DE3612905C2

DE3612905C2 - Verfahren zum Auslösen einer Schaltfunktion

Info

Publication number: DE3612905C2
Application number: DE3612905A
Authority: DE
Inventors: Peter Buerk; Klaus Hahn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2006-04-18
Also published as: DE3612905A1; JPS62296207A; US4849896A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Auslösen einer Schaltfunktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 34 16 495 A1).

Aus der DE-OS 34 16 495 A1 ist ein als Potentiometer ausge bildeter Positionsgeber bekannt, bei welchem in Zuord nung zur Potentiometerstellung Schaltfunktionen ausgelöst werden. Zum Zwecke der sehr genauen Zuordnung der Schalt funktionen zur Potentiometerstellung sind auf der einen die Kollektorbahn tragenden Potentiometerplatte elektrische Schalter mit bezüglich dieser Kollektorbahn räumlich festgelegten Ein- und Ausschaltpunkten angeordnet. Jeder Schalter wird von einer Kontaktbahn und einem über die zugeordnete Kontaktbahn hinwegdrehenden und darauf gleitenden Kontaktfinger gebildet, der mit dem Poten tiometerglied mechanisch verbunden ist. Anfang und Ende der Kontaktbahnen bestimmen den Ein- und Aus schaltpunkt jedes Schalters.

Nachteilig sind bei Serienprodukten die hohen Fertigungskosten der erforderlichen präzisionsmechanischen Teile wie Kontakt bahnen, Kontaktfinger usw.

Eine reproduzierbare Zuordnung der Auslösung der Schalt funktion zu einer bestimmten Potentiometerschaltung kann nur durch eine geringe Fertigungstoleranz des als Positions geber verwendeten Potentiometers gewährleistet werden.

Nachteilig ist weiterhin eine unvermeidbare Langzeit drift dieser Zuordnung, bedingt durch Umwelteinflüsse und Alterung des Positionsgebers.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, welche eine reproduzierbare Zuordnung der Auslösung der Schaltfunktion zu einer bestimmten Positionsgeberstellung ebenso gewährleisten wie eine Unabhängigkeit dieser Zuordnung von Langzeitdrifts.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Aus der DE 28 12 156 C2 ist eine Motorleistungssteuerungs- oder Regelungsanlage bekannt, bei welcher mit dem Fahrpedal mechanisch ein Positionsgeber gekoppelt ist, welcher der Steuerungs- oder Regelungsanlage als Positionssignal ein Sollwertsignal zuführt. Maßnahmen im Sinne der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 werden nicht beschrieben.

Aus der DE 33 23 563 C1 ist eine Steuereinrichtung zur Drehzahl- und Geschwindigkeitsbegrenzung eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine bekannt, wobei ferner ein Kick-Down-Schalter vorgesehen ist, welcher durch das Fahrpedal betätigt wird und an ein Steuergerät ein entsprechendes Signal abgibt. Dieses Signal hat zur Folge, daß die Drehzahlbegrenzung der Brennkraftmaschine abgeschaltet wird. Nach Abschluß der Betätigung dieses Schalters wird die Drehzahlbegrenzung wieder eingeschaltet. Maßnahmen im Sinne der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 werden auch hier nicht vorgeschlagen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die kostenintensive Fertigung präzisionsmechanischer Teile reduziert wird. Dies geschieht durch Auslösung von Schalt funktionen bei Über- bzw. Unterschreitung eines vorgeb baren Signalpegels des in einer signalverarbeitenden An ordnung korrigierten und normierten, ursprünglich vom Positionsgeber abgegebenen Positionssignals. Eine weitere Einsparung ergibt sich durch den Wegfall des bislang er forderlichen Verkabelungsaufwands, der zur Abnahme der Schaltfunktion am Positionsgeber erforderlich war.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.

Zur Gewährleistung einer bestimmten Zuordnung einer Posi tion des Positionsgebers und des Positionssignals zu den Schaltfunktionen ist es vorteilhaft, daß bei jeder neuen Inbetriebnahme des Positionsgebers eine Toleranzkompen sation mit einem Lernalgorithmus selbständig durchgeführt wird mit dem Ziel, daß einer bestimmten Position des Positionsgebers nach Abschluß des Lernvorgangs am Ausgang der signalverarbeitenden Anordnung stets derselbe Wert zugewiesen wird. Zunächst werden in einem Schreib-Lese speicher der signalverarbeitenden Anordnung zwei Start werte abgelegt, die vorab als die den beiden Endanschlägen des Positionsgebers zugeordneten Endwerte des Positions signals dienen. Werden diese Startwerte nach der Inbe triebnahme durch erfaßte Positionssignale über- bzw. unterschritten, dann werden die alten Endwerte durch neue Endwerte jeweils überschrieben und als neue den beiden Endanschlägen entsprechende Endwerte des Posi tionssignals angenommen.

In einer bevorzugten Anwendung wird das Positionssignal von einem mechanisch mit einem Fahrpedal eines brenn kraftbetriebenen Kraftfahrzeugs gekoppelten Positions geber als Sollwertgeber einer Motorleistungs-Steuerungs- oder Regelungsanlage abgegeben. In vielen Fällen ist es beim Kraftfahrzeug erforderlich oder wünschenswert, in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrpedals bestimmte Funktionen wie beispielsweise die Kick-Down-Funktion zur automatischen Getriebesteuerung, eine Drehzahlbegrenzung der Brennkraftmaschine, eine Auslösung des Ein- und Ausknick schutzes bei Omnibussen oder eine Ein- und Abschaltung einer Anfahrhilfe zur Unterstützung des Anfahrvorganges des Kraftfahrzeugs auszulösen.

In einer Ausführungsform sind mechanische Einstellmittel, beispielsweise Trimmpotentiometer zur Einstellung des einen oder mehrerer vorgebbarer Signalpegel vorgesehen. In einer anderen Ausführung sind die vorgebbaren Signal pegel in einem Festwertspeicher oder dem Schreib-Lese speicher in der Auswerteeinheit enthalten.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn eine Eingriffsmöglich keit zur Sperrung der Schaltfunktion vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens er geben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Zeichnung

Es zeigen Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 2 einen funk tionalen Zusammenhang zwischen einem Ausgangssignal der Schaltungsanordung und einem Positionssignal.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Fahrpedal 10 eines Kraftfahrzeugs, welches zwischen einem ersten und zweiten Endanschlag 11, 12 beweg bar ist. Mechanisch gekoppelt mit dem Fahrpedal 10 ist ein Potentiometer 13. Das dem Potentiometer 13 entnehmbare Positionssignal 14 gelangt in eine signalverarbeitende Anordnung 15, die einen Festwertspeicher 16 und einen Schreib-Lesespeicher 17 aufweist. Das Ausgangssignal 18 der signalverarbeitenden Anordnung 15 gelangt sowohl in ein Steuergerät 19 als auch in einen Vergleicher 20. In Verbindung mit dem Vergleicher 20 stehen ein Trimmpoten tiometer 21 sowie eine Steuerleitung 22. Am Ausgang 23 des Vergleichers 20 steht ein Signal zur Auslösung von Schaltfunktionen 24 zur Verfügung.

Fig. 2 zeigt einen funktionalen Zusammenhang zwischen dem Positionssignal 14 und dem Ausgangssignal 18. Das Ausgangs signal 18 ist begrenzt auf einen minimalen (Umin) und einen maximalen Wert (Umax). Das Positionssignal 14 ist charakterisiert durch folgende Kennwerte: P1 ist ein dem ersten Endanschlag 11 zugeordneter erster Endwert und P2 ist ein dem zweiten Endanschlag 12 zugeordneter zweiter Endwert des Positionssignals 14. P1S ist ein vorgegebener, im Festwertspeicher 16 abgelegter erster und P2S ist ein vorgegebener, ebenfalls im Festwert speicher 16 abgelegter zweiter Startwert für den ersten bzw. zweiten Endwert P1, P2. Mit P ist ein erfaßter Wert des Positionssignals 14 bezeichnet. S1 und S2 sind zwei Signalpegel des Ausgangssignals 18.

Zunächst wird die in der signalverarbeitenden Anordnung 15 stattfindende Toleranzkompensation des Positionssignals 14 näher erläutert: Nach der Inbetriebnahme des Positions sensors 10, 13 wird der erste und zweite Startwert P1S, P2S aus dem Festwertspeicher 16 abgerufen und im Schreib- Lesespeicher 17 als Startwert für den ersten und zweiten Endwert P1, P2 abgelegt. Dann wird ein aktueller Wert P des Positionssignals 14 erfaßt. Daraufhin wird der aktuelle Wert P mit den im Schreib-Lesespeicher 17 befindlichen Endwerten P1, P2 verglichen. Unterschreitet der gemessene Wert P den ersten Endwert P1, so wird der bisherige erste Endwert P1 mit dem gemessenen Wert überschrieben. Über schreitet der gemessene Wert den gespeicherten zweiten Endwert P2, so wird der gespeicherte Wert P2 mit dem ge messenen Wert überschrieben. Mit dem zyklischen Durchlaufen der geschilderten Vorgänge wird der dem ersten Endanschlag 11 entsprechende erste Endwert P1 und der den zweiten Endanschlag 12 entsprechende zweite Endwert P2 gelernt.

Jeder gemessene Wert P des Positionssignals 14 wird auf die beiden Endwerte P1, P2 bezogen sowie auf einen minima len und maximalen Wert Umin, Umax normiert und als Ausgangs signal 18 von der signalverarbeitenden Anordnung 15 ausge geben. Das korrigierte und normierte Ausgangssignal 18 ergibt sich zweckmäßigerweise aus einer linearen Inter polation zwischen den beiden Wertepaaren P2, Umax und P1, Umin. Eine Vereinfachung ist gegeben durch Nullsetzen des minimalen Wertes Umin.

Das geschilderte Toleranzkompensationsverfahren führt dazu, daß einer bestimmten Position des Fahrpedals 10 stets derselbe Signalwert des Ausgangssignals 18 zuge ordnet wird. Ändert sich während des Betriebs der erste und zweite Endwert P1, P2 des entsprechenden ersten und zweiten Endanschlages 11, 12 durch Temperatureinflüsse oder beispielsweise durch mechanische Dejustierung, so erfolgt in zyklisch ablaufenden Vorgängen eine Korrek tur des ersten bzw. zweiten Endwertes P1, P2, damit den beiden Endanschlägen 11, 12 stets der minimale bzw. maxi male Signalpegel Umin, Umax des Ausgangssignals 18 zuge ordnet wird.

Das Ausgangssignal 18 gelangt zum einen in das Steuerge rät 19, in welchem ein Steuerungs- oder Regelungsvorgang in Abhängigkeit von der Position des Positionsgebers 10, 13 veranlaßt wird, und zum anderen in den Vergleicher 20. Der Vergleicher 20 vergleicht das Ausgangssignal 18 mit einem oder mehreren vorgebbaren Signalpegeln S1, S2. Über- oder unterschreitet das Ausgangssignal 18 die Signalpegel S1, S2, so wird am Ausgang 23 des Verglei chers 20 ein Signal zum Auslösen von Schaltfunktionen 24 ausgegeben.

Im brennkraftbetriebenen Kraftfahrzeug gibt es zahlreiche Funktionen 24, die in Abhängigkeit von der Position des Fahrpedals 10 ausgelöst werden können. Eine wichtige Funktion ist die Kick-Down-Funktion zur Getriebesteu erung eines mit einem automatischen Schaltgetriebe aus gestatteten Kraftfahrzeugs. Diese Funktion soll ausge löst werden, wenn sich das Fahrpedal 10 in einer be stimmten Position in wohldefiniertem Abstand vor dem dem zweiten Endanschlag 12 entsprechenden Vollastan schlag befindet. Tritt dieser Fall auf, dann wird das automatische Getriebe auf einen niedrigeren Gang um geschaltet, um eine entsprechend dem Fahrerwunsch günstigere Beschleunigung zu erzielen. Der Signalpegel S1, bei dessen Überschreitung die Kick-Down-Funktion ausgelöst wird, liegt beispielsweise bei 80 % des Vol lastwertes (Umax). Der 80 %-Wert wird unabhängig von Alterungs- und Driftvorgängen stets eingehalten.

Weitere Anwendungen sind gegeben durch eine Drehzahlbe grenzung der im Kraftfahrzeug verwendeten Brennkraftmaschine, das Auslösen des Ein- und Ausknickschutzes bei Omnibussen und durch die Ein- und Abschaltung einer Anfahrhilfe zur Unterstützung des Anfahrvorganges des Kraftfahrzeuges. Die Anfahrhilfe ist unterhalb des zweiten vorgebbaren Signalpegels S2 ein- und oberhalb abgeschaltet. Der Signal pegel 2 liegt dabei beispielsweise 20 % über dem dem Leerlaufanschlag 11 entsprechenden Signalwert Umin des Ausgangssignals 18.

Zur Einstellung des wenigstens einen vorgebbaren Signal pegels S1, S2 kann ein Trimmpotentiometer 21 vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich, den Signalpegel S1, S2 in dem Festwertspeicher 16 der signalverarbeitenden An ordnung 15 zu hinterlegen. Als Speicherelement eignet sich ein elektrisch programmier- und löschbarer Speicher, der seine Information nach Abschaltung der Betriebsspannung weiterhin behält.

Die Auslösung der Schaltfunktion 24 in Abhängigkeit von der Über- bzw. Unterschreitung des wenigstens einen Signalpegels S1, S2 ist durch eine Steuerleitung 22 ver riegelbar. Die Auslösung der Schaltfunktion 24 wird somit von weiteren Parametern abhängig. Als Parameter können die Motortemperatur, die Drehzahl usw. vorge sehen sein.

Claims

1. Verfahren zum Auslösen von Schaltfunktionen in Abhängig keit von einem Positionssignal, welches von einem Positions geber abgegeben wird, der wenigstens einen mechanischen End anschlag aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Über- bzw. Unterschreitung wenigstens eines vorgebbaren Signal pegels (S1, S2) des in einer signalverarbeitenden Anordnung (15) korrigierten und normierten Positionssignals (18) in Vergleichsmitteln (20, 21) erkannt und die Schalt funktionen (24) ausgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß nach jeder Inbetriebnahme des Positionsgebers (10, 13) für den wenigstens einen Endanschlag (11, 12) des Posi tionsgebers (10, 13) ein Startwert (P1S, P2S) des Posi tionssignals (14) in einem Festwertspeicher (16) der signalverarbeitenden Anordnung (15) abgelegt ist, dem eine Position in der Nähe des Endanschlags (11, 12) entspricht, welche bei Annäherung des Gebers (10, 13) an den Endanschlag durchlaufen wird,
b) daß der Startwert (P1S, P2S) zunächst in einen Schreib- Lesespeicher (17) der signalverarbeitenden Anordnung (15) als Endwert (P1, P2) übernommen und zyklisch mit dem aktuellen Wert (P) des Positionssignals (14) ver glichen wird,
c) daß beim Überschreiten des im Schreib-Lesespeicher (17) befindlichen Endwertes (P1, P2) dieser gelöscht und der erfaßte Wert nunmehr als neuer Endwert (P1, P2) im Schreib-Lesespeicher (17) abgelegt wird,
d) daß der Wert des Positionssignals (14) zyklisch bezogen wird auf einen Wert, welcher aus dem im Schreib-Lese speicher (17) befindlichen Endwert (P1, P2) ermittelt wird und
e) daß der bezogene Wert auf einen zwischen einem Maximal- und Minimalwert (Umax, Umin) liegenden Signalwert des Ausgangssignals (18) am Ausgang der signalverarbeiten den Anordnung (15) normiert wird, welches mit dem vor gebbaren Signalpegel (S1, S2) verglichen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Positionssignal (14) von einem mechanisch mit einem Fahrpedal (10) eines Kraftfahrzeuges gekoppelten Positionsgebers (13) als Sollwertgeber einer Motorleistungs- Steuerungs- oder Regelungsanlage abgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktion (24) als Kick-Down-Funktion zur Ge triebesteuerung des Kraftfahrzeugs verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktion (24) zur Drehzahlbegrenzung der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktion (24) zum Auslösen des Ein- und Ausknick schutzes bei Omnibussen verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfunktion (24) zum Steuern einer Anfahrhilfe zur Unterstützung des Anfahrvorganges des Kraftfahrzeugs vor gesehen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Einstellmittel (21) vor sehbar sind, die zur Einstellung des wenigstens einen Signalpegels (S1, S2) verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine vorgebbare Signalpegel (S1, S2) in dem Festwertspeicher (16) oder dem Schreib-Lesespeicher (17) der signalverarbeitenden Anordnung (15) hinterlegt ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Schaltfunktion (24) weiterhin abhängt von einem an einer Steuerleitung (22) anliegenden Steuersignal.