EP1502019B1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der antriebseinheit eines fahrzeugs - Google Patents
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- EP1502019B1 EP1502019B1 EP02787382A EP02787382A EP1502019B1 EP 1502019 B1 EP1502019 B1 EP 1502019B1 EP 02787382 A EP02787382 A EP 02787382A EP 02787382 A EP02787382 A EP 02787382A EP 1502019 B1 EP1502019 B1 EP 1502019B1
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- EP
- European Patent Office
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- plane
- drive unit
- actuator
- controlling
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
Definitions
- the invention is based on a method and a device for controlling the drive unit of a vehicle according to the preamble of the independent claims, for example from US Pat. No. 6,230,094.
- EP 0 788 581 B1 also discloses a method and a device for controlling the drive unit of a vehicle.
- a computing element is provided which performs both the control of the power of the drive unit and the monitoring of this power control.
- the computing element has at least two, at least outside the error case mutually non-influencing program levels, wherein in a first level at least one control variable for controlling the power of the drive unit is formed at least in an operating condition of the vehicle, wherein in a second level on the basis of selected sizes the correct formation of the at least one control variable in the first level is checked.
- the method according to the invention and the device according to the invention for controlling the drive unit with the features of the independent claims have the advantage that the at least one first control variable for controlling the at least one actuator is influenced by the second plane if the at least one selected variable has a predetermined value or within a given range.
- the at least one selected variable has a predetermined value or within a given range.
- the at least one first control variable is suppressed when the at least one first control variable is influenced by the second plane.
- the control of the at least one actuator by the at least one first control variable by the second level locked and thus the occurrence of an error can be prevented.
- a further advantage results if the at least one first control variable influenced by the second level is reported back to the first level. In this way it can be determined in the first level whether the formed at least one first control variable has been forwarded to an output stage for controlling the at least one actuator essentially unchanged or has been influenced on the basis of the second level. In the second case, an error can be detected in the first level and consequently at least one second control variable for at least partial shutdown of the power of the drive unit can be formed.
- the opening of an inlet and / or an outlet valve of at least one cylinder of the drive unit is controlled by the at least one first control variable.
- a faulty control of the intake and / or exhaust valve may lead to a collision of the intake and / or exhaust valve with the piston of a cylinder.
- An error in the control can immediately lead here to a safety-critical impact or damage in the cylinder, which can be prevented by the method according to the invention.
- the at least one selected variable is derived from a crank angle of at least one cylinder of the drive unit.
- the at least one first control variable controls the opening of the intake and / or exhaust valve
- 1 denotes a drive unit of a vehicle, for example an internal combustion engine.
- the internal combustion engine 1 comprises one or more cylinders, each with an inlet valve for fresh gas supply and an exhaust valve for exhaust gas removal.
- a piston that drives a crankshaft moves in the respective cylinder.
- the current crankshaft angle or crank angle is detected by sensor means 55.
- the sensor means 55 outputs a value for the detected current crank angle to a device 20 for controlling the internal combustion engine 1, which is also referred to below as the control unit from.
- the control unit 20 comprises a first level 5 and a second level 15.
- means 25 for Forming at least a first control variable for controlling at least one actuator 10 of the internal combustion engine 1 is provided.
- means 30 for checking the correct formation of the at least one first control variable in the first level 5 are provided.
- the value for the current crank angle is supplied to both the means 25 and the means 30.
- the means 25, which are also referred to below as a functional unit, can be supplied with further variables, such as the position of an accelerator pedal, the speed specification of a vehicle speed controller, etc.
- the functional unit 25 can derive therefrom at least one second control variable for controlling the power of the internal combustion engine 1 ,
- the at least one second control variable can control the fuel injection, the ignition and / or the air supply for at least one cylinder of the internal combustion engine 1 via an output stage and an actuator.
- the functional unit 25 can also be supplied with operating variables of the internal combustion engine 1 and / or of the vehicle, which are detected by measuring devices (not shown in FIG. 1). These operating variables are also supplied to the monitoring unit 30 for monitoring the functional unit 25. These operating variables may include, for example, the engine temperature, the ambient air pressure, the position of an electrically actuable throttle valve, etc.
- the monitoring unit 30 can communicate with the functional unit 25 and optionally reset it in order to control the control of the internal combustion engine in the event of an error.
- the at least one first control variable formed by the functional unit 25 is applied to a first input 70 of an AND gate 60 out.
- the monitoring unit 30 forms an influencing signal of the at least one first control variable as a function of the received current crank angle.
- the influencing signal is applied to a second input 75 of the AND gate 60. It can take the value zero or one. In the event that the influencing signal assumes the value zero, the signal output by the AND gate 60 is also equal to zero. In the event that the influencing signal assumes the value one, the output signal of the AND gate corresponds to the at least one first control variable.
- the output of the AND gate 60 is fed back to the functional unit 25 for evaluation purposes.
- an output stage 65 which, depending on the at least one first control variable, actuates an actuator 10 for setting the opening degree of the inlet and / or outlet valve of a corresponding cylinder of the internal combustion engine 1.
- the actuator 10 is caused via the output stage 65 to close the inlet and the exhaust valve of the corresponding cylinder to prevent a collision with the piston of the cylinder.
- FIG. 2 shows in detail the monitoring unit 30, wherein the same reference numerals denote the same elements as in FIG. 1.
- the value for the current crank angle output by the sensor means 55 is received by the receiving means 50 of the monitoring unit 30 and delivered to comparison means 40.
- the monitoring unit 30 comprises presetting means 45 for specifying a crank angle value or a crank angle range.
- the default means 45 may be formed as memory and are also connected to the comparison means 40.
- the comparing means 40 compares the received current crank angle with the predetermined value or range for the crank angle.
- the comparison result is transmitted by the comparison means 40 to influencing means 35 of the monitoring unit 30 delivered, which form the influence signal described and deliver to the input 75 of the AND gate 60.
- the influencing means 35 If the current value of the crank angle corresponds to the predetermined value or is within the predetermined range, then the influencing means 35 output the value zero to the second input 75 of the AND gate 60 as an influencing signal. Otherwise, the influencing means 35 output the value one as an influencing signal to the second input 75 of the AND gate 60.
- the predetermined crank angle value or the predefined crank angle range which is stored in the default means 45 can advantageously be chosen so that the piston of the corresponding cylinder can collide with an open intake and / or exhaust valve at this crank angle or in this crank angle range.
- the comparing means 40 obtains a value for a current crank angle via the receiving means 50 from the sensor means 55 corresponding to the predetermined value or within the predetermined range, then the at least one first control amount is output from the AND gate by means of the zeroing influence signal 60 and thus prevents opening of the inlet and the outlet valve and thus prevents a collision with the piston of the corresponding cylinder. Otherwise, the activation of the actuator 10 with the at least one first control variable formed by the functional unit 25 is not influenced by the monitoring unit 30 by the influencing signal, so that the actuator 10 can be controlled via the at least one first control variable.
- the functional unit 25 can check whether the at least one first control variable output by it was influenced by the monitoring unit 30. Is this In the case, the functional unit 25 recognizes an error case which is based either on a faulty function of the monitoring unit 30, an erroneous function of the AND gate 60 or an erroneous function of the functional unit 25. It can then be provided that the functional unit 25 forms at least one second control variable for controlling the power of the internal combustion engine 1 such that the at least one second control variable effects an at least partial shutdown of the power of the internal combustion engine 1.
- the at least one second control variable controls the fuel injection, the ignition or the air supply for at least one cylinder of the drive unit 1, then for the detected error case, for example, the fuel injection for one or more cylinders of the internal combustion engine 1 is interrupted, the ignition for exposed to one or more cylinders of the internal combustion engine 1 and / or the air supply to one or more of the cylinders are interrupted.
- the functional unit 25 does not detect an error case, i. detects a match of the output signal of the AND gate 60 with the output at least a first control variable, no such error measure is initiated and the at least one second control variable is not changed for at least partial shutdown of the power of the internal combustion engine 1.
- the functional unit 25 by means of the at least one second control variable just those or those cylinders of the internal combustion engine 1 in the manner described hides, in which an influencing provided for them each at least a first control variable by the monitoring unit 30 takes place. In this way, the cylinder or cylinders affected by the respective error case can be hidden.
- the functional unit 25 functions correctly with respect to the activation of the actuator 10 if it forms the at least one first control variable only for such crank angles currently received by the sensor means 55, which do not correspond to the predetermined crank angle value or are not within the predetermined crank angle range.
- the functional unit 25 comprise the components of the monitoring unit 30 shown in Figure 2 corresponding components, instead of the influencing means 35 means for forming the at least one first control variable are provided, as described depending on the comparison result as the at least form a first control variable or not.
- the means for forming the at least one first control variable of course, further operating parameters of the internal combustion engine 1 and / or the vehicle supplied, which are only indicated in Figure 1, but for the formation of at least one first control variable are also important.
- the monitoring unit 30 can monitor the functional unit 25 in the manner described in EP 0 788 581 B1 in a system with an electrically operable throttle valve, wherein this electrically operable throttle valve can also be controlled by the functional unit 25.
- the functional unit 25 and the monitoring unit 30 can be realized by means of different arithmetic units or processors. However, the functional unit 25 and the monitoring unit 30 can also be realized in the same arithmetic unit or in the same processor. It can also be provided that at least part of the functions of the monitoring unit 30 in the arithmetic unit of the functional unit 25 is realized and the remaining part in its own processor or in its own arithmetic unit.
- the occurrence of potential errors in the formation of the at least one first control variable can be prevented by the influencing signal, so that it is not only necessary to react to the occurrence of an error and the reaction time required for this has to be awaited. If a situation exists in which an error can occur, in the example described a predetermined value or a predetermined range for the crank angle, then the monitoring unit 30 can block the activation of the corresponding actuator 10 as described. This prevents an inadmissible actuation of the actuator 10 via the output stage 65 due to possibly faulty operation of the functional unit 25.
- the monitoring unit 30 can check the functionality of the functional unit 25 by means of mutual communication with the functional unit 25. This can be done as described in EP 0 788 581 B1. If an error should be detected via the communication path between the monitoring unit 30 and the functional unit 25, the triggering of the actuator 10 can be blocked via the output stage 65 independently of the values for the crank angle supplied by the sensor means 55, as is also known from EP 0788 581 B1. With regard to the described method according to the invention, the monitoring unit 30 ultimately specifies at what times the functional unit 25 is allowed to control the actuator 10 via the output stage 65. The required amount of computing power is comparatively small in the event that the monitoring unit 30, as described above, performs a monitoring of the power control of the internal combustion engine 1 by the functional unit 25.
- a check of the correct formation of the at least one first control variable by the functional unit 25 is thus realized by the monitoring unit 30, starting from the received value for the current crank angle, that the actuation of the actuator 10 via the output stage 65 by means of at least one first control variable for the case is interrupted, in which the value for the current crank angle is equal to the predetermined value or within the predetermined range.
- the invention has been described by way of example for the control of an actuator for the control of the opening of an intake and an exhaust valve of a cylinder of the internal combustion engine 1. Accordingly, the control for each additional cylinder or actuator of the internal combustion engine 1 can be realized.
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Description
- Die Erfindung geht von einem Verfahren und von einer Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus wie z.B aus US 6 230 094.
- Aus der EP 0 788 581 B1 ist auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs bekannt. Dabei ist ein Rechenelement vorgesehen, welches sowohl die Steuerung der Leistung der Antriebseinheit als auch die Überwachung dieser Leistungssteuerung durchführt. Weiterhin weist das Rechenelement wenigstens zwei, sich zumindest außerhalb des Fehlerfalls gegenseitig nicht beeinflussende Programmebenen auf, wobei in einer ersten Ebene wenigstens eine Steuergröße zur Steuerung der Leistung der Antriebseinheit zumindest in einem Betriebszustand des Fahrzeugs gebildet wird, wobei in einer zweiten Ebene anhand von ausgewählten Größen die korrekte Bildung der wenigstens einen Steuergröße in der ersten Ebene überprüft wird.
- Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass die wenigstens eine erste Steuergröße zur Steuerung des mindestens einen Aktuators von der zweiten Ebene beeinflusst wird, wenn die mindestens eine ausgewählte Größe einen vorgegebenen Wert annimmt oder in einem vorgegebenen Bereich liegt. Auf diese Weise lassen sich Bedingungen, unter denen eine fehlerhafte Ansteuerung des mindestens einen Aktuators umgehend zu sicherheitskritischen Auswirkungen bzw. zu Schäden am Gesamtsystem bzw. an der Antriebseinheit führen, von vornherein bei der Ansteuerung bzw. Steuerung des mindestens einen Aktuators berücksichtigen. Somit wird eine Vorbeugung vor auftretenden Fehlern bei der Steuerung des mindestens einen Aktuators in der ersten Ebene realisiert. Dadurch wird das Auftreten eines Fehlers in der Ansteuerung des mindestens einen Aktuators verhindert. Somit muss nicht auf einen aufgetretenen Fehler reagiert und die dafür notwendige Reaktionszeit eliminiert werden. Dies ist, wie beschrieben, besonders für Anwendungen vorteilhaft, bei denen eine fehlerhafte Ansteuerung des mindestens einen Aktuators umgehend zu sicherheitskritischen Auswirkungen bzw. zu Schäden an der Antriebseinheit führt.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Beeinflussung der wenigstens einen ersten Steuergröße seitens der zweiten Ebene die wenigstens eine erste Steuergröße unterdrückt wird. Auf diese Weise kann beim Detektieren von Bedingungen anhand der mindestens einen ausgewählten Größe in der zweiten Ebene, die zu einer fehlerhaften Ansteuerung des mindestens einen Aktuators führen, die Ansteuerung des mindestens einen Aktuators durch die mindestens eine erste Steuergröße seitens der zweiten Ebene gesperrt und somit das Auftreten eines Fehlers verhindert werden kann.
- Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die von der zweiten Ebene beeinflusste, wenigstens eine erste Steuergröße an die erste Ebene zurückgemeldet wird. Auf diese Weise kann in der ersten Ebene festgestellt werden, ob die gebildete mindestens eine erste Steuergröße an eine Endstufe zur Ansteuerung des mindestens einen Aktuators im wesentlichen unverändert weitergeleitet oder ausgehend von der zweiten Ebene beeinflusst wurde. Im zweiten Fall kann in der ersten Ebene ein Fehler erkannt werden und in Konsequenz darauf wenigstens eine zweite Steuergröße zur mindestens teilweisen Abschaltung der Leistung der Antriebseinheit gebildet werden.
- Vorteilhaft ist es, wenn durch die wenigstens eine erste Steuergröße das Öffnen eines Einlass- und/oder eines Auslassventils mindestens eines Zylinders der Antriebseinheit gesteuert wird. Eine fehlerhafte Ansteuerung des Einlass- und/oder Auslassventils kann zu einer Kollision des Einlass- und/oder Auslassventils mit dem Kolben eines Zylinders führen. Ein Fehler in der Ansteuerung kann hier umgehend zu einer sicherheitskritischen Auswirkung bzw. zu Schäden im Zylinder führen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren verhindert werden können.
- Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die mindestens eine ausgewählte Größe von einem Kurbelwinkel mindestens eines Zylinders der Antriebseinheit abgeleitet ist. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise für den Fall, dass die wenigstens eine erste Steuergröße das Öffnen des Einlass- und/oder Auslassventils steuert, eine präzise Vorgabe für diejenigen Kurbelwinkel machen, für die das Einlass- und/oder das Auslassventil geschlossen sein müssen bzw. nicht zum Öffnen angesteuert werden dürfen, um eine Kollision mit dem Kolben des Zylinders zu verhindern.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Es zeigen
- Figur 1
- ein Blockschaltbild mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das gleichzeitig den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht und
- Figur 2
- ein Blockschaltbild eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine detailliertere Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- In Figur 1 kennzeichnet 1 eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs, beispielsweise einen Verbrennungsmotor. Dabei umfasst der Verbrennungsmotor 1 einen oder mehrere Zylinder mit jeweils einem Einlassventil zur Frischgaszuführung und einem Auslassventil zur Abgasabführung. Im jeweiligen Zylinder bewegt sich beim Betrieb ein Kolben, der eine Kurbelwelle antreibt. Der aktuelle Kurbelwellenwinkel oder Kurbelwinkel wird von Sensormitteln 55 erfasst. Die Sensormittel 55 geben einen Wert für den erfassten aktuellen Kurbelwinkel an eine Vorrichtung 20 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 1, die im folgenden auch als Steuereinheit bezeichnet wird, ab. Die Steuereinheit 20 umfasst dabei eine erste Ebene 5 und eine zweite Ebene 15. In der ersten Ebene 5 sind Mittel 25 zur Bildung mindestens einer ersten Steuergröße zur Steuerung mindestens eines Aktuators 10 des Verbrennungsmotors 1 vorgesehen. In der zweiten Ebene 15 sind Mittel 30 zur Überprüfung der korrekten Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße in der ersten Ebene 5 vorgesehen. Der Wert für den aktuellen Kurbelwinkel ist sowohl den Mitteln 25 als auch den Mitteln 30 zugeführt. Den Mitteln 25, die im Folgenden auch als Funktionseinheit bezeichnet werden, können weitere Größen zugeführt sein, wie beispielsweise die Stellung eines Fahrpedals, die Geschwindigkeitsvorgabe eines Fahrgeschwindigkeitsreglers, u.s.w.. Die Funktionseinheit 25 kann daraus wenigstens eine zweite Steuergröße zur Steuerung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 ableiten. Die wenigstens eine zweite Steuergröße kann dabei über jeweils eine Endstufe und einen Aktuator die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung und/oder die Luftzufuhr für mindestens einen Zylinder des Verbrennungsmotors 1 ansteuern. Entsprechend können den Mitteln 30, die im Folgenden auch als Überwachungseinheit bezeichnet werden, die Eingangssignale der Funktionseinheit 25 ebenfalls zugeführt werden, um eine Überwachung der Funktionsfähigkeit der Funktionseinheit 25 zu ermöglichen. Für die Bildung des mindestens einen zweiten Steuersignals können der Funktionseinheit 25 außerdem Betriebsgrößen des Verbrennungsmotors 1 und/oder des Fahrzeugs zugeführt werden, die von in Figur 1 nicht dargestellten Messeinrichtungen erfasst werden. Diese Betriebsgrößen werden für die Überwachung der Funktionseinheit 25 ebenfalls der Überwachungseinheit 30 zugeführt. Diese Betriebsgrößen können beispielsweise die Motortemperatur, den Umgebungsluftdruck, die Stellung einer elektrisch betätigbaren Drosselklappe, u.s.w. umfassen. Zu Überwachungszwecken kann die Überwachungseinheit 30 mit der Funktionseinheit 25 kommunizieren und diese gegebenenfalls zurücksetzen, um im Fehlerfall die Ansteuerung des Verbrennungsmotors zu steuern. Die von der Funktionseinheit 25 gebildete wenigstens eine erste Steuergröße wird auf einen ersten Eingang 70 eines UND-Gatters 60 geführt. Die Überwachungseinheit 30 bildet in Abhängigkeit des empfangenen aktuellen Kurbelwinkels ein Beeinflussungssignal der wenigstens einen ersten Steuergröße. Das Beeinflussungssignal wird auf einen zweiten Eingang 75 des UND-Gatters 60 gegeben. Es kann den Wert Null oder Eins annehmen. Für den Fall, dass das Beeinflussungssignal den Wert Null annimmt, ist auch das vom UND-Gatter 60 ausgegebene Signal gleich Null. Für den Fall, dass das Beeinflussungssignal den Wert Eins annimmt, entspricht das Ausgangssignal des UND-Gatters der wenigstens einen ersten Steuergröße. Der Ausgang des UND-Gatters 60 wird auf die Funktionseinheit 25 zu Auswertezwecken zurückgeführt. Er wird außerdem einer Endstufe 65 zugeführt, die in Abhängigkeit der wenigstens einen ersten Steuergröße einen Aktuator 10 zur Einstellung des Öffnungsgrades des Einlass- und/oder Auslassventils eines entsprechenden Zylinders des Verbrennungsmotors 1 ansteuert. Für den Fall, dass der Ausgang des UND-Gatters 60 den Wert Null annimmt, wird der Aktuator 10 über die Endstufe 65 veranlasst, das Einlass- und das Auslassventil des entsprechenden Zylinders zu schließen, um eine Kollision mit dem Kolben des Zylinders zu verhindern.
- In Figur 2 ist die Überwachungseinheit 30 detailliert dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen, wie in Figur 1. Der von den Sensormitteln 55 abgegebene Wert für den aktuellen Kurbelwinkel wird von Empfangsmitteln 50 der Überwachungseinheit 30 empfangen und an Vergleichsmittel 40 abgegeben. Weiterhin umfasst die Überwachungseinheit 30 Vorgabemittel 45 zur Vorgabe eines Kurbelwinkelwertes oder eines Kurbelwinkelbereiches. Die Vorgabemittel 45 können als Speicher ausgebildet sein und sind ebenfalls mit den Vergleichsmitteln 40 verbunden. Die Vergleichsmittel 40 vergleichen den empfangenen aktuellen Kurbelwinkel mit dem vorgegebenen Wert oder Bereich für den Kurbelwinkel. Das Vergleichsergebnis wird von den Vergleichsmitteln 40 an Beeinflussungsmittel 35 der Überwachungseinheit 30 abgegeben, die das beschriebene Beeinflussungssignal bilden und an den Eingang 75 des UND-Gatters 60 abgeben. Entspricht der aktuelle Wert des Kurbelwinkels dem vorgegebenen Wert oder liegt er im vorgegebenen Bereich, so geben die Beeinflussungsmittel 35 als Beeinflussungssignal den Wert Null an den zweiten Eingang 75 des UND-Gatters 60 ab. Andernfalls geben die Beeinflussungsmittel 35 als Beeinflussungssignal den Wert Eins an den zweiten Eingang 75 des UND-Gatters 60 ab.
- Der vorgegebene Kurbelwinkelwert bzw. der vorgegebene Kurbelwinkelbereich, der in den Vorgabemitteln 45 abgelegt ist, kann vorteilhafterweise so gewählt sein, dass der Kolben des entsprechenden Zylinders bei diesem Kurbelwinkel oder in diesem Kurbelwinkelbereich mit einem geöffneten Einlass- und/oder Auslassventil kollidieren kann.
- Wenn die Vergleichsmittel 40 einen Wert für einen aktuellen Kurbelwinkel über die Empfangsmittel 50 von den Sensormitteln 55 erhalten, der dem vorgegebenen Wert entspricht oder im vorgegebenen Bereich liegt, dann wird die wenigstens eine erste Steuergröße mit Hilfe des auf Null gesetzten Beeinflussungssignal über das UND-Gatter 60 ausgeblendet und somit ein Öffnen des Einlass- und des Auslassventils und damit eine Kollision mit dem Kolben des entsprechenden Zylinders verhindert. Andernfalls wird die Ansteuerung des Aktuators 10 mit dem von der Funktionseinheit 25 gebildeten wenigstens einen ersten Steuergröße durch die Überwachungseinheit 30 nicht durch das Beeinflussungssignal beeinflusst, so dass der Aktuator 10 über die wenigstens eine erste Steuergröße angesteuert werden kann.
- Durch die Rückführung des Ausgangssignal des UND-Gatters 60 zur Funktionseinheit 25 kann die Funktionseinheit 25 prüfen, ob die von ihr abgegebene wenigstens eine erste Steuergröße von der Überwachungseinheit 30 beeinflusst wurde. Ist dies der Fall, so erkennt die Funktionseinheit 25 einen Fehlerfall, der entweder auf einer fehlerhaften Funktion der Überwachungseinheit 30, einer fehlerhaften Funktion des UND-Gatters 60 oder einer fehlerhaften Funktion der Funktionseinheit 25 beruht. Daraufhin kann es vorgesehen sein, dass die Funktionseinheit 25 wenigstens eine zweite Steuergröße zur Steuerung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 derart bildet, dass die wenigstens eine zweite Steuergröße eine mindestens teilweise Abschaltung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 bewirkt. Wenn, wie beschrieben, die wenigstens eine zweite Steuergröße die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung oder die Luftzufuhr für mindestens einen Zylinder der Antriebseinheit 1 steuert, so kann für den festgestellten Fehlerfall beispielsweise die Kraftstoffeinspritzung für einen Zylinder oder mehrere Zylinder des Verbrennungsmotors 1 unterbrochen, die Zündung für einen oder mehrere Zylinder des Verbrennungsmotors 1 ausgesetzt und/oder die Luftzufuhr zu einem oder mehreren der Zylinder unterbrochen werden.
- Für den Fall, dass die Funktionseinheit 25 keinen Fehlerfall detektiert, d.h. eine Übereinstimmung des Ausgangssignals des UND-Gatters 60 mit der abgegebenen wenigstens einen ersten Steuergröße feststellt, wird keine solche Fehlermaßnahme eingeleitet und die wenigstens eine zweite Steuergröße nicht zur mindestens teilweisen Abschaltung der Leistung des Verbrennungsmotors 1 verändert.
- Für den oben beschriebenen Fehlerfall kann es vorgesehen sein, dass die Funktionseinheit 25 mittels der wenigstens einen zweiten Steuergröße genau denjenigen oder diejenigen Zylinder des Verbrennungsmotors 1 in der beschriebenen Weise ausblendet, bei denen eine Beeinflussung der für sie vorgesehenen jeweiligen mindestens einen ersten Steuergröße durch die Überwachungseinheit 30 erfolgt. Auf diese Weise kann der bzw. können die vom jeweiligen Fehlerfall betroffenen Zylinder ausgeblendet werden.
- Die Funktionseinheit 25 funktioniert bezüglich der Ansteuerung des Aktuators 10 korrekt, wenn sie nur für solche aktuell von den Sensormitteln 55 empfangenen Kurbelwinkeln die wenigstens eine erste Steuergröße bildet, die nicht dem vorgegebenen Kurbelwinkelwert entsprechen bzw. nicht im vorgegebenen Kurbelwinkelbereich liegen. Dazu kann die Funktionseinheit 25 den in Figur 2 dargestellten Bauelementen der Überwachungseinheit 30 entsprechende Bauelemente umfassen, wobei anstelle der Beeinflussungsmittel 35 Mittel zur Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße vorzusehen sind, die in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses wie beschrieben die wenigstens eine erste Steuergröße bilden oder nicht. Den Mitteln zur Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße sind natürlich noch weitere Betriebsparameter des Verbrennungsmotors 1 und/oder des Fahrzeugs zugeführt, die in Figur 1 nur angedeutet sind, aber für die Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße ebenfalls von Bedeutung sind.
- Zusätzlich zu der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Überwachungstätigkeit kann die Überwachungseinheit 30 die Funktionseinheit 25 auch in der in der EP 0 788 581 B1 beschriebenen Weise in einem System mit elektrisch betätigbarer Drosselklappe überwachen, wobei diese elektrisch betätigbare Drosselklappe ebenfalls von der Funktionseinheit 25 angesteuert werden kann.
- Die Funktionseinheit 25 und die Überwachungseinheit 30 können mittels verschiedenen Recheneinheiten oder Prozessoren realisiert sein. Die Funktionseinheit 25 und die Überwachungseinheit 30 können aber auch in der selben Recheneinheit bzw. im selben Prozessor realisiert sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Funktionen der Überwachungseinheit 30 in der Recheneinheit der Funktionseinheit 25 realisiert ist und der restliche Teil in einem eigenen Prozessor bzw. in einer eigenen Recheneinheit.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dem Auftreten potentieller Fehler bei der Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße durch das Beeinflussungssignal vorgebeugt werden, so dass nicht erst auf das Eintreten eines Fehlers reagiert und die dafür erforderliche Reaktionszeit abgewartet werden muss. Liegt eine Situation vor, in der ein Fehler auftreten kann, im beschriebenen Beispiel ein vorgegebener Wert bzw. ein vorgegebener Bereich für den Kurbelwinkel, dann kann die Überwachungseinheit 30 wie beschrieben die Ansteuerung des entsprechenden Aktuators 10 sperren. Damit wird eine unzulässige Ansteuerung des Aktuators 10 über die Endstufe 65 durch einen möglicherweise fehlerhaften Betrieb der Funktionseinheit 25 verhindert.
- Zusätzlich kann die Überwachungseinheit 30 mittels gegenseitiger Kommunikation mit der Funktionseinheit 25 die Funktionsfähigkeit der Funktionseinheit 25 überprüfen. Dies kann wie in der EP 0 788 581 B1 beschrieben erfolgen. Sollte über den Kommunikationspfad zwischen der Überwachungseinheit 30 und der Funktionseinheit 25 ein Fehler festgestellt werden, so kann die Ansteuerung des Aktuators 10 über die Endstufe 65 unabhängig von den von den Sensormitteln 55 gelieferten Werten für den Kurbelwinkel gesperrt werden, wie dies ebenfalls aus der EP 0788 581 B1 hervorgeht. Bezüglich des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens gibt die Überwachungseinheit 30 letztlich vor, zu welchen Zeiten die Funktionseinheit 25 den Aktuator 10 über die Endstufe 65 ansteuern darf. Der dazu erforderliche Aufwand an Rechenleistung ist vergleichsweise gering für den Fall, dass die Überwachungseinheit 30 auch, wie oben beschrieben, eine Überwachung der Leistungssteuerung des Verbrennungsmotors 1 durch die Funktionseinheit 25 durchführt.
- Eine Überprüfung der korrekten Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße durch die Funktionseinheit 25 wird also von der Überwachungseinheit 30 ausgehend vom empfangenen Wert für den aktuellen Kurbelwinkel dadurch realisiert, dass die Ansteuerung des Aktuators 10 über die Endstufe 65 mittels der wenigstens einen ersten Steuergröße für den Fall unterbrochen wird, in dem der Wert für den aktuellen Kurbelwinkel dem vorgegebenen Wert entspricht oder im vorgegebenen Bereich liegt.
- Die Erfindung wurde beispielhaft für die Ansteuerung eines Aktuators für die Ansteuerung der Öffnung eines Einlass- und eines Auslassventils eines Zylinders des Verbrennungsmotors 1 beschrieben. Entsprechend kann die Ansteuerung für jeden weiteren Zylinder bzw. jeden beliebigen Aktuator des Verbrennungsmotors 1 realisiert sein.
Claims (10)
- Verfahren zur Steuerung der Antriebseinheit (1) eines Fahrzeugs, wobei in einer ersten Ebene (5) wenigstens eine erste Steuergröße zur Steuerung mindestens eines Aktuators (10) der Antriebseinheit (1) gebildet wird, wobei in einer zweiten Ebene (15) anhand mindestens einer aus-gewählten Größe die korrekte Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße in der ersten Ebene (5) überprüft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Steuergröße zur Steuerung des mindestens einen Aktuators (10) von der zweiten Ebene (15) im Sinne einer Vermeidung einer fehlerhaften Ansteuerung des mindestens einen Aktuators (10) beeinflusst wird, wenn die mindestens eine ausgewählte Größe einen fest vorgegebenen Wert annimmt oder in einem fest vorgegebenen Bereich liegt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Ebene (15) ausgehend von der mindestens einen ausgewählten Größe der vorgegebene Wert oder der vorgegebene Bereich ermittelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beeinflussung der wenigstens einen ersten Steuergröße seitens der zweiten Ebene (15) die wenigstens eine erste Steuergröße unterdrückt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die von der zweiten Ebene (15) beeinflusste wenigstens eine erste Steuergröße an die erste Ebene (5) zurückgemeldet wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Ebene (5) in Abhängigkeit des zurückgemeldeten Zustands der wenigstens einen ersten Steuergröße wenigstens eine zweite Steuergröße zur Steuerung der Leistung der Antriebseinheit (1) gebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Steuergröße in der ersten Ebene zur mindestens teilweisen Abschaltung der Leistung der Antriebseinheit (1) gebildet wird, wenn eine Beeinflussung der wenigstens einen ersten Steuergröße festgestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die wenigstens eine zweite Steuergröße die Kraftstoffeinspritzung, die Zündung oder die Luftzufuhr für mindestens einen Zylinder der Antriebseinheit (1) gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die wenigstens eine erste Steuergröße das Öffnen eines Einlass- und/oder eines Auslassventils mindestens eines Zylinders der Antriebseinheit (1) gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine ausgewählte Größe von einem Kurbelwinkel mindestens eines Zylinders der Antriebseinheit (1) abgeleitet ist.
- Vorrichtung (20) zur Steuerung der Antriebseinheit (1) eines Fahrzeugs, wobei eine erste Ebene (5) vorgesehen ist, die Mittel (25) zur Bildung wenigstens einer ersten Steuergröße zur Steuerung mindestens eines Aktuators (10) der Antriebseinheit (1) umfasst, wobei eine zweite Ebene (15) vorgesehen ist, die Mittel (30) zur Überprüfung der korrekten Bildung der wenigstens einen ersten Steuergröße in der ersten Ebene (5) anhand mindestens einer ausgewählten Größe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Ebene Mittel (35) zur Beeinflussung der wenigstens einen ersten Steuergröße zur Steuerung des mindestens einen Aktuators (10) vorgesehen sind, dass Mittel (40) zum Vergleich der mindestens einen ausgewählten Größe mit einem fest vorgegebenen Wert oder einem fest vorgegebenen Bereich vorgesehen sind und dass die Mittel (35) zur Beeinflussung in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses die wenigstens eine erste Steuergröße im Sinne einer Vermeidung einer fehlerhaften Ansteuerung des mindestens einen Aktuators (10) beeinflussen.
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