DE4106257A1 - Einrichtung zur steuerung der drosselklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steue­ rung der Drosselklappe in der Luftansaugleitung ei­ ner Brennkraftmaschine (DE-OS 37 19 737), bei der das Gaspedal auf ein Potentiometer einwirkt, dessen Widerstandswert neben anderen Motorparametersigna­ len einem elektronischen Steuergerät zugeführt und in diesem zu einem Ansteuersignal für einen Elek­ tromotor umgewandelt wird, der auf die Drossel­ klappe einwirkt, wobei die Stellung der Drossel­ klappe ebenfalls von einem Potentiometer erfaßt und als Widerstandswert dem Steuergerät zugeführt wird. In dieser Einrichtung ist bereits eine Ober­ wachungsschaltung vorgesehen, mit der festgestellt werden soll, ob ein Bedürfnis für eine Drehrich­ tungsumkehr des Elektromotors vorliegt, die jedoch nicht näher beschrieben und auch nicht für eine Notlauffunktion geeignet ist.

Aus der DE-OS 37 11 779 ist eine vergleichbare Ein­ richtung bekannt, bei der durch einen zusätzlichen Bowdenzug, bei einem Ausfall der elektrischen/elek­ tronischen Einrichtung, eine Betätigung der Dros­ selklappe in einem begrenzten Rahmen vorgesehen ist.

Diese Einrichtung ist gegenüber der eingangs er­ wähnten Einrichtung mit mechanischen Bauelementen überfrachtet.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart auszubilden, daß bei Ausfall von Bauteilen oder Fehlbetrieb der Brennkraftmaschine ein Notlaufbetrieb erreicht wird, ohne daß die Einrichtung durch mechanische Bauelemente überfrachtet wird.

Diese Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes nach An­ spruch 1 sind mit den Unteransprüchen angegeben.

Eine Ausführung der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und nachfolgend mit Angabe erreichbarer Vorteile beschrieben. Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den schematischen Aufbau der Einrichtung;

Fig. 2 eine erste Prinzipdarstellung eines Steuergeräte­ teils;

Fig. 3 eine weitere Prinzipdarstellung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung einer Drosselklappe in einer Luftansaugleitung einer Brennkraftmaschine. Diese besteht aus einem mit einem Gaspedal 1 ver­ bundenen Potentiometer 2, welches die Gaspedalstel­ lung bzw. -verstellung als Widerstandswert anzeigt, der über eine elektrische Leitung 3 einem elektro­ nischen Steuergerät 4 zugeführt wird. In diesem Steuergerät 4 wird der Widerstandswert unter Aus­ wertung weiterer Motorparametersignale der Brenn­ kraftmaschine, die über Leitungen 5 dem Steuergerät 4 zugeführt werden, zu einem Ansteuersignal verar­ beitet, das über eine Leitung 6 einem Elektromotor 7 zugeführt wird. Dieser Elektromotor 7 wirkt di­ rekt oder über ein Getriebe auf die Drosselklappe 8 ein, die schwenkbar in der Luftansaugleitung 9 an­ geordnet ist, und verstellt diese nach Maßgabe des Ansteuersignals bzw. der Gaspedalbetätigung und der Motorparametersignale. Die aktuelle Stellung der Drosselklappe 8 wird über ein weiteres Potentiome­ ter 10 erfaßt und ebenfalls als Widerstandswert über eine Leitung 11 dem Steuergerät 4 zugeführt.

Die Verarbeitung der dem Steuergerät 4 zugeführten Signale sowie die Ausgabe des Ansteuersignals und ggf. weiterer Signale erfolgt in üblicher Weise in einem Microcomputer mit den erforderlichen Baugrup­ pen Mikroprozessor, Speicher, Analog/Digitalwandler etc., die notwendig sind, um mit der Einrichtung die Funktionen Leerlauffüllungssteuerung/-rege­ lung, Laststeuerung, Verstellgeschwindigkeitssteue­ rung, Lastschlagdämpfung, Schubabschaltung bzw. -anhebung für Katalysatorschutz usw. ausführen zu können.

Erfindungsgemäß weist das Steuergerät 4 neben dem ersten Microcomputer 20, wie in Fig. 2 dargestellt ist, einen weiteren Microcomputer 21 auf. Beide Microcomputer 20, 21 sind über jeweils einen Daten­ bus 22 und einen DPL(Dual Ported Latch)-Baustein 23 miteinander verbunden, so daß eine gegenseitige Kontrolle derselben erfolgen kann. Die Kontrolle kann sich über Eingänge und Ausgänge des Microcom­ puters sowie interne Vorgange in den jedem Computer zugeordneten Prozessoren 24, 25 erstrecken. Die Informationsübermittlung über die Datenbusse 22 über den DPL(Dual Ported Latch)-Baustein 23 hat den Vorteil einer parallelen Informationsübermittlung gegenüber einer seriellen, mit der eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit und eine höhere Daten­ sicherheit erreicht werden kann, letzteres dadurch, daß die parallele Informationsübermittlung auch eine zeitgleiche Kontrolle ermöglicht.

Mit dem Einsatz des DPL(Dual Ported Latch)-Bau­ steins 23 ist auch eine Überwachung der Datenbusse 22 möglich. Ergibt die Kontrolle bzw. Überwachung Fehler bzw. daß vergleichbare Eingangs- oder Aus­ gangswerte ungleich sind, kann jeder Microcomputer 20, 21 über einen Schalter 26 einen Notlaufpfad 27 aktivieren, über den die Grundfunktionen des Sy­ stems aufrecht erhalten bleibt. Bei der erfindungs­ gemäßen Einrichtung kann die Grundfunktion darin bestehen, daß der Elektromotor 7 nahezu zeitgleich mit dem Gaspedal 1 bzw. dem Potentiometer 2 ver­ stellt wird, d. h. der Drosselklappenpotentiometer­ wert entspricht damit immer dem vorgegebenen Gaspe­ dalpotentiometerwert.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Steuerge­ rätes erfolgt die Kontrolle der digitalen Ein- und Ausgänge über eine in jedem Microcomputer 20, 21 enthaltene Logik 28, 29. Diese Logik 28, 29 spei­ chert die Zustände der Ein- und Ausgänge, dia­ gnostiziert diese im Multiplexverfahren und spei­ chert den Diagnosezustand. Die jeweiligen Diagnose­ zustände werden von der Logik 28, 29 dem Prozessor 24, 25 über die Datenbusse 22 zur Verfügung gestellt.

Wurde der Notlaufpfad 27 nur von einem Microcompu­ ter 20, 21 aktiviert, so kann dieser nach einer Weiterbildung der Erfindung nur von beiden Micro­ computern 20, 21 über einen Deaktivator 30 deakti­ viert werden.

Die in jedem Microcomputer 20, 21 enthaltenen Pro­ zessoren 24, 25 können vorteilhafterweise, wie in Fig. 3 dargestellt, von je einer Watchdoglogik 31, 32 kontrolliert werden, d. h. Watchdoglogik 31, 32 und die Prozessoren 24, 25 kommunizieren über die Datenbusse 22 miteinander.

Werden dabei von der Watchdoglogik 31, 32 eine nicht erfolgte oder mit Fehlern behaftete Informa­ tionsübermittlung festgestellt und tritt in einem Zeitfenster eine gewisse Fehleranzahl auf, so kann die jeweilige Watchdoglogik 31, 32 den Notlaufpfad 27 einschalten. Vorteilhafterweise erhält der Mo­ torbetreiber hierüber eine Anzeige, wenn nicht vor­ gesehen ist, daß der Notlaufpfad vom Steuergerät selbsttätig deaktiviert werden kann, so daß der Mo­ torbetreiber den Notlaufpfad 27 deaktivieren kann (Schalter etc.).

Eine Überwachung von analogen Eingangswerten er­ folgt mittels Softwaremaßnahmen, die nicht Gegen­ stand der Erfindung sind und daher nicht näher be­ schrieben werden.

Es versteht sich von selbst, daß bei der Reali­ sierung des Steuergerätes eine höhere Ausfall­ sicherheit erreicht wird, wenn mehrere Baugruppen in einem Bauteil integriert werden. Diese Vereini­ gung verknüpft Komponenten und Funktionen zu einer kompletten Systemfunktion, wie sie mit Fig. 3 als Prinzipdarstellung vorliegt.

Wie eingangs erwähnt, werden die beiden Microcompu­ ter bzw. deren Prozessoren 24, 25 parallel betrie­ ben.

Es kann sich jedoch auch als vorteilhaft heraus­ stellen, wenn jeder Microcomputer 20, 21 bzw. Pro­ zessor 24, 25 eine eigene Aufgabe bearbeitet oder z. B. ein Computer/Prozessor bearbeitet seine ei­ gene Aufgabe, verarbeitet alle Signaleingänge und bedient alle Signalausgänge und überwacht den ande­ ren Computer/Prozessor, wohingegen der andere seine eigene Aufgabe bearbeitet, nur alle Signaleingänge verarbeitet und den anderen Computer/Prozessor überwacht.

Mit der Erfindung ist eine einfache Einrichtung zur Steuerung einer Drosselklappe geschaffen worden, die ohne Überfrachtung mit mechanischen Bauteilen weniger störanfällig auf äußere Einflüsse (Fremd­ felder etc.) ist und bei Erkennung von Störungen in der Hardware oder des Programmablaufs ein Notlauf­ programm startet.

Claims (8)

1. Einrichtung zur Steuerung der Drossel­ klappe in der Luftansaugleitung einer Brennkraftma­ schine, bei der ein Gaspedal auf ein Potentiometer einwirkt, dessen Widerstandswert neben anderen Mo­ torparametersignalen einem elektronischen Steuerge­ rät zugeführt und in diesem zu einem Ansteuersignal für einen Elektromotor umgewandelt wird, der auf die Drosselklappe einwirkt, deren Stellung von ei­ nem Potentiometer erfaßt und als Widerstandswert dem Steuergerät zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät (4) neben einem ersten Microcomputer (20) einen zweiten Microcompu­ ter (21) aufweist,
daß beide Microcomputer (20, 21) über einen Daten­ bus (22) miteinander verbunden sind,
daß jeder Microcomputer (20, 21) eine Kontrolle des anderen ausführt und bei Feststellung eines Fehlers einen Notlaufpfad (27) aktiviert, über den die Ein­ richtung mit beschränkter Funktion betrieben werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß digitale Eingangs- und Ausgangs­ signale beider Microcomputer (20, 21) über eine je­ dem Computer (20, 21) zugeordnete Überwachungslogik (28, 29) erfolgt, die die Zustände der Ein- und Ausgangssignale speichert, die Zustände im Multi­ plexverfahren diagnostiziert und das Diagnoseergeb­ nis speichert und über die Datenbusse (22) dem je­ weiligen anderen Computer (20, 21) bereitstellt.

3. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Compu­ ter (20, 21) bzw. die im Computer enthaltenen Pro­ zessoren (24, 25) von einer speziellen Watchdoglo­ gik (31, 32) kontrolliert werden, die über die Da­ tenbusse (22) mit den Computern (20, 21)/Prozesso­ ren (24, 25) verbunden ist und bei Feststellung von Fehlern diese speichert und erst ab einer bestimm­ ten Fehleranzahl den Notlaufpfad (27) aktiviert.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Datenbusse (22) über einen DPL(Dual Ported Latch)-Baustein (23) und/oder eine Watchdoglogik (31,32) überwacht werden.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Notlauf­ pfad (27), wenn er nur von einem Computer (20, 21)/Prozessor (24, 25) aktiviert wird, nur von bei­ den Computern (20, 21)/Prozessoren (24, 25) deakti­ viert werden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß bei aktiviertem Notlauf­ pfad (27) ein Notlaufsignal für den Motorbetreiber bereitgestellt wird.

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Micro­ computer (20, 21)/Prozessoren (24, 25) parallel be­ trieben werden.

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Microcomputer (20, 21)/Prozessoren (24, 25) mit unterschiedlichen Aufgaben betrieben werden, wobei jeder Computer (20, 21)/Prozessor (24, 25) den an­ deren überwacht, jedoch einer alle Ein- und Aus­ gangssignale und der andere nur die Eingangssignale überwacht.