DE4322472A1 - Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Stellungsgebers - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Überwachung eines StellungsgebersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur
Überwachung eines Stellungsgebers mit einem Potentiometer,
dessen Widerstandsbahn eine Spannung (Potentiometerspannung)
zuführbar ist und von dessen Schleifer eine der Stellung
entsprechende Spannung (Schleiferspannung) entnehmbar ist,
wobei die Widerstandsbahn und der Schleifer über Leitungen
mit einem Steuergerät verbunden sind und ein im Steuergerät
vorhandener Mikrocomputer die Schleiferspannung auswertet.
In Anlagen zur elektrischen Betätigung von Stellgliedern,
beispielsweise einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine,
werden zur Rückmeldung der jeweiligen Stellung
Stellungsgeber verwendet, die häufig von einem Potentiometer
gebildet werden, dessen Widerstandsbahn an einer konstanten
Spannung liegt und dessen Schleiferspannung die jeweilige
Stellung anzeigt. Derartige Stellungsgeber sind in der Regel
über Leitungen mit einem Steuergerät verbunden. Beim Betrieb
derartiger Anlagen können sich Fehler ergeben -
beispielsweise durch Leitungsbruch oder durch ungenügende
Kontaktgabe in Steckvorrichtungen. Außerdem sind Schlüsse
gegen Masse und zu anderen spannungsführenden Teilen
möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Stellungsgebers
mit einem Potentiometer anzugeben, mit welcher
Leitungsbrüche, mangelnde Kontaktgabe, Kurzschlüsse und Ableit
widerstände erkannt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Potentiometerspannung im Steuergerät über einen Widerstand
einer der mit der Widerstandsbahn verbundenen Leitungen
zuführbar ist, daß die Spannung am leitungsseitigen Ende des
Widerstandes mit einem Sollwert verglichen wird und daß bei
Abweichungen, die größer als eine Toleranzschwelle sind,
eine Fehlermeldung erfolgt.
Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die
Potentiometerspannung dem Widerstand über eine
Spannungsstabilisierungsschaltung zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil,
daß eine weitreichende Überwachung des Stellungsgebers
praktisch ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand möglich ist.
Außer einem zusätzlichen Widerstand besteht der
Schaltungsaufwand lediglich darin, daß das leitungsseitige
Ende des Widerstandes mit einem Eingang für Analogsignale
des Mikrocomputers verbunden ist.
Der Sollwert kann in einfacher Weise dadurch ermittelt
werden, daß bei der erstmaligen Inbetriebnahme des
Steuergerätes und des Stellgliedes im Neuzustand am
Montageband die Spannung am leitungsseitigen Ende des
Widerstandes gemessen und im Mikrocomputer abgespeichert
wird. Bei Änderung des von den Leitungen, den Kontakten, Ableitwiderständen und
der Widerstandsbahn gebildeten Widerstandes beim späteren
Betrieb wird dieses erkannt und führt zu einer
Fehlermeldung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
vom Mikrocomputer gesteuert die Potentiometerspannung
wiederholt kurzzeitig unterbrochen wird, daß während der
Unterbrechung die Schleiferspannung gemessen wird und daß
bei einer Abweichung der Schleiferspannung von 0 V eine
Fehlermeldung erfolgt. Diese Weiterbildung ermöglicht in
besonders einfacher Weise die Überprüfung auf einen
elektrischen Schluß gegen andere spannungsführende Teile.
Diese Weiterbildung kann derart ausgeführt sein, daß die
Unterbrechung durch Ansteuerung einer
Spannungsstabilisierungsschaltung oder daß die Unterbrechung
durch Verbinden des leitungsseitigen Endes des Widerstandes
mit Massepotential erfolgt.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei
davon sind schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer
Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist ein Steuergerät 1 einer
sogenannten E-Gas-Anlage mit einem Stellglied 2 verbunden,
bei welchem ein Motor nach einer vom Steuergerät erzeugten
Stellgröße die Drosselklappe 3 verstellt. Dieses ist im
einzelnen bekannt und braucht zur Erläuterung der Erfindung
nicht dargestellt zu werden. Innerhalb des Stellgliedes 2
befindet sich ein Stellungsgeber in Form eines mit der
Drosselklappe 3 gekoppelten Potentiometers 4, dessen
Widerstandsbahn und dessen Schleifer über Leitungen 5, 6, 7
mit dem Steuergerät 1 verbunden sind. Dabei sind die
Leitungen an ihren Enden jeweils mit einer Steckvorrichtung
versehen. Zur Versorgung der Widerstandsbahn mit einer
Spannung - im folgenden Potentiometerspannung genannt - wird
aus der bei 8 zugeführten Batteriespannung mit Hilfe einer
Spannungsstabilisierungsschaltung 9 eine stabilisierte
Spannung erzeugt, die über einen Widerstand 10 und über die
Leitung 5 zum Potentiometer geleitet wird. Die Leitung 7 ist
im Steuergerät 1 mit Massepotential verbunden.
Die die Stellung der Drosselklappe 3 darstellende
Schleiferspannung des Potentiometers 4 wird über die Leitung
6 einem Analogsignaleingang eines Mikrocomputers 11
zugeführt, der in an sich bekannter Weise einen
Mikroprozessor, geeignete Datenspeicher und
Analog/Digital-Wandler enthält. Außerdem wird einem weiteren
Analogsignaleingang des Mikrocomputers 11 die Spannung am
leitungsseitigen Ende 12 des Widerstandes 10 zugeführt. Die
Spannung bei 12 ergibt sich aus der Ausgangsspannung der
Spannungsstabilisierungsschaltung 9 und dem Verhältnis des
Widerstandes 10 zum Gesamtwiderstand der Leitungen 5, 7, der
Kontakte und der Widerstandsbahn des Potentiometers 4.
Zur Gewinnung eines Sollwertes für die Spannung bei 12 wird
bei der erstmaligen Inbetriebnahme des Steuergerätes 1
zusammen mit dem Stellglied 2 die Spannung vom Mikrocomputer
gemessen und nicht-flüchtig abgespeichert. Bei einer
späteren Änderung des Gesamtwiderstandes, beispielsweise
durch Erhöhung der Übergangswiderstände der Kontakte, ändert
sich die Spannung gegenüber dem gespeicherten Wert. Sobald
diese Änderung eine vorgegebene Toleranzschwelle
überschreitet, erfolgt eine Fehlermeldung in Form eines
akustischen oder optischen Signals. Außer der Fehlermeldung
kann auch ein Notlauf vorgenommen werden, der einen Betrieb
der Brennkraftmaschine ohne die Rückmeldung der
Drosselklappenstellung beinhaltet.
Um auch einen Fehler erkennen zu können, der sich durch
einen elektrischen Schluß zu anderen spannungsführenden
Teilen innerhalb des Stellgliedes 2 oder im Bereich der
Leitungen 5, 6 ergibt, wird die Potentiometerspannung
kurzzeitig abgeschaltet. Dieses erfolgt bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch eine entsprechende
Steuerung der Spannungsstabilisierungsschaltung 9 durch den
Mikrocomputer 11. Ist die Spannung auf der Leitung 6 trotz
des Abschaltens ungleich 0, kann auf einen Schluß mit
anderen spannungsführenden Teilen geschlossen werden, der in
den Figuren durch einen Widerstand 13, der an einer Spannung
U liegt, gestrichelt dargestellt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erfolgt das
probehalber kurzzeitige Abschalten der Potentiometerspannung
nicht durch die Spannungsstabilisierungsschaltung 9, sondern
durch einen Transistor 14, der den Kontakt 12 mit Masse
verbindet. Der Transistor 14 wird über als Spannungsteiler
geschaltete Widerstände 15, 16 vom Mikrocomputer 11
gesteuert.
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines
Stellungsgebers mit einem Potentiometer, dessen
Widerstandsbahn eine Spannung (Potentiometerspannung)
zuführbar ist und von dessen Schleifer eine der Stellung
entsprechende Spannung (Schleiferspannung) entnehmbar ist,
wobei die Widerstandsbahn und der Schleifer über Leitungen
mit einem Steuergerät verbunden sind und ein im Steuergerät
vorhandener Mikrocomputer die Schleiferspannung auswertet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Potentiometerspannung im
Steuergerät (1) über einen Widerstand (10) einer der mit der
Widerstandsbahn verbundenen Leitungen zuführbar ist, daß die
Spannung am leitungsseitigen Ende (12) des Widerstandes (10)
mit einem Sollwert verglichen wird und daß bei Abweichungen,
die größer als eine Toleranzschwelle sind, eine
Fehlermeldung erfolgt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Potentiometerspannung dem Widerstand
(10) über eine Spannungsstabilisierungsschaltung (9)
zugeführt wird.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das leitungsseitige Ende (12)
des Widerstandes (10) mit einem Eingang für Analogsignale
des Mikrocomputers (11) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Mikrocomputer
(11) gesteuert die Potentiometerspannung wiederholt
kurzzeitig unterbrochen wird, daß während der Unterbrechung
die Schleiferspannung gemessen wird und daß bei einer
Abweichung der Schleiferspannung von 0 V eine Fehlermeldung
erfolgt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Unterbrechung durch Ansteuerung
einer Spannungsstabilisierungsschaltung (9) erfolgt.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Unterbrechung durch Verbinden des
leitungsseitigen Endes (12) des Widerstandes (10) mit
Massepotential erfolgt.
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