EP0446453B1 - Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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EP0446453B1
EP0446453B1 EP90124329A EP90124329A EP0446453B1 EP 0446453 B1 EP0446453 B1 EP 0446453B1 EP 90124329 A EP90124329 A EP 90124329A EP 90124329 A EP90124329 A EP 90124329A EP 0446453 B1 EP0446453 B1 EP 0446453B1
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EP
European Patent Office
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detection element
combustion engine
signals
internal combustion
operating parameter
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EP90124329A
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English (en)
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EP0446453A1 (de
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Werner Dipl.-Phys. Nitschke
Reinhard Dipl.-Ing. Pfeufer
Wolfgang Dipl.-Ing. Drobny
Hans-Peter Dipl.-Ing. Goldhammer (Fh)
Johann Dipl.-Ing. Schmid (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/107—Safety-related aspects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
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    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/08—Redundant elements, e.g. two sensors for measuring the same parameter

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for electronic control and / or regulation of an internal combustion engine of a motor vehicle according to the preambles of the independent claims.
  • Such a method or such a device is known from DE-OS 35 10 173.
  • a detection element assigned to the accelerator pedal generates at least one signal representing the position of the accelerator pedal and, at least depending on the latter, the throttle valve position and thus the air supply to the internal combustion engine are regulated.
  • the detection element which consists of two potentiometers connected to the accelerator pedal
  • the position signal of the one is compared in a logic unit with a threshold value derived from the position signal of the second potentiometer, and in this way the correct function of the detection element, in particular of the first potentiometer, detected.
  • the potentiometer-switch combination can be configured such that the potentiometer signal and the switching signal change in opposite directions with respect to the position of the accelerator pedal connected to them.
  • using a second potentiometer instead of the switch will only a change in the same direction of the signals with respect to the position of the accelerator pedal is proposed, ie a change in the accelerator pedal position leads to a change in the same direction of both potentiometer signals.
  • Such a procedure cannot ensure a reliable check of the respective detection element, since possible types of error such as shunts between the two potentiometer wipers or non-linearities of the potentiometers cannot be detected.
  • the invention is based on the object of providing measures in a method or a device for controlling and / or regulating an internal combustion engine, with the aid of which comprehensive safety monitoring is ensured.
  • the detection element for an operating parameter of the internal combustion engine or the motor vehicle generates a plurality of signals representing the operating parameter, which signals are designed such that when the operating parameter determined by the detection element changes, the signal variables change in opposite directions.
  • DE-OS 36 21 937 proposes a monitoring device for an electronic control device in a motor vehicle, a detection device for determining an operating parameter of the internal combustion engine and / or the motor vehicle, in particular the respective position of an element determining the performance of the internal combustion engine, such as throttle valve or Control rod and / or accelerator pedal is provided and by comparing the signal values emitted by the detection element with predefined limit values, fault states in the respective detection element are deduced.
  • a position detection member for a movable part in a motor vehicle is known, which is designed in the form of a multi-path potentiometer and is used to improve the resolution of the position detection in predetermined areas of the position of the element connected to it.
  • the procedure according to the invention has the advantage that both the nonlinearities of the detection element or characteristic curve deviations as well as shunts between the signal lines of the sensors can be detected due to the electrical countercurrent of the signals emitted by the respective detection element consisting of several sensors. Comprehensive security monitoring of the detection element can thus be ensured by the procedure according to the invention.
  • the procedure according to the invention offers particular advantages in connection with a detection element designed as a double potentiometer for determining the position of a performance-determining element, such as throttle valve, control rod and / or a control element that can be actuated by the driver, such as an accelerator pedal of an electronic accelerator pedal.
  • a detection element designed as a double potentiometer for determining the position of a performance-determining element, such as throttle valve, control rod and / or a control element that can be actuated by the driver, such as an accelerator pedal of an electronic accelerator pedal.
  • FIG. 1 shows an exemplary circuit arrangement for realizing the inventive idea
  • FIG. 2 shows a flow chart to clarify the signal evaluation.
  • FIG. 1 shows a detection element 10 for the position of an element of a motor vehicle, not shown, which determines the performance of the internal combustion engine, in particular a power actuator such as a throttle valve or control rod and / or an accelerator pedal of an electronic accelerator pedal system which comprises two sensors or transmitters P1 and P2, which are shown in FIG. 1 as a so-called double potentiometer.
  • the resistance track 12 is connected via its line 16 to the positive pole of the supply voltage, via line 18 to the negative pole of the supply voltage.
  • the resistance path 14 of the sensor P1 is linked via line 20 to the positive, via line 22 to the negative pole of the supply voltage.
  • Both resistance tracks 12, 14 are covered by movable grinders 24, 26 connected to the respective performance-determining element of the motor vehicle.
  • the two grinders 24 and 26 are coupled to one another via a mechanical connection 28 such that both move parallel to one another in the same direction, depending on the power-determining element (not shown).
  • the wiper sweeping over the first resistance track 12 is guided to a connection point P1S via a line 30 and a resistor 32 with the resistance value RS1. while the wiper 26 crossing the second resistance path 14 is conducted via line 34 and resistor 36 with resistance value RS2 to connection point P2S.
  • a resistor 38 with the resistance value R is connected to the connection point P1S, and a line 40 is connected on the one hand, which connects the connection point P1S to the computing unit 44.
  • the resistor 38 is connected with its second connection to the negative pole of the supply voltage.
  • the resistor 46 with the resistance value R and the line 48, which connects the connection point P2S to a computing or evaluation unit 44, are connected to the connection point P2S.
  • the other connection of the resistor 46 is connected to the positive pole of the supply voltage in accordance with the electrical counter-current of the two sensors.
  • the connecting line 40 connects the connection point P1S of the first sensor to an input 42 of the computing unit 44, while the line 48 connects the connecting point P2S of the second sensor to a second input 50 of the computing unit 44.
  • the computing unit 44 in the illustration of which FIG. 1 does not include components which do not directly support the procedure according to the invention, comprises a first A / D converter 52 assigned to the input 42 and a second A / D converter assigned to the second input 50.
  • Converter 54 a processing unit 55 and an output stage 56.
  • the output stage 56 is assigned to the output 57 of the computing unit 44, to which line 58 is applied, which connects the computing unit 44 to devices 60 for influencing an operating parameter of an internal combustion engine.
  • the devices 60 are a power actuator provided with an electrically actuable servomotor, such as, for example, a throttle valve for controlling the air throughput to the internal combustion engine or a control rod for influencing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, or a device for controlling injection valves.
  • an electrically actuable servomotor such as, for example, a throttle valve for controlling the air throughput to the internal combustion engine or a control rod for influencing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, or a device for controlling injection valves.
  • the computing unit 44 naturally has further inputs and outputs, not shown, which are used to carry out further control functions, such as ignition, fuel injection and / or idling control.
  • the performance-determining element of the motor vehicle or the internal combustion engine which in the preferred exemplary embodiment is a throttle valve or control rod and / or an accelerator pedal of an electronic accelerator pedal system, is rigid with the two grinders 24 and 26 or signal lines 30 and 34 of the two sensors P1 and P2 are connected, so that a change in position of this element leads to a corresponding change in position of the two wipers 24 and 26.
  • a change in position of the two wipers takes place in the same direction, in the same direction.
  • a movement of the throttle valve in the direction of its fully open position means a change in the sliders 24 and 26 in FIG.
  • connection points P1S and P2S are then corresponding to the position of the wipers 24 and 26 at a potential value formed by the resistors RS1 and R or RS2 and R, which represent a measure of the respective positions of the wipers and thus of the position of the power-determining element . It is It should be noted that a change in the position of the power-determining element in the direction of a larger opening leads to an increase in the potential at the connection point P1S and to a lowering of the potential at the connection point P2S, and the two sensors accordingly behave in opposite electrical directions.
  • the two voltage values corresponding to the positions of the sensors P1 and P2 are fed to the inputs 42 and 50 of the computing unit 44.
  • the A / D converters assigned to the inputs form digital signals from the analog voltage signals for further processing in processing unit 55.
  • the voltage signals are converted into corresponding position values for the respective performance-determining element of the motor vehicle or the internal combustion engine, and on the basis of these position values, which in the case of an electronic accelerator pedal system correspond to a target or an actual value, the output stage 56 controls the devices 60 accordingly.
  • the processing unit 55 In order to improve the security of the system, it is provided in the processing unit 55 that the values read in via the inputs 42 and 50 and the A / D converters 52 and 54 are checked individually and with one another to determine whether the detection element 10 is functioning correctly. It is also provided that appropriate measures are taken in the event of a recognized inability to function.
  • the procedure for checking the function of the detection element 10 and the measures to be taken when the inability to function is detected are shown in FIG. 2 on the basis of a flow chart executed in the processing unit 55.
  • Step 102 the position values determined by the respective sensor are read in and compared in query block 104 with their upper maximum limit. If it is recognized in step 104 that the position value of the respective sensor is greater than its maximum permissible value, an individual error of the respective sensor is recognized in block 106 and a corresponding mark is set and the program part continues.
  • An individual fault identified after step 106 indicates a short circuit either from the negative to the positive pole of the supply voltage of the sensor or from the connection point P1S or P2S to the positive pole of the supply voltage or to an interruption of the connection at the negative pole of the supply voltage of the respective sensor.
  • a corresponding mark can also be set in step 106.
  • step 108 If it has been determined in step 104 that the respective position value is below its upper limit, it is checked in step 108 whether the position value is less than a lower minimum threshold. In the opposite case, the individual fault detection is completed in step 110 by setting a mark for the functionality of the individual sensors. If, according to step 108, the position value of the respective sensor is below the predetermined minimum value, a second individual error is recognized in step 112 and a corresponding mark is set. This second individual fault can indicate short circuits from the positive pole of the supply voltage to the negative, from the connection point P1S or P2S to the negative pole of the supply voltage or to interruptions in the positive supply voltage lines or the wiper or connection lines.
  • step 116 This limp home function can either be from a shutdown of the System or from a continuation of the function of the system based on the sensor that is considered to be functioning correctly.
  • step 116 the program part is ended and is carried out again.
  • step 118 the functionality of the entire detection element 10 is checked in step 118 by comparing the amount of a difference in the position values generated by the sensors with a predetermined threshold. If the difference is below the predetermined threshold, the operability of the detection element is determined in step 120 and the system function is taken up as normal operation. However, if the difference after step 118 is above the predetermined threshold, a flag is set for an error in the detection element in step 122 and an emergency operation function is initiated.
  • An error detected in step 122 indicates shunts between the supply voltage poles and the wiper connection points, a shunt, in contrast to the short circuit, having a finite contact resistance.
  • the emergency operation measure taken in step 122 can consist in either stopping the system or continuing the system function on the basis of the respective smaller position value.
  • the procedure according to the invention can also be applied to detection organs with a plurality of sensors, at least one of the sensors then having electrical opposition in relation to the others and the position signal of this or these sensors being used to check the function of the others.
  • a further advantageous embodiment of the detection element according to FIG. 1 results from the different selection of the resistance values of the resistors 38 and 46.
  • This measure also in connection with the dimensioning of the resistors 32 and 36 and / or the resistance tracks 12 and 14, leads to the above advantages shown regarding the choice of the resistances of the resistance tracks 12 and 14.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektronischen Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Ein solches Verfahren bzw. eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 35 10 173 bekannt. Dort ist ein elektronisches Gaspedalsystem eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei ein dem Fahrpedal zugeordnetes Erfassungsorgan wenigstens ein die Stellung des Fahrpedals repräsentierendes Signal erzeugt und wenigstens in dessen Abhängigkeit eine Regelung der Drosselklappenposition und damit der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine vorgenommen wird. Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Erfassungsorgans, das aus zwei mit dem Fahrpedal verbundenen Potentiometern besteht, wird das Stellungssignal des einen in einer Logikeinheit mit einem vom Stellungssignal des zweiten Potentiometers abgeleiteten Schwellwert verglichen und auf diese Weise die korrekte Funktion des Erfassungsorgans, insbesondere des ersten Potentiometers, festgestellt. Die Potentiometer-Schalter-Kombination kann dabei derart ausgestaltet sein, daß das Potentiometersignal und das Schaltsignal sich in Bezug auf die Stellung des mit ihnen verbundenen Fahrpedals gegensinnig ändern. Bei Verwendung eines zweiten Potentiometers anstelle des Schalters wird jedoch lediglich eine gleichsinnige Änderung der Signale in Bezug auf die Stellung des Fahrpedals vorgeschlagen, d.h. eine Änderung der Fahrpedalstellung führt zur einer gleichgerichteten Anderung beider Potentiometersignale. Eine derartige Vorgehensweise kann eine sichere Überprüfung des jeweiligen Erfassungsorgans nicht gewährleisten, da möglicherweise auftretende Fehlerarten wie beispielsweise Nebenschlüsse zwischen den beiden Potentiometerschleifern oder Nichtlinearitäten der Potentiometer nicht erfaßt werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren bzw. einer Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine Maßnahmen vorzusehen, mit deren Hilfe eine umfassende Sicherheitsüberwachung gewährleistet ist. Zur Losung der Aufgabe ist vorgesehen, daß das Erfassungsorgan für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Kraftfahrzeugs mehrere, den Betriebsparameter repräsentierende Signale erzeugt, die derart ausgebildet sind, daß bei einer Änderung des vom Erfassungsorgan ermittelten Betriebsparameters sich die Signalgrößen gegensinnig andern. Durch Vergleich derartig ausgebildeter Signalgrößen werden Möglichkeiten eröffnet, Fehlfunktionen des Erfassungsorgans in großem Umfang zu erkennen.
  • In der DE-OS 36 21 937 ist eine Überwachungseinrichtung für eine elektronische Steuereinrichtung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei ein Erfassungsorgan zur Ermittlung eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, insbesondere der jeweiligen Stellung eines die Leistung der Brennkraftmaschine bestimmenden Elements, wie Drosselklappe oder Regelstange und/oder Fahrpedal, vorgesehen ist und durch Vergleich der von dem Erfassungsorgan abgegebenen Signalwerte mit vorgegebenen Grenzwerten auf Fehlerzustände im jeweiligen Erfassungsorgan geschlossen wird.
  • Eine derartige Vorgehensweise kann eine sichere Überprüfung des jeweiligen Erfassungsorgans nicht gewährleisten, da möglicherweise auftretende Fehlerarten wie beispielsweise Nebenschlüsse mit parasi-tären Widerstanden zwischen Signalleitung und Versorgungspannung nicht erfaßt werden konnen und somit dennoch sicherheitskritische Fahrzustände auftreten können.
  • Aus der DE-OS 34 33 585 ist ein Positionserfassungsorgan für ein bewegbares Teil in einem Kraftfahrzeug bekannt, das in Form eines mehrbahnigen Potentiometers ausgeführt ist und zur Verbesserung der Auflösung der Stellungserfassung in vorgegebenen Teilbereichen der Stellung des mit ihm verbundenen Elements dient.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise hat den Vorteil, daß durch die elektrische Gegenläufigkeit der von dem jeweiligen, aus mehreren Sensoren bestehenden Erfassungsorgan abgegebenen Signale sowohl Nichtlinearitäten des Erfassungsorgans bzw. Kennlinienabweichungen als auch Nebenschlüsse zwischen den Signalleitungen der Sensoren erkannt werden können. Somit kann durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise eine umfassende Sicherheitsüberwachung des Erfassungsorgans gewährleistet werden.
  • Besondere Vorteile bietet die erfindungsgemäße Vorgehensweise in Verbindung mit einem als Doppelpotentiometer ausgebildeten Erfassungsorgan zur Ermittlung der Stellung eines leistungsbestimmenden Elements, wie Drosselklappe, Regelstange und/oder ein vom Fahrer betätigbares Bedienelement, wie einem Fahrpedal eines elektronischen Gaspedals.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Maßnahme, unterschiedliche Widerstandswerte für die beiden Widerstandsbahnen des Doppelpotentiometers vorzusehen. Bei elektrisch gegenläufigen Widerstandsbahnen mit gleichem Widerstandswert tritt im Fehlerfall eines Nebenschlusses zwischen den Schleifern ein Wert auf, der einer mittleren Auslenkung entspricht. Durch die Wahl unterschiedlicher Widerstandswerte ergibt sich als resultierender Spannungswert bei einem derartigen Fehlerfall jedoch ein Wert, der einer kleineren Auslenkung entspricht.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel.
    • Zeichnung
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Dabei zeigt Figur 1 eine beispielhafte Schaltungsanordnung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Gedankens, während Figur 2 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Signalauswertung darstellt.
    • Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
  • Figur 1 zeigt ein Erfassungsorgan 10 für die Stellung eines nicht dargestellten, die Leistung der Brennkraftmaschine bestimmenden Elements eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Leistungsstellglied wie eine Drosselklappe oder Regelstange und/oder eines Fahrpedals eines elektronischen Gaspedalsystems, das zwei Sensoren oder Geber P1 und P2 umfaßt, die in Figur 1 als ein sogenanntes Doppelpotentiometer dargestellt sind. Die Widerstandsbahn 12 ist über ihre Leitung 16 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung, über die Leitung 18 mit dem negativen Pol der Versorgungsspannung verbunden. Die Widerstandsbahn 14 des Sensors P1 ist über die Leitung 20 mit dem positiven, über die Leitung 22 mit dem negativen Pol der Versorgungsspannung verknüpft. Beide Widerstandsbahnen 12, 14 werden von beweglichen, mit dem jeweiligen leistungsbestimmenden Element des Kraftfahrzeugs verbundenen Schleifern 24, 26 überstrichen. Die beiden Schleifer 24 und 26 sind über eine mechanische Verbindung 28 derart miteinander gekoppelt, so daß beide sich abhängig vom nicht dargestellten leistungsbestimmenden Element parallel zueinander in derselben Richtung bewegen.
  • Der die erste Widerstandbahn 12 überstreichende Schleifer ist über eine Leitung 30 und einen Widerstand 32 mit dem Widerstandswert RS1 auf einen Anschlußpunkt P1S geführt. während der die zweite Widerstandsbahn 14 übersteichende Schleifer 26 über die Leitung 34 und den Widerstand 36 mit dem Widerstandswert RS2 an den Anschlußpunkt P2S geleitet wird. Am Anschlußpunkt P1S ist einerseits ein Widerstand 38 mit dem Widerstandswert R, andererseits eine Leitung 40 angeschlossen, die den Anschlußpunkt P1S mit der Recheneinheit 44 verbindet. Der Widerstand 38 ist mit seinem zweiten Anschluß an den negativen Pol der Versorgungsspannung angeknüpft.
  • In analoger Weise ist am Anschlußpunkt P2S der Widerstand 46 mit dem Widerstandswert R und die Leitung 48, die den Anschlußpunkt P2S mit einer Rechen- oder Auswerteeinheit 44 verbindet, angeschlossen. Im Gegensatz zur Anordnung am ersten Sensor P1 ist in diesem Fall der andere Anschluß des Widerstandes 46 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung entsprechend der elektrischen Gegenläufigkeit der beiden Sensoren angeschlossen.
  • Die Verbindungsleitung 40 verbindet den Anschlußpunkt P1S des ersten Sensors mit einem Eingang 42 der Recheneinheit 44, während die Leitung 48 den Anschlußpunkt P2S des zweiten Sensors mit einem zweiten Eingang 50 der Recheneinheit 44 verknüpft. Die Recheneinheit 44, bei deren Darstellung in Figur 1 auf Bestandteile, die nicht unmittelbar die erfindungsgemäße Vorgehensweise unterstützen, verzichtet wurde, umfaßt einen ersten, dem Eingang 42 zugeordneten A/D-Wandler 52, einen dem zweiten Eingang 50 zugeordneten zweiten A/D-Wandler 54, eine Verarbeitungseinheit 55 sowie eine Ausgangsstufe 56. Die Ausgangsstufe 56 ist dem Ausgang 57 der Recheneinheit 44 zugeordnet, der mit der Leitung 58 beaufschlagt ist, die die Recheneinheit 44 mit Einrichtungen 60 zur Beeinflussung eines Betriebsparameters ei- ner Brennkraftmaschine verbindet.
  • Bei den Einrichtungen 60 handelt es sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel um ein mit einem elektrisch betätigbaren Stellmotor versehenes Leistungsstellglied, wie beispielweise eine Drosselklappe zur Steuerung des Luftdurchsatzes zur Brennkraftmaschine oder eine Regelstange zur Beeinflussung der der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge, oder einer Einrichtung zur Ansteuerung von Einspritzventilen.
  • Die Recheneinheit 44 verfügt neben den in Figur 1 dargestellten Ein- bzw. Ausgängen selbstverständlich über weitere, nicht dargestellte Ein- und Ausgänge, die zur Durchführung weiterer Steuerungsfunktionen, wie beispielsweise Zündung, Kraftstoffeinspritzung und/oder Leerlaufregelung dienen.
  • Die Funktionsweise nach Figur 1 ergibt sich wie folgt: Das leistungsbestimmende Element des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine, bei dem es sich im bevorzugten Ausführungsbeispiel um eine Drosselklappe oder Regelstange und/oder ein Fahrpedal eines elektronischen Gaspedalsystems handelt, ist starr mit den beiden Schleifern 24 und 26 bzw. Signalleitungen 30 und 34 der beiden Sensoren P1 und P2 verbunden, so daß eine Stellungsänderung dieses Elements zu einer entsprechenden Positionsänderung der beiden Schleifer 24 und 26 führt. Durch die Verbindung 28 findet eine derartige Positionsveränderung der beiden Schleifer in gleicher Richtung, gleichsinnig statt. Dabei bedeutet beispielsweise eine Bewegung der Drosselklappe in Richtung ihrer voll geöffneten Stellung einer Veränderung der Schleifer 24 und 26 in Figur 1 in Richtung des positiven Anschlusses der 1. bzw. in Richtung des negativen Anschlusses der 2. Widerstandsbahn. Die Anschlußpunkte P1S und P2S liegen dann entsprechend der Stellung der Schleifer 24 bzw. 26 auf einem durch die Widerstände RS1 und R bzw. RS2 und R gebildeten Potentialwerten, die ein Maß für die jeweilige Positionen der Schleifer und damit für die Stellung des leistungsbestimmenden Elementes darstellen. Dabei ist zu beachten, daß eine Änderung der Stellung des leistungsbestimmenden Elements in Richtung einer größeren Öffnung zu einer Erhöhung des Potentials am Anschlußpunkt P1S und zu einer Absenkung des Potentials am Anschlußpunkt P2S führt, die beiden Sensoren sich dementsprechend elektrisch gegenläufig verhalten. Über die Verbindungsleitungen 40 bzw. 48 werden die beiden den Stellungen der Sensoren P1 und P2 entsprechenden Spannungswerte an die Eingänge 42 bzw. 50 der Recheneinheit 44 geführt. Die den Eingängen zugeordneten A/D-Wandler bilden aus den analogen Spannungssignalen digitale Signale zur Weiterverarbeitung in der Verarbeitungseinheit 55. Dort werden die Spannungssignale in entsprechende Stellungswerte für das jeweilige leistungsbestimmende Element des Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine umgesetzt und aufgrund dieser Stellungswerte, die im Falle eines elektronischen Gaspedalsystems eines Soll- oder eines Ist-Wertes entsprechen, über die Ausgangsstufe 56 eine entsprechende Steuerung der Einrichtungen 60 vorgenommen.
  • Zur Verbesserung der Sicherheit des Systems ist in der Verarbeitungseinheit 55 vorgesehen, die über die Eingänge 42 bzw. 50 und die A/D-Wandler 52 bzw. 54 eingelesenen Werte einzeln und miteinander dahingehend zu überprüfen, ob das Erfassungsorgan 10 korrekt funktioniert. Ferner ist vorgesehen, im Falle einer erkannten Funktionsunfähigkeit entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.
  • Die Vorgehensweise zur Funktionsüberprüfung des Erfassungsorgans 10 und die bei erkannter Funktionsunfähigkeit einzuleitenden Maßnahmen werden in Figur 2 anhand eines in der Verarbeitungseinheit 55 ausgeführten Flußdiagramms dargestellt.
  • Nach Start des in Figur 2 dargestellten Programmteils wird in Funktionsblock 100 ein Teilabschnitt zur Einzelfehlererkennung der beiden Sensoren P1 und P2 durchlaufen. Diese Einzelfehlererkennung wird für jeden Sensor getrennt vorgenommen und beginnt entsprechend Schritt 102 damit, daß die vom jeweiligen Sensor ermittelten Stellungswerte eingelesen und im Abfrageblock 104 mit ihrer oberen maximalen Grenze verglichen werden. Wird in Schritt 104 erkannt, daß der Stellungswert des jeweiligen Sensors größer als sein maximal zulässiger Wert ist, wird in Block 106 ein Einzelfehler des jeweiligen Sensors erkannt und eine entsprechende Marke gesetzt und im Programmteil weitergefahren. Ein nach Schritt 106 erkannter Einzelfehler weist auf einen Kurzschluß entweder vom negativen zum positiven Pol der Versorgungsspannung des Sensors oder vom Anschlußpunkt P1S oder P2S zum positiven Pol der Versorgungsspannung hin oder zu einer Unterbrechung des Anschlusses am negativen Pol der Versorgungsspannung des jeweiligen Sensors. Eine entsprechende Marke kann in Schritt 106 ebenfalls gesetzt werden.
  • Ist in Schritt 104 festgestellt worden, daß der jeweilige Stellungswert unterhalb seiner oberen Grenze liegt, so wird in Schritt 108 überprüft, ob die Stellungswerte kleiner als eine untere minimale Schwelle ist. Im gegenteiligen Fall, wird in Schritt 110 die Einzelfehlererkennung abgeschlossen, indem eine Marke für die Funktionsfähigkeit der einzelnen Sensoren für sich gesetzt wird. Liegt entsprechend Schritt 108 der Stellungswert des jeweiligen Sensors unterhalb des vorgegebenen Minimalwertes, so wird in Schritt 112 ein zweiter Einzelfehler erkannt und eine entsprechende Marke gesetzt. Dieser zweite Einzelfehler kann auf Kurzschlüsse vom positiven Pol der Versorgungsspannung zum negativen, vom Anschlußpunkt P1S oder P2S zum negativen Pol der Versorgungsspannung oder auf Unterbrechungen der positiven Versorgungsspannungsleitungen oder der Schleifer- bzw. Anschlußleitungen hinweisen.
  • Danach wird mit der Abfrage 114 fortgefahren, mit der das Vorliegen eines Einzelfehlers festgestellt wird. Liegt ein derartiger Einzelfehler vor, wird in Schritt 116 eine Notlauffunktion eingeleitet. Diese Notlauffunktion kann dabei entweder aus einem Stillsetzen der Anlage oder aus einer Weiterführung der Funktion des Systems auf der Basis des als korrekt funktionierend geltenden Sensors bestehen. Nach Schritt 116 ist der Programmteil beendet und wird erneut durchgeführt.
  • Ist in Schritt 114 festgestellt worden, daß kein Einzelfehler vorliegt, wird in Schritt 118 die Funktionsfähigkeit des gesamten Erfassungsorgans 10 überprüft, indem der Betrag einer Differenz der von den Sensoren erzeugten Stellungswerten mit einer vorgegebenen Schwelle verglichen wird. Liegt der Differenzbetrag unterhalb der vorgegebenen Schwelle, wird in Schritt 120 die Funktionsfähigkeit des Erfassungsorgans festgestellt und die Systemfunktion als Normalbetrieb aufgenommen. Liegt die Differenz nach Schritt 118 jedoch oberhalb der vorgegebenen Schwelle, wird in Schritt 122 eine Marke für einen Fehler des Erfassungsorgans gesetzt und eine Notlauffunktion eingeleitet.
  • Ein in Schritt 122 erkannter Fehler weist auf Nebenschlüsse zwischen den Versorgungsspannungspolen und den Schleiferanschlußpunkten hin, wobei ein Nebenschluß im Gegensatz zum Kurzschluß mit einem endlichen Übergangswiderstand behaftet ist. Die in Schritt 122 aufgenommene Notlaufmaßnahme kann darin bestehen, daß entweder ein Stillsetzen des Systems erfolgt oder eine Weiterführung der Systemfunktion auf der Basis des jeweiligen kleineren Stellungswertes. Nach den Schritten 120 bzw. 122 wird der Programmteil beendet und gegebenenfalls neu gestartet.
  • Durch die elektrische Gegenläufigkeit der beiden Sensoren und den angesprochenen Vergleich des Betrages der Differenz zwischen den Stellungswerten, die die Stellung des leistungsbestimmenden Elements repräsentieren, können auch Nebenschlüsse zwischen den beiden Schleifer- bzw. Anschlußleitungen, d. h. beispielsweise von den Anschlußpunkten P1S zu P2S festgestellt werden. Eine derartige Fehlererkennung ist mit elektrisch gleichläufigen Sensoren nicht möglich. Durch die unterschiedliche Wahl der Widerstandswerte der Widerstandsbahnen des Doppelpotentiometers sowie der Widerstände RS1 und RS2 ergibt sich im Fehlerfall eines Nebenschlusses zwischen den beiden Anschlußpunkten P1S und P2S der zusätzliche, die Funktionssicherheit des Systems verbessernde Vorteil, daß in einem derartigen Fehlerfall als resultierender Wert der jeweils mechanisch kleinere angenommen wird und somit bei einem elektronischen Gaspedalsystem die Drosselklappe bzw. Regelstange auf einem kleineren Öffnungsquerschnitt gehalten wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist auch auf Erfassungsorgane mit mehreren Sensoren anwendbar, wobei dann wenigstens einer der Sensoren gegenüber den anderen elektrische Gegenläufigkeit aufweist und das Stellungssignal dieses oder dieser Sensoren zur Funktionsüberprüfung der anderen dient.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfasssungsorgans nach Figur 1 ergibt sich aus der unterschiedlichen Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 38 und 46. Diese Maßnahme, auch in Verbindung mit der Dimensionierung der Widerstände 32 und 36 und/oder der Widerstandsbahnen 12 und 14, führt zu den oben dargestellten Vorteilen betreffend die Wahl der Widerstände der Widerstandsbahnen 12 und 14.
  • Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist vorstehend am Beispiel eines Stellungsgebers beschrieben. Sie ist prinzipiell auf andere, Betriebsparameter der Brennkraftmschine erfassende Geber- oder Sensoranordnungen anwendbar.

Claims (12)

  1. Verfahren zur elektronischen Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei durch wenigstens ein Erfassungsorgan (10) wenigstens zwei, einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Kraftfahrzeugs repräsentierende, stetig in Bezug auf den Betriebsparameter verlaufende Signale erzeugt und einem Steuer- und/oder Regelsystem (44) zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine und zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Erfassungsorgans (10) zugeleitet werden, und wobei die Funktionsüberprüfung zumindest durch Auswertung der Abweichung der wenigstens zwei Signalgrößen voneinander erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Erfassungsorgan (10) derart ausgebildet ist, daß die wenigstens zwei Signalgrößen bei einer Änderung des Betriebsparameters sich gegensinnig verändern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsorgan Signalgrößen erzeugt, die die Stellung eines leistungsbestimmenden Elements der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs, wie Leistungsstellglied und/oder Fahrpedal, repräsentieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsorgan wenigstens ein Doppelpotentiometer darstellt mit jeweils unterschiedlichen, den Einzelpotentiometer zugeordneten Widerstandswerten.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens einer Rechen- bzw. Auswerteeinheit getrennt und/oder gemeinsam zugeleiteten Signale des Erfassungsorgans zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Erfassungsorgans ausgewertet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung in folgenden Schritten erfolgt:
    - Überprüfung der Signalgrößen einzeln auf einen zulässigen Wertebereich zur Erkennung von Einzelfehlern,
    - Überprüfung des Differenzbetrags der Signale mit einem vorgegebenen Grenzwert zur Erkennung von Fehlerzuständen im Bereich des Erfassungsorgans,
    - Ergreifen von Notlaufmaßnahmen im Fehlerfall.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Notlaufmaßnahmen ein Abschalten des Steuer- und/oder Regelsystems, eine Fortführung der Funktion des Steuer- und/oder Regelsystems in Abhängigkeit des nicht fehlerbehafteten Signals bzw. des betragmäßig kleineren erfolgt.
  7. Einrichtung zur elektronischen Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs,
    - mit wenigstens einem Erfassungsorgan (10) für einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine oder des Kraftfahrzeugs, wobei das wenigstens eine Erfassungsorgan (10) wenigstens zwei, den jeweiligen Betriebsparameter repräsentierende, stetig in Bezug auf den Betriebsparameter verlaufende Signale erzeugt,
    - das wenigstens eine Erfassungsorgan (10) wenigstens zwei Geber oder Sensoren (P1, P2) umfaßt,
    - mit einem Steuer- und/oder Regelsystem (44), dem die wenigstens zwei Signale zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine zugeleitet wird,
    - und Mittel (55), die zumindest anhand der Abweichung dieser wenigstens zwei Signale voneinander die Funktionsfähigkeit des wenigstens einen Erfassungsorgans (10) bestimmen,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - dieses Erfassungorgan (10) derart ausgebildet ist, daß bei einer Veranderung des Betriebsparameters die wenigstens zwei Signale sich entgegengesetzt zueinander verändern.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter der Stellung eines leistungsbestimmenden Elementes der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs entspricht und das Erfassungsorgan als Stellungsgeber jeweils einem derartigen Element zugeordnet ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Erfassungsorgan wenigstens zwei als Potentiometer ausgebildete Sensoren mit unterschiedlichen Widerstandswerten umfaßt, wobei beide Sensoren demselben leistungsbestimmenden Element zugeordnet sind.
  10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Rechen- bzw. Auswerteeinheit vorhanden ist, die die vom Erfassungsorgan erzeugten Signale zur Funktionsüberprüfung auswertet.
  11. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsorgan ein Doppelpotentiometer darstellt, wobei eines der Einzelpotentiometer durch entgegengesetzte Polung der Betriebsspannung gegenüber dem anderen Einzelpotentiometer gegenläufig gewählt wird.
  12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Betriebsparameter repräsentierende Signale des Erfassungsorgans getrennt und/oder gemeinsam zur Weiterverarbeitung an eine Rechen- bzw. Auswerteeinheit zugeleitet werden.
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