DE4038227C2 - Elektronische Motorleistungssteuerung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektronische Motorleistungssteuerung für ein Kraftfahrzeug.

Eine derartige elektronische Motorleistungssteuerung für ein Kraft­ fahrzeug ist aus der Veröffentlichung "Elektronische Motorsteuerung für Kraftfahrzeuge", Motortechnische Zeitschrift, 46. Jahrgang, Heft 4/1985 bekannt. Eine als Potentiometer ausgebildete Meßeinrichtung übermittelt die Stellung eines vom Fahrer betätigbaren Bedienele­ ments an eine Steuer-/Regeleinheit. Diese bildet aus dem Stellungs­ signal des Bedienelementes und gegebenenfalls weiteren Betriebs­ größen der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs einen Sollwert für eine Lageregelung des leistungsbestimmenden Elements der Brennkraftmaschine. Ein Regler vergleicht den so gebildeten Sollwert mit einem, von einer weiteren Meßeinrichtung erfaßten Ist­ wert der Stellung des leistungsbestimmenden Elements bzw. des mit diesen verbundenen elektrisch betätigbaren Stellmotors. Das Regel­ ausgangssignal betätigt den Stellmotor im Sinne einer Regelung des Ist- auf den Sollwert.

Diese Regelung findet sowohl im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, d. h. bei betätigtem Fahrpedal, als auch im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine statt. Anders als im oben beschriebenen Fahr­ betrieb wird im Leerlaufbetriebszustand der Sollwert für die Lage­ regelung des leistungsbestimmenden Elements in Abhängigkeit von Be­ triebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs mit Blick auf eine vorgegebene Solldrehzahl bestimmt.

Da für diese Regelung der Leerlaufdrehzahl im Leerlaufbetriebszu­ stand der Brennkraftmaschine im Gegensatz zu der reinen Lageregelung im Fahrbetrieb von der Lageregelung und ihren Komponenten eine hö­ here Genauigkeit gefordert wird, ist zur Erfassung der Stellung des leistungsbestimmenden Elements eine Meßeinrichtung mit sehr großem Auflösungsvermögen bezüglich der Stellung des Elementes über dessen gesamten Bewegungsbereich vorgesehen. Damit verbunden sind analoge Bauelemente und entsprechend hoch auflösende Komponenten der Steuer-/Regeleinheit, insbesondere die das analoge Stellungssignal in digitale Werte umwandelnde A/D-Wandler. Derartige Komponenten, die über den gesamten Bewegungsbereich des leistungsbestimmenden Elements bzw. des Stellelementes ein sehr hohes Auflösungsvermögen aufweisen, sind ebenso wie die analogen Bauelemente in der Regel aufwendig und teuer.

Darüber hinaus müssen diese Meßeinrichtungen und Bauelemente zusätz­ lich den strengen Anforderungen für einen Einsatz im Kraftfahrzeug bezüglich Toleranz, Temperaturbelastung, Schmutzempfindlichkeit, Verfügbarkeit und Betriebssicherheit genügen. Diese Tatsache stei­ gert zusätzlich Kosten und Aufwand.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die Aufwand und Kosten für eine elektronische Motorleistungssteuerung reduzie­ ren, ohne die Funktionsfähigkeit und Betriebsicherheit in Frage zu stellen.

Dies wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.

Die US 4 919 097 beschreibt ein elektromechanisches Gaspedal­ system, welches im Fehlerfall von der elektrischen Drosselklap­ pensteuerung auf eine herkömmliche mechanische Steuerung umschaltet.

Die DE 34 33 585 A1 zeigt ein Positionserfassungsorgan für ein be­ wegliches Teil, welches durch unterschiedliche Längen verschiedener Potentiometerbahnen einen Stellungsgeber mit unterschiedlich aufge­ lösten Signalen bereitstellt, wobei die Stellung einer Drosselklappe bei kleinen Öffnungswinkeln feinfühliger erfaßt wird als bei größe­ ren. Hinweise auf eine geeignete Gestaltung einer elektronischen Mo­ torleistungssteuerung werden nicht gegeben.

Die DE 35 10 173 A1 zeigt eine elektronische Motorleistungssteue­ rung, bei welcher die Stellung der Drosselklappe im Rahmen eines Stellungsregelkreises abhängig von einem auf der Basis der Stellung des Fahrpedals gebildeten Sollwerts gesteuert wird. Hinweise, wie die Anforderungen an die Funktionalität und die Kosten einer derar­ tigen Anlage zu meistern sind, sind nicht zu entnehmen.

Die DE 37 42 969 A1 zeigt eine elektronische Motorleistungssteu­ erung, wobei die Drosselklappe über einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor gesteuert wird. Maßnahmen im Hinblick auf die Erfüllung der Anforderungen an die Funktionalität und die Kosten einer derartigen Anlage sind nicht zu entnehmen.

Aus der WO 86/03258 A1 ist ein Potentiometer zur Erfassung der Stel­ lung einer Drosselklappe bekannt, welches über verschiedene Bereiche unterschiedlichen Auflösungsvermögens verfügt. Durch gegenüber der dem gesamten Bewegungsbereich der Drosselklappe zugeordneten Gesamt­ länge verkürzte Potentiometerbahnen werden Bereiche höheren Auflö­ sungsvermögens der Meßeinrichtung erzeugt, da der zur Verfügung ste­ hende Spannungsabfall jeweils über einen kleineren Bewegungsbereich der Drosselklappe erfolgt.

Aus der WO 86/04731 A1 oder der US 4 644 570 sind berührungslose, induktive Sensoren bekannt, welche die Stellung des mit ihnen ver­ bundenen Elements ratiometrisch und absolut erfassen.

Die Veröffentlichung "Methoden der Feinpositionierung von Schritt­ motoren im Bereich eines Schrittes", Elektrie 28, 1974, Heft 4, S. 191-193 gibt Möglichkeiten an, die Position von Schrittmotoren sehr genau einzustellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen zu einer erheblichen Reduzie­ rung des technischen und wirtschaftlichen Aufwandes für eine elek­ tronische Motorleistungssteuerung. Durch die Verwendung von Meßein­ richtungen mit Bereichen unterschiedlichen Auflösungsvermögens, wo­ bei das Auflösungsvermögen außerhalb des Leerlaufbereiches der Stel­ lung des leistungsbestimmenden Elements deutlich geringer ist als bei herkömmlichen Motorleistungssteuerungen, wird der Aufwand bezüg­ lich den Meßeinrichtungen und den mit diesen verbundenen Bauelementen verringert.

Durch die Verwendung einer Meßeinrichtung, die aus zwei verschiede­ nen, voneinander unabhängigen Meßanordnungen besteht, kann der Auf­ wand für eine Motorleistungssteuerung weiter vermindert werden, wenn die Meßanordnungen jeweils nur für einen vorgegebenen Stellungsbe­ reich des leistungsbestimmenden Elements ein Signal abgeben. Für die einzelnen Meßanordnungen können in diesem Fall kostengünstige Senso­ ren verwendet werden.

Da diese Meßanordnungen zudem bezüglich der Stellung des mit ihnen verbundenen Elementes zumindest teilweise redundant sind, kann durch gegenseitige Überwachung der Meßanordnungen die Betriebssicherheit der Steuerung verbessert werden.

Durch die erfindungsgemäße Bildung des absoluten Stellungswertes auf der Basis der Meßsignale zweier Meßanordnungen läßt sich eine wei­ tere Verminderung des Aufwandes durch Verwendung geringer auflösen­ der A/D-Wandler und/oder eines digitalen Reglers erzielen.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ergibt sich durch den Verzicht auf eine Lageregelung des leistungsbestimmenden Elements außerhalb des Leerlaufbetriebszustandes und den Übergang auf Steuerung unter Verwendung eines positionierbaren Schrittmotors.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in Form eines Blockschaltbildes der erfindungs­ gemäßen Vorgehensweise, bei welchem eine Meßeinrichtung Anwendung findet, deren Charakteristik gemäß Fig. 2 vorgegeben ist. Fig. 3 zeigt die Bildung des die Stellung des Stellelementes repräsentie­ renden digitalen Wertes. In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform als Blockschaltbild ausgeführt, die mit einer Meßeinrichtung ausge­ stattet ist, deren Charakteristik sich aus Fig. 5 ergibt.

Beschreibung von Ausführungsformen

In Fig. 1 ist eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 10 darge­ stellt und ein vom Fahrer betätigbares Bedienelement 12, insbeson­ dere ein Fahrpedal, welches über eine mechanische Verbindung 14 mit einer Meßeinrichtung 16 für die Stellung des Fahrpedals verbunden ist. Die Ausgangsleitung 18 dieser Meßeinrichtung 16 ist mit einer Steuer- und Regeleinheit 10 verbunden. Ferner sind Meßeinrichtungen 20 bis 22 vorhanden, die die zur elektronischen Motorleistungssteue­ rung benötigten Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine und/oder des Kraftfahrzeugs erfassen. Die Meßeinrichtungen 20 bis 22 sind über die entsprechenden Verbindungen 24 bis 26 mit der Steuer- und Regel­ einheit 10 verknüpft.

Die Steuer- und Regeleinheit 10 umfaßt eine Sollwertbildungseinheit 28, die eine nicht dargestellte A/D-Wandlerstufe umfaßt und welcher die Verbindungsleitungen 18 sowie 24 bis 26 zugeführt sind, und de­ ren Ausgangsleitung 30 auf eine Reglereinheit 32 geführt ist. Die Ausgangsleitung 34 der Reglereinheit 32 führt über eine Endstufe 36, die einen nicht dargestellten D/A-Wandler umfassen kann, und die Ausgangsleitung 38 der Steuer- und Regeleinheit 10 zu einem elek­ trisch betätigbaren Stellelement 40, welches über die mechanische Verbindung 42 mit dem leistungsbestimmenden Element 44 der Brenn­ kraftmaschine, insbesondere einer Drosselklappe oder einer Ein­ spritzpumpe, verbunden ist. Das Stellelement 40, bzw. die mecha­ nische Verbindung 42 oder das leistungsbestimmende Element 44 ist starr mit einer Meßeinrichtung 46 verbunden, welche die Stellung des Stellelements und somit der mechanischen Verbindung 42 bzw. des lei­ stungsbestimmenden Elements 44 erfaßt. Die Meßeinrichtung 46 besteht vorzugsweise aus zwei Meßanordnungen oder Sensoren, die in Fig. 1 mit I und II bezeichnet sind. Beide Sensoren geben Signale ab, wel­ che die Stellung des Stellelementekomplexes 40-44 repräsentieren, wobei der Sensor I lediglich im Bereich der Leerlaufstellung des Stellelementekomplexes ein Meßsignal abgibt, während der Sensor II den gesamten Bewegungsbereich des Stellelementekomplexes erfaßt. Die beiden Sensoren sind derart ausgestaltet, daß Sensor I im Bereich der Leerlaufstellung eine höhere Auflösung aufweist. Die Ausgangs­ signale der Sensoren I und II werden über die entsprechenden Aus­ gangsleitungen 48 und 50 an die Steuer- und Regeleinheit 10 abgege­ ben. Dort werden sie auf einen A/D-Wandler 52 geführt, dessen Aus­ gangsleitung 54 mit einer Istwertbildungseinheit 56 verbunden ist.

Die Einheit 56 verfügt über eine erste Ausgangsleitung 58, die die Einheit 56 mit dem A/D-Wandler 52 verbindet, während die zweite Aus­ gangsleitung 60 von der Einheit 56 zur Reglereinheit 32 führt und den in der Einheit 56 bestimmten Istwert der Stellung des Stellele­ ments übermittelt.

Die aufgeführten Blöcke 28, 32, 52, 56 sowie der weiter unten ange­ sprochene Block 62 sind vorzugsweise Teile einer Rechnereinheit.

Die Steuer- und Regeleinheit 10 kann neben der in Fig. 1 darge­ stellten elektronischen Motorleistungssteuerung auch die dem Fach­ mann bekannten Einrichtungen zur Bestimmung des Zündzeitpunktes und der einzuspritzenden Kraftstoffmenge enthalten.

Die Meßeinrichtung 46 ist in einem ersten vorteilhaften Ausführungs­ beispiel mit zwei Potentiometern unterschiedlicher Länge und Auflö­ sung gemäß der eingangsgenannten WO 86/03258 A1 ausgestattet.

Vorzugsweise handelt es sich jedoch bei den beiden Sensoren I und II um Sensoren, die auf der Basis eines anderen technischen Prinzips arbeiten. Beispielsweise kann der hoch auflösende Sensor I ein her­ kömmliches elektrisches Potentiometer darstellen, während der nie­ drig auflösende, den Gesamtbereich erfassende Sensor II ein Absolut­ winkelgeber ist, welcher berührungslos die Stellung des Stellele­ mentekomplexes erfaßt. Ein derartiges Bauelement ist z. B. als induk­ tiver Sensor in der WO 86/04731 A1 beschrieben. Durch entsprechende Konstruktion der Sensoren und deren Einfügung in den Stellelemente­ komplex erfaßt der Sensor I die Stellung des Stellelements lediglich im Bereich seiner Leerlaufposition, während der berührungslos arbei­ tende Sensor den gesamten Bereich überstreicht.

Vorteilhaft können jedoch auch z. B. auf optischer, kapazitiver Basis oder nach dem Wirbelstromprinzip arbeitende Sensoren sein.

Das unterschiedliche Auflösungsvermögen wird dadurch erreicht, daß der gesamte Meßbereich des Sensors I lediglich einem Teil der Stel­ lung des mit ihm verbundenen Elements zugeordnet ist, während der Meßbereich des. Sensors II den gesamten Bewegungsbereich des Elements erfaßt, Sensor I weist daher einen kleineren Hub in bezug auf das Element auf.

Dadurch kann die gewünschte Auflösung von 0,01 Winkelgrad im Leer­ laufbereich und von 0,1 Winkelgrad außerhalb auf einfache Weise er­ reicht werden.

Die Funktionsweise der Anordnung nach Fig. 1 ergibt sich wie folgt.

Die Sollwertbildungseinheit 28 bestimmt aus den über die Leitungen 18 und 24 bis 26 zugeführten Meßsignalen nach deren Analog/Digi­ tal-Wandlung gemäß vorgegebener Kennlinien bzw. Kennfelder einen Sollwert für die Lage des Stellelements bzw. des leistungsbestimmen­ den Elements 44. Die zugeführten Meßsignale repräsentieren Werte für die Stellung des Fahrpedals bzw. für Betriebsgrößen der Brennkraft­ maschine und/oder des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise Drehzahl, Motortemperatur, Batteriespannung, Betriebszustandssignale von Zu­ satzaggregaten, Antriebsschlupfregel- und/oder Motorschleppmoment­ regeleingriffe, Fahrgeschwindigkeit, Gangstellung, etc.. Während des Fahrbetriebes des Kraftfahrzeugs wird die Stellung des leistungsbe­ stimmenden Elements 44 von der Reglereinheit 32 durch Vergleich der auf der Leitung 30 anliegenden Sollstellung und der über die Leitung 60 zugeführten Iststellung des Stellelements 44 geregelt, indem ein von dieser Differenz abhängiges, nach einem vorgegebenen Regelalgo­ rithmus gebildetes Regelsignal über die Ausgangsleitungen 34 und 38 nach Digital/Analog-Wandlung an das elektrisch betätigbare Stellele­ ment 40 im Sinne einer Verkleinerung der Differenz abgegeben wird. Im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine wird der Sollwert abhängig von den über die Leitungen 24 bis 26 zugeführten Betriebsgrößen mit Blick auf die Regelung der Leerlaufdrehzahl der Brenn­ kraftmaschine vorgegeben. Der auf der Leitung 30 abgegebene Sollwert entspricht einer Sollstellung des Stellelementes 40 mit Blick auf eine gewünschte Leerlaufdrehzahl, welche gemäß obiger Schilderung mit dem Istwert verglichen und ein entsprechendes Ausgangssignal er­ zeugt wird.

Dabei ist zu beachten, daß gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 die Istwertmeßeinrichtung 46 aus zwei Sensoren unterschiedlicher Auflösung besteht. Die Charakteristiken dieser beiden Sensoren sind in Fig. 2 beispielhaft dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der horizontalen Achse die Stellung α des Stellelementes aufgetragen ist, während die vertikale Achse ein Maß für den Meßsig­ nalwert U_I/II des Sensors I bzw. II trägt.

Das Stellelement 40 bzw. das leistungsbestimmende Element 44 ist in einem Bewegungsbereich von einem Minimal- (Min) bis zu einem Maxi­ malwert (Max) steuerbar. Abhängig von der Stellung des Stellelements erzeugt der Sensor II ein Meßsignal gemäß der Gerade 100, welches einen Wertebereich zwischen einem minimalen Signalwert (Min) und ei­ nem maximalen Signalwert (Max) aufweist, wobei vorzugsweise der Mi­ nimalwert bzw. der Maximalwert des Meßsignals dann vorliegt, wenn daß Stellelement sich in einer Minimalposition bzw. Maximalposition befindet.

Im Gegensatz zum Sensor II überstreicht der Sensor I lediglich einen Teil des Bewegungsbereiches des Stellelements, vorzugsweise einen vorgegebenen Bereich um die Leerlaufstellung bzw. eine leerlaufnahe Stellung des Stellelements. Der Sensor I gibt Meßsignale ab, die ei­ nen Wert im Bereich zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert aufweisen. Dies ist in Fig. 2 mit den Geraden 102 bzw. 104 verdeut­ licht. Die Minimal- und Maximalwerte der Sensoren I und II sind vor­ zugsweise identisch (siehe Geraden 100 und 102). Es sind jedoch auch vorteilhafte Ausführungsformen denkbar, bei denen die Minimal- und Maximalwerte der beiden Sensoren voneinander abweichen (siehe Gera­ den 100 und 104).

Außerhalb des Meßbereiches des Sensors I gibt dieser je nach Kon­ struktion beispielsweise seinen Maximalwert (106), seinen Minimal­ wert (108) oder den Wert Null (110) über den gesamten weiteren Be­ reich der Stellelementestellung ab, wie in Fig. 2 durch strichliert gezeichnete Linien symbolisiert ist.

Durch die unterschiedliche Steigung bei betragsmäßig etwa gleichem Wertebereich des Meßsignals ergibt sich für den Sensor I (Gerade 102/104) ein höheres Auflösungsvermögen als für den Sensor II (Ge­ rade 100).

Neben den in Fig. 2 dargestellten linearen Charakteristiken der Sensoren I und II sind in vorteilhafter Weise auch andere Charakte­ ristiken denkbar, die in verschiedenen Stellungsbereichen unter­ schiedliche Steigungen aufweisen und so die Auflösung des Stellungs­ signals eines Sensors über den Wertbereich dieses Sensors unter­ schiedlich groß gestalten. Ferner kann es vorteilhaft sein, dem Mi­ nimalwert der Stellelementstellung den Maximalwert des Meßsignals zuzuordnen.

Befindet sich das Stellelement im Bereich seiner Leerlaufposition, so werden über die Leitungen 48 und 50 die entsprechenden Meßsignal­ werte der Sensoren I und II an den A/D-Wandler 52 der Steuer- und Regeleinheit 10 abgegeben. Dieser wandelt, gesteuert von der Einheit 56, beispielweise durch eine Umschalteinheit, die zu vorgegebenen Zeitpunkten betätigt wird, über deren Ausgangsleitung 58 nacheinan­ der das Meßsignal des Sensors I und das Meßsignal des Sensors II in entsprechende Digitalwerte um und gibt diese über die Ausgangslei­ tung 54 an die Einheit 56 zur Bildung des Istwertes der Stellung des Stellelements ab.

Das Prinzip der Bildung des digitalen Istwertes wird anhand Fig. 3 deutlich. Die digital gewandelten Meßwerte der Sensoren I und II werden in der Einheit 56 normiert und interpoliert, wobei dem Mini­ malwert jeweils der Wert 0 und dem Maximalwert jeweils der entspre­ chend den zur Verfügung stehenden Stellen des A/D-Wandlers oder ei­ nes Teils dieser Stellen vorbestimmtem Grenzwert zugeordnet ist. Ferner bildet die Einheit 56 den Istwert der Stellung des Stellele­ ments derart, daß die höherwertigen Stellen des digitalen Istwert­ worts durch den niedrig auflösenden Sensor II gebildet werden, wäh­ rend die niederwertigen digitalen Stellen entsprechend dem Meßwert des hoch auflösenden Sensors I belegt werden.

In Fig. 3 ist ein 16-wertiges Wort für die Stellung des Stellele­ ments 40 dargestellt, wobei in einem Ausführungsbeispiel die höher­ wertigen acht binären Stellen vom Meßwert des Sensors II gebildet werden und die niederwertigen acht binären Stellen vom Meßwert des Sensors I.

Der so gebildete Istwert der Stellung des Stellelements wird von der Einheit 56 über die Verbindungsleitung 60 an die Reglereinheit 32 abgegeben, die entsprechend eines vorgegebenen Regelalgorithmus die Stellung des Stellelementes im Sinne einer Regelung des Ist- auf den Sollwert beeinflußt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Anordnung nach Fig. 1 ergibt sich in der als Block 62 dargestellten Sicherheitsüber­ wachung. Dieser Sicherheitsüberwachung werden über die Leitungen 64 bzw. 66, die mit den Leitungen 48 bzw. 50 verbunden sind, oder al­ ternativ über die Leitung 68, die mit der Leitung 54 verbunden ist, die Meßwerte der Sensoren I und II zugeführt. Die Sicherheitsüber­ wachung 60 vergleicht die Meßwerte bzw. Meßsignale der beiden Senso­ ren I und II untereinander auf Plausibilität. Bei Abweichungen, d. h. wenn beispielsweise der Signalwert des Sensors I eine Stellung des Elements Bereich seiner Leerlaufstellung anzeigt, der Signalwert des Sensors II eine Stellung außerhalb des Leerlaufstellungsbereichs repräsentiert, wird ein Fehler im Bereich des Stellelementekomplexes erkannt und über die Ausgangsleitung 70 der Sicherheitsüberwachung 62 ein Notfahrbetrieb oder ein Stillsetzen der elektronischen Motor­ leistungssteuerung eingeleitet.

Ferner kann der Sicherheitsüberwachung das Drehzahlsignal zugeführt werden und bei der Plausibilitätsüberprüfung mit berücksichtigt wer­ den. Dadurch ergibt sich zumindest im Leerlaufbereich eine dreifache Redundanz.

Ähnliche Maßnahmen sind auch auf die Meßeinrichtung 16 des Fahrpe­ dals in vorteilhafter Weise anwendbar, wobei auch dort zwei Sensoren unterschiedlicher Auflösung vorgesehen werden können.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist in Fig. 4 als Blockschaltbild dargestellt. Dabei sind die bereits aus der Beschreibung von Fig. 1 bekannten Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese werden im folgenden nicht mehr näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Meßeinrichtung 46 zur Erfassung der Stellung des Stellelements 40 bzw. des leistungsbestimmenden Elements 44 vorgesehen, welche ledig­ lich die Stellung des Elements im Bereich der Leerlaufstellung des Stellelementes ermittelt. Bei der Meßeinrichtung 46 handelt es sich um einen, die absolute Stellung anzeigenden Geber, beispielsweise ein Potentiometer oder ein berührungsloser, auf optischem, indukti­ vem, kapazitiven oder elektromagnetischem Prinzip arbeitender Geber. Die von der Meßeinrichtung 46 ermittelte Stellung des Stellelements wird über die Leitung 200 an die Steuer- und Regeleinheit 10 abgege­ ben. Dort wird in einem Analog/Digital-Wandler 202 das analoge Stel­ lungssignal in einen digitalen Meßwert umgewandelt, der über die Leitung 204 an die Reglereinheit 32 zur Durchführung der Regelung im Leerlaufbetriebszustand abgegeben wird.

Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Block 206 vorhanden, der zur Erfassung des Leerlaufzustandes der Brennkraftmaschine dient. Diesem Block werden folgende Leitungen zugeführt. Eine Lei­ tung 208 verbindet den Block 206 mit der Eingangsleitung 18, Verbin­ dungsleitungen 209 bis 210 verbinden den Block 206 mit den Eingangs­ leitungen 24 bis 26 und eine Leitung 212 verbindet den Block 206 mit der Leitung 200 oder 204. Die Ausgangsleitungen 214 bzw. die von der Leitung 214 abzweigende Leitung 215 sind mit Schaltelementen 218 und 220 verbunden, wobei das Schaltelement 218 in der Verbindungsleitung 30 oder 34 angeordnet ist, während das Schaltelement 220 in einer aus der Verbindungsleitung 30 abgezweigten Verbindungsleitung 222 oder alternativ in einer auf die Verbindungsleitung 34 treffende Verbindungsleitung 224 angebracht ist. Die Verbindungsleitung 222 verbindet die Leitung 30 mit einer Steuereinheit 226, deren zweiter Eingang die Leitung 228, welche aus der Leitung 204 abgezweigt ist, darstellt und deren Ausgang die Verbindungsleitung 224 ist.

Im Leerlaufbetriebszustand der Brennkraftmaschine, welcher vom Block 206 anhand seiner Eingangssignale, beispielsweise bei sich in Leer­ laufstellung befindlichem Fahrpedal oder Stellelement, bei nicht eingelegtem Gang, bei einer Fahrgeschwindigkeit, die kleiner als ein minimmaler Wert ist und/oder wenn die Motordrehzahl im vorgesehenen Bereich ist, festgestellt wird, ist die Schalteinheit 218 geschlos­ sen und die Schalteinheit 220 offen. Damit wird die oben beschrie­ bene Regelung des leistungsbestimmenden Stellelements im Sinne einer Leerlaufdrehzahlregelung durchgeführt. Die Steuereinheit 226 ist in diesem Betriebszustand durch die Schalteinheit 220 unwirksam ge­ schaltet.

Die Schalteinheiten 218 und 220 können in einem vorteilhaften Aus­ führungsbeispiel durch Ein- und Ausschalteingänge der Einheiten 32 und 226 realisiert sein.

Außerhalb des Leerlaufzustandes steuert der Block 206 die Schalteinhei­ ten derart, daß die Schalteinheit 208 geöffnet und die Schalteinheit 220 geschlossen ist. In diesem Betriebszustand ist die Regelung der Stellung des leistungsbestimmenden Elements unwirksam und das Stell­ element wird gesteuert eingestellt. Dies geschieht durch eine Steu­ ereinheit 226, welche in Form eines Steuerprogramms abhängig vom auf der Leitung 30 bzw. 222 zugeführten, insbesondere aus der Stellung des Bedienelements 12 gebildeten, Vorgabewertes ein Ausgangssignal 224 erzeugt, welches über die Endstufe 36 und die Leitung 38 die Stellung des Stellelementes bestimmt, so daß das Stellelement eine für den entsprechenden Vorgabewert vorgegebene Stellung einnimmt.

Ferner wird der Steuereinheit 226 der Ist-Wert der Stellung des Stellelementes im Leerlauf zugeführt. Dies dient zum Abgleich des Steuerprogramms der Steuereinheit 226, um Positionierfehler der Steuerung zu vermeiden. In einer vorgegebenen Stellung bei einem be­ stimmten Vorgabewert wird das Steuerprogramm derart abgeglichen, daß ein vorbestimmter Ausgangssignalwert erzeugt wird.

Fig. 5 beschreibt die Charakteristik der Meßeinrichtung 46, die entsprechend Fig. 2 ausgeführt ist.

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der A/D-Wandler 202 mit geringer Auflösung gewählt werden kann, da das zu wandelnde Meßsig­ nal lediglich im Leerlauf- bzw. leerlaufnahen Bereich der Stellele­ mentestellung benötigt wird. Die elektronische Motorleistungssteue­ rung kann damit mit herkömmlichen elektronischen Komponenten betrie­ ben werden. Im Leerlaufbereich ist darüberhinaus eine digitale Rege­ lung möglich.

Eine Verwendung eines Schrittmotors bekannter Art in Verbindung mit den beispielsweise aus der Veröffentlichung "Methoden der Feinposi­ tionierung von Schrittmotoren im Bereich eines Schrittes", Elektrie 28, 1974, Heft 4, S. 191-193, geläufigen Vorgehensweisen zur Fein­ positionierung des Schrittmotors führt zu einer ausreichenden Ge­ nauigkeit in der Einstellung des Stellelements.

Eine Sicherheitsüberwachung läßt sich vorteilhaft durch Plausibili­ tätsvergleich des Stellungssignalwertes mit den den Leerlaufzustand festlegenden Signalen durchführen.

Claims (5)

1. Elektronische Motorleistungssteuerung für ein Kraft­ fahrzeug,
mit einer Steuer- und Regeleinrichtung (10), die ein Regelsignal zur Betätigung eines elektrisch betätigba­ ren Stellelements (40, 42, 44) abgibt, welches die Mo­ torleistung beeinflusst,
wobei die Steuer- und Regeleinheit (10) von entspre­ chenden Meßeinrichtungen (16, 46) Signale empfängt, die die Stellung eines vom Fahrer betätigbarem Bedienelements (12) und des Stellelements repräsentieren,
die Steuer- und Regeleinrichtung (10) derart ausgebil­ det ist, dass wenigstens außerhalb des Leerlaufzustan­ des ein Stellungsregelkreis zur Regelung der Stellung des Stellelements vorgesehen ist, der auf der Basis eines aus der Stellung des vom Fahrer betätigbaren Be­ dienelements abgeleiteten Sollwerts und des ermittel­ ten Istwertes der Stellung des Stellelements das Re­ gelsignal für das Stellelement bildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und Regeleinheit (10) einen Leerlaufdreh­ zahlregler umfasst, wobei dieser einen Sollwert für den Stellungsregelkreis bildet und das Regelsignal für das Stellelement auf der Basis dieses Sollwertes und des ermittelten Istwerts der Stellung des Stellele­ ments gebildet wird,
die Steuer- und Regeleinheit (10) von einer entspre­ chenden Messeinrichtung (46) zwei die Stellung des Stellelements repräsentierende Signale empfängt, wobei das eine Signal höher aufgelöst ist als das andere,
wobei das höher aufgelöste Signal wenigstens im Leer­ laufbereich zur Verfügung steht und
wobei im Leerlaufbereich der Istwert der Stellung des Stellelements zumindest aus dem höher aufgelösten Stellungssignal, außerhalb des Leerlaufbereichs aus dem weniger aufgelösten Stellungssignals gebildet wird.

2. Elektronische Motorleistungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungswert des Stellelements aus den Meßsignalen der Meßeinrichtung als ein Datenwort gebildet wird, wobei das weniger aufgelös­ te Signal die niedrigwertigen Stellen und das höher auf­ gelöste Signal die höherwertigen Stellen bestimmt.

3. Elektronische Motorleistungssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Plausibilitätsvergleich der Meßsignalwerte mitein­ ander Fehlerfunktionen der Meßeinrichtung und/oder der Motorleistungssteuerung erkannt werden.

4. Elektronische Motorleistungssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fehlfunktionsüberprüfung die Drehzahl der Brenn­ kraftmaschine mit einbezogen wird.

5. Elektronische Motorleistungssteuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement einen Schrittmotor umfaßt.