JP4222648B2 - 機関制御における測定値検出のモニタ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機関制御における測定値検出のモニタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種類の方法ないしこの種類の装置はドイツ特許公開第３６２１９３７号（米国特許第５１０７４２７号）から既知である。その明細書においては、電子式出力制御の測定値検出の範囲におけるエラーの検出のために、特に出力制御装置の電子式制御ユニットのＡ／Ｄインタフェースにおける又は多重化されたＡ／Ｄ変換器のチャンネルにおけるエラーの検出のために、測定装置により測定された出力制御の運転変数が調節される。これは、制御ユニットから操作可能な切換要素により、加速ペダル及び／又は絞り弁のポテンショメータとして構成された位置伝送器のアースラインを遮断することにより行われる。遮断状態において、測定装置により測定された運転変数が、所定の制限値、又は測定装置の読み込まれた供給電圧から導かれた制限値を超えた場合、エラー状態が検出される。
【０００３】
特に測定装置、及び制御ユニットへの供給ラインに公差があるために、その間機関制御を行うことができないモニタリング過程が比較的長時間を必要とすることがわかった。更に、切換要素の範囲内において、特にバッテリ電圧ないし供給電圧に対する切換要素の短絡強度を考慮して、追加の回路手段が必要である。更に、既知の方法によりアナログ／ディジタル変換器のチャンネルの機能は確かに検査されるが、その前に設けられたマルチプレクサの機能は検査されない。
【０００４】
また、欧州特許公開第３５４２６９号から、ポテンショメータの伝達抵抗のモニタリングのための方法及び回路装置が提供されている。その明細書においては、所定の時点に計算要素により信号ラインレベルが切換要素を介してアースに接続され、且つポテンショメータ位置、接続状態における電圧ならびに供給電圧に関する計算要素において利用可能な値から、ポテンショメータの実際の伝達抵抗が計算される。測定値検出のモニタ方法及び手段は記載されてなく、従って計算要素のＡ／Ｄ変換器の範囲内におけるエラー状態が出力制御のエラーを有する機能を導くことがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
機関制御に全く影響を与えないか又はほとんど影響を与えることなく測定値検出のできるだけ正確なモニタリングを行う措置を提供することが本発明の課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、計算要素が設けられ、前記計算要素はＡ／Ｄ変換器の少なくとも１つの入力を利用可能であり、前記少なくとも１つの入力にマルチプレクサを介して種々の入力信号が供給される、機関制御における測定値検出のモニタ方法において、前記入力信号の１つが所定の固定基準電圧であり、前記マルチプレクサ又は前記Ａ／Ｄ変換器あるいはこれら双方の機能動作を検査するために前記基準電圧が読み込まれることを特徴とする本発明の機関制御における測定値検出のモニタ方法により解決される。
【０００７】
上記課題はまた、アナログ／ディジタル変換器の少なくとも１つのアナログ入力を有する計算要素を備え、前記少なくとも１つのアナログ入力に入力ラインを介して機関制御のために評価される有効信号が供給される、機関制御における測定値検出のモニタ装置において、前記入力ラインに比較器の出力ラインが結合され、前記比較器は、その出力にロー信号を出力するように前記計算要素からその出力を介して起動され、それに基づいて前記アナログ入力における入力電圧が測定電圧の範囲外に存在するレベルへ行くことを特徴とする本発明の機関制御における測定値検出のモニタ装置により解決される。
【０００８】
本発明によるアプローチは、Ａ／Ｄ変換器の前に設けられたマルチプレクサ、当該マルチプレクサの入力値及び／又は当該マルチプレクサの出力が与えられるＡ／Ｄチャンネルの確実且つ正確なモニタリングを可能にする。
【０００９】
本発明によるアプローチは、Ａ／Ｄ変換された電圧値の真実性に関するＡ／Ｄチャンネルの検査を可能にする。
【００１０】
本発明によるアプローチは、有効信号を遮断するための回路装置を提供し、この回路装置を用いて計算要素のアナログ／ディジタル変換器の迅速且つ正確な検査が可能である。
【００１１】
構成要素に大きな費用をかけることなく簡単な回路装置が使用されることは特に有利である。
【００１２】
回路装置から信号が導かれ、当該信号がＡ／Ｄ変換器の第２のチャンネルのモニタリングのために、及び／又はその前に設けられたマルチプレクサのモニタリングのために使用されることは特に有利である。
【００１３】
正常運転においては前記回路装置内を僅かな残留電流が流れるのみであり、急速な遮断により有効信号に与えられる影響がきわめて僅かであることは特に有利である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図面に示す実施形態により詳細に説明する。
【００１５】
図１に電子式制御ユニット８の一部としての計算要素１０が示され、この計算要素１０は少なくとも２つの入力チャンネルＡ１及びＡ２を備えたアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）１２を有している。少なくとも１つの出力ライン１４を介して、計算要素１０は実行プログラムにより車両の機関出力を制御する。好ましい実施形態においては、出力設定要素１６、好ましくは絞り弁は、加速ペダルにおける位置伝送器から測定されたドライバの希望の関数として調節される。ＡＤＣ １２の第１の入力チャンネルＡ１に入力ライン１８が接続され、入力ライン１８は加速ペダル位置すなわちドライバの希望を測定するための測定装置２０から出ている。
【００１６】
第１のＡＤＣチャンネルの入力回路は次のように構成されている。測定装置２０からライン１８が測定値Ｕ_E（加速ペダル位置）を制御ユニット８に供給する。制御ユニット８において測定値Ｕ_Eは第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２を介して入力Ａ１に供給される。制御ユニット８の入力と抵抗Ｒ１との間において、ライン１８から抵抗ＲＰがアースに接続されている。抵抗Ｒ１とＲ２の間においてライン２２がライン１８と結合されている。抵抗Ｒ２と入力Ａ１との間においてコンデンサＣ１がアースに接続されている。入力Ａ１に測定電圧ＵＡＤＣが生じる。
【００１７】
ライン２２は比較器２４の出力ラインである。比較器２４の入力信号の関数として比較器２４は「ロー（Ｌｏｗ）」信号をライン２２を介して出力するか又はライン２２を遮断する。比較器２４のこの機能は比較器２４内に示した切換要素により記号で示されている。比較器２４のプラス入力にライン２６が、マイナス入力にライン２８が供給され、ライン２８は計算要素１０の出力Ｐｘから出ている。ライン２６は抵抗Ｒ３及びＲ４で構成される電圧分割器の分割電圧を供給し、この場合、抵抗Ｒ３はプラスに、抵抗Ｒ４はアースに接続されている。
【００１８】
分割電圧は更にライン３０を介してマルチプレクサ３２の入力Ｅ１に供給される。マルチプレクサ３２はその入力Ｅ２ないしＥｎにおいて入力ライン３４ないし３６を受け取り、入力ライン３４ないし３６は機関の制御のために必要なその他の運転変数を測定するための測定装置３８ないし４０から出ている。これらの運転変数は多重化されて評価のために計算要素に供給される。このような変数に対する例は、機関温度、吸込空気温度、空気圧力等である。マルチプレクサの出力Ａにライン４２が接続され、ライン４２はＡＤＣ １２の第２の入力Ａ２に供給されている。マルチプレクサ３２は制御ライン４４、４６、４８及び５０を介して計算要素１０により制御される。
【００１９】
図１に示す回路装置は計算要素１０のＡ／Ｄ変換器の不連続モニタリングを確実に行う。このために、アナログ入力Ａ１において、正常運転においては所定の範囲Ｕ１ないしＵ２内で変動する実際の測定電圧ＵＡＤＣが、外部回路により所定の時間アースに導かれるか、ないしは低い電圧レベルに低下される。この作用は、測定電圧ＵＡＤＣが測定信号Ｕ１の下部レベルよりはるかに小さいレベルＵ３に低減されるように行われる。レベルＵ３は明らかに測定窓即ち測定範囲Ｕ２−Ｕ１の外部に存在する。計算要素１０はその出力Ｐｘを介してこの作用を制御し、且つ入力チャンネルを歪ませて、読込み電圧が期待値をとっているか否かを検査する。この検査が肯定の場合、ＡＤＣ １２は正常に作動している。他の実施形態においては、対応する措置がコンピュータである計算要素の他のアナログ入力において行われる。
【００２０】
コンピュータである計算要素１０がその出力Ｐｘを介して「ハイ（Ｈｉｇｈ）」信号を出力したとき、比較器２４はその出力を「ロー」に切り換える。入力における電圧ＵＡＤＣはＵ３に行く。この場合、Ｕ３は比較器内に設けられている切換要素の飽和電圧に対応している。計算要素１０は、ＡＤＣ １２がＵ３に対する値を公差範囲内で正しく変換しているか否かを検査する。この時間の間、有効信号Ｕ_Eを使用することはできない。
【００２１】
従って、加速ペダル位置が２つの冗長なセンサにより測定される電子式機関出力制御の好ましい実施形態においては、出力制御を行う有効信号のモニタリングのみに使用される有効信号を調節することが非常に適している。それは、このとき、出力制御を行う有効信号がそのまま使用されるからである。
【００２２】
アナログ信号の平滑化のために使用されるコンデンサＣ１が測定のために迅速に放電可能なように、抵抗Ｒ２はＲ１よりかなり小さく選択されている。
【００２３】
遮断された比較器の残留電流はきわめて小さいので、残留電流が有効信号Ｕ_Eに悪影響を与えることはほとんどなく、更に（比較器内のトランジスタを介して）アースに流れるので、ケーブルが破断した場合でも残留電流が抵抗ＲＰにおいて電圧を発生することはなく、従ってケーブル破断の検出のために行われる比較が障害を受けることはない。
【００２４】
この回路装置により、Ａ／Ｄ変換器の検査のために有効信号が簡単に調節される。この回路は、小さい残留電流及びＡＤＣの迅速な検査従って有効信号への悪影響が極めて小さいことが保証されるように構成されている。
【００２５】
更に、基準電圧として比較器２４に供給される分割電圧ＵＴを、他のアナログ入力チャンネルＡ２の連続検査のための基準として使用することができる。このアナログ入力Ａ２がマルチプレクサ３２を介して使用された場合、ＡＤＣのモニタリングのほかにマルチプレクサ３２の正しい機能に対するモニタリングもまた行うことができる。
【００２６】
マルチプレクサ３２は計算要素１０により制御ラインを介して制御され、これにより入力Ａ２及びマルチプレクサ３２の出力Ａを介して種々の入力変数Ｅ１ないしＥｎが読み込まれる。分割電圧ＵＴはライン３０を介して入力値としてマルチプレクサ３２の入力（図１におけるＥ１）に供給され、且つそれに対応して計算要素１０により読み込まれる。このとき、計算要素１０は入力Ａ１の検査に追加して固定分割電圧レベルを検査し、従ってマルチプレクサ３２及びＡＤＣ入力のＡ２の機能性に関して判定を行うことができる。更に、このようにして、その他の入力信号Ｅ２ないしＥｎのいずれかに障害が発生しているか否かが検出される。例えばマルチプレクサ３２の１つの入力チャンネルに過電圧が発生した場合、クロストークにより他のすべての入力チャンネルも同時に障害を受けることになる。これは分割電圧の読込みにより検出される。
【００２７】
図２の（Ａ）及び（Ｂ）に本質的な信号の時間線図が示されている。図２の（Ａ）は有効信号電圧ＵＡＤＣの時間線図を示し、一方図２の（Ｂ）は計算要素１０の出力信号Ｐｘの時間線図を示している。時点Ｔ₁までは計算要素１０の出力信号Ｐｘは「ロー」である。これは、有効信号が影響を受けていないことを意味している。従って、これに対応して入力変数Ｕ_Eは電圧Ｕ１とＵ２との間で変動している。時点Ｔ₁において計算要素１０の出力ラインが「ハイ」に切り換えられたとする。それに対応して有効信号は時点Ｔ₁において、測定範囲Ｕ１ないしＵ２より十分下側に存在するレベルＵ３へ変化する。時点Ｔ₂において検査過程が終了した後、計算要素１０の出力Ｐｘが再び「ロー」に切り換えられ、これによりこの時点において有効信号が図２の（Ａ）に示すように再び有効信号値ＵＡＤＣをとることになる。
【００２８】
選択されたテスト条件が存在するときに検査が開始される。この検査条件は例えば時間条件であり、又は自動車及び／又は機関の運転状態を基にして決定される。例えば、機関の始動過程の間、加速ペダルを放したとき、ほぼ一定の加速ペダル位置のとき、所定の運転時間経過後、又は所定の時間間隔で有効信号を遮断してもよい。
【００２９】
有効信号の遮断によるＡ／Ｄ変換器の検査のために計算要素１０は対応するプログラムを有し、このプログラムが図３の流れ図に示されている。計算要素１０がその出力Ｐｘを「ハイ」レベルにセットしたとき、すなわちテスト条件が存在するとき、このプログラムが開始される。次に、第１のステップ１００において入力電圧ＵＡＤＣが読み込まれ、それに続くステップ１０２において入力電圧ＵＡＤＣが所定の値Ｕ３と比較される。電圧値が公差範囲内で所定の値Ｕ３に等しい場合テストは終了され、出力信号Ｐｘは再び「ロー」にセットされる。この場合、入力チャンネルは機能性を有していると判定される。読み込まれた電圧が公差範囲内で電圧値Ｕ３に対応していない場合、それに続くステップ１０４において、テスト過程が終了したか否かが検査される。これは所定の時間経過した後とすることが好ましく、この所定時間の経過後、計算要素１０はその出力Ｐｘを再び「ロー」にセットする。この条件が経過していない場合、ステップ１００から機能検査が反復される。入力チャンネルの機能性が特定されることなくテストの終了に到達した場合、ステップ１０６により、例えば出力制御に関して非常運転を導くエラー応答が開始される。その後、プログラム部分は終了され、次のテスト条件が存在したとき再び開始される。
【００３０】
第２の入力チャンネルＡ２ないしマルチプレクサ３２の検査のために、計算要素１０は同様なプログラムを有している。このプログラムが図４に流れ図として示されている。そこに示したプログラムはマルチプレクサ３２の制御に同期して所定の時点に開始される。マルチプレクサ３２を介して分割電圧ＵＴが計算要素１０に供給されたとき図４に示すプログラムが開始され、第１のステップ２００において電圧ＵＴが読み込まれる。それに続くステップ２０２において、読み込まれた電圧が公差範囲内において抵抗Ｒ３及びＲ４により与えられる電圧値ＵＴ０に対応するか否かが検査される。これが肯定の場合、マルチプレクサ３２ないし入力チャンネルＡ２が正しく作動していると判定されてプログラム部分が終了され、否定の場合ステップ２０４により、例えば出力制御の制限のような対応するエラー応答が開始される。ステップ２０４の後プログラムは終了され、次の時点において再び開始される。
【００３１】
好ましい実施形態においては、エラーが複数回連続して検出されたとき、又はエラーがある頻度で検出されたときにエラー応答が開始される。
【図面の簡単な説明】
【図１】アナログ／ディジタル変換器の検査のために有効信号を遮断するための回路装置の回路図である。
【図２】アナログ／ディジタル変換器の検査のときに発生する本質的な信号の線図である。
【図３】Ａ／Ｄチャンネルのモニタリングのために使用されるプログラムの流れ図である。
【図４】第２のＡ／Ｄチャンネル及び／又はその前に設けられたマルチプレクサのモニタリングのためのプログラムの流れ図である。
【符号の説明】
８ 制御ユニット
１０ 計算要素
１２ アナログ／ディジタル変換器
１６ 出力設定要素
２０ 測定装置（加速ペダル位置、ドライバの希望）
２４ 比較器
３２ マルチプレクサ
３８、４０ 測定装置（運転変数）

Claims (5)

1. 計算要素（１０）が設けられ、該計算要素（１０）は、Ａ／Ｄ変換器（１２）の少なくとも２つの第１（Ａ１）および第２（Ａ２）入力を利用可能であると共に、少なくとも１つの出力（ＰＸ）を有する、機関制御における測定値検出のモニタ装置において、
   計算要素の第１の入力は、測定電圧（ＵＡＤＣ）を受け取り、
   計算要素の第２の入力は、マルチプレクサ（３２）を介して種々の入力信号を受け取り、この第２の入力の１つが固定設定基準電圧（ＵＴ）であり、
   比較器（２４）の出力が、計算要素（１０）の第１の入力（Ａ１）に結合され、
   計算要素の前記少なくとも１つの出力（ＰＸ）を介して、比較器（２４）が作動して、前記測定電圧が比較器により所定のレベルに切り換えられ、
   比較器の基準値は、基準電圧（ＵＴ）であり、
   計算要素が少なくとも１つの出力（ＰＸ）により比較器を作動し、
   測定電圧は、Ａ／Ｄ変換器によりディジタル化され、計算要素の所定値と比較され、
   計算要素は、基準電圧（ＵＴ）を受け取って、所定値と比較し、
   計算要素は、ディジタル化された測定電圧または基準電圧がそれぞれの所定値に対応していないとき、測定値検出の範囲内のエラーを特定する、
   機関制御における測定値検出のモニタ装置。
2. 前記計算要素（１０）の出力ラインが前記比較器のマイナス入力に供給され、一方前記比較器のプラス入力に所定の固定分割電圧（ＵＴ）が供給されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 測定電圧を受け取る第１の入力（Ａ１）に接続された入力ライン（１８）内に２つの抵抗（Ｒ１、Ｒ２）が設けられ、前記２つの抵抗（Ｒ１、Ｒ２）の間に前記比較器の出力ライン（２２）が供給され、ここで抵抗（Ｒ２）が抵抗（Ｒ１）に比較してかなり小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 更にコンデンサ（Ｃ１）が設けられ、前記コンデンサ（Ｃ１）が前記計算要素（１０）の第１のアナログ入力（Ａ１）及び前記抵抗（Ｒ２）の間とアースとの間に接続されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの一項に記載の装置。
5. 前記計算要素（１０）がドライバの希望の関数として車両の駆動ユニットの出力を制御するように働くことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。

Images