DE3728087C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Regelkreises - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Regelkreises gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Patentansprüche 1, 4 und 5.

Aus der DE 35 10 173 A1 ist ein entsprechendes Verfahren bzw. eine derartige Schaltungsanordnung bekannt.

Insbesondere bei Anwendungen in Fahrzeugen kann das Fehlverhalten eines Regelkreises zu gefährlichen Situationen führen. So ist es beispielsweise erfor­ derlich, bei der Lageregelung des Stellgliedes bei einer E-Gas-Anlage in einem Kraftfahrzeug zu verhin­ dern, daß durch einen Defekt des Reglers das Fahr­ zeug angetrieben wird, obwohl der Fahrer ein Abbrem­ sen bzw. ein Anhalten des Fahrzeuges wünscht.

Bei den eingangs genannten bekannten Verfahren bzw. Schaltungsanordnungen ist eine Verzögerung der Ausgangssignale des Fensterkomparators erforderlich, damit kurzfristige Abweichungen zwischen Soll- und Istwert nicht als Defekt des Regelkreises gedeutet werden. Dabei kommt als Verzögerungszeit diejenige Zeit in Frage, welche der Stellmotor zum Durchfahren des gesamten Stellbereichs der Drosselklappe benö­ tigt. Diese Verzögerung kann jedoch unter Umständen zu sicherheitskritischen Fahrzuständen führen.

Aus der DE 35 10 173 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Regelkreises bekannt, wobei einem Regler ein Sollwertsignal und ein Istwertsignal zugeführt werden, der Regler ein einziges Ausgangssignal zur Steuerung eines Stellgliedes abgibt, ein mit dem Stellglied verbundener Geber das Istwertsignal erzeugt und zur Überwachung eine Differenz zwischen dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal vorgesehen ist und das Vergleichsergebnis über ein Filter einem Schwellenvergleicher zugeführt wird, dessen Ausgangssignal eine Fehlergröße darstellt, die eine Fehleranzeige in einem Kraftfahrzeug betätigt.

Weiterhin ist eine Logik als Überwachungseinrichtung dem Regelkreis beigeschaltet, der als Signale das Istwertsignal, das Sollwertsignal sowie die einzige Stellgröße von dem Ausgang des Reglers und weiterhin Fahrzeugdaten (beispielsweise, ob die Bremse betätigt wird/wurde, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer bestimmten Geschwindigkeit liegt und ob die Motordrehzahl über einer bestimmten Drehzahl liegt) zugeführt werden. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind und ein weiteres mit der Überwachungseinrichtung verbundener Schalter (Fahrpedal) geöffnet (geschlossen) ist, wird das Stellglied abgeschaltet. Hierbei ist eine Verarbeitung von einer Vielzahl von Eingangsgrößen erforderlich, so daß eine aufwendige Verkabelung mit den einzelnen Gebern erforderlich ist und aufgrund der Vielzahl eine entsprechend lange Berechnungs- und Auswertezeit benötigt wird, bis das Stellglied abgeschaltet wird, so daß es bis dahin zu fahrkritischen oder fahrzeugkritischen Situationen kommen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver­ fahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Regelkreises anzugeben, so daß eine zuverlässige Überwachung bei einer mög­ lichst geringen Verzögerung zwischen dem Auftreten eines Fehlers und dem Ansprechen der Überwachung gegeben ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gekenn­ zeichnet.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ferner ein Fehler festgestellt wird, wenn eines der Ausgangssignale des Fensterkom­ parators länger als eine vorgegebene Zeit eine Abwei­ chung zwischen Soll- und Istwert anzeigt. Hierdurch wird außer einer Überwachung des Reglers auch eine Überwachung der Funktion der Endstufe und des Stell­ gliedes möglich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Stromversorgung für das Stellglied abgeschal­ tet wird, wenn ein Fehler festgestellt wird. Zweck­ mäßigerweise wird die Stromversorgung der Endstufe und damit das Stellglied abgeschaltet. Dabei ist eine geeignete Vorrichtung zur Rückführung des Stell­ gliedes in eine Sicherheitsstellung vorzusehen. Bei einer E-Gas-Anlage umfaßt das Stellglied eine Dros­ selklappe, die von einer Feder mit einer in Richtung auf die Leerlaufstellung wirkenden Kraft beauf­ schlagt ist.

Erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen sind durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils der Ansprüche 4 bzw. 5 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäßen Schaltungsanordnungen ermögli­ chen die Durchführung des Verfahrens in einfacher und zuverlässiger Weise unter Verwendung von nur wenigen elektronischen Bauteilen.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung besteht darin, daß vor der Abschalteinrich­ tung eine Verzögerungsschaltung angeordnet ist. Durch diese Weiterbildung wird ein fehlerhaftes Ansprechen der Überwachungsschaltung durch kurzzei­ tige Impulse ausgeschlossen. Diese Verzögerung ist jedoch wesentlich geringer als bei den bekannten Verfahren.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung sieht vor, daß die Verzögerungsschaltung aus einem Zähler besteht, welcher bei Auftreten eines der Aus­ gangssignale des Fensterkomparators, rücksetzbar ist. Hierdurch ist eine einfache und zuverlässige Realisierung einer Verzögerungszeit mög­ lich.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit trägt eine an­ dere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungs­ anordnung dadurch bei, daß der Ausgang einer weite­ ren Oder-Schaltung über eine weitere Verzögerungs­ schaltung mit der Abschalteinrichtung verbunden ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sind schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be­ schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei­ spiels,

Fig. 2 einen Teil des Ausführungsbeispiels in detaillierterer Darstellung und

Fig. 3 ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbei­ spiels.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 1 stellt eine E-Gas- Anlage dar, welche mit einer erfindungsgemäßen Über­ wachungsschaltung versehen ist. Dabei wird mit Hilfe eines Sollwertgebers 1, der aus einem Gaspedal und einem mit diesem gekoppelten Potentiometer besteht, ein Stellglied 2 entsprechend der gewünschten Motor­ leistung gesteuert. In an sich bekannter Weise besteht das Stellglied 2 aus einem Motor, der über ein Getriebe mit der Drosselklappe verbunden ist. Das Stellglied 2 weist ferner einen Geber 3 auf, wel­ chem eine der Stellung der Drosselklappe entsprechen­ de Spannung als Istwertsignal für die Drosselklappen­ stellung entnehmbar ist. Die vom Sollwertgeber 1 und vom Geber 3 abgegebenen Spannungen werden jeweils als Soll- bzw. Istwert einem Regler 4 zugeführt, der im wesentlichen eine Subtraktionsschaltung 5 und einen Pulsbreitenmodulator 6 enthält. Dabei wird in der Subtraktionsschaltung 5 die Differenz zwischen Soll- und Istwert gebildet. Diese Regelabweichung wird dem Pulsbreitenmodulator 6 zugeführt, welchem von einem Oszillator 7 ein Signal mit einer Frequenz von etwa 150 Hz zugeführt wird. Der Pulsbreitenmodu­ lator 6 umfaßt zwei Ausgänge H und R. Am Ausgang H steht ein pulsbreitenmoduliertes Signal an, wenn die Regelab­ weichung positiv ist, wenn also das Stellglied 2 im Sinne einer Öffnung der Drosselklappe anzusteuern ist. Die Pulsbreite dieses Signals hängt dabei von der Größe der Regelabweichung ab.

Ist die Regelabweichung negativ, so gibt der Puls­ breitenmodulator 6 am Ausgang R ein pulsbreitenmodu­ liertes Signal ab, was eine Rückführung des Stell­ gliedes 2 in Richtung auf die Schließ- bzw. Leerlauf­ stellung zur Folge hat. Beide Signale werden einer an sich bekannten Endstufe 8 zugeführt, an deren Aus­ gang das Stellglied 2 angeschlossen ist. Die Strom­ versorgung der Endstufe 8 erfolgt über den Arbeits­ kontakt 9 eines Relais 10 vom positiven Pol 11 einer im übrigen nicht dargestellten Betriebsspannungs­ quelle. Durch Abschalten des Relais 10 können die Endstufe 8 und somit das Stellglied 2 im Fehlerfall abgeschaltet werden.

Zu Überwachungszwecken werden nun der Sollwert und der Istwert sowie die Ausgangsspannungen des Reglers 4 bzw. des Pulsbreitenmodulators 6 einer Überwachungs­ schaltung 12 zugeführt. Dabei werden - wie beim Reg­ ler 4 - der Sollwert und der Istwert in einer weiteren Sub­ traktionsschaltung 13 voneinander subtrahiert. An die weitere Subtraktionsschaltung 13 schließt sich ein Fen­ sterkomparator 14 an, an dessen Ausgängen Hf und Rf jeweils dann ein Signal anliegt, wenn die Differenz zwischen Soll- und Istwert einen vorgegeben positi­ ven Wert überschreitet und einen weiteren vorgegebe­ nen, negativen Wert unterschreitet. Dabei sind diese Werte derart gewählt, daß bei intaktem Regler 4 ein­ schließlich der Endstufe 8, des Stellgliedes 2 und des Gebers 3 die statische Regelabweichung zwischen diesen Schwellwerten liegt. Lediglich bei plötzli­ chen Änderungen des Sollwertes, also bei plötzlichem Gasgeben oder -wegnehmen sind vorübergehend größere Abweichungen auch bei intaktem Regler 4 möglich - nämlich solange, bis das Stellglied 2 der geänderten Vorgabe gefolgt ist.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung werden die Ausgangssignale des Fensterkomparators 14 in zwei­ facher Weise zur Überwachung ausgenutzt. Zum einen wird in einer weiteren Oder-Schaltung 15 festgestellt, ob an einem der Ausgänge Hf bzw. Rf ein Signal ansteht. Ist dieses der Fall, wird in einer weiteren Verzögerungsschaltung 16 ge­ prüft, ob dieser Zustand länger als eine vorgegebene Zeit anhält. Die Zeitvorgabe richtet sich nach der Dauer, welche zur Verstellung des Stellgliedes 2 von einem Anschlag zum anderen erforderlich ist. Bei einer praktisch ausgeführten erfindungsgemäßen Schal­ tung hat sich ein Wert von 500 ms als günstig heraus­ gestellt. Das Ausgangssignal der weiteren Verzögerungsschaltung 16 wird einer Ansteuerschaltung 17 zur Abschaltung zugeführt, deren Ausgang die Spule des Relais 10 angeschlossen ist.

Um jedoch im Falle eines Fehlers im Regler 4 eine Abschaltung zu ermöglichen, welche nicht durch die weitere Verzögerungsschaltung 16 verzögert wird, werden die Ausgänge des Pulsbreitenmodulators 6 und die Ausgänge des Fenster­ komparators 14 den Eingängen zweier Und-Schaltungen 18, 19 zugeführt. Dabei sind die Eingänge der Und- Schaltung 18 mit dem Ausgang Rf des Fensterkompara­ tors 14 und mit dem Ausgang H des Pulsbreitenmodula­ tors 6 und die Eingänge der Und-Schaltung 19 mit dem Ausgang R des Pulsbreitenmodulators 6 und dem Ausgang Hf des Fensterkomparators 14 verbunden. Dem­ entsprechend gibt die Und-Schaltung 18 ein Ausgangs­ signal ab, wenn der Sollwert mindestens um den vom Fensterkomparator 14 vorgegebenen Betrag kleiner als der Sollwert ist und trotzdem am Ausgang H des Puls­ breitenmodulators 6 ein Signal zum Öffnen der Dros­ selklappe ansteht. Am Ausgang der Und-Schaltung 19 steht ein Signal an, wenn am Ausgang R ein Signal zum Schließen der Drosselklappe ansteht, obwohl der Sollwert mindestens um einen vom Fensterkomparator 14 vorgegebenen Betrag größer als der Istwert ist.

Über eine Oder-Schaltung 20 wird eine Verzögerungsschaltung (Zähler) 21 ge­ startet, der Ausgangsimpulse eines weiteren Oszillators 22 zählt. Der Zähler 21 dient dazu, daß kurzzeitige Signale von den Ausgängen der Und-Schaltungen 18, 19 nicht zu einer Fehlermeldung führen. Die mit Hilfe des Zählers 21 und des weiteren Oszillators 22 vorgegebene Zeit ist jedoch kleiner als die durch die weitere Verzögerungsschaltung 16 vorgegebene Zeit. Bei einer praktisch ausgeführ­ ten Schaltung liegt die Zeitvorgabe durch den Zähler 21 und den weiteren Oszillator 22 bei etwa 100 ms. Diese Zeit ist bei einem vorgegebenen Zählerstand erreicht, bei dem von einem entsprechenden Ausgang des Zählers 21 ein Signal zur Abschaltung der Endstufe 8 und des Stellgliedes 2 abgegeben wird.

Der Zähler 21 wird zu Beginn einer jeden Überschrei­ tung der zulässigen Soll-Istwertdifferenz rückge­ setzt. Dazu ist der Ausgang der weiteren Oder-Schaltung 15 mit einem Rücksetzeingang des Zählers 21 verbunden. Da die Ausgangssignale des Pulsbreitenmodulators 6 und damit auch die Ausgangssignale der Oder-Schaltung 20 impulsförmig sind, könnten zur Ermittlung der Zeitverzögerung auch die Impulse des Pulsbreiten­ modulators 6 gezählt werden. In diesem Fall würde der weitere Oszillator 22 entfallen. Je nach Ausführung des Pulsbreitenmodulators 6 im einzelnen kann es entweder bereits bei einem ordnungsgemäßen Betriebszustand oder spätestens im Fehlerfall vorkommen, daß das Tastverhältnis der Ausgangssignale des Pulsbreiten­ modulators 6 100% wird, wobei keine Impulse, son­ dern eine kontinuierliche Spannung abgegeben wird. In diesem Fall enthält die Ausgangsspannung der Oder-Schaltung 20 keine Flanken mehr, welche den Zähler 21 takten könnten. Durch den weiteren Oszillator 22 ist jedoch gewährleistet, daß der Zähler 21 auch in diesem Betriebszustand getaktet wird. Einzelheiten hierüber werden im Zusammenhang mit Fig. 2 erläu­ tert.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 stellt eine praktisch ausgeführte Schaltung in detaillierterer Form als das Blockschaltbild nach Fig. 1 dar. Dabei entspricht die Schaltung derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen, wobei jedoch durch Schaltungsdetails bedingte geringfügige Abweichungen vorhanden sind. So wird beispielsweise die weitere Subtraktionsschaltung 13 durch Widerstände 31, 32 gebildet, wobei voraus­ gesetzt wird, daß ein dem Sollwert entsprechendes Signal einem Eingang 33 und ein invertiertes dem Ist­ wert entsprechendes Signal einem Eingang 34 zugeführt wird. Ferner ist zur Anpassung an einen Differential­ anteil des Reglers 4 (Fig. 1) eine Reihenschaltung aus einem weiteren Widerstand 35 und einem Kondensa­ tor 36 dem Widerstand 32 parallelgeschaltet.

Die Differenz zwischen Soll- und Istwert wird vom Verbindungspunkt der Widerstände 31, 32 zum nichtin­ vertierenden Eingang eines ersten Operationsverstär­ kers 37 und zum invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 38 geleitet, welche zusammen einen Fensterkomparator bilden. Dazu werden den weiteren Eingängen der Operationsverstärker 37, 38 über einen Spannungsteiler 39, 40, 41 vom positiven Pol einer nicht dargestellten Betriebsspannungsquelle entspre­ chende Vorspannungen zugeführt. Die Ausgänge der Operationsverstärker 37, 38 sind mit je einem Wider­ stand 42, 43 ebenfalls mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden und bilden die Ausgänge Hf und Rf des Fensterkomparators 37 bis 41. Außerdem ist an die Ausgänge der Operationsverstärker 37, 38 je eine Diode 44, 45 angeschlossen, welche zusammen mit einem Widerstand 46 die weitere Oder-Schaltung 15 (Fig. 1) bildet.

Der nachgeschaltete Operationsverstärker 47, dessen nichtinvertierendem Eingang ein bei etwa halber Betriebsspannung liegendes Potential über einen Span­ nungsteiler 48, 49 zugeführt wird, dient der Signal­ invertierung. Der Ausgang des Operationsverstärkers 47 ist über einen Widerstand 50 mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle verbunden. Über einen weiteren Widerstand 51 ist die Basis eines Transistors 52 angeschlossen, dessen Kollektor-Emit­ ter-Strecke mit Hilfe eines Kondensators 53 über­ brückt ist und dessen Kollektor über den Widerstand 54 mit dem positiven Pol der Betriebsspannungsquelle und über einen Ausgang 55 mit der Ansteuerschaltung 17 (Fig. 1) verbunden ist. Außerdem ist der Emitter des Tran­ sistors 52 an einen Ausgang des Zählers 21 ange­ schlossen.

Für die folgenden Betrachtungen sei angenommen, daß der Ausgang des Zählers 21 auf Massepotential liegt. Befindet sich die Regelabweichung, also die Diffe­ renz zwischen Soll- und Istwert, innerhalb einer zulässigen Toleranz, so spricht der Fensterkompara­ tor 37 bis 41 nicht an, so daß am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 47 Massepotential anliegt. Der Ausgang liegt dann auf positivem Potential, wodurch der Transistor 52 leitend ist. Dieses wiederum bewirkt, daß sein Kollektor Massepotential einnimmt. Dieses hat keine Abschaltung der Endstufe 8 bzw. des Stellgliedes 2 (Fig. 1) zur Folge. Wird nun einer der Schwellwerte des Fensterkomparators 37 bis 41 überschrit­ ten, so stellt sich am Ausgang des Operationsverstär­ kers 47 Massepotential ein, worauf der Transistor 52 in den nichtleitenden Zustand geschaltet wird. Der Kondensator 53 wird über den Widerstand 54 aufgela­ den.

Ist die Regelabweichung jedoch vorübergehend, da das Stellglied 2 innerhalb kurzer Zeit den Sollwert er­ reicht, wird der Transistor 52 wieder leitend, bevor die Spannung am Kollektor des Transistors 52 einen zur Abschaltung erforderlichen Wert erreicht hat. Der Kondensator 53 wird dann wiederum entladen.

Erreicht jedoch das Stellglied 2 infolge eines Fehlers im Regler 4, in der Endstufe 8 oder im Stellglied 2 selbst den Sollwert nicht, so steigt die Spannung am Konden­ sator 53 weiter, bis eine zur Abschaltung erforder­ liche Spannung erreicht ist.

Weitere Eingänge 61, 62 der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 sind mit den Ausgängen H und R des Pulsbrei­ tenmodulators 6 (Fig. 1) verbunden. Über einen je­ weils als Eingangsstufe dienenden Operationsverstär­ ker 63, 64 werden die Ausgangssignale des Pulsbrei­ tenmodulators 6 je einem Eingang der Und-Schaltungen 18, 19 zugeführt. Zur Erzeugung einer geeigneten Vor­ spannung für die invertierenden Eingänge der Operati­ onsverstärker 63, 64 dient ein Spannungsteiler aus einem Widerstand 65 und einer Diode 66. Ferner sind die Operationsverstärker 63, 64 mit Arbeitswiderständen 67, 68 versehen. Die anderen Eingänge der Und-Schaltun­ gen 18, 19 sind mit den Ausgängen der Operationsver­ stärker 38, 37 verbunden.

Eine der Oder-Schaltung 20 (Fig. 1) entsprechende Verknüpfung der Ausgangssignale der Und-Schaltungen 18, 19 erfolgt durch Verbindung der beiden Ausgänge mit offenem Kollektor über Widerstände 69, 70 mit dem Takteingang des Zählers 21.

Der Operationsverstärker 71 bildet zusammen mit seiner Beschaltung den weiteren Oszillator 22. Dazu ist der Ausgang mit dem nichtinvertierenden Eingang über ein Widerstandsnetzwerk 72, 73, 74 verbunden, während der Ausgang mit dem invertierenden Eingang über ein Phasendrehglied aus einem Widerstand 75 und einem Kondensator 76 verbunden ist. Dabei schwingt der weitere Oszillator 22 solange nicht, wie an einem der Ausgänge der Und-Schaltungen 18, 19 und somit am Schaltungs­ punkt 77 Massepotential anliegt. Die Frequenz des weiteren Oszillators 22 ist etwas niedriger als die Frequenz des Oszillators 7 (Fig. 1) eingestellt. Bei einer praktisch ausgeführten Schaltung wurden Frequenzen von 153 Hz und 157 Hz gewählt.

Tritt nun der Fall ein, daß an einem der Ausgänge des Pulsbreitenmodulators 6 ein Signal ansteht, das auf eine andere Stellrichtung des Stellgliedes 2 als eines der Ausgangssignale des Fensterkomparators 37 bis 41 hinweist, so wird der Schaltungspunkt 77 positiv. Der zuvor zurückgesetzte Zähler 21 zählt um eins weiter und der weitere Oszillator 22 schwingt an. Ist das entsprechende Ausgangssignal des Pulsbreitenmodula­ tors 6 impulsförmig, so wird bei der Rückflanke des ersten Impulses der weitere Oszillator 22 bereits wieder gestoppt. Beim nächsten Impuls wird der Zählerstand um eins erhöht und der weitere Oszillator 22 wiederum gestartet und gleich wieder gestoppt. Hat der Zählerstand sei­ nen vorgegebenen Wert erreicht, wird der Ausgang des Zählers 21 positiv, wodurch ohne weitere Verzögerung auch der Kollektor des Transistors 52 und der Aus­ gang 55 positiv wird. Dieses führt zu einer Abschal­ tung der Endstufe 8 und des Stellgliedes 2.

Ist jedoch die betreffende Ausgangsspannung des Puls­ breitenmodulators 6 nicht impulsförmig, so erreicht die Amplitude der Ausgangsspannung des weiteren Oszillators 22 nach wenigen Perioden einen Wert, der zur Taktung des Zählers 21 ausreicht. Da die Frequenzen der Oszillatoren 22 und 7 nur einen geringen Unterschied aufweisen, wird praktisch nach gleicher Zeit der vor­ gegebene Zählerstand erreicht, was ein Abschalten zur Folge hat, wie bereits beschrieben.

Die im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrie­ bene Schaltungsanordnung erfüllt zwei Überwachungs­ funktionen. Zum einen wird durch einen zusätzlichen Vergleich von Soll- und Istwert das gesamte Regel­ system, also der Regler 4, die Endstufe 8 und das Stell­ glied 2 überwacht, wobei jedoch eine Verzögerung in Kauf genommen wird. Zum anderen wird mit einer wesentlich geringeren Verzögerung die Funktion des Reglers 4 überwacht.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung ist gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 vereinfacht, erfüllt je­ doch bezüglich der Überwachung des gesamten Regelsy­ stems die gleiche Funktion. Bei der Überwachung des Reglers 4 wird jedoch lediglich überprüft, ob der Reg­ ler 4 ein zur Öffnung der Drosselklappe vorgesehenes Signal abgibt, obwohl der Sollwert kleiner als der Istwert ist.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 sind die Sub­ traktions- bzw. Additionsschaltung, der Fensterkompa­ rator 37 bis 41, der Zähler 21, die weitere Verzögerungsschaltung 16 (Fig. 1) sowie der weitere Oszillator 22 entsprechend der Schaltungsanord­ nung nach Fig. 2 aufgebaut. Als weitere Oder-Schaltung 15 sind bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 ledig­ lich zwei Widerstände 79, 80 und ein Transistor 81 vorgesehen, der zusammen mit dem Widerstand 82 in Emitter-Schaltung betrieben wird. Da dadurch eine Invertierung des Eingangssignals stattfindet, kann eine dem Operationsverstärker 47 (Fig. 2) entspre­ chende Schaltung entfallen.

Der Ausgang Rf des Fensterkomparators 37 bis 41 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstär­ kers 83 verbunden, dessen invertierender Eingang mit Hilfe eines Spannungsteilers 84, 85 auf etwa halber Betriebsspannung liegt. Ein Eingang 86 ist mit dem Ausgang H des Pulsbreitenmodulators 6 (Fig. 1) ver­ bunden, so daß das entsprechende Ausgangssignal dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstär­ kers 87 zugeführt wird, dessen invertierender Ein­ gang über einen aus einem Widerstand 88 und einer Diode 89 bestehenden Spannungsteiler mit einer Vor­ spannung versorgt wird. Die Ausgänge der Operations­ verstärker 83, 87 sind miteinander und über einen Widerstand 90 mit dem positiven Pol der Betriebsspan­ nungsquelle verbunden. Dadurch entsteht eine soge­ nannte verdrahtete Und-Verknüpfung, so daß am Schal­ tungspunkt 91 nur dann positives Potential ansteht, wenn sowohl Rf als auch H positiv sind. Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, wird der Zäh­ ler 21 getaktet und bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes über den Ausgang 55 die Endstufe und das Stellglied abgeschaltet.

Claims (9)

1. Verfahren zur Überwachung eines Regelkreises, wobei einem Regler ein Sollwertsignal und ein Istwertsignal zugeführt werden, der Regler je ein Ausgangssignal zur Steuerung eines Stellgliedes in jeweils eine Richtung abgibt, ein mit dem Stellglied verbundener Geber das Istwertsignal erzeugt und zur Überwachung eine Differenzbildung zwischen dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal durchgeführt wird und dieses Ergebnis einem Fensterkomparator zugeführt wird, welcher bei einer vorgegebenen Über- und Unterschreitung des Vergleichsergebnisses je ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fehler festgestellt wird, wenn das Ausgangssignal des Reglers und das des Fensterkomparators gegenüber der Differenz zwischen dem Soll- und Istwertsignal verschiedene Vorzeichen aufweisen, wobei im Fehlerfall die weitere Steuerung des Stellgliedes unterbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Fehler festgestellt wird, wenn eines der Ausgangssignale des Fensterkomparators länger als eine vorgegebene Zeit eine Abweichung zwischen Soll- und Istwertsignal anzeigt, wobei die vorgegebene Zeit mindestens der Zeit zur Gesamtverstellung des Stellgliedes entspricht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Fehlerfall die Stromversorgung für das Stellglied abgeschaltet wird.

4. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Regelkreises, wobei einem Regler (4) ein Sollwertsignal und ein Istwertsignal zugeführt werden, der Regler (4) je ein Ausgangssignal zur Steuerung eines Stellgliedes (2) in jeweils eine Richtung abgibt, ein mit dem Stellglied (2) verbundener Geber (3) das Istwertsignal erzeugt und zur Überwachung eine Differenzbildung zwischen dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal durchgeführt und dieses Ergebnis einem Fensterkomparator (14) zugeführt wird, welcher bei einer vorgegebenen Über- und Unterschreitung des Vergleichsergebnisses je ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (4) und der Fensterkomparator (14) je einen ersten und einen zweiten Ausgang aufweisen, daß der erste Ausgang (H) des Reglers (4) und der zweite Ausgang (Rf) des Fensterkomparators (14) mit Eingängen einer ersten Und-Schaltung (18) verbunden sind, daß der zweite Ausgang (R) des Reglers (4) und der erste Ausgang (Hf) des Fensterkomparators (14) an Eingänge einer zweiten Und-Schaltung (19) angeschlossen sind, daß die Ausgänge bei den Und-Schaltungen (18, 19) über eine Oder-Schaltung (20) mit einer Abschalteinrichtung (17, 9, 10) für das Stellglied (2) verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung zur Überwachung eines Regelkreises, wobei einem Regler (4) ein Sollwertsignal und ein Istwertsignal zugeführt werden, der Regler (4) je ein Ausgangssignal zur Steuerung eines Stellgliedes (2) in jeweils eine Richtung abgibt, ein mit dem Stellglied (2) verbundener Geber (3) das Istwertsignal erzeugt und zur Überwachung eine Differenzbildung zwischen dem Sollwertsignal und dem Istwertsignal durchgeführt und dieses Ergebnis einem Fensterkomparator (37 bis 41) zugeführt wird, welcher bei einer vorgegebenen Über- und Unterschreitung des Vergleichsergebnisses je ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (H) des Reglers (4), welcher ein Signal führt, das eine Steuerung des Stellgliedes (2) in eine Richtung zur Folge hat, bei welcher ein Gefahrenzustand möglich ist, und der Ausgang (Rf) des Fensterkomparators (37 bis 41), welcher ein Signal führt, wenn eine Regelabweichung vorliegt, deren Betrag größer als ein vorgegebener Wert ist und deren Richtung bei intaktem Regelkreis eine Steuerung des Stellgliedes (2) in entgegengesetzter Richtung zur Folge hat, über eine Und-Schaltung (83, 87, 90) mit einer Abschalteinrichtung (17, 9, 10) für das Stellglied (2) verbunden sind.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschalteinrichtung (17, 9, 10) eine Verzögerungsschaltung (21) vorgeschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (21) aus einem Zähler besteht, welcher bei Auftreten eines der Ausgangssignale des Fensterkomparators (14; 37 bis 41) rücksetzbar ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgang des Fensterkomparators (14; 37 bis 41) eine weitere Oder-Schaltung (15; 79 bis 82) nachgeschaltet ist, deren Ausgang über eine weitere Verzögerungsschaltung (16) mit der Abschalteinrichtung (17, 9, 10) verbunden ist.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (2) eine Drosselklappe einer E-Gas-Anlage zur Steuerung der gewünschten Motorleistung umfaßt, die von einer Feder mit einer in Richtung auf die Leerlaufstellung wirkenden Kraft beaufschlagt ist.