DE3643946A1 - Elektrischer sollwertgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sollwert­ geber für Kraftfahrzeuge, insbesondere als elektri­ sches Gaspedal, mit einem Betätigungselement und einem Potentiometer, dessen Schleifer mit dem Betäti­ gungselement gekoppelt ist.

An elektrische Sollwertgeber für Kraftfahrzeuge werden hohe Zuverlässigkeitsanforderungen gestellt, da sie häufig zur Steuerung sicherheitsrelevanter Funktionen dienen. Insbesondere gilt dieses für einen Sollwertgeber für eine elektronische Gaspedal­ anlage. Dabei ist es wichtig, daß Fehler, die trotz hoher Zuverlässigkeit auftreten können, erkannt und geeignete Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise ein Notbetrieb eingeleitet wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Sollwertgeber vorzuschlagen, der eine Funktionsüberwachung ermöglicht.

Der erfindungsgemäße elektrische Sollwertgeber ist dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenfalls mit dem Betätigungselement gekoppelter Schalter mit einer Vergleichseinrichtung verbunden ist, welcher die Ausgangsspannung des Sollwertgebers und mindestens eine Vergleichsspannung zugeführt sind.

Wird beispielsweise der Schalter derart mit dem Betä­ tigungselement gekoppelt, daß er in einer Endstel­ lung des Betätigungselementes betätigt wird, so kann ein Fehler angezeigt werden, wenn sich dann die Ausgangsspannung nicht bei dem zugehörigen Endwert befindet.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Vergleichseinrichtung zwei Vergleichsspannungen zugeführt sind, von denen die eine etwas unterhalb und die andere etwas oberhalb desjenigen Wertes der Ausgangsspannung liegt, die vom Sollwertgeber bei ordnungsgemäßem Betrieb abgegeben wird, wenn sich das Betätigungselement in derjenigen Stellung befin­ det, bei welcher der Schalter betätigt wird.

Durch diese Weiterbildung wird ermöglicht, daß der Schalter nicht unmittelbar bei einer der Endstellun­ gen zu betätigt werden braucht, sondern der Schalt­ punkt an eine für die Überwachung sinnvolle Stelle des Stellweges des Betätigungselementes gelegt wer­ den kann. Bei einem elektrischen Gaspedal kann vor­ zugsweise der Schaltpunkt in der Nähe der Leerlauf­ stellung liegen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemä­ ßen Sollwertgebers besteht darin, daß zur Ableitung der Vergleichsspannungen ein aus mindestens drei Widerständen bestehender Spannungsteiler vorgesehen ist, daß die erste Vergleichsspannung einem nichtin­ vertierenden Eingang eines ersten Komparators und die zweite Vergleichsspannung einem invertierenden Eingang eines zweiten Komparators zugeführt ist, daß die Ausgangsspannung des elektrischen Sollwertgebers dem invertierenden Eingang des ersten und dem nicht­ invertierenden Eingang des zweiten Komparators zuge­ führt ist und daß die Ausgangsspannungen der Kompara­ toren und des Schalters einer Logikschaltung zuge­ führt sind.

Dabei kann die Logikschaltung vorzugsweise derart ausgebildet sein, daß die Logikschaltung von zwei NICHT-ODER-Schaltungen gebildet ist, deren jeweils einem Eingang eine Ausgangsspannung eines Kompara­ tors zuführbar ist und deren andere Eingänge einer­ seits mit der nichtinvertierten und andererseits mit der invertierten Ausgangsspannung des Schalters beaufschlagt sind, und daß die Ausgänge der NICHT- ODER-Schaltungen durch eine ODER-Schaltung miteinan­ der verknüpft sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung darge­ stellt und nachfolgend beschrieben.

Ein Gaspedal 1 ist mit einem Schleifer 2 eines Poten­ tiometers 3 und einem Schalter 4 gekoppelt, was in der Zeichnung lediglich gestrichelt angedeutet ist. In der Leerlaufstellung des Gaspedals befindet sich der Schleifer 2 am unteren Ende der Widerstandsbahn und wird durch eine Betätigung des Gaspedals 1 nach oben verschoben. Bei 15% des Stellweges wird der Schalter 4 geschlossen. Geeignete mechanische Vor­ richtungen dafür, beispielsweise Mitnehmer und Nockenscheiben, sind an sich bekannt und brauchen im Zusammenhang mit der vorliegende Erfindung nicht näher erläutert zu werden.

Die vom Schleifer 2 abgenommene Spannung wird über einen als Impedanzwandler geschalteten Differenzver­ stärker 5 einem Ausgang 6 des elektrischen Sollwert­ gebers zugeführt. Mit Hilfe eines aus den Widerstän­ den 7, 8, 9 bestehenden Spannungsteilers, der wie das Potentiometer 3 an den positiven Anschluß 10 einer Betriebsspannungsquelle angeschlossen ist, werden Vergleichsspannungen U 1 und U 2 abgeleitet. Die Vergleichsspannung U 1 beträgt 17% des Maximal­ wertes der Ausgangsspannung U, während die Spannung U 2 bei 13% liegt.

Mit Hilfe der Komparatoren 11, 12 werden die Ver­ gleichsspannungen U 1 und U 2 mit der Ausgangsspannung U des Sollwertgebers verglichen. Die Ausgangsspannun­ gen der Komparatoren 11, 12 werden je einem Eingang einer der NICHT-ODER-Schaltungen 13, 14 zugeführt. Der weitere Eingang der NICHT-ODER-Schaltung 13 ist mit dem Ausgangssignal des Schalters 4 beaufschlagt, während am weiteren Eingang der NICHT-ODER-Schaltung 14 das mit Hilfe einer weiteren NICHT-ODER-Schaltung 15 invertierte Ausgangssignal des Schalters 4 an­ liegt.

Das Ausgangssignal des Schalters 4 weist bei ge­ schlossenem Schalter, also bei einem Stellweg von 15% oder mehr den logischen Wert H auf. Dazu ist der eine Kontakt des Schalters mit positiver Be­ triebsspannung verbunden, während der andere Kontakt des Schalters 4 an einen Spannungsteiler 16, 17 ange­ schlossen ist. Durch den Spannungsteiler wird ein den jeweils verwendeten logischen Schaltelementen entsprechender Pegel erzielt.

Die Ausgänge der NICHT-ODER-Schaltungen 13, 14 sind mit einer ODER-Schaltung 18 verbunden, deren Ausgang 19 einen Ausgang für das Fehlersignal F darstellt. Bei der praktischen Ausführung kann anstelle der ODER-Schaltung 18 selbstverständlich auch eine NICHT- ODER-Schaltung verwendet werden, wobei dann das Feh­ lersignal in negierter Form vorliegt.

Für das Fehlersignal gilt folgende Beziehung:

F =(U <U 2&SK =H) ⟩ (U <U 1&SK =L)

Bei einem Schaltpunkt von 15% sowie bei U1=17% und U2=17% (bezogen auf die maximale Ausgangsspan­ nung) wird dann ein Fehler gemeldet, wenn die Aus­ gangsspannung bei geschlossenem Schalter kleiner als 13% und bei offenem Schalter größer als 17% ist.

Claims (4)

1. Elektrischer Sollwertgeber für Kraftfahrzeuge, insbesondere als elektrisches Gaspedal, mit einem Betätigungselement und einem Potentiometer, dessen Schleifer mit dem Betätigungselement gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ebenfalls mit dem Betätigungselement (1) gekoppelter Schalter (4) mit einer Vergleichseinrichtung (11 bis 18) verbunden ist, welcher die Ausgangsspannung des Sollwertgebers (3) und mindestens eine Vergleichsspannung zugeführt sind.

2. Elektrischer Sollwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichseinrich­ tung (11 bis 18) zwei Vergleichsspannungen zugeführt sind, von denen die eine etwas unterhalb und die andere etwas oberhalb desjenigen Wertes der Ausgangs­ spannung liegt, die vom Sollwertgeber (3) bei ord­ nungsgemäßem Betrieb abgegeben wird, wenn sich das Betätigungselement (1) in derjenigen Stellung befin­ det, bei welcher der Schalter (4) betätigt wird.

3. Elektrischer Sollwertgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung der Ver­ gleichsspannungen ein aus mindestens drei Widerstän­ den (7, 8, 9) bestehender Spannungsteiler vorgesehen ist, daß die erste Vergleichsspannung einem nichtin­ vertierenden Eingang eines ersten Komparators (11) und die zweite Vergleichsspannung einem invertieren­ den Eingang eines zweiten Komparators (12) zugeführt ist, daß die Ausgangsspannung des elektrischen Soll­ wertgebers (3) dem invertierenden Eingang des ersten (11) und dem nichtinvertierenden Eingang des zweiten (12) Komparators zugeführt ist und daß die Ausgangs­ spannungen der Komparatoren (11, 12) und des Schal­ ters (4) einer Logikschaltung (13, 14, 15, 18) zuge­ führt sind.

4. Elektrischer Sollwertgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (13, 14, 15, 18) von zwei NICHT-ODER-Schaltungen (13, 14) gebildet ist, deren jeweils einem Eingang eine Aus­ gangsspannung eines Komparators (11, 12) zuführbar ist und deren andere Eingänge einerseits mit der nichtinvertierten und andererseits mit der invertier­ ten Ausgangsspannung des Schalters (4) beaufschlagt sind, und daß die Ausgänge der NICHT-ODER-Schaltun­ gen (13, 14) durch eine ODER-Schaltung (18) mitein­ ander verknüpft sind.