HILS ALOIS (DE)
| WO1987006689A1 | 1987-11-05 |
| EP0327130A2 | 1989-08-09 | |||
| DE3812760A1 | 1989-10-26 | |||
| EP0276003A2 | 1988-07-27 |
| 1. | System zur Steuerung unä/ode*£ Regelung einer Brennkraftmaschine wenigstens abhängig von Signalwerten, die einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs repräsentieren und von einer Einrichtung zur Erfassung dieses Betriebsparameters ermittelt werden, wobei Fehlfunktionen dieser Einrichtung ausgehend von den von ihr abgegebenen Signalwerten abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlfunktionsüberprüfung dieser Einrichtung innerhalb vorgebenener Teilbereiche ihres Signalbereichs mit gerin¬ gerer Empfindlichkeit erfolgt als außerhalb. |
| 2. | System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebs parameter die Stellung wenigstens eines die Leistung der Brennkraft¬ maschine beeinflussenden Elements, insbesondere eines Leistungs¬ stellgliedes und/oder eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, darstellt. |
| 3. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß wenigstens zwei Wertebereiche gebildet werden, wobei einer zur Fehlfunktionsüberprüfung innerhalb der vorgegebenen Teil¬ bereiche dient und derart ausgebildet ist, daß innerhalb dieser Teilbereiche die Überprüfung weniger empfindlich ist. |
| 4. | System zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine wenigstens abhängig von Signalwerten, die die Stellung wenigstens eines die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflussenden Elements, insbesondere eines Leistungsstellgliedes und/oder eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements, repräsentieren und von einer Einrich¬ tung zur Erfassung dieser Stellung ermittelt werden, wobei Fehlfunk¬ tionen dieser Einrichtung ausgehend von den von ihr abgegebenen Sig¬ nalwerten abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß Meßeinrichtungen vorgesehen sind, die aus mehreren Sensoren be¬ stehen, die jeweils die Stellung des ihnen zugeordneten lei¬ stungsbestimmenden Elements erfassen, auf der Basis der von den Sensoren erzeugten Signalwerte eine er¬ ste Fehlfunktionsüberprüfung, ob die Signalwerte zueinander außerhalb eines ersten vorgegebenen Wertebereich liegen, durch¬ geführt wird, in vorgegebenen Teilbereichen, insbesondere im Leerlauf bzw. leerlaufnahen Bereich der Stellung des jeweiligen Elements, eine zweite Fehlfunktionsüberprüfung, ob die Signalwerte einzeln und/oder zueinander außerhalb eines vorgegebenen zweiten Werte¬ bereich liegen, erfolgt. |
| 5. | System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wertebereich an den ersten angrenzt. |
| 6. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß es sich bei dem bzw. den Sensoren um Potentiometer handelt. |
| 7. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die vorgegebenen Teilbereiche durch eine beeinträch¬ tigte und/oder unvollständige Signalübertragung oder erfassung be¬ stimmt sind. |
| 8. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß diese Teilbereiche durch vorgegebene Schwellwerte für die Stellung des und/oder der leistungsbestimmenden Elemente be¬ grenzt sind. |
| 9. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß wenigstens zwei Sensoren vorgesehen sind, wobei die Signalgröße wenigstens eines der Sensoren zur Überwachung der oder des anderen Sensors dient.. |
| 10. | System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wertebereich durch eine obere; aus der Signalgröße wenigstens eines der Sensoren abgeleiten Grenzwertelinie und durch eine untere, vorbestimmte Grenzlinie, die betragsmäßig kleiner als die untere Grenzlinie des ersten Wertebereichs ist, begrenzt wird. |
| 11. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die untere Grenzlinie des zweiten Wertebereichs durch dem jeweiligen Sensor zugeordnete Schaltungsmittel festgelegt ist. |
| 12. | System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Schaltungsmittel Widerstände darstellen, die einen Spannungsteiler bilden, mit dessen Hilfe der Signalgröße des jewei¬ ligen Sensors ein vorbestimmter Signalwert aufprägbar ist. |
| 13. | System zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine wenigstens abhängig von Signalwerten, die die Stellung wenigstens eines die Leistung der Brennkraftmaschine beeinflussenden Elements, insbesondere eines Leistungsstellgliedes und/oder eines Fahrpedals, repräsentieren und von einer Meßeinrichtung zur Erfassung dieser Stellung ermittelt werden, wobei Fehlfunktionen dieser Einrichtung ausgehend von den von ihr abgegebenen Signalwerten abgeleitet werden, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Meßein¬ richtung mehrere Sensoren zur Erfassung der Stellung umfaßt, und mit folgenden Schritten: Einleitung einer Fehlerreaktion, wenn eine der Signalgrößen ober¬ halb einer oberen Signalbereichsgrenze liegt, Überprüfen, ob sich die Signalgrößen aller Sensoren in einem vor¬ gegebenen Teilbereich befinden, Einleitung einer Fehlerreaktion, wenn die Signalgrößen der Sen¬ soren außerhalb dieser Teilbereich sich befinden und wenigstens eine der Signalgrößen unterhalb einer unteren Signalbereichs¬ grenze liegt, oder sich wenigstens eiηe der Signalgrößen außer¬ halb eines um eine Signalgröße gebildeten Toleranzbandes' liegt, Einleitung einer Fehlerreaktion, wenn die Signalgrößen der Sen¬ soren innerhalb dieser Teilbereiche sich befinden und zusätzlich die zur Überwachung der anderen Sensoren dienende, wenigstens eine Signalgröße* unterhalb einer vorbestimmten unteren Grenzli¬ nie, die unterhalb der unteren Signalbereichsbegrenzung liegt, sich befindet oder diese Signalgröße oberhalb der oberen Grenz¬ werte des Toleranzbandes liegt. |
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Ein derartiges System ist aus der DE-OS 36 21 937 bekannt. Das dort beschriebene System zur Steuerung und/oder Regelung einer Brenn¬ kraftmaschine verfügt über wenigstens ei-ne Meßeinrichtung zur Erfas¬ sung eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, in dessen Abhängigkeit die Brennkraftmaschine ge¬ steuert und/oder geregelt wird. Dieser Betriebsparameter betrifft insbesondere die Stellung eines leistungsbestimmenden Elements eines elektronischen Gaspedalsystems, wie eines Leistungsstellgliedes und/oder eines vom Fahrer betätigbaren Bedienelements. Eine Fehl¬ funktionserkennung für die Meßeinrichtung findet ausgehend von den von ihr abgegebenen, den Betriebsparameter repräsentierenden Sig¬ nalwerten durch Vergleiche dieser Signalwerte mit vorgegebenen Grenzwerten als eine Signalsbereichsüberprüfung statt.
Schwierigkeiten treten dann auf, wenn der zu Erfassung eines Be¬ triebsparameters der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs eingesetzte Sensor in seinem Signalbereich Teilbereiche aufweist, die durch eine beeinträchtigte, unvollständige Signalübertragung oder -erzeugung gekennzeichnet sind. Dies tritt beispielsweise durch Verunreinigungen oder bei der Verwendung von Potentiometern auf, da dort infolge des Abriebs in Teilbereichen ihres Bewegungsbereichs, insbesondere in den Wendepunkten, sich auf der Widerstandsbahn schwer leitende Bereiche ausbilden, die zu einem großen Übergangs¬ widerstand zwischen Widerstandsbahn und Schleiferabgriff führen und so einerseits zu einem falschen Betriebsparameter-Signalwert füh¬ ren, andererseits bei dem aus der Stand der Technik bekannten Über¬ wachungssystem zu einer Fehlermeldung und somit zum Ausfall des mit der Meßeinrichtung ausgestatteten Systems führen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, die eine umfassende Betriebssicherheit und Verfügbarkeit eines Steu¬ er- und/oder Regelsystems einer Brennkraftmaschine gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, daß zur Fehlfunktionsüberprüfung der den Betriebsparameter erfassenden Meßeinrichtung ein Überprüfungverfah¬ ren eingesetzt wird, welches innerhalb der vorgegebenen Teilbereiche weniger empfindlich ausgestaltet ist als außerhalb dieser Teilbe¬ reiche.
In weiterer Ausgestaltung können Meßeinrichtungen vorgesehen sein, die aus mehreren Sensoren bestehen, die jeweils den Betriebspara¬ meter der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs, insbeson¬ dere die Stellung eines ihnen zugeordneten leistungsbestimmenden Elements, erfassen und daß auf der Basis der von den Sensoren erzeugten Signalwerte eine erste Fehlfunktionsüberprüfung, ob die Signalwerte in einem ersten vorgegebenen Wertebereich liegen, durchgeführt wird, und in vorgegebenen, mit den oben dargestellten Problemen behafteten Teilbereichen, bei Potentiometern insbesondere im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich der Stellung des jeweiligen
Elements,eine zweite Fehlfunk / tio^nsüberprüfung, ob die Signalwerte einzeln und/oder zueinander in einem vorgegebenen zweiten Wertebe¬ reich liegen, erfolgt.
Aus der DE-OS 35 10 173 ist eine Uberwachungseinrichtung für eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe in einem Kraftf hrzeug be¬ kannt, wobei insbesondere mit dem Fahrpedal eines elektronischen Gaspedalsystems eine Meßeinrichtung verbunden ist, welche in einem der Ausführungsbeispiele aus einem Stellungsgeberpotentiometer und einem Uberwachungspo . tentiometer besteht. Das vom Stellungsgeberpo¬ tentiometer gelieferte Stellungssignal wird in einer Logikeinheit mit aus dem Signal des Überwachungspotentiometers ermittelten Schwellwerten verglichen und anhand der Signalgröße des Stellungs¬ geberpotentiometers im Vergleich zu den Schwellwerten die Funktion der Meßeinrichtung überprüft. Diese Vorgehensweise zeigt ebenfalls die obengenannten Nachteile.
Vorteile der Erfindung
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß ein Uberprüfungsverfahren eingesetzt wird, das in Teilbereichen, die durch eine beeinträchtigte, unvollständige Signal bertragung oder -erzeugung, beispielsweise -infolge eines von Abrieb erhöhten Übergangswiderstand zwischen Widerstandsbahn und Schleiferabgriff eines Potentiometers, gekennzeichnet sind, weniger empfindlich aus¬ gestaltet ist. Dadurch wird einerseits ermöglicht, daß tatsächlich auftretende Fehlfunktionen des Sensors erkaamt werden, ein Abschal¬ ten des gesamten System aufgrund der oben dargelegten vermeintlichen Fehlfunktionen jedoch wirksam vermieden wird. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise gewährleistet eine weitgehende Betriebssicherheit und Verfügbarkeit eines Systems zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine, da bei einer aus mehreren Sensoren bestehenden Meßeinrichtung durch die erste fehlfunktionsüberprüfung, ob die von den Sensoren erzeugten Signalwerte zueinander in einem vorgegebenen
ersten Wertbereich liegen, eine Erkennung von Nebenschlüssen mit parasitären Widerständen sowohl zu den Versorgungsspannungspolen als auch zwischen den Signalleitungen der Sensoren sowie von Nichtline- aritäten der Sensorkennlinien und Unterbrechungen der Signalleitun¬ gen mit parasitären Widerständen zu den Versorgungsspannungspolen möglich ist. Eine zweite, weniger empfindliche Fehlfunktionsüber¬ prüfung in den vorgegebenen Teilbereichen, ob die Signalwerte der Sensoren einzeln und/oder zueinander in einem vorgegebenen zweiten Wertbereich liegen, ermöglicht es darüberhinaus, daß die oben ge¬ nannten Fehler auch in diesen Teilbereichen erkennbar sind und auf ein Abschalten des Systems aufgrund der oben dargelegten vermeint¬ lichen Fehlfunktionen verzichtet werden kann und so Verfügbarkeit und Betriebssicherheit des Systems verbessert wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei- spielen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge¬ stellten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt Figur 1 ein Blockschaltbild eines mit einer aus mehreren Sensoren bestehenden Meßeinrichtung ausgestatteten Systems am Beispiel eines elektroni¬ schen Gaspedals. Figur 2 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung am Beispiel eines Doppelpotentiometers dar, wäh¬ rend in den Figuren 3 und 4 die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel eines Kennliniendiagramms und eines Flußdiagramms verdeut¬ licht ist.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In Figur 1 ist ein Leistungsstellglied 10 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Drosselklappe zur Beeinflus-
sung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine odier eine Regelstange zur Steuerung der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffmenge gezeigt. Ferner wird mit 11 ein vom Fahrer betätigbares Bedienele- ment, beispielsweise " ein Fahrpedal eines elektronischen Gaspedal¬ systems, bezeichnet. Das Leistungsstellglied 10 und/oder das Bedien¬ element 11 sind über Verbindungen 12 bzw. 13 mit mehrere Sensoren umfassenden Meßeinrichtungen 14 bzw. 15 verbunden, die identisch aufgebaut sein können. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 1 lediglich die dem Leistungsstellglied 10 zugeordnete Meßeinrichtung 14 näher ausgeführt, so daß die folgenden, auf die Meßeinrichtung 14 bezogenen Aussagen in analoger Weise auf die Meßeinrichtung 15 ange¬ wendet werden können. Die Meßeinrichtungen 14 bzw. 15 erzeugen ent¬ sprechend der Anzahl der Sensoren Signalgrößen, die die Stellung des jeweils zugeordneten Elements 10 bzw. 11 repräsentieren.
Die Meßeinrichtung 14 umfaßt mehrere Sensoren 16 bis 18 zur Erfas¬ sung der Stellung des zugeordneten Elements. Bei den Sensoren 16 bis 18 handelt es sich in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel um Po¬ tentiometer. Die mechanische Verbindung 12 wirk auf die Sensoren 16 bis 18 derart ein, daß eine Stellu'ngs nderung des zugeordneten Ele¬ ments 10 zu einer entsprechenden Änderung der Ausgangssignalgrößen der Sensoren führt, so daß jeder Sensor für sich eine die Stellung des zugeordneten Elements repräsentierende Signalgröße erzeugt.
Sind die Sensoren beispielweise als Potentiometer ausgeführt, so ist die mechanische Verbindung 12 mit den beweglichen Schleiferabgriffen der Potentiometer verbunden. Die Stellungssignalgroße wird in diesem Fall an den Schleiferabgriffen abgekommen.
Über Signalleitungen 24 bis 26, die die Sensoren mit A/D-Wandlern 28 bis 30 verbinden, die Bestandteil einer Recheneinheit 32 sind, wird die Meßeinrichtung 14 mit der Recheneinheit 32 verknüpft.
Die Recheneinheit 32 umfaßt neben den A/D-Wandlern 28 bis 30 eine weitere Gruppe A/D-Wandler 38, die über die Signalleitungen 34 mit der Meßeinrichtung 15 verbunden ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde auf eine detaillierte Darstellung dieser Elemente verzichtet.~ Ihr Aufbau und Funktionsweise ergibt sich aus der Beschreibung in Verbindung mit der Meßeinrichtung 14.
Die A/D-Wandler 28 bis 30 sind über eine Verbindungsleitung 40 mit einem Rechner 42 verbunden, auf den ebenfalls die Leitung 44 gelei¬ tet ist, die den Rechner 42 mit den A/D-Wandlern 38 verbindet. Die Ausgangsleitung 46 des Rechners 42 führt über eine Endstufe 48 auf eine Ausgangsleitung 50 der Recheneinheit 32, welche die Rechen¬ einheit 32 mit dem Leistungsstellglied 10 der Brennkraftmaschine verbindet.
Die Funktion der Anordnung nach Figur 1 wird im folgenden erläutert. Die Meßeinrichtung 14 gibt über ihre Signalleitungen 24 bis 26 eine der Stellung des Elements 10, die über die Verbindung 12 auf die Sensoren 16 bis 18 übertragen wird, an die Recheneinheit 32 ab. Im Rechner 42 der Recheneinheit 32 werden die mittels der A/D-Wand¬ ler 28 bis 30 aus analogen in digitale Großen gewandelte und über die Leitung 40 an den Rechner 42 abgegeben Signalgrößen verarbeitet.
In einer Ausführungsart wird die Signalgröße des Sensors 16, die die Leistungsstellgliedstellung und damit den Istwert eines aus Brenn¬ kraftmaschine und Recheneinheit 32 bestehenden Leistungsregelkreises repräsentiert, im Rechner 42 mit dem über die Leitung 44 dem Rechner zugeführten Soll-Wert der Bedienele entstellung verglichen und in Abhängigkeit des Vergleichsergebnisses über die Ausgangsleitun¬ gen 46, die Endstufe 48 und die Ausgangsleitung 50 das Leistungs¬ stellglied 10 derart beeinflußt, daß die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert verkleinert wird. In dieser Ausführungsart dienen die Signalgrößen der weiteren Sensoren lediglich zur Überwachung der Funktion des Sensors 16.
Darüber hinaus ist möglich, daß ein Mittelwert oder ein Minimalwert aus den von den Sensoren 16 bis 18 erzeugten Signalgrößen zur Rege¬ lung der Stellung des Leistungssstellgliedes 10 verwendet wird, wobei wenigstens eine der Signalgrößen eines der Sensoren zur Überwachung der Funktion des oder der anderen dient.
In der Recheneinheit 32 wird darüberhinaus die erfindungsgemäße Vor¬ gehensweise zur Fehlfunktionsüberprüfung auf der Basis der Signal¬ größen der Sensoren 16 bis 18 durchgeführt.
Neben der in der Figur 1 dargestellten Funktion führt die Rechenein¬ heit 32 weitere Funktionen aus, wie beispielsweise Zündzeitpunktsbe- stimmung, Kraftstoffzumessung und/oder Leerlaufregelung.
In Figur 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Meßeinrich¬ tungen 14 und/oder 15 als sogenannte Doppelpotentiometer abgebildet. Figur 2 zeigt die Meßeinrichtung 14 oder 15 sowie die Rechenein¬ heit 32, deren Ein- bzw. Ausgänge entsprechend Figur 1 belegt sind. Die Meßeinrichtung umfaßt zwei als Potentiometer ausgebildeten Sen¬ soren 100 und 102, deren Schleiferabgriffe 104 bzw. 106 mit der me¬ chanischen Verbindung 12 oder 13, verbunden sind. Die beiden Schlei¬ ferabgriffe 104 bzw. 106 verändern ihre Stellung in Abhängigkeit einer Stellungsänderung des über die mechanische Verbindung auf die Schleiferabgriffe einwirkenden Elementes parallel zueinander in gleicher Richtung.
Die Widerstandsbahn 108 des Sensors 100 ist über eine Verbindungs¬ leitung 110 an den positiven Pol 112 der Versorgungsspannung ange¬ schlossen, während am anderen Ende der Widerstandsbahn 108 des Sen¬ sors 100 eine zweite Leitung 114 zum negativen Pol 116 der Versor¬ gungsspannung führt. Dabei entspricht in dieser Ausführungsart des
Sensors 100 die Stellung des Schleiferabgriffes 104 in der Nähe des positiven Anschlusses der Versorgungspannung, wie in Fig. 2 darge¬ stellt, einer LeerlaufStellung des zugeordneten Elements. Der Schleiferabgriff 104 ist über die Signalleitung 118 und den Wider¬ stand 120 an die Signalleitung 24 bzw. im Falle der Meßeinrichtung 15 an eine der Leitungen 34 angeschlossen, die die Meßeinrichtungen mit der Recheneinheit 32 verbinden.
Die Widerstandsbahn 122 des Sensors 102 ist über eine Verbindungs- leitung 124 an den positiven Pol 112 der Versorgungsspannung ange¬ schlossen, während am anderen Ende der Widerstandsbahn 122 des Sen¬ sors 102 eine zweite Leitung 126 über den Verknüpfungspunkt 128 und den Widerstand 130 an den negativen Pol 116 der Versorgungsspannung geführt ist. Der Schleiferabgriff 106 des Sensors 102 ist an eine Signalleitung 132 angeschlossen, die über den Verbindungspunkt 134 und den Widerstand 136 zur Signalleitung 26 bzw. im Fall der Meßein¬ richtung 15 zu einer der Leitungen 34 führt, die die Meßeinrichtun¬ gen mit der Recheneinheit 32 verbinden. Zwischen den beiden Ver¬ knüpfungspunkten 134 und 128 liegt ein weiterer Widerstand 138. Im Gegensatz zum Sensor 100 befindet sich die LeerlaufStellung des Sen¬ sors 102 in der Nähe des negativen Anschlusses der Versorgungsspan¬ nung. In dieser Ausführungsart sind die beiden Potentiometer elek¬ trisch gegenläufig, d.h. bei einer Stellungsänderung verändern sich die Signalgrößen der beiden Sensoren in entgegengesetzter Richtung. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise findet jedoch auch bei elek¬ trisch gleichläufigen Potentiometern Anwendung.
Die Signalleitung 24 führt in der Recheneinheit 32 auf einen Ver¬ knüpfungspunkt 140, an dem ein Widerstand 142 gegen den negativen Pol 116 der VersorgungsSpannung liegt. Ferner ist die Signallei¬ tung 24 über diesen Verknüpfungspunkt 140 auf dem A/D-Wandler 28 oder einer der A/D-Wandler 38 geführt. In analoger Weise führt die Signalleitung 26 über den Verbindungspunkt 144, an den ein Wider-
stand 146 an den negativen Pol 116 der Versσrgungsspannung ange¬ schlossen ist zum A/D-Wandler 30. Entsprechend Figur 1 sind die Aus¬ gänge der beiden A/D-Wandler 28 und 30 an eine Verbindungsleitung 40 angeschlossen, die sie mit dem Rechner 42 verbindet.
Die Funktionsweise der Anordnung nach Figur 2 ergibt sich entspre¬ chend der nach Figur 1.
Im Falle eines erhöhten Widerstandes zwischen Widerstandsbahn und Schleiferabgriff werden durch den Spannungsteiler der Widerstän¬ de 130 und 138 in Verbindung mit dem die Eingangsbeschaltung der Recheneinheit 32 repräsentierenden Widerstand 146 auf die Signal¬ leitung 132 bzw. 26 ein vorgegebener minimaler Signalwert aufge¬ prägt, der im Falle einer unterbrochenen Signalleitung 132 bwz. 26 oder einer unterbrochenen Masseleitung 126 nicht auftritt. Dadurch wird, wie weiter unten dargestellt ist, eine Unterscheidung zwischen unterbrochener Leitung und erhöhtem Übengangswiderstand ermöglicht.
Die zum Sensor 102 gehörige Eingangsbeschaltung (Widerstand 146) der Recheneinheit 32 ist dabei derart ausgelegt, daß beispielsweise bei unterbrochener Signalleitung eine Signalgröße an die Recheneinheit geleitet wird, die einer LeerlaufStellung des zugeordneten Elements, insbesondere dem Wert 0, entspricht.
Der oben dargelegte Sachverhalt wird am Beispiel des Kennlinien- diagramms nach Figur 3 verdeutlicht. Dort ist auf der vertikalen Achse die Signalgrößen U der Sensoren aufgezeichnet, während auf der horizontalen Achse der Stellungswinkel in Grad des mit der Meßein¬ richtung verbundenen Elements aufgetragen ist.
Figur 3 zeigt die Stellungs-Signalgrößen-Kennlinien der beiden nach Figur 2 ausgeführten Sensoren 100 und 102. Dabei repräsentiert die im wesentlichen lineare, von rechts nach links fallende Kennlinie 200 diejenige des Sensors 100, während die entgegengesetzt verlau-
fende die Kennlinie 202 des Sensors 102 darstellt. Diese Kennlinien¬ verläufe sind eine Folge der unterschiedlichen Versorgungsspannungs- beschaltung der beiden Sensoren. Ferner sind in Fig. 3 obere (204)
(U ) bzw untere zulässige Grenzwerte (206) (U„ ) erkennbar, in- G2 Gl nerhalb derer die Signalgrößen der Sensoren liegen müssen, und eine weitere Schwellwertlinie 208 (U . ), deren Unter- bzw. Überschrei- th ten das Erreichen des Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereichs anzeigt.
Darüber hinaus ist im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich der Kenn¬ linie 202 des zur Überwachung des Sensors 100 dienende Sensor 102 der vorgegebene, von den Schaltelementen 130 und 138 erzeugte, mini¬ male Grenzwert (210) (Umin) dargestellt.
Zur Fehlfunktionsüberprüfung kann der oben dargestellte Sachverhalt wie folgt angewendet werden. Eine erste Fehlfunktionsüberprüfung er¬ gibt sich aus einem Vergleich der Signalwerte mit den oberen und unterer zulässigen Grenzwerten (U__, U_- ) . Dies entspricht für
G2 Gl jeden Sensor einzeln einer Signalbereichsüberprüfung. Ferner kann überprüft werden, ob die Signalwerte zueinander in einem vorgege¬ benen zulässigen Toleranzband liegen. Dieses Toleranzband kann auf verschiedene Arten gebildet werden. Zum einen ist es bei elektrisch gegenläufigen Sensoren möglich, eine Addition der Signalgrößen durchzuführen. Infolge der elektrischen Gegenläufigkeit führt dies bei korrekter Funktion der Sensoren zu der den oberen maximalen
Grenzwert bildenden Signalgröße U . Um letztere wird ein Tole-
G2 ranzband durch Addition bzw. Subtraktion eines die noch tolerierbare Abweichung zwischen den Sensorsignalgrößen repräsentierenden Wertes gebildet und die Summe der Signalgrößen der beiden Sensoren auf Ein¬ haltung dieses Toleranzbandes geprüft.
Zum anderen kann dieses Toleranzband durch Addition und Subtraktion eines vorgegebenen Toleranzwertes zu den Signalwerten des die Regel¬ funktion bedienenden Sensors 100 gebildet werden. Der Signalwert des Überwachungssensors 102 muß dann bei fehlerfreier Funktion der Me߬ einrichtung in diesem ersten Toleranzband liegen.
Diese Maßnahme ist auch bei elektrisch gleichläufigen Sensoren ein¬ setzbar, bei gegenläufigem Verhalten müssen die Signalwerte zur Fehlfunktionsüberprüfung umgerechnet werden müssen.
Im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich kann diese erste Fehlfunk¬ tionüberprüfung, ob die Signalgroßen der Sensoren zueinander außer¬ halb eines ersten Wertebereichs liegen, wegen der möglicherweise auftretenden hohen Übergangswiderstände ein unnötiges Abschalten des gesamten Systems infolge erkannter Fehlfunktion hervorrufen. Daher wird im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich eine zweite Überwa¬ chungsart eingeführt. Diese besteht darin, daß in diesem Teilbereich eine gegenüber der oben beschriebenen Toleranzbandüberwachung weni¬ ger empfindliche Überwachung'vorgenommen wird. Dazu wird die Über¬ prüfung darauf beschränkt, ob die Signalwerte der beiden Sensoren zueinander unterhalb der oberen Grenze des Toleranzbandes liegen.
Einen weiteren Sicherheitsgewinn ist in diesem Teilbereich durch die oben erwähnten Schaltungsmaßnahmen zu erzielen. Eine Überprüfung des Signalwertes des Sensors 102 mit dem vorgegebenen minimalen Grenz¬ wert U in ermöglicht eine Unterscheidung zwischen einem tatsächli¬ chen Fehlerzustand infolge einer Leitungsunterbrechung, der eine entsprechende Reaktion zur Folge haben muß, oder einem erhöhten Übergangswiderstand. Der zweite Wertebereich ist demnach durch Umin nach unten begrenzt. Eine analoge Vorgehensweise kann bezüglich des Sensors 100 ebenfalls vorgenommen werden. Im Ausführungsbeispiel belibt jedoch als untere Grenze U erhalten.
Diese zweite Überwachungsart oder Fehlfunktionsüberprüfung ist dem¬ nach gegenüber der ersten weniger empfindlich.
Die oben beschriebene Vorgehensweise ist dabei in einer anderen Aus- führungsform mit lediglich einem Sensor, dessen Funktion mittels eines anderen, zweiten Betriebsparameter überwachbar ist, anzuwenden.
Das in der Recheneinheit 32 ausgeführte Programm zur Fehlfunktions- erkennung der Meßeinrichtung 14, das auch auf die Meßeinrichtung 15 in analoger Weise angewendet werden kann, ist als Flußdiagramm in Figur 4 dargestellt. ~
Nach dem Start des in Figur 4 dargestellten Programmteils wird in Schritt 300 die beiden über die Leitungen 24 und 26 ermittelten Signalgrößen, die die Stellung des jeweils zugeordneten Elements repräsentieren, eingelesen und in Schritt 302 der Abfrage unterwor¬ fen, ob einer der beiden Signalgrößen einen oberen zulässigen Grenz¬ wert (U ) überschreitet. Ist dies der Fall, wird in Schritt 304 G2 eine Fehlfunktion der Meßeinrichtung erkannt, deren Ursache z.B. in einem Kurzschluß nach plus liegen kann und ggf. eine vorgesehene Notlauffunktion eingeleitet und der Programmteil beendet.
Sind beide Signalgrößen unterhalb ihres maximal zulässigen Grenz¬ wertes (UG__2), wird im Abfrageschritt 306 überprüft, ob beide Sig- nalwerte unterhalb einer vorgegebenen Schwelle (U ), die einer erhöhten LeerlaufStellung entspricht, sich befinden. Abhängig vom Ergebnis des Abfrageschritts 306 werden, im Falle daß beide Signal¬ werte nicht unterhalb dieses Schwellwertes liegen, eine erste, im anderen Fall eine zweite Überwachungsfunktion eingeleitet.
Tritt der erstgenannte Fall ein, so wird im Abfrageschritt 308 über¬ prüft, ob einer der beiden Signalgrößen unterhalb eines unteren, zu¬ lässigen Grenzwertes (U ) liegt. Ist dies der Fall, wird in Schritt 310 eine Fehlfunktion der Meßeinrichtung aufgrund einer mög¬ lichen Unterbrechung in der positiven Versorgungsspannungsleitung, eines Kurzschlusses nach Masse oder einer Unterbrechung der Signal¬ leitungen erkannt und das Programm beendet. Liegen beide Signal¬ größen entsprechend der Abfrage in Schritt 308 oberhalb ihres unte¬ ren zulässigen Grenzwertes (U ), so wird in den weiteren Schrit-
Gl ten überprüft, ob die beiden Signalgrößen zueinander in einem vorge¬ gebenen Signalbereich liegen.
Die Überprüfung des Signalwertes des die Regelfunktion bedienenden Sensors 100 kann auch vor der Abfrage 306 erfolgen, wobei im Fehler¬ fall einer Unterschreitung des minimalen Grenzwertes U eine Fehlerreaktion nach Schritt 304 eintritt. Die Abfrage 308 bezieht sich dann nur noch auf den überwachenden Sensor 102.
Im Abfrageschritt 312 wird die Summe der beiden Signalwerte dahin¬ gehend untersucht, ob sie oberhalb eines um den oberen maximalen
Grenzwert (U__) gebildeten Toleranzbereiches liegen. Ist dies der 0>2
Fall, wird zu Schritt 310 weitergegangen, eine Fehlfunktion der Me߬ einrichtung erkannt und ggf--» eine Notlauffunktion eingeleitet. Diese Fehlerart kann infolge von Nebenschlüssen oder Nichtlinearitäten entstehen. Im anderen Fall wird im Abfrageschritt 314 diese Summe dahingehend überprüft, ob sie unterhalb dieses Toleranzbandes liegt. Ist dies der Fall, erfolgt nach Schritt 310 die oben beschriebene Reaktion, während im anderen Fall die Funktionsfähigkeit der Meßein¬ richtung festgestellt wird und entsprechend Schritt 316 das System im Normalbetrieb betrieben wird. Danach wird der Programmteil been¬ det und ggf. neu gestartet.
Die Schritte 312 und 314 können auch derart ausgeführt sein, daß einer der beiden Signalwerte dahingehend überprüft wird, ob er ober- bzw. unterhalb eines um eiϊien anderen Signalwert gebildeten Toleranzbereiches liegt.
Wird im Abfrageschritt 306 erkannt, daß die Signalgrößen beider Sen¬ soren unterhalb der Leerlaufschwelle liegen, wird in Schritt 318 überprüft, ob der Signalwert des die Regelfunktion ausführenden Sen¬ sors 100 unterhalb des zulässigen minimalen Grenzwertes ( ) liegt.
Ist dies der Fall, wird entsprechend Schritt 304 verfahren, während im gegenteiligen Fall im Abfrageschritt 320 der Signalwert des Über¬ wachungsensors 102 dahingehend überprüft wird, ob die von ihm er-
zeugte Signalgröße unterhalb des minimalen Grenzwertes 210 Umin liegt. Bei einem derartigen Ergebnis wird auf eine Unterbrechung der Signalleitung und/oder eine Unterbrechung der positiven Versorgungs- spannungsleitung des Sensors 102 geschlossen und entsprechend Schritt 304 verfahren. Ein entgegengesetztes Ergebnis des Abfrage¬ schritts 320 führt zur Abfrage nach Schritt 322, ob der vom Bedien¬ element erzeugte Sollwert unterhalb eines um einen Toleranzwert er¬ höhten Leerlaufwertes liegt, d.h. ob die Meßeinrichtung sich noch im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich befindet. Ist dies nicht der Fall, muß eine Fehlfunktionüberprüfung der Meßeinrichtung nach den den Schritten 312 und 314 durchgeführt werden. Ist der Sollwert je¬ doch im Leerlaufbereich, so wird die Abfrage in Schritt 324 vorge¬ nommen, mit der überprüft wird, ob der Signalwert des Sensors 102 unterhalb der oberen Grenze des um den Signalwerts des Sensors 100 gebildeten Toleranzbandes liegt. Ein Überschreiten des Grenzwertes durch den Signalwert führt entsprechend Schritt 304 zur einer Fehlerreaktion z.B. aufgrund eines möglichen Kurzschlusses des Sen¬ sors 102 nach Plus, beim gegenteiligen Ergebnis kann dagegen von einem Normalbetrieb der Meßeinrichtung ausgegangen werden trotz eines möglicherweise vorhandenen erhöhten Übergangswiderstandes zwi¬ schen Schleiferabgriff und Widerstandsbahn.
Durch diese zweite Überwachungsart wird überprüft, ob die Signal¬ werte der Sensoren einzeln und/oder zueinander außerhalb eines zwei¬ ten Wertebereichs liegen. Da dieser Wertebereich betragsmäßig größer ist, ist die zweite Überwachungsart weniger empfindlich als die erste.
Durch die oben beschriebene Maßnahme wird eine Fehlerreaktion in¬ folge einer beeinträchtigter, unvollständiger Signalübertragung oder -erzeugung vermieden.