JP2003120385A - アクセルペダルセンサの故障診断装置 - Google Patents
アクセルペダルセンサの故障診断装置Info
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Abstract
されている電制スロットルシステムで、両センサからの
入力の差が所定値以上となる場合に故障と診断する不整
合診断と、各センサからの入力が所定範囲外となる場合
に故障と診断する所定範囲外診断とを行うものにおい
て、2つのセンサに同時に故障が発生した場合でも、速
やかに故障と診断できるようにする。 【解決手段】 各アクセルペダルセンサAPS1、AP
S2の信号を入力する各入力回路INP1、INP2
に、互いに異なる時定数を設定する。具体的には、両ア
クセルペダルセンサAPS1、APS2の入力回路IN
P1、INP2において、フィルタ特性を決定するC×
R1の値を等しくし、断線時の放電時定数を決定するC
×(R1+R2)の値を異ならせる。
Description
ンサが独立して2系統設定されている電制スロットルシ
ステムでのアクセルペダルセンサの故障診断装置に関す
る。
意志であるアクセルペダルの開度をアクセルペダルセン
サにより検出し、これに基づき、またエンジン及び車両
の状態を考慮して、スロットル弁の開度を制御してい
る。この場合、アクセルペダルセンサは独立して2系統
設けることで、アクセルペダルセンサの故障に対処でき
るようにしている(特開平10−77889号公報参
照)。
しては、(1)両センサからの入力の差が所定値以上と
なる場合に故障と診断する不整合診断と、(2)各セン
サからの入力が所定範囲外となる場合に故障と診断する
所定範囲外診断とを行っている。
センサに同時に故障、例えばハーネス断線又はコネクタ
嵌合不良等が発生した場合、2つのセンサからの信号は
同時にアクセル全閉相当値方向へ変化することになるの
で、上記(1)の不整合診断では故障を検出できず、上
記(2)の所定範囲外診断でも所定範囲外の出力となる
まで故障を検出することができない。
変抵抗器)の摺動部からのノイズ除去のため、センサ信
号の入力回路の時定数を大きく設定する必要がある。そ
の結果、センサからの入力信号は徐々に低下するので、
上記(2)の所定範囲外診断にかかるまでに長い時間が
必要であった。本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、2つのセンサに同時に故障が発生した場合でも、速
やかに故障と診断することのできるアクセルペダルセン
サの故障診断装置を提供することを目的とする。
明では、アクセルペダルセンサが独立して2系統設定さ
れている電制スロットルシステムで、両センサからの入
力の差が所定値以上となる場合に故障と診断する不整合
診断手段と、各センサからの入力が所定範囲外となる場
合に故障と診断する所定範囲外診断手段とを備えるアク
セルペダルセンサの故障診断装置において、前記各セン
サの信号を入力する各入力回路に、互いに異なる時定数
を設定したことを特徴とする。
センサと前記入力回路との間の断線時(ハーネス断線時
の他、コネクタが外れた時などを含む)の放電時定数で
あることを特徴とする。請求項3の発明では、前記時定
数の差は、前記センサと前記入力回路との間の断線時に
前記不整合診断手段により故障と診断するまでの時間に
応じて設定することを特徴とする。
ポテンショメータ式のセンサの摺動部にて発生するノイ
ズに応じて設定することを特徴とする。請求項5の発明
では、前記入力回路は、アクセルペダルセンサの出力端
子と接地との間に、第1抵抗とコンデンサとの直列回路
と、第2抵抗とを、並列に配置してなり、前記第1抵抗
と前記コンデンサとの接続点の電位をCPUへの入力と
する構成であり、前記第1及び第2抵抗の抵抗値をR
1、R2、前記コンデンサの容量をCとすると、両アク
セルペダルセンサの入力回路において、C×R1の値を
等しくし、C×(R1+R2)の値を異ならせることを
特徴とする。
の場合に、両アクセルペダルセンサの入力回路におい
て、R2の値を等しくし、C×R1一定の条件で、C、
R1の値を異ならせることを特徴とする。請求項7の発
明では、特に請求項5の発明の場合に、両アクセルペダ
ルセンサの入力回路において、C、R1の値を等しく
し、R2の値を異ならせることを特徴とする。
のフェイルセーフ手段として、アクセルペダルセンサか
らの入力をアクセル全閉相当値とみなしてスロットル弁
を制御する手段を設けたことを特徴とする。請求項9の
発明では、故障と診断した場合のフェイルセーフ手段と
して、スロットル弁制御用モータへの電源を遮断するこ
とでスロットル弁をリターンスプリングにより設定され
る初期位置に戻す手段を設けたことを特徴とする。
ダルセンサの信号を入力する各入力回路に、互いに異な
る時定数を設定することで、両センサにおいて、センサ
と入力回路との間の断線(ハーネス断線の他、コネクタ
の外れなどを含む)を生じた場合でも、不整合診断によ
り早期に故障診断が可能となる。
回路において、センサと入力回路との間の断線時の放電
時定数を異ならせることで、より確実かつ早期に故障診
断が可能となる。請求項3の発明によれば、センサと入
力回路との間の断線時に不整合診断により故障と診断す
るまでの時間を考慮して、設定することができる。
タ式のセンサの摺動ノイズのカットと、早期故障診断と
を両立させることができる。請求項5の発明によれば、
両センサの入力回路において、C×R1の値を等しくす
ることで、これにより規定される高周波数をカットする
ためのフィルタの特性、言い換えれば応答性を等しくす
ることができる一方、両センサの入力回路において、C
×(R1+R2)の値を異ならせることで、これにより
規定される断線時の放電時定数を異ならせることがで
き、通常時のフィルタ特性を損なうことなく、的確な故
障診断が可能となる。
回路において、R2の値を等しくし、C×R1一定の条
件で、C、R1の値を異ならせることで、R2により規
定されるセンサノイズの低減効果を統一した上で、請求
項5の効果を得ることができる。請求項7の発明によれ
ば、両センサの入力回路において、C、R1の値を等し
くし、R2の値を異ならせることで、変更を一部品(R
2)のみとして、請求項5の効果を得ることができる。
場合、アクセルペダルセンサからの入力をアクセル全閉
相当値とみなしてスロットル弁を制御することで、実際
の入力が時定数により遅れてアクセル全閉相当値となる
前に、確実かつ早期にアイドル制御に移行させることが
できる。請求項9の発明によれば、故障と診断した場
合、スロットル弁制御用モータを非通電状態にしてスロ
ットル弁をリターンスプリングにより設定される初期位
置に戻すことで、通常、初期位置は低開度ながら走行可
能に設定されているので、リンプホーム走行が可能とな
る。
に基づいて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す
電制スロットルシステムの概略図である。アクセルペダ
ル1は、リターンスプリング2によりアクセル全閉位置
に付勢されている。
グ(捩りコイルバネ)4により初期位置(比較的低開度
側の中立位置)に付勢される一方、スロットル制御モー
タ5により駆動されるようになっている。エンジンコン
トロールユニット(ECU)6は、CPU7、A/D変
換器8、モータ駆動回路9などを備え、各種センサから
の信号がA/D変換器8を介してCPU7に入力され
る。
は、アクセルペダル1の開度(踏込み量)に応じた電圧
信号を発生するポテンショメータ式のセンサであり、独
立して2系統設けられ、それぞれの信号がA/D変換器
8を介してCPU7に入力される。スロットルポジショ
ンセンサTPS1、TPS2は、電制スロットル弁3の
開度に応じた電圧信号を発生するポテンショメータ式の
センサであり、これも独立して2系統設けられ、それぞ
れの信号がA/D変換器8を介してCPU7に入力され
る。
ジン及び車両の運転状態として、エンジン回転数、水
温、車速、ギヤ位置等の信号も入力される。CPU7で
は、アクセルペダルセンサAPS1、APS2により検
出されるアクセルペダル1の開度、更にエンジン及び車
両の運転状態に従って、目標スロットル開度を設定し、
これに応じて電制スロットル弁3の開度を制御する。具
体的には、モータ駆動回路9への電源(BATT)の供
給をモータリレー10を介して制御しつつ、スロットル
ポジションセンサTPS1、TPS2により検出される
実スロットル開度が目標スロットル開度に一致するよう
に、モータ駆動回路9をデューティ制御することで、ス
ロットル制御モータ5への電流を制御し、電制スロット
ル弁3の開度を制御する。
入力回路とを示している。アクセルペダルセンサAPS
1、APS2は、共に、センサ電源に一端を接続し他端
を接地した抵抗体RXと、アクセルペダルに連動して抵
抗体RX上を摺動するブラシBRとからなるポテンショ
メータ式のセンサで、ブラシBR側が出力端子となり、
アクセルペダル開度の増大と共に出力電圧が大となる。
の出力端子は、それぞれコネクタCNを介して、ECU
側(A/D変換器8の前段)の入力回路INP1、IN
P2と接続される。尚、両センサのコネクタCNは一体
に構成されている。ECU側の入力回路INP1、IN
P2は、共に、各アクセルペダルセンサAPS1、AP
S2の出力端子と接地との間に、第1抵抗R1(R1ap
s1、R1aps2)とコンデンサC(Caps1、Caps2)との
直列回路と、第2抵抗R2(R2aps1、R2aps2)と
を、並列に配置してなり、前記第1抵抗R1と前記コン
デンサCとの接続点の電位をCPU7(A/D変換器
8)への入力としている。
周波をカットするためのフィルタとして用いられ、C、
R1がコンデンサ容量、抵抗値を表すものとすれば、C
×R1によりフィルタ特性が決定され、C×R1が同じ
であれば、ほぼ等しい応答性を示す。また、前記第2抵
抗R2は、ポテンショメータ式のセンサの摺動部で発生
するノイズを低減することを目的に設定されており、通
常の設定において、R2>>R1(1000倍位)に設
定されているが、R2として所定値以上の抵抗が設定さ
れていれば、その役目を果たすことができる。
APS2からの信号は、入力回路INP1、INP2を
経た後、A/D変換器8を介して、CPU7に入力さ
れ、CPU7では、これらの入力信号に基づいて故障診
断を行う。故障診断としては、(1)両センサからの入
力の差が所定値以上となる場合に故障と診断する不整合
診断と、(2)各センサからの入力が所定範囲外となる
場合に故障と診断する所定範囲外診断とを行う。
ペダルセンサAPS1、APS2からの信号に基づいて
電制スロットル弁3の開度を制御し、故障と診断されれ
ば、所定のフェイルセーフ処理を行う。ここで、2つの
アクセルペダルセンサAPS1、APS2が同時に故障
した場合について考える。
PS2と入力回路INP1、INP2との間のコネクタ
CNが同時に外れた場合(コネクタCNは一体であるの
で同時に外れる可能性が高い)、あるいはハーネスが同
時に断線した場合、アクセルペダルセンサの入力回路は
プルダウン構成であるので、入力が無くなるが、入力回
路、特にC×(R1+R2)で決まる放電時定数で、入
力が低下していく。入力回路が同一特性の場合、あたか
もアクセルペダルを戻したかのように2つの入力が同様
に低下していくため(図3参照)、上記(1)の不整合
診断では故障を検出できず、上記(2)の所定範囲外診
断で所定範囲外となった段階で故障を検出できるが、所
定範囲外となるまで故障と診断できないため、故障診断
に時間がかかるという問題点がある。
体と抵抗体上を摺動するブラシとからなる可変抵抗器を
用いる場合、摩擦粉で発生するノイズや、使用頻度が高
く摩耗した領域から摩耗が進んでいない領域へ乗り上げ
る時に発生するノイズの問題があり、ノイズ除去のため
に入力回路の時定数を大きくする必要があり、これが故
障診断に要する時間を更に長くしてしまう。
力回路INP1、INP2の時定数が等しく、 コンデンサCaps1=Caps2=1μF 第1抵抗R1aps1=R1aps2=1kΩ 第2抵抗R2aps1=R2aps2=1000kΩ の場合での、断線時のCPUへの入力の変化を示したも
ので、所定範囲外(下限側しきい値SL以下)となっ
て、故障と診断されるまでに、約3.2秒かかることを
示している。
ルセンサの入力回路の時定数を異ならせ、断線時の入力
値の低下速度を変えることで、不整合診断で故障を検出
可能とし、短時間で故障検出できるようにする。具体的
には、両アクセルペダルセンサの入力回路において、C
×R1の値を等しくし、C×(R1+R2)の値を異な
らせる。
+R2aps2) とする。より具体的には、次の(A)又は(B)の方策
をとる。
において、R2の値を等しくし、C×R1一定の条件
で、C、R1の値を異ならせる。数値例としては、 アクセルペダルセンサAPS1側、 コンデンサCaps1=1μF 第1抵抗R1aps1=1kΩ 第2抵抗R2aps1=1000kΩ アクセルペダルセンサAPS2側、 コンデンサCaps2=0.5μF 第1抵抗R1aps2=2kΩ 第2抵抗R2aps2=1000kΩ とする。
R1は、 APS1側: 1μF×1kΩ=1.0 APS2側: 0.5μF×2kΩ=1.0 となり、等しい特性が得られる。ノイズ低減効果を示す
R2も、APS1側、APS2側、共に、R2aps1=R
2aps2=1000kΩで、等しい効果が得られる。
2)により決まり、 APS1側: 1μF×(1kΩ+1000kΩ)≒1
000 APS2側: 0.5μF×(2kΩ+1000kΩ)
≒500 で、約1/2となる。従って、通常時のフィルタ、摺動
ノイズ対策としての目的を損なうことなく、断線時の放
電時定数を変えることができる。
において、C、R1の値を等しくし、R2の値を異なら
せる。数値例としては、 アクセルペダルセンサAPS1側、 コンデンサCaps1=1μF 第1抵抗R1aps1=1kΩ 第2抵抗R2aps1=1000kΩ アクセルペダルセンサAPS2側、 コンデンサCaps2=1μF 第1抵抗R1aps2=1kΩ 第2抵抗R2aps2=500kΩ とする。
R1は、 APS1側: 1μF×1kΩ=1.0 APS2側: 1μF×1kΩ=1.0 となり、等しい特性が得られる。断線時の放電時定数
は、C×(R1+R2)により決まり、 APS1側: 1μF×(1kΩ+1000kΩ)≒1
000 APS2側: 1μF×(1kΩ+500kΩ)≒50
0 で、約1/2となる。
とAPS2側とで異なるが、十分大きいので、その役目
を果たすことができる。その一方、変更部品はR2のみ
であるので、より容易に実施できる。従って、通常時の
フィルタ、摺動ノイズ対策としての目的を損なうことな
く、断線時の放電時定数を変えることができる。
時の放電時定数を異ならせることで、コネクタが外れた
場合、図4に示すように、アクセルペダルセンサAPS
2からの入力は、アクセルペダルセンサAPS1からの
入力に比べて、短い時定数で低下し、入力の差が所定値
以上となったところで、上記(1)の不整合診断によよ
り、故障と診断され、上記(2)の所定範囲外診断を待
つこともない。
力回路INP1、INP2の時定数を異ならせ、上記
(A)の数値例とした場合での、断線時のCPUへの入
力の変化を示したもので、不整合診断において、2つの
センサの入力の差が500mV以上となった場合に、故
障と診断するものとすると、約0.15秒で診断できる
ことを示している。
S1では、アクセルペダルセンサAPS1からの入力を
読込み、また、S2では、アクセルペダルセンサAPS
2からの入力を読込む。以下、APS1、APS2は入
力値とする。S3では、入力差ΔAPS=|APS1−
APS2|を算出する。
ば500mV)以上か否かを判定する。この部分が不整
合診断手段に相当する。所定値未満であれば、S5へ進
む。S5では、APS1が所定範囲外(上限側しきい値
以上又は下限側しきい値以下)か否かを判定する。所定
範囲内であれば、S6へ進む。この部分が所定範囲外診
断手段に相当する。
しきい値以上又は下限側しきい値以下)か否かを判定す
る。所定範囲内であれば、S7へ進む。この部分も所定
範囲外診断手段に相当する。S7では、不整合診断及び
所定範囲外診断のいずれにおいても正常と診断されてい
るわけであるので、アクセルペダルセンサからの信号を
用いて、通常のスロットル制御を行う。尚、時定数が異
なることで応答性等が異なる場合は、2つのセンサのう
ち最適な応答性等を持つセンサからの信号に基づいて制
御する。
てYESの場合は、S8へ進む。S8では、不整合診断
及び所定範囲外診断のいずれかにおいて故障と診断され
ているわけであるので、フェイルセーフ処理として、次
の(a)又は(b)を実行する。この部分がフェイルセ
ーフ手段に相当する。 (a)アクセルペダルセンサからの入力をアクセル全閉
相当値とみなして、スロットル制御モータ5により電制
スロットル弁3を制御する。
従来は、断線によってアクセルペダルセンサからの入力
が低下すると、その低下にしたがってスロットル弁が閉
じていくため、アイドル状態となるまでに時間がかかっ
ていた。これに対し、故障と診断した場合、直ちにアク
セルペダルセンサからの入力をアクセル全閉相当値とみ
なしてスロットル弁を制御することで、入力回路の影響
を受けず短時間でスロットル弁を閉じ、確実かつ早期に
アイドル制御に移行させることができる。
にして、電源を遮断し、スロットル制御モータ5を非通
電状態にすることで、電制スロットル弁3をリターンス
プリング4により設定される初期位置に戻す。これによ
れば、上記(a)の効果と共に、通常、電制スロットル
弁3の初期位置は低開度ながら走行可能に設定されてい
るので、リンプホーム走行が可能となる。
ステムの概略図
とを示す図
センサからの入力の変化を示す図
ルセンサからの入力の変化を示す図
Claims (9)
- 【請求項1】アクセルペダルセンサが独立して2系統設
定されている電制スロットルシステムで、両センサから
の入力の差が所定値以上となる場合に故障と診断する不
整合診断手段と、各センサからの入力が所定範囲外とな
る場合に故障と診断する所定範囲外診断手段とを備える
アクセルペダルセンサの故障診断装置において、 前記各センサの信号を入力する各入力回路に、互いに異
なる時定数を設定したことを特徴とするアクセルペダル
センサの故障診断装置。 - 【請求項2】前記時定数は、前記センサと前記入力回路
との間の断線時の放電時定数であることを特徴とする請
求項1記載のアクセルペダルセンサの故障診断装置。 - 【請求項3】前記時定数の差は、前記センサと前記入力
回路との間の断線時に前記不整合診断手段により故障と
診断するまでの時間に応じて設定することを特徴とする
請求項1又は請求項2記載のアクセルペダルセンサの故
障診断装置。 - 【請求項4】前記時定数の差は、ポテンショメータ式の
センサの摺動部にて発生するノイズに応じて設定するこ
とを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記
載のアクセルペダルセンサの故障診断装置。 - 【請求項5】前記入力回路は、アクセルペダルセンサの
出力端子と接地との間に、第1抵抗とコンデンサとの直
列回路と、第2抵抗とを、並列に配置してなり、前記第
1抵抗と前記コンデンサとの接続点の電位をCPUへの
入力とする構成であり、 前記第1及び第2抵抗の抵抗値をR1、R2、前記コン
デンサの容量をCとすると、 両アクセルペダルセンサの入力回路において、C×R1
の値を等しくし、C×(R1+R2)の値を異ならせる
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに
記載のアクセルペダルセンサの故障診断装置。 - 【請求項6】両アクセルペダルセンサの入力回路におい
て、R2の値を等しくし、C×R1一定の条件で、C、
R1の値を異ならせることを特徴とする請求項5記載の
アクセルペダルセンサの故障診断装置。 - 【請求項7】両アクセルペダルセンサの入力回路におい
て、C、R1の値を等しくし、R2の値を異ならせるこ
とを特徴とする請求項5記載のアクセルペダルセンサの
故障診断装置。 - 【請求項8】故障と診断した場合のフェイルセーフ手段
として、アクセルペダルセンサからの入力をアクセル全
閉相当値とみなしてスロットル弁を制御する手段を設け
たことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つ
に記載のアクセルペダルセンサの故障診断装置。 - 【請求項9】故障と診断した場合のフェイルセーフ手段
として、スロットル弁制御用モータへの電源を遮断する
ことでスロットル弁をリターンスプリングにより設定さ
れる初期位置に戻す手段を設けたことを特徴とする請求
項1〜請求項7のいずれか1つに記載のアクセルペダル
センサの故障診断装置。
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