DE3711467A1 - Elektronische steuereinrichtung - Google Patents
Elektronische steuereinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuer
einrichtung für eine Antriebsanlage, insbesondere
von Fahrzeugen, welche mit pulsbreitenmodulierten
Bauelementen der Antriebsanlage zusammenwirkt.
Bekannte Anlagen verwenden jeweils nur einen Mikro
computer. Dieser steuert nicht-pulsbreitenmodulierte
Bauelemente.
Trotz hoher Arbeitsgeschwindigkeiten der bekannten
Steuereinrichtungen und Mikrocomputer bestehen wesent
liche Zeitunterschiede zwischen dem Auftreten einer
bestimmten Betriebssituation und dem Zeitpunkt, zu
welchem in Abhängigkeit von der Betriebssituation
bestimmte Steuermaßnahmen oder Regelmaßnahmen erfolgen.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden,
die Zeitverzögerung weitgehend zu verkürzen, welche
zwischen dem Auftreten eines bestimmten neuen Betriebs
zustandes und dem Beginn einer in Abhängigkeit davon
auszuführenden Reaktionshandlung vergeht. Durch die
Erfindung soll somit weitgehend eine "Echtzeitregelung"
geschaffen werden. Es sollen auch komplexere Regel
kurven in akzeptabler Zeit noch realisiert werden
können. Außerdem soll eine gewisse Redundanz geschaf
fen werden, welche ein integriertes Diganoseprogramm
effektiver wirken läßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß mindestens zwei Mikrocomputer über Datenleitungen
miteinander verbunden sind, daß der eine Mikro
computer Sollwert-Eingänge nach Daten zum Betrieb
der Antriebsanlage abfrägt und in deren Abhängigkeit
nicht-pulsbreitengesteuerte Bauelemente der Antriebs
anlage steuert oder regelt, und daß der andere Mikro
computer bei einem Schaltauslösecode durch den einen
Mikrocomputer pulsbreitengesteuerte Bauelemente der
Antriebsanlage steuert. Dadurch wird der andere Mikro
computer nicht durch die Befehlausführungszeiten, die
zum Bilden der Modulationsfrequenz und der dazuge
hörigen Pulsbreite nötig sind, in seiner Reaktions
zeit verzögert.
Dadurch wird erreicht, daß beim Auftreten einer Be
triebsveränderung im wesentlichen ohne Verzögerung
sofort Reaktionshandlungen, insbesondere bei auf
tretenden Sollwertabweichungen entsprechende Korrek
turmaßnahmen, vorgenommen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
erfolgt die Ansteuerung der pulsbreitengesteuerten
Bauelemente in Abhängigkeit von Drehveränderungen pro
Zeiteinheit von Teilen der Antriebsanlage nach der
Übergabe des Schaltauslösecodes.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
kann vorgesehen sein, daß die pulsbreitengesteuerten
Bauelemente nach einer vorprogrammierten zeitlichen
Ablaufsteuerung betätigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß Drehzahlen der Antriebsanlage so
wohl mit dem einen Mikrocomputer als auch mit dem
anderen Mikrocomputer gemessen werden.
Dabei kann es zweckmäßig sein, daß die Drehzahl
messung über unterschiedliche Teilungsverhältnisse
bei dem einen Mikrocomputer und dem anderen Mikro
computer erfolgt. Dadurch wird die von der Drehzahl
abhängige Meß-Frequenz dem Teilungsverhältnis ent
sprechend auf eine niedrigere Frequenz herunter
transformiert, was bei einem Periodendauermeßverfahren
geometrische Abweichungen, z.B. bei Zahnrädern, weit
gehend eliminiert.
Vorzugsweise enthält jeder Mikrocomputer der er
findungsgemäßen Steuereinrichtung eine eigene Fehler
diagnoseschaltung zur Erfassung von Fehlern in ihm
selbst und in Peripheriegeräten, und Status-Funktions
codes und Fehlercodes werden ständig über die Daten
leitungen zwischen den beiden Mikrocomputern ausge
tauscht.
Dabei ist es zweckmäßig, daß jeder Mikrocomputer ein
Notprogramm enthält, welches wirksam wird, wenn
Fehler auftreten. Solche Notprogramme können darin
bestehen, daß die Antriebsanlage nur noch bis zu
einer maximalen Drehzahl laufen kann oder nur unter
Einhaltung einer bestimmten Betriebstemperatur usw.
Die Erfindung ergibt eine wesentliche Verkürzung der
Reaktionszeiten der Steuereinrichtung. Die Lösung
dieses Zeitproblems besteht gemäß der Erfindung im
wesentlichen darin, daß mehrere Mikrocomputer vor
handen sind, die alle zur gleichen Zeit, jedoch nach
unterschiedlichen Programmen arbeiten.
Im Rahmen der Erfindung haben die hier verwendeten
Begriffe jeweils folgende Definition:
"Antriebsanlage": Getriebe; Motor, insbesondere Ver
brennungsmotor, Elektromotor, Ölmotor; Turbine.
"Nicht-pulsbreitengesteuerte Bauelemente": Sogenannte
Schwarz/Weiß-Bauelemente, welche jeweils nur einen
von zwei verschiedenen Schaltzuständen je nach Steuer
signal haben. Dabei handelt es sich insbesondere um
Proportionalventile, Schrittmotoren, Servomotoren, und
ähnliche Stellglieder, die bei Ansteuerung durch ein
Signal jeweils einen von mehreren möglichen festen
Betriebszuständen einnehmen.
"Pulsbreitengesteuerte Bauelemente" sind solche Bau
elemente, deren sie ansteuernde Signale die Form von
Pulsen haben, deren Pulsbreite je nach Signalwert
verschieden breit ist. Die Bauelemente nehmen je nach
Breite der Pulse einen bestimmten Betriebszustand ein.
Solche pulsbreitengesteuerte Bauelemente sind ins
besondere Ventile und Stellglieder, deren Einstell
wert von der Pulsbreite der sie ansteuerenden Signale
abhängig ist.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet der elektronischen
Steuereinrichtung nach der Erfindung ist für Antriebs
anlagen von Straßenfahrzeugen. Jedoch können solche
Steuereinrichtungen auch für Antriebsanlagen von
Schiffen, Flugzeugen und stationären Einrichtungen
verwendet werden.
Die "Sollwert-Eingänge" des einen Mikrocomputers haben
Signale von Einrichtungen, bei welchen die Antriebs
anlage verwendet wird, insbesondere Signale zum Bei
spiel von einem Gaspedal, einem Bremspedal, von einem
von Hand schaltbaren Getriebe, von einem vorprogrammiert-
automatisch-schaltbaren Gangwechselgetriebe, und von
ähnlichen den Betrieb der Einrichtung bestimmenden
Elementen.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
beiliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Aus
führungsbeispiels beschrieben.
Die in der Zeichnung dargestellte elektronische Steuer
einrichtung enthält einen ersten Mikrocomputer 2
und einen zweiten Mikrocomputer 4, die über Daten
leitungen 6, welche einen bidirektionalen Datenbus
bilden, miteinander verbunden sind und gegenseitig
Daten austauschen. Der erste Mikrocomputer 2 ist an
eine Einrichtung, im vorliegenden Falle ein Straßen
fahrzeug 8, angeschlossen, welches eine Antriebsan
lage 10 enthält. Hierbei ist von dem Fahrzeug 8 ein
Gangwahlschalter 12 zur vorprogrammierten Schaltung
der Antriebsanlage 10 über einen Sollwert-Eingang 14,
ein Gaspedal 16 über einen Sollwert-Eingang 18, und
ein Bremspedal 20 über einen Sollwert-Eingang 22 an
den ersten Mikrocomputer 2 angeschlossen. Ferner ist
der Mikrocomputer 2 über einen Signalausgang 24 an
eine Warnleuchte 26 und über einen Signalausgang 26
an ein Anzeigegerät 30 des Fahrzeuges 8 angeschlossen.
Die Antriebsanlage 10 besteht bei diesem Ausführungs
beispiel aus einem unter Last automatisch schalt
baren Getriebe für einen Verbrennungsmotor, einen
Elektromotor oder eine Turbine. Die Antriebsanlage
enthält mindestens ein vom ersten Mikrocomputer 2
gesteuertes nicht-pulsbreitenmoduliertes Bauelement 32.
Dies kann ein Magnetventil, ein Servomotor oder ein
ähnliches Stellglied sein. Vorzugsweise sind für jeden
schaltbaren Gang der Antriebsanlage 10 mindestens ein
solches Bauelement 32 vorgesehen. Ferner enthält die
Antriebsanlage 10 mindestens einen Drehzahlmesser 34,
welcher eine von der gemessenen Drehzahl abhängige
Frequenz erzeugt, die über einen Frequenzteiler 36
dem ersten Mikrocomputer 2 und über einen zweiten Fre
quenzteiler 38 dem zweiten Mikrocomputer 4 zugeleitet
wird. Der erste Frequenzteiler 36 teilt die Frequenz
um den Faktor "x" auf eine niedrigere Frequenz, und
der zweite Frequenzteiler 38 teilt die Frequenz um
einen Faktor "y" auf eine andere niedrigere Frequenz.
Die von der Drehzahl abhängige Frequenz wird deshalb
direkt beiden Mikrocomputern 2 und 4 zugeführt, damit
für die Frequenzübertragung möglichst keine Zeit
verloren geht. Die beiden, oder mehr, unabhängigen Frequenz
eingänge können dadurch auch für Diagnosezwecke
benützt werden. Ein Temperaturfühler 40 und ein Druck
schalter 42 sind ebenfalls an den ersten Mikrocomputer 2
angeschlossen und geben ihm Betriebswerte der Antriebs
anlage 10. Selbstverständlich können auch mehrere
Temperaturfühler 40 und Druckschalter 42 vorgesehen sein.
Die Temperaturfühler können zur Messung der Temperatur
von Öl dienen, welches in der Antriebsanlage zur
Schmierung und Kühlung dient. Ferner können sie zur
Temperaturmessung von anderer Kühlflüssigkeit dienen.
Der oder die Druckschalter 42 können zur Messung des
Öldruckes oder zur Messung von Kühlflüssigkeit und
anderen Drücken dienen.
Die Drehzahlmesser 34, Temperaturfühler 40 und Druck
schalter 42 sind Istwert-Geber der Antriebsanlage.
In Abhängigkeit von diesen Istwerten, und in Ab
hängigkeit von den Sollwerten der Sollwert-Eingänge 14,
18, 22, steuert oder regelt der Mikrocomputer 2 die
nicht-pulsbreitenmodulierten Bauelemente 32 und der
zweite Mikrocomputer 34 steuert pulsbreitenmodulierte
Bauelemente 46 der Antriebsanlage 10. Solche puls
breitenmodulierte Bauelemente 46 der Antriebsanlage 10
können Strömungsventile sein, die je nach Breite der
Pulse mehr oder weniger weit öffnen und schließen.
Die beiden Mikrocomputer 2 und 4 enthalten Programme
zur gegenseitigen Information des Funktionsstatus,
zur Erkennung und Übermittlung von Fehlern, und zum
Betrieb der Gesamtanlage in Abhängigkeit von Not
programmen, wenn Fehler auftreten. Hierzu ist in
jedem Mikrocomputer 2 und 4 mindestens ein Not
programm enthalten.
Claims (7)
1. Elektronische Steuereinrichtung für eine Antriebs
anlage, insbesondere von Fahrzeugen, welche mit
pulsbreitenmodulierten Bauelementen der Antriebs
anlage zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei Mikrocomputer (2, 4) über Daten
leitungen (6) miteinander verbunden sind, daß der
eine Mikrocomputer (2) Sollwert-Eingänge (14, 18, 22)
nach Daten zum Betrieb der Antriebsanlage (10) ab
frägt und in deren Abhängigkeit nicht-pulsbreiten
gesteuerte Bauelemente (32) der Antriebsanlage
steuert oder regelt, und daß der andere Mikro
computer (4) bei einem Schaltauslösecode durch den
einen Mikrocomputer (2) pulsbreitengesteuerte Bau
elemente (46) der Antriebsanlage steuert oder regelt.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung der pulsbreitengesteuerten Bau
elemente (46) in Abhängigkeit von Drehveränderungen
pro Zeiteinheit von Teilen (34) der Antriebsan
lage (10) nach der Übergabe des Schaltauslösecodes
erfolgt.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die pulsbreitengesteuerten Bauelemente (46)
nach einer vorprogrammierten zeitlichen Ablauf
steuerung betätigt werden.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Drehzahlen von Teilen (34) der Antriebsanlage (10)
sowohl mit dem einen Mikrocomputer (2) als auch mit
dem anderen Mikrocomputer (4) gemessen werden.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehzahlmessungen über unterschiedliche
Teilungsverhältnisse (36, 38) bei dem einen Mikro
computer (2) und dem anderen Mikrocomputer (4) er
folgen.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Mikrocomputer (2, 4) eine eigene Fehler
diagnoseschaltung enthält, zur Erfassung von Fehlern
in ihm selbst und in Peripheriegeräten, und daß
Status-Funktionscodes und Fehlercodes ständig über
die Datenleitungen (6) zwischen den beiden Mikro
computern (2, 4) ausgetauscht werden.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Mikrocomputer (2, 4) ein Notprogramm enthält,
welches wirksam wird, wenn Fehler auftreten.
Priority Applications (3)
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DE3711467A1 true DE3711467A1 (de) | 1988-10-20 |
DE3711467C2 DE3711467C2 (de) | 1991-04-11 |
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ID=6324919
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DE19873711467 Granted DE3711467A1 (de) | 1987-04-04 | 1987-04-04 | Elektronische steuereinrichtung |
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GB (1) | GB2203264B (de) |
IT (1) | IT1217381B (de) |
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GB2203264B (en) | 1991-05-08 |
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IT8820000A0 (it) | 1988-03-28 |
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