DE4406088A1

DE4406088A1 - Drosselklappensteuerung

Info

Publication number: DE4406088A1
Application number: DE4406088A
Authority: DE
Inventors: Sadaaki Kamei
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE4406088C2; US5429092A; JPH06249039A

Description

Die Erfindung betrifft ganz allgemein Drosselklappensteuerun gen zur Steuerung der Drosselklappenöffnung mit einem elek trischen Signal. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Drosselklappensteuerung, die in der Lage ist, eine Minimal funktion im Betrieb mit Sicherheit auch dann aufrechtzuerhal ten, wenn ein Beschleunigungssensor, der den Sollwert einer Drosselklappenöffnung bestimmt, eine Fehlfunktion hat oder ganz ausfällt.

Bei herkömmlichen Drosselklappensteuerungen zur Steuerung der Drosselklappe eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen Signal wird die Drosselklappenöffnung eines Kraftfahrzeuges auf der Basis eines Signals gesteuert, welches den Wert der Fahrpedalbetätigung von einem Beschleunigungssensor oder der gleichen repräsentiert. Somit besteht die Gefahr einer Fehl funktion des Fahrpedalsensors bei der Abtastung des Wertes der Fahrpedalbetätigung, was zu schweren Fahrzeugunfällen führen kann. Es sind bislang eine Reihe von Sicherheitstech niken vorgeschlagen worden mit dem Zweck, eine unkontrollier bare Beschleunigung oder dergleichen eines Kraftfahrzeuges zu verhindern, wenn eine Fehlfunktion oder ein Ausfall eines Fahrpedalsensors oder dergleichen auftreten.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Drosselklappensteue rung für ein Kraftfahrzeug, die in der JP-OS 3-141 841 ange geben ist. In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Fahr pedal, während die Bezugszeichen 20 und 21 erste und zweite Fahrpedalsensoren bezeichnen, die den Wert des Herunter drückens bzw. der Betätigung des Fahrpedals 1 abtasten, um Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 abzugeben, welche dem Wert der Betätigung entsprechen. Ein Fahrpedalschalter 22 liefert ein EIN-AUS-Ausgangssignal β, das angibt, ob das Fahrpedal 1 betätigt ist oder nicht. Der Fahrpedalschalter 22 wird in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Betäti gung, der nachstehend näher erläutert ist, in dem Betriebs bereich des Fahrpedals 1 betätigt.

Ein Motordrehzahlsensor 4 mißt die Drehzahl R eines Motors 3. Eine Drosselklappe 5 dient dazu, die Luftansaugströmung zum Motor 3 zu steuern. Ein Drosselklappen-Betätigungsorgan 6 treibt die Drosselklappe 5 mit einem elektrischen Signal. Ein Drosselklappensensor 7 mißt die tatsächliche Öffnung R der Drosselklappe 5. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 8 mißt die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Kraftfahrzeuges.

Eine mit einem Mikrocomputer realisierte Steuereinheit 10 er hält die Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2, das Aus gangssignal β, ein die Drosselklappenöffnung R repräsentie rendes Signal, die Fahrzeuggeschwindigkeit V sowie die Motor drehzahl R und erzeugt ein Drosselklappen-Steuersignal γ für das Drosselklappen-Betätigungsorgan 6 entsprechend einem Öffnungssollwert der Drosselklappe 5.

Die Steuereinheit 10 hat einen nicht dargestellten Drossel klappenöffnungs-Steuerbereich, um einen Öffnungssollwert der Drosselklappe 5 auf der Basis der Fahrpedal-Betätigungs signale α1 und α2, des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und der Motordrehzahl R zu berechnen und um dafür zu sorgen, daß der Drosselklappenöffnungswert R mit dem Sollwert überein stimmt. Ferner weist die Steuereinheit 10 einen nicht darge stellten Fehlfunktions-Abtastbereich auf, um eine Fehlfunk tion des Fahrpedalsensors 20 bzw. 21 auf der Basis der Fahr pedal-Betätigungssignale α1 und α2 und des Ausgangssignals β von dem Fahrpedalschalter 22 zu erfassen.

Die Fig. 6A bis 6C zeigen Charakteristiken zur Erläuterung der Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 und des Ausgangs signals β von dem Fahrpedalschalter 22 im Hinblick auf die tatsächliche Betätigung des Fahrpedals. Die Fig. 6A zeigt die Charakteristik des Fahrpedal-Betätigungssignals α1 von dem Fahrpedalsensor 20, Fig. 6B zeigt eine Charakteristik des Fahrpedal-Betätigungssignals α2 von dem Fahrpedalsensor 21, und Fig. 6C zeigt eine Charakteristik des Ausgangssignals β von dem Fahrpedalschalter 22.

In Fig. 6C bezeichnet ein Wert A auf der Abszisse einen vor gegebenen Fahrpedal-Betätigungswert, der einer vorgegebenen Betätigungsstellung α0 entspricht, bei der der Fahrpedal schalter 22 eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.

Das in Fig. 6B dargestellte Beispiel der Änderung eines Signals zeigt an, daß eine Fehlfunktion in dem Fahrpedal schalter 21 in dem Bereich zwischen den Fahrpedalstellungen B1 und B2 auftritt.

Der Betrieb der herkömmlichen Drosselklappensteuerung gemäß Fig. 5 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6A bis 6C erläutert.

Wenn zu Beginn ein Fahrer das Fahrpedal 1 herunterdrückt, so werden Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2, die dem Ausmaß des Herunterdrückens oder des Betätigens des Fahrpedales 1 entsprechen, von den ersten und zweiten Fahrpedalsensoren 20 und 21 erzeugt. Der Fahrpedalschalter 22 wird eingeschaltet, wenn der Fahrer das Fahrpedal 1 bis zu der vorgegebenen Stel lung A drückt, oder er bleibt ausgeschaltet, wenn der Fahrer das Fahrpedal 1 noch nicht bis zu der vorgegebenen Fahrpedal stellung A bewegt hat.

Die Steuereinheit 10 erhält den Mittelwert aus den beiden Fahrpedal-Betätigungssignalen α1 und α2, und sie berechnet einen Sollwert für die Drosselklappenöffnung, also einen Öff nungssollwert, auf der Basis der erhaltenen Information, wel che den Mittelwert der Fahrpedal-Betätigungsstellung, die Motordrehzahl R und die Fahrzeuggeschwindigkeit V enthält. Die Steuereinheit 10 erzeugt dann ein Drosselklappen-Steuer signal γ, und zwar derart, daß die von dem Drosselklappensen sor 7 gemessene Drosselklappenöffnung R mit dem Öffnungssoll wert übereinstimmt, und sie liefert das Drosselklappen- Steuersignal γ an das Drosselklappen-Betätigungsorgan 6.

Zu diesem Zeitpunkt erkennt die Steuereinheit 10 aus der Drosselklappenöffnung R, ob die Drosselklappe 5 tatsächlich bis zu dem Öffnungssollwert geöffnet worden ist, und sie steuert die Drosselklappenöffnung R der Drosselklappe 5 so, daß der Öffnungssollwert erreicht wird.

Somit wird die Absicht des Fahrers, ein Fahrzeug zu beschleu nigen bzw. dessen Geschwindigkeit zu verringern, als Betäti gungsstellung des Fahrpedals 1 über die Fahrpedalsensoren 20 und 21 erfaßt, zu der Steuereinheit 10 übertragen und dazu verwendet, die Drosselklappe 5 über das Drosselklappen-Betä tigungsorgan 6 zu steuern, um auf diese Weise die Ausgangs leistung des Motors 3 zu steuern.

Wenn eine Anormalität bei einem der Fahrpedalsensoren 20 und 21 auftritt, so wird eine große Spannungsdifferenz zwischen den Fahrpedal-Betätigungssignalen α1 und α2 erzeugt.

Nachstehend wird ein Beispiel der Steuerfunktion in einem Falle erläutert, in welchem eine Fehlfunktion des Fahrpedal sensors 20 auftritt. Wenn die Steuereinheit 10 bestimmt, daß das Fahrpedal-Betätigungssignal α1 größer als ein vorgegebe ner Wert α0 ist, wenn der Fahrpedalschalter 22 in der Stel lung AUS ist, oder wenn die Steuereinheit 10 feststellt, daß das Fahrpedal-Betätigungssignal α1 kleiner ist als der vorge gebene Wert α0, wenn der Fahrpedalschalter 22 in der Stellung EIN ist, so bestimmt die Steuereinheit 10, daß eine Anormali tät vorliegt, d. h. daß eine Fehlfunktion oder ein Ausfall des Fahrpedalsensors 20 vorliegt. Danach ändert sie ihren Betrieb von dem normalen Steuerbetrieb zu einem Steuerbetrieb, bei dem nur das Fahrpedal-Betätigungssignal α2 von dem Fahr pedalsensor 21 verwendet wird.

In einem solchen Falle, wenn also eine Fehlfunktion bei einem der Fahrpedalsensoren 20 und 21 auftritt, fungiert der an dere Sensor als Sicherheitselement oder Reserve für den nicht einwandfrei funktionierenden Sensor.

Wenn andererseits der Fall einer Fehlfunktion des Fahrpedal schalters 22 auftritt, so wird diese Fehlfunktion nicht er faßt, und es wird die übliche Drosselklappensteuerung auf der Basis des Mittelwertes der Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 fortgesetzt, denn das Ausgangssignal β von dem Fahr pedalschalter 22 trägt nur dazu bei, Fehlfunktionen der Fahrpedalsensoren 20 und 21 zu erfassen, trägt aber nicht di rekt zur Drosselklappensteuerung bei.

Bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Methode werden aber Fehlfunktionen der Fahrpedalsensoren 20 und 21 nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt, und unter bestimmten Um ständen kann eine Fehlfunktion nicht festgestellt werden.

Nachstehend wird beispielsweise ein Fall einer Fehlfunktion des Fahrpedalsensors 21 näher beschrieben, der in Fig. 6B dargestellt ist.

Das Ausgangssignal β des Fahrpedalschalters 22 ist EIN, wenn die Fahrpedalstellung, die einem Wert des Herunterdrückens des Fahrpedals 1 entspricht, einen Wert von A % überschrei tet, und das Ausgangssignal β ist AUS, wenn die Fahrpedal stellung kleiner als dieser Wert ist. Hierbei wird angenom men, daß eine Fehlfunktion in dem Bereich der Fahrpedalstel lungen von B1% bis B2% aufgetreten ist und daß sich das Fahrpedal-Betätigungssignal α2 stark von dem Fahrpedal-Betä tigungssignal α1 unterscheidet und einen Wert von α2 = C (Volt) hat.

Die Werte A, B1 und B2 stehen in folgendem Zusammenhang:

A < B1 < B2 (%),

und der Fahrpedalschalter 22 ist in dem EIN-Zustand in dem Fahrpedal-Betätigungsbereich von B1 bis B2. Der Fahrpedalsen sor 20 ist in dem Normalzustand, und das Fahrpedal-Betäti gungssignal α1 ändert sich in dem Bereich von D1 bis D2 (Volt) mit Bezug auf den Fahrpedal-Stellungsbereich von B1 bis B2.

In dem Falle einer Fehlfunktion des Fahrpedalsensors 21 wird eine große Differenz zwischen den Fahrpedal-Betätigungssigna len α1 und α2 in dem Fahrpedal-Stellungsbereich von B1 bis B2 hervorgerufen. Die Steuereinheit 10 kann jedoch nicht bestim men, ob einer der Fahrpedalsensoren 20 und 21 einer Fehlfunk tion unterliegt.

Dies liegt an folgender Ursache: Da die Methode verwendet wird, zu bestimmen, daß einer der beiden Fahrpedalsensoren einer Fehlfunktion unterliegt, wenn er ein kleineres Fahr pedal-Betätigungssignal liefert als ein vorgegebener Wert α0, kann eine Fehlfunktion beispielsweise in einer Richtung, in der das Ausgangssignal ansteigt, wie im Falle des Fahrpedal- Betätigungssignals α2 (vergl. Fig. 6B) nicht bestimmt werden, wenn das Ausgangssignal β von dem Fahrpedalschalter 22 im Zu stand EIN in dem Fahrpedal-Stellungsbereich von B1 bis B2% ist.

Auch wenn der Fahrpedalschalter 22 im Zustand AUS ist, lie fern beide Fahrpedalsensoren 20 und 21 Fahrpedal-Betätigungs signale α1 und α2 im Normalzustand, und somit ist es auch un möglich zu bestimmen, ob einer der Fahrpedalsensoren einer Fehlfunktion unterliegt.

Dementsprechend verwendet die Steuereinheit 10 den Mittelwert der Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 wie im Normalzu stand und berechnet einen Drosselklappenöffnungs-Sollwert aus dem Mittelwert D1 und D2 des Fahrpedal-Betätigungssignals α1 und den Wert C des Fahrpedal-Betätigungssignals α2 in dem Fahrpedal-Stellungsbereich von B1 bis B2. Dadurch wird die Drosselklappe 5 abrupt geöffnet. Ein solcher Steuerungsfehler bzw. Ausfall kann im schlimmsten Falle zu einem übermäßigen Beschleunigen des Fahrzeugs führen.

Im Hinblick auf eine solche Fehlfunktion kann eine Verarbei tung mit einer Wahl von dem kleineren der Fahrpedal-Betäti gungssignale α1 und α2 durchgeführt werden, um ein abruptes Öffnen der Drosselklappe 5 zu verhindern. Wenn jedoch bei einer derartigen Signalverarbeitung eine Fehlfunktion auf tritt, beispielsweise in einer Richtung, daß das Fahrpedal- Betätigungssignal α1 oder α2 abnimmt, so besteht die Möglich keit, daß die Drosselklappe 5 vollständig geschlossen wird, also ein Zustand, in welchem das Fahrzeug an der Weiterfahrt gehindert ist bzw. der Motor abgewürgt wird.

Bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Drosselklap pensteuerung können somit Fehlfunktionen von jedem der Fahr pedalsensoren 20 und 21 nicht stets unter allen möglichen Be dingungen erfaßt werden, und darüber hinaus kann eine Fehl funktion des Fahrpedalschalters 20 nicht erfaßt werden. Es ist somit unmöglich, eine minimale Sicherheitsfunktion zu ge währleisten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drossel klappensteuerung anzugeben, die in der Lage ist, eine Mini malfunktion während der Fahrt mit Sicherheit dadurch auf rechtzuerhalten, daß Fehlfunktionen von Fahrpedalsensoren und eines Fahrpedalschalters unter allen Umständen erfaßt werden, so daß gefährliche Situationen im Betrieb verhindert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfin dung eine Drosselklappensteuerung angegeben, die folgendes aufweist: Eine Drosselklappe zum Einstellen der Ansaugluft strömung in den Motor eines Kraftfahrzeuges; ein Drosselklap pen-Betätigungsorgan zum Treiben der Drosselklappe mit einem elektrischen Signal; einen Drosselklappensensor zum Abtasten des Öffnungsgrades der Drosselklappe; erste und zweite Fahr pedalsensoren zum Abtasten der Stellung eines Fahrpedals bei Betätigung und zum Erzeugen von ersten und zweiten Fahrpedal- Betätigungssignalen; einen Fahrpedalschalter, der in Abhän gigkeit von einer vorgegebenen Betätigungsstellung innerhalb des Betätigungsbereiches der Fahrpedales betätigt wird; eine Drosselklappen-Öffnungssteuerung zum Treiben und Steuern des Drosselklappen-Betätigungsorgans mit einem Drosselklappen steuersignal in Abhängigkeit von einem Öffnungssollwert der Drosselklappe; und eine Fehlfunktions-Abtasteinrichtung, um eine Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren und dem Fahrpedalschalter auf der Basis der ersten und zweiten Fahrpedal-Betätigungssignale und eines Ausgangssignals von dem Fahrpedalschalter festzustellen.

Die Drosselklappen-Öffnungssteuerung erzeugt das Drosselklap pensteuersignal, das dem Drosselklappen-Betätigungsorgan zu geführt wird, in Abhängigkeit von dem ersten Fahrpedal-Betä tigungssignal, wenn die ersten und zweiten Fahrpedalsensoren normal arbeiten, und erzeugt das Drosselklappensteuersignal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal von dem Fahrpedal schalter, wenn eine Fehlfunktion von mindestens einem der er sten und zweiten Fahrpedalsensoren festgestellt wird.

Auch wenn bei einer derartigen Drosselklappensteuerung der erste oder zweite Fahrpedalsensor einer Fehlfunktion unter liegen, so kann die Fahrfunktion des Fahrzeugs durch die Mo torkraft mit Sicherheit dadurch aufrechterhalten werden , daß der Fehlfunktions-Zustand in zuverlässiger Weise abgetastet wird und daß der Steuerbetrieb auf einen Drosselklappen steuerbetrieb umgeschaltet wird, der auf dem Ausgangssignal von dem Fahrpedalschalter basiert, der normal arbeitet.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Drossel klappensteuerung angegeben, die zusätzlich eine Fehlfunk tions-Alarmeinrichtung bei der Drosselklappensteuerung auf weist, die gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen ist. Diese Fehlfunktions-Alarmeinrichtung wird von einem Fehlfunktions-Abtastsignal von der Fehlfunktions-Abtastein richtung getrieben.

Bei einer derartigen Drosselklappensteuerung wird die Fehl funktions-Alarmeinrichtung in Abhängigkeit von dem Fehlfunk tions-Abtastsignal betrieben, um den Fahrer eines Fahrzeugs über den Fehlfunktionszustand des Fahrpedalschalters sowie der Fahrpedalsensoren zu informieren und den Fahrer dahin gehend zu beeinflussen, daß er die defekten Teile auswechselt oder andere Maßnahmen ergreift.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Drosselklappensteuerung ge mäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A bis 2C Charakteristiken der Fahrpedal-Betätigungssignale und eines Fahrpedalschalter-Ausgangssignals unter Bezug nahme auf die Fahrpedalstellung in der Steuerung ge mäß Fig. 1;

Fig. 3A und 3B Charakteristiken zur Erläuterung des Betriebes der Steuerung des Drosselklappenöffnungsgrades, wenn ein Fahrpedalsensor einer Fehlfunktion in der Steuerung gemäß Fig. 1 unterliegt;

Fig. 4A und 4B Charakteristiken zur Erläuterung des Betriebes der Steuerung des Drosselklappenöffnungsgrades, wenn ein Fahrpedalsensor bei einer dritten Ausführungsform ge mäß der Erfindung einer Fehlfunktion unterliegt;

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus einer herkömmlichen Drosselklappensteuerung; und in

Fig. 6A bis 6C Charakteristiken von Fahrpedal-Betätigungssignalen und eines Fahrpedalschalter-Ausgangssignals mit Bezug auf die Fahrpedalstellung zur Erläuterung eines Zu standes der herkömmlichen Steuerung, in welchem ein Fahrpedalsensor einer Fehlfunktion unterliegt.

Erste Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Drosselklappensteue rung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Komponenten 1, 20 bis 22 und 3 bis 8 sind die gleichen wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Steuerung, so daß zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Darlegungen Bezug genommen wird.

Eine Steuereinheit 10A entspricht der oben beschriebenen Steuereinheit 10 und weist in diesem Falle eine Fehlfunk tions-Abtasteinrichtung 13, die ein Fehlfunktions-Abtast signal E erzeugt, wenn sie eine Fehlfunktion des Fahrpedal sensors 20 oder 21 oder des Fahrpedalschalters 22 feststellt, sowie eine Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14 auf, die das Drosselklappen-Steuersignal γ in Abhängigkeit von dem Fehl funktions-Abtastsignal E ändert.

Ferner ist eine Fehlfunktions-Alarmeinrichtung 18 vorgesehen, die mit dem Fehlfunktions-Abtastsignal E angesteuert und be trieben wird. Ferner erkennt man in Fig. 1 in schematisch an gedeuteter Weise ein Bremspedal 30 sowie einen Bremspedal schalter 31, die an die Steuereinheit 10A angeschlossen sind.

Die Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 erhält Fahrpedal-Betä tigungssignale α1 und α2 von den Fahrpedalsensoren 20 und 21 sowie ein Ausgangssignal β von dem Fahrpedalschalter 22, um festzustellen, ob bei den Fahrpedalsensoren 20 oder 21 oder dem Fahrpedalschalter 22 eine Fehlfunktion vorliegt.

Die Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14 erhält das Fahrpedal- Betätigungssignal α1 von dem Fahrpedalsensor 20, das Aus gangssignal β von dem Fahrpedalschalter 22 und das Fehlfunk tions-Abtastsignal E von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13. Sie erzeugt dann das Drosselklappen-Steuersignal γ auf der Basis des Fahrpedal-Betätigungssignals α1 in einem Nor malzustand, und sie erzeugt das Drosselklappen-Steuersignal γ auf der Basis des Fahrpedalschalter-Ausgangssignals β, wenn sie das Fehlfunktions-Abtastsignal E erhält, das eine Fehl funktion von dem Fahrpedalsensor 20 oder 21 angibt.

In diesem Falle bezieht sich das Fahrpedal-Betätigungssignal α1 von dem Fahrpedalsensor 20 direkt auf die Drosselklappen steuerung, und das Fahrpedal-Betätigungssignal α2 von dem Fahrpedalsensor 21 wird verwendet, um eine Fehlfunktion des Fahrpedalsensors 20 oder 21 sowie des Fahrpedalschalter-Aus gangssignals β festzustellen.

Die Fig. 2A bis 2C zeigen Charakteristiken zur Erläuterung der Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 und des Ausgangs signals β von dem Fahrpedalschalter 22 mit Bezug auf die tatsächliche Fahrpedalstellung. Die Werte A und α0 sind die gleichen wie oben beschrieben.

Wie in den Fig. 2A und 2B dargestellt, werden die Fahrpedal- Betätigungssignale α1 und α2 aus Spannungssignalen mit der gleichen Charakteristik proportional zur Fahrpedalstellung gebildet. Wie in Fig. 2C dargestellt, wird das Fahrpedal schalter-Ausgangsignal β von einem Spannungssignal gebildet, das bei der vorgegebenen Stellung A % in den Zustand EIN oder AUS geschaltet wird. Die vorgegebene Stellung A des Fahrpedals wird beispielsweise auf 5% eingestellt, und der vorgegebene Pegel α0 des Betätigungssignals, entsprechend der vorgegebenen Stellung A beträgt etwa 1,0 Volt.

Der Betrieb der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung gemäß Fig. 1 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2C beschrieben.

In einem Zustand, in dem keine Fehlfunktion vorliegt, liegt das Ausgangssignal von dem Fahrpedalschalter 22 auf dem Pegel AUS (niedriger Pegel), wenn der Wert der Fahrpedalstellung nicht größer als der vorgegebene Wert A ist; es steigt auf den EIN Pegel (hoher Pegel), wenn die Fahrpedalstellung den vorgegebenen Wert A überschreitet. Ferner erzeugen die Fahr pedalsensoren 20 und 21 Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 mit einem Pegel, der gleich dem oder kleiner als der vor gegebene Pegel α0 ist, wenn die Fahrpedalstellung gleich der oder kleiner als die vorgegebene Stellung ist; diese Fahrpe dalsensoren 20 und 21 erzeugen Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 mit einem Pegel, der größer als der vorgegebene Pe gel α0 ist, wenn die Fahrpedalstellung den vorgegebenen Stellungswert A überschreitet.

Im Normalzustand sind die Spannungspegel der Fahrpedal-Betä tigungssignale α1 und α2 untereinander ungefähr gleich, und die Differenz zwischen ihnen ist gleich einem oder kleiner als ein Fehlfunktions-Bestimmungswert ε.

Wenn somit sämtliche Fahrpedalsensoren 20 und 21 sowie der Fahrpedalschalter 22 normal arbeiten, so befindet sich das Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β auf dem Pegel EIN, wenn die Fahrpedalstellung größer als A % ist, wenn also die Fahr pedal-Betätigungssignale α1 und α2 größer als der vorgegebene Pegel α0 sind; es befindet sich jedoch das Ausgangssignal β auf dem Pegel AUS, wenn die Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 kleiner sind als der vorgegebene Pegel α0.

In diesem Falle wird kein Fehlfunktions-Abtastsignal E von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 erzeugt, und die Dros selklappen-Öffnungssteuerung 14 berechnet einen Öffnungssoll wert R₀ der Drosselklappe 5 in Abhängigkeit von dem Fahrpe dal-Betätigungssignal α1 und auf der Basis der Betriebsbedin gungen (Motordrehzahl R, Fahrzeuggeschwindigkeit V und ande ren Faktoren), und sie erzeugt ein Drosselklappen-Steuersi gnal γ für das Drosselklappen-Betätigungsorgan 6 derart, daß die von dem Drosselklappensensor 7 abgetastete Drosselklap penöffnung R gleich dem Öffnungssollwert R₀ wird.

Andererseits überwacht die Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 ständig die Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 sowie das Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β und erzeugt ein Fehlfunk tions-Abtastsignal E, das eine Fehlfunktion der Fahrpedalsen soren 20 oder 21 anzeigt, wenn durch das Auftreten der Fehl funktion von dem Fahrpedalsensor 20 oder 21 eine Spannungs differenz zwischen den Fahrpedal-Betätigungssignalen α1 und α2 hervorgerufen wird, und wenn diese Spannungsdifferenz den Fehlfunktions-Bestimmungswert ε überschreitet, wobei dieser Wert ε unter Berücksichtigung von Schwankungen der Spannungs- und Temperaturcharakteristik gewählt ist.

Das Fehlfunktions-Abtastsignal E dient dazu, Information über das Auftreten einer Fehlfunktion zur Drosselklappen-Öffnungs steuerung 14 zu übertragen und die Fehlfunktions-Alarmein richtung 18 zu betätigen, um den Fahrer des Fahrzeugs von dem Auftreten einer Fehlfunktion der Fahrpedalsensoren 20 oder 21 in Kenntnis zu setzen.

Die Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 bestimmt, daß eine Fehlfunktion des Fahrpedalschalters 22 vorliegt, wenn das Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β auf dem Pegel AUS liegt, auch wenn die Pegel der Fahrpedal-Betätigungssignale α1 und α2 größer sind als der vorgegebene Pegel α0 während die Span nungsdifferenz zwischen ihnen gleich dem oder kleiner als der Fehlfunktions-Bestimmungswert ε ist. Die Fehlfunktions-Abtast einrichtung 13 liefert dann ein Fehlfunktions-Abtastsignal E, welches die Fehlfunktion des Fahrpedalschalters 22 angibt, an die Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14.

Die Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 stellt auch eine Fehl funktion des Fahrpedalschalters 22 fest und liefert ein Fehl funktions-Abtastsignal E, das eine Fehlfunktion des Fahrpe dalschalters 22 angibt, an die Drosselklappen-Öffnungssteue rung 14, wenn andererseits das Fahrpedalschalter-Ausgangs signal auf dem Pegel EIN ist, auch wenn die Pegel der Fahrpe dal-Betätigungssignale α1 und α2 kleiner als der vorgegebene Pegel α0 sind, während die Spannungsdifferenz zwischen ihnen gleich dem oder kleiner als der Fehlfunktions-Bestimmungswert ε ist.

Auch wenn eine Fehlfunktion des Fahrpedalschalters 22 auf diese Weise festgestellt worden ist, wird die Fehlfunktions- Alarmeinrichtung 18 durch das Fehlfunktions-Abtastsignal E betätigt, um den Fahrer über das Auftreten der Fehlfunktion des Fahrpedalschalters 22 zu informieren und ihm die Mög lichkeit zu geben, die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen, beispielsweise ein entsprechendes Teil auszuwechseln.

Der Betrieb der Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14 wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B beschrieben.

In einem Zustand, in dem die Fahrpedalsensoren 20 und 21 und der Fahrpedalschalter 22 normal arbeiten, berechnet die Dros selklappen-Öffnungssteuerung 14 den Öffnungsgradsollwert R₀ in Abhängigkeit von dem Spannungspegel des Fahrpedal-Betäti gungssignals α1 und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingun gen, und sie steuert die Drosselklappe 5 über das Drossel klappen-Betätigungsorgan 6, so daß der Öffnungsgradsollwert R₀ erreicht wird, während die Drosselklappenöffnung R mit dem Drosselklappensensor 7 überwacht wird.

Wenn in diesem Zustand der Fahrpedalschalter 22 eine Fehl funktion hat und das Fehlfunktions-Abtastsignal E von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 an die Drosselklappen-Öff nungssteuerung 14 angelegt wird, so wird die Fehlfunktions- Alarmeinrichtung 18 betrieben, aber die Drosselklappen-Öff nungssteuerung 14 steuert den Öffnungsgrad R der Drossel klappe 5 in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Betätigungssignal α1 wie im Normalzustand.

Wenn andererseits einer der Fahrpedalsensoren 20 und 21 eine Fehlfunktion zeigt und das Fehlfunktions-Abtastsignal E von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung 13 an die Drosselklappen- Öffnungssteuerung 14 angelegt wird, so ändert die Drossel klappen-Steuerungseinrichtung 14 ihren Betrieb und startet eine Steuerbetriebsart, ausgehend von der Stellung der Dros selklappenöffnung R unmittelbar vor dem Auftreten der Fehl funktion in der Weise, wie es in den Fig. 3A und 3B darge stellt ist in Abhängigkeit von dem Fahrpedalschalter-Aus gangssignal β.

Das bedeutet, die Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14 startet die Steuerung der Drosselklappenöffnung R in der Weise, daß dann, wie in den Fig. 3A und 3B dargestellt, wenn das Fahrpe dalschalter-Ausgangssignal β auf dem Pegel EIN ist (vgl. Fig. 3A), die Drosselklappenöffnung R mit einer vorgegebenen Rate von der anfänglichen Öffnung aus vergrößert wird, und wenn das Ausgangssignal β auf dem Pegel AUS liegt, wird die Dros selklappenöffnung R mit einer vorgegebenen Rate von dem Öff nungswert aus reduziert, der dem Zeitpunkt entspricht, an dem das Ausgangssignal β auf den Pegel AUS gesetzt wird.

Auf diese Weise wird der Betrieb der Erfassung einer Fehl funktion der Fahrpedalsensoren 20 bzw. 21 durchgeführt, und wenn eine Fehlfunktion auftritt, so wird das Steuerungsver fahren der Drosselklappe in Abhängigkeit von der Stelle geän dert, an der die Fehlfunktion aufgetreten ist, um den Steuer betrieb derart fortzusetzen, daß die Drosselklappenöffnung R nur in Abhängigkeit von dem Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β gewählt wird, um dadurch eine minimale Fahrfunktion auf rechtzuerhalten, wobei zugleich die Gefahr des abrupten An stieges der Fahrzeuggeschwindigkeit vermieden wird.

Ferner wird der Fahrer über den Fehlfunktionszustand durch den Betrieb der Fehlfunktions-Alarmeinrichtung 18 informiert.

Zweite Ausführungsform

Wenn bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform eine Fehlfunktion der Fahrpedalsensoren 20 oder 21 auftritt, so beginnt die Drosselklappen-Öffnungssteuerung 14, die Drossel klappenöffnung R in Abhängigkeit von dem Fahrpedalschalter- Ausgangssignal β von der Öffnungsstellung der Drosselklappe 5 aus unmittelbar vor dem Auftreten der Fehlfunktion zu än dern. Alternativ dazu kann die Anordnung so gewählt sein, daß die Drosselklappenöffnung, nachdem sie gesteuert worden ist, so geändert wird, daß sie in eine vorgegebene Drosselklappen- Öffnungsstellung gebracht wird, die dicht bei der vollständig geschlossenen Stellung liegt. In diesem Falle wird die Gefahr eines abrupten Anstieges der Fahrzeuggeschwindigkeit weiter reduziert.

Dritte Ausführungsform

Das Verfahren zur Steuerung der Drosselklappenöffnung R in Abhängigkeit von dem Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β kann alternativ auch so erfolgen, daß ein vorgegebener oberer Grenzwert Rmax der Drosselklappenöffnung vorgegeben wird, beispielsweise ein minimaler Öffnungsgrad, der zum Fahren er forderlich ist, und daß die Drosselklappe 5 gehindert wird, eine Öffnungsstellung oberhalb des oberen Grenzwertes Rmax einzunehmen, wie es in Fig. 4A und 4B dargestellt ist.

Weiterhin kann eine Einrichtung zum Abtasten des Betätigungs zustandes des Bremspedals 30 vorgesehen sein, und es kann eine weitere Steuereinrichtung vorgesehen sein, um den oberen Grenzwert Rmax der Drosselklappenöffnung auf einen kleineren Wert zu setzen oder um eine Steuerung der Erhöhung des Öff nungsgrades der Drosselklappe 5 während des Bremsens zu sper ren. Die Gefahr eines abrupten Anstieges der Fahrzeugge schwindigkeit wird dadurch weiter verringert. Die Bremsab tasteinrichtung kann beispielsweise von einem Bremspedal schalter 31 gebildet werden, um den Betrieb des Bremspedals 30 zu erfassen, wie es in Fig. 1 angedeutet ist.

Vierte Ausführungsform

Wenn die Drosselklappenöffnung R in Abhängigkeit von dem Fahrpedalschalter-Ausgangssignal β gesteuert wird, so kann die Drosselklappenöffnung mit verschiedenen Raten geändert werden. Das bedeutet, sie kann derart gesteuert werden, daß sie mit einer kleineren Rate vergrößert und mit einer größe ren Rate verringert wird. Alternativ dazu kann die Drossel klappenöffnung R mit einer Rate in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Funktion geändert werden. Die Gefahr eines ab rupten Anstieges der Fahrzeuggeschwindigkeit wird dadurch weiter reduziert.

Fünfte Ausführungsform

Bei der ersten Ausführungsform sind die Ausgangscharakteri stiken der Fahrpedalsensoren 20 und 21 gleich groß. Der Fahr pedalsensor 21 wird nur verwendet, um eine Fehlfunktion fest zustellen, und die Steuerung wird nicht beeinflußt durch eine Verringerung der Genauigkeit des Fahrpedalsensors 21 relativ zu der des Fahrpedalsensors 20. Es kann ein preiswerter Sen sor 21, der eine geringere Genauigkeit besitzt, als Fahrpe dalsensor 21 verwendet werden, um die Steuerung mit geringe ren Kosten zu realisieren.

Wie oben erläutert, weist eine Drosselklappensteuerung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung folgendes auf: Eine Drossel klappe zur Einstellung der Ansaugluftströmung in den Motor eines Kraftfahrzeuges; ein Drosselklappen-Betätigungsorgan zum Antreiben der Drosselklappe mit einem elektrischen Si gnal; einen Drosselklappensensor zur Abtastung des Öffnungs grades der Drosselklappe; erste und zweite Fahrpedalsensoren zur Abtastung der Betriebsstellung eines Fahrpedals und zur Erzeugung von ersten und zweiten Fahrpedal-Betätigungssigna len; einen Fahrpedalschalter, der in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Ausmaß der Betätigung innerhalb eines Fahrpedal- Betätigungsbereiches betätigt wird; eine Drosselklappen-Öff nungssteuerung zum Antreiben und Steuern des Drosselklappen- Betätigungsorgans mit einem Drosselklappen-Steuersignal in Abhängigkeit von einem Öffnungssollwert der Drosselklappe; und eine Fehlfunktions-Abtasteinrichtung, um eine Fehlfunk tion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsen soren und dem Fahrpedalschalter auf der Basis der ersten und zweiten Fahrpedal-Betätigungssignale und eines Ausgangs signals von dem Fahrpedalschalter festzustellen.

Die Drosselklappen-Öffnungssteuerung liefert das Drosselklap pen-Steuersignal, das dem Drosselklappen-Betätigungsorgan in Abhängigkeit von dem ersten Fahrpedal-Betätigungssignal zuge führt wird, wenn die ersten und zweiten Fahrpedalsensoren normal arbeiten, und sie erzeugt das Drosselklappen-Steuer signal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal von dem Fahrpe dalschalter, wenn eine Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren festgestellt wird. Somit kann eine Drosselklappensteuerung zur Verfügung gestellt wer den, die in zuverlässiger Weise eine Fehlfunktion der Fahrpe dalsensoren unter allen Umständen feststellen kann, um eine Minimalfunktion der Weiterfahrt des Fahrzeugs durch die Mo torkraft mit Sicherheit zu gewährleisten und aufrechtzuerhal ten, wobei das Auftreten einer Situation vermieden wird, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit abrupt erhöht wird oder bei der das Fahrzeug nicht weiterfahren kann.

Bei der Drosselklappensteuerung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Fehlfunktions-Alarmeinrichtung vorgesehen, die mit einem Fehlfunktions-Abtastsignal von der Fehlfunk tions-Abtasteinrichtung betrieben wird, um den Fahrer des Fahrzeugs über einen Fehlfunktionszustand zu informieren da hingehend zu drängen, das nicht funktionsfähige Teil auszu wechseln oder sonstige Maßnahme zu ergreifen. Somit kann die Drosselklappensteuerung unter dem Aspekt der Sicherheit wei ter verbessert werden. Es können auch Drosselklappensteuerun gen, die mit weiteren Sicherheitsmaßnahmen verbessert sind, gemäß weiteren Aspekten der Erfindung zum Einsatz gelangen.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnungen haben die einzelnen Bezugszeichen folgende Bedeutung.

Fig. 1

1 Fahrpedal
3 Motor
4 Motordrehzahlsensor
5 Drosselklappe
6 Drosselklappen-Betätigungsorgan
7 Drosselklappensensor
8 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
10A Steuereinheit
13 Fehlfunktions-Abtasteinrichtung
14 Drosselklappen-Öffnungssteuerung
18 Fehlfunktions-Alarmeinrichtung
20 Fahrpedalsensor
21 Fahrpedalsensor
22 Fahrpedalschalter
30 Bremspedal
31 Bremspedalschalter

Fig. 2A, Fig. 2B, Fig. 2C

Abszisse: Fahrpedalstellung
Ordinate: Fahrpedal-Betätigungssignal (Volt)
A: Vorgegebener Wert der Fahrpedalstellung
ON = EIN
OFF = AUS

Fig. 3A

Abszisse: Zeit
Ordinate: Fahrpedalschalter-Ausgangssignal
ON = EIN
OFF = AUS

Fig. 3B

Abszisse: Zeit
Ordinate: Drosselklappenöffnung
Before Malfunction = Vor der Fehlfunktion
After Occurence of Malfunction = Nach dem Auftreten der Fehlfunktion

Fig. 4A

Abszisse: Zeit
Ordinate: Fahrpedalschalter-Ausgangssignal
ON = EIN
OFF = AUS

Fig. 4B

Abszisse: Stellung
Ordinate: Drosselklappenöffnung

Fig. 5

3 Motor
8 Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
10 Steuereinheit
20 Fahrpedalsensor
21 Fahrpedalsensor
22 Fahrpedalschalter

Fig. 6A, 6B, 6C

Abszissen: Fahrpedalstellung
Ordinaten: Fahrpedal-Betätigungssignal (Volt)
ON = EIN
OFF = AUS

Claims

1. Drosselklappensteuerung, gekennzeichnet durch

- eine Drosselklappe (5) zum Einstellen der Ansaugluft strömung in einen Motor (3) eines Kraftfahrzeugs;
- ein Drosselklappen-Betätigungsorgan (6) zum Betätigen der Drosselklappe (5) mit einem elektrischen Signal;
- einen Drosselklappensensor (7) zur Abtastung des Öff nungsgrades der Drosselklappe (5);
- erste und zweite Fahrpedalsensoren (20, 21), um die Be tätigungsstellung eines Fahrpedals (1) zu erfassen und um erste und zweite Fahrpedal-Betätigungssignale (α1, α2) zu erzeugen;
- einen Fahrpedalschalter (22), der in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Betätigung innerhalb des Betätigungsbereiches des Fahrpedals (1) betätigt wird;
- eine Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14), um das Drosselklappen-Betätigungsorgan (6) mit einem Drossel klappen-Steuersignal in Abhängigkeit von einem Öff nungsgradsollwert der Drosselklappe (5) anzutreiben und zu steuern; und
- eine Fehlfunktions-Abtasteinrichtung (13) zum Erfassen einer Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren (20, 21) und dem Fahrpedal schalter (22) auf der Basis der ersten und zweiten Fahrpedal-Betätigungssignale (α1, α2) und eines Aus gangssignals (β) von dem Fahrpedalschalter (22); wobei die Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) das Dros selklappen-Steuersignal (γ), das dem Drosselklappen-Betä tigungsorgan (6) zugeführt wird, in Abhängigkeit von dem ersten Fahrpedal-Betätigungssignal (α1) erzeugt, wenn die ersten und zweiten Fahrpedalsensoren (20, 21) normal ar beiten, und das Drosselklappen-Steuersignal (γ) in Abhän gigkeit von dem Ausgangssignal von dem Fahrpedalschalter (22) erzeugt, wenn eine Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren (20, 21) abgeta stet worden ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fehlfunktions-Abtasteinrichtung (13) ein Fehl funktions-Abtastsignal (E) erzeugt
und daß eine Alarmeinrichtung (18) mit dem Fehlfunktions- Abtastsignal (E) betätigt wird, um eine Information über eine vorliegende Fehlfunktion zu liefern.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren (20, 21) von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung (23) festgestellt wird, die Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) das Drossel klappen-Betätigungsorgan (6) so steuert, daß der Dros selklappenöffnungsgrad mit einer vorgegebenen Rate aus der Position der Drosselklappenöffnung unmittelbar vor dem Auftreten der Fehlfunktion vergrößert wird, wenn das Ausgangssignal von dem Fahrpedalschalter (22) auf dem Pe gel EIN liegt, und derart, daß der Drosselklappenöff nungsgrad mit einer vorgegebenen Rate verringert wird, wenn das Ausgangssignal auf dem Pegel AUS liegt.

4. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Fehlfunktion von zumindest einem der ersten und zweiten Fahrpedalsensoren (20, 21) von der Fehlfunktions-Abtasteinrichtung (13) festgestellt wird, die Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) das Drossel klappen-Betätigungsorgan derart steuert, daß die Öffnung der Drosselklappe (5) auf eine Drosselklappen-Öffnungs stellung eingestellt wird, die dicht bei einer vollstän dig geschlossenen Position liegt, und danach in der ange gebenen Weise verändert wird.

5. Steuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener oberer Grenzwert für die Drossel klappenöffnung für die Steuerung der Änderung der Dros selklappenöffnung zum Zeitpunkt des Auftretens einer Fehlfunktion von der Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) gesetzt wird und daß die Drosselklappen-Öffnungs steuerung (14) derart ausgebildet ist, daß sie die Steue rung so durchführt, daß der obere Grenzwert nicht über schritten wird.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Bremspedalschalter (31), der in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Betätigung innerhalb des Be tätigungsbereiches eines Bremspedals (30) betätigt wird, wobei bei der Steuerung der Änderung der Drosselklappen öffnung zum Zeitpunkt des Auftretens einer Fehlfunktion durch die Drosselklappenöffnungssteuerung (14) der obere Grenzwert der Drosselklappenöffnung während des Bremsens auf einen kleineren Wert gesetzt wird.

7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Bremspedalschalter (31), der in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Betätigung innerhalb des Be tätigungsbereiches eines Bremspedales (30) betätigt wird, wobei bei der Steuerung der Änderung der Drosselklappen öffnung zum Zeitpunkt des Auftretens einer Fehlfunktion durch die Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) eine Steuerung in der Richtung der Vergrößerung der Drossel klappenöffnung während des Bremsens gesperrt wird.

8. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Bremspedalschalter (31), der in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Wert der Betätigung innerhalb des Be tätigungsbereiches eines Bremspedals (30) betätigt wird, wobei bei der Steuerung der Änderung der Drosselklappen öffnung zum Zeitpunkt des Auftretens einer Fehlfunktion durch die Drosselklappen-Öffnungssteuerung (14) die Dros selklappen-Öffnungssteuerung (14) die Drosselklappe (5) so steuert, daß die Drosselklappenöffnung allmählich ver größert und rasch verringert wird.