DE69013128T2

DE69013128T2 - Sicherheitsverfahren für Drossel-Betätiger bei automatisiertem Getriebe.

Info

Publication number: DE69013128T2
Application number: DE69013128T
Authority: DE
Inventors: Kwok Wah Chan; William Francis Cote; Louis Earl Miller
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1990-12-06
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2010-12-07
Also published as: DE69013128D1; EP0432966A3; CA2031877A1; US5048481A; EP0432966B1; CA2031877C; EP0432966A2

Description

Gebiet

Die Erfindung betrifft Steuerungssysteme für Fahrzeuge, wie zum Beispiel Lastkraftwagen, und insbesondere elektromechanische Steuerungen, die den Fahrer beim Schalten der Gänge, beim Bedienen der Kupplung und beim ferngesteuerten Betätigen der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung unterstützen.

Hintergrund der Erfindung

Aus dem Stand der Technik sind automatische Getriebe sowohl in der automatischen, mechanischen Ausführungsform mit formschlüssigen Kupplungen als auch Ausführungsformen mit Planetengetriebe, die Reibungskupplungen verwenden, bekannt, ebenso wie Steuerungssysteme dafür.
Elektronische Steuerungssysteme, die diskrete Logikschaltkreise und/oder softwaregesteuerte Mikroprozessoren für automatische Getriebe verwenden, bei denen Gangauswahl und Schaltentscheidungen auf bestimmten gemessenen und/oder berechneten Parametern beruhen, sind ebenfalls bekannt. Die Parameter umfassen: Fahrzeuggeschwindigkeit (oder Getriebeausgangswellendrehzahl), Getriebeeingangswellendrehzahl, Motordrehzahl, Änderungsgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, Änderungsgeschwindigkeit der Motordrehzahl, Stellung der Zumeßeinrichtung, Rate mit der sich die Stellung der Zumeßeinrichtung ändert, vollständiges Niederdrücken des Gaspedals (d.h. "Kickdown"), Betätigung der Bremse, gegenwärtig eingelegte Gangstufe und ähnliches. Beispiele solcher automatischen und halbautomatischen Getriebesteuerungssysteme für Fahrzeuge finden sich in den US-Patentschriften 4 361 060, 4 551 802, 4 527 447, 4 493 228, 4 425 620, 4 463 427, 4 081 065, 4 073 203, 4 253 348, 4 038 889, 4 226 295, 3 776 048, 4 208 929, 4 039 061, 3 974 720, 3 478 851 und 3 942 393, die alle durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Automatische Steuerungssysteme, um das Ein- und Ausrücken von Hauptkupplungen in Fahrzeugen mit automatischen mechanischen Getrieben (AMT) zu steuern, sind im Stand der Technik bekannt, wie aus den US-Patentschriften 4 792 901, 4 493 228, 4 081 065, 4 401 200, 4 413 714, 4 432 445, 4 509 625 und 4 576 263 zu ersehen ist, die alle durch Bezugnahme aufgenommen sind. Ein Beispiel für ein Steuerungssystem zur Anpassung der Kraftstoffzufuhr an die Stellung der Zumeßeinrichtung findet sich in der US-Patentschrift 4 493 228, die durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Der Stand der Technik in Gestalt der EP-A 0 269 118 schlägt vor, ein Ventil der Zumeßeinrichtung elektrisch zu betätigen, die Stellung und den Betriebszustand eines Gaspedals sowie die gewünschte und tatsächliche Stellung der Zumeßeinrichtung zu ermitteln und Signale von ihnen automatisch zu untersuchen, um die Zumeßeinrichtung usw. in geeigneter Weise zu betätigen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung führen zu einem Sicherheitsverfahren für ein Aktuator-Untersystem einer Zumeßeinrichtung eines Fahrzeuges, das feststellt, ob, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Gaspedal nimmt, die Steuerung der Einspritzpumpe an den Leerlaufregler zurückgeht, wie es sein sollte, und das die Kraftstoffzufuhr unterbricht, wenn dies nicht der Fall ist.
Ein anderes Ausführungsbeispiel weist einen Weg für ein Verfahren, das einen Aktuator einer Zumeßeinrichtung überwacht, um sicherzustellen, daß er Zumeßbefehle, z.B. die Stellung des Gaspedals, genau befolgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaubild eines automatischen mechanischen Getriebes (AMT) für ein Fahrzeug.
Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaubild einer bevorzugten Ausführungsform des Sicherheitsuntersystems für den Aktuator der Zumeßeinrichtung.
Fig. 3A zeigt ein Flußdiagramm einer ersten Gruppe von Verfahrensschritten, die von dem Getriebesteuerungs- Prozessor ausgeführt werden.
Fig. 3B ist eine Fortsetzung von Fig. 3A und zeigt eine zweite Gruppe von Verfahrensschritten, die von dem Getriebesteuerungs-Prozessor ausgeführt werden.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm von Schritten, die von dem Prozessor für die Steuerung der Zumeßeinrichtung ausgeführt werden.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm von Schritten, um festzulegen, welche Maßnahme zu ergreifen ist, wenn zwei Rückkopplungssignale nicht übereinstimmen.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm von Schritten, um die Richtigkeit von Signalen von Rückkopplungseinrichtungen zu überwachen.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Automatisches mechanisches Getriebe, Fig. 1

Um ein Beispiel von der Erfindung zu geben, wird die Art und Weise beschrieben7 wie sie in einem bestimmten AMT verwendet wird. Die Hauptkomponenten und Verbindungen des AMT sind in Fig. 1 dargestellt. Sie zeigt schematisch ein AMT-System 10, das ein automatisches, mehrgängiges Verbund-Geschwindigkeitswechselgetriebe 12 aufweist, das über eine Hauptkupplung 16 von einem gaspedalgesteuerten Motor 14, z.B. einem Dieselmotor, angetrieben ist.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann eine Motorbremse, z.B. eine Auspuffbremse 17, um die Drehzahl des Motors 14 herabzusetzen, und/oder eine Eingangswellenbremse 18 vorgesehen sein, die beim Ausrücken der Hauptkupplung 16 eine bremsende Kraft auf die Eingangswelle ausübt. Den Ausgang des automatischen Getriebes 12 bildet eine Ausgangswelle 20, die zur antriebsmäßigen Verbindung mit einem geeigneten Fahrzeugbauteil, z.B. dem Differential einer Antriebsachse, einem Verteilergetriebe oder ähnlichem eingerichtet ist.
Mehrere Einrichtungen wirken auf diese Komponenten des Antriebsstrangs ein und überwachen sie. Zu ihnen gehören: eine Überwachungseinrichtung 22 für die Stellung der Zumeßeinrichtung, die die Stellung der Zumeßeinrichtung des Fahrzeuges feststellt und dementsprechende Signale abgibt; eine Einrichtung 26 zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr, um die Menge des dem Motor 14 zuzuführenden Kraftstoffes zu steuern; einen Motordrehzahlsensor 28, der die Drehzahl des Motors mißt; ein Stell- und Sensorglied 30 für die Kupplung, das die Kupplung 16 ein- oder ausrückt und Informationen über den Zustand der Kupplung abgibt; ein Stellglied 31 für die Eingangswellenbremse; einen Drehzahlsensor 32 für die Getriebeeingangswellenbremse; ein Stellglied 34 für das Getriebe, das das Getriebe 12 in eine ausgewählte Gangstufe schaltet und Signale abgibt, die den augenblicklichen Zustand des Getriebes anzeigen; und einen Drehzahlsensor 36 für die Getriebeausgangswelle.
Eine Überwachungseinrichtung oder ein Monitor 38 der Fahrzeugbremse stellt die Betätigung des Fahrzeugbremspedals 40 fest. Auch kann die eingerückte Gangstufe des Getriebes 12 berechnet werden, indem das Eingangswellendrehzahlsignal 32 mit dem Ausgangswellendrehzahlsignal 36 verglichen wird.
Diese Einrichtungen liefern Informationen an und empfangen Befehle von einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 42, die das AMT steuert. Die CPU 42 kann analoge und/oder digitale elektronische Rechen- und Logikschaltkreise aufweisen, deren Verschaltung und Aufbau im einzelnen nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind. Die CPU 42 erhält auch Informationen von einer Vorrichtung 44 zur Steuerung von Schaltvorgängen, mittels der der Fahrer Rückwärtsfahrt (R), Leerlauf (N) oder Vorwärtsfahrt (D) des Fahrzeuges wählen kann.
Eine elektrische Energiequelle (nicht dargestellt) und eine Quelle (nicht dargestellt) für Druckfluid liefern elektrische und pneumatische Energie an verschiedene Meß-, Betätigungs- und Verarbeitungseinheiten. Eine Fehleranzeige oder Alarmvorrichtung 46 kann die Identität eines bestimmten Fehlers oder einfach das Vorhandensein eines nicht identifizierten Fehlers anzeigen. Die Komponenten des Antriebsstrangs und deren Steuerungen in der oben beschriebenen Bauart sind im Stand der Technik bekannt und sind im einzelnen in den oben erwähnten US-Patentschriften 4 361 060; 3 776 048; 4 038 889 und 4 226 295 erläutert.
Die Sensoren 22, 28, 32, 36, 38 und 44 können von beliebiger Art und beliebigem Aufbau sein, um analoge oder digitale Signale zu erzeugen, die die überwachten Parameter repräsentieren. Gleichermaßen können die Stellglieder 17, 31, 26, 30 und 34 in einer beliebigen bekannten elektrischen, pneumatischen oder elektropneumatischen Bauart ausgeführt sein, um abhängig von Befehlssignalen der CPU 42 die Betätigungen auszuführen.
Die Einrichtung 26 zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr gibt normalerweise entsprechend der von dem Fahrer gewählten Einstellung der Zumeßeinrichtung 24 Kraftstoff an den Motor 14 ab, kann aber, um das Getriebe während eines Hoch- oder Herunterschaltens zu synchronisieren oder um ein ruckfreies Anfahren zu erreichen, eine größere oder kleinere Menge Kraftstoff gemäß Befehlen der CPU 42 abgeben.
Der Zweck der CPU 42 ist es, gemäß einem Programm (d.h. vorbestimmten logischen Regeln) und gegenwärtigen oder gespeicherten Parametern die optimale Gangstufe auszuwählen, in der das Getriebe arbeiten sollte und, falls nötig, aufgrund der gegenwärtigen und gespeicherten Informationen einen Gangwechsel (Schaltvorgang) in die ausgewählte optimale Schaltstufe zu befehlen.
Die verschiedenen Funktionen, die von der CPU 42 auszuführen sind, sowie eine bevorzugte Ausführungsweise sind im einzelnen aus der US-Patent 4 595 986 und aus dem Artikel Nr. 831 776 in Society of Automotive Engineers (SAE), erschienen im November 1983, zu ersehen, die durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Der Kupplungsaktuator 30 wird vorzugsweise von der CPU 42 gesteuert, um die Hauptkupplung 16 ein- oder auszurücken, wie dies in der oben erwähnten US-Patentschrift 4 081 065 beschrieben ist. Das Getriebe 12 kann Synchronisationsmittel aufweisen, z.B. einen Beschleunigungs- und/oder einen Bremsmechanismus, wie er in der US-Patentschrift 3 478 851 beschrieben ist, die durch Bezugnahme aufgenommen ist. Das Getriebe 12 ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, in der Ausführungsform mit zwei Vorgelegewellen, wie es in der US-Patentschrift 3 105 395 beschrieben ist, die durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Sicherheitsuntersystem für den Aktuator der Zumeßeinrichtung, Fig. 2

Dieser Abschnitt beschreibt Komponenten und Verknüpfungen, die das Sicherheitsuntersystem für den Aktuator der Zumeßeinrichtung betreffen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel benutzt die zentrale Verarbeitungeinheit (CPU) 42 zwei Prozessoren, die jeweils unterschiedliche Operationen ausführen, um alle Informationsverarbeitungsaufgaben des AMT-Systems zu bewältigen. Einer davon ist ein Prozessor 42A zur Getriebesteuerung, der die Verarbeitung auf Systemebene durchführt; der andere ist ein Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung, der einige der Echtzeit-Eingabe- und -Ausgabeoperationen ausführt.
Jeder der selbständig arbeitenden Prozessoren 42A, 42B, ist in der Lage, nötigenfalls die Kraftstoffzufuhr zum Motor 14 zu unterbrechen, indem er auf eine Einspritzoder Kraftstoffpumpe 26C einwirkt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, gibt es eine mit "Kraftstoffabsperrung A" bezeichnete Verbindung 23 von dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung zu der Einspritz- oder Kraftstoffpumpe 26C. Es gibt auch eine mit "Kraftstoffabsperrung B" bezeichnete Verbindung 25 von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung zu der Einspritz- oder Kraftstoffpumpe 26C.
Der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung erhält von einem Gaspedalsensor 22P ein lineares Signal (Anschluss 22A), das die Stellung des Gaspedals 24A anzeigt. Der Gaspedalsensor 22P sendet auch ein Gaspedal-Leerlaufschalter-Signal (Ausgang 22B) an den Prozessor 42A zur Getriebesteuerung, das anzeigt, ob sich das Gaspedal 24A in der Leerlaufstellung befindet oder nicht.
Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung sendet auf einer Leitung 50 Zumeßbefehle an einen Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung. Der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung ist Teil der Einrichtung 26 zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr aus Fig. 1. Der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung sendet die Stellung des Aktuators der Zumeßeinrichtung anzeigende lineare Rückkopplungsinformationen der Zumeßeinrichtung (Ausgang 22C) an den Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung zurück. Der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung sendet auch ein Leerlaufschalter- Sicherheitssignal (der Zumeßeinrichtung) (Ausgang 22D) an den Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung zurück, das anzeigt, ob sich der Aktuator der Zumeßeinrichtung in der Leerlaufstellung befindet oder nicht.
Eine Schalttafel oder ein Steuertableau 45 für den Fahrer sendet Befehle (Anschluss 46A) an den Prozessor 42A zur Getriebesteuerung und (Anschluss 46B) an den Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung. Die Schalttafel 45 für den Fahrer, die die Fehleranzeige 46 aus Fig. 1 enthält, empfängt von dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung (Anschluss 44A) und von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung (Anschluss 44B) Anzeigeinformationen.
Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung erhält auf einer Leitung 52 von dem Motordrehzahlsensor 28 auch Informationen über die Motordrehzahl.
Weder der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung noch der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung hat, wenn der eine von dem anderen getrennt ist, die vollständige Information über den Zustand des Kraftstoffsystems. Daher ist es für die normale Kraftstoffsteuerung notwendig, daß die beiden Prozessoren miteinander kommunizieren. Zu diesem Zweck ist ein Untersystem zur Kommunikation zwischen den Prozessoren vorgesehen, das durch die Linie 42C angedeutet ist.
Innerhalb des Untersystems 42C zur Kommunikation zwischen den Prozessoren hat jeder Prozessor 42A, 42B mehrere Möglichkeiten, um festzustellen, ob die Kommunikation zwischen den Prozessoren unterbrochen ist. Die Unterbrechung der Kommunikation kann teilweise oder vollständig sein. Falls die Kommunikation unterbrochen ist, versuchen die Prozessoren unabhängig voneinander sicherzustellen, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung in einem sicheren Zustand gehalten wird. Das Verfahren, um dies auszuführen, ist ein Gegenstand dieser Erfindung.
Während des normalen Betriebes informiert der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung den Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung über die Kommunikationsleitungen 42C darüber, wieviel Kraftstoff der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung anfordert; dies ist ein Zumeßbefehl. (Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung gibt dann auf der Leitung 50 einen Zumeßbefehl an den Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung weiter). Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung sendet Informationen an den Prozessor 42A zur Getriebesteuerung, die die überwachte tatsächliche Stellung des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung betreffen (Rückkopplungswert der Zumeßeinrichtung). Beide dieser Werte sind zwischen 0 und 100 % skaliert.

Prozessor zur Getriebesteuerung, Fig. 3A und 3B

Dieser Abschnitt beschreibt Verfahrensschritte, die von dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung durchgeführt werden, wenn er diejenigen seiner Funktionen ausführt, die das Sicherheitsuntersystem für den Aktuator der Zumeßeinrichtung betreffen. Das beigefügte Flußdiagramm ist willkürlich in die Fig. 3A und 3B aufgeteilt, um es leichter zeichnen zu können.
Bei Unterbrechung der Kommunikation zwischen den beiden Prozessoren 42A, 42B, hat der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung immer noch genaue Informationen über die Fahrerbefehle (22A, 46A), aber nur noch unvollständige Informationen über den Zustand des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung. Vergleiche Block 56 in Fig. 3A. Die Prozessoren 42A, 42B überwachen sich selbst hinsichtlich der Fähigkeit zu routinemäßiger Kommunikation auf eine von zahlreichen in der Computertechnik bekannten Weisen. Zum Beispiel können sie das Fehlen eines periodischen Überwachungssignals in einem vorbestimmten richtigen Format feststellen, wenn die Signale nicht zu den erwarteten Zeiten oder in dem erwarteten Format auftreten. Der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung ergreift keine Sicherheitsmaßnahmen, wenn die Kommunikation mit dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung beeinträchtigt ist, solange der Fuß des Fahrers das Gaspedal 24A nach unten drückt (Block 58), wie es durch den Gaspedal-Leerlaufschalter 22B angezeigt wird.
Wenn der Fahrer die Kraftstoffzufuhr in den Leerlauf (22B) befiehlt, indem er das Pedal (Leitung 60) losläßt, ist eine 300 ms lange Zeitverzögerung vorgesehen (Block 62). Dann wird das Signal des Leerlauf-Sicherheitsschalters (22D) automatisch untersucht. Wenn das Signal des Leerlauf-Sicherheitsschalters nach 300 ms keinen Leerlaufzustand anzeigt, wird die Einspritz- oder Kraftstoffpumpe 26C abgestellt (Block 66). Der Leerlaufschalter zeigt keinen Leerlaufzustand an, wenn er entweder (a) tatsächlich einen Nicht-Leerlau zustand angibt oder (b) überhaupt kein Signal an die Steuerung 42A abgibt. Wenn andererseits das Signal des Leerlaufsicherheitsschalters 22D nach der 300 ms-Zeitverzögerung (68) Leerlauf anzeigt, wird von dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung keine Abhilfsmaßnahme ergriffen.
Selbst wenn das Untersystem 42C zur Kommunikation zwischen den Prozessoren richtig arbeitet, führt der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung einen Teil der Verarbeitung aus, die notwendig ist, um einen sicheren Betrieb des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung sicherzustellen. Ein wichtiger Sicherheitsaspekt, der den Betrieb des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung betrifft, ist es, sicherzustellen, daß der Aktutator 26A der Zumeßeinrichtung tatsächlich in den Leerlauf zurückkehrt, wenn der Fahrer seinen Fuß von dem Pedal 24 nimmt. Der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung und nicht der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung überwacht diesen Aspekt, wie nun beschrieben werden wird.
Wie in der linken Spalte in Fig. 3A gezeigt ist, berechnet der Prozessor 42A zur Getriebesteuerung auf der Basis des Pedaleingabewertes 22A einen Zumeßbefehl (Block 70), wenn die Prozessoren 42A, 42B richtig kommunizieren. Der Zumeßbefehl wird an den Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung übertragen (72), und das Rückkopplungssignal (22C) der Zumeßeinrichtung wird von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung zu dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung zurückgeführt (74). Der Zumeßbefehl und der Rückkopplungswert der Zumeßeinrichtung werden in Block 76 verglichen.
Wenn der Fahrer eine Null-Prozent-Stellung der Zumeßeinrichtung (Leerlauf) befiehlt (24), wird eine 300 ms-Zeitverzögerung in Lauf gesetzt (78), um dem Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung genug Zeit zu geben, in die Leerlaufstellung zurückzukehren. Wenn nach Ablauf der Zeitverzögerung,
(a) beide Rückkopplungsignale der Leerlaufschalter (Gaspedal-Leerlaufschalter 22B und Leerlauf-Sicherheitsschalter 22D) einen Leerlaufzustand anzeigen, wird gefolgert, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung seinen Befehlen gehorcht (Block 80 in Fig. 3B); alles ist in Ordnung (81) und es werden keine korrigierenden Maßnahmen ergriffen;
(b) keiner der Schalter 22B und 22D Leerlauf anzeigt (Block 82), wird ein Fehler angezeigt und die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor wird unterbrochen (Block 84);
(c) einer der Mechanismen Leerlauf anzeigt und der andere nicht, führt das System automatisch weitere Tests aus, bevor es handelt (Block 86), wie es in einem Abschnitt mit der Überschrift "Wenn Rückkopplungssignale widersprüchlich sind" weiter unten beschrieben ist.
Wenn der Fahrer eine nicht Null-Prozent-Stellung (77) der Zumeßeinrichtung anfordert (24), wird eine Prozedur (79) angewendet, die "Überprüfung der Übereinstimmung mit Zumeßbefehlen" heißt und weiter unten und in Fig. 6 beschrieben wird.

Prozessor zur Steuerung der Zumeßeinrichtung, Fig. 4

Einige der kritischen Echtzeit-Eingabe-/-Ausgabeoperationen, die von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung während des normalen fehlerfreien Betriebes ausgeführt werden, sind: (a) Sammeln der Drehzahlsensordaten 28; (b) Regelung des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung; und (c) Herstellung einer Verbindung (44B, 46B) zu dem Steuertableau 45 für den Fahrer. Vgl. Fig. 2.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, verwendet der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung bei Verlust der Kommunikation 42C zwischen den Prozessoren einen von dem des Prozessors 42A zur Getriebesteuerung unterschiedlichen Ansatz (Block 90). Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung hat keine Informationen mehr, über die von dem Fahrer angeforderte Höhe der Kraftstoffzufuhr (22A). Daher versucht er sicherheitshalber, den Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung in die Leerlaufstellung zurückzufahren (Block 92) und er schaltet eine "Fahrzeug anhalten"-Anzeigeleuchte auf der Schalttafel 45 für den Fahrer ein.
Wenn danach der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung die Bestätigung (Block 94) erhält, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung in die Leerlaufstellung zurückgekehrt ist (sowohl das lineare Rückkopplungssignal 22C als auch das Signal des Leerlauf-Sicherheitsschalters 22D zeigen an, daß sich der Aktuator der Zumeßeinrichtung im Leerlauf befindet), wird keine weitere Sicherheitsmaßnahme ergriffen (95). Wenn die Bestätigung einer Rückkehr in den Leerlauf nicht empfangen wird, wird die Kraftstoffzufuhr zu der Kraftstoffpumpe unterbrochen (96)
Fig. 4 zeigt auch, wie der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung Zumeßsignale zwischen dem Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung und dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung hin- und herschickt. Der Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung liest (Block 98) Zumeßbefehle, die er über das Kommunikationssystem 42C von dem Prozessor 42A zur Getriebesteuerung empfängt. Diese Befehle werden an den Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung weitergegeben (Block 100). Rückkopplungssignale 22C der Zumeßeinrichtung von dem Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung werden von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung empfangen (Block 104) und an den Prozessor 42A zur Getriebesteuerung weitergeleitet (106)

Wenn Rückkopplungssignale widersprüchlich sind, Fig 5

Die beiden Rückkopplungseinrichtungen, die gewöhnlich Information darüber abgeben, ob der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung im Leerlauf ist oder nicht, sind ein Potentiometer für die Rückmeldung der Stellung (Signal 22C) und der Leerlauf-Sicherheitsschalter (Signal 22D) Falls eines dieser Signale anzeigt, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung im Leerlauf ist und der andere anzeigt, daß er es nicht ist, versucht das Sicherheitsuntersystem festzustellen, welche der Einrichtungen die richtige Information liefert und handelt entsprechend.
Wenn der Antriebsstrang durchgekuppelt ist (Block 110), d.h. wenn die Kupplung 16 eingerückt und das Getriebe 12 in einem Gang ist, gibt es keinen einfachen Weg, um festzustellen, welche der beiden voneinander abweichenden Rückkopplungseinrichtungen des Aktuators der Zumeßeinrichtung zutreffend ist. Die sicherste Maßnahme ist es daher die Kraftstoffzufuhr zum Motor zu unterbrechen (Block 112). Wenn andrerseits der Antriebsstrang nicht durchgekuppelt ist, gibt es eine Möglichkeit, etwas über die Stellung des Aktuators der Zumeßeinrichtung zu ermitteln, indem die Motordrehzahl untersucht wird (Block 114).
Wenn die Motordrehzahl 28 einen ersten vorbestimmten Grenzwert weit oberhalb der Leerlaufdrehzahl überschreitet, z.B. 1900 U/min, ist es offensichtlich, daß sich der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung nicht in der Leerlaufstellung befindet. Dann wird ein Fehler angezeigt und die Kraftstoffzufuhr wird unterbrochen (Block 116).
Wenn die Motordrehzahl unterhalb eines zweiten bestimmten Grenzwertes leicht oberhalb der nominalen Leerlaufdrehzahl (Block 118) liegt, ist es relativ sicher anzunehmen, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung in seine Leerlaufstellung zurückgekehrt ist. Die Kraftstoffversorgung bleibt angeschaltet, weil nur ein Fehlalarm vorlag. Ein Fehler wird angezeigt (Block 120), wobei angegeben wird, welche der Rückkopplungseinrichtungen die falsche Information geliefert hat.
Der verbleibende Fall tritt ein, wenn die Motordrehzahl zwischen den beiden eben beschriebenen Grenzwerten liegt. In diesem Fall wird eine weitere Zeitverzögerung mit einer Dauer von 500 ms in Lauf gesetzt (Block 122), um sicherzustellen, daß der Motor genügend Zeit hatte, um zu reagieren. Wenn sich der Motor am Ende der 500 ms-Zeitverzögerung immer noch nicht innerhalb des Leerlaufdrehzahlbereiches befindet, wird die Kraftstoffversorgung unterbrochen (Block 124).

Überprüfung der Übereinstimmung mit Zumeßbefehlen, Fig. 6

Es ist erwünscht, daß der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung die Befehle (22A, 50) des Fahrers bei anderen Einstellungen als Leerlauf genau befolgt; beide Signale 22C, 22D der Rückkopplungseinrichtungen des Aktuators der Zumeßeinrichtung werden in regelmäßigen Abständen überwacht, um bestimmte Arten von Fehlfunktionen festzustellen.
Wenn der Zumeßbefehl 50 eine vorbestimmte, relativ niedrige Schwelle, z.B. 25% von Vollgas überschreitet (vgl. Block 130), werden unter der Überwachung des Prozessors 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung eine Reihe von Tests automatisch ausgeführt. Diese Tests sollen ermitteln, ob der Leerlauf-Sicherheitsschalter 26D richtig funktioniert und ob der Aktuator 26A der Zumeßeinrichtung den Befehl 50 genau befolgt.
Die beiden Rückkopplungssignale 22C und 22D des Aktuators 26A der Zumeßeinrichtung werden von dem Prozessor 42B zur Steuerung der Zumeßeinrichtung untersucht (Block 132). Wenn weder der Leerlauf-Sicherheitsschalter 22D (indem er geschlossen ist) noch das Rückkopplungssignal 26C des Potentiometers Leerlauf anzeigen, wird keine korrigierende Maßnahme ergriffen (134). Wenn eines der Signale Leerlauf anzeigt (136), wird eine Zeitverzögerung von 300 ms dazwischengeschaltet, um diesen Rückkopplungseinrichtungen genügend Zeit zu geben, die richtigen Stellungen einzunehmen (Block 138). Wenn am Ende der Zeitverzögerung eine der Rückkopplungseinrichtungen immer noch Leerlauf anzeigt, wird angenommen, daß eine Fehlfunktion aufgetreten ist, und es wird ein Fehler angezeigt (Block 140).
Um zu prüfen, ob der Aktuator der Zumeßeinrichtung die Anforderung richtig befolgt, wird das Rückkopplungssignal der Zumeßeinrichtung mit dem Zumeßbefehl verglichen, wenn sich das Gaspedal nicht bewegt. Wenn das Rückkopplungssignal der Zumeßeinrichtung den Befehl um mehr als 10% übersteigt, wird eine 300 ms-Zeitverzögerung in Lauf gesetzt, um dem Rückkopplungssignal Zeit zu geben, in diesen 10%-Bereich zu kommen. Wenn sich der Aktuator der Zumeßeinrichtung innerhalb der Verzögerungszeit dem Befehl nicht bis auf 10% annähert, wird ein Fehler angezeigt. Eine einfache, die Schritte dieses Merkmals veranschaulichende Figur könnte ähnlich zu den oben beschriebenen Figuren sein.

Schutzumfang der Erfindung

Obwohl ein vollautomatisches AMT-System 10 dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung auch bei halbautomatischen AMT-Systemen anwendbar, bei denen das System vom Fahrer gewählte Gangwechsel automatisch ausführt.
Obwohl beschrieben ist, daß das AMT-System 10 eine mikroprozessorgestützte Steuerung 42 verwendet und daß die Verfahren und die Operationen als Software-Algorithmen ausgeführt sind, ist es ohne weiteres ersichtlich, daß die Operationen auch in elektronischen oder fluidischen Logikschaltkreisen ausgeführt werden können, die diskrete Hardware-Komponenten aufweisen.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert ist, sind verschiedene Abwandlungen innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung möglich, einschließlich, aber nicht ausschließlich denen, die oben erläutert sind.

Claims

1. Verfahren zur Gewährleistung der Sicherheit bei Fahrzeugen mit einem Motor (14), einem Getriebe (12), einer Kupplung (16), einem Gaspedal (24A), einer von Zumeßbefehlen (50) abhängigen Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung, einem Kraftstoffzufuhrsystem und einem elektronischen Steuerungssystem (10), wobei Schritte vorgesehen sind, gemäß denen

überprüft (76, 78) wird, ob für die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung der Leerlauf befohlen wurde;

überprüft (80) wird, ob das Gaspedal in Leerlaufstellung steht, und ein Gaspedal-Leerlauf-Signal (22B) dementsprechend gesetzt wird;

überprüft (80) wird, ob die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung in den Leerlauf zurückgekehrt ist, und ein der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung zugeordnetes Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) dementsprechend gesetzt wird; und wobei das Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist;

es wird überprüft (82), ob entweder (a) das Gaspedal-Leerlauf-Signal (22B) oder (b) das der Kraftstoff-/ Gemischzumeßeinrichtung zugeordnete Leerlauf-Sicherheitssignal (22D), aber nicht beide, Leerlauf anzeigen und, wenn dies zutrifft, werden die folgenden Schritte ausgeführt;

es wird überprüft (110), ob sowohl die Kupplung eingerückt als auch ein Gang in dem Getriebe eingelegt ist, und, wenn dies der Fall ist, wird die Kraftstoffzufuhr (26C, 112) abgesperrt oder, wenn dies nicht der Fall ist, werden die folgenden Schritte ausgeführt;

es wird überprüft (114), ob die Motordrehzahl höher als eine vorgegebene, wesentlich über der Leerlaufdrehzahl liegende, Drehzahl ist, und, wenn dies zutrifft, wird die Kraftstoffzufuhr (260, 112) abgesperrt oder, wenn dies nicht zutrifft, werden die folgenden Schritte ausgeführt;

es wird überprüft (118, 122), ob die Motordrehzahl zumindest nach Ablauf einer. vorgegebenen Zeitverzögerung im wesentlichen gleich der Leerlaufdrehzahl ist, oder, wenn dies nicht zutrifft, wird die Kraftstoffzufuhr (26C, 112) abgesperrt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte umfaßt, wonach

ein Zumeßbefehl (22A, 42A, 70) abgegeben wird, um die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung zu steuern;

überprüft (76) wird, ob der Zumeßbefehl im wesentlichen dem Leerlauf entspricht; und

die Kraftstoffzufuhr (260, 84) abgesperrt wird, wenn (a) der Zumeßbefehl im wesentlichen dem Leerlauf entspricht, (b) das Gaspedal-Leerlauf-Signal (22B) Nicht- Leerlauf anzeigt und (c) das Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) Nicht-Leerlauf anzeigt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Funktionen des Steuerungssystems (10) zwischen einem Prozessor (42A) zur Getriebesteuerung und einem Prozessor (42B) zur Steuerung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung aufgeteilt sind und bei dem darüberhinaus ein Anfangs schritt vorgesehen ist, um zu überprüfen, ob die Prozessoren (42A, 42B) richtig miteinander kommunizieren, und bei dem die verbleibenden Schritte nur ausgeführt werden, wenn die Prozessoren richtig miteinander kommunizieren.

4. Verfahren nach Anspruch 1, das außerdem die Schritte umfaßt:

es wird ein Zeitverzögerungsglied (78) gesetzt, wenn (a) der Zumeßbefehl im wesentlichen dem Leerlauf entspricht; und

es wird die Kraftstoffzufuhr (26C, 84) abgesperrt, wenn nach Ablauf der Zeitverzögerung (b) das Gaspedal- Leerlauf-Signal (22B) Nicht-Leerlauf anzeigt und (c) das Leerlauf-Sicherheitssignal (22C) Nicht-Leerlauf anzeigt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Funktionen des Steuerungssystems (10) zwischen einem Prozessor (42A) zur Getriebesteuerung und einem Prozessor (42B) zur Steuerung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung aufgeteilt sind und bei dem darüberhinaus ein Anfangsschritt vorgesehen ist, um sicherzustellen, ob die Prozessoren (42A, 42B) richtig miteinander kommunizieren, und bei dem die verbleibenden Schritte nur ausgeführt werden, wenn die Prozessoren richtig miteinander kommunizieren.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das die Schritte umfaßt:

es wird überprüft (58), ob der Fuß des Fahrers das Gaspedal (24A) niederdrückt, und das Gaspedal-Leerlauf-Signal (22B, 60) wird dementsprechend gesetzt;

es wird eine Zeitverzögerung (62) vorgesehen, die zu laufen beginnt, wenn das Gaspedal-Leerlauf-Signal (22B) anzeigt, daß das Gaspedal (24A) nicht mehr niedergedrückt wird;

es wird überprüft (64), ob sich die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung in der Leerlaufstellung befindet, und das Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) wird dementsprechend gesetzt;

die Kraftstoffzufuhr (26C, 66) wird abgesperrt, wenn nach Ablauf der Zeitverzögerung das Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) anzeigt, daß sich die Kraftstoff-/ Gemischzumeßeinrichtung nicht in der Leerlaufstellung befindet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Funktionen des Steuerungssystems (10) zwischen einem Prozessor (42A) zur Getriebesteuerung und einem Prozessor (42B) zur Steuerung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung aufgeteilt sind und bei dem darüberhinaus ein Anfangsschritt vorgesehen ist, um sicherzustellen, ob die Prozessoren (42A, 42B) richtig miteinander kommunizieren, und bei dem die verbleibenden Schritte nur ausgeführt werden, wenn die Prozessoren nicht richtig miteinander kommunizieren.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Funktionen des elektronischen Steuerungssystems (10) zwischen einem Prozessor (42A) zur Getriebesteuerung und einem Prozessor (42B) zur Steuerung der Kraftstoff/Gemischzumeßeinrichtung aufgeteilt sind und bei dem die Schritte vorgesehen sind:

es wird ermittelt, ob die Prozessoren (42A, 42B) richtig miteinander kommunizieren (90), und die verbleibenden Schritte werden nur ausgeführt, wenn die Prozessoren nicht richtig miteinander kommunizieren;

es wird ein Zumeßbefehl abgegeben (92), der Leerlauf anfordert;

es wird die tatsächliche Stellung der Kraftstoff-/ Gemischzumeßeinrichtung überprüft (94) und es wird ein der Stellung der Kraftstoff-/ Gemischzumeßeinrichtung entsprechendes Rückmeldesignal (22C) abgegeben;

es wird überprüft, ob die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung in den Leerlauf zurückgekehrt ist, und ein der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung zugeordnetes Leerlauf- Sicherheitssignal (22D) wird dementsprechend gesetzt;

es wird die Kraftstoffzufuhr (26C, 96) abgesperrt, wenn das Rückmeldesignal (22C) für die Stellung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung oder das Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) oder beide anzeigen, daß sich die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung nicht in der Leerlaufstellung befindet.

9. Verfahren zur Verwendung bei Fahrzeugen mit einem Motor (14), einem Getriebe (12), einer Kupplung (16) einem Gaspedal (24A), einer von Zumeßbefehlen (50) abhängigen Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung, einem Kraftstoff zufuhrsystem und einem elektronischen Steuerungssystem (10) wobei die Schritte vorgesehen sind:

(A) die tatsächliche Stellung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung wird überprüft (132) und ein Rückmeldesignal (22C) für Stellung der Kraftstoff-/ Gemischzumeßeinrichtung wird dementsprechend abgegeben; und

(B) es wird überprüft (132), ob die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung in die Leerlaufstellung zurückgekehrt ist, und ein der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung zugeordnetes Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) wird dementsprechend gesetzt; und wobei das Verfahren durch die weiteren Schritte gekennzeichnet ist:

es wird überprüft (76, 77, 79, 130), ob die Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung in eine ein vorbestimmtes Maß überschreitende Stellung befohlen wurde, welche die Leerlaufstellung wesentlich überschreitet und, wenn dies zutrifft, wird die folgende Logik ausgeführt;

wenn, zumindest nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitverzögerung (138), entweder (a) das Rückmeldesignal (22C) für die Stellung der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung oder (b) das der Kraftstoff-/Gemischzumeßeinrichtung zugeordnete Leerlauf-Sicherheitssignal (22D) Leerlauf (136) anzeigt, wird für dasjenige Signal, das Leerlauf anzeigt, automatisch ein Fehler (140) gemeldet.