DE3730568A1 - Schaltungsanordnung zur fehlerueberwachung bei der bearbeitung von messsignalen in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwa­ chung bei der Bearbeitung von Meßsignalen in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem dem Meßsignalgeber nachgeschalteten Analog/ Digital-Wandler.

Obgleich die Erfindung innerhalb eines Kraftfahrzeuges mehrere An­ wendungsmöglichkeiten finden kann, ist ihre Anwendung bei einer sog. E-Gasanlage von besonderem Interesse, die in einer eigenen Firmenschrift mit dem Titel: "Querschnitt" 4, (März 1981), Seite 6, als Blockschaltbild wiedergegeben ist. In dieser E-Gasanlage wirkt das Gaspedal des Kraftfahrzeuges mit einem Sollwertgeber zu­ sammen, der entsprechend der Winkelstellung des Gaspedals analog elektrische Meßsignale zu einem elektronischen Regler, z. B. zu einem Mikrocontroller überträgt. Dem elektronischen Regler ist ein Stellglied nachgeschaltet, von dem in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Reglers eine Drosselklappe betätigt wird. An dem Stellglied ist eine zum elektronischen Regler zurücklaufen­ de Leitung angeschlossen, über die zur Kontrolle eine Spannung als Rückmeldung der jeweils von der Drosselklappe einzunehmenden Posi­ tion zum Regler geleitet wird.

Während die Meßsignale des Sollwertgebers in analoger Form vorlie­ gen, enthält der elektronische Regler einen Digital-Mikroprozes­ sor, dem die Meßsignale in digitaler Form zugeführt werden müssen. Zur Wandlung der vom Sollwertgeber kommenden analogen Meßsignale in digitale Signale werden Analog/Digital-Wandlerbausteine benutzt, die einen üblichen Analog/Digital-Wandler enthalten.

Um aus Sicherheitsgründen einen die Meßsignale verändernden appa­ rativen Fehler während der Fahrt des Kraftfahrzeuges unmittelbar erfassen zu können, damit der sie verarbeitende Mikrocontroller passend zu reagieren in der Lage ist, werden die analogen Meßsi­ gnale zwei parallel geschalteten, in ihrem Aufbau übereinstimmen­ den Analog/Digital-Wandlerbausteinen zugeführt, deren Ausgangssi­ gnale von einem Komparator auf Übereinstimmung überprüft werden. Bei der Wahrnehmung einer Ungleichheit gibt der Komparator an den Mikrocontroller ein Fehlersignal aus, von dem das fehlerhafte Arbeiten eines der beiden Analog/Digital-Wandlerbausteine ange­ zeigt wird.

Durch den Einbau zweier parallel geschalteter Analog/Digital- Wandlerbausteine erhöht sich bei der Herstellung der apparative Gesamtaufwand am Kraftfahrzeug. Obgleich wegen der üblichen Seri­ enfertigung solcher Analog/Digital-Wandlerbausteine die Neigung groß ist, zwei derartige Bausteine parallel zu schalten und so zu betreiben, bleibt doch zu bedenken, daß dann innerhalb ihrer durchschnittlichen Lebensdauer tatsächlich zwei Analog/Digital- Wandlerbausteine verbraucht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den apparativen Aufwand einer Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwachung bei der Bearbeitung der einem Mikrocontroller zuzuführenden Meßsignale zu verringern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei mit den­ selben Meßsignal- und Bezugssignalquellen verbundene Analog-Multi­ plexer gleichzeitig durch Steuersignale des Mikrocontrollers in der Weise schaltbar sind, daß abwechselnd der eine Analog-Multi­ plexer die Meßsignale und zugleich der andere Analog-Multiplexer die Bezugssignale und der eine Analog-Multiplexer die Bezugssigna­ le und zugleich der andere Analog-Multiplexer die Meßsignale zu einem weiteren Analog-Multiplexer hin ausgibt, der gemeinsam mit einem dem weiteren Analog-Multiplexer nachgeschalteten Analog/Di­ gital-Wandler ansteuerbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung können zur Vereinfachung der Schaltungsanordnung der weitere Analog-Multiplexer und der Ana­ log/Digital-Wandler, sowie ihre Steuereinheit Bestandteile des Mikrocontrollers sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden in Verbindung mit der einzigen Figur ausführlich erläutert, die die wesentlichen Schaltungskomponenten zeigt.

Ein mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeuges gekuppelter Sollwertge­ ber (nicht gezeigt) stellt eine von vier Quellen E ₁ bis E ₄ von Meßsignalen in Form analoger Spannungen dar, die über Leitungen 10 bis 13 an vier Eingangsklemmen von zwei nebeneinander angeord­ neten Analog-Multiplexern 14 und 15 angelegt werden. An vier wei­ teren Eingangsklemmen der Analog-Multiplexer 14 und 15 werden über Leitungen 16 bis 19 gesonderte Bezugssignale in Form von ana­ logen Spannungen angelegt, die von Quellen U ₁ bis U ₄ geliefert werden, die Abzweigpunkte einer mit einer Versorgungsspannung und gespeisten Spannungsteilerkette mit fünf ohmschen Widerständen 20 sind.

Diese Analog-Multiplexer 14 und 15 bilden sog. elektronische Mehr­ fachschalter, die in Abhängigkeit von einem ihrer Schalt- oder Adressierklemme zugeleiteten Schaltsignal sowohl die vier Quellen E ₁ bis E ₄ (oder dievier Quellen U ₁ bis U ₄) an ihren vier Aus­ gangsklemmen anschließen als auch die jeweils vier anderen Quel­ len U ₁ bis U ₄ (oder die vier anderen Quellen E ₁ bis E ₄) abtrennen. Die vier Ausgangsklemmen des Analog-Multiplexers 14 sind durch je eine Leitung mit vier Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ eines internen Multiplexers 21 und die vier Ausgangsklemmen des Analog-Multiple­ xers 15 durch je eine Leitung mit vier weiteren Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ des internen Multiplexers 21 direkt verbunden. Der in­ terne Multiplexer 21 weist folglich acht Eingangsklemmen P ₁ bis P ₈, aber nur eine Ausgangsklemme auf, die durch eine Leitung di­ rekt mit der Eingangsklemme eines Analog/Digital-Wandlers 22 ver­ bunden ist. Ferner verfügt auch er über eine Schalt- oder Adres­ sierklemme, der aus einer Steuereinheit 23 Schaltsignale zugelei­ tet werden, mit deren Hilfe nacheinander direkt die acht Eingangs­ klemmen P ₁ bis P ₈ des internen Multi­ plexer 21 an die eine Eingangsklemme des Analog/Digital-Wand­ lers 22 angeschlossen werden, dem von der Steuereinheit 23 eben­ falls direkt Schaltsignale zuführbar sind.

Das Ergebnis der Analog/Digital-Wandlung im Analog/Digital-Wand­ ler 22 wird in Form elektrischer digitaler Signale über ein Kabel, das durch einen Pfeil 25 angedeutet ist, in einen Digital-Mikro­ prozessor (nicht gezeigt) eines Mikrocontrollers 28 eingegeben, von dem über weitere Kabel (Pfeile 26 und 27) Steuer- bzw. Schalt­ signale in ihrer wahren bzw. invertierten Form an die Steuerein­ heit 23 bzw. an die Analog-Multiplexer 14 und 15 ausgegeben wer­ den. Wie beachtet sei, ist der Schalt- oder Adressierklemme des Analog-Multiplexers 14 ein Inverter 24 unmittelbar vorgeschaltet, während an der Schalt- oder Adressierklemme des anderen Analog- Multiplexers 15 ein derartiger Inverter (Negator) fehlt; daher können zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nur Schaltsignale entge­ gengesetzter Polung, also ein wahres und ein komplementäres Schaltsignal an den Schalt- oder Adressierklemmen der beiden Ana­ log-Multiplexer 14 und 15 anliegen, wie durch die Symbole PD 1 und angedeutet ist. Arbeitsweise Der Mikrocontroller 28 legt über ein Kabel (Pfeil 27) und einen Port 30 auf eine von mehreren Steuerleitungen 31 getaktete Steu­ ersignale, deren Polung abwechselt, also in einer abwechselnd wah­ ren und komplementären Form, so daß in einem gegebenen Augenblick entweder die vier Quellen E ₁ bis E ₄ des Sollwertgebers an die vier Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ und die vier Quelle U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette an die vier Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ des in­ ternen Multiplexers 21 oder die vier Quellen E ₁ bis E ₄ des Soll­ wertgebers an die vier Eingangsklemmen P ₅ bis P ₈ und die vier Quellen U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette an die vier Eingangs­ klemmen P ₁ bis P ₄ des internen Multiplexers 21 angeschlossen wer­ den.

Durch aufeinanderfolgendes Vergleichen der an den Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ erscheinenden Signale mit den zugleich an den Eingangs­ klemmen P ₅ bis P ₈ erscheinenden Signalen läßt sich ständig die richtige Funktion aller Eingangsleitungen, sowie der beiden Ana­ log-Multiplexer 14 und 15 überwachen. Die von den Quellen U ₁ bis U ₄ der Spannungsteilerkette abwechselnd an die Eingangsklemmen P ₁ bis P ₄ und P ₅ bis P ₈ angelegten Bezugssignale werden am Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 22 in konstanten Zeitabständen auf ihre Konstanz hin überprüft, um auf diese Weise Fehler innerhalb des internen Multiplexers 21 und des diesem nachgeschalteten Ana­ log/Digital-Wandlers 22 erkennen zu können.

Um den Aufbau der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung zu ver­ einfachen, sind der interne Multiplexer 21, der Analog/Digital- Wandler 22, die Steuereinheit 23, der Port 30, die Kabel (Pfeile 25 bis 27) und zum Teil die Steuerleitungen 31 vorzugsweise Be­ standteile des Mikrocontrollers 28, wie in der einzigen Figur dargestellt ist.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Fehlerüberwachung bei der Be­ arbeitung von Meßsignalen in einem Kraftfahrzeug mit mindestens einem dem Meßsignalgeber nachgeschalteten Analog/Digital-Wandler, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit denselben Meßsignal- und Be­ zugssignalquellen (E ₁ bis E ₄ und U ₁bis U ₄) verbundene Analog-Multiplexer (14, 15) gleichzeitig durch Steuersignale (PD 1 und ) in der Weise schaltbar sind, daß abwechelnd der eine Ana­ log-Multiplexer (14) die Meßsignale und zugleich der andere Ana­ log-Multiplexer (15) die Bezugssignale und der eine Analog-Multi­ plexer (14) die Bezugssignale und zugleich der andere Analog-Mul­ tiplexer (15) die Meßsignale zu einem weiteren Analog-Multiplexer (21) hin ausgibt, der gemeinsam mit einem dem weiteren Analog- Multiplexer (21) nachgeschalteten Analog/Digital-Wandler (22) an­ steuerbar ist. 2. Schaltungsanordnung nach dem Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Vereinfachung des Aufbaues der Schaltungs­ anordnung der weitere Analog-Multiplexer (21) und der Analog/Digi­ tal-Wandler (22), sowie ihre Steuereinheit (23) Bestandteile des Mikrocontrollers (28) sind.