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Title:
METHOD FOR CONTROLLING AN EMERGENCY UNIT AND VALVE CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/028811
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling an emergency unit of an internal combustion engine, in particular a motor, wherein the emergency unit has at least one quick-closing valve, comprising the following steps: inputing a threshold value for an overspeed of the internal combustion engine; detecting a second rotational speed (nMOT2) of the internal combustion engine with a second rotational speed sensor; checking the plausibility of the second rotational speed, wherein the plausibility checking comprises the following steps: inputing a first rotational speed (nMOT1) detected by a first rotational speed sensor of an engine control unit (ECU); calculating a difference (dn) between the second rotational speed (nMOT2) and the first rotational speed (nMOT1); comparing the difference (dn) with a recorded threshold value (GW) for the difference; in the event that the difference is smaller than the threshold value for the difference, emitting a plausibility signal; after receipt of the plausibility signal, inputing the second rotational speed (nMOT2); using the second rotational speed for an activation process of the emergency unit according to the overspeed.

Inventors:
BARRHO JOERG (DE)
DIETENBERGER DOMINIK (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/000841
Publication Date:
February 15, 2018
Filing Date:
July 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH (DE)
International Classes:
F02D41/04; F02D31/00; F02D41/22
Domestic Patent References:
WO2014154324A12014-10-02
Foreign References:
US4129040A1978-12-12
US4422418A1983-12-27
CA2299929A12001-09-03
US20070186901A12007-08-16
US20150315983A12015-11-05
EP0708233A21996-04-24
DE102005058827A12007-06-14
EP0894963A21999-02-03
DE4310901A11994-10-06
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung einer Brennkraftmaschine (200) mit einem Motor (10), wobei die Notfalleinrichtung mindestens eine Schnellschlussklappe (SSK-A, SSK-B) umfasst, aufweisend die Schritte:

- Einlesen eines Grenzwertes für eine Überdrehzahl der Brennkraftmaschine

- Erfassen einer zweiten Drehzahl (nMOT2) der Brennkraftmaschine mit einem zweiten

Drehzahlsensor,

- Plausibilisieren der zweiten Drehzahl, wobei das Plausibilisieren umfasst:

- Einlesen einer ersten durch einen ersten Drehzahlsensor eines Motorsteuergerätes (ECU) erfassten Drehzahl (nMOTl);

- Berechnen einer Differenz (dn) zwischen der zweiten Drehzahl (nMOT2) und der ersten Drehzahl (nMOTl),

- Vergleichen der Differenz (dn) mit einem hinterlegten Grenzwert (GW) für die Differenz,

- im Fall, dass die Differenz kleiner ist als der Grenzwert für die Differenz, Ausgeben eines Plausibel-Signals,

- nach Empfang des Plausibel-Signales Einlesen der zweiten Drehzahl (nMOT2),

- Verwenden der zweiten Drehzahl für einen Aktivierungsprozess der Notfalleinrichtung in Abhängigkeit der Überdrehzahl.

2. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch

gekennzeichnet, dass der Aktivierungsprozess der Notfalleinrichtung die folgenden Schritte umfasst:

- wiederholter Vergleich der zweiten Drehzahl mit dem Grenzwert für die Überdrehzahl,

- falls die zweite Drehzahl größer oder gleich dem Grenzwert für die Überdrehzahl ist,

Aktivieren der Notfalleinrichtung und/oder Schließen der mindestens einen Schnellschlussklappe

- Ausgabe eines entsprechenden Notsignales an das Motorsteuergerät (ECU). 3. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Grenzwert für die Überdrehzahl eine Anzahl n von Schnellschlussklappen sowie eine Zähnezahl z eines Messrades des zweiten Drehzahlsensors eingelesen werden und anschließen die eingelesenen Werte validiert werden.

4. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, dass das Validieren der eingelesenen Werte das Durchführen eines

Überdrehzahltests umfasst, insbesondere einen Überdrehzahltest, bei dem eine Drehzahl entsprechend einem hinterlegten Grenzwert für die Überdrehzahl simuliert oder erzeugt wird, wobei anschließend eine erfolgt, ob das Aktivieren der Notfalleinrichtung entsprechend erfolgte, und wobei vorzugsweise der Überdrehzahltest durch entsprechende Signalausgabe oder durch entsprechenden Betrieb der Brennkraftmaschine umgesetzt wird.

5. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Fehlschlagens des Plausibilisierens, insbesondere im Fall, dass die Differenz größer oder gleich dem Grenzwert für die Differenz ist, ein Alarmsignal an das Motorsteuergerät (ECU) ausgegeben wird.

6. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einlesen eines Notstoppsignales ein Aktivieren der

Notfalleinrichtung erfolgt und eine Notsignalausgabe an das Motorsteuergerät (ECU) erfolgt.

7. Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassend den zusätzlichen Schritt, dass auf den Empfang des Notsignals und/oder des

Alarmsignales von dem Motorsteuergerät ein Alarm ausgegeben wird und/oder ein Motorstopp, insbesondere ein Einspritzstopp, ausgelöst wird.

8. Klappensteuergerät, das ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappensteuergerät mit einem zweiten

Drehzahlsensor verbindbar ist.

9. Steuereinrichtung umfassend ein Motorsteuergerät sowie ein funktional vom

Motorsteuergerät getrenntes Klappensteuergerät nach Anspruch 8. 10. Brennkraftmaschine mit einer Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine

Schnellschlussklappe in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine ein Klappensteuergerät nach Anspruch 8 und einen zweiten

Drehzahlsensor unabhängig von einem ersten Drehzahlsensor aufweist.

11. Brennkraftmaschine mit einer Notfalleinrichtung, insbesondere einer Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine Schnellschlussklappe in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine eine Steuereinrichtung nach Anspruch 9 und einen zweiten Drehzahlsensor einen zweiten Drehzahlsensor unabhängig von einem ersten Drehzahlsensor des Motorsteuergerätes aufweist.

Description:
BESCHREIBUNG Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung und Klappensteuergerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine Schnellschlussklappe für eine Brennkraftmaschine. Die Erfindung betrifft weiter ein Klappensteuergerät, sowie eine Steuereinrichtung umfassend ein Motorsteuergerät und ein Klappensteuergerät und eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 und sowie des Anspruchs 11. Die Brennkraftmaschine weist mindestens eine Schnellschlussklappe in einem Luftpfad auf. Insbesondere handelt es sich bei der Brennkraftmaschine um eine Brennkraftmaschine für den Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung. Die Brennkraftmaschine ist insbesondere ein Gas-Motor oder ein Dieselmotor.

Diese Art von Brennkraftmaschine findet Anwendung beispielsweise auf Öl- oder Gasplattformen sowie als Frackingmotor oder auch als Brennkraftmaschine, bei welcher eine sichere Abstellung des Motors erforderlich ist; dies betrifft beispielsweise eine Brennkraftmaschine, die im Rahmen eines Bahn-Antriebs genutzt wird - bei all diesen Arten von Brennkraftmaschinen ist der Einsatz von Schnellschlussklappen vorteilhaft. Bei einem Motor, der in explosionsgefährter Umgebung betrieben wird, wie z.B. ein Frackingmotore kann dieser im Schadensfall brennbares Gas ansaugen. Dies kann eine ungewollte Erhöhung der Motordrehzahl verursachen und somit ein mechanisches Versagen mit Gefahr für die Umgebung bewirken.

Bekannt ist, dass bei dem oben genanntem Anwendungsfall eine Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine Schnellschlussklappe vorzusehen ist, die bei ungewollter Drehzahlerhöhung den Luftpfad verriegelt. Typischerweise ist diese nach dem Verdichter und der AGR- Einmündungsstelle, also im Sammelrohr, angeordnet. Ausführungsformen solcher Schnellschlussklappen sind beispielsweise in DE 43 10 901 AI beschrieben.

Derartige Schnellschlussklappen werden im Stand der Technik bekannten Systemen von einem Motorsteuergerät ECU angesteuert. Wünschenswert ist es, das Risiko von Fehlfunktionen bei derartigen Sicherheitsbauteilen zu minimieren. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Verfahren sowie Vorrichtungen anzugeben, mittels derer das Risiko von Fehlfunktionen minimiert werden kann.

Diese Aufgabe betreffend das Verfahren wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

Insbesondere weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer Notfalleinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Motors, wobei die Notfalleinrichtung mindestens eine Schnellschlussklappe umfasst, die folgenden Schritte auf:

Einlesen eines Grenzwertes für eine Überdrehzahl der Brennkraftmaschine

Erfassen einer zweiten Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem zweiten

Drehzahlsensor,

Plausibilisieren der zweiten Drehzahl, wobei das Plausibilisieren umfasst:

Einlesen einer ersten durch einen ersten Drehzahlsensor eines Motorsteuergerätes

(ECU) erfassten Drehzahl;

Berechnen einer Differenz zwischen der zweiten Drehzahl und der ersten Drehzahl,

- Vergleichen der Differenz mit einem hinterlegten Grenzwert für die Differenz,

im Fall, dass die Differenz kleiner ist als der Grenzwert für die Differenz, Ausgeben eines Plausibel-Signals,

- nach Empfang des Plausibel-Signales Einlesen der zweiten Drehzahl,

Verwenden der zweiten Drehzahl für einen Aktivierungsprozess der Notfalleinrichtung in Abhängigkeit der Überdrehzahl.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch die Verwendung eines zweiten Drehzahlsensors und das zusätzliche Plausibilisieren der von diesem zweiten Drehzahlsensor erfassten zweiten Drehzahl über einen Vergleich mit einer von einem ersten Drehzahlsensor eines Motorsteuergerätes erfassten ersten Drehzahl die Sicherheit des Systems verbessert werden kann, da zwei unabhängige Werte für die Drehzahl vorliegen und zusätzlich zur drehzahlabhängigen Aktivierung der Notfalleinrichtung eine weitere Kontrollfunktion durch das notwendige Plausibilisieren gewährleistet ist. Darüber wird auch eine hohe Prozesssicherheit hergestellt, da Manipulationen durch die beiden unabhängigen Messwerte für die Drehzahl unterbunden werden. Die Erfindung umfasst weiter die Erkenntnis, dass eine solche verbesserte Prozesssicherheit über die Nutzung eines zusätzlichen Klappensteuergerätes für die Notfalleinrichtung funktional getrennt vom Motorsteuergerät erreicht werden kann. Die Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung wird mit der Erfindung gelöst durch ein Klappensteuergerät, das ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wobei das Klappensteuergerät mit einem zweiten Drehzahlsensor verbindbar ist. Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch eine Steuereinrichtung umfassend ein Motorsteuergerät sowie ein solches, funktional vom Motorsteuergerät getrenntes Klappensteuergerät.

Das Konzept der Erfindung führt zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung auch auf eine Brennkraftmaschine mit einer Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine Schnellschlussklappe in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine ein Klappensteuergerät, das ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen und einen zweiten Drehzahlsensor unabhängig von einem ersten Drehzahlsensor aufweist. Darüberhinaus führt das Konzept der Erfindung zu einer Brennkraftmaschine mit einer Notfalleinrichtung, insbesondere einer Notfalleinrichtung umfassend mindestens eine Schnellschlussklappe in einem Luftpfad der Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine eine Steuereinrichtung umfassend ein erfindungsgemäßes Klappensteuergerät und ein Motorsteuergerät sowie einen zweiten Drehzahlsensor unabhängig von einem ersten Drehzahlsensor des Motorsteuergerätes aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Grenzwert für die Überdrehzahl bei einer Erstinbetriebnahme automatisch eingelesen wird und dieser Grenzwert vom Motorsteuergerät bereitgestellt wird. Dies ermöglicht eine automatische Übergabe von systemrelevanten Parametern ohen dass eine manuelle Eingabe oder Einstellung erforderlich ist.

Bevorzugt umfasst der Aktivierungsprozess der Notfalleinrichtung die folgenden Schritte:

- wiederholter Vergleich der zweiten Drehzahl mit dem Grenzwert für die Überdrehzahl, - falls die zweite Drehzahl größer oder gleich dem Grenzwert für die Überdrehzahl ist, Aktivieren der Notfalleinrichtung, insbesondere Schließen der mindestens einen Schnellschlussklappe und Ausgabe eines entsprechenden Notsignales an das Motorsteuergerät. In dieser Ausführungsform wird die zweite, zuvor plausibilisierte Drehzahl für die Überwachung der Drehzahl, also für den Vergleich mit dem Grenzwert für die Überdrehzahl herangezogen, was eine erhöhte Sicherheit der verwendeten Drehzahl ermöglicht. Durch das Schließen der mindestens einen Schnellschlussklappe wird sichergestellt, dass keine weitere belastete Luft in die Brennkraftmaschine gesaugt werden kann. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der zweite Drehzahlsensor ein Messrad oder Zahnrad mit einer Zähnezahl z umfasst, über das die Drehzahl erfasst wird.Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung werden zusätzlich zum Grenzwert für die Überdrehzahl eine Anzahl n von Schnellschlussklappen sowie eine Zähnezahl z eines Messrades des zweiten Drehzahlsensors eingelesen und anschließend die eingelesenen Werte, insbesondere im Rahmen einer Erstinbetriebnahme validiert. Das Einlesen und Validieren dieser Werte, also die Überprüfung, ob basierend auf diesen Werten eine korrekte - also einen sicheren Betrieb gewährleistende - Aktivierung der Notfalleinrichtung erfolgt, erhöht die Prozesssicherheit weiter, weil hierüber sichergestellt wird, dass der Aktivierungsprozess bei Verlassen der entsprechenden, für einen sicheren Betrieb festgelegten Randbedingungen - und auch nur bei diesen eingeleitet wird.

Schlägt das Validieren fehl, wird ein entsprechendes Fehlersignal an das Motorsteuergerät ECU ausgegeben und eine Inbetriebnahme des Klappensteuergerätes abgebrochen. Das Validieren kann sowohl als Maßnahme einer Erstinbetriebnahme als auch im Rahmen von Wiederinbetriebnahmen erfolgen. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Validieren der eingelesenen Werte das Durchfuhren eines Überdrehzahltests umfasst, bei dem -vorzugsweise durch entsprechende Signalausgabe oder durch entsprechenden Betrieb der Brennkraftmaschine-- eine Drehzahl entsprechend einem hinterlegten Grenzwert für die Überdrehzahl simuliert oder erzeugt wird. Vorzugsweise erfolgt anschließend eine Überprüfung, ob das Aktivieren der Notfalleinrichtung entsprechend erfolgte. Damit wird das korrekte Aktivieren der Notfalleinrichtung im Schadensfall abgesichert. Es wird also insbesondere festgestellt, dass das Aktivieren nur dann erfolgt, wenn der Grenzwert erreicht oder überschritten wird. Vorteilhaft erfolgt zudem bei Betrieb unterhalb des Grenzwertes kein Aktivieren der Notfalleinrichtung. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird im Falle des Fehlschlagens des Plausibilisierens, insbesondere im Fall, dass die Differenz größer oder gleich dem Grenzwert für die Differenz ist, ein Alarmsignal an das Motorsteuergerät (ECU) ausgegeben. Dieser Schritt erhöht die Sicherheit des Verfahrens und der Notfalleinrichtung weiter, da Fehler protokolliert werden können und über entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können.

Bevorzugt erfolgt bei einem Einlesen eines Notstoppsignales, insbesondere eines vom einem Nutzer oder einer sonstigen weiteren Überwachungseinrichtung der Brennkraftmaschine ausgelösten Notstoppsignales ein Aktivieren der Notfalleinrichtung und eine Notsignalausgabe an das Motorsteuergerät (ECU). Damit wird im Fall eines Notstopps sichergestellt, dass die mindestens eine Schnellschlussklappe der Notfalleinrichtung schließt und betriebskritische Zustände verhindert werden, auch wenn zuvor der Grenzwert für die Überdrehzahl nicht überschritten wurde. Insbesondere ist eine Weiterbildung vorteilhaft mit dem zusätzlichen Schritt, dass auf den Empfang des Notsignals und/oder des Alarmsignales von dem Motorsteuergerät ein Alarm ausgegeben wird und/oder ein Motorstopp, insbesondere ein Einspritzstopp, ausgelöst wird. Darüber wird sichergestellt, dass nach Aktivieren der Notfalleinrichtung, insbesondere nach dem Schließen der mindestens einen Schnellschlussklappe, dies zum einen protokolliert wird und zum anderen auch die Brennkraftmaschine zur Vermeidung eines Schadens gestoppt wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Klappensteuergerätes sowie der Steuereinrichtung, ist das Klappensteuergerät mit einem Bus, insbesondere einem CAN-Bus mit dem Motorsteuergerät verbindbar und/oder verbunden. Weiter ist das Klappensteuergerät bevorzugt ausgebildet, bei erfolgreicher Validierung und Plausibilisierung zusätzlich ein Verfügbarkeitssignal auszugeben, also die Information zu übermitteln, dass die Notfalleinrichtung verfügbar und intakt ist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung mit einem Motorsteuergerät und einem funktional von der Motorsteuerung getrennten Klappensteuergerät; Fig. 2A eine Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung einer Notfalleinrichtung;

Fig. 2B einen ergänzenden Teil des Ablaufdiagrammes des Verfahrens gemäß Fig. 2A; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Validierungsschrittes eines Verfahrens zur Steuerung einer Notfalleinrichtung mit verschiedenen Szenarien;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer Notfalleinrichtung umfassend zwei Schnellschlussklappen sowie einer Steuereinrichtung umfassend ein Motorsteuergerät und ein Klappensteuergerät.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer Brennkraftmaschine 200 eine Steuereinrichtung 100 mit einem Motorsteuergerät ECU und einem funktional vom Motorsteuergerät ECU getrennten Klappensteuergerät SFB für einen Motor 10. Das Motorsteuergerät ECU und Klappensteuergerät SFB sind dabei über einen Bus, hier einen CAN- Bus, CAN miteinander verbunden. Insbesondere bei einer Erstinbetriebnahme werden Konfigurationsdaten, wie ein Grenzwert für eine Überdrehzahl nMOT(MAX), eine Zähnezahl z eines Messrades des zweiten Drehzahlsensors 120 sowie eine Anzahl n von Schnellschlussklappen vom Motorsteuergerät an das Klappensteuergerät SFB übergeben. Im weiteren Betrieb wird vom Motorsteuergerät eine Drehzahl nMOTl, die von einem ersten Drehzahlsensor 1 10 erfasst wird, an das Klappensteuergerät SFB übermittelt, dieses führt ein Plausibilisieren einer zweiten von einem zweiten Drehzahlsensor 120 erfassten Drehzahl nMOT2 über einen Vergleich mit der ersten Drehzahl nMOTl und einen Vergleich der Abweichung, also der Differenz zwischen der ersten und zweiten Drehzahl mit einem Grenzwert GW für die Differenz durch. Des Weiteren ist das Klappensteuergerät ausgebildet, im Falle, dass die Differenz kleiner ist als der Grenzwert GW im Aktivierungsprozess der Notfalleinrichtung die zweite Drehzahl nMOT2 zu verwenden. Das Klappensteuergerät SFB ist weiter ausgebildet im Rahmen des Aktivierungsprozesses wiederholt die zweite Drehzahl nMOT2 mit dem Grenzwert für die Überdrehzahl nMOT(MAX) zu vergleichen und falls die zweite Drehzahl größer oder gleich dem Grenzwert für die Überdrehzahl nMOT(MAX) ist, die Notfalleinrichtung, die im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B, eine auf jeder Ladeluftseite der Brennkraftmaschine, aufweist, zu aktivieren. Dies geschieht vorliegend über die Ansteuerung eines SSK-Relais, das das Schließen der Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B bewirkt. Ferner ist das Klappensteuergerät ausgebildet, ein entsprechendes Notsignal an das Motorsteuergerät ECU auszugeben. Das Motorsteuergerät ECU ist ausgebildet, auf den Empfang des Notsignales hin, eine Einspritzung der Injektoren und damit den Motor zu stoppen. Des Weiteren ist das Motorsteuergerät ausgebildet, ein entsprechendes Alarmsignal anzuzeigen.

Das Klappensteuergerät SFB ist ausgebildet, im Betrieb sowohl Betriebswerte also auch Status und Fehlermeldungen der Notfalleinrichtung an das Motorsteuergerät zu übermitteln. Dieses ist seinerseits ausgebildet insbesondere auf Fehlermeldungen hin, die Anzeige dieser Fehler an einen Nutzer sowie eine Diagnose zu veranlassen.

Insbesondere ist das Klappensteuergerät SFB ausgebildet, die vom Motorsteuergerät ECU übermittelten Werte zu validieren, wobei das Validieren der eingelesenen Werte das Durchfuhren eines Überdrehzahltests umfasst, bei dem durch entsprechende Signalausgabe oder durch entsprechenden Betrieb der Brennkraftmaschine eine Drehzahl über dem hinterlegten Grenzwert für die Überdrehzahl simuliert oder erzeugt wird und anschließend eine Überprüfung erfolgt, ob das Aktivieren der Notfalleinrichtung entsprechend erfolgte. Verschiedene Szenarien dieser Überdrehzahltests werden in Bezug auf Fig. 3 im Folgenden näher erläutert.

Schlägt das Validieren fehl, ist das Klappensteuergerät SFB ausgebildet, eine entsprechende Fehlermeldung an das Motorsteuergerät ECU auszugeben. Ebenso ist das Klappensteuergerät SFB ausgebildet, eine entsprechende Fehlermeldung oder Alarmsignal an das Motorsteuergerät ECU auszugeben, im Falle des Fehlschlagens des Plausibilisierens, insbesondere im Fall, dass die Differenz von zweiter Drehzahl nMOT2 und erster Drehzahl nMOTl größer oder gleich dem Grenzwert für die Differenz ist. Weiter ist das Klappensteuergerät SFB ausgebildet bei erfolgreicher Validierung und Plausibilisierung zusätzlich ein Verfügbarkeitssignal auszugeben, also die Information zu übermitteln, dass die Notfalleinrichtung verfügbar und intakt ist. Auf den Empfang eines Notstoppsignales hin, ist das Klappensteuergerät SFB ausgebildet, dein die Notfalleinrichtung mit den beiden Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B zu aktivieren und ein Notsignal an das Motorsteuergerät ECU auszugeben. Das Motosteuergerät ist ausgebildet, sowohl auf ein Notsignal des Klappensteuergerätes SFB hin, als auch auf ein Notstoppsignal eine Nutzers oder einer sonstigen Überwachungseinrichtung hin einen Motorstopp, insbesondere einen Einspritzstopp der Injektoren der Brennkraftmaschine auszulösen.

Fig. 2A zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung einer Notfalleinrichtung. Im ersten Schritt werden nach dem Start des Verfahrens Daten von einem Motorsteuergerät ECU an ein Klappensteuergerät SFB übergeben. Es werden also ein Grenzwert für eine Überdrehzahl der Brennkraftmaschine nMOT(MAX), eine Anzahl n von Schnellschlussklappen der Notfalleinrichtung und eine Zähnezahl z eines Messrades eingelesen. Im nächsten Schritt werden, hier im Rahmen einer Erstinbetriebnahme, die eingelesenen Werte validiert, indem ein Überdrehzahltests durchgeführt wird, bei dem durch entsprechende Signalausgabe oder durch entsprechenden Betrieb der Brennkraftmaschine eine Drehzahl über dem hinterlegten Grenzwert für die Überdrehzahl simuliert oder erzeugt wird und anschließend eine Überprüfung erfolgt, ob das Aktivieren der Notfalleinrichtung entsprechend erfolgte. Ist die Validierung, hier die Erstinbetriebnahme erfolgreich wird eine Plausibilisierung durchgeführt. Diese umfasst das Erfassen einer zweiten Drehzahl nMOT2 der Brennkraftmaschine mit einem zweiten Drehzahlsensor 120 und das Einlesen einer durch einen ersten Drehzahlsensor 1 10 des Motorsteuergerätes ECU erfassten ersten Drehzahl nMOTl, sowie ein Berechnen einer Differenz dn zwischen der zweiten Drehzahl nMOT2 und der ersten Drehzahl nMOTl . Im nächsten Schritt wird dann die Differenz dn mit einem hinterlegten Grenzwert GW für die Differenz verglichen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird überprüft, ob die Differenz dn kleiner ist als der Grenzwert GW und im Fall, dass die Differenz dn kleiner ist als der Grenzwert GW für die Differenz, ein Plausibel-Signal ausgegeben. Nach Empfang des Plausibel-Signales wird das Verfahren entsprechend mit den nachfolgend in Bezug auf Fig. 2B beschriebenen Schritten fortgesetzt. Ist die Differenz dn größer oder gleich dem Grenzwert GW erfolgt eine entsprechende Fehlermeldung, also eine Ausgabe eines Alarmsignales an das Motorsteuergerät ECU, das seinerseits eine gestufte Reaktion veranlasst, wie das Ausgeben eines Alarmsignales an den Nutzer und/oder das Auslösen eines Motorstopps. Nach der gestuften Reaktion des Motorsteuergerätes ECU beginnt der Plausibilisierungsprozess erneut. In einer hier nicht gezeigten Variante kann nach der gestuften Reaktion auch mit dem Verfahren entsprechend Fig. 2B fortgefahren werden.

Das weitere Verfahren ist in Fig. 2B dargestellt, wobei Fig. 2B zwei im Wesentlichen voneinander unabhängige Verfahrensabläufe zeigt, nämlich zum eine eine Überdrehzahlregelung und eine Notstoppregelung. Die Überdrehzahlregelung stellt das Verfahren im Normalbetrieb zur Steuerung der. Notfalleinrichtung dar. Hier wird nach der Plausibilisierung der zweiten Drehzahl nMOT2 die zweite Drehzahl nMOT2 eingelesen und im Rahmen des Aktivierungsprozesses der Notfalleinrichtung wiederholt mit dem Grenzwert nMOT(MAX) für die Überdrehzahl verglichen. Falls die zweite Drehzahl nMOT2 größer oder gleich dem Grenzwert nMOT(MAX) für die Überdrehzahl ist, wird die Notfalleinrichtung aktiviert, also die mindestens eine Schnellschlussklappe SSK geschlossen und erfolgt eine Meldung an das Motorsteuergerät (ECU) in Form eines entsprechenden Notsignales. Dieses wiederum löst entsprechend einen Motorstopp aus und/oder gibt einen entsprechenden Alarm an einen Nutzer aus.

Im zweiten Fall, nämlich der Notstoppregelung wird ein Notstoppsignal eingelesen. In einem optionalen weiteren Schritt wird zunächst überprüft, ob ein Notstopp aktiv ist und wenn ja,—wie zuvor beschrieben— die Notfalleinrichtung aktiviert und die mindestens eine Schnellschlussklappe SSK geschlossen. Ist der Notstopp nicht aktiv, wird ein„nein" eingelesen und die Abfrage, ob der Notstopp aktiv ist, nochmals durchgeführt. Das Verfahren läuft dann entsprechend dem zuvor in Bezug auf die Überdrehzahlregelung beschriebenen weiter.

In Fig. 3 sind verschiedene Szenarien A, B, C, D und E dargestellt, die im Rahmen eines Validierungsschrittes getestet werden können. Es wird hierbei das jeweilige Szenario erzeugt und entsprechend der Reaktion der Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B überprüft, ob die zuvor eingelesenen Werte, insbesondere der Grenzwert nMOT(MAX) für die Überdrehzahl valide sind, also die Auslösung der Schnellschlussklappen korrekt erfolgte. True bedeutet dabei in Bezug auf den Überdrehzahl-Test, dass ein Signal anliegt, dass der Grenzwert nMOT(MAX) erreicht oder überschritten wurde, False, dass ein solches Signal nicht anliegt. In Bezug auf die Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B bedeutet True, dass diese geschlossen und False, dass diese offen sind.

Im Szenario A wird ein Signal angelegt, das ein Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes nMOT(MAX) anzeigt (das Überschreiten wird also simuliert). Sobald das Signal eingelesen wird, wird das Relais, dass die beiden Schnellschlussklappen schaltet, aktiviert und eine Aktivierungssequenz mit zwei Ansteuerungsintervallen von x Sekunden gefahren, zwischen denen eine inaktive Phase von y Sekunden liegt. Im gezeigten Fall lösen beide Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B innerhalb des ersten Ansteuerungsintervalles aus. Am Ende der Ansteuerungssequenzen wird ein Signal ausgegeben, dass die eingelesenen Werte valide sind. Szenario B unterscheidet sich von A darin, dass hier die erste Schnellschlussklappe SSK-A erst nach dem zweiten Ansteuerungsintervall schließt. In diesem Fall kann optional nach dem ersten Ansteuerungsintervall eine Fehlermeldung ausgegeben werden, dass die Werte nicht valide sind. Am Ende der Ansteuerungssequenzen wird dann wie im Fall A ein Signal ausgegeben, dass die eingelesenen Werte valide sind. Die Szenarien C und D entsprechen, was das Verhalten der Schnellschlussklappen angeht den Szenarien A und B. Sie unterscheiden sich hinsichtlich des auslösenden Faktors. Hier wird in den Szenarien C und D die Drehzahl tatsächlich erhöht und ein Erreichen des Grenzwertes nMOT(MAX) detektiert, woraufhin, dass Relais aktiviert wird. Auch in den Szenarien C und D werden die Werte nach Abschluss der Ansteuerungsequenz als valide gewertet. Im Fall E schließt sich die Schnellschlussklappe SSK-B ohne dass das Relais aktiviert wurde. In diesem Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben.

In Fig. 4 ist eine Brennkraftmaschine 200 mit einem Motor 10 gezeigt, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gasmotor ist. Die Brennkraftmaschine 200 ist dargestellt mit einem Luftpfad LL mittels dem Ladeluft über einen Gasmischer 20 und einen Turbolader 30 angesaugt wird. Desweiteren sind im Luftpfad LL zwei Schnellschlussklappen SSK-A und SSK-B angeordnet; hier typischerweise nach dem Verdichter des Turboladers 30 und einer hier nicht gezeigten AGR-Einmundungsstelle, also im Sammelrohr angeordnet - eine für jede der Luftladeseiten A und B. In einer hier nicht gezeigten Ausführungsvariante kann die mindestens eine Schnellschlussklappe auch an beliebigen anderen Stellen des Luftpfades LL angeordnet sein.

Des Weiteren weist die Brennkraftmaschine 200 ein zuvor beschriebenes Klappensteuergerät SFB sowie ein mit dem Klappensteuergerät verbundenes Motorsteuergerät ECU auf. Das Klappensteuergerät SFB ist mit einem hier nicht dargestellten zweiten Drehzahlsensor verbunden, das Motorsteuergerät ECU mit einem hier ebenfalls nicht dargestellten ersten Drehzahlsensor.

BEZUGSZEICHENLISTE

10 Motor

20 Gasmischer

30 Turbolader

100 Steuereinrichtung

110 erster Drehzahlsensor

120 zweiter Drehzahlsensor

200 Brennkraftmaschine

CAN Bus

dn Differenz der ersten und zweiten Drehzahl

ECU Motorensteuergerät

GW Grenzwert für die Differenz

LL Luftpfad

n Anzahl Schnellschlussklappen

nMOT(MAX) Grenzwert für die Überdrehzahl nMOTl erste Drehzahl

nMOT2 zweite Drehzahl

SFB Klappensteuergerät

SSK Schnellschlussklappe

SSK-A Schnellschlussklappe

SSK-B Schnellschlussklappe

z Zähnezahl