsprechend der Verknüpfungsschal­ tung 30 (Fahrpedal in Nullstellung entsprechend LL-FP-Signal und vorliegendem Drehzahlsigal N<Ngr) ein minimaler Regelweg-Soll­ wert RWmin am Ausgang eines UND-Gatters 30a in der Verknüp­ fungsschaltung gebildet und einer Minimalwert-Auswahlschaltung 31 zugeführt. Dieser minimale Regelweg-Sollwert ist so gebildet, daß bei jeder Drehzahl oberhalb Ngr die Einspritzmenge Null gewährlei­ stet ist.

Die Minimalwert-Auswahlschaltung 31 vergleicht die so gebildete Regelweggröße RWmin mit dem vom Rechner ausgegebenen Sollwert RWsollre und leitet den kleineren Wert von beiden an einen in Fig. 1 mit 32 bezeichneten Stellregler der Einspritzpumpe 13 als korrigier­ ten Sollwert RWsollkor weiter.

Unterhalb der Grenzdrehzahl Ngr muß eine Einspritzmenge zugelas­ sen werden, da sonst die Leerlaufregelung für den Motor (durch den Rechner) im Normalbetrieb nicht arbeiten kann.

Durch diese Art der Minimalwert-Auswahl läßt sich der Fehlerfall "falscher Regelwegsollwert durch den Rechner" abdecken.

Für den weiter vorn genannten Fall a) (defektes Fahrpedal) gilt die Überlegung, daß der Fahrer unter allen Umständen auf die Bremse treten wird, wenn trotz Leerlaufstellung des von ihm betätigten Fahr­ pedals noch ungewollt Einspritzmenge auftritt (verursacht durch das fehlerhafte Fahrpedal-Signal). Daher bewirkt ein Betätigen der Bremse ebenfalls entsprechend dem mit dem LL-FP-Signal im ODER-Gatter 30b georderten Brems­ signal BS und zusammen mit der UND-Verknüpfung 30a mit N<Ngr stets die Ausgabe von RWmin an die Minimalwert-Auswahlschaltung 31.

In diesem Teilbereich wird also die Bremsbetätigung sowie die Null­ stellung des Fahrpedals entsprechend den Signalen LL-FP und BS - deren Gewinnung über Komparatoren ist, falls erforderlich, prob­ lemlos möglich - durch Oderung im ODER-Gatter 30b der Verknüp­ fungsschaltung 30 gleichwertig behandelt.

Übergeordnet muß jedoch sichergestellt sein, ob es zu einem Ab­ schalten der Einspritzpumpe oder zu einem Notfahrbetrieb kommt.

Hierbei gelten die folgenden Bedingungen: Abgeschaltet werden muß, wenn

• a) die Überdrehzahl Nmax erreicht ist,
• b) die Regelstange bzw. der elektrische Steller in der Einspritzpumpe nicht mehr auf die Sollbefehle aus dem Steuergerät reagiert (Grund: z. B. Regelstange klemmt, Endstufentransistor hat Durchgang, Kabel zum Steller abgefallen etc.),
• c) nicht abgeschaltet werden soll dagegen (hier soll ein Notfahrbetrieb über Stellersteuerung versucht werden), wenn lediglich der Regel­ weg-Rückmelder defekt ist (vergl. Istwertgeber 20 in Fig. 1) oder beispielsweie dessen Kabel abgefallen ist.

Um die Bedingung c) vorab zu klären, ob nämlich ein Notfahrbetrieb möglich ist, ist zunächst eine Abfrage erforderlich, ob der Regelweg- Rückmelder im erlaubten Bereich ist; eine entsprechende Definition ergibt sich aus der Darstellung der Fig. 2, der entnommen werden kann, welche Spannungen als obere und untere Gebergrenzwerte für den Regelweg RWo, RWu den erlaubten vom un­ erlaubten Bereich der Geberkennlinie trennen. Liegt die Geberaus­ gangsspannung für den Istwert des Regelwegs ober- oder unterhalb der Grenzwerte RWo bzw. RWu, dann befindet sich der Regelweg RW nicht im erlaubten Bereich.

Es ist wesentlich, daß für alle Fehlerfälle, bei denen der Regelweg innerhalb des erlaubten Bereiches liegt (also RWu<RW<RWo), ein Notfahrbetrieb nicht erlaubt werden darf, sondern auf Abstellen er­ kannt werden muß. Der Grund hierfür liegt darin, daß in diesem Fall nicht lediglich etwa der Regelweg-Rückmelder defekt ist, sondern ein einen Notfahrbetrieb ausschließender Fehler vorliegt. Umgekehrt gilt dann, daß ein Notfahrbetrieb versucht werden kann, wenn der rückge­ meldete Regelweg nicht im erlaubten Bereich ist.

Die in Fig. 3 gezeigte Entscheidungsschaltung zeigt, was gemeint ist; diese Entscheidungsschaltung umfaßt einen ersten Vergleichsblock 40 und einen zweiten Vergleichsblock 41, denen beiden das (rückgemeldete) Istwertsignal RWist des Regelwegs zugeführt ist. Der Vergleichsblock 40 stellt fest, ob der Regelweg oberhalb oder unterhalb des vorgege­ benen Regelweg-Sollwerts, der mit Vorzug der korrigierte Regelweg- Sollwert aus der Minimalwert-Auswahlschaltung 31 der Fig. 1 ist, befindet. Bei Abweichung nach oben oder unten ergeben sich jeweils Ausgangsvergleichssignale RW<RWsoll bzw. RW<RWsoll, die an einem Regelweg-Abweichungs-ODER-Gatter 42 geodert und einem nachgeschalteten UND-Gatter 43 zugeführt sind. Das UND-Gatter 43 stellt fest, ob die Regelwegabweichung (RW<RWsoll oder RW<RWsoll) oberhalb der Grenzdrehzahl Ngr auftritt, da dem UND-Gatter an sei­ nem anderen Eingang dieses Vergleichssignal, etwa vom Vergleichs­ block 28, zugeführt ist.

Dem UND-Gatter 43 ist eine Zeitschaltung 44 nachgeschaltet, die eine vorgegebene Wartezeit erzeugt und deren Ausgang mit dem einen Ein­ gang eines weiteren UND-Gatters 45 verbunden ist, dem der Ausgang des UND-Gatters 43 auch direkt sowie ein weiteres Signal von einem UND-Gatter 46 zugeführt ist, welches angibt, ob der Regelweg sich im "erlaubten RW-Bereich" (vergl. Fig. 2) befindet. Am Ausgang des UND-Gatters 45 ergibt sich also dann ein Signal, wenn gleichzei­ tig eine Regelwegabweichung festgestellt worden ist, wenn diese ober­ halb der Grenzdrehzahl Ngr aufgetreten ist, wenn diese beiden Be­ dingungen auch noch nach einer vorgegebenen Wartezeit gelten und wenn der rückgemeldete Regelweg sich innerhalb des erlaubten Regel­ wegbereichs befindet; in diesem Fall wird über ein nachgeschaltetes ODER-Gatter 47 sowohl die Endstufe für die Ansteuerung der Ein­ spritzpumpe (des Stellreglers) abgeschaltet (stromlos gemacht) als auch die Einspritzanlage mittels einer elektrischen Abstellvorrich­ tung an der Pumpe (ELAB) abgeschaltet. Hierzu dient ein weiterer Funktionsblock 48, der vom ODER-Gatter 47 angesteuert ist. Es wird an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen und ergibt sich auch aus den bisher besprochenen Bedingungen, daß sich solche Be­ dingungsschaltungen insbesondere auch für die Verarbeitung durch Mikroprozessoren oder ähnliche Rechner eignet, daher sind die hier zum besseren Verständnis und zur Klarstellung der Erfindung erläu­ terten Funktionsblöcke (UND- oder ODER-Gatter, Auswahlschaltung u. dgl.) lediglich beispielhaft zu verstehen.

Die Einbeziehung der Grenzdrehzahl Ngr ist bei dem Funktionsab­ lauf der Fig. 3 deshalb vorteilhaft mit vorgesehen, um bei einem Kaltstart (gegebenenfalls kommt bei Kälte die Regelstange dem Soll­ wert des Regelwegs nur langsam nach) die Wartezeit unwirksam zu machen, bis eine für den Start notwendige Drehzahl Ngr erreicht ist.

Über das ODER-Gatter 47 erfolgt im übrigen das Abschalten der bei­ den Größen "Endstufe stromlos" und "ELAB abstellen" auch unmittelbar dann, wenn das Vergleichssignal N<Nmax vorliegt, also eine Über­ drehzahl festgestellt wurde.

Der Funktionsablauf der Fig. 3 bewirkt ein nichtreversibles Abstel­ len, d. h. es wird auch dann nicht wieder eingeschaltet, wenn der Störfall wieder beseitigt ist, beispielsweise also ein Überdrehzahl- Zustand nicht mehr vorhanden ist. Dieser Effekt, der für manche Anwendungsfälle wünschenswert ist, ergibt sich aus dar Rückkopp­ lung über die Regelwegabweichung wie folgt:
Überdrehzahl → Endstufe stromlos → Regelwegabweichung → Endstufe wird stromlos gehalten.

Mit anderen Worten, durch die Stromlosschaltung der Endstufe ergibt sich eine Regelwegabweichung, die dann automatisch dazu führt, daß diese Endstufe auch stromlos bleibt.

Soll diese Rückkopplung vermieden werden, dann ist ein separater Endblock 49 vorgesehen, der ausschließlich der Stromlosschaltung der Endstufe dient und entsprechend der gestrichelten Verbindungs­ linie nur dann angesteuert wird, wenn Überdrehzahl N<Nmax vor­ liegt. Nach wie vor wird aber die elektrische Abstellvorrichtung an der Pumpe (ELAB) sowohl bei Auftreten einer Überdrehzahl als auch von der Regelwegabweichung entsprechend den weiter vorn erläuter­ ten Bedingungen betätigt; der Endfunktionsblock 48 verfügt in diesem Fall aber nicht mehr über die Möglichkeit, auch die Endstufe des Stellreglers stromlos zu schalten.

Elektrische Abstellvorrichtungen an der Pumpe (ELAB) können unter­ schiedlich ausgebildet sein; so sind ELAB-Systeme verwendbar, die von ihren technischen Daten her in der Lage sind, auch bei hoher Drehzahl (bei Einspritzpumpen meistens verbunden mit hohem Kraft­ stoffdruck im Saugraum der Pumpe, wo der ELAB angeordnet ist) wieder einschalten zu können, wenn sie vom Endfunktionsblock 48 abgeschaltet wurden, damit beispielsweise nach Erreichen der Nor­ maldrehzahl der Einspritzbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Demnach eignet sich der ergänzende Funktionsablauf der Fig. 3 für solche ELAB-Ausführungen, die auch bei hoher Drehzahl wieder ein­ schalten können.

Werden ELAB-Ausführungen verwendet, die dies nicht können, dann wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 vorgegangen, bei welchem auftretende Überdrehzahlen N<Nmax lediglich die End­ stufe über einen Block 49′ stromlos schalten, jedoch nicht auf die ELAB-Abstellung einwirken. Hierauf wird gleich noch eingegangen.

Mit Bezug auf die Entscheidungskriterien, ob sich der Regelweg RW innerhalb des durch RWo und RWu begrenzten Bereichs befindet, ist für einen Notfahrbetrieb entsprechend Fig. 3 noch eine Entschei­ dungszweigleitung 50 vorgesehen, die über eine Invertierung des Signals bei 51 einen Notfahrblock 52 ansteuert, der für alle Fehler­ fälle, bei denen der Regelweg schon außerhalb des erlaubten Bereichs ist, der also einen Fehler schon aufgrund der fehlerhaften Rückmel­ dung des Regelwegistwertes feststellt, notfahren gestattet, und zwar mit Vorrangfunktion gegenüber dem Endfunktionsblock 48, der ja in diesem Falle mindestens den ELAB auch abstellen würde. Vor­ rang hat aber grundsätzlich die Endstufen-Abschaltung des Stellreg­ lers über das N<Nmax-Sigal, um Schädigungen am Motor zu ver­ meiden.

Da entsprechend der in Fig. 4 dargestellten, modifizierten Entschei­ dungsschaltung lediglich Überdrehzahl die Endstufe des Stellreglers stromlos schaltet, muß vermieden werden, daß infolge der abge­ schalteten Endstufe auf Regelabweichung erkannt wird, die dann auch den ELAB abschalten würde. Das ledigliche Abschalten der Endstufe ist bei Rückkehr in Normaldrehzahlen über den Endblock 49′ aufheb­ bar.

Wird daher entsprechend Fig. 4 die Endstufe abgeschaltet, dann wird gleichzeitig der eine Regelwegabweichungszweig RW<RWsoll bei Überdrehzahl verboten, und zwar durch Zuführung des Überdrehzahl­ Vergleichssignals N<Nmax zu einem invertierenden Gatterelement 53, welches dann an seinem Ausgang das umgekehrte Signal N<Nmax (wegen der Invertierung) an einem UND-Gatter 54 mit dieser Regelwegab­ weichung RW<RWsoll verknüpft; vom Ausgang des UND-Gatters 54 läuft dann die Signalverarbeitung so weiter, wie schon anhand der Darstellung der Fig. 3 erläutert, so daß für die vorgesehenen Schal­ tungskomponenten die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es findet aber nach wie vor eine Überprüfung auf positive Regelwegabweichung statt (RW<RWsoll), so daß auch bei Überdrehzahl beispielsweise auf eine klemmende Regelstange erkannt wird.

Eine Verfeinerung der Überprüfung auf Fehlerfunktion zeigt noch die Vorverarbeitungs- oder Verknüpfungsschaltung 30′ der Fig. 5, in welcher gleiche Teile mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 gleiche Bezugszeichen aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wird zusätzlich durch Erfassung und Zuführung des Überdrehzahl­ signals N<Nmax über ein zusätzliches ODER-Gatter 55 der korri­ gierte Regelwegsollwert auf RWmin gesetzt. Es wird also mit der Schaltung der Fig. 5 auf jeden Fall ein korrigierter Regelwegsoll­ wert RWsollko als RWmin bei Überdrehzahl vorgegeben, der Ein­ spritzmenge Null bedeutet, so daß dann entsprechend der Fig. 4 die Überprüfung auf die positive Regelwegabbweichung RW<RWsoll ausreicht, um gegen eventuelle unkontrollierte Einspritzungen abgesichert zu sein.

Bei vorliegender Erfindung sind also die folgenden Gesichtspunkte und Vorteile von besonderer Bedeutung:

• 1. Durch gezielte Vorgabe eines minimalen Regelwegs RWmin für die Menge Null ergibt sich eine Absicherung gegen unkontrollierte Einspritzung; dabei hat RWmin als korrigierter Regelwegsollwert gegenüber einem totalen Abschalten der Endstufe des Stellreglers den Vorteil, daß der Regelkreis im Normalbetrieb geschlossen bleibt und der Stellregler (der beispielsweise einen I-Anteil auf­ weisen kann) nicht übersteuert wird, was beim Gasgeben unange­ nehme Einregelvorgänge ergäbe.
• 2. Die Minimalwertauswahl erfolgt aus dem vom Rechner selbst vor­ gegebenen Sollwert für den Regelweg RWsollre und der Kombina­ tion Bremsbetätigung oder Fahrpedall-Nullstellung; zusätzlich mit der Kombination einer Mindestdrehzahl Ngr zur Gewährlei­ stung von Leerlaufregelung im Normalbetrieb.
• 3. Es erfolgt eine Unterscheidung in die Bereiche Notfahrbetrieb und Abstellen, hier gegebenenfalls in einer reversiblen Form.
• 4. Als Kriterium für den Abstellbefehl wird die Regelwegabweichung verwendet, und zwar in der Kombination Regelwegabweichung mit Überschreitung einer Grenzdrehzahl Ngr und einer Wartezeit zur Gewährleistung eines guten Startverhaltens.
• 5. Es ist eine Einrichtung für nichtreversibles Abstellen durch Rück­ kopplung über die Regelwegbweichung möglich.
• 6. Wird eine auch bei hoher Drehzahl wieder einschaltende ELAB- Ausführung verwendet, dann ergibt sich eine Einrichtung für reversibles Abstellen.
• 7. Ein reversibles Abstellen ist aber auch möglich durch entspre­ chende Schaltungsausbildung (Verknüpfungsschaltung der Fig. 4) selbst dann, wenn eine ELAB-Ausführung verwendet wird, die bei hoher Drehzahl nicht wieder einschalten kann.
• 8. Es ist eine RWmin-Vorgabe bei Überdrehzahl möglich, um auch bei nicht wieder einschaltbarem ELAB (hohe Drehzahl) eine sichere Überprüfung auf Regelwegabweichung zu gewährleisten.

Es versteht sich, daß der in der Beschreibung und in den Ansprüchen überwiegend verwendete Begriff des Regelwegs hier stellvertretend steht als Kurzfassung für Begriffe wie Kraftstoffzumessung oder Last oder zugeführte Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine o. dgl., die alle dasselbe bedeuten, nämlich die von der Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunkt aufgenommene Kraftstoffmenge. Der Begriff Regel­ weg entspricht daher einem spezifischen Kraftstoffmengen-Signal und kann durch andere geeignete Kraftstoffmengensignale ersetzt werden; er ist daher weder in der Beschreibung noch in den Ansprüchen als einschränkend anzusehen.

Claims (9)

1. Sicherheitseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Selbstzün­ dung mit Mitteln zum Erfassen von Signalen bezüglich einer Betriebs­ kenngröße der Brennkraftmaschine und einer Einrichtung zum Verglei­ chen der Betriebskenngröße mit einem vorgegebenen Grenzwert sowie Mitteln zum Einleiten eines Notfahrbetriebes bei Vorliegen eines un­ zulässigen Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fahrpedalstellung (LL-FP), die Bremspedalstellung (BS), die Last (RW) und die Drehzahl (N) erfaßt werden und Ver­ gleichsmitteln (28), die die Drehzahl und/oder das Lastsignal mit Grenzwerten (Ngr, Nmax, RWo, RWu, RWsoll) vergleichen, zugeführt werden und daß ein Verknüpfungsmittel (30) abhängig von der logi­ schen Verknüpfung wenigstens zweier Größen einen unzulässigen Be­ triebszustand erkennt und wahlweise Mittel (48) zum Abschalten der Brennkraftmaschine oder Mittel (52) zum Einleiten eines Notfahrbe­ triebs ansteuert.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Bedingung, daß die Drehzahl eine erste Grenze (Ngr) überschreitet und gleichzeitig ein Signal (BS), das eine Bremsbetä­ tigung anzeigt, oder ein Signal (LL), das eine Leerlaufstellung des Fahrpedals anzeigt, ein von einem Steuergerät (26) vorgegebener Lastwert (RWsollre) und ein minimaler Lastwert (RWmin) verglichen wird und der kleinere Wert einem Stellregler (32) zugeführt wird.

3. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Notfahrbetrieb eingeleitet wird, wenn das Lastsignal (RW) außerhalb eines zulässigen Bereichs (RWo<RW<RWu) liegt und daß die Abschaltung der Brennkraftmaschine erfolgt, wenn eine bleibende Abweichung zwischen einem Sollwert (RWsoll) und einem Istwert (RW) des Lastsignals vorliegt und gleichzeitig das Lastsig­ nal innerhalb des zulässigen Bereichs (RWo<RW<RWu) liegt.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, das die Position einer Regelstange (13a) einer Dieselbrennkraftmaschine anzeigt, als Lastsignal (RW) dient und der Notfahrbetrieb eingeleitet wird, wenn sich das Signal (RWist), das die Position der Regelstange anzeigt, außerhalb des zu­ lässigen Bereichs (RWu, RWo) befindet.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß im Notfahrbetrieb der Stellregler (32) mit einem Ersatzwert (RWsollkor) beaufschlagt wird.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein nichtreversibles Abschalten der Brennkraftmaschine bei Auftreten von Überdrehzahlen (N<Nmax) durch eine Stromlosschaltung einer Endstufe des Stellreglers (32) bewirkt wird.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erkannten Abweichung zwischen dem Sollwert (RWsoll) und dem Istwert (RWist) des Lastsignals (RW) ein reversibles Abschalten der Brennkraftmaschine ausschließlich mittels einer elektrischen Abstellvorrichtung (ELAB) der Einspritzpumpe (13) ausgeführt wird.

8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei reversibler Abstellung einer elektrischen Abstellvorrichtung (ELAB) bei Überdrehzahl (N<Nmax) ei­ ne Abschaltung ausschließlich über eine Stromlosschaltung der End­ stufe des Stellreglers (32) erfolgt, wobei gleichzeitig die sich er­ gebende Abweichung zwischen Sollwert und Istwert des Lastsignals (RW<RWsoll) durch das invertierte Überdrehzahlsignal unwirksam ge­ schaltet wird.

9. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten der Überdrehzahl der Ersatzwert auf einen minimalen Lastwert (RW) gesetzt wird.