-
GEBIET DER
ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kraftfahrzeug-Antriebsstrangsteuerung
und insbesondere auf die elektronische Drosselklappensteuerung.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Beschleunigen
eines Fahrzeugs, Verzögern
eines Fahrzeugs oder Aufrechterhalten der Fahrzeuggeschwindigkeit
(d. h. weder Beschleunigen noch 0. Antreiben der Räder. Die
Drosselklappe wird durch einen Elektromotor gemäß der Steuerung eines Motor-
oder Antriebsstrangstrang-Steuermoduls
(PCM) positioniert, das ebenfalls den Betrieb des Motors und des
Getriebes steuert. Außerdem
steuert das PCM herkömmliche Zünd- und
Kraftstoffsteuervorrichtungen, die mit dem Motor gekoppelt sein
können.
Das PCM arbeitet typisch anhand einer Anzahl von Eingaben einschließlich der
Motordrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrpedalstellung
und der Drosselklappenstellung. Diese Eingaben werden durch verschiedene
herkömmliche Sensoren
wie etwa Wellendrehzahlsensoren und Drosselklappenstellungssensoren
geliefert.
-
Im
Allgemeinen aktiviert das PCM den Elektromotor, um die Drosselklappe
gemäß einem
gewünschten
Drosselklappenbereich zu positionieren, der in Reaktion auf die
Fahrpedalstellung und verschiedene Steuerfunktionen wie etwa die
Leerlaufdrehzahlsteuerung, die Motordrehzahlreglersteuerung, den
Fahrtregler und die Traktionssteuerung bestimmt wird. Zum Beispiel
führt ein
Niederdrücken
des Fahrpedals zu einer entsprechenden Bewegung eines Drosselklappenventils
durch den Elektromotor, der das Öffnen
und Schließen
des Drosselklappenventils steuert. Der Grad des Niederdrückens führt zu einer
Bewegung der Drosselklappenplatte um einen entsprechenden Winkel.
Diese Funktionen können
unter Verwendung einer elektronischen Drosselklappensteuerung (ETC)
realisiert werden, die einen einfachen Pedalstellungs-Drosselklappenstellungs-Vergleich
verwendet, der auf Pedalstellungssensoren (PPS) bzw. Drosselklappenstellungssensoren (TPS)
beruht. Diese Steuerung enthält
typisch die Einstellung der Drosselklappenstellung durch eine gesteuerte
Motorbewegung, um eine geeignete Beschränkung für einen Luftdurchgang in den
Motor zu liefern. Wenn das Fahrpedal durch den Fahrer niedergedrückt wird,
wird der Winkel des Drosselklappenventils durch das Drosselklappenstellglied
erhöht.
Dies lässt
mehr Luft in den Motor und erhöht
allgemein die Motorleistung.
-
Das
PCM kann auf irgendeinen von mehreren Faktoren reagieren, die zum
Formulieren einer momentanen gewünschten
Drosselklappenstellung verwendet werden. Diese Faktoren können z.
B. Eingaben, die die Motorbetriebsbedingungen angeben, einen Fahrerbefehl
von einem Fahrpedal oder Informationen von einem aktiven Fahrtregelungsalgorithmus
enthalten. Von einem herkömmlichen
Drosselklappenventil-Stellungssensor, der ein Signal an die Steuereinheit übermittelt,
kann an das PCM eine Rückkopplung
geliefert werden, deren Größe mit dem Öffnungsgrad
des Drosselklappenventils oder der Drosselklappenplatte zusammenhängt.
-
In
der Vergangenheit haben sich ETC-Systeme, die Drosselklappenstellungssensoren
(TPS), typisch zwei TPS, verwenden, allgemein für jeden TPS auf eine einzelne
Referenz und Rückleitung
gestützt.
Zum Beispiel wird eine 5-Volt-Referenz 5VA als eine Referenz und
Rückleitung
sowohl für
den TPS1 als auch für
den PPS2 verwendet, während
eine 5-Volt-Referenz
5VB als eine Referenz und Rückleitung
sowohl für
den TPS2 als auch für
den PPS1 verwendet wird. In diesem Beispiel hatte ein Krümmer-Absolutdrucksensor
(MAP-Sensor) die gleiche Referenz und Rückleitung wie der TPS2-Sensor,
d. h., der MAP-Sensor verwendete bei dem TPS2 ebenfalls die 5VB
als Referenz und Rückleitung.
-
Eine
Sorge bei ETC-Systemen ist die Ausfallbetriebsartreaktion zur Berücksichtigung
von Sicherheitsbetrachtungen des Fahrzeugbetriebs. In dem vorangehenden
Beispiel führt
ein Verlust der 5VA-Referenz oder -Rückleitung (oder -Masse) zur
Aktivierung einer Störungsanzeigelampe
(MIL) und zu beschränkter
Drosselklappenberechtigung (LTA), wobei die Drosselklappe lediglich
in einem beschränkten
Grad verlagert werden kann, führt
ein Verlust der 5VB-Referenz oder -Rückleitung zur MIL-Aktivierung und zur
Motorabschaltung, wodurch der Kraftstoff abgeschaltet wird, und
führt ein
Verlust des MAP zur MIL-Aktivierung und zur Standard-Drosselklappenberechtigung
(DTA), die auch als Heim-Hink-Betriebsart
bezeichnet wird, bei der die Drosselklappe geparkt ist. Außerdem verwenden
herkömmliche
ETC-Systeme allgemein einen MAP-Sensor zum Abtasten des Luftdrucks
und zum Ableiten des Luftdurchflusses bei der Schaffung von Abhilfemaßnahmen.
Allerdings fordert die Kraftfahrzeugindustrie ständig Verbesserungen an bestehenden
Abhilfemaßnahmen
der ETC, um fortgesetzte Sicherheitsverbesserungen zu schaffen,
während
die Gesamtkosten der Integration dieser Verbesserungen minimiert,
aufrechterhalten oder verringert werden.
-
Dementsprechend
ist es erwünscht,
ein mit einem Drosselklappenstellungssensor aufintegriertes elektronisches
Drosselklappensteuersystem mit einer verbesserten Ausfallbetriebsartreaktion
zu schaffen. Außerdem
ist es erwünscht,
ein elektronisches Drosselklappensteuersystem zu schaffen, das einen
Luftdurchflussmengen-Sensor und einen Krümmer-Absolutdrucksensor mit einer verbesserten
Ausfallbetriebsartreaktion verwendet. Ferner werden weitere erwünschte Merkmale
und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung der Erfindung und aus den beigefügten Ansprüchen, die in Verbindung mit
den beigefügten
Zeichnungen und diesem Hintergrund der Erfindung zu nehmen sind,
sichtbar.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Gemäß verschiedenen
beispielhaften Ausführungsformen
wird eine Vorrichtung zur elektronischen Drosselklappensteuerung
geschaffen, die eine Drosselklappenkörper-Baueinheit verwendet,
die umfasst: ein Drosselklappenstellglied; eine Eingangsschaltung,
die Sensorsignale empfängt
und eine erste Referenzspannung, eine zweite Referenzspannung und
eine dritte Referenzspannung besitzt; einen ersten Drosselklappenstellungssensor
(TPS), der mit der zweiten Referenzspannung verbunden ist; einen
zweiten TPS, der mit der zweiten Referenzspannung verbunden ist;
einen Krümmer-Absolutdrucksensor
(MAP-Sensor), der mit der ersten Referenzspannung verbunden ist;
einen Krümmer-Luftdurchflusssensor
(MAF-Sensor), der
mit der dritten Referenzspannung verbunden ist; und einen Prozessor,
der mit der Eingangsschaltung verbunden ist und an das Drosselklappenstellglied
ein Steuersignal sendet, das auf den Sensorsignalen beruht. Das
ETC-System mit der oben erwähnten
Drosselklappenkörper-Baueinheit besitzt
verbesserte Abhilfemaßnahmen
in Reaktion auf Ausfälle
der verschiedenen Sensoren, Referenzen und Rückleitungen. Außerdem verwendet
das ETC-System in einer Ausführungsform
zur Verbesserung von Abhilfemaßnahmen
eine Kombination von MAP- und MAF-Sensoren.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den folgenden
Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Elemente bezeichnen und
-
1 ein
schematisches Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer Drosselklappenkörper-Baueinheit
ist; und
-
2 ein
schematisches Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer Drosselklappenstellungssensor-Architektur
in einem elektronischen Drosselklappensteuersystem ist.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die
folgende ausführliche
Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft
und soll die Erfindung oder die Anwendung und Verwendungen der Erfindung
nicht einschränken.
Außerdem
soll sie nicht an irgendeine Theorie gebunden sein, die in dem vorangehenden
Hintergrund der Erfindung, in der Kurzbeschreibung der Zeichnungen
oder in der folgenden ausführlichen
Beschreibung dargestellt ist.
-
Neben
anderen Einzelteilen enthält
eine Motorbaueinheit einen Motor, ein Lufteinlasskrümmer und
ein Drosselklappenstellglied. Die Luft fließt in den Motor durch einen
Lufteinlasskrümmer,
der durch das Drosselklappenstellglied gesteuert wird. Die Luft
wird zu Kraftstoff-Luft-Gemischen kombiniert, in den Motorzylindern verbrannt
und über
ein Abgassystem freigesetzt. Das Drosselklappenventil wird entweder
direkt mit einem Drahtseil oder indirekt in einer "elektronisch gesteuerten" Konfiguration durch
ein Fahrpedal gesteuert. Pedalstellungssensoren (PPS) überwachen
die Stellung des Fahrpedals und Drosselklappenstellungssensoren (TPS) überwachen
die Stellung des Drosselklappenventils. Außerdem enthält die Baueinheit einen Luftdurchflussmengen-Sensor
(MAF-Sensor), der zur Messung des Luftdurchflusses in den Motor
am Einlasskrümmer angeordnet
ist, wobei der Einlasskrümmer
-Luftdruck durch einen Krümmer-Absolutdrucksensor
(MAP-Sensor) abgetastet wird.
-
Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
wird ein elektronisches Drosselklappensteuersystem (ETC-System)
zur Verwendung mit einer Drosselklappenkörper-Baueinheit mit einer verbesserten
Ausfallbetriebsartreaktion geschaffen. Das ETC-System besitzt eine
einzigartige Drosselklappenstellungssensor-Architektur, die auf
einer Anordnung von TPS, eines MAP-Sensors und eines MAF-Sensors zur Ausgabe
eines geeigneten Steuersignals an ein Drosselklappenstellglied beruht.
Je nach einem Ausfall erster Ordnung und einem Ausfall zweiter Ordnung,
die den oben erwähnten
Sensoren entsprechen, besitzt das ETC-System eine erwünschte ETC-Sicherheitseinhaltung
mit robusten Ausfallbetriebsartreaktionen. Außerdem besitzt das ETC-System
keine Motorabschaltung als eine Reaktion auf einen Ausfall erster
Ordnung oder als eine Reaktion auf einen Ausfall zweiter Ordnung
auf die oben erwähnten
Sensoren. Obgleich das ETC-System
im Folgenden anhand von TPS, des MAP-Sensors, des MAF-Sensors, von Referenzspannungen
und von Rückleitungen
(oder Massen) beschrieben wird, können mit der Drosselklappenkörper-Baueinheit
zusätzliche
Sensoren verwendet werden.
-
Nunmehr
anhand der Zeichnungen ist 1 ein schematisches
Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform einer allgemein
bei 10 gezeigten Drosselklappenkörper-Baueinheit in einem Kraftfahrzeug 11. Die
Drosselklappenkörper-Baueinheit 10 enthält eine
Steuereinheit 12, die Signale von den PPS 14, 16,
von den TPS 18, 20, von einem MAP-Sensor 22 und
von einem MAF-Sensor 24 empfängt. Die Steuereinheit 12 gibt
in Reaktion auf die von den PPS 14, 16, von den
TPS 18, 20, von dem MAP-Sensor 22 und
von dem MAF-Sensor 24 empfangenen Signale ein Steuersignal
an das Drosselklappenstellglied 13 aus.
-
Die
Steuereinheit 12 ist ein herkömmlicher Digitalcomputer, der
zur Motorsteuerung verwendet wird, und enthält die Standardelemente einer
Zentraleinheit (CPU), eines Schreib-Lese-Speichers, eines Nur-Lese-Speichers, eines
oder mehrerer Analog/Digital-Umsetzer, einer Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung und
einer Taktschaltungsanordnung. Die Steuereinheit 12 kann
beim Anlegen einer Zündleistung
an den Motor aktiviert werden. Wenn die Steuereinheit 12 aktiviert
wird, führt
sie eine Reihe von Operationen aus, die in einem befehlsweisen Format
im Speicher gespeichert sind, um Motorsteuerungs-, Diagnose- und
Wartungsoperationen bereitzustellen.
-
In
einer Ausführungsform
kann die Steuereinheit 12 ein Mikrocontroller sein, der
ein Motorsteuerprogramm mit Motorsteuerfunktionen ausführt. Das
Steuerprogramm ist in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) oder in einer
anderen dauerhaften Speichervorrichtung gespeichert, während zur
vorübergehenden
Speicherung von Programmvariablen, Parametermesswerten und anderen
Daten ein Schreib-Lese-Speicher (RAM) verwendet wird. Bei der Steuereinheit 12 sind
Standardschnittstelleneinheiten zum Übersetzen von Signalen von den
zuvor erwähnten
Sensoren in Signale, die durch die Steuereinheit 12 nutzbar
sind und als Eingaben in die Steuereinheit 12 dienen, vorgesehen.
Unter Verwendung dieser Eingaben führt die Steuereinheit 12 geeignete Berechnungen
aus und gibt sie verschiedene Signale aus. Zum Beispiel verwendet
die Steuereinheit 12 den TPS1 18 und den TPS2 20 in
einem elektronischen Drosselklappensteuersystem, um das Steuersignal
wie etwa ein ETC-Signal zum Steuern des Drosselklappenstellglieds
zu erzeugen. Wenn das Fahrpedal verlagert wird, weist das ETC-Signal
das Drosselklappenstellglied an, den Winkel der Drosselklappe zu
erhöhen,
was mehr Luft in den Motor lässt
und dadurch die Motorleistung erhöht.
-
In
einer Ausführungsform
werden durch die Steuereinheit 12 eine Menge von Motorparametern
einschließlich
Eingaben vom TPS1 18, vom TPS2 20, vom MAP-Sensor 22 und
vom MAF-Sensor 24 gemessen oder geschätzt. Die Drosselklappenstellung
wird durch den TPS1 18 und durch den TPS2 20 gemessen
und über
ein Leitungspaar 26 bzw. 28 in die Steuereinheit 12 eingegeben.
Die Fahrpedalstellung wird durch den PPS1 14 und durch
den PPS2 16 gemessen und über ein Leitungspaar 15 bzw. 17 in
die Steuereinheit 12 eingegeben. Der Krümmerdruck wird durch den MAP-Sensor 22 abgetastet
und der Krümmer-Luftstrom
durch den MAF-Sensor 24 abgetastet,
wobei beide über
ein Leitungspaar 25 bzw. 27 in die Steuereinheit 12 eingegeben
werden. In einer Ausführungsform
sind die oben erwähnten
Sensoren sämtlich
Standardsensoren, von denen eine Vielzahl für den Fachmann auf dem Gebiet
leicht verfügbar
sind.
-
2 ist
ein Blockschaltplan einer beispielhaften Ausführungsform einer allgemein
bei 30 gezeigten Drosselklappenstellungssensor-Architektur
in einem ETC-System. Die Referenzspannungen 5VA 32, 5VB 34 und
12V 36 sind mit verschiedenen Sensoren und Eingangssignalen
in die Steuereinheit 12 verbunden. Obgleich hier in Verbindung
mit den Referenzspannungen 5 Volt und 12 Volt beschrieben sind,
sind diese Werte lediglich zur zweckmäßigen Erläuterung aufgeführt, wobei
andere Spannungswerte wie etwa solche, die auf einer herkömmlichen
Batteriespannung beruhen, verwendet werden können. Die 5VA-Referenzspannung 32 ist
mit dem MAP-Sensor 22 und mit dem PPS2 16 verbunden.
Die 5VB-Referenzspannung 34 ist
mit dem TPS1 18, mit dem TPS2 20 und mit dem PPS1 14 verbunden.
Die 12V-Referenzspannung 36 ist mit dem MAF-Sensor 24 verbunden.
In dieser Ausführungsform
sind der TPS1 18 und der TPS2 20 beide mit der
gleichen Referenzspannung 5VB verbunden.
-
Die
im Folgenden ausführlicher
beschriebenen Tabellen 1 bis 9 zeigen Ausfallbetriebsartreaktionen oder
Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit 12 anhand von Ausfällen erster Ordnung und Ausfällen zweiter Ordnung
spezifischer Sensoren, Referenzen und Rückleitungen, die in dem ETC-System verwendet
sind. Die beschränkte
Drosselklappenberechtigung (LTA) entspricht einer begrenzten Drosselklappenverlagerung.
Die Motorabschaltung entspricht einer Kraftstoffabschaltung zu dem
Motor. Die Standard-Drosselklappenberechtigung (DTA) entspricht
einer geparkten Drosselklappe oder einer abgeschalteten Drosselklappe.
Die Ausfälle erster
Ordnung oder zweiter Ordnung des MAP beruhen auf einem Ausfall des
MAP-Sensors allein oder als ein Funktionsausfall des MAP-Sensors
im Vergleich zu einem TPS. Die Ausfälle erster Ordnung oder zweiter Ordnung
des MAF-Sensors beruhen auf einem Ausfall des MAF-Sensors allein
oder als ein Funktionsausfall des MAF-Sensors im Vergleich zu einem
TPS.
-
Die
Eingaben vom TPS1 18 und vom TPS2 20 werden durch
die Steuereinheit 12 miteinander verglichen, um einen TPS-Korrelationsfehler
(TPS Corr) zu bestimmen. Falls das Signal vom TPS1 18 nicht
das gleiche wie das Signal vom TPS2 20 ist, wählt die
Steuereinheit 12 die höhere
der zwei Drosselklappenstellungen aus und geht zur LTA über. Außerdem bestimmt
die Steuereinheit 12, ob die TPS 18, 20 miteinander
kurzgeschlossen sind, und geht im Fall eines Kurzschlusses zur DTA über.
-
Die
Eingaben vom PPS1 14 und vom PPS2 16 können außerdem durch
die Steuereinheit 12 miteinander verglichen werden, um
einen PPS-Korrelationsfehler
zu bestimmen, wobei die Steuereinheit 12 außerdem bestimmen
kann, ob die PPS 14, 16 kurzgeschlossen sind.
Zur Veranschaulichung der Wirkungen der erfindungsgemäßen TPS-Architektur
auf Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit sind die Abhilfemaßnahmen in Reaktion auf einen
PPS-Ausfall, entweder des PPS1 oder des PPS2, auf einen PPS-Korrelationsfehler
und auf Kurzschlüsse
einer der PPS in den folgenden Tabellen nicht enthalten und nicht
entscheidend für
den Betrieb des erfindungsgemäßen ETC-Systems.
Obgleich dies in den folgenden Tabellen nicht aufgeführt ist,
kann irgendeine Abhilfemaßnahme
außerdem
zusätzlich
zur Aktivierung einer Lampe für
verringerte Motorleistung (REP-Lampe) führen. Außerdem kann eine MIL für Bord-Emissionsanforderungen
aktiviert werden.
-
Tabelle
1 zeigt die Hauptabhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 in einer Ausführungsform. Ein erster Ausfall
entweder des TPS1 oder des TPS2 führt zu einer beschränkten Drosselklappenverlagerung.
Ein erster Ausfall entweder des MAP-Sensors oder des MAF-Sensors
führt zu
keiner Drosselklappenänderung,
sondern lediglich zur Aktivierung einer MIL-Lampe. Im Fall eines
Ausfalls des MAP-Sensors kann ein Standardwert verwendet werden,
während
im Fall eines Ausfalls des MAF-Sensors anstelle des MAF-Sensors
ein modellierter Sensor verwendet werden kann. Ein Ausfall der 5VA-Referenz
oder V5A führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung und ein Ausfall der
5VB-Referenz oder V5B führt
zu einer abgeschalteten Drosselklappe. Ein TPS-Korrelationsfehler
führt zu
einer begrenzten Drosselklappenverlagerung und ein Kurzschluss eines der
TPS zu einer abgeschalteten Drosselklappe. In herkömmlichen
TPS- Anordnungen
führt ein
Ausfall des MAP-Sensors zu einer abgeschalteten Drosselklappe oder
DTA und ein Ausfall der V5B zur Motorabschaltung. Tabelle
1
-
Tabelle
2 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des TPS1
18 und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Wie oben anhand von Tabelle 1 zuvor erwähnt wurde, führt der
erste Ausfall des TPS1 zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung
und der nachfolgende zweite Ausfall des TPS2 zu einer abgeschalteten
Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall entweder des MAP-Sensors
oder des MAF-Sensors führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall der V5A führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung und ein nachfolgender
zweiter Ausfall der V5B zu einer abgeschalteten Drosselklappe. Ein
nachfolgender zweiter Ausfall, der einem TPS-Korrelationsfehler
entspricht, entfällt,
da die TPS-Korrelationsdiagnose
während
eines TPS 1- oder TPS2-Ausfalls deaktiviert ist, während ein
nachfolgender zweiter Ausfall, der einem Kurzschluss eines der TPS
entspricht, zu einer abgeschalteten Drosselklappe führt. In herkömmlichen
TPS-Anordnungen führt
der nachfolgende zweite Ausfall des MAP-Sensors zur Motorabschaltung
und der nachfolgende zweite Ausfall der V5B ebenfalls zur Motorabschaltung. Tabelle
2
-
Tabelle
3 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des TPS2
20 und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Wie oben anhand von Tabelle 1 zuvor erläutert wurde, führt der
erste Ausfall des TPS2 zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung
und der nachfolgende zweite Ausfall des TPS1 zu einer abgeschalteten
Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall entweder des MAP-Sensors
oder des MAF-Sensors führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall der V5B führt
zu einer abgeschalteten Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter
Ausfall, der einem TPS-Korrelationsfehler
entspricht, entfällt, da
die TPS-Korrelationsdiagnose während
eines TPS 1- oder TPS2-Ausfalls deaktiviert ist, während ein
nachfolgender zweiter Ausfall, der einem Kurzschluss eines der TPS
entspricht, zu einer abgeschalteten Drosselklappe führt. In
herkömmlichen TPS-Anordnungen
führt der
nachfolgende zweite Ausfall des MAP-Sensors zur Motorabschaltung
und der nachfolgende zweite Ausfall der V5B ebenfalls zur Motorabschaltung. Tabelle
3
-
Tabelle
4 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des MAP-Sensors
22 und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAF-Sensors oder der V5B führt zu einer
abgeschalteten Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall
eines der TPS oder der V5A führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall, der einem TPS-Korrelationsfehler
entspricht, führt zu
einer begrenzten Drosselklappenverlagerung, während ein nachfolgender zweiter
Ausfall, der einem Kurzschluss eines der TPS entspricht, zu einer
abgeschalteten Drosselklappe führt.
In herkömmlichen
TPS-Anordnungen hat der nachfolgende zweite Ausfall des MAF-Sensors
keine Abhilfemaßnahme,
führt der
nachfolgende zweite Ausfall eines der TPS oder der Referenzen V5A
und V5B zur Motorabschaltung, führt
der nachfolgende zweite Ausfall, der einem TPS- Korrelationsfehler entspricht, zu einer
abgeschalteten Drosselklappe und der nachfolgende zweite Ausfall,
der einem Kurzschluss eines der TPS entspricht, zur Motorabschaltung. Tabelle
4
-
Tabelle
5 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des MAF-Sensors
24 und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAP-Sensors oder der V5B führt zu einer
abgeschalteten Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall
eines der TPS führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall, der einem TPS-Korrelationsfehler entspricht, führt zu einer
begrenzten Drosselklappenverlagerung, während ein nachfolgender zweiter
Ausfall, der einem Kurzschluss eines der TPS oder einem Ausfall
der V5A entspricht, zu einer abgeschalteten Drosselklappe führt. In
herkömmlichen
TPS-Anordnungen besitzt ein nachfolgender zweiter Ausfall irgendeines
der oben erwähnten
Sensoren, Referenzen und Rückleitungen,
abgesehen davon, dass ein Ausfall der V5B zu einer Motorabschaltung
führt, keine
zusätzliche
Abhilfemaßnahme
gegenüber
der in
5 gezeigten. Tabelle
5
-
Tabelle
6 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung der Referenzspannung 5VA oder V5A und für Ausfälle zweiter
Ordnung verschiedener Referenzen, Sensoren und Rückleitungen in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAP-Sensors oder des TPS2
oder des TPS1 führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall des MAF-Sensors oder der V5B führt zu einer abgeschalteten
Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall, der entweder einem
TPS-Korrelationsfehler oder einem Kurzschluss eines der TPS entspricht,
führt zu
einer abgeschalteten Drosselklappe. In herkömmlichen TPS-Anordnungen hat
der nachfolgende zweite Ausfall des MAF-Sensors keine zusätzliche
Abhilfemaßnahme
und der nachfolgende zweite Ausfall der V5B führt zur Motorabschaltung. Tabelle
6
-
Tabelle
7 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung und der Referenzspannung 5VB oder V5B und für Ausfälle zweiter
Ordnung verschiedener Referenzen, Sensoren und Rückleitungen in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAP-Sensors oder des MAF-Sensors oder der
V5A oder des TPS führt
zu einer abgeschalteten Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter
Ausfall, der einem Kurzschluss eines der TPS entspricht, führt zu einer
abgeschalteten Drosselklappe. In herkömmlichen TPS-Anordnungen führt der
nachfolgende zweite Ausfall einer der oben erwähnten Referenzen, des oben
erwähnten
Sensors oder der oben erwähnten
Rückleitungen
zur Motorabschaltung. Tabelle
7
-
Tabelle
8 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des TPS-Korrelationsfehlers und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAP-Sensors, des MAF-Sensors, eines der
TPS oder der V5A führt
zu einer begrenzten Drosselklappenverlagerung. Ein nachfolgender
zweiter Ausfall der V5B führt zu
einer abgeschalteten Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall,
der einem Kurzschluss eines der TPS entspricht, führt zu einer
abgeschalteten Drosselklappe. In herkömmlichen TPS-Anordnungen führt der nachfolgende
zweite Ausfall des MAP-Sensors zu einer abgeschalteten Drosselklappe
oder alternativ zur Motorabschaltung, während der nachfolgende zweite
Ausfall des MAF-Sensors keine zusätzliche Abhilfemaßnahme hat
und der nachfolgende zweite Ausfall der V5B zur Motorabschaltung
führt. Tabelle
8
-
Tabelle
9 zeigt Abhilfemaßnahmen
der Steuereinheit
12 für
Ausfälle
erster Ordnung des TPS-Kurzschlusses und für Ausfälle zweiter Ordnung verschiedener
Referenzen, Sensoren und Rückleitungen
in einer Ausführungsform.
Ein nachfolgender zweiter Ausfall des MAP-Sensors oder des MAF-Sensors
oder eines der TPS oder der V5A-Referenz führt zu einer abgeschalteten
Drosselklappe. Ein nachfolgender zweiter Ausfall der V5B führt zu einer
abgeschalteten Drosselklappe und ein nachfolgender zweiter Ausfall,
der einem Korrelationsfehler eines der TPS entspricht, führt ebenfalls
zu einer abgeschalteten Drosselklappe. In herkömmlichen TPS-Anordnungen führt der
nachfolgende zweite Ausfall des MAP-Sensors zu einer geparkten Drosselklappe
oder alternativ zur Motorabschaltung, während der nachfolgende zweite
Ausfall des MAF-Sensors keine zusätzli che Abhilfemaßnahme besitzt
und der nachfolgende zweite Ausfall der V5B zur Motorabschaltung führt. Tabelle
9
-
Wie
in den Tabellen 1 bis 9 veranschaulicht ist, verbessert die erfindungsgemäße Drosselklappenkörper-Baueinheit
unter Verwendung eher erwünschter
Motorzustände
die Abhilfemaßnahmen-
oder Ausfallbetriebsartreaktionen im Vergleich zu herkömmlichen
TPS-Anordnungen. Zum Beispiel ist keine Abhilfemaßnahme erwünschter
als eine Abhilfemaßnahme,
ist die DTA erwünschter
als eine Motorabschaltung und ist die LTA erwünschter als die DTA. Außerdem hat
die ETC, die die erfindungsgemäße Drosselklappenkörper-Baueinheit verwendet,
anhand der vorstehenden Tabellen von Ausfallbetriebsartreaktionen
nicht die Motorabschal tung als eine Abhilfemaßnahme in Reaktion auf die
oben erwähnten
Sensoren, Referenzen und Rückleitungen.
-
Ein
Kriterium, das für
die Einhaltung der ETC-Sicherheitsbetrachtungen verwendet wird,
ist die Ausfallwahrscheinlichkeit. Die Verwendung einer gemeinsamen
Referenzspannung und Rückleitung
sowohl für den
TPS1 als auch für
den TPS2 und die Aufnahme des MAP-Sensors und des MAF-Sensors gemäß den oben
erwähnten
beispielhaften Ausführungsformen
schafft ein ETC-System, das die gewünschten Sicherheitsbetrachtungen
erfüllt.
Zum Beispiel erzeugt ein Ausfall der V5A-Referenz oder der V5A-Rückleitung oder ein MAP-Sensorausfall
eine erste Wahrscheinlichkeit des Auftretens, besitzt ein Ausfall
der V5B-Referenz oder der V5B-Rückleitung
oder ein TPS1- oder TPS2-Ausfall eine zweite Wahrscheinlichkeit
des Auftretens und besitzt ein MAF-Sensorausfall eine dritte Wahrscheinlichkeit
des Auftretens. Da jede der oben erwähnten Wahrscheinlichkeiten
des Auftretens ein unabhängig
auftretendes Ereignis ist, liegt die Gesamtausfallwahrscheinlichkeit,
die sich aus der Kombination aller drei ergibt, durchaus innerhalb
des gewünschten
Bereichs für
die ETC-Sicherheitsbetrachtung.
Das erfindungsgemäße ETC-System
schafft für
alle Eingabe/Ausgabe-Ausfälle des
Systems Abhilfemaßnahmen
oder Ausfallbetriebsarten. Obgleich Abhilfemaßnahmen in Bezug auf Eingabe/Ausgabe-Fehler
zweiter Ordnung beschrieben sind, können in verschiedenen Ausführungsformen
außerdem
zusätzliche
Ausfälle
wie etwa dritter Ordnung oder andere Eingabe/Ausgabe-Ausfälle ebenfalls
auftreten und optional entsprechende Abhilfemaßnahmen besitzen.
-
Da
bei der erfindungsgemäßen TPS-Architektur
weniger Anschlussstifte verwendet werden, sind die Gesamtkosten
des Drosselklappenkörpers
allgemein weniger hoch als die herkömmlicher Drosselklappenkörper. In
einer Ausführungsform
ist die Anzahl der für
die Signalkommunikation verwendeten Anschlussstifte von acht Anschlussstiften
auf sechs Anschlussstifte verringert. Zum Beispiel verwenden herkömmliche
Drosselklappenkörper
eine Acht-Anschlussstift-Konfiguration mit zwei Anschlussstiften,
die zum Öffnen
und Schließen bestimmt
sind, wobei jeder TPS-Ausgang der zwei TPS (d. h. TPS1 und TPS2)
einen für
eine Referenzspannung wie etwa 5V bestimmten Anschlussstift, einen
für die
Rückleitung
bestimmten Anschlussstift und einen für das Signal bestimmten Anschlussstift
besitzt. Der Drosselklappenkörper,
der die erfindungsgemäße TPS-Architektur
verwendet, kann eine Sechs-Anschlussstift-Konfiguration besitzen, wobei zwei Anschlussstifte
für das Öffnen und
das Schließen
bestimmt sind, ein Anschlussstift für den TPS1 bestimmt ist, ein
Anschlussstift für
den TPS2 bestimmt ist, ein Anschlussstift für die Referenzspannung bestimmt
ist und ein Anschlussstift für
die Rückleitung
oder Masse bestimmt ist. Außerdem
ermöglicht
ein Sechs-Anschlussstift-Drosselklappenkörper allgemein
eine verringerte Verbindergröße und Vereinfachung
des Drosselklappenkörpers. Da
weniger Drähte
für einen
Ausfall verfügbar
sind, wird mit weniger Verdrahtung von der verringerten Anzahl der
Anschlussstifte in dem Drosselklappenkörper die Zuverlässigkeit
verbessert. Weniger Verdrahtung kann wegen weniger Schnittdrahtzuleitungen
außerdem
die Kosten für
den Drosselklappenkörper
und für
den zugeordneten Kabelbaum verringern. Ferner tritt für alle Ausfälle erster
Ordnung, die in dem erfindungsgemäßen ETC-System auftreten, wie etwa für einen
Kurzschluss zur Masse, keine Motorabschaltung auf.
-
Obgleich
in der vorstehenden ausführlichen
Beschreibung wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform dargestellt worden
ist, sollte klar sein, dass es eine große Anzahl von Abwandlungen
gibt. Außerdem
sollte klar sein, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften
Ausführungsformen
lediglich Beispiele sind und den Umfang der Erfin dung, die Anwendbarkeit
oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
Eher stellt die vorstehende ausführliche
Beschreibung für
den Fachmann auf dem Gebiet einen zweckmäßigen Plan zur Realisierung
der beispielhaften Ausführungsform
oder der beispielhaften Ausführungsformen
bereit. Selbstverständlich
können
an der Funktion und Anordnung der Elemente verschiedene Änderungen
vorgenommen werden, ohne von dem wie in den beigefügten Ansprüchen und in
deren zulässigen
Entsprechungen dargestellten Umfang der Erfindung abzuweichen.
