DE3802101C2

DE3802101C2 - Safety circuit

Info

Publication number: DE3802101C2
Application number: DE19883802101
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Lange
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1988-01-26
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2008-01-27
Also published as: DE3802101A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für eine Einrichtung zur elektrischen Steuerung oder Regelung der Leistung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, wobei mindestens je ein Sicher heitsschalter mit einem Sollwertgeber und einem Stellglied verbunden sind, wobei eine vorgegebene Kombination der Stellungen der Sicherheitsschalter eine Überführung der Einrichtung in einen sicher heitsunkritischen Betrieb zur Folge hat.The invention relates to a safety circuit for a device for electrical control or Regulation of the power of an internal combustion engine in a motor vehicle, at least one safe safety switch with one setpoint device and one Actuator are connected, with a predetermined Combination of the positions of the safety switches a transfer of the facility into a safe non-critical operation.

Bei Einrichtungen zur elektrischen Steuerung oder Regelung der Leistung einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug ist mit hoher Sicherheit zu gewährleisten, daß keine Steuerung in Richtung einer höheren Leistung erfolgt, als es der Fahrer wünscht. Insbesondere ist sicherzustellen, daß bei der Leer laufstellung des Gaspedals die Brennkraftmaschine sich auch im Leerlaufbetrieb befindet. Bei derarti gen Einrichtungen - im folgenden E-Gas-Anlagen genannt -, ist daher sowohl das Gaspedal als auch die Drosselklappe mit je einem Sicherheitsschalter versehen. Dabei ist der Sicherheitsschalter am Gas pedal in der Leerlaufstellung geöffnet - also nicht leitend. Der Sicherheitsschalter an der Drosselklap pe dagegen ist in der Leerlaufstellung geschlossen. Bei einer korrekten Funktion der E-Gas-Anlage ist dementsprechend stets einer der beiden Sicherheits schalter geschlossen. Gerät jedoch die Drosselklappe in eine Teillast- oder Vollaststellung, während sich das Gaspedal in der Leerlaufstellung befindet, sind beide Sicherheitsschalter geöffnet. Dadurch wird bei bekannten Sicherheitsschaltungen ein sicherheitsun kritischer Betrieb eingeleitet - beispielsweise wird die Brennkraftmaschine durch Abschalten der Kraft stoffpumpe stillgesetzt.For devices for electrical control or Regulation of the power of an internal combustion engine in a motor vehicle is too safe ensure that no control towards one higher performance than the driver wishes. In particular, make sure that the empty Running position of the accelerator pedal the internal combustion engine is also in idle mode. At suchi facilities - hereinafter referred to as e-gas systems called -, is therefore both the accelerator and the throttle valve with one safety switch each Mistake. The safety switch is on the gas Pedal open in idle position - so not conductive. The safety switch on the throttle valve pe, on the other hand, is closed in the idle position. If the e-gas system is working correctly accordingly always one of the two security switch closed. However, the throttle valve in a partial load or full load position while the accelerator pedal is in the neutral position both safety switches open. This will help known safety circuits a security critical operation initiated - for example the internal combustion engine by switching off the power cloth pump stopped.

Bei diesen bekannten E-Gas-Anlagen kann jedoch durch einen Fehler das Stellglied dazu angeregt werden, ständig zwischen der Leerlaufstellung und einer anderen Position zu pendeln, so daß der sicherheits unkritische Zustand der Gesamtanlage nicht bleibend beibehalten wird, z. B. also die Kraftstoffpumpe nicht abgeschaltet, sondern mit einem pulsierenden Gleichstrom beaufschlagt wird.In these known e-gas systems, however, can an error the actuator can be excited constantly between the idle position and one other position to commute, so that the security non-critical condition of the overall system not permanent is maintained, e.g. B. the fuel pump not switched off, but with a pulsating DC current is applied.

Gemäß US-PS 45 15 125 ist eine Sicherheitsschaltung bekannt, welche eine Einrichtung zur elektrischen Steuerung einer Brennkraftmaschine enthält, bei welcher eine vorgegebene Kombination der Stellungen der Sicherheitsschalter nur dann eine Überführung der Einrichtung in einen sicherheitsunkritischen Bereich zur Folge hat, wenn zusätzlich ein be stimmtes Drehzahlsignal anliegt. Auch bei dieser Lösung wird der sicherheitsunkritische Zustand der Anlage nicht zwingend erreicht.According to US-PS 45 15 125, a safety circuit is known, which a device for electrical control of an internal combustion engine contains, in which a predetermined combination of the positions of the Safety switch only then a transfer of the device into one safety-critical area, if an additional be correct speed signal is present. With this solution, too safety-critical state of the system is not necessarily reached.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitsschaltung anzugeben, die auch bei vorüber gehenden, gegebenenfalls periodisch auftretenden Fehlerzuständen, die E-Gas-Anlage in einen sicher heitsunkritischen Betrieb überführt.The object of the present invention is a Safety circuit to specify that even when passing outgoing, possibly periodic Error states, the e-gas system in a safe non-critical operation transferred.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiles Element vorgesehen ist, das bei Auftreten der vorgegebenen Kombination in einen ersten stabilen, den sicher heitsunkritischen Betrieb kennzeichnenden Schaltzu stand gesetzt wird und diesen Schaltzustand auch beibehält, wenn sich die Stellungen der Sicherheits schalter abermals ändern.The safety circuit according to the invention is characterized in that a bistable element is provided that when the given occurs Combination in a first stable, sure non-critical operation characteristic switching is set and this switching state also maintains when the positions of security change the switch again.

Außer dem Vorteil, daß ein auch nur vorübergehendes Fehlverhalten der E-Gas-Anlage zu einem sicherheits unkritischen Betrieb führt, hat die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung den Vorteil, daß sie mit gering stem technischen Aufwand zu verwirklichen ist.Besides the advantage of being a temporary one Misconduct of the e-gas system to a safety leads uncritical operation, has the invention Safety circuit has the advantage of being low technical effort is to be realized.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung kann vorgesehen sein, daß das bistabile Element ein Thyristor ist. Eine günstige Ausgestaltung der Weiterbildung besteht darin, daß die Sicherheits schalter über je eine Diode mit der Anode des Thyri stors verbunden sind und daß die Kathode des Thyri stors mit einem Schaltelement verbunden ist, das bei leitendem Thyristor einen normalen Betriebszustand der Einrichtung zuläßt.According to an advantageous further development of the Erfin can be provided that the bistable element is a thyristor. A favorable design of the Continuing education is that security switch via one diode each with the anode of the Thyri are connected and that the cathode of Thyri stors is connected to a switching element that at conducting thyristor a normal operating state the facility allows.

Eine vorteilhafte Überführung der Einrichtung zur elektrischen Steuerung der Leistung in einen sicher heitsunkritischen Betrieb kann darin bestehen, daß das Schaltelement ein Relais zum Ein- und Ausschal ten der Kraftstoffpumpe ist. Es sind im Rahmen des Fachmännischen jedoch auch andere Maßnahmen möglich, die zu einem Stillsetzen des Kraftfahrzeugs oder zu einem Notbetrieb führen.An advantageous transfer of the facility electrical control of power in a safe uncritical operation may consist in that the switching element is a relay for switching on and off the fuel pump. It is under the However, other measures are also possible, to stop the motor vehicle or to perform an emergency operation.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das bistabile Element ein Relais mit Selbsthaltekontakt ist. Dabei kann das Relais ferner Kontakte zum Ein- und Ausschalten der Kraftstoffpum pe aufweisen. Another development of the invention exists in that the bistable element has a relay Is holding contact. The relay can also Contacts for switching the fuel pump on and off have pe.

Zur Überwachung der Drosselklappenstellung im Rahmen der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung können in vorteilhafter Weise ein Sicherheitsschalter als Leerlaufkontakt in einem Gaspedal und ein weiterer Sicherheitsschalter als Leerlaufkontakt in einer Drosselklappenanordnung vorgesehen sein.For monitoring the throttle valve position in the frame the safety circuit according to the invention can in advantageously as a safety switch Idle contact in an accelerator pedal and another Safety switch as an open contact in one Throttle valve arrangement may be provided.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Drei davon sind schematisch in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be schrieben. Es zeigt:The invention permits numerous embodiments. Three of these are shown schematically in the drawing shown several figures and below be wrote. It shows:

Fig. 1 eine bekannte Schaltungsanordnung, Fig. 1 shows a known circuit arrangement,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2 shows a first embodiment,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel und Fig. 3 shows a second embodiment and

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel. Fig. 4 shows a third embodiment.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same parts are the same in the figures Provide reference numerals.

Bei der bekannten Schaltung nach Fig. 1 sind zwei Sicherheitsschalter 1, 2 vorgesehen, deren einer Kon takt jeweils mit dem positiven Pol +UB der Betriebs spannungsquelle und deren anderer Kontakt über je eine Diode 3, 4 und die Spule 5 eines Kraftstoffpum penrelais mit Masse verbunden sind. Wie bereits ein gangs erwähnt, ist beim normalen Betrieb mindestens einer der Kontakte geschlossen, so daß die Spule 5 des Kraftstoffpumpenrelais stromdurchflossen ist und die Kraftstoffpumpe 6 über einen Arbeitskontakt 7 des Kraftstoffpumpenrelais Strom erhält. Werden kurzzeitig oder periodisch beide Sicherheitsschalter 1, 2 geöffnet, so fällt das Kraftstoffpumpenrelais zwar ab, zieht jedoch bei erneutem Schließen einer der beiden Schalter 1, 2 wieder an und setzt damit die Kraftstoffpumpe 6 wieder in Betrieb.In the known circuit according to Fig. 1, two safety switches 1, 2 are provided, one of which con tact with the positive pole + UB of the operating voltage source and the other contact via a respective diode 3, 4 and the coil 5 of a Kraftstoffpum penrelais to ground are connected. As already mentioned a gangs, at least one of the contacts is closed during normal operation, so that the coil 5 of the fuel pump relay has current flowing through it and the fuel pump 6 receives current via a normally open contact 7 of the fuel pump relay. If both safety switches 1 , 2 are opened briefly or periodically, the fuel pump relay does drop out, but pulls again when one of the two switches 1 , 2 is closed again and thus puts the fuel pump 6 back into operation.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind wie bei der bekannten Schaltung ebenfalls zwei Sicherheits kontakte 1, 2 und zwei Dioden 3, 4 vorgesehen. Zwischen den Schaltungspunkt 11 und die Spule 5 des Kraftstoffpumpenrelais ist jedoch ein Thyristor 12 geschaltet. Beim Einschalten der E-Gas-Anlage, das heißt bei der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs, wird über einen Eingang 13 ein Rücksetzimpuls zuge führt, der den Thyristor 12 in den leitenden Zustand steuert - vorausgesetzt einer der Kontakte ist geschlossen. Tritt jetzt während des Betriebes ein Fehler auf, der ein Öffnen beider Sicherheitskontak te zur Folge hat, so wird der Thyristor 12 gelöscht. Selbst wenn danach wieder einer der Sicherheitsschal ter 1, 2 geschlossen wird, bleibt der Thyristor 12 nichtleitend. Hierdurch wird eine Gefährdung durch einen Fehler, der sich lediglich in einem kurzzeiti gen gegebenenfalls periodischen Öffnen der Sicher heitskontakte bemerkbar macht, vermieden.In the embodiment of FIG. 2, two safety contacts 1 , 2 and two diodes 3 , 4 are also provided as in the known circuit. However, a thyristor 12 is connected between the switching point 11 and the coil 5 of the fuel pump relay. When the e-gas system is switched on, that is to say when the motor vehicle is started up, a reset pulse is supplied via an input 13 which controls the thyristor 12 in the conductive state - provided one of the contacts is closed. If an error now occurs during operation that causes both safety contacts to open, the thyristor 12 is deleted. Even if one of the safety switches 1 , 2 is then closed again, the thyristor 12 remains non-conductive. This avoids a risk from an error which is only noticeable in a short-term, if necessary periodic opening of the safety contacts.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 ist als bistabiles Ele ment ein Relais in Selbsthalteschaltung vorgesehen. Sofern ein Abschalten der Kraftstoffpumpe im Fehler fall erfolgen soll, kann - wie in Fig. 3 dargestellt - das Kraftstoffpumpenrelais 14 diese Funktion über nehmen. Beim Einschalten der E-Gas-Anlage wird das Kraftstoffpumpenrelais 14 kurzzeitig über einen Ein gang 15 mit Spannung versorgt. Sobald es angezogen hat, ist der Selbsthaltekontakt 16 geschlossen, so daß das Kraftstoffpumpenrelais 14 über jeweils einen der Sicherheitsschalter 1, 2 und eine der Dioden 3, 4 Spannung erhält.In the circuit according to FIG. 3, a relay in a latching circuit is provided as a bistable element. If the fuel pump is to be switched off in the event of a fault, the fuel pump relay 14 can take over this function, as shown in FIG. 3. When the e-gas system is switched on, the fuel pump relay 14 is briefly supplied with voltage via an input 15 . As soon as it has picked up, the self-holding contact 16 is closed, so that the fuel pump relay 14 receives voltage via one of the safety switches 1 , 2 and one of the diodes 3 , 4 .

Tritt ein Fehler auf, der zum Öffnen beider Sicher heitsschalter führt, fällt das Kraftstoffpumpenre lais 14 ab. Durch das Öffnen des Selbsthaltekontakts 16 ist ein Wiedereinschalten beim Schließen einer der Sicherheitsschalter 1, 2 nicht möglich.If an error occurs that leads to the opening of both safety switches, the fuel pump relay 14 drops out. By opening the self-holding contact 16, it is not possible to switch it on again when one of the safety switches 1 , 2 is closed.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 enthält wie derum einen Thyristor als bistabiles Element. Gegen über dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind jedoch weitere Dioden 18, 19 vorgesehen. Es sind E-Gas- Anlagen bekannt, die auch bei ordnungsgemäßer Funk tion gestatten, daß beide Sicherheitsschalter gleich zeitig geöffnet sind. Bei diesen E-Gas-Anlagen wer den während eines solchen Betriebes die Sicherheits schalter mit einem sogenannten Transistorsicherheits kontakt (TSK) überbrückt. Die Einbeziehung eines solchen Transistorsicherheitskontakts 20 in eine erfindungsgemäße Schaltung ist in Fig. 4 darge stellt. Ferner ist es bei der Schaltung nach Fig. 4 möglich, über die weitere Diode 19 erforderlichen falls einen weiteren Sicherheitsschalter anzuschlie ßen.The embodiment according to FIG. 4 again contains a thyristor as a bistable element. Compared to the exemplary embodiment according to FIG. 2, however, further diodes 18 , 19 are provided. There are E-gas systems known that allow proper function even that both safety switches are open at the same time. In these e-gas systems, who bridges the safety switch with a so-called transistor safety contact (TSK) during such operation. The inclusion of such a transistor safety contact 20 in a circuit according to the invention is shown in Fig. 4 Darge. Furthermore, it is possible in the circuit according to FIG. 4 to connect an additional safety switch if necessary via the additional diode 19 .

Claims

1. Safety circuit for a device for electrical control or regulation of the power of an internal combustion engine in a motor vehicle, at least one safety switch each being connected to a setpoint sensor and one safety switch each to an actuator, a predetermined combination of the positions of the safety switch being a transfer the device results in a non-safety-critical operation and a bistable element ( 12 , 14 ) is provided which is set to a stable switching state characterizing the non-safety-critical operation when the specified combination occurs and also maintains this switching state even if the positions of the safety switches Change ( 1 , 2 ).

2. Safety circuit according to claim 1, characterized in that the bistable element is a thyristor ( 12 ).

3. Safety circuit according to claim 2, characterized in that the safety switch ( 1 , 2 ) via a diode ( 3 , 4 ) with the anode of the thyristor ( 12 ) are connected and that the cathode of the thyristor ( 12 ) with a switching element ( 5 ) is the verbun that allows a normal operating state of the device with a conductive thyristor.

4. Safety circuit according to claim 3, characterized in that the switching element is a relay ( 5 ) for switching the fuel pump on and off.

5. Safety circuit according to claim 1, characterized in that the bistable element is a relay ( 14 ) with self-holding contact ( 16 ).

6. Safety circuit according to claim 5, characterized in that the relay ( 14 ) further comprises contacts ( 7 ) for switching the fuel pump ( 6 ) on and off.

7. Safety circuit according to claim 1, characterized in that a safety switch ( 1 ) is provided as an idle contact in an accelerator pedal and a further safety switch ( 2 ) as an idle contact in a throttle valve arrangement.