DE102008017855A1

DE102008017855A1 - Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals

Info

Publication number: DE102008017855A1
Application number: DE102008017855A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hund; Rudolf Fensterle
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2009-10-22
Also published as: US8381703B2; US20090288637A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals (11) im Fahrbetrieb, bei dem die mechanische Stellung des Fahrpedals (11) über zumindest ein Potentiometer in einen elektrischen Signalwert gewandelt und von einem elektronischen Motorsteuergerät (10) eingelesen wird, bei dem als Startwerte ein Leerlauf-Grenzwert für eine Leerlaufstellung des Fahrpedals (11) sowie ein Volllast-Grenzwert für eine Volllaststellung des Fahrpedals (11) gesetzt werden, bei dem für jedes Potentiometer ein Leerlauf-Signalwert, welcher kleiner als der oder gleich dem Leerlauf-Grenzwert ist, in einem potentiometerbezogenen Leerlauf-Datenspeicher abgelegt wird, aus den gespeicherten Leerlauf-Signalwerten ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert bestimmt wird und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Leerlaufstellung des Fahrpedals (11) gesetzt wird, bei dem für jedes Potentiometer ein Volllast-Signalwert, welcher größer als der oder gleich dem Volllast-Grenzwert ist, in einem potentiometerbezogenen Volllast-Datenspeicher abgelegt wird, aus den gespeicherten Volllast-Signalwerten ein repräsentativer Volllast-Signalwert bestimmt wird und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Volllaststellung des Fahrpedals (11) gesetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals im Fahrbetrieb, bei dem die mechanische Stellung des Fahrpedals über zumindest ein Potentiometer in einen elektrischen Signalwert gewandelt und von einem elektronischen Motorsteuergerät eingelesen wird.
Der Betriebspunkt einer Brennkraftmaschine ist über ein Fahrpedal vorgebbar. Die mechanische Position des Fahrpedals wird über mindestens ein Potentiometer, üblich sind drei Potentiometer, in einen elektrischen Signalwert gewandelt und von einem elektronischen Motorsteuergerät eingelesen. Temperatureinflüsse und mechanische Dejustierung bewirken eine Veränderung in der Zuordnung von mechanischer Position des Fahrpedals zum elektrischen Signalwert der angeschlossenen Potentiometer. Zudem sind bei der Verwendung von mehreren Potentiometern an einem Fahrpedal die Signalwerte nicht identisch, beispielsweise in der Leerlaufstellung.
Die DE 36 12 904 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals im Fahrbetrieb über ein Lernprogramm. In einem ersten Schritt werden die aktuellen Signalwerte der Potentiometer mit einem Leerlauf- und Volllast-Grenzwert auf Zulässigkeit verglichen. Bei zulässigen Signalwerten wird dann in einem zweiten Schritt der aktuelle Signalwert mit dem vorhergehenden verglichen. Ist beispielsweise der aktuelle Leerlauf-Signalwert kleiner als der vorhergehende Leerlauf-Signalwert für dieses Potentiometer, so wird der aktuelle Leerlauf-Signalwert als maßgeblicher Wert für die Leerlaufstellung des Fahrpedals gesetzt. Der Leerlauf-Signalwert wird also in Richtung kleinerer Werte gelernt. Entsprechend wird der Volllast-Signalwert in Richtung größerer Werte gelernt und der gelernte Wert als maßgeblich für die Volllaststellung des Fahrpedals gesetzt. Zur Fehlerabsicherung ist ein Zeitglied vorgesehen, über welches die Signalwerte auf den jeweiligen Leerlauf- oder Volllast-Grenzwert zurückgesetzt werden, wenn beispielsweise der aktuelle Leerlauf-Signalwert dauerhaft bei einem größeren Wert als dem gelernten Leerlauf-Signalwert liegt. In der Praxis ist die Bordnetzspannung häufig von Stör-Spannungsimpulsen (Spike, Load Dump) überlagert, welche bei dem beschriebenen Kalibrierungsverfahren einen beispielsweise zu kleinen gelernten Leerlauf-Signalwert vortäuschen können. Dies bedeutet, dass trotz nicht betätigtem Fahrpedal das elektronische Motorsteuergerät elektrisch ein betätigtes Fahrpedal erkennt. Für den gelernten Volllast-Signalwert gilt dies sinngemäß. Kritisch ist also, dass die Leerlauf- und Volllast-Stellung durch das elektronische Motorsteuergerät im Fahrbetrieb temporär nicht mehr erkannt und die Signalwerte dazwischen falsch interpretiert werden.
Zur Lösung des Problems der falsch gelernten Leerlauf-Signalwerte sieht die DE 196 28 162 A1 vor, die Leerlauf-Stellung der Potentiometer des Fahrpedals bei einem Werkstattbesuch oder am Bandende der Fahrzeugproduktion zu kalibrieren. Hierbei wird der aktuelle Leerlauf-Signalwert auf Zulässigkeit geprüft und mit einem Start-Signalwert verglichen. Weichen die beiden Signalwerte nur im geringen Maß voneinander ab, so wird als Leerlauf-Signalwert der Start-Signalwert plus ein Offset gesetzt. Wird eine Signaldrift festgestellt, so wird der Leerlauf-Signalwert auf einen Ersatzwert gesetzt. Im Fahrbetrieb wird dieser Leerlauf-Signalwert entsprechend der in der DE 36 12 904 A1 beschriebenen Vorgehensweise in Richtung kleiner Werte gelernt. Bei festgestellter Signaldrift wird auch hier ein Ersatzwert verwendet. Maßnahmen für die Volllast-Stellung sind bei dieser Fundstelle nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrpedal-Kalibrierungsverfahren im Fahrbetrieb bereit zu stellen, welches robust ist und bei dem sowohl die Leerlaufstellung als auch die Volllaststellung gelernt werden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Bei diesem Kalibrierungsverfahren werden, wie aus dem Stand der Technik bekannt, als Startwerte ein Leerlauf-Grenzwert für eine Leerlaufstellung des Fahrpedals sowie ein Volllast-Grenzwert für eine Volllaststellung des Fahrpedals gesetzt. Danach wird für jedes Potentiometer ein Leerlauf-Signalwert, welcher kleiner als der oder gleich dem Leerlauf-Grenzwert ist, in einem potentiometerbezogenen Leerlauf-Datenspeicher abgelegt. Aus den gespeicherten Leerlauf-Signalwerten wird dann ein repräsentativer Leerlauf- Signalwert über Maximalwertauswahl bestimmt und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Leerlaufstellung des Fahrpedals gesetzt. Ergänzend wird für jedes Potentiometer ein Volllast-Signalwert, welcher größer als der oder gleich dem Volllast-Grenzwert ist, in einem potentiometerbezogenen Volllast-Datenspeicher abgelegt. Aus den gespeicherten Volllast-Signalwerten wird ein repräsentativer Volllast-Signalwert über Minimalwertauswahl bestimmt und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Volllaststellung des Fahrpedals gesetzt.
Über den Datenspeicher wird der Vorteil erzielt, dass nur gesicherte Leerlauf- und Volllast-Signalwerte zur Festlegung der Leerlauf- und Volllaststellung verwendet werden. Die Speichertiefe wiederum definiert die Betriebssicherheit des Systems, da nur mehrfach bestätigte Signalwerte den repräsentativen Signalwert bilden.
Bei Verwendung von mehreren Potentiometern sieht eine Ausführungsform die Bestimmung eines Referenz-Potentiometers vor. Als Referenz-Potentiometer wird dasjenige Potentiometer gesetzt, dessen repräsentativer Leerlauf-Signalwert minimal ist. Danach wird ein Offset des repräsentativen Leerlauf-Signalwerts des weiteren Potentiometers zum repräsentativen Leerlauf-Signalwert des Referenz-Potentiometers berechnet. Nachdem der Offset berechnet wurde, wird für das Referenz-Potentiometer dessen repräsentativer Volllast-Signalwert auf den Volllast-Grenzwert gesetzt. Für das weitere Potentiometer wird dessen repräsentativer Volllast-Signalwert berechnet, indem zum Volllast-Grenzwert der Offset addiert wird und als maßgebliche Volllaststellung des Fahrpedals gesetzt wird. Gestartet werden kann das Verfahren, wenn ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert der angeschlossenen Potentiometer kleiner als der Leerlauf-Grenzwert wird. Von Vorteil ist bei dieser Ausführungsform, dass der Volllast-Signalwert sicher erreicht wird, da vor Erreichen der Volllaststellung ein geschätzter Wert vorliegt.
Eine weitere Verbesserung der Betriebssicherheit besteht darin, den repräsentativen Volllast-Signalwert zu begrenzen und ergänzend den repräsentativen Leerlauf-Signalwert sowie den repräsentativen Volllast-Signalwert um einen vorgebbaren Sicherheitsabschlag zu verringern.
In den Figuren sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
1 eine Systemschaubild,
2 den Leerlauf-Datenspeicher über der Zeit,
3 den Volllast-Datenspeicher über der Zeit,
4 ein Spannungs-Fahrpedaldiagramm eines Potentiometers,
5 ein Diagramm zum Potentiometer-Hub,
6 ein Diagramm für drei Potentiometer,
7 einen Programm-Ablaufplan
8 ein Unterprogramm UrLL zu einer Ausführungsform,
9 ein Unterprogramm UrVL zu einer ersten Ausführungsform und
10 ein Unterprogramm UrVL zu einer zweiten Ausführungsform.
Die 1 zeigt ein Systemschaubild einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1. Als Einspritzsystem ist ein Common-Railsystem mit Einzelspeichern dargestellt. Bekanntermaßen umfasst das Common-Railsystem als mechanische Komponenten eine Niederdruckpumpe 3 zur Kraftstoffförderung aus einem Tank 2, eine Saugdrossel 4 zur Festlegung des Kraftstoff-Volumenstroms, eine Hochdruckpumpe 5 zur Kraftstoffförderung unter Druckerhöhung in ein Rail 6 und Injektoren 7 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine 1. Beim dargestellten Common-Railsystem ist in jedem Injektor 7 ein Einzelspeicher 8 integriert. Ein Common-Railsystem mit Einzelspeicher unterscheidet sich von einem konventionellen Common-Railsystem dadurch, dass die für die Einspritzung notwendige Energie unter Ausnutzung der Volumenelastizität des Kraftstoffs vom Einzelspeicher bereitgestellt wird. Die Zulaufleitung vom Rail zum Einzelspeicher 8 ist so dimensioniert, dass zu Beginn einer neuen Einspritzung der Einzelspeicher 8 wieder vollständig gefüllt ist.
Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 1 wird über ein elektronisches Motorsteuergerät 10 (ECU) in Abhängigkeit der Eingangsgrößen festgelegt. Als Eingangsgrößen sind dargestellt: ein Raildruck pCR, welcher über einen Drucksensor 9 detektiert wird, ein Einzelspeicherdruck pE, die Motordrehzahl nMOT, die Stellung eines Fahrpedals 11 und ein Signal EIN, welches stellvertretend für die weiteren Eingangssignale, beispielsweise die Öltemperatur, steht. Als Ausgangsgrößen des elektronischen Motorsteuergeräts 10 zur Ansteuerung der Brennkraftmaschine 1 sind dargestellt: ein Signal PWM zur Einstellung des Öffnungsquerschnitts der Saugdrossel 4, ein Signal ve, welches stellvertretend den Spritzbeginn sowie das Spritzende kennzeichnet, und ein Signal AUS, welches die weiteren Steuerungssignale umfasst, beispielsweise das Zuschaltsignal für einen zweiten Abgasturbolader. Das Fahrpedal ist zwischen einer Leerlaufstellung LL und einer Volllaststellung VL verstellbar. Erfasst wird die mechanische Position des Fahrpedals 11 über zumindest ein Potentiometer, üblich sind drei. Deren elektrische Signalwerte werden über eine Signalleitung 12 oder mehrere Signalleitungen vom elektronischen Motorsteuergerät 10 eingelesen, beispielsweise als analoges Signal oder mittels CAN-Bus.
In der 2 ist in Leerlauf-Datenspeicher 13 über der Zeit mit entsprechenden Datenwerten dargestellt. Typischerweise ist dieser als Ringspeicher ausgeführt, bei dem die Daten zyklisch überschrieben werden. Jedem mit dem Fahrpedal 11 verbundenen Potentiometer sind ein Leerlauf-Datenspeicher 13 und ein Volllast-Datenspeicher 14 (3) zugeordnet. Der dargestellte Leerlauf-Datenspeicher 13 beinhaltet vier Speicherplätze SP1 bis SP4. Die Anzahl der Speicherplätze ist jedoch nicht ausschließend zu betrachten. Nach der Initialisierung des elektronischen Motorsteuergeräts werden zum Zeitpunkt t1 alle Speicherplätze des Leerlauf-Datenspeichers 13 mit einem Leerlauf-Grenzwert LLGW von beispielsweise 1 V belegt. Danach wird über Maximalwertauswahl der repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL bestimmt. Zum Zeitpunkt t1 ist daher UrLL = 1 V. Das weitere Verfahren besteht darin, dass jeder erfasste Leerlauf-Signalwert ULL mit dem Leerlauf-Grenzwert LLGW verglichen wird. Ist der Leerlauf-Signalwert ULL kleiner/gleich dem Leerlauf-Grenzwert LLGW, dann wird der Leerlauf-Signalwert ULL in den Leerlauf-Datenspeicher 13 übernommen. Anderenfalls wird der Datenwert verworfen.
Zum Zeitpunkt t2 wurde ein Leerlauf-Signalwert von 0.5 V detektiert und auf dem ersten Speicherplatz SP1 abgelegt. Da die Werte auf den weiteren Speicherplätzen SP2–SP3 immer noch mit dem Leerlauf-Grenzwert LLGW = 1 V belegt sind, berechnet sich der repräsentative Leerlauf-Signalwert zu UrLL = 1 V. Beim dargestellten Beispiel wird zum Zeitpunkt t3 ein Leerlauf-Signalwert von ULL = 0.2 V erfasst und auf dem zweiten Speicherplatz SP2 abgelegt. Der repräsentative Leerlauf-Signalwert bleibt unverändert bei UrLL = 1 V. Bei der weiteren Darstellung wurde davon ausgegangen, dass zum Zeitpunkt t4 ein Leerlauf-Signalwert von UrLL = 0.5 V und zum Zeitpunkt t5 ein Leerlauf-Signalwert von UrLL = 0.5 V gemessen wurden. Diese wurden auf den Speicherplätzen SP3 und SP4 abgelegt. Der Maximalwert der Speicherplätze SP1 bis SP4 ist zum Zeitpunkt t5 gleich 0.5 V. Der repräsentative Leerlauf-Signalwert zum Zeitpunkt t5 ist daher UrLL = 0.5 V. Dieser potentiometerbezogene Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.5 V wird als maßgebliche Leerlaufstellung LL des Fahrpedals gesetzt. Mit anderen Worten: Erkennt das elektronische Motorsteuergerät einen Spannungspegel von 0.5 V, so wird dies als ein nicht betätigtes Fahrpedal interpretiert.
In der 3 ist der Volllast-Datenspeicher 14 über der Zeit mit entsprechenden Datenwerten dargestellt. Dieser ist ebenfalls als Ringspeicher ausgeführt, bei dem die Daten zyklisch überschrieben werden. Jedem mit dem Fahrpedal 11 verbundenen Potentiometer sind ein Leerlauf-Datenspeicher 13 und ein Volllast-Datenspeicher 14 zugeordnet. Der dargestellte Volllast-Datenspeicher 14 beinhaltet vier Speicherplätze SP1 bis SP4. Die Anzahl der Speicherplätze ist jedoch nicht ausschließend zu betrachten. Nach der Initialisierung des elektronischen Motorsteuergeräts werden zum Zeitpunkt t1 alle Speicherplätze des Volllast-Datenspeichers 14 mit einem Volllast-Grenzwert VLGW von beispielsweise 4 V belegt. Danach wird über Minimalwertauswahl der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL bestimmt. Zum Zeitpunkt t1 ist daher der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL = 4 V. Das weitere Verfahren besteht darin, dass jeder erfasste Volllast-Signalwert UVL mit dem Volllast-Grenzwert LLGW verglichen wird. Ist der Volllast-Signalwert UVL größer/gleich dem Volllast-Grenzwert LLGW, dann wird der Volllast-Signalwert UVL in den Volllast-Datenspeicher 14 übernommen. Anderenfalls wird der Datenwert verworfen.
Zum Zeitpunkt t2 wurde ein Leerlauf-Signalwert von 4.5 V detektiert und auf dem ersten Speicherplatz SP1 abgelegt. Da die Werte auf den weiteren Speicherplätzen SP2–SP3 immer noch mit dem Volllast-Grenzwert VLGW = 4 V belegt sind, berechnet sich der repräsentative Volllast-Signalwert zu UrVL = 4 V. Beim dargestellten Beispiel wird zum Zeitpunkt t3 ein Volllast-Signalwert von UVL = 4.5 V erfasst und auf dem zweiten Speicherplatz SP2 abgelegt. Der repräsentative Volllast-Signalwert bleibt zum Zeitpunkt t3 unverändert bei UrVL = 4 V. Bei der weiteren Darstellung wurde davon ausgegangen, dass zum Zeitpunkt t4 ein Volllast-Signalwert von 4.5 V erfasst und auf dem dritten Speicherplatz SP3 abgelegt wurde. Zum Zeitpunkt t5 wurde ein Volllast-Signalwert UVL = 4.6 V detektiert und auf dem vierten Speicherplatz SP4 abgelegt. Der repräsentative Volllast-Signalwert zum Zeitpunkt t5 ist daher UrVL = 4.5 V. Dieser potentiometerbezogene Volllast-Signalwert UrVL = 4.5 V wird als maßgebliche Volllaststellung VL des Fahrpedals gesetzt. Mit anderen Worten: Erkennt das elektronische Motorsteuergerät einen Spannungspegel von 4.5 V, so wird dies als ein vollständig betätigtes Fahrpedal interpretiert.
Die 4 zeigt ein Diagramm einer an einem Potentiometer gemessenen Signalspannung. Auf der Abszisse ist die detektierte Signalspannung U in Volt und auf der Ordinate ist die zugeordnete Fahrpedalstellung FP in Prozent aufgetragen. Zur besseren Darstellung wurde der Ordinaten-Nullpunkt aus dem Ursprung in Richtung positiver Fahrpedalwerte verschoben. Null Prozent Fahrpedalstellung (FP = 0%) entspricht einem unbetätigten Fahrpedal, also der Leerlaufstellung LL. Eine hundert Prozent Fahrpedalstellung (FP = 100%) entspricht einem voll betätigten Fahrpedal, also der Volllaststellung VL. Zu diesem Diagramm korrespondieren die Datenwerte der 2 und 3.
Im Ausgangszustand, also dem Zeitpunkt t1 in den 2 und 3, ist der repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL = 1 V. Dies entspricht dem Punkt A. Der repräsentative Volllast-Signalwert beträgt UrVL = 4 V. Dies entspricht dem Punkt B. Über die Punkte A und B ist eine positive Gerade 15 definiert, welche in der Figur strichpunktiert eingezeichnet ist. Wird nun zum Beispiel ein Signalwert von 2 V detektiert, so wird diesem über den Arbeitspunkt E auf der Geraden 15 ein Fahrpedalwert von circa. 35% zugeordnet. Zum Zeitpunkt t5 beträgt der repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.5 V. Dies entspricht dem Punkt C. Der repräsentative Volllast-Signalwert beträgt UrVL = 4.5 V. Dies entspricht dem Punkt D. Über die Punkte C und D ist eine positive Gerade 16 definiert. Wie dargestellt, wurde der repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL zu kleineren Signalwerten gelernt, während der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL zu größeren Signalwerten gelernt wurde. Wird nun ein Signalwert von 2 V detektiert, so wird diesem über den Arbeitspunkt F auf der Geraden 16 ein Fahrpedalwert von circa 39% zugeordnet. Das betrachtete Potentiometer wurde somit auf die Leerlaufstellung LL und die Volllaststellung VL geeicht.
In der 5 ist als Diagramm der Potentiometer-Hub von drei verwendeten Potentiometern dargestellt. Zu Grunde gelegt wurden Potentiometer mit einem einheitlichen Potentiometer-Hub von 4 V. Jedem Potentiometer sind sowohl ein Leerlauf- als auch ein Volllast-Datenspeicher zugeordnet. Die Bestimmung der potentiometerbezogenen repräsentativen Leerlauf- und Volllast-Signalwerte erfolgt für jedes Potentiometer, entsprechend dem in den 2 und 3 beschriebenen Verfahren, getrennt. Zu den in der 5 dargestellten Potentiometer-Hüben gehören die in der 6 dargestellten Signalverläufe, welche die Fahrpedalstellung FP zur gemessenen Signalspannung U zeigt. Die weitere Erläuterung erfolgt für beide Figuren gemeinsam.
Auf der Ordinate der 5 ist die Signalspannung U in Volt aufgetragen. Für ein erstes Potentiometer P(1) ergibt sich ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.5 V, Punkt C. Der dazu gehörige Volllast-Signalwert ist UrVL = 4.5 V, Punkt D. Der Potentiometer-Hub 17 des ersten Potentiometers P(1) entspricht der Strecke CD. Die berechneten Leerlauf- und Volllast-Signalwerte entsprechen damit dem in den 2, 3 und 4 dargestellten Potentiometer. Für ein zweites Potentiometer P(2) ergibt sich ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.3 V, Punkt G. Der dazu gehörige Volllast-Signalwert ist UrVL = 4.3 V, Punkt H. Der Potentiometer-Hub 18 des zweiten Potentiometers P(2) entspricht daher der Strecke GH. Für ein drittes Potentiometer P(3) ergibt sich ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.8 V, Punkt J. Der dazu gehörige repräsentative Volllast-Signalwert ist UrLL = 4.8 V, Punkt K. Der Potentiometer-Hub 19 für das dritte Potentiometer P(3) entspricht der Strecke JK. Schraffiert eingezeichnet ist ein Minimum-Fehlerbereich 20 und ein Maximum-Fehlerbereich 21 mit jeweils einer Bandbreite von zum Beispiel 0.2 V. Werte innerhalb des Bereichs werden verworfen. Die dargestellten Potentiometer liegen alle im zulässigen Bereich. Zur Verbesserung der Betriebssicherheit kann auch noch vorgesehen sein, dass der jeweiligen repräsentativen Leerlauf- und Volllast-Signalwert um einen Sicherheitsabschlag dU, zum Beispiel 0.05 V, verändert wird. Einer detektierten Signalspannung von 2.8 V am ersten Potentiometer P(1) wird, wie in der 6 dargestellt, über die Gerade 16 eine Fahrpedalstellung FP von 60% zugeordnet. Einer Signalspannung von 2.5 V am zweiten Potentiometer P(2) wird über die Gerade 22 ebenfalls eine Fahrpedalstellung FP von 60% zugeordnet. Einer Signalspannung von 3 V am dritten Potentiometer P(3) wird über die Gerade 23 ebenso eine Fahrpedalstellung FP von 60% zugeordnet. Damit zeigt die 6 deutlich, dass unterschiedlichen Signalwerten der drei Potentiometer die gleiche Fahrpedalstellung zugeordnet wird.
In der 5 ist ein Offset OFF des Punkts J zum Punkt G dargestellt. Der Offset wird in Verbindung mit der Beschreibung zum Referenz-Potentiometer in 10 erläutert.
In der 7 ist ein Programm-Ablaufplan für ein Hauptprogramm dargestellt. Bei S1 wird der Leerlauf-Grenzwert LLGW und der Volllast-Grenzwert VLGW für das mindestens eine Potentiometer gesetzt. Bei Verwendung von drei Potentiometern an einem Fahrpedal sind dies also jeweils zwei Grenzwerte. Danach werden bei S2 die Signalwerte eingelesen und bei S3 diese auf Zulässigkeit geprüft. Ein nicht zulässiger Signalwert liegt dann vor, wenn dieser im Minimum- oder Maximum-Fehlerbereich liegt (5: 20, 21). Sind diese nicht zulässig, Abfrageergebnis S3: nein, so wird bei S4 das betreffende Potentiometer deaktiviert, für dieses Potentiometer ein Ersatzwert gesetzt und der Programmablauf bei S5 fortgesetzt. Sind die erfassten Signalwerte zulässig: Abfrageergebnis S3: ja, so verzweigt bei S5 der Programmablauf. Soll der Leerlauf LL betrachtet werden, dann wird der Programmteil S6 bis S10 durchlaufen. Bei der Betrachtung der Volllast VL wird der Programmteil S11 bis S15 durchlaufen.
Bei S6 wird geprüft, ob der aktuelle Leerlauf-Signalwert ULL kleiner/gleich dem Leerlauf-Grenzwert LLGW ist. Ist dies nicht der Fall, Abfrageergebnis S6: nein, so wird bei S7 der erfasste Leerlauf-Signalwert ULL verworfen und der Programmablauf ist beendet. Bei einem Leerlauf-Signalwert ULL, der kleiner/gleich dem Leerlauf-Grenzwert LLGW ist, Abfrageergebnis S6: ja, wird dieser bei S8 im Leerlauf-Datenspeicher abgelegt. Danach wird bei S9 in ein Unterprogramm zur Berechnung des repräsentativen Leerlauf-Signalwerts UrLL verzweigt. Das Unterprogramm ist in der 8 dargestellt und wird in Verbindung mit dieser erklärt. Nach der Berechnung des repräsentativen Leerlauf-Signalwerts UrLL wird bei S10 dem repräsentativen Leerlauf-Signalwert UrLL die Leerlaufstellung LL, also eine Fahrpedalstellung FP von 0%, zugeordnet und der Programmdurchlauf beendet.
Soll die Volllast betrachtet werden, so verzweigt der Programmdurchlauf bei S5 zu S11. Bei S11 wird geprüft, ob der erfasste Volllast-Signalwert UVL größer/gleich dem Volllast-Grenzwert VLGW ist. Ist dies nicht der Fall, Abfrageergebnis S11: nein, so wird bei S12 der erfasste Volllast-Signalwert UVL verworfen und der Programm-Ablauf beendet. Ist der Volllast-Signalwert UVL größer/gleich dem Volllast-Grenzwert VLGW, Abfrageergebnis S11: ja, so wird bei S13 der Volllast-Signalwert UVL im Volllast-Datenspeicher abgelegt und bei S14 in ein Unterprogramm zur Berechnung des repräsentativen Volllast-Signalwerts UrVL verzweigt. Die verschiedenen Ausführungsformen des Unterprogramms sind in den 9 und 10 dargestellt und werden in Verbindung mit diesen erklärt. Nachdem auch der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL berechnet wurde, wird bei S15 dem repräsentativen Volllast-Signalwert UrVL die Volllaststellung VL, also eine Fahrpedalstellung von 100%, zugeordnet. Damit ist das Hauptprogramm beendet.
In der 8 ist eine Ausführungsform eines Unterprogramms zur Berechnung des repräsentativen Leerlauf-Signalwerts UrLL dargestellt. Bei S1 wird eine Laufvariable j auf den Wert 1 gesetzt. Die Laufvariable j kennzeichnet das zu betrachtende Potentiometer P(j). Der Endwert n kennzeichnet die Anzahl der am Fahrpedal angeschlossenen Potentiometer. Sind beispielsweise drei Potentiometer angeschlossen, so ist n = 3. Bei S2 werden die im Leerlauf-Datenspeicher abgelegten Leerlauf-Signalwerte ULL(i) des zu betrachtenden Potentiometers eingelesen. Hierin bedeutet i eine Laufvariable, welche für den Speicherplatz steht. Werden wie in der 2 dargestellt vier Speicherplätze verwendet, so durchläuft die Variable i den Wertebereich 1 bis 4. Danach wird bei S3 aus den Leerlauf-Signalwerten ULL(i) der Maximalwert MAX ermittelt und bei S4 der potentiometerbezogene repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL auf den Wert MAX gesetzt. Bei S5 wird geprüft, ob für alle angeschlossenen Potentiometer der repräsentative Leerlauf-Signalwert UrLL berechnet wurde. Ist nur ein Potentiometer zu prüfen, so ist der Endwert n = 1 erreicht und es wird in das Hauptprogramm der 7 zurück verzweigt. Ist der Endwert n noch nicht erreicht, Abfrageergebnis S5: nein, so wird bei S6 die Laufvariable j um 1 erhöht und der Programmablauf bei S2 fortgesetzt. Werden zum Beispiel drei Potentiometer verwendet, so wird für jedes Potentiometer an Hand des ihm zugeordneten Leerlauf-Datenspeichers ein potentiometerbezogener repräsentativer Leerlauf-Signalwert bestimmt. Für die in den 5 und 6 dargestellten Beispiele ist dies UrLL = 0.5 V für das erste Potentiometer P(1), UrLL = 0.3 V für das zweite Potentiometer P(2) und UrLL = 0.8 V für das dritte Potentiometer P(3). Danach wird in das Hauptprogramm der 7 zurück verzweigt.
In der 9 ist eine erste Ausführungsform eines Unterprogramms zur Berechnung des repräsentativen Volllast-Signalwerts UrVL dargestellt. Bei S1 wird eine Laufvariable j auf den Wert 1 gesetzt. Die Laufvariable j kennzeichnet das zu betrachtende Potentiometer. Der Endwert n kennzeichnet die Anzahl der am Fahrpedal angeschlossenen Potentiometer. Sind beispielsweise drei Potentiometer angeschlossen, so ist n = 3. Bei S2 werden die im Volllast-Datenspeicher abgelegten Volllast-Signalwerte UVL(i) des zu betrachtenden Potentiometers eingelesen. Hierin bedeutet i eine Laufvariable, welche für den Speicherplatz steht. Werden wie in der 2 dargestellt vier Speicherplätze verwendet, so durchläuft die Variable i den Wertebereich 1 bis 4. Danach wird bei S3 aus den Volllast-Signalwerten UVL(i) der Minimalwert MIN ermittelt und bei S4 der potentiometerbezogene repräsentative Volllast-Signalwert UrVL auf den Wert MIN gesetzt. Bei S5 wird geprüft, ob für alle angeschlossenen Potentiometer der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL berechnet wurde. Ist nur ein Potentiometer zu prüfen, so ist der Endwert n = 1 erreicht und es wird in das Hauptprogramm der 7 zurück verzweigt. Ist der Endwert n noch nicht erreicht, Abfrageergebnis S5: nein, so wird bei S6 die Laufvariable j um 1 erhöht und der Programmablauf bei S2 fortgesetzt. Werden zum Beispiel drei Potentiometer verwendet, so wird für jedes Potentiometer an Hand des ihm zugeordneten Volllast-Datenspeichers ein potentiometerbezogener repräsentativer Volllast-Signalwert bestimmt. Für die in den 5 und 6 dargestellten Beispiele ist dies UrVL = 4.5 V für das erste Potentiometer P(1), UrVL = 4.3 V für das zweite Potentiometer P(2) und UrvL = 4.8 V für das dritte Potentiometer P(3). Danach wird in das Hauptprogramm der 7 zurück verzweigt.
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung zu den Programmabläufen der 8 und 9 kann es vorgesehen sein, dass vom potentiometerbezogenen repräsentativen Leerlauf- und Volllast-Signalwert ein Sicherheitsabschlag dU, zum Beispiel 0.05 V, abgezogen wird, siehe 5.
In der 10 ist eine zweite Ausführungsform eines Unterprogramms zur Berechnung des repräsentativen Volllast-Signalwerts UrVL dargestellt. Der Programmteil mit den Programmschritten S1 bis S6 ist identisch zur 9. Wird bei S5 festgestellt, dass alle Potentiometer betrachtet wurden, Abfrageergebnis 85: ja, so wird bei S7 ein Referenz-Potentiometer PR bestimmt. Als Referenz-Potentiometer PR wird dasjenige Potentiometer gesetzt, dessen repräsentativer Leerlauf-Signalwert UrLL minimal ist. Für die in den 5 und 6 dargestellten Beispiele ist dies das zweite Potentiometer P(2) mit einem repräsentativen Leerlauf-Signalwert UrLL = 0.3 V.
Bei S8 wird ein Offset über Differenzbildung des zu betrachtenden Potentiometers zum repräsentativen Leerlauf-Signalwert UrLL des Referenz-Potentiometers PR berechnet. Der Offset des ersten Potentiometers P(1) zum Referenz-Potentiometer, hier: P(2), beträgt OFF = 0.2 V. Der Offset OFF des dritten Potentiometers P(3) zum zweiten Potentiometer P(2) beträgt OFF = 0.5 V. Siehe hierzu 5. Bei S9 wird dann der repräsentative Volllast-Signalwert UrVL des Referenz-Potentiometers PR auf den Wert des Volllast-Grenzwerts VLGW gesetzt, in Zahlenwerten UrVL = 4 V für das zweite Potentiometer P(2). Für die weiteren Potentiometer wird bei S10 der jeweilige repräsentative Volllast-Signalwert UrVL berechnet, indem zum Volllast-Grenzwert VLGW, also 4 V, der jeweilige Offset addiert wird. Für das erste Potentiometer P(1) gilt daher UrVL = 4.2 V und für das dritte Potentiometer P(3) gilt UrVL = 4.5 V. Danach wird in das Hauptprogramm der 7 verzweigt.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform zur 10 ist es vorgesehen, dass das Verfahren der 10 erst dann gestartet wird, wenn ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert UrLL der angeschlossenen Potentiometer kleiner als der Leerlauf-Grenzwert wird.

1: Brennkraftmaschine
2: Tank
3: Niederdruckpumpe
4: Saugdrossel
5: Hochdruckpumpe
6: Rail
7: Injektor
8: Einzelspeicher
9: Drucksensor
10: elektronisches Motorsteuergerät
11: Fahrpedal
12: Signalleitungen
13: Leerlauf-Datenspeicher
14: Volllast-Datenspeicher
15: Gerade
16: Gerade
17: Hub erstes Potentiometer P(1)
18: Hub zweites Potentiometer P(2)
19: Hub drittes Potentiometer P(3)
20: Minimum-Fehlerbereich
21: Maximum-Fehlerbereich
22: Gerade
23: Gerade

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3612904 A1 [0003, 0004]
- DE 19628162 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Kalibrierung eines Fahrpedals (11) im Fahrbetrieb, bei dem die mechanische Stellung des Fahrpedals (11) über zumindest ein Potentiometer in einen elektrischen Signalwert gewandelt und von einem elektronischen Motorsteuergerät (10) eingelesen wird, bei dem als Startwerte ein Leerlauf-Grenzwert (LLGW) für eine Leerlaufstellung (LL) des Fahrpedals (11) sowie ein Volllast-Grenzwert (VLGW) für eine Volllaststellung (VL) des Fahrpedals (11) gesetzt werden, bei dem für jedes Potentiometer ein Leerlauf-Signalwert (ULL), welcher kleiner als der oder gleich dem Leerlauf-Grenzwert (LLGW) ist, in einem potentiometerbezogenen Leerlauf-Datenspeicher (13) abgelegt wird, aus den gespeicherten Leerlauf-Signalwerten (ULL) ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert (UrLL) bestimmt wird und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Leerlaufstellung (LL) des Fahrpedals (11) gesetzt wird, bei dem für jedes Potentiometer ein Volllast-Signalwert (UVL), welcher größer als der oder gleich dem Volllast-Grenzwert (VLGW) ist, in einem potentiometerbezogenen Volllast-Datenspeicher (14) abgelegt wird, aus den gespeicherten Volllast-Signalwerten (UVL) ein repräsentativer Volllast-Signalwert (UrVL) bestimmt wird und dieser potentiometerbezogen als maßgebliche Volllaststellung (VL) des Fahrpedals (11) gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der repräsentative Leerlauf-Signalwert (UrLL) dem Maximalwert der gespeicherten Leerlauf-Signalwerte (ULL) entspricht und der repräsentative Volllast-Signalwert (UrVL) dem Minimalwert der gespeicherten Volllast-Signalwerte (UVL) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenz-Potentiometer (PR) bestimmt wird, ein Offset (OFF) des repräsentativen Leerlauf-Signalwerts des weiteren Potentiometers zum repräsentativen Leerlauf-Signalwert (UrLL) des Referenz-Potentiometers (PR) berechnet wird, im Anschluss für das Referenz-Potentiometer (PR) der repräsentative Volllast-Signalwert (UrVL) auf den Volllast-Grenzwert (VLGW) gesetzt wird und für das weitere Potentiometer dessen repräsentativer Volllast-Signalwert (UrVL) berechnet wird, indem zum Volllast-Grenzwert (VLGW) der Offset (OFF) addiert wird und als maßgebliche Volllaststellung (VL) des Fahrpedals gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenz-Potentiometer (PR) dasjenige Potentiometer gesetzt wird, dessen repräsentativer Leerlauf-Signalwert (UrLL) minimal ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren gestartet wird, wenn ein repräsentativer Leerlauf-Signalwert (UrLL) der angeschlossenen Potentiometer kleiner als der Leerlauf-Grenzwert (LLGW) wird.
Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der repräsentative Volllast-Signalwert (UrVL) begrenzt wird.
Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der repräsentative Leerlauf-Signalwert (UrLL) und der repräsentative Volllast-Signalwert (UrVL) um einen vorgebbaren Sicherheitsabschlag (dU) erhöht oder verringert werden.