DE10117450B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappe für einen Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs unter Nutzung redundanter Drosselsignale - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappe für einen Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs unter Nutzung redundanter Drosselsignale Download PDF

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Abstract

Drosselklappensteuerung (10) für einen Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs, mit:
a) einem Eingang (54) zum Empfangen eines ersten und eines zweiten redundanten Drosselsignals (18, 20), wobei die Signale Drosseleinstellungen anzeigen;
b) einer Fehlererkennungsschaltung (48), die mit dem Eingang kommuniziert, um einen eventuell vorliegenden Fehler in zumindest einem der redundanten Drosselsignale zu erkennen;
c) einem Drosselsignalprozessor (44), der mit dem Eingang und der Fehlererkennungsschaltung (48) kommuniziert und in der Weise arbeitet, dass
(i) eine normale Drosseleinstellung bereitgestellt wird, die aus zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale bestimmt wird, wenn kein Fehler in zumindest einem der Drosselsignale vorliegt;
(ii) nach dem Beheben eines Fehlers in zumindest einem der Drosselsignale ein Drosselklappenbefehl erteilt wird, durch den allmählich über eine Zeitdauer von mindestens 0,5 bis 2 Sekunden von einer Fehlereinstellung, die bei einer Störung in zumindest einem der Drosselsignale eingesetzt wird, zu einer normalen Drosseleinstellung übergegangen wird;...

Description

  • Die Erfindung betrifft elektronisch gesteuerte Drosselklappen für Fahrzeugmotoren, insbesondere eine hoch zuverlässige Drosselklappensteuerung, bei der redundante Drosselsignale genutzt werden.
  • Drosselklappen regulieren die Zufuhr von Luft oder von Luft und Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor und somit die vom Motor erbrachte Leistung. Die Motorleistung bestimmt die Drehzahl des Motors bzw. die Geschwindigkeit des zugehörigen Fahrzeugs unter den jeweiligen Belastungsbedingungen. Eine zuverlässige Steuerung der Drosselstellung ist somit von großer Bedeutung.
  • Bei herkömmlichen mechanischen Systemen wird die Drosselklappe über eine direkte mechanische Verbindung gesteuert, typischerweise in Form eines Drahtzuges, der vom Gaspedal, welches vom Fahrzeugführer bedient wird, zu der Drosselklappe geführt ist. Wenn der Drahtzug durch das Pedal nicht gespannt ist, kehrt die Drosselklappe durch Wirkung einer Vorspannfeder in eine Leerlaufstellung zurück. In der Leerlaufstellung wird der Motor mit einem ausreichenden Luft- und Kraftstoffstrom versorgt, um einen Betrieb des Motors mit niedriger Drehzahl bei fehlender oder geringer Belastung aufrecht zu erhalten.
  • Obwohl mechanische Verbindungen einfach und besonders naheliegend sind, sind diese nicht ohne weiteres für eine elektronische Steuerung des Motors geeignet, wie es bei hochentwickelten Emissionsverminderungssystemen oder für Funktionen wie die automatische Drehzahlregelung wünschenswert ist. Für diese Zwecke wird die mechanische Verbindung mittlerweile häufig durch eine elektrische Schaltung ersetzt, die Drosselsignale von einem Positionssensor, der mit dem Gaspedal verbunden ist, an eine Drosselklappensteuerung überträgt, über die ein Motor zur Betätigung der Drosselklappe angesteuert wird. Dabei kann das Drosselsignal überwacht werden, einen Ausfall oder einen Fehler festzustellen und das System zuverlässiger zu gestalten.
  • Es ist wünschenswert, das Auftreten von Drosselsignalfehlern zu minimieren, um unnötige Betriebsausfälle des Fahrzeugs zu vermeiden. Eine Möglichkeit, derartige Fehler zu reduzieren, ist die Nutzung redundanter Drosselsignale, die über getrennte Steuerkanäle übertragen werden. Fällt ein Kanal aus, kann der fehlerfreie Kanal verwendet werden, um eine fortlaufende Steuerbarkeit des Motors zu gewährleisten. Fallen beide Kanäle aus, wird die Drosselklappe in eine Sicherheitsstellung gebracht.
  • Derartige Systeme können jedoch Bedingungen wie intensiver elektromagnetischer Störung ausgesetzt sein, die Fehler in beiden Kanälen verursachen und zu einem Ausfall führen, so dass die Drosselklappensteuerung nicht mehr verfügbar ist.
  • Aus der JP 10238372 A ist eine Drosselklappensteuerung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welche ein redundantes System aus zwei Gaspedalsensoren enthält. Die Signale der genannten Sensoren werden einer Fehlererkennung unterzogen, um Störungen auf einer oder beiden Leitungen zu detektieren. Eine Steuereinheit berechnet aus den Sensorsignalen ein erstes Steuerkommando, welches von einer Begrenzungseinheit modifiziert wird, bevor es an Stellglieder der Drosselklappe weitergeleitet wird. Zwischen der Steuereinheit und der Begrenzungseinheit findet eine zeitliche Filterung des ersten Steuerkommandos statt, die das Verhalten eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung zeigt. Hierdurch ändert sich das an die Stellglieder übermittelte modifizierte Steuerkommando auch dann graduell bzw. stetig, wenn ein unstetiger Sprung in den Eingangssignalen der Steuereinheit auftreten sollte, wobei der Sprung z.B. durch eine Gaspedalbetätigung durch den Fahrer verursacht sein kann.
  • Die DE 197 56 803 A1 beschreibt eine Drosselklappensteuerung, welche redundante Signale von Gaspedalsensoren und/oder Drosselklappensensoren verarbeiten kann. Bei einem Fehler in einem oder beiden Signalen werden dabei bestimmte Zeitdauern abgewartet, nach denen das Steuern der Drossel mit nur einem der Signale fortgesetzt bzw. nach denen es unterbrochen wird. Wie die Übergänge von einem Ausnahmezustand zum Normalzustand erfolgen sollen, wird nicht näher ausgeführt.
  • Ferner sind aus der DE 198 06 996 A1 und der US 5 899 191 A Drosselklappensteuerungen bekannt, bei welchen zwei redundante Drosselklappensensoren vorgesehen sind. Dabei werden bestimmte Szenarien für den Fall vorgeschlagen, dass einer der Sensoren oder beide fehlerhaft sind.
  • Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die Behebung fehlerhafter Eingaben in den Drosselsignalen zu ermöglichen, ohne eine abrupte Änderung der Fahrzeugleistung oder Geschwindigkeit hervorzurufen. Der allmähliche Übergang von der Fehlereinstellung der Drosselklappe zu der normalen Drosselklappeneinstellung soll ermöglicht es dem Fahrzeugführer, zu reagieren und auszugleichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Drosselklappensteuerung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass ein von einer Störung betroffener Steuerkanal nach der Fehlerbe hebung unter bestimmten Umständen wiederhergestellt werden kann, um eine wesentlich höhere Verfügbarkeit sicherzustellen. Eine solche Wiederherstellung (rehabilitation) führt möglicherweise zu einer plötzlichen Änderung der Drosselklappenstellung, wenn der wiederhergestellte Kanal eine von der aktuellen Einstellung abweichende Drosseleinstellung vorsieht. Diesem Problem wird mit einem Verfahren begegnet, bei dem auf sanfte Art durch eine "Rampensteuerung" (ramping) von einer Drosselstellung zu einer anderen gewechselt wird, wenn ein Steuerkanal wiederhergestellt ist, so dass abrupte Änderungen der Motorleistung vermieden werden.
  • Im Einzelnen stellt die Erfindung eine Drosselklappensteuerung für einen Fahrzeugmotor bereit. Die Drosselklappensteuerung weist einen Eingang zum Empfangen eines ersten und zweiten redundanten Drosselsignals auf, durch die jeweils Drosseleinstellungen festgelegt werden. Eine Fehlererkennungsschaltung ist an die Eingänge gekoppelt, um einen eventuell vorliegenden Fehler in zumindest einem der ersten und zweiten redundanten Drosselsignale zu detektieren. Ein Drosselsignalprozessor empfängt Daten von dem Fehlerdetektor und den Eingängen und arbeitet in der Weise, dass eine normale Drosseleinstellung bereitgestellt wird, die sich aus den Drosselstellungswerten von zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale ergibt, wenn kein Fehler in zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale vorliegt, und dass nach dem Beheben eines Fehlers in zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale ein Drosselklappenbefehl erteilt wird, durch den allmählich über eine Zeitdauer von mindestens 0,5 bis 2 Sekunden von einer Fehlereinstellung, die bei einem Fehler in zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale eingesetzt wird, zu einer normalen Drosseleinstellung übergegangen wird.
  • Wenn eine Störung sowohl des ersten als auch des zweiten Drosselsignals vorliegt, kann die Fehlereinstellung der Drosselklappe ein Ausgabesignal produzieren, durch das die Drosselklappe auf eine Einstellung reguliert wird, die innerhalb des Leerlaufbereichs des Motors liegt.
  • Somit besteht ein Vorteil der Erfindung darin, den Betrieb des Fahrzeugs – bei reduzierter Leistung – sicherzustellen, wenn die Drosselsignale vollständig ausfallen.
  • Alternativ kann die Fehlereinstellung der Drosselklappe aus einem Drosseleinstellungswert des fehlerfreien Drosselsignals bestimmt werden, wenn nur eines der beiden ersten und zweiten Drosselsignale fehlerhaft ist.
  • Somit besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung darin, für die Dauer eines Fehlers in einem Signal eine Aufrechterhaltung des Betriebs zu gewährleisten, jedoch mit einer allmählichen Wiederherstellung, wie vorstehend beschrieben, sobald das Signal wieder fehlerfrei ist.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Fehlereinstellung der Drosselklappe eingesetzt werden, wenn die Werte des ersten und des zweiten Drosselsignals um einen Betrag voneinander abweichen, der eine festgelegte Differenz übersteigt. Die Fehlereinstellung der Drosselklappe wird dann aus demjenigen des ersten und zweiten Drosselsignals bestimmt, das der niedrigeren Drosseleinstellung zugeordnet ist.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht somit darin, mögliche Fehler, auf die eine Abweichung in den Werten der Drosselsignale hinweist, zu erkennen und das "konservativere" Drosselsignal als Fehlereinstellung der Drosselklappe zu übernehmen.
  • Die Fehlereinstellung wird vorzugsweise nur dann erzeugt, wenn der Fehlerzustand eine festgelegte Zeit andauert.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht somit darin, bei sehr kurzen, diskontinuierlichen Störungen einen fortlaufenden Drosselklappenbetrieb zu ermöglichen.
  • Wenn weder das erste noch das zweite Drosselsignal fehlerhaft ist, kann die Drosseleinstellung sich nach einem einzigen, bevorzugten der beiden ersten und zweiten Drosselsignale richten.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht somit ferner darin, ein einfaches Verfahren bereitzustellen, um redundante Drosselsignale in eine einzige Drosseleinstellung umzusetzen.
  • Die Drosselsignale können eine Serie von Impulsen sein, deren Breiten Drosseleinstellungen entsprechen. Die Fehlererkennungsschaltung kann eine Störung anzeigen, wenn entweder die Frequenz oder die Breite der Impulse einen festgelegten Bereich verlässt.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht daher darin, ein redundantes Fehlererkennungssystem bereitzustellen, das eine gute Sicherheit bietet, dass das Signal wieder zur Steuerung der Drosselklappe nutzbar gemacht werden kann, wenn kein Fehler mehr entdeckt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm, das die Übertragung redundanter Drosselsignale von einem Kraftübertragungs-Steuermodul zu einer elektronischen Drosseleinheit, die die Rückkopplungsregelung eines elektronisch gesteuerten Drosselstellglieds bereitstellt, darstellt;
  • 2 eine grafische Darstellung der Pulsweitenmodulation der redundanten Drosselsignale, mit der die Drosseleinstellung hinsichtlich des Tastverhältnisses (duty cycle) der Pulse codiert wird, sowie ein Tastverhältnisfenster und ein Frequenzfenster zur Erkennung von Fehlern in den Drosselsignalen;
  • 3 eine schematische Darstellung der elektronischen Drosselklappensteuerung gemäß 1 mit einer Flankenerkennungsschaltung (edge detection circuitry) zur Überwachung von Fehlern in den Drosselsignalen sowie einem Mikrocontroller, der das Fehlererkennungsprogramm und das Drosselsignalverarbeitungsprogramm gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ausführt;
  • 4 ein Statusdiagramm des Drosselsignalverarbeitungsprogramms gemäß 3, das den Ablauf unter verschiedenen Fehlerbedingungen darstellt; und
  • 5 Graphen redundanter Drosselsignale im Zeitverlauf, anhand derer verschiedene Fehlerbedingungen sowie die jeweilige erfindungsgemäß erzeugte Drosseleinstellung dargestellt werden.
  • In 1 ist eine Drosselklappensteuerung 10 dargestellt mit einem Gaspedal 12, das mit einem Pedalstellungssensor 14 verbunden ist, der z.B. die Winkelabweichung des Gaspedals 12 angibt, wenn dieses vom Fahrzeugführer betätigt wird.
  • Der Pedalstellungssensor 14 übermittelt ein Signal an das Kraftübertragungs-Steuermodul 16 (PCM: power train control module), welches das Signal des Pedalstellungssensors 14 in ein redundantes erstes Drosselsignal 18 auf einem ersten Kanal und ein zweites Signal 20 auf einem zweiten Kanal zur Übertragung an eine elektronische Drosseleinheit (ETU: electronic throttle unit) 22 codiert. Die Kanäle können auf verschiedene Leiter verteilt sein, um so im Falle einer Leiterunterbrechung die Wahrscheinlichkeit, dass beide Signale verloren gehen, zu reduzieren, oder die Kanäle können als Zeit- oder Frequenzmultiplexsignale auf einem einzigen Leiter übertragen werden. Die ETU 22 sendet ein einer Drosselstellung 24 entsprechendes Ausgangssignal an ein Drosselstellglied 26, wie z.B. einen elektrischen Motor, der eine drehbare Welle 29 antreibt, welche mit der Drosselklappe 31 innerhalb des Drosselkörpers 32 verbunden ist. Das Stellglied 26 und/oder der Drosselkörper 32 enthalten Sensoren, die ein Positionsrückkopplungssignal 28 und ein redundantes Positionsrückkopplungssignal 30 erzeugen, die jeweils die Position des Drosselventils angeben und von der ETU zur Regelung der Drosselklappe auf die Drosseleinstellung 24 herangezogen werden können.
  • In 2 ist eine Pulsweitenmodulation (PWM) der Drosselsignale 18 und 20 dargestellt, bei der eine Serie von Impulsen 34 mit einer Impulsbreite 38 erzeugt wird, die in einer regelmäßigen Frequenz oder Periode auftreten. Die gewünschte Drosseleinstellung 24 kann mittels der Pulsbreite 38 codiert sein, die innerhalb eines Pulsabschlußfensters 40 (pulse termination window) nach einer steigenden Impulsflanke 34 variieren kann, wodurch der volle Betriebsbereich des Drosselventils 31 wiedergegeben werden kann. Die Frequenz der Impulse 34 kann innerhalb eines Pulswiederholratefensters 42 variieren. Durch diese Frequenz werden zwar keine Drosselsignale übertragen; diese Frequenz kann jedoch, wie nachfolgend beschrieben, zum Zwecke der Fehlererkennung überwacht werden.
  • In 3 ist die ETU 22 dargestellt, die einen Mikrocontroller 44 mit einem Speicher 46 beinhaltet, welcher ein Fehlererkennungsprogramm 48 und ein Drosselsignalverarbeitungsprogramm 50, die beide noch beschrieben werden, aufweist. Der Mikrocontroller 44 kommuniziert mit der Eingangs/Ausgangsschaltung 52, die das Signal übermittelt, das die Drosseleinstellung 24 angibt, und die Rückkopplungssignale 28 und 30 empfängt, welche vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden.
  • Der Mikrocontroller 44 empfängt die Drosselsignale 18 und 20 an den On-Board-Eingängen 54. Die Drosselsignale 18 und 20 werden weiterhin Flankendetektoren 56 zugeleitet, die steigende oder fallende Flanken der Impulse 34 erkennen und eine Interrupt-Eingabe 58 bereitstellen, die bewirkt, dass das Fehlererkennungsprogramm 48 als Interrupt-Serviceprogramm bei jeder steigenden Flanke ausgeführt wird.
  • Wie in 2 dargestellt, bestimmt das Fehlererkennungsprogramm 48 allgemein, ob eine fallende Flanke des Impulses 34 innerhalb des Pulsabschlußfensters 40 und dann eine nachfolgende steigende Flanke innerhalb des Pulswiederholratefensters 42 vorliegt. Wird eine dieser Bedingungen innerhalb einer festgelegten Zeitdauer oder bei einer Anzahl von Impulsen 34 nicht erfüllt, liegt bei dem gegebenen Signal 18 oder 20 ein Fehlerzustand vor. Das betreffende Drosselsignal 18 oder 20, dem der Fehler zugeordnet ist, kann durch ein aktuelles Auslesen der Eingänge 54 festgestellt werden.
  • In den 4 und 5 ist dargestellt, wie das Drosselsignalverarbeitungsprogramm auf Fehlerhinweise bei den Drosselsignalen 18 und 20 gemäß einem Statusdiagramm, das von dem Drosselsignalverarbeitungsprogramm 50 ausgeführt wird, reagiert. In diesem Diagramm wird das Drosselsignal 18 als KANAL 1 und das Drosselsignal 20 als KANAL 2 bezeichnet.
  • Bei der Initialisierung in Statusblock 60 werden die Fehlerbedingungen der Drosselsignale 18 und 20 geprüft. Ist KANAL 1 fehlerhaft, KANAL 2 jedoch fehlerfrei, geht das Programm weiter zu Statusblock 62, wie durch den Zustandsübergangspfeil 61 dargestellt, und nur KANAL 2 wird zur Festlegung der Drosseleinstellung herangezogen. Im Allgemeinen erfolgt diese mittels einer Umwandlung der Impulsbreite 38 in eine Winkelstellung der Drosselklappe gemäß einer normalen Umsetzungsroutine für das spezielle Stellglied 26.
  • Im umgekehrten Fall, wenn KANAL 1 fehlerfrei und KANAL 2 fehlerhaft ist, geht das Programm zu Statusblock 64 über, wie durch den Zustandsübergangspfeil 63 dargestellt, und nur das Signal von KANAL 1 wird verwendet.
  • Im Normalfall ist sowohl KANAL 1 als auch KANAL 2 fehlerfrei, und das Programm geht zu Statusblock 66 über, bei dem beide Kanäle fehlerfrei sind und KANAL 1 zur Steuerung der Drosselklappe eingesetzt wird, wie durch den Zustandsübergangspfeil 65 dargestellt. Sollte in KANAL 1 ein Fehler auftreten, nachdem Statusblock 66 erreicht ist, geht das Programm zu Statusblock 62 über, wie durch den Zustandsübergangspfeil 71 dargestellt. Umgekehrt, wenn bei KANAL 2 ein Fehler auftreten sollte, nachdem Statusblock 66 erreicht ist, geht das Programm zu Statusblock 64 über, wie durch den Zustandsübergangspfeil 76 dargestellt.
  • Die Erfindung ermöglicht eine Wiederherstellung (Rehabilitation) der Kanäle und eine Rückkehr von Statusblock 62 (über Zustandsübergangspfeil 75) oder Statusblock 64 (über Zustandsübergangspfeil 78), wenn die Fehlerbedingungen in KANAL 1 bzw. KANAL 2 behoben sind. Die Wiederherstellung erfolgt unverzüglich mit der Fehlerbeseitigung, während die Fehlerbedingung erst gegeben ist, wenn der Fehler über einen festgelegten Zeitraum vorliegt.
  • Während der in 5 dargestellten Periode 68, bei der beide KANÄLE voneinander abweichen, einander jedoch folgen, befindet sich das Programm 50 beispielsweise bei Statusblock 66. Die Drosseleinstellung 24 folgt dann dem Drosselsignal 18 gemäß KANAL 1.
  • In der nachfolgenden Periode 70 fällt KANAL 1 aus, wie es durch die Unterbrechung der dem Signal 18 entsprechenden Linie dargestellt ist, was die Drosseleinstellung 24 dazu veranlasst, zu fallen und dem zweiten Drosselsignal 20 über Statusblock 62 und Zustandsübergangspfeil 71 zu folgen.
  • Während der nächsten Periode 74 wird das Signal 18 wiederhergestellt, wenn die Störung z.B. diskontinuierlich war, und das Programm kehrt über den Zustandsübergangspfeil 75 wieder zu dem Statusblock 66 zurück, wodurch sich die Verfügbarkeit der Kanäle während des Drosselklappenbetriebs erhöht.
  • Bezugnehmend auf die 4 und 5 kann während des Intervalls 80 beispielsweise eine Abweichung in den Signalen der Kanäle 1 und 2 auftreten, die einen vorbestimmten Wert Δ übersteigt. Dann geht das Programm 50 über den Zustandsübergangspfeil 84 von Statusblock 66 zu Statusblock 82 über. Bei diesem Status folgt die Drosseleinstellung 24 dem Kanal mit dem niedrigeren Drosselsignal und stellt so einen "konservativen" Betrieb des Fahrzeugs sicher.
  • Wenn während des Intervalls 94 KANAL 2 oder der niedrigere Kanal ausfallen sollte, fällt die Drosseleinstellung 24, wie durch den Zustandsübergangspfeil 86 dargestellt, auf ein hohes Leerlaufniveau zurück (high idle level) 88. Das hohe Leerlaufniveau wird eingestellt, so dass der Motor weiter läuft und es möglich ist, das Fahrzeug bei sehr niedriger Geschwindigkeit von ca. 8 km/h (5 Meilen/h) zu einer Werkstatt zu fahren. Der hohe Leerlaufzustand wird durch den Statusblock 88 dargestellt, und der Übergang wird durch den Pfeil 86 angezeigt.
  • Wenn in Statusblock 88 einer der Kanäle oder beide Kanäle fehlerfrei werden, wie es in dem Intervall 95 dargestellt ist, geht das Programm 50 zu dem Ramp-up-Status 92 über, bei dem die Drosseleinstellung 24 linear ansteigt, gemäß dem Zustandsübergangspfeil 90. Der Anstieg erfolgt entweder auf das niedrigere der beiden Drosselsignale in Statusblock 82, wie durch den Zustandsübergangspfeil 93 dargestellt, den Wert von KANAL 2 in Statusblock 62, wenn der KANAL 2 wiederhergestellt wird, wie durch den Zustandsübergangspfeil 96 dargestellt, oder auf den Wert von KANAL 1 in Statusblock 64, wenn der KANAL 1 wiederhergestellt wird, wie durch den Zustandsübergangspfeil 98 angezeigt wird.
  • Wenn während des Prozesses der Rampensteuerung (linearen Erhöhung) der Fehler erneut auftritt, geht das Programm zu Statusblock 88 zurück, jedoch mit dem gleichen sanften Übergang zwischen der letzten Drosseleinstellung (die während des unvollständigen Prozesses der Rampensteuerung erreicht worden ist) und dem hohen Leerlaufzustand 88.
  • Es ist wichtig, dass der Übergang nicht plötzlich erfolgt, sondern einer sanften, kontinuierlichen Rampe 102 folgt, die etwa 0,5 bis 2 Sekunden in Anspruch nimmt, wie durch das Intervall 95 dargestellt. Diese Zeitspanne wird eingeräumt, um es dem Fahrzeugführer zu ermöglichen, auf die Änderung der Drosselklappenstellung zu reagieren, wenn diese unerwünschterweise erfolgt ist. Wenn der Fahrer z.B. bei einem Drosselklappenfehler das Gaspedal ganz durchgetreten hat, wird es ihm durch die lineare Anpassung ermöglicht, vom Gaspedal herunterzugehen, wenn die Geschwindigkeit steigt. Das lineare Anpassen bewahrt den Fahrer vor einer überraschenden Änderung der Drosselklappeneinstellung nach oben oder unten.
  • Von Statusblock 92 und während des Intervalls 106 wird das Programm 50 durch die Wiederherstellung von KANAL 2 veranlasst, über den Zustandsübergangspfeil 93 zu Statusblock 82 zu gehen, wobei die Drosseleinstellung 24 zu der Steuerung anhand des KANALS 2 zurückkehrt. Wenn dann KANAL 1 wiederhergestellt ist, kann das Programm 50 über den Zustandsübergangspfeil 104 zu dem Statusblock 66 gehen.
  • Wenn, wie in Intervall 108 dargestellt, beide Kanäle gleichzeitig ausfallen, fällt die Drosseleinstellung 24 auf das hohe Leerlaufniveau 89, wobei von dem Statusblock 66 über den Zustandsübergangspfeil 110 zu dem Statusblock 88 übergegangen wird.
  • Wenn einer oder beide KANÄLE wiederhergestellt sind, geht das Programm 50 wiederum über den Zustandsübergangspfeil 90 zu dem Statusblock 92, und es folgt eine lineare Erhöhungsphase während des Intervalls 112, wenn der Fehlerwert zu der normalen Drosseleinstellung (in diesem Fall von KANAL 1) zurückkehrt, entweder entlang des Zustandsübergangspfeiles 98 und dann entlang des Pfeils 78 zu dem Statusblock 66 oder entlang des Zustandspfeils 96 und dann entlang des Pfeils 75 zu dem Statusblock 66.
  • Bezugszeichenliste
    Figure 00160001
  • Figure 00170001

Claims (12)

  1. Drosselklappensteuerung (10) für einen Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs, mit: a) einem Eingang (54) zum Empfangen eines ersten und eines zweiten redundanten Drosselsignals (18, 20), wobei die Signale Drosseleinstellungen anzeigen; b) einer Fehlererkennungsschaltung (48), die mit dem Eingang kommuniziert, um einen eventuell vorliegenden Fehler in zumindest einem der redundanten Drosselsignale zu erkennen; c) einem Drosselsignalprozessor (44), der mit dem Eingang und der Fehlererkennungsschaltung (48) kommuniziert und in der Weise arbeitet, dass (i) eine normale Drosseleinstellung bereitgestellt wird, die aus zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale bestimmt wird, wenn kein Fehler in zumindest einem der Drosselsignale vorliegt; (ii) nach dem Beheben eines Fehlers in zumindest einem der Drosselsignale ein Drosselklappenbefehl erteilt wird, durch den allmählich über eine Zeitdauer von mindestens 0,5 bis 2 Sekunden von einer Fehlereinstellung, die bei einer Störung in zumindest einem der Drosselsignale eingesetzt wird, zu einer normalen Drosseleinstellung übergegangen wird; d) einer Ausgangsschaltung (52) zum Empfangen des Drosselklappenbefehls, um ein Ausgangssignal (24) an eine elektrisch steuerbare Drosselklappe (31) bereitzustellen; wodurch abrupte Änderungen der Drosselklappenbefehle vermieden werden und dem Fahrzeugführer ermöglicht wird, auf die Drosselklappenstellung zu reagieren.
  2. Drosselklappensteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselsignalprozessor (44) derart ausgebildet ist, dass (iii) bei einer Störung sowohl des ersten als auch des zweiten Drosselsignals (18, 20) eine Fehlereinstellung bewirkt wird, welche ein Ausgangssignal bereitstellt, durch das die Drosselklappe (31) auf eine Einstellung innerhalb des Leerlaufbereichs des Motors reguliert wird.
  3. Drosselklappensteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselsignalprozessor (44) derart ausgebildet ist, dass (iv) bei einer Störung entweder des ersten oder des zweiten Drosselsignals (18, 20) eine Fehlereinstellung bewirkt wird, die aus dem Drosseleinstellungswert des fehlerfreien ersten oder zweiten Drosselsignals bestimmt wird.
  4. Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe (31) an einem Verbrennungsmotor zum Antrieb eines Fahrzeugs unter Nutzung eines ersten und eines zweiten redundanten Drosselsignals (18, 20), wobei die Signale Drosseleinstellungen festlegen, mit folgenden Schritten: 1) Erkennen eines eventuell vorliegenden Fehlers in zumindest einem der ersten und zweiten redundanten Drosselsignale; 2) Erzeugen einer normalen Drosseleinstellung, die sich aus zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale ergibt, wenn kein Fehler in zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale vorliegt; 3) Erzeugen eines Drosselklappenbefehls, durch den von einer Fehlereinstellung der Drosselklappe, die für die Dauer eines Fehlers in zumindest einem der ersten und zweiten Drosselsignale eingesetzt wird, allmählich über eine Zeitdauer von mindestens 0,5 bis 2 Sekunden zu einer normalen Drosseleinstellung übergegangen wird, nachdem der Fehler behoben worden ist; 4) Verwenden des Drosselklappenbefehls, um ein Ausgangssignal an eine elektrisch steuerbare Drosselklappe (31) bereitzustellen; wodurch abrupte Änderungen der Drosselklappenbefehle vermieden werden und dem Fahrzeugführer ermöglicht wird, auf die Drosselklappenstellung zu reagieren.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte Fehlereinstellung der Drosselklappe ein Ausgangssignal innerhalb des Leerlaufbereichs des Motors bereitstellt.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale (18, 20) eine Abfolge von Impulsen sind, deren Breiten (38) Drosseleinstellungen wiedergeben, und wobei ein Fehler erkannt wird, wenn die Frequenz der Impulse der Eingangssignale außerhalb eines festgelegten Frequenzbereichs (42) liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler erkannt wird, wenn die Frequenz der Pulse der Eingangssignale außerhalb eines festgelegten Frequenzbereichs (42) liegt und dabei eine festgelegte Fehlerzeit überschritten wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangssignale (18, 20) eine Abfolge von Impulsen sind, deren Breiten (38) Drosseleinstellungen wiedergeben, und wobei ein Fehler erkannt wird, wenn die Breite der Impulse der Eingangssignale außerhalb eines festgelegten Impulsbreitebereichs (40) liegt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fehler erkannt wird, wenn die Breite (38) der Impulse der Eingangssignale (18, 20) außerhalb eines festgelegten Impulsbreitebereichs (40) liegt und dabei eine festgelegte Fehlerzeit überschritten wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch den folgenden weiteren Schritt: 5) Erzeugen einer Fehlereinstellung der Drosselklappe aus den Drosseleinstellungswerten des fehlerfreien ersten oder zweiten Drosselsignals (18, 20), wenn entweder in dem ersten oder zweiten Drosselsignal ein Fehler vorliegt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselklappenbefehl, der durch das erste und zweite Drosselsignal festgelegt wird, funktionell an ein einziges bevorzugtes der beiden Signale gekoppelt ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11, gekennzeichnet durch den folgenden weiteren Schritt: 6) Erzeugen einer Fehlereinstellung der Drosselklappe aus dem Drosseleinstellungswert desjenigen ersten oder zweiten Drosselsignals, das eine Drosseleinstellung mit einer geringeren Drosselklappenöffnung vorsieht, wenn das erste und das zweite Drosselsignal um einen Betrag voneinander abweichen, der einen festgelegten Betrag (Δ) überschreitet.
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