(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの運転変数の関数として制御される車両用の駆動ユニットの制御方法であって、前記運転変数が少なくとも２つの測定装置により冗長に測定され、冗長に測定された運転変数値が比較により同調公差の範囲内でエラー状態が検査される車両用の駆動ユニットの制御方法において、
少なくともある値の範囲内で第２の測定装置の運転変数値が第１の測定装置の運転変数値に対応することなく変化したとき、前記同調公差を超えていなくてもエラーが検出されること、および、
第１の測定装置の運転変数値がアイドリング運転範囲を離れたとき、第２の測定装置の運転変数値が記憶されること
を特徴とする車両用の駆動ユニットの制御方法。
【請求項２】
運転変数がドライバにより操作可能な操作要素の位置であり、この操作要素の関数として駆動ユニットの出力が制御されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記ある値の範囲がアイドリング運転範囲であることを特徴とする請求項１または２の方法。
【請求項４】
第１の測定装置により測定された運転変数値に対してアイドリング上限値が設けられ、運転変数値がアイドリング上限値を超えているか否かが検出されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの方法。
【請求項５】
第１の測定装置の運転変数値がアイドリング運転範囲から外れたことが検出された場合、第２の測定装置の前の走査時点に存在した第２の測定装置の運転変数値が、最後の走査時点に存在した運転変数値として記憶されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項６】
第２の測定装置の運転変数値がδ値および記憶値から形成された値と比較されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの方法。
【請求項７】
正規化限界が設けられ、この正規化限界以降において信号値からドライバの出力希望が求められることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項８】
第１の測定装置の運転変数値が所定の値の範囲とくに正規化限界を超えかつ第２の測定装置の運転変数値が記憶値とδ値との和を超えていないとき、エラー状態が検出されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかの方法。
【請求項９】
エラー状態が検出されたとき、運転変数値が駆動ユニットの制御に使用されず、とくに正規化限界がシフトされることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの運転変数の関数として制御される車両用の駆動ユニットの制御装置であって、前記運転変数を少なくとも２つの測定装置により冗長に測定し、かつ冗長に測定された運転変数値が比較により同調公差の範囲内でエラー状態を検査する手段を含む電子式の制御ユニットを備えた車両用の駆動ユニットの制御装置において、
少なくともある値の範囲内で第２の測定装置の運転変数値が第１の測定装置の運転変数値に対応することなく変化したとき、前記同調公差を超えていなくてもエラーを検出する手段がさらに設けられていること、および、
第１の測定装置の運転変数値がアイドリング運転範囲を離れたとき、第２の測定装置の運転変数値が記憶されること
を特徴とする車両用の駆動ユニットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両駆動ユニットの制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような方法ないしこのような装置がドイツ特許公開第４００４０８３号（米国特許第５２２４４５３号）から既知である。この方法および装置においては、駆動ユニットないし自動車の少なくとも１つの運転変数が相互に冗長な２つの測定装置により測定される。測定された運転変数の少なくとも１つの関数として駆動ユニットが制御される。この場合、測定された運転変数はとくに駆動ユニットの出力制御のためのドライバにより操作可能な操作要素の位置である。ドライバによる操作要素の操作の大きさ、したがってドライバの出力希望を示す測定信号値の１つの関数として、駆動ユニットの出力が少なくとも１つの出力パラメータの設定により制御される。運転の信頼性および駆動ユニットの制御の機能性を保証するために、第１の測定信号値が、冗長な測定装置により測定される第２の測定信号値と比較される。両方の測定信号値が相互に許容範囲を超えて異なるとき、測定値の測定範囲内のエラー状態が検出され、場合により非常動作が制御に導入される。好ましい実施態様においては、この同調モニタリングは、運転変数の選択された値の範囲内においてのみ、とくに上部アイドリング運転範囲においてのみ行われる。両方の信号値の相互比較において、両方の測定装置間の最大の同調公差が考慮される。これは、両方の信号値が相互に最大の同調公差を超えているときにはじめて、モニタリングがエラー検出に関して応答したことを意味する。モニタリングが行われないかないしは小さい感度で行われる値の範囲内では、この値の範囲外で使用される同調公差は適用されない。
【０００３】
駆動ユニットを制御するために、一方の測定装置の信号がいわゆるガイド値として使用される。同調モニタリングを行わない範囲から同調モニタリングを行う範囲へ移行するとき、ガイド値が同調公差だけ範囲限界から外れて移動したときにはじめてエラーのモニタリングが応答する。
【０００４】
測定装置が加速ペダルと結合されている場合、ガイド値測定装置から、ドライバの希望に対応する信号が導かれる。このために、その点以降でドライバの出力希望が推定される正規化点が決定される。ペダル角が０と推定されるこの正規化点は、アイドリング運転点を離れたとき、同調公差を考慮して決定される。したがって、ガイド値測定装置が、ドライバの出力希望が推定される範囲内において既に同調公差だけ移動したときにはじめて、両方の信号値の比較によりエラー状態を検出することができる。これは、実際にエラー状態がある場合、ガイド値の信号が正規化点を同調公差だけ超えるまで、駆動ユニットはまず出力上昇の方向に操作されることを意味する。
【０００５】
同様な問題点は、同調モニタリングが作動しているときにおいても発生する。この場合もまた、エラーが検出されることなく、測定信号が同調公差の範囲内のドリフトによりエラーを有した状態で移動することがある。この場合もまた、公差を超えてはじめてエラー検出が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
運転変数の測定のモニタリング、とくにドライバによる加速ペダル操作を示す測定値のモニタリングを改善することが本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
駆動ユニットが少なくとも１つの運転変数の関数として制御される自動車の駆動ユニットの制御方法および装置において、この運転変数が少なくとも２つの測定装置により冗長に測定され、冗長に測定された運転変数の値が比較により同調公差の範囲内でエラー状態が検査される。さらに、少なくともある値の範囲内で第２の測定装置の運転変数の値が第１の測定装置の値に対応することなく変化したとき、同調公差を外れていなくてもエラーが検出される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、駆動ユニットのための出力制御の全体ブロック回路図を示す。好ましい実施態様においては、少なくとも１つのマイクロコンピュータを含む電子式の制御ユニット１０は少なくとも１つの出力ライン１２を介して駆動ユニット１４の出力を制御する。好ましい実施態様においては、駆動ユニット１４は内燃機関を示し、内燃機関の出力は少なくとも電気的に操作可能な絞り弁の設定により制御される。この場合、マイクロコンピュータである制御ユニット１０は出力制御手段１６を含み、出力制御手段１６は基本的に従来技術から既知であり、したがって以下においては詳細には説明しない。出力制御手段１６に、測定装置２０からの入力ライン１８を介して、ドライバにより操作可能な操作要素の操作を示す信号が供給される。好ましい実施態様においては、測定装置２０として、ドライバにより操作可能な加速ペダルの位置を測定するポテンショメータが使用される。さらに、出力制御手段１６に、ライン２２ないし２４を介して測定装置２６ないし２８から、出力制御のために評価される、駆動ユニットおよび／または内燃機関の他の運転変数が供給される。このような運転変数は、たとえば、駆動滑り制御の係合、機関回転速度、機関負荷、機関温度等である。さらに、測定装置２０に対し冗長に設けられかつ同じ測定値を測定する他の測定装置３０が設けられている。測定装置３０の信号値はライン３２を介して制御ユニット１０に供給される。制御ユニット１０ないしマイクロコンピュータは第１のモニタモジュール３４を含み、第１のモニタモジュール３４に測定装置２０および３０の信号値が供給される。第１のモニタモジュール３４において、従来技術から既知の両方の信号値の同調モニタリングが行われる。エラーの場合、出力制御手段１６はライン３６を介していわゆる非常走行運転を行うように調節される。さらに、制御ユニット１０ないしマイクロコンピュータは第２のモニタモジュール３８を含み、このモニタモジュール３８にも同様に測定装置２０および３０の信号値が供給される。この場合、移動のモニタリングすなわち同調公差の範囲内のモニタリングが行われる。このモニタモジュールもまたエラーが検出された場合にライン４０を介して出力制御手段を調節する。
【０００９】
正常運転において、出力制御手段１６は測定装置２０から伝送された電圧値（ガイド信号）ＵＰＷＧ１を受け取る。好ましい実施態様においては、この電圧値は０−５Ｖの範囲内で変化することができる。測定された電圧値から出発して、出力制御手段１６はこの信号からペダル角を求め、ペダル角は最終的にドライバの希望すなわち出力希望に変換される。電圧値からペダル角を求めるために、ペダル角が０すなわち加速ペダルが解放されていることが推定される、いわゆる正規化値が決定される。この正規化値の上方で直線関数により、電圧値に対応するペダル角が求められる。好ましい実施態様においては、正規化点は０−５Ｖの全体電圧範囲に対して２１％のところに存在する。これが図２に示されている。ここではペダル角βが電圧値ＵＰＷＧ１に対して目盛られかつ正規化点は２１％のところに目盛られている。ペダル角から駆動ユニット１４の出力制御のためのドライバの希望が導かれる。このドライバの希望から出発して、出力設定のための操作信号は、少なくとも１つの制御可能な出力パラメータを介して、好ましい実施態様においては絞り弁の位置を介して、求められかつ出力される。この場合、ライン２２−２４を介して供給される運転変数を考慮してもよい。
【００１０】
測定装置２０のガイド信号ＵＰＷＧ１にエラーがある場合に希望しない出力を供給することがある出力制御のモニタリングのために、モニタモジュール３４が設けられている。モニタモジュール３４において、測定装置２０の信号値は、測定装置２０に対し冗長な測定装置３０の信号値と比較される。両方の信号値が最大の同調公差以上に異なる場合、モニタモジュール３４はエラー信号を出力しかつ出力制御の非常走行動作を開始する。非常走行動作は、たとえば機関回転速度しきい値以上の燃料供給を遮断することにより、出力を制限することができる。前記のように、同調モニタリングにおいては、モニタモジュール３４におけるアイドリング運転範囲内（正規化点の下側の電圧において）のモニタリングは必要がない。この場合、エラーが存在すると、モニタモジュール３４がエラー状態を検出しなくても、ガイド値の測定装置２０の信号値は既に同調公差だけ正規化点を超えて移動していることになる。この結果、エラー状態の場合においても、ドライバの出力希望が検出されかつ実行される。ガイド値ＵＰＷＧ１が同調公差を超えて変化したときにはじめてエラー状態が特定される。たとえばガイド値の測定装置２０の領域に摩耗接触がある場合または測定装置２０の領域の汚れにより、同調公差内でドリフトが発生することがある。
【００１１】
したがって、モニタモジュール３８において同調モニタリングの改善ないし改良が与えられている。モニタモジュール３８におけるモニタリング方式は、正規化開始点（２１％）においてガイド信号値が既にアイドリング運転範囲から移動した状態を利用している。両方の測定装置は１つの軸上に設けられているので、このことは第２の測定装置３０のモニタ信号ＵＰＷＧ２に対しても適用されなければならない。この事実から出発して、ガイド信号値の移動が検出されかつ可能性のあるエラー状態が求められる。ガイド信号値がアイドリング運転範囲を離れた場合、フランク（勾配）検出を介して、測定装置３０の信号値の前の値が記憶される。この場合、ガイド信号値が急速に移動した場合に第２の測定装置３０のもとの値を求めるために、１走査間隔だけの遅れが必要となる。ガイド信号値が正規化開始点に到達した場合、正常状態においては、第２の測定装置３０の信号値もまた移動しているはずである。移動の前に記憶された信号値は値δだけ変化していなければならない。この変化が行われなかった場合、エラー状態が特定され、出力制御手段１６は、測定装置２０の信号値がドライバの出力希望に変換されないように調節される。好ましい実施態様においては、これは正規化開始点のより大きい値へのシフトにより行われ、この場合、モニタモジュール３４の同調モニタリングが再び行われる。他の有利な方法は、エラー状態が検出された場合、測定装置２０の信号値から形成される出力希望が無視されて駆動ユニットの出力変化に使用されないことである。
【００１２】
好ましい実施態様においてモニタモジュール３８内で行われる移動の検出が、図３に示すブロック回路図により詳細に示されている。図３に、第２の測定装置の信号値ＵＰＷＧ２が供給される入力ライン３２と、第１の測定装置の信号値ＵＰＷＧ１が供給される入力ライン１８とを有するモニタモジュール３８が示されている。さらに、出力制御手段１６を調節するために使用される出力ライン４０が示されている。信号値ＵＰＷＧ１は比較段１００においてメモリセル１０２内に記憶されている信号値ＵＰＷＧＵと比較される。この信号値ＵＰＷＧＵは、信号ＵＰＷＧ１をペダル角βに変換するための正規化開始点を示す。好ましい実施態様においては、この正規化開始点は２１％のところに存在する。信号値ＵＰＷＧ１が記憶値ＵＰＷＧＵを超えた場合、比較段１００から論理ＡＮＤ素子１０４に対応する信号が出力される。さらに、他の比較段１０６において、信号値ＵＰＷＧ１がメモリセル１０８内に記憶されている値ＵＬＬ１ＭＡＸと比較される。この値は正規化値（メモリセル１０２）の下側に存在しかつ加速ペダル位置のアイドリング運転範囲の上限すなわち解放された加速ペダルの上限値を示す。ある実施態様においては、この値は１７％のところに存在する。信号値ＵＰＷＧ１が記憶値ＵＬＬ１ＭＡＸを超えた場合、双安定素子１１０において正のフランク（勾配）が発生される。この正のフランクは他のメモリセル（ＲＡＭ）１１２に供給され、ここでメモリセル１１２は記憶過程を開始する。好ましい実施態様においては、双安定素子１１０において発生された正のフランクが遅延素子１１４において所定の時間だけ遅延され、これにより正のフランクは、信号値ＵＰＷＧ１が所定の時間アイドリング運転範囲内に存在したときにはじめてメモリセル１１２に出力される。これは、ノイズ信号があるとき、メモリセル１１２内への記憶を阻止する。正のフランクはメモリセル１１２の可能化入力端Ｅに供給される。メモリセル１１２のこの入力端に正のフランクが供給されたとき、入力端Ｗに待機している信号が受け取られかつ記憶される。バッテリの遮断後、したがって電子式の制御ユニット１０に対する電圧供給が遮断されたときに予約される初期化の範囲内で、メモリセル１１６内に記憶されている、第２の測定装置の信号値に対する値ＵＰＷＧ２Ｕ（たとえば９％）により、メモリセル１１２の初期化が行われる（入力端Ｉ）。値ＵＰＷＧ２Ｕは、測定装置３０がアイドリング運転範囲において有する最小電圧値を示す。
【００１３】
メモリセル１１２の入力端Ｗに、第２の測定装置の信号値ＵＰＷＧ２が供給される。信号値ＵＰＷＧ２は、信号値を正確に１走査間隔だけ遅延させる遅延素子１１８を介してメモリセル１１２に供給される。点火を投入したときに遅延素子１１８の入力端Ｉを介して検出される電子式の制御ユニットの初期化において、メモリセル１１２内に記憶されている値がスタート値として遅延素子に供給される（入力端ＩＶ）。このとき遅延素子１１８は、各走査時点においてそれぞれその前の走査時点にその入力端に存在した信号ＵＰＷＧ２をメモリセル１１２に供給する。好ましい実施態様においては、遅延素子１１８の前にフィルタ１２０が設けられ、フィルタ１２０は供給された信号ＵＰＷＧ２を平滑にしかつノイズを除去する。好ましい実施態様においては、このフィルタは１方向性を有し、すなわち信号値ＵＰＷＧ２の下方向のきわめて僅かな電圧値の変化のみがフィルタリングされる。メモリセル１１２内に記憶されている信号値は結合段１２２に供給される。この結合段において、記憶信号値がメモリセル（ＤＥＬＴＡ）１２４に記憶されている値δと加算される。両方の値の和が比較段１２６に供給され、比較段１２６にはさらに信号ＵＰＷＧ２が供給されている。信号ＵＰＷＧ２が比較段１２６の他の入力端に存在する信号値を下回った場合、測定装置３０の信号は十分に移動していなかったことになる。このことが対応する信号としてＡＮＤ素子１０４に供給される。ＡＮＤ素子１０４の両方の入力端に正の信号値が存在する場合、すなわち信号値ＵＰＷＧ２が十分に移動してなくかつ信号値ＵＰＷＧ１が正規化値を超えている場合、ライン４０を介して正規化値ＵＰＷＧＵがシフトされ、したがって信号値ＵＰＷＧ１に基づいてペダル角は求められない。
【００１４】
比較段１０６を介してガイド信号値ＵＰＷＧ１がアイドリング運転範囲から外れたことが検出された場合、第２の測定装置の前の走査時点に存在した値ＵＰＷＧ２がメモリセル１１２に記憶される。ガイド信号値がメモリセル１０２内に記憶されている正規化値を超え、かつ信号値ＵＰＷＧ２が記憶されている値およびδ値から形成された限界値を下回った場合、ＡＮＤ素子１０４において、ガイド信号値はが正規化点を超えて移動しているにもかかわらず、モニタ測定装置の信号値ＵＰＷＧ２は対応する大きさで移動しなかったことが検出される。この場合、両方の測定装置の同調公差の範囲内でエラー状態が特定されかつこれがライン４０を介して出力制御手段１６に供給される。好ましい実施態様においては、この場合、正規化限界がより高い値にシフトされ、したがってガイド信号ＵＰＷＧ１内のドリフトにより燃料が供給されず、同調モニタリングが行われたときにはじめて燃料の供給が可能となる。
【００１５】
以上、本発明による方法を加速ペダルの位置の測定の好ましい実施態様に関して説明してきた。本発明による方法は、モニタリングのために同調モニタリングが行われ、かつ少なくとも１つの値の範囲内ではこのモニタリングが全く行われないかまたは制限範囲においてのみ行われる、駆動ユニットないし自動車の他の運転変数の冗長測定と組み合わせられた場合においても、所定の利点が得られる。このような測定変数の測定の例は、絞り弁またはアイドリング設定装置の位置の測定、あるいは、たとえば高温膜センサおよび絞り弁位置センサを介しての機関負荷の測定である。
【００１６】
本発明による方法を、アイドリング運転範囲における同調モニタリングに限定した好ましい実施態様に関して説明してきた。しかしながら、本発明による方法は、同調公差が作動しているときにおいて使用されても、所定の利点が得られる。この場合、とくにアイドリング運転範囲において上記のしきい値を超えたときまたは一般に実際の値が変化したときにのみ第１の測定装置の値の移動が検出されると直ちに、２つの測定装置の値が記憶される。この場合、第２の測定装置の値の対応する移動の上記のモニタリングが行われ、エラーの場合、非常運転手段が機能する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明により、駆動ユニットの制御のガイド値のモニタリングが改善されることは有利である。同調モニタリングがたとえばガイド値測定装置のドリフトのようなエラー状態を検出する前にこのエラー状態が既に検出されることは有利である。これにより、同調公差範囲内のドリフト現象もまた検出される。冗長な運転変数値のモニタリングが改善される。本発明による方法が、このようなエラー状態が内燃機関の制御にとくに影響を与えるような選択された範囲、たとえばアイドリング運転範囲または低出力範囲においてのみ使用されることがとくに有利である。
【００１８】
同調モニタリングを行わない範囲から同調モニタリングを行う範囲への移行において、エラーの場合に、ガイド値に基づいて駆動ユニットの制御が妨害されないことはとくに有利である。加速ペダルの位置からドライバの出力希望を求めるために本発明による方法を使用したとき、たとえば摩耗接触による出力希望の誤った検出がもはや行われないことはとくに有利である。
【００１９】
本発明による方法を、自動車の駆動ユニットの出力制御のためのポテンショメータと組み合わせて使用したとき、とくに有利性が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出力制御のガイド値のためのモニタ手段が示されている自動車駆動ユニットの出力制御のための電子式の駆動ユニットの全体ブロック回路図である。
【図２】ドライバの出力希望の決定方法が示されているペダル角と電圧値との関係を示す線図である。
【図３】本発明による、同調公差の範囲内においてもエラー状態が検出可能なガイド値のモニタリングの実施態様を示す詳細ブロック回路図である。
【符号の説明】
１０  制御ユニット
１２、１８、２２、２４、３２、３６、４０  ライン
１４  駆動ユニット
１６  出力制御手段
２０、２６……２８、３０  運転変数
３４  第１のモニタモジュール
３８  第２のモニタモジュール
１００、１０６、１２６  比較段
１０２、１０８、１１２、１１６、１２４  メモリセル
１０４  ＡＮＤ素子
１１０  双安定素子
１１４、１１８  遅延素子
１２０  フィルタ
１２２  結合段
ＤＥＬＴＡ、ＵＬＬ１ＭＡＸ、ＵＰＷＧＵ、ＵＰＷＧ２Ｕ  記憶信号
Ｅ、Ｉ、ＩＶ、Ｗ  入力端
ＵＰＷＧ１、ＵＰＷＧ２  ガイド信号値（電圧値）
β  加速ペダル角
【図１】
0004225601.tif 000002
【図２】
0004225601.tif 000003
【図３】
0004225601.tif 000004