KR100377502B1 - 차량구동유닛의제어방법및장치 - Google Patents

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Abstract

차량 구동 출력의 제어 방법 및 장치가 제공되고, 이 경우 출력 제어를 위해 제어 기능 및 모니터링 기능을 실행하기 위한 단 1개의 계산 요소(마이크로 컴퓨터)만이 설치되어 있다. 이 경우, 마이크로 컴퓨터 내에 서로 독립인 적어도 2개의 레벨이 설치되고, 여기에서 제1 레벨은 제어 기능을 실행하고, 제2 레벨은 모니터링 기능을 실행한다.

Description

차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치{PROCESS AND DEVICE FOR CONTROLLING THE DRIVE UNIT OF A VEHICLE}
<종래 기술>
본 발명은 차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
이와 같은 제어 방법 및 이와 같은 제어 장치는 독일 특허 공개 제4220247호에서 이미 알려져 있다. 이 방법 및 장치에서, 구동 유닛의 제어를 위해 제1 마이크로프로세서 또는 컴퓨터가 설치되고, 양호한 실시예에서는, 이 마이크로프로세서 또는 컴퓨터는 연료 공급, 점화 시기의 조절, 및 내연 기관으로의 공기 공급량의 제어를 위한 계산을 운전자의 요구에 따라 실행한다. 이 계산 요소는 특히 공기 공급량의 계산에 의해 내연 기관의 출력을 상승시킬 수 있으므로, 이 계산 요소의 정확한 기능을 모니터링하기 위해 제2 계산 요소가 제공된다. 제2 계산 요소는 제1 계산 요소의 작동을 모니터링하고, 에러의 경우에, 제1 계산 요소에 의한 출력 제어를 차단하거나 비상 운전을 개시한다. 양호한 실시예에서, 제1 계산 요소의 작동 모니터링은 운전자의 요구를 공기 공급량 조절 요소의 위치와 비교함으로써 수행된다.
이 공지된 장치가 높은 이용도로 구동 유닛의 신뢰 가능한 운전을 보장하지만, 두 개의 계산 요소에 의해 복잡하고 비용이 상승해서, 이 방법은 다른 실시예에 대해서는 만족스럽지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 이용도가 높으면서 운전의 신뢰성을 제공하고 확실히 덜 복잡한 차량 구동 유닛의 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이는 출력 제어를 위한 기능 또는 계산만이 아니라 모니터링도 수행하는 단 하나의 계산 요소(통상의 마이크로프로세서 또는 마이크로컴퓨터)가 제공되는 점에서 달성된다. 적어도 에러 상황 이외에는 서로 독립적인 두 개의 레벨이 단일 계산 요소 내에 제공되고, 제1 레벨에서 출력 제어를 위한 기능이 계산되고 제2 레벨에서 경우에 따라 워치독과 함께 계산 요소 자체의 이러한 기능 및 운전이 모니터링됨으로써 운전의 신뢰성 및 이용도가 보장된다.
독일 특허 공개 제4114999호로부터 마이크로컴퓨터와, 바람직하게는 게이트 어레이로 구성된 모니터링 모듈을 구비한 차량의 제어 장치가 알려져 있으며, 모니터링 모듈은 마이크로컴퓨터의 시퀀스 제어를 수행한다. 이러한 목적으로, 마이크로컴퓨터 및 모니터링 모듈은 질문/응답 상호 작용의 범위 내에서 신호값을 처리하고, 모니터링 모듈은 이러한 처리의 결과의 비교로부터 마이크로컴퓨터의 정확한 작동 또는 오작동을 결정한다. 구성이 간단한 모니터링 장치에 의한 이러한 시퀀스 제어에 의해, 이와 같은 제어 장치의 복잡성이 현저하게 감소되지만, 마이크로컴퓨터에 의해 계산되는 기능의 완전한 모니터링은 행할 수 없다.
<발명의 이점>
본 발명의 방법은 현저하게 낮은 복잡성이 요구되어 비용 면에서 효과적인 차량 구동 유닛의 제어를 위한 제어 유닛을 형성한다. 특히, 구성 요소의 수가 감소되어 고장 확률이 낮아지며 장치의 에러 발생율도 낮아진다.
적어도 두 개의 레벨, 즉 기능 레벨 및 모니터링 레벨을 제공함으로써, 적어도 에러 상황 이외에는 서로 기능에 영향을 주지 않는 두 개의 채널이 계산 요소 내에 제공되고, 이에 의해 하나의 제어 장치를 이용하여 두 개의 계산 유닛에 필적하는 운전 신뢰성 및 이용도가 달성되는 것은 매우 유익하다.
개별적인 (프로그램) 모듈이 서로 별도로 처리 가능하므로 단 하나의 계산 요소를 포함하는 제어 장치는 여러 가지 차륜 조건에 용이하게 적합 가능한 것이 특히 중요하다.
제2 레벨의 시퀀스 제어를 수행하는 제3 레벨에 의해 특히 장점이 부여된다. 이 모니터링은 운전의 신뢰성 및 이용도를 현저하게 향상시킨다. 시퀀스 제어를 질문/응답 상호 작용으로서 수행하는 능동적인 워치독을 이용하는 것이 유익하다.
기타 이점이 이하 실시예의 설명의 범위내 내지 종속 청구항으로부터 명확해진다.
<도면>
이하에 본 발명을 도면에 도시한 실시예에 의해 상세하게 설명한다. 여기에서, 도1은 본 발명에 의한 제어 장치의 전체 블럭 회로도를 도시하고, 도2에서는 상세도가 블럭 회로도의 형태로 도시되어 있다. 마지막으로, 도3은 본 발명의 방법의 양호한 실시예를 도시한다.
<실시예의 설명>
도1에서, 차량 내연 기관의 출력을 위한 제어 장치의 전체 블럭 회로도가 도시되어 있다. 여기에서, 마이크로컴퓨터와 같은 통상의 계산 요소가 도면 부호 10으로 표시되어 있다. 마이크로컴퓨터(10)는 세 개의 레벨로 구성되어 있다. 제1 레벨(12)은 출력 제어를 수행하기 위한 계산을 수행하고, 제2 레벨(14)은 이 기능 레벨(12)을 모니터링한다. 제3 레벨(16)은 시퀀스 제어를 기초로 해서 모니터링 레벨(14)과 마이크로컴퓨터(10) 자체를 제어하는 제어 레벨을 형성한다. 마이크로컴퓨터(10)는 점화 시기 제어를 위한 출력 라인(18)과, 연료 공급 제어를 위한 출력 라인(20)과, 양호하게는 전기 조작식 스로틀 밸브를 거쳐서 공기 공급 제어를 위한 출력 라인(22)의 출력 라인들을 포함한다. 출력 라인(18 내지 22)은 기능 레벨(12)로부터 나오며 기능 레벨(12)에 의해 구동된다. 운전자 명령 장치(26), 바람직하게는 가속 페달과 같이 운전자에 의해 조작 가능한 조작 요소의 위치를 위한 위치 검출 요소로부터의 라인(24)이 입력 라인으로서 제공되고, 라인(24)은 기능 레벨(12) 및 모니터링 레벨(14)로 이어진다. 다른 입력 라인은 마이크로컴퓨터(10)의 기능 레벨 및 모니터링 레벨을 측정 장치(30 내지 32)에 연결시키는 라인(28)에 의해 형성된다. 측정 장치(30 내지 32)는 내연 기관 및/또는 자동차의 운전 변수를 검출한다. 양호한 실시예에서, 입력 라인(28)은 CAN과 같은 버스 계통을 형성한다. 다른 입력 라인은 기능 레벨 및 모니터링 레벨로 이어지며 공기 공급량, 양호하게는 전기 조작식 스로틀 밸브의 위치를 검출하기 위해 마이크로컴퓨터를 측정 장치(36)에 연결시키는 라인(34)이다. 또한, 워치독(38)이 제공되며 워치독(38)은 라인(40, 42)을 거쳐서 마이크로컴퓨터(10)의 제어 레벨(16)과 연결된다. 워치독의 출력 라인(44)은 에러의 경우에 구동 유닛을 정지시키기 위해 마이크로컴퓨터(10)의 리셋 입력부(45), 예를 들면 공기 공급량 조절 또는 연료 공급을 위한 출력단으로 이어진다.
양호한 실시예에서, 기능 레벨에서, 그들의 측정치가 버스 계통(28)을 거쳐서 공급되는 엔진 회전 속도 및 엔진 부하를 기초로 한 소정의 저장된 특성 곡선군으로부터 공급되는 연료량 및 조절되는 점화 시기는 결정되고 출력된다. 또한, 라인(24)을 거쳐서 공급되는 운전자의 요구를 기초로 해서 공기 공급량에 대한 목표치, 양호한 실시예에 있어서는 내연 기관의 스로틀 밸브의 위치에 대한 목표치가 결정된다. 이 목표치는 측정 장치(36)로부터 라인(34)을 거쳐서 공급되는 실제치, 양호하게는 스로틀 밸브의 실제 위치와 비교되어, 디지털 제어기(스로틀 밸브 위치의 제어의 경우에는 위치 제어기)에 의해 제어 루프의 범위 내에서 제어된다. 종래 기술로부터 알려진 바와 같이, 기능 레벨(12)은 조작 요소의 위치를 거쳐서 운전자에 의해 사전에 주어진 운전자 요구에 따라 내연 기관의 출력 제어를 담당한다.
공기 공급량이 전기적으로 조절되는 장치의 양호한 실시예에서, 에러 상태는 장치의 출력 변수(공기 공급량, 스로틀 밸브 각도)를 입력 변수(운전자의 요구)와 비교함으로써 직접 검출될 수 있다. 공기 공급량 또는 스로틀 밸브 각도는 운전자 요구가 오로지 내연 기관의 출력을 제어하는 운전 상태에 있어서는 운전자 입력보다 커서는 안된다. 그 자체로 공지된 이 모니터링 동작은 제2 레벨, 즉 모니터링 레벨 내에서 이루어진다. 이러한 목적으로, 모니터링 레벨에는 라인(24)을 거쳐서 운전자의 요구가 그리고 라인(34)을 거쳐서 출력 변수가 공급된다. 에러 상태가 검출되면, 이는 기능 레벨 내에서 비상 운전 및/또는 제3 레벨 및 워치독을 거쳐출력 제한으로 이어진다. 제어 레벨은 메모리 요소를 테스트하기 위한 수단과, 워치독과 함께 제2 레벨의 소프트웨어 기능의 정확한 실행을 확인하고 에러의 경우에 필요하면 컴퓨터를 리셋하고, 출력 제어를 차단하고, 그리고/또는 내연 기관의 출력을 제한하는 제어 시퀀스를 포함한다.
도시된 실시예 외에, 본 발명은 제어 장치의 입력치와 출력치의 비교로부터 에러 상태가 유도되는 모든 경우에 양호하게 적용될 수 있다.
도2는 내연 기관의 스로틀 밸브의 전기 제어의 양호한 실시예의 범위 내에서 마이크로컴퓨터의 세 개 레벨의 상세도를 도시한다. 도1과 관련해서 도시되고 설명된 요소는 상세하게 설명되지 않는다.
제1 레벨 즉 기능 레벨(12)에서, 기능 블럭(100)은 연료 공급 및 점화 시기 조절을 결정하는 기능을 포함한다. 기능 블럭(102)에서, 라인(24, 28)을 거쳐서 공급되는 신호가 읽어 들여져서 평가된다. 이러한 방식으로, 라인(24)을 거쳐서 공급되는 가속 페달 위치와, 주행 속도 제어를 위한 신호(조작 요소, 브레이크 스위치 등으로부터의 신호)와, 버스 계통(28)을 거쳐서 스로틀 밸브 조절을 위한 입력치를 공급하는 예를 들면 구동 미끄럼 제어(ASR), 엔진 견인 토오크 제어(MSR), 동력 전달 장치 제어 등의 다른 기능의 결합 신호가 읽어들여져서 평가된다. 또한, 엔진 회전수, 엔진 온도 등과 같은 측정치가 읽어들여진다. 평가된 신호는 라인(103, 104, 105)을 거쳐서 블럭(106)에 전달되고, 여기서 스로틀 밸브에 대한 목표 위치 값이 공급된 신호로부터 계산된다. 목표 위치 값은 출력 라인(108)을 거쳐서 디지털 위치 제어기(110)로 전달된다. 디지털 위치 제어기(110)에서, 목표치는 라인(34)을 거쳐서 공급된 스로틀 밸브 실제 값과 비교되고, 스로틀 밸브를 조작하는 전기 모터에 대한 구동 신호가 형성된다. 이 구동 신호는 라인(112) 및 출력단 회로(114)를 거쳐서 스로틀 밸브 조작 요소(116)에 공급된다. 조작 요소(116)는 (도시되지 않은) 스로틀 밸브를 조작하는 서보 모터(118)와, 스로틀 밸브를 위한 적어도 하나의 위치 변환기(36)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 레벨(모니터링 레벨(14)) 내에 블럭(120)이 제공되고, 여기서 운전자의 요구, 주행 속도 제어기 또는 다른 기능의 결합이 확인된다. 가속 페달이 (임계치의 비교에 의해) 해제되어 있는 지, 즉 운전자가 아이들링 출력을 원하고 있는 지, 그리고 주행 속도 제어기 및/또는 다른 상태 결합이 행해지고 있는 지의 여부가 결정된다. 이들 신호는 각각 라인(121, 123, 125)을 거쳐서 블럭(122)에 전송되고, 여기서 운전자의 요구가 라인(34)을 거쳐서 공급된 스로틀 밸브 위치와 비교되어, 이들이 일치하는지의 여부가 확인된다. 또는, 모니터링을 위해 대체 태양으로서 (스로틀 밸브 위치 대신에) 엔진 부하 신호가 쇄선(화살표 124)으로 표시된 것처럼 운전자의 요구와의 비교를 위해 참조될 수 있다. 블럭(126)이 블럭(122)과 평행하게 제공되고, 블럭(126)에서 스로틀 밸브의 목표치가 스로틀 밸브의 실제치와 비교되어 스로틀 밸브 위치가 모니터링된다. 편차가 남아 있으면, 이는 제어기 요소(110) 또는 위치 요소(116)의 에러 기능이 있는 것으로 가정할 수 있다. 제2 레벨의 각각의 기능 요소는 제어 레벨(16)과 연결되어 있다. 제어 레벨(16) 내에, RAM 테스트(130), ROM 테스트(132) 및 시퀀스 제어(134)의 요소와 같은 모니터링 블럭(128)이 도시되어 있다. 이하에서 설명되는 것처럼, 이들 요소를 거쳐서 능동적인 워치독(38)과 협동하여, 제2 레벨의 서브프로그램의 정확한 실행이 확인된다. 여기에서 에러가 결정되면, 워치독(38)은 라인(44)을 거쳐서 계산 요소(10)를 리셋하고 그리고/또는 출력단(114)을 차단한다.
양호한 실시예에서, 운전자의 요구를 모니터링하기 위해 운전자의 요구는 서로 독립적인 두 개의 측정 장치를 거쳐서, 하나의 측정 장치가 안전 측정 장치로서 정의되고, 운전자의 요구를 모니터링하기 위해 블록(120) 내에서 소정의 임계치와 비교된다. 운전자의 요구치가 임계치 아래로 떨어지면, 운전자의 아이들링 요구가 있는 것으로 가정할 수 있다. 주행 속도 제어기를 모니터링하기 위해, 서두에 기재한 종래 기술에 있어서와 마찬가지로 브레이크 조작에 대해, 최저 속도 제한 아래로 떨어졌을 때 또는 차단 스위치의 조작이 있을 때 주행 속도 제어기가 정지되고, 또는 투입 스위치의 조작에 대해서 주행 속도 제어기가 작동된다. 이러한 운전 상태에서 블럭(120) 내에서 행해지는 모니터링이 수행되지 않거나 수정된 형태로 수행되기 때문에, 이것이 블록(122)으로 전달된다. 마찬가지로, 블럭(120)에서, ASR/MSR 기능이 이들이 작동되고 있는 지의 여부에 관한 정보에 기초해서 결정된다. 이 경우에도 모니터링이 수행되지 않거나 수정된 형태로 수행되기 때문에 대응 메시지가 블록(122)으로 공급된다.
컴퓨터(10)의 정확한 작동을 확실하게 하기 위해, 제2 레벨(14) 내에 제공되며 필요하다면 제3 레벨 내에 보충되는 서브프로그램의 정확한 작동이 시퀀스 제어(134)에 의해 제3 레벨(16) 즉 제어 레벨에 의해 모니터링된다. 이러한 목적으로, 워치독(38)이 제공되고, 워치독(38)은 컴퓨터(10)의 레벨(16) 내에 제공된서브프로그램(128)에 의해 라인(40, 42)을 거쳐서 연결된다. 양호한 실시예에서 레벨(16)은 소정의 메모리 판독 작용이 실행되며 이들 작용의 정확한 실행이 확인되는 기록/판독 메모리를 위한 테스트 프로그램(130)과, 양호한 실시예에서 소정의 판독 작업이 실행되며 검사되는 판독 메모리를 위한 테스트 프로그램(132)과 같은 서브프로그램과, 이하에서 설명되는 시퀀스 제어(134)를 포함한다. 시퀀스 제어를 위해 워치독(38)은 라인(40)을 거쳐서 마이크로컴퓨터에 난수 발생기에 의해 얻어진 질문을 전달하고, 이 질문은 양호한 실시예에서는 난수 발생기에 의해 선택된 펄스 폭을 갖는 펄스열을 포함한다. 시퀀스 제어 프로그램(134)은 이 질문 즉 펄스 신호를 평가하고, 워치독(38)에 의해 전달된 질문에 대한 응답에 적용되는 서브 프로그램 또는 프로그램을 결정한다. 양호한 실시예에서, 모든 프로그램 모듈(120, 122, 126, 130, 132) 또는 이의 프로그램 부분들이 모니터링을 위해 적용된다. 선택된 프로그램 모듈 또는 서브프로그램의 호출 또는 이와의 결합이 있을 때, 시퀀스 제어의 제1 카운터가 소정치만큼 증가 또는 감소되고, 이 선택된 프로그램 부분으로부터 분리될 때 제2 카운터가 다른 값만큼 증가 또는 감소된다. 시퀀스 제어에 의해 선택된 모든 프로그램 모듈 또는 서브프로그램이 처리되면, 시퀀스 제어(134)에 의해 카운터 판독에 대응하는 펄스 길이를 갖는 펄스 신호로 변환되는 제1 카운터의 카운터 판독 및 제2 카운터의 카운터 판독이 구해진다. 이 펄스 신호는 라인(42)을 거쳐서, 컴퓨터(10)의 이 응답을 라인(40)을 거쳐서 제공된 그의 질문과 비교하는 워치독(38)으로 전달된다. 워치독(38)이 편차를 검출하면, 워치독(38)은 마이크로컴퓨터(10)의 에러 상태에 따라서 라인(44)을 거쳐서 컴퓨터(10)를 리셋하고, 필요하다면 출력단(114)을 차단하거나 내연 기관의 출력을 제한한다. 양호한 실시예에서, 제1 카운터는 항상 1씩 증가되고, 제2 카운터는 항상 2씩 증가된다.
시퀀스 제어를 위해, 요구되는 수의 질문/응답 쌍을 생각할 수 있다. 양호한 실시예에서, 두 개의 질문/응답 쌍만이 제공될 때 워치독(38)의 복잡성을 최저로 감소시킬 수 있다. 두 쌍으로 하는 것이 장치 운전의 신뢰성에 대해 결점을 야기하지 않는 것이 알려져 있다.
도2는 본 발명의 양호한 실시예를 도시한다. 당연히, 본 발명은 동력 전달 장치의 결합 유무에 관계없이, 주행 속도 제어기(FGR)에 의해서만, FGR과 ASR의 조합에 의해서 그리고/또는 MSR에 의해서 제어될 때, 또는 운전자가 요구하는 스로틀 밸브의 조절이 하나 이상의 이들 기능과 조합될 때, 본 발명은 양호하게 이용될 수 있다.
제1 및 제2 레벨의 양호한 실시예는 도3의 내연 기관 엔진의 스로틀 밸브의 운전자 요구에 따른 제어의 예로서 도시되어 있다. 도1 및 도2에서 이미 도시된 요소에는 같은 부호가 붙여져 있다. 이들에 대해서는 이하에는 상세하게 설명하지 않는다. 양호한 실시예에서, 두 개의 센서(200 및 202), 양호하게는 각각 마이크로컴퓨터(10)로 이어지는 신호 라인(204, 206)을 갖는 전위차계 또는 무접촉 위치 변환기가 운전자의 요구를 측정하기 위해 측정 장치(26) 내에 제공된다. 센서(200)의 라인(204)은 기능 레벨(12)과 아날로그/디지털 변환기(ADC, 208)로 이어진다. 제2 센서(202)의 신호 라인(206)은 한편으로는 이 변환기(208)로 이어지고, 다른 한편으로는 제2 레벨(14)에 할당된 마이크로컴퓨터(10)의 포트 입력부(210)로 이어진다. 또한, 측정 신호가 통신 계통(28)을 거쳐서 마이크로컴퓨터(10)에 공급된다. 통신 계통(28)은 변환기(208)만이 아니라 포트 입력부(210)에도 연결된다. 기능 레벨(12)의 변환기(208)는 마이크로컴퓨터(10)의 내부 버스 계통의 일부인 라인(212)을 거쳐서 마이크로컴퓨터(10)의 메모리 요소의 부분(214)에 연결된다. 메모리 부분(214) 내에 기호로 표시된 메모리 셀(216, 217, 218) 등으로부터, 프로그램 모듈(220)은 변환기(208) 또는 도시되지 않은 소프트웨어에 의해 저장된 값을 읽는다. 이는 라인(222, 224)에 의해 기호로 표시되어 있다. 계산 결과는 프로그램 모듈(220)에 의해 메모리 요소의 다른 부분(226) 내에 저장된다. 이 기능이 도3에 있어서 라인(228) 및 메모리 셀(230)에 의해 기호로 표시되어 있다. 기능 레벨(12)의 다른 프로그램 모듈(232)은 프로그램 모듈(220)에 의해 계산되어 저장된 값을 기초로 하여 작동한다. 이는 메모리 셀(230)과 프로그램 모듈(232)을 연결시키는 라인(234)에 의해 기호로 표시되어 있다. 프로그램 모듈(232)에 의해 계산된 값은 라인(22)을 거쳐서 마이크로컴퓨터(10)에 의해 출력된다. 라인(34)이 스로틀 밸브의 위치를 나타내는 측정치가 공급되는 마이크로컴퓨터(10)에 연결된다. 이 라인은 별도의 아날로그/디지털 변환기(234) (또는 양호하게는 변환기(208))에 연결되고, 변환기(234)의 출력 라인(236)은 필요하다면 메모리의 다른 부분을 거쳐서 프로그램 모듈(232)에 연결된다.
마이크로컴퓨터(10)의 포트 입력부(210)가 모니터링 레벨(14)에 할당되어 있다. 통신 계통(28) 및 센서(20)로부터의 라인(206)이 이러한 포트 입력부(210)에연결된다. 이들 값은 도3에서 라인(238) 및 메모리 요소(240)에 의해 기호로 나타내어진 메모리 부분(214) 내에 저장된다. 프로그램 모듈(242)은 포트 입력부(210)를 거쳐서 읽어들여져서 모니터링 레벨(14)의 메모리 부분(214) 내에 저장된 값을 읽어낸다. 이는 라인(244)에 의해 표시되어 있다. 또한, 양호한 실시예에서, 프로그램 모듈(242)은 읽어들여져서 저장된 기능 레벨(12)의 값을 평가할 수 있다. 이는 쇄선 연결 라인(246)에 의해 표시되어 있다. 프로그램 모듈(242)의 계산 결과는 모니터링 레벨(14)에 할당된 영역 내의 메모리 부분(226) 내에 저장된다. 이는 라인(248) 및 메모리 요소(250)에 의해 기호로 나타내져 있다. 다른 프로그램 모듈(252)은 메모리 내에 저장된 계산 결과를 평가한다. 이는 라인(254)에 의해 기호로 나타내져 있다. 마이크로컴퓨터(10)의 내부 버스 계통의 일부인 라인(236)이 (필요하다면, 레벨(14)에 할당된 메모리 부분을 거쳐서) 프로그램 모듈(252)에 연결된다. 프로그램 모듈(252)의 출력 라인은 점화각 또는 연료 공급량의 계산을 위해 설계에 따라서 프로그램 모듈(220), 프로그램 모듈(232), 또는 도시되지 않은 프로그램 부분에 작용하는 파선으로 도시된 라인(256)이다. 또한, 도3에 도시된 레벨(16)과 그의 양호한 실시예가 이상에서 설명되었다.
도3에는 양호한 실시예의 본질적인 요소만이 도시되어 있다. 측정치의 처리 및 저장을 위해 기술적으로 필요한 프로그램 모듈은 도면을 알기 쉽게 하기 위해 생략되었다. 도3에서, 스로틀 밸브의 전기 제어의 기능 및 모니터링을 위해 필요한 요소만이 도시되어 있다.
측정 장치(26), 즉 센서(200, 202)는 운전자에 의해 조작되는 조작 요소, 양호한 실시예에서는 가속 페달의 위치를 검출한다. 측정치는 마이크로컴퓨터(10)에 공급된다. 양쪽 센서의 측정 신호는 기능 레벨(12) 내의 변환기(208)에 공급된다. 변환기(208)는 아날로그 전압을 마이크로컴퓨터(10)의 메모리의 메모리 셀 내에 저장되는 디지털값으로 변환시킨다. 도3에서처럼, 센서(200)의 디지털 측정 신호는 메모리 셀(216)에 할당되고, 센서(202)의 측정치는 메모리 셀(217)에 할당된다. 마찬가지로, 통신 라인(28)을 거쳐서 전달되는 측정치는 아날로그/디지털 변환기(208)에 의해 변환되어 메모리 요소 내에 저장된다. 프로그램 모듈(220)은 호출되었을 때 저장된 측정치를 읽어들인다. 스로틀 밸브 위치 목표치가 공지된 방식으로 이 프로그램 모듈 내에서 형성된다. 이러한 목적으로, 이들 측정치의 비교는 양쪽 센서의 측정치 간의 편차를 결정하기 위해 읽어들여진 양쪽의 측정치를 기초로 해서 행해진다. 편차가 검출되지 않은 경우, 스로틀 밸브 목표치는 센서(200)의 측정치를 기초로, 평균치를 기초로, 그리고/또는 최소 측정치를 기초로 한 특성 곡선으로부터 읽혀진다. 엔진 회전수 및 기어단 위치 등과 같은, 라인(28)을 거쳐서 공급되는 다른 운전 변수가 고려될 수 있다. 계산 결과 즉 스로틀 밸브 목표치가 저장된다(셀(230)). 스로틀 밸브 목표치의 계산 외에, 프로그램 모듈(220)에 있어서, 예를 들면 주행 속도 제어기의 조작 레버의 신호, 또는 구동 미끄럼 제어, 엔진 견인 토오크 제어 또는 절환 조작 중의 전동 장치 제어와 같은 스로틀 밸브 제어에 대한 다른 제어 장치의 결합과 같은 추가적인 운전자 입력의 평가가 행해진다. 또한, 비상 운전에 있어서는 목표치의 제한이 행해진다. 최소치의 선택에 의해 스로틀 밸브 목표치가 결정된다. 이 스로틀 밸브 목표치는 스로틀 밸브를 위한 디지털 위치 제어기를 한정하는 프로그램 모듈(232)로부터 읽혀지고, 라인(236)을 거쳐서 공급된 스로틀 밸브 위치 실제치와 비교되어, 소정의 제어 방식, 예를 들면 PID에 의해 스로틀 밸브에 대한 구동 신호로 변환된다. 이 구동 신호는 라인(22)을 거쳐서 출력되고, 스로틀 밸브는 목표치와 실제치가 일치되도록 조절된다.
가속 페달 위치의 센서 신호 내에 편차가 검출된 경우, 에러 상황이 특정되고 목표치가 제한된다.
모니터링 레벨에서, 센서(202)의 측정 신호는 마이크로컴퓨터의 포트 입력부(210)에 공급된다. 절환 신호가 센서(202)의 측정 신호로부터, 예를 들면 비교기에 의해 유도되고, 절환 신호는 가속 페달이 해제된 범위 내에서 그 전압 레벨을 변화시킨다. 읽어들여진 이 신호가 저장되어 프로그램 부분(242)에 의해 평가된다. 마찬가지로, 스로틀 밸브로의 추가 결합 상태에 관한 정보 및/또는 주행 속도 제어기에 관한 정보의 두 개 값의 정보가 입력부(210)를 거쳐서 읽어들여져서 저장된다. 양호한 실시예에서, 가속 페달 위치에 대한 측정치가 기능 레벨로부터 읽어들여진다. 이 측정치는, 예를 들면 센서(202)의 측정 신호로부터 결정될 수 있다. 두 개의 결정된 측정치 간의 비교는 에러 상태를 검출할 수 있고, 또는 센서(200)의 측정치 신호가 평가되는 경우에는 장치의 이용 가능성이 센서(202) 에러의 경우에도 확보될 수 있다. 프로그램 부분(242)은 읽어들여진 정보의 비교에 의해 가속 페달 위치에 대한 비교치를 형성하고 이 비교치가 저장된다. 이 비교치는 운전자가 아이들링 요구를 입력했는 지에 대한 척도이고, 프로그램 부분에 의해 스로틀 밸브의 위치에 관한 정보와 연관지어진다. 아이들링 요구에 대해, 스로틀 밸브는 소정의 제한치 이상으로 개방되어서는 안된다. 스로틀 밸브가 소정의 제한치 이상으로 개방된 경우에는, 에러가 검출되고, 라인(256)을 거쳐서 스로틀 밸브에 대한 목표치가 제한되고, 스로틀 밸브의 위치에 대한 출력단이 차단되고, 그리고/또는 연료 공급이 적어도 일부 차단되는 등이 행해진다. 운전자 요구와 무관한 기능이 작동되면, 모니터링은 중단된다.
요약하면, 본 발명에 의한 방법에서, 제어 기능의 계산만이 아니라 그 모니터링도 단 하나의 마이크로컴퓨터 내에서 실행된다고 할 수 있다. 상기 설명된 것처럼, 능동적인 워치독이 제공되고, 워치독은 질문/응답 상호 작용에 의해 모니터링 수단의 작동을 확인한다. 또한, 적어도 두 개의 레벨, 즉 기능 레벨 및 모니터링 레벨이 제공되고, 이들 레벨은 마이크로컴퓨터(10) 내에서 서로로부터 분리되어 실행되며 에러 상황 이외에 있어서 서로 영향을 주지 않는다. 양쪽 레벨에 의해 평가되는 정보는 서로 독립적인 두 개의 다른 채널을 거쳐서 마이크로컴퓨터에 공급되고, 내부에서 다른 프로그램 부분에 의해 서로 독립으로 평가된다. 이러한 방식으로, 마이크로컴퓨터 내에 두 개의 채널이 형성되고, 이들 채널의 상호 독립성은 두 개의 계산 요소의 사용에 대응한다.
상기 실시예 외에, 본 발명에 의한 방법의 다수의 변경이 가능하다. 예를 들면, 양호한 실시예에서, 하나의 스로틀 밸브 위치 센서 대신에 두 개의 위치 센서가 설치되어도 좋고, 이들 두 개의 위치 센서 모두는 읽어들여져서 프로그램 부분(252)에 공급된다. 또한, 스로틀 밸브의 조절의 모니터링은 에러의 경우에 최대치를 넘는 모터에 대한 제어 전류 또는 제어기 출력 신호를 모니터링함으로써 행해지도록 설계해도 좋다. 이와 같은 모니터링 수단 또한 공지되어 있다.
본 발명에 의한 방법은 특수 운전 상태에 있어서 스로틀 밸브를 조절하는 장치에 적용될 수도 있다. 이와 같은 예는 주행 속도 제어기이다. 이러한 목적으로, 주행 속도 제어기 기능 및 스로틀 밸브의 제어가 기능 레벨(12)의 범위 내에서 행해지고, 주행 속도 제어기는 모니터링 레벨(14)에서 모니터링된다. 이러한 목적으로, 브레이크 신호, 차단 스위치, 주행 속도 임계치 등이 모니터링 레벨(14)을 거쳐서 처리되고, 주행 속도 제어 회로 및 위치 제어 회로는 기능 레벨의 범위 내에서 계산된다.
또한, 본 발명에 의한 방법은 차량의 구동 유닛에 대한 모든 제어 장치에 적용될 수 있으며, 에러 기능을 특정하는 것은 구동 유닛의 출력을 제어하기 위해 입력 신호와 출력 신호의 비교에 의해 가능하다.
또한, 양호한 실시예에서, 센서(202)의 측정 신호를 기능 레벨(12)에서 참조하는 것은 생략될 수도 있다.
다른 아날로그/디지털 변환기가 연속 신호를 읽어들이기 위해 포트 입력부(210) 대신에 제공될 수 있고, 이에 의해 모니터링이 간단해질 수 있다.
하나의 구조에 속하는 계산 요소 내의 복수의 요소는 어느 하나의 레벨로 분할되어 있다고 이해되고, 이들 요소는 각종 하드웨어 요소 및 소프트웨어 요소 상에 형성되고 적어도 두 개의 서로 독립적인 처리 채널이 계산 요소 내에 형성되어 있는 점에서 서로에 대해 독립적이다.

Claims (8)

  1. 구동 유닛 출력의 제어와 출력 제어의 모니터링 모두를 실행하며, 적어도 에러의 경우 이외에는 서로에 대해 상호 영향을 미치지 않는 적어도 두 개의 프로그램 레벨(12, 14)을 가지며, 적어도 하나의 제어 변수가 제1 레벨(12)에서 차량의 적어도 하나의 운전 상태에서의 구동 유닛의 출력을 제어하기 위해 형성되고, 제1 레벨(12)에서의 적어도 하나의 제어 변수의 정확한 형성은 선택된 변수들을 이용해서 제2 레벨(14)에서 확인되며, 컴퓨터 요소(10)에 연결되어 컴퓨터 요소(10)로 신호를 송출하고 컴퓨터 요소(10)로부터 응답 신호를 수신하는 워치독 요소(38)를 가지며 응답 신호가 예상된 신호에 대응하지 않으면 에러 반응이 생성되는, 컴퓨터 요소(10)를 갖는 차량 구동 유닛의 제어 방법에 있어서,
    워치독 요소(38)와 상호 작용하여 제2 레벨(14)에서의 모니터링의 정확한 실행을 확인하는 제3 레벨(16)이 컴퓨터 요소(10) 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 레벨은 적어도 특정된 값의 함수로서 스로틀 밸브의 전기 제어를 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 레벨은 특정된 출력치와 설정된 출력치 또는 이러한 값들로부터 도출된 값을 비교함으로써 스로틀 밸브를 제어하기 위한 제어 기능을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평가되는 제1 레벨 및 제2 레벨 변수들은 마이크로컴퓨터의 상호 독립된 입력부를 통해서 공급되어 마이크로컴퓨터 내에서 서로로부터 독립되어 평가되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    워치독은 경우에 따라 선택된 펄스 길이를 갖는 펄스 신호에 의해 특정 질문을 설정하고,
    특정된 프로그램 모듈 또는 부분이 펄스 신호를 이용해서 선택되고,
    적어도 두 개의 카운터가 선택된 프로그램 모듈 또는 부분을 개시할 때 그리고 이로부터 종료될 때 상이하게 변화되고, 카운터 판독으로부터 도출된 펄스 길이를 가지며 카운터 판독을 이용한 펄스 신호는 확인이 종결된 후에 송출되고, 워치독은 워치독의 질문과 이 응답을 비교함으로써 에러 기능을 결정하도록 도출된 펄스 길이를 이용하는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 운전자의 요구는 적어도 두 개의 위치 센서에 의해 기록되어 마이크로컴퓨터에 공급되고, 운전자의 요구의 함수로서 스로틀 밸브 제어의 기능을 위해 평가되는 센서는 제1 레벨에만 공급되고, 모니터링을 위해 이용되는 센서는 적어도 제2 레벨에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의제어 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공급된 정보는 기능 레벨 및 안전 레벨에서 상호 독립된 프로그램 또는 프로그램 모듈에 의해 평가되는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 방법.
  8. 적어도 에러의 경우 이외에는 서로에 대해 상호 영향을 미치지 않는 적어도 두 개의 프로그램 레벨(12, 14)을 가지며, 제1 레벨(12) 내에서 적어도 하나의 제어 변수가 차량의 적어도 하나의 운전 상태에서의 구동 유닛의 출력을 제어하기 위해 형성되고, 제2 레벨(14) 내에서 제1 레벨(12)에서의 적어도 하나의 제어 변수의 정확한 형성이 선택된 변수를 이용해서 확인되고, 컴퓨터 요소(10)에 연결되어 컴퓨터 요소(10)로 신호를 송출하고 컴퓨터 요소(10)로부터 응답 신호를 수신하는 워치독 요소(38)를 가지며 응답 신호가 예상된 신호에 대응하지 않으면 에러 반응이 생성되는, 구동 유닛 출력의 제어와 출력 제어의 모니터링 모두를 실행하는 컴퓨터 요소(10)를 갖는 차량 구동 유닛의 제어 장치에 있어서,
    워치독 요소(38)와 상호 작용하는 컴퓨터 요소(10)의 제3 레벨(16)이 제2 레벨(14)에서의 모니터링의 정확한 실행을 확인하는 것을 특징으로 하는 차량 구동 유닛의 제어 장치.
KR1019970702766A 1994-10-29 1995-10-07 차량구동유닛의제어방법및장치 KR100377502B1 (ko)

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DE4438714A DE4438714A1 (de) 1994-10-29 1994-10-29 Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit eines Fahrzeugs
DEP4438714.8 1994-10-29

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