ITMI972192A1 - Procedimento e dispositivo per sorvegliare il rilevamento di valori di misurazione in un comando di motore - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Stato della tecnica

L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per sorvegliare il rilevamento dei valori di misurazione in un comando di motore, conformemente alle definizioni introduttive delle rivendicazioni indipendenti.

Un procedimento di tale tipo rispettivamente un dispositivo di tale tipo è noto dal DE OS 3621 937 (Brevetto US 5107 427). Ivi per il riconoscimento degli errori nell'ambito del rilevamento dei valori di misurazione di un comando elettronico della potenza, specialmente di errori in interfaccia A/D oppure di canali di un convertitore A/D multiplato dell'unità di comando elettronica del sistema di comando della potenza, viene influenzata la grandezza di esercizio del comando della potenza rilevata da un dispositivo misuratore. Ciò avviene disinserendo la linea di massa dell'indicatore di posizione, realizzato come potenziometro, di un pedale acceleratore e, oppure di una valvola a farfalla per mezzo di un elemento di commutazione azionabile dall'unità di comando. Se la grandezza di misurazione rilevata dal dispositivo di misurazione nello stato disinserito supera valori limiti preassegnati oppure ricavati dalla tensione di alimentazione letta del dispositivo di misurazione, viene riconosciuto uno stato di errore.

E' risultato che specialmente in seguito alle tolleranze dei dispositivi di misurazione e delle linee di alimentazione verso l'unità di comando l'operazione di sorveglianza, durante la quale non è possibile effettuare il comando del motore, richiede relativamente molto tempo. Inoltre nell'ambito dell'elemento di commutazione sono necessari aggiuntivi accorgimenti circuitali, specialmente in considerazione della resistenza al corto circuito dell'elemento di commutazione in base a tensione della batteria rispettivamente tensione di alimentazione. Inoltre con il noto procedimento viene in verità controllato il funzionamento dei canali del convertitore analogico/digitale e tuttavia non quello di un preinserito multiplatore.

L'invenzione si pone il compito di indicare accorgimenti, che forniscono una sorveglianza del rilevamento dei valori di misurazione il più possibile precisa che non influenza od influenza soltanto poco il comando del motore.

Ciò si ottiene mediante le caratteristiche delle rivendicazioni indipendenti.

Dall'EP 354 269 Al è proposto un procedimento nonché una disposizione circuitale per sorvegliare la resistenza di contatto di un potenziometro. Ivi in istanti prestabiliti a partire dall'elemento calcolatore il livello della linea di segnalazione tramite un elemento di commutazione viene commutato verso massa e dalle grandezze, disponibili nell'elemento calcolatore, relativamente a posizione del potenziometro , tensione nello stato inserito nonché tensione di alimentazione, viene calcolata l'attuale resistenza di contatto del potenziometro. Non vengono descritti accorgimenti per sorvegliare il rilevamento dei valori di misurazione, cosicché uno stato di errore nell'ambito del convertitore A/D dell'elemento calcolatore porta ad un'errata modalità di funzionamento del comando della potenza. Vantaggi dell'invenzione

La soluzione secondo l'invenzione consente una sorveglianza affidabile e precisa di un multiplatore , che è preinserito ad un convertitore A/D, delle sue grandezze di entrata e, oppure del canale A/D alimentato con la sua uscita.

L'assunzione secondo l'invenzione consente una verifica del canale A/D in merito all'attualità dei valori di tensione convertiti A/D.

La soluzione secondo l'invenzione realizza una disposizione circuitale per disinserire il segnale utile, con cui è possibile un controllo veloce, preciso del convertitore analogico/digitale di un elemento calcolatore.

E' particolarmente vantaggioso il fatto che si utilizza una semplice disposizione circuitale senza grande dispendio in componenti.

E' particolarmente vantaggioso il fatto che dalla disposizione circuitale viene ricavato un segnale utilizzato per sorvegliare un secondo canale del convertitore A/D e, oppure per sorvegliare un preinserito multiplatore.

E' particolarmente vantaggioso il fatto che nel funzionamento normale attraverso la disposizione circuitale circola soltanto una modesta corrente residua e in seguito al veloce disinserimento è prevedibile soltanto un modesto influenzamento del segnale utile.

Ulteriori vantaggi risultano dalla seguente descrizione di esempi di realizzazione rispettivamente dalle rivendicazioni dipendenti.

Disegno

L'invenzione viene illustrata dettagliatamente in seguito in base alle forme di realizzazione rappresentate nel disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra una disposizione circuitale per disinserire un segnale utile per controllare un convertitore analogico/digitale ,

la figura 2 descrive gli andamenti di segnale essenziali che in tal caso si verificano,

la figura 3 mostra uno schema di funzionamento rappresentante un programma servente alla sorveglianza di un canale A/D,

la figura 4 mostra uno schema di funzionamento come esempio per un programma per la sorveglianza di un secondo canale A/D e, oppure di un preinserito multiplatore.

Descrizione di esempi di realizzazione

Nella figura 1 è rappresentato un elemento calcolatore 10 come parte di una unità di comando elettronica 8 presentante un convertitore analogico/digitale 12 con almeno due canali di entrata Al e A2. Tramite almeno una linea di uscita 14 l'elemento calcolatore 10 in base ai programmi implementati comanda la potenza del motore di un veicolo. Nell'esempio di realizzazione preferito viene impostato un organo di impostazione della potenza 16, preferibilmente una valvola a farfalla, in dipendenza della richiesta del conducente rilevata da un indicatore di posizione sul pedale acceleratore. Ad un primo canale di entrata dell'ADC 12 è associata una linea di entrata 18 che si diparte da un dispositivo di misurazione 20 per rilevare la posizione del pedale acceleratore, ossia della richiesta del conducente.

La connessione di entrata del primo canale ADC è realizzata nel modo seguente. Dal dispositivo di misurazione 20 la linea 18 porta alla grandezza di misurazione UE (posizione del pedale acceleratore) verso l'unità di comando 8. Ivi tramite una prima resistenza RI ed una seconda resistenza R2 essa viene portata verso l'entrata Al. Fra l'entrata dell'unità di comando e la resistenza RI a partire dalla linea 18 una resistenza RP è inserita verso massa.

Fra le resistenze RI e R2 una linea 22 viene correlata con la linea 18. Fra la resistenza R2 e l'entrata Al un condensatore CI è inserito verso massa. Sull'entrata Al compare la tensione di misurazione UADC.

La linea 22 è linea di uscita di un comparatore 24. In dipendenza dei suoi segnali di entrata il comparatore 24 fornisce un segnale "Low" sulla linea 22 oppure separa la linea 22. Questa funzione del comparatore 24 è simbolizzata da un elemento circuitale rappresentato nel comparatore 24. All'entrata positiva del comparatore 24 viene addotta una linea 26, all'entrata negativa una linea 28 che si diparte da un'uscita PX dell'elemento calcolatore 10. Una linea 26 adduce la tensione di un partitore di tensione formato dalle resistenze R3 e R4, laddove la resistenza R3 è inserita verso positivo mentre la resistenza R4 è inserita verso massa .

Inoltre la tensione del partitore tramite una linea 30 viene addotta ad un multiplatore 32 all'entrata El. Il multiplatore 32 sulle proprie entrate E2 fino ad En riceve linee di entrata 34 fino a 36, che si dipartono da dispositivi di misurazione 38 fino a 40 per rilevare ulteriori grandezze di esercizio necessari per il comando del motore. Queste grandezze di esercizio vengono addotte multiplate all'elemento calcolatore per la valutazione. Esempi per grandezze di tale tipo sono temperatura del motore, temperatura dell'area di aspirazione, pressione dell'aria ecc. All'uscita A del multiplatore è connessa una linea 42 portata verso la seconda entrata A2 dell'ADC 12. Il multiplatore 32 viene comandato tramite linee di comando 44, 46, 48 e 50 a partire dall'elemento calcolatore 10.

La disposizione circuitale rappresentata in figura 1 garantisce una sorveglianza discontinua del convertitore AD dell'elemento calcolatore 10. A tale scopo su un'entrata analogica Al la tensione di misurazione attuale UADC, che nell'esercizio normale si muove in un intervallo prestabilito U1 fino a U2, mediante un circuito esterno viene estesa verso massa rispettivamente su un basso livello di tensione, per un tempo definito. L'intervento fa si che la tensione di misurazione UADC viene estesa su un livello U3, che è molto più piccolo del livello inferiore del segnale di misurazione U1. Il livello U3 si situa sicuramente all'esterno della finestra di misurazione U2-U1. L'elemento calcolatore tramite l'uscita PX comanda questo intervento e in caso di deformazione del canale di entrata verifica la tensione letta, per rilevare se essa assume un valore atteso. In questo caso il ADC funziona normalmente. Corrispondenti accorgimenti vengono attuati in altri esempi di realizzazione in corrispondenza delle altre entrate analogiche del calcolatore.

Il comparatore 24 commuta sull'uscita su "Low" quando il calcolatore tramite la sua uscita P fornisce un segnale "High". La tensione UADC all'entrata si porta su U3. U3 corrisponde in particolare alla tensione di saturazione di un elemento circuitale inserito nel comparatore. L'elemento calcolatore 10 verifica se il ADC converte esattamente il valore per U3 nell'ambito delle tolleranze. Durante questo tempo non è possibile utilizzare il segnale utile UE.

Pertanto nell'esempio di realizzazione preferito di un comando elettronico della potenza del motore, in cui la posizione del pedale acceleratore viene rilevata mediante due sensori ridondanti, è opportuno influenzare il segnale utile servente unicamente a sorvegliare il segnale utile portante il comando della potenza. Il segnale utile portante il comando della potenza viene quindi ulteriormente utilizzato.

Affinché il condensatore CI è impiegato per livellare il segnale analogico possa essere scaricato velocemente per la misurazione, la resistenza R2 è scelta decisamente più piccola della resistenza RI.

La corrente residua del comparatore bloccato è così piccola da non alterare quasi il segnale utile UE e inoltre essa circola verso massa (attraverso il transistore nel comparatore) , cosicché in caso di rottura del cavo esso non provoca alcuna tensione sulla resistenza RP e pertanto non disturba il raffronto effettuato per riconoscere una rottura del cavo.

Con questa disposizione circuitale si realizza un semplice influenzamento del segnale utile per controllare il convertitore AD. Il circuito è strutturato in modo che sono garantiti una modesta corrente residua e un veloce controllo dell'ADC e quindi un pregiudicamento soltanto modesto del segnale utile.

Inoltre è possibile utilizzare la tensione UT del partitore, addotta al comparatore 24 come tensione di riferimento, come riferimento per il controllo continuo di un'ulteriore canale di entrata analogico A2. Se questa entrata analogica viene comandata tramite un multiplatore , oltre alla sorveglianza dell'ADC è possibile utilizzare anche una sorveglianza per il corretto funzionamento del multiplatore .

Il multiplatore 32 viene comandato dall'elemento calcolatore 10 tramite le linee di comando, cosicché tramite l'entrata A2 e l'uscita A del multiplatore vengono lette differenti grandezze di entrata E1 fino ad En. La tensione UT del partitore tramite la linea 30 viene addotta come una grandezza di entrata ad un'entrata del multiplatore (in figura 1 El) e viene letta corrispondentemente dall'elemento calcolatore 10. L'elemento calcolatore 10 controlla quindi aggiuntivamente al controllo dell'entrata Al il livello fisso della tensione del partitore, cosicché è possibile ottenere un'indicazione in merito alla funzionalità del multiplatore e dell'entrata ADC A2. Inoltre in tal modo si riconosce se per uno degli altri segnali di entrata E2 fino ad En compaiono irregolarità. Se ad esempio su un canale di entrata del multiplatore compaiono sovratensioni, allora in seguito a diafonia vengono concomitantemente disturbati tutti gli altri canali di entrata. Ciò viene rivelato mediante lettura della tensione del partitore.

Nelle figure 2a e 2b sono rappresentati diagrammi temporali dei segnali essenziali. La figura 2a descrive l'andamento temporale della tensione di segnale utile UADC, mentre la figura 2b mostra l'andamento temporale del segnale di uscita PX dell'elemento calcolatore. Fino ad un istante TI il segnale di uscita dell'elemento calcolatore è "Low". Ciò significa che il segnale utile non viene influenzato. Pertanto esso corrispondentemente alla grandezza di entrata UE si muove fra le tensioni U1 ed U2. Nell'istante TI la linea di uscita dell'elemento calcolatore 10 viene commutata su "High" . Corrispondentemente varia il segnale utile nell'istante TI ad un livello U3, che è sufficientemente al di sotto della banda di misurazione U1 fino ad U2. Nell'istante T2 l'uscita PX dall'elemento calcolatore una volta conclusa l'operazione di controllo viene commutata di nuovo su "Low", cosicché in questo istante il segnale utile secondo la figura 2a assume di nuovo il valore UADC.

Il controllo viene avviato quando sussistono selezionate condizioni di prova. Queste ad esempio consistono in una condizione temporale oppure vengono definite in base a stati di esercizio dell'autoveicolo e, oppure del motore. Così ad esempio può essere previsto di effettuare il disinserimento del segnale utile durante la fase di avviamento del motore, essendo lasciato libero il pedale acceleratore, con posizione sostanzialmente costante del pedale acceleratore, una volta trascorsa la durata di esercizio preassegnata o intervalli di tempo.

Per sorvegliare il convertitore A/D mediante disinserimento del segnale utile l'elemento calcolatore 10 presenta un corrispondente programma schematizzato nello schema di funzionamento secondo la. figura 3. Esso viene avviato guando l'elemento calcolatore 10 imposta l'uscita PX sul livello "High", ossia quando sussistano le condizioni di prova. Nella prima fase 100 quindi viene letta la tensione di entrata UADC e nella fase successiva 102 questa viene raffrontata con il valore preassegnato U3 . Se il valore di tensione nell'ambito delle tolleranze è uguale al valore preassegnato U3, allora viene cessato il test e il segnale di uscita PX viene di nuovo impostato su "Low". In questo caso il canale di entrata viene considerato come funzionante. Se la tensione letta nell'ambito delle tolleranze non corrisponde al valore di tensione U3, allora nella fase successiva 104 viene controllato se è cessata l'operazione di prova. Ciò avviene preferibilmente una volta trascorso un tempo preassegnato, dopo il quale l'elemento calcolatore imposta l'uscita PX di nuovo su "Low". Se questa condizione non si è svolta allora con la fase 100 viene ripetuto il controllo del funzionamento. Una volta raggiunta la fine del test, senza che sia stata riscontrata la funzionalità del canale di entrata, conformemente alla fase 106 viene attivata una reazione di errore, che ad esempio relativamente al comando della potenza avvia un funzionamento di emergenza. In base a ciò viene di nuovo avviata la parte di programma e con la presenza della successiva connessione per il test.

Un programma confrontabile presenta l'elemento calcolatore 10 per controllare il secondo canale di entrata rispettivamente il multiplatore. Questo è schematizzato in figura 4 come schema di funzionamento. Il programma ivi descritto viene avviato a tempo preassegnato sincronicamente al comando del multiplatore: Se tramite il multiplatore la tensione UT del partitore viene addotta all'elemento calcolatore 10, allora viene avviato il programma secondo la figura 4 e nella prima fase 200 viene letta la tensione UT. Successivamente nella fase 202 viene controllato se la tensione letta nell'ambito delle tolleranze corrisponde al valore di tensione UTO preassegnato mediante le resistenze R3 e R4. Se ciò avviene allora il multiplatore rispettivamente il canale di entrata A2 viene supposta come operante correttamente e viene cessata la parte di programma, altrimenti conformemente alla fase 204 viene attivata una corrispondente reazione di errore, come ad esempio limitazione del comando della potenza. Dopo la fase 204 viene cessato il programma e questo viene di nuovo avviato nell'istante successivo.

In un esempio di realizzazione preferito la reazione di errore viene prodotta soltanto quando l'errore è stato riconosciuto più volte consecutivamente oppure con una certa frequenza.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per sorvegliare il rilevamento di valori di misurazione in un comando di motore, laddove è previsto un elemento calcolatore (10), il quale dispone di almeno un'entrata (A2) di un convertitore (A/D 12), al quale tramite un multiplatore (32) vengono addotti differenti segnali di entrata, caratterizzato dal fatto che uno dei segnali di entrata è una tensione di riferimento prestabilita (UT), che viene letta dall'elemento calcolatore (10) per controllare il funzionamento del multiplatore e, oppure del convertitore (A/D 12) .
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che viene prodotta una reazione di errore, quando la tensione convertita, letta tramite il multiplatore, non corrisponde ad un valore previsto.
3. 3 . Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'elemento calcolatore tramite un'ulteriore entrata (Al) del convertitore (A/D 12) legge una tensione di misurazione (UADC), che rappresenta la richiesta del conducente e viene inserita in istanti preassegnati su un determinato livello per controllare la corretta conversione sull'entrata analogica (Al).
4. 4. Dispositivo per sorvegliare il rilevamento di valori di misurazione in un comando di motore, con un elemento calcolatore (10) presentante almeno un'entrata analogica (Al) di un convertitore analogico/digitale (12), al quale tramite una linea di entrata (18) viene addotto un segnale utile valutato per il comando del motore, caratterizzato dal fatto che alla linea di entrata (18) viene connessa la linea di uscita (22) di un comparatore (24), che a partire dall'elemento calcolatore (10) tramite un'uscita (PX) viene indotto a fornire un segnale ("Low") sull'uscita, dopo di ché la tensione di entrata (UADC) sull'entrata analogica (Al) viene portata su un livello che sta al di fuori dell'intervallo della tensione di misurazione.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione (4), caratterizzato dal fatto che la linea di uscita dell'elemento calcolatore (10) è applicata sull'entrata negativa del comparatore, mentre all'entrata positiva viene addotta una tensione di partitore prestabilita (UT).
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (4) fino a (5), caratterizzato dal fatto che l'elemento calcolatore (10) presenta almeno una seconda entrata analogica (A2), alla quale viene addotta la linea di uscita (42) di un multiplatore (32).
7. 7. Dispositivo specialmente secondo la rivendicazione (6), caratterizzato dal fatto che l'elemento calcolatore (10) presenta almeno una seconda entrata analogica (A2), alla quale viene addotta la linea di uscita (42) di un multiplatore (32), ed al multiplatore oltre alle linee di entrata, tramite le quali vengono addotte ulteriori grandezze di esercizio del motore e, oppure del veicolo, viene addotta la tensione di partitore (UT) del comparatore, che l'elemento calcolatore (10) legge per valutare la funzionalità del multiplatore e dell'entrata analogica (A2).
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (4) fino a (7), caratterizzato dal fatto che nella linea di entrata (18) del segnale utile sono previste due resistenze (RI, R2), fra le quali viene addotta la linea (22), laddove la resistenza (R2) è molto più piccola della resistenza (RI).
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (4) fino ad (8), caratterizzato dal fatto che è inoltre previsto un condensatore (Cl) inserito fra l'entrata (Al) e la resistenza (R2) verso massa.
10. 10 . Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (4) fino a (9), caratterizzato dal fatto che l'elemento calcolatore (10) serve a comandare la potenza dell'unità di azionamento di un veicolo in dipendenza della richiesta del conducente.