DE3812760C2

DE3812760C2 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung eines Sollwertgebers

Info

Publication number: DE3812760C2
Application number: DE19883812760
Authority: DE
Inventors: Werner Weis
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1988-04-16
Filing date: 1988-04-16
Publication date: 1996-10-24
Anticipated expiration: 2008-04-17
Also published as: DE3812760A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anord nung zur Überwachung eines Sollwertgebers für die Leistungssteuerung einer Brennkraftmaschine, insbe sondere für Kraftfahrzeuge, wobei von dem Sollwert geber eine Ausgangsspannung abgegeben wird, welche von der Stellung des Sollwertgebers innerhalb eines vorgegebenen Bereichs abhängig ist.

Bei Anlagen zur Leistungssteuerung der Brennkraft maschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere bei sogenannten elektronischen Gaspedal-Anlagen, ist das Fahrpedal Teil eines Sollwertgebers, dessen mechani sche Stellung in eine elektrische Spannung umgewan delt wird. Bekannte Sollwertgeber umfassen ein Poten tiometer, bei welchem ein Schleifkontakt auf einer elektrischen Widerstandsbahn schleift. Ein Potentio meter weist jedoch verschiedene Nachteile auf, ins besondere ist eine sichere Kontaktgabe zwischen dem Schleifkontakt und der Widerstandsbahn nicht immer gewährleistet.

In einem Kraftfahrzeug können von einem derartigen Defekt insbesondere dann Gefahren ausgehen, wenn der Defekt zu einer ungewollten Beschleunigung des Kraftfahrzeugs führt.

Zur Überwachung einer elektronischen Gaspedal-Anlage ist es aus der DE 35 10 173 A1 zwar bereits bekannt, sowohl bei dem Sollwertgeber als auch an einer Stellvorrichtung für die Drosselklappe je einen Leerlaufsicherheitskontakt vorzusehen, die elektrisch derart miteinander verbunden sind, daß ein Fehler gemeldet wird, wenn das Fahrpedal in die Leerlaufstellung gebracht wird und die Drosselklappe dieser Vorgabe nicht folgt. Dabei wird nur der Bereich des Sollwertgebers überprüft, welcher diesem Leerlaufbereich entspricht, indem festgestellt wird, ob der Sollwert innerhalb eines durch eine erste und zweite Sollwertschwelle begrenzten Bereich liegt. Diese bekannten Maßnahmen ermöglichen jedoch keine Überwachung des Sollwertgebers bei Stellungen oberhalb der Leerlaufstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitgehende Überwachung des Sollwertgebers zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat unter anderem den Vorteil, daß wesentliche Abweichungen des Ausgangs signals von der vorgesehenen Kennlinie nicht nur in der Leerlaufstellung erkannt werden und daß weitere Maßnahmen zur Abwendung von Gefahren getroffen wer den können - beispielsweise die Umschaltung auf ein Notlaufsystem.

Weiterhin wird erreicht, daß innerhalb eines großen Teils des Stellbereichs Abweichungen der Ausgangsspannung in Richtung auf Vollgas erkannt werden.

Eine zusätzliche Überwachungsmöglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah rens, bei welchem die Ausgangsspannung auf einen Spannungsbereich begrenzt ist, der kleiner als eine dem Sollwertgeber zugeführte Betriebsspannung ist, dadurch gegeben, daß ferner die jeweils abgegebene Ausgangsspannung mit den Grenzen des Spannungs bereichs verglichen wird.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Ausgangsspannung ein Potentiometer und zur Ableitung der Prüfsignale Schalter vorgesehen sind. Dabei können zum Vergleich der Ausgangsspan nungen mit den vorgegebenen Werten Vergleichsschal tungen oder ein Mikrocomputer vorgesehen sein.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektro nischen Gaspedal-Anlage mit einer erfindungs gemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 3 ein Struktogramm für ein das erfindungsgemäße Verfahren betreffendes Rechenprogramm.

Bei der elektronischen Gaspedal-Anlage gemäß Fig. 1 wird mit Hilfe eines Fahrpedals 1 ein Sollwert für die Stellung der Drosselklappe 2 vorgegeben und einem Steuergerät 3 zugeführt. Das Steuergerät 3 erhält seine Betriebsspannung vom positiven Pol 4 der Fahrzeugbatterie über einen Spannungsregler 5. Das Steuergerät 3 ist in an sich bekannter Weise auf gebaut und enthält neben anderen Komponenten einen Mikroprozessor 6. Ein Ausgang 7 des Steuergerätes 3 ist über eine Endstufe 8 mit einer Stellvorrichtung 9 für die Drosselklappe 2 verbunden. Die Welle 10 der Drosselklappe 2 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Istwertgeber 11 verbunden, so daß eine die Drosselklappenstellung kennzeichnende Span nung als Istwert an das Steuergerät abgegeben wird.

In Reihe mit dem Potentiometer 12 sind zwei Wider stände 13, 14 geschaltet, wodurch der Bereich der Ausgangsspannung gegenüber der Betriebsspannung derart begrenzt wird, daß bei intaktem Sollwertgeber die Ausgangsspannung nicht kleiner als ein unterer Wert Umin und nicht größer als ein oberer Wert Umax werden kann. Mit dem Fahrpedal 1 und dem Schleifer des Potentiometers 12 sind ferner zwei Schalter 15, 16 verbunden, die bei verschiedenen Stellungen des Fahrpedals 1 betätigt werden und entsprechend Signa le an das Steuergerät 3 abgeben.

Fig. 2 zeigt die Ausgangsspannung U des Sollwertge bers in Abhängigkeit von der Stellung S des Fahrpe dals. Außerdem ist in Fig. 2 der Wert der Betriebs spannung Uo eingetragen. Die Spannung U steigt von Umin bis Umax linear mit der Bewegung des Fahrpedal winkels von der Leerlaufstellung LL bis zur Vollast stellung VL an. Bei den Stellungen S1 und S2 werden die Schalter 15, 16 (Fig. 1) betätigt. Danach läßt sich der gesamte Stellbereich in drei Teilbereiche A, B, C einteilen. Die Schaltzustände sind in Fig. 2 mit Z1.1, Z1.2, Z2.1 und Z2.2 bezeichnet. Die Aus gangsspannungen, die sich bei intaktem Sollwertgeber bei den Stellungen S1 und S2 ergeben, sind U1 und U2. Wenn also von den Schaltern abgegebene Signale anzeigen, daß sich das Fahrpedal im Bereich B befin det, ist eine Ausgangsspannung zu erwarten, welche größer als U1, jedoch kleiner als U2 ist.

Bei der dargestellten Lage der Schaltpunkte S1 und S2 ergibt sich ein relativ großer mittlerer Bereich B, der die am häufigsten eingenommenen Stellungen des Fahrpedals umfaßt und in welchem diejenigen Feh ler erkannt werden, die praktisch zu einer Vollgas stellung der Drosselklappe führen. In der Leerlauf stellung und einem relativ kleinen Bereich A bis zum Schaltpunkt S1 werden bereits kleine Fehler erkannt, welche jedoch eine relativ hohe unbeabsichtigte Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine und eine ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs zur Folge haben. Der Bereich A ist auch deshalb von großer Wichtigkeit für die Erkennung von fehlerhaften Kenn linien, die in Richtung auf eine höhere Sollwertspan nung verschoben sind, da dieser Bereich im Fehler fall (Fahrzeug beschleunigt schneller als gewünscht) durch die Reaktion des Fahrers eingenommen wird (Fuß vom Gas).

Fig. 3 zeigt ein Struktogramm des im Steuergerät zur Überwachung vorgesehenen Programms. Zunächst wird geprüft, ob die Ausgangsspannung U des Sollwertge bers größer als Umax ist. Ist dieses nicht der Fall, so wird geprüft, ob U kleiner als Umin ist. Ist eine dieser Bedingungen erfüllt, liegt ein Fehlerfall vor, da die Spannung U außerhalb der erlaubten Gren zen ist.

Als nächster Programmschritt erfolgt eine Feststel lung, in welchem Teilbereich sich das Fahrpedal befindet. Zunächst wird dazu der Zustand des Schal ters 15 (Fig. 1) abgefragt. Es wird damit festge stellt, ob die Stellung S1 über- oder unterschritten ist bzw. ob der Teilbereich Z1.1 oder einer der Teilbereiche Z2.1 oder Z2.2 vorliegen. Danach wird jeweils der Zustand des Schalters 16 abgefragt. Ist die Stellung des Fahrpedals kleiner als S2, so liegt der Zustand Z2.1 vor, worauf die Ausgangsspannung u mit U1 verglichen wird. Ist in diesem Fall (Bereich A) U kleiner als U1, so wird die Kennlinie als kor rekt erkannt. Ist U jedoch nicht kleiner, wird ein Fehler gemeldet, da die Ausgangsspannung U dann für diesen Bereich A zu hoch ist.

Wird festgestellt, daß der Zustand Z1.1 und der Zustand Z2.2 vorliegen, so wird ebenfalls ein Fehler gemeldet, da diese beiden Zustände nicht gleichzei tig vorhanden sein dürfen.

Für den Fall, daß der Zustand Z1.2 und der Zustand Z2.1 vorliegen, wenn also die Stellungen der Schal ter auf den Bereich B schließen lassen, wird eben falls die Ausgangsspannung U mit U1 verglichen. Ist U größer als U1, wird entschieden, ob U kleiner als U2 ist. Ist dieses der Fall, so ist die Kennlinie korrekt, während anderenfalls ein Fehler angezeigt wird. Ein Fehler wird auch dann gemeldet, wenn U nicht größer als U1 ist.

Schließlich wird die Spannung U mit der Spannung U2 verglichen, wenn die Zustände Z1.2 und Z2.2 vorlie gen. Ist dann U größer als U2, ist die Kennlinie korrekt, während anderenfalls ein Fehler gemeldet wird.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung eines Sollwertgebers für die Leistungs steuerung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für die Stellung einer Drosselklappe eines Kraftfahrzeuges, wobei von dem Sollwertgeber eine Ausgangsspannung (U) abgegeben wird, welche von der Stellung des Sollwertgebers innerhalb eines vorgegebenen Stellbereichs abhängig ist, wobei der Stellbereich in drei Teilbereiche (A, B, C) unterteilt ist, wobei die Grenze (S2) zwischen einem ersten (C) und einem zweiten Teilbereich (B) in der Nähe derjenigen Grenze (VL) des Stellbereichs liegt, welche nicht sicherheitskritisch ist, wobei die Grenze (S1) zwischen dem zweiten (B) und einem dritten Teilbereich (A) näher an der sicherheitskritischen Grenze (LL) des Stellbereichs als an der nichtsicherheitskritischen Grenze (VL) liegt, wobei unabhängig von der Erzeugung der Ausgangsspannung Prüfsignale (Z1.1, Z1.2, Z2.1, Z2.2) in Abhängigkeit davon abgeleitet werden, in welchem der genannten Teilbereiche des Stellbereichs sich der Sollwertgeber befindet, und wobei der Wert der jeweils abgegebenen Ausgangsspannung (U) mit Sollwerten (U₁, U₂, U_min, U_max) verglichen wird, welche für die Grenzen desjenigen Teilbereichs abgespeichert sind, dem die jeweils abgeleiteten Prüfsignale zugeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Ausgangsspannung (U) auf einen Spannungsbereich begrenzt ist, der kleiner als eine dem Sollwertgeber zugeführte Betriebsspannung (Uo) ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die jeweils abgegebene Ausgangsspannung mit den Grenzen des Spannungsbereichs (U_min, U_max) verglichen wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Ausgangsspannung (U) ein Potentiometer (12) und zur Ableitung der Prüfsignale (Z1.1, Z1.2, Z2.1, Z2.2) Schalter (15, 16) vorgesehen sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich der Ausgangsspannung (U) mit den vorgegebenen Werten (U₁, U₂, U_min, U_max) Vergleichsschaltungen vorgesehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich der Ausgangsspannung (U) mit den vorgegebenen Werten (U₁), U₂, U_min, U_max) ein Mikrocomputer (6) vorgesehen ist.