WO1999040307A1

WO1999040307A1 - Signalgebereinrichtung

Info

Publication number: WO1999040307A1
Application number: PCT/DE1999/000311
Authority: WO
Inventors: Michael Koch; Udo Frinzel; Claus Brüdigam
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-04
Publication date: 1999-08-12
Also published as: DE19804764C1

Abstract

Bei einer Signalgebereinrichtung zur Steuerung eines Stellgliedes (Drosselklappe einer Brennkraftmaschine) werden die auf Signalkennlinien (K1, K2) liegenden Signale elektromechanisch, optoelektrisch oder elektromagnetisch erzeugt. Die Signalkennlinien (K1, K2) verlaufen parallel zueinander und haben konstanten Abstand voneinander. Damit sind Fehler der Signalgebereinrichtung leicht erkennbar.

Description

1 Beschreibung

Signalgebereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Signalgebereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Entwicklungen auf dem Gebiet des "elektronischen Gaspedals" führen dazu, die komplexe Mechanik zur Umsetzung des "Fahrer- wunschs" elektronisch nachzubilden.

Dadurch erhält man mehrere Freiheitsgrade für einen Eingriff in den Betriebsmodus des Motorsteuergerätes, wenn beispielsweise Sicherheitsaspekte eine herausragende Bedeutung erlan- gen.

Vorzugsweise werden aus Redundanzgründen zweikanaligen "Pedalwertgeber" bzw. Signalgebereinrichtungen verwendet.

So stellen die elektrischen Signale eines zweikanaligen

"Pedalwertgebers" bzw. einer Signalgebereinrichtung die einzige Informationsquelle eines Motorsteuerungssystems für den sogenannten "Fahrerwunsch" dar. Dabei ist die angeforderte Motorleistung (Gaspedalstellung) in der Regel proportional zum Sensorsignal bzw. den Sensorsignalen (bei zweikanaligen Pedalwertgebern) .

Die Erkennung eines fehlerhaften Signalzustandes ist wichtig zur Validierung des Fahrerwunsches (Sicherheitsaspekte) . Im Rahmen der Überprüfung der Gebersignale muß u.a. ein Kurz- schluss an einem oder zwischen den beiden Signalkanälen sicher erkannt werden, da sonst Fehlsteuerungen entstehen können. 2 Ausgehend von einem erkannten Fehlerfall werden von der Motorsteuerung entsprechende Sicherheitsmechanismen in Gang gesetzt. Bei Eingriff dieser Mechanismen (z.B. Notlauf) ist eine hohe Signalauflösung gewünscht.

Aus DE 40 04 086 ist ein Pedalwertgeber bekannt, bei dem die im Pedalwertgeber untergebrachten Sensoren Signale liefern, deren Signalkennlinien deckungsgleich steigend oder fallend über den Betätigungswinkel verlaufen. Dabei ist der gesamte Auflösungsbereich der SignalSpannung verwendbar bei maximaler, konstanter Auflösung. Nachteilig ist, daß eine Kurzschlußerkennung der Signale nur mit hohem Aufwand möglich ist.

Bei einer zweiten Variante verlaufen die zwei Signalkennlinien mit unterschiedlicher Steigung. Dabei verwendet der eine Signalkanal fast den gesamten Auflösungsbereich, jedoch bleibt für den Signalkanal für das Signal mit der geringeren Steigung nur noch ein halbierter Spannungsbereich übrig. Die Kennlinien sind deshalb gewichtet. Der Ausfall eines Signalkanals wirkt sich anders aus als der Ausfall des anderen Signalkanals. Es müssen verschiedene Systemreaktionen vorgesehen werden.

Aus der DE 40 04 085 sind zwei über den Betätigungswinkel gegenläufige, sich kreuzende Signalkennlinien Kl und K2 zu entnehmen. Es ist dabei der gesamte Auflösungsbereich der Signale verwendbar. Nachteilig ist, daß für beide Signale bei einem bestimmten Betätigungswinkel - im Kreuzungspunkt - Kurz- Schlüsse nur mit großem Aufwand erkennbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Signalgebereinrichtung zu schaffen, deren Kanäle einen möglichst hohen gleichmäßigen Auflösungsbereich haben und bei 3 denen ein Kurzschluß eines Signalkanals oder zwischen den Signalkanälen leicht erkennbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des An- spruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Signalgebereinrichtung ist die KurzSchlußerkennung einfach und es lassen sich mehrere verschiedene Fehlerfälle unterscheiden, je nachdem, ob die Si- gnale oder deren Differenz vorgegebene Maximalwerte überschreiten oder vorgegebene Minimalwerte unterschreiten.

Die Signalerzeugnung erfolgt entweder elektromechanisch durch Potentiometer, optoelektronisch durch Optokoppler und der- gleichen, oder elektromagnetisch durch lineare Hall-Sensoren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm mit parallelen Signalkennlinien Kl, K2 beider Signalkanäle mit konstanter Differenz, und

Fig. 2 zwei beschaltete Potentiometer mit Vor- und Nachwiderständen.

Fig. 1 zeigt zwei Signalkennlinien Kl und K2 einer mit einer Versorgungsspannung Ubat beaufschlagten Signalgebereinrichtung (nicht dargestellt) . Erfindungsgemäß sind die beiden Signalkennlinien Kl, K2 parallel ausgerichtet und weisen eine konstante Differenz Off (einen definierten Offset) auf. Die Signalerzeugnung in diesem Ausführungsbeispiel erfolgt elek- tromechanisch durch Potentiometer. Die beiden auf den Signalkennlinien Kl und K2 liegenden, der jeweiligen Potentiometerstellung der Signalgebereinrichtung entsprechenden Signale wirken auf ein nicht dargestelltes Stellglied ein.

Als Geberelemente für die Signale bzw. die Signalkennlinien Kl und K2 dienen zwei Potentiometer mit durch die Potentiometerabgriffe geteilten Teilwiderständen Rl und R2 gemäß Figur 2 mit unterschiedlichen, den Offset bewirkenden Vor- bzw.

Nachwiderständen Ro bzw. R3. Die AbgriffSpannungen der Potentiometer als Sollwerte entsprechen den auf den Signalkennlinien Kl und K2 liegenden Signalen, deren Größen proportional zur Drosselklappenöffnung sind.

In umgekehrter Richtung können zur Kontrolle (Soll/Ist-Ver- gleich) in gleicher Weise der Drosselklappenstellung entsprechende Signale (Istwerte) erzeugt und der Steuer- oder Regelvorrichtung zugeführt werden.

Es können folgende Fehlerfälle erkannt werden:

a) das Signal auf der Signalkennlinie Kl unterschreitet eine festgelegte Minimalwertspannung, unabhängig vom Betäti- gungswinkel, b) das Signal auf der Signalkennlinie Kl überschreitet eine festgelegte Maximalwertspannung, unabhängig vom Betätigungswinkel, c) das Signal auf der Signalkennlinie K2 unterschreitet eine festgelegte Minimalwertspannung, unabhängig vom Betätigungswinkel, d) das Signal auf der Signalkennlinie K2 überschreitet eine festgelegte Maximalwertspannung, unabhängig vom Betätigungswinkel, 5 e) die Differenz Off der Signalwerte auf den Signalkennlinien Kl und K2 unterschreitet einen festgelegten Minimalwert, und f) die Differenz Off der Signalwerte auf den Signalkennlinien Kl und K2 überschreitet einen festgelegten Maximalwert.

Welche Ursache dem einzelnen Fehler zugrunde liegt, ist von der Art der Schaltung (Bezugspotential, massefrei u.s.w.) abhängig, aber eindeutig zu bestimmen.

6

Bezugszeichen:

Kl Signalkennlinie 1

K2 Signalkennlinie 2

Off Differenz der Signalkennlinien Kl und K2

Rl, R2 Potentiometer-Teilwiderstand

Ro, R3 Vorwiderstand bzw. Nachwiderstand

Ubat Betriebsspannung

Claims

7Patentansprüche

1. Signalgebereinrichtung zur Steuerung oder Regelung eines Stellgliedes einer Brennkraftmaschine, mit mindestens zwei Signalkanälen, deren Signale miteinander gekoppelt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Signalkennlinien (Kl, K2) der beiden Signalkanäle parallel zueinander verlaufen und eine konstante Differenz (Off) aufweisen.

2. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der auf das Stellglied einwirkenden Signale in der Signalgebereinrichtung elektromechanisch durch Potentiometer (Rl, R2) erfolgt, deren Abgriffspannungen der Stellung des Stellgliedes proportional sind.

3. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der auf das Stellglied einwirkenden Signale in der Signalgebereinrichtung optoelektronisch durch Optokoppler erfolgt.

4. Signalgebereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der auf das Stellglied einwirken- den Signale in der Signalgebereinrichtung elektromagnetisch durch lineare Hall-Sensoren erfolgt.

5. Signalgebereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellung des Stellgliedes proportionale, den Signalen der Signalgebereinrichtung ent- sprechende Kontrollsignale erzeugt und der Steuer- oder Regelvorrichtung zugeführt werden.