JP2004090920A - 車両の可変量を検出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　少なくとも２つのセンサないし検出器を備えた測定装置の測定信号に基づきエンジンの出力を定める調節部材を制御するとき、センサに故障が発生しても非常運転が可能になる方法および装置を提供する。
【解決手段】　車両の可変量、例えばアクセルペダル１０の位置を検出するために、少なくとも２つのセンサあるいは検出器１６、１８を有する測定装置１４が設けられる。このセンサないし検出器の特性ないし特性線はほぼ線形であって、その勾配は絶対値で見て異なる。制御ユニット２４は、絶対値で見てより大きい特性線勾配を有するセンサないし検出器の信号値に基づいて調節部材２８を調節する。このような構成では、センサの信号線間に短絡があった場合でも、その勾配は、出力値が小さくなるだけで、非常走行運転が可能となり、またそれにより故障が発生したことを知ることができる。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、車両の可変量を検出する方法と装置、さらに詳細には、可変の信号量を検出する少なくとも２つのセンサないし検出器を有する測定装置を有し、前記センサないし検出器の特性線が絶対値で見て異なる勾配を有する車両の可変量を検出する方法および装置に関する。

　この種の方法ないしこの種の装置が特許文献１から知られている。同公報には互いに冗長な少なくとも２つのセンサないし検出器を有する測定装置を用いて車両の可変量を検出することが提案されている。信号検出領域での故障を識別するために、センサないし検出器の測定信号が互いに比較され妥当性が調べられる。しかしその場合に両測定線間の短絡を検出することは困難であると思われる。しかしこの種の短絡の故障を識別することは重要である。というのは短絡によって、両センサないし検出器が検出すべき量の全体の値域にわたって同一の測定値を出力してしまうからである。

　特許文献２からは、特性がほぼ線形で絶対値的に異なる勾配を有する少なくともダブルに構成されたポテンショメータが知られている。しかし測定信号線間の短絡を検出する方法は、記載されていない。

　特許文献１に使用されているセンサの特性は逆方向であって、ほぼ線形の特性線の勾配は絶対値的に等しい。

　特許文献３からは、同一量を検出する２つのセンサの測定信号線間の故障状態を識別するために、テストの目的でセンサのアース接続を切り離すことが知られている。
ドイツ特許公開公報第４００４０８５号 ドイツ特許公開公報第４０１５４１５号 ドイツ特許公開公報第３６２１９３７号（米国特許公報第５１０７４２７号）

　本発明の課題は、少なくとも２つのセンサないし検出器を備えた測定装置の測定信号に基づきエンジンの出力を定める調節部材を制御するとき、センサに故障が発生しても非常運転が可能になる方法および装置を提供することである。

　本発明（請求項１）は、
　可変の信号量を検出する少なくとも２つのセンサないし検出器を有する測定装置を有し、
　前記センサないし検出器の特性線が絶対値で見て異なる勾配を有する、
　車両の可変量を検出する方法において、
　測定装置が電子エンジン出力制御装置の一部であって、測定信号値に基づいて車両のエンジンの出力を定める部材が調節され、その場合、測定信号値が絶対値で見てより大きい勾配の特性線を有するセンサないし検出器から得られることを特徴とする。

　また、本発明（請求項８）は、
　可変量を検出する少なくとも２つのセンサないし検出器からなり、前記センサないし検出器の特性が絶対値で見て異なる勾配を有する測定装置と、
　運転者によって作動される操作部材で、前記測定装置が操作部材と結合されてその位置が前記測定装置により検出される操作部材と、
　検出された操作部材の位置に基づいて調節部材を調節する制御ユニットとを備えた車両の可変量を検出する装置において、
　制御ユニットが、絶対値で見てより大きい特性線勾配を有するセンサないし検出器の信号値に基づいて調節部材を調節する手段を有することを特徴とする。

　本発明（請求項１）では、測定信号値に基づいて車両のエンジンの出力を定める部材が調節され、その場合、測定信号値が絶対値で見てより大きい勾配の特性線を有するセンサないし検出器から得るようにしているので、両センサの信号線間に短絡があった場合でも、その勾配は、出力値が小さくなるだけで、非常走行運転が可能となり、またそれにより故障が発生したことを知ることができる、という効果が得られる。

　また本発明（請求項８）では、特性線勾配の異なるセンサからなる測定装置により、運転者により作動される操作部材の位置が検出され、その位置に基づいて調節部材が調節され、その場合、特性線勾配が大きなセンサの信号値に基づいて調節部材が調節されるので、両センサの信号線間に短絡があった場合でも、その勾配は、出力値が小さくなるだけで、非常走行運転が可能となり、またそれにより故障が発生したことを知ることができる、という効果が得られる。

　本発明は、電子エンジン出力制御装置においてアクセルペダルとの関連で効果的に使用した場合には、運転安全性と使用性に関する改良が得られる。

　他の利点は、以下に示す実施例の説明と従属請求項に記載されている。

　以下、図面に示す実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

　図１にブロック回路図として示される好ましい実施例は、電子エンジン出力制御装置ないしはいわゆる電子アクセルペダルシステムに関するものである。そこでは通常運転者によって作動可能な操作部材および／またはエンジン出力を定める調節部材の位置を検出するためにダブルセンサないしはダブル検出器が使用される。

　図１に示す実施例においては、運転者によって作動可能な操作部材（アクセルペダル）１０が設けられており、この操作部材は、その位置を検出する測定装置１４と機械的な結合部１２を介して結合されている。その場合に測定装置１４は２つのセンサないしは検出器１６と１８から構成され、これらセンサはそれぞれ機械的な結合部１２によって結合されており、その測定信号線２０ないし２２は制御ユニット２４へ導かれている。制御ユニットの出力信号線２６はエンジンの出力を定める調節部材２８へ導かれている。

　調節部材２８は上述の好ましい実施例においては内燃機関の絞り弁であって、他の好ましい実施例においてはディーゼルエンジンの噴射ポンプとすることができる。特に本発明の構成は、例えば電気エンジン（モータ）など車両の他の駆動コンセプトとの関連においても好ましい効果を示す。

　さらに測定装置に関する本発明構成は、位置を検出する上述の使用例に限定されるものではなく、少なくとも２つの検出器ないしセンサを用いて可変の運転パラメータを検出するあらゆる場合に使用することができる。

　測定装置１４は、上述のように、２つのセンサないし検出器１６と１８からなり、これらは好ましい実施例においてはポテンショメータであって、そのスライダタップはそれぞれ機械的な結合部１２、従って操作部材１０と結合されている。

　図１に示す装置の機能は次の如くである。測定装置１４は測定信号線２０と２２を介して制御ユニット２４に、操作部材１０の位置、従って運転者の要求を表す２つの測定値を供給する。制御ユニット２４は、センサないし検出器１６が検出した測定値に基づいて調節部材２９の駆動信号を形成し、この駆動信号が導線２６を介して調節部材２８へ伝達され、電気モータにより調節部材が作動される。その場合に制御ユニット２４は、運転者の要求に従って、すなわちセンサないし検出器１６が検出した量に従って調節部材２８の調節が行なわれるように構成されている。センサないし検出器１８によって検出され、導線２２を介して制御ユニット２４へ伝達される同様に操作部材１０の位置を表す測定信号値は、センサないし検出器１６による信号検出を監視するために用いられる。

　この種の監視は従来から種々に知られており、互いの測定信号値間の妥当性比較、あるいは第１のセンサの測定信号値と第２のセンサの測定信号から導き出されるスイッチング信号との妥当性比較に基づくものである。さらに操作部材の位置の測定値を調節部材の位置の測定値と比較することによってシステムの全体機能を監視することができる。

　経済性と精度の理由によって使用されるポテンショメータの他に、線形で非接触の位置センサないし位置検出器も効果的に使用可能であって、その場合にも後述する測定信号線間の短絡を検出する本発明構成を効果的に使用することができる。

　従来技術ＤＥ−ＯＳ４０１５４１５から知られた方法に従って、測定装置１４は、測定信号線２０および２２上の測定信号値の操作部材１０の位置に対する関係がほぼ線形であって、かつ図２に示すように絶対値で異なる勾配を有するように構成される。その場合、測定信号値は検出すべき可変量の全体の値域にわたって可変量を表す信号値を出力する。

　図２には測定装置１４の特性線が例示されている。その場合に図２においては２つの同方向の特性線が図示されており、その絶対値で見て異なる勾配は、ＤＥ−ＯＳ４０１５４１５の従来技術に記載された方法によって実現される（ポテンショメータ路の長さあるいは電源電圧を相違させる）。もちろん本発明構成はＤＥ−ＯＳ４００４０８５に示す勾配が絶対値で見て異なる逆方向の特性線にも使用することができる。その場合にも異なる勾配は同様にＤＥ−ＯＳ４０１５４１５に記載された方法によって実現することができる。

　図２においてはそれぞれの測定信号値Ｕ１／Ｕ２が垂直に示され、一方操作部材１０の位置βが水平に示されている。その場合に操作部材１０は２つのストッパ（アイドリング（ＬＬ）と全負荷（ＶＬ））間を運転者によって移動可能である。それにほぼ線形に（正確な線形性に対してはわずかな許容誤差がある）、センサないし検出器１６ないし１８の出力信号電圧は最小値から最大値へ変化する（Ｕ１／２min、Ｕ１／２max）。

　その場合公知の方法に従い、２つのセンサないし検出器の電源電圧は、センサないし検出器１６に対しては特性線１００が、またセンサないし検出器１８に対しては特性線１０２が得られるように調節される。その場合に図示の好ましい実施例においては、センサ１８の測定信号値はセンサ１６の最大値Ｕ１maxの０〜５０％変化することができる。

　両測定信号線２０と２２間の短絡時には、操作部材の位置を検出する２つのセンサないし検出器の測定信号値は同一の測定値を有し、その値はこの故障の場合には両測定信号値の平均値に相当する。従って短絡時には、両センサないし検出器に対して点線で示す特性線１０４が得られる。

　上述のように、好ましい装置の機能は特性線１００に基づいて行われるので、短絡時には、特性線１０４に従った特性となるセンサ１６の測定信号値を引き続いて車両の制御に用いることができる。というのはいずれにしてもその値は元の値よりも絶対値で小さく、従って実際の運転者の要求を下回る運転者の要求を表すからである。このようにして望ましくない運転状態は回避することができる。従って短絡の場合でも本発明構成によれば、約７５％の出力で快適な非常走行を達成することができる。このように電子エンジン出力制御装置の使用可能性と駆動安全性が著しく改良される。

　特性線が逆方向に延びる測定装置１４を使用する場合についても同様なことがいえる。その場合に図１に示す装置の機能は、操作部材１０の位置変化に対して逆方向に延びるセンサ特性線に基づいて行なわなければならない。その場合位置と同一方向に延びる特性線の勾配の絶対値は反対方向の特性線の勾配の絶対値よりも小さくなければならない。

　故障を評価する好ましい実施例を図３を用いて説明する。

　図３に概略図示するプログラム部分の開始後に、第１のステップ２００においてセンサないし検出器１６と１８の測定信号値Ｕ１とＵ２が読み込まれる。次の判断ステップ２０２においてシステムが部分負荷領域にあるかどうか、すなわち運転者が操作部材１０を作動して、その結果２つのセンサ信号間に評価可能な信号値の差が発生しているかどうかを調べる。例えばこのようなしきい値はアクセルペダルの全変位の約３０％の範囲にすることができ、第１および／または第２の信号値を対応するしきい値と比較することによってそれを調べることができる。システムが部分負荷領域にない場合、すなわち操作部材の位置が所定のしきい値以下の場合には、ステップ２０４に従って故障検査は行われず、システムはセンサ信号値Ｕ１に従って制御される。その場合には万一故障状態であっても信号差がわずかであることによって制御の機能にはなんら影響はない。

　判断ステップ２０２において、システムが部分負荷領域にあることが検出された場合には、次の判断ステップ２０６において信号値Ｕ１とＵ２が互いに比較される。必要に応じて許容誤差範囲Δを考慮し、信号値Ｕ１が信号値Ｕ２を越えている場合には、ステップ２０８に示すように測定装置の機能は正しいと認められ、システムが信号電圧Ｕ１に従って制御される。そうでなくステップ２０６に示す判断が否定、すなわち信号値Ｕ１が信号値Ｕ２を越えていない場合には、測定装置の領域における故障、特に測定線２０と２２間に短絡があると考えられ、ステップ２１０に示すように故障表示が行われる。本発明のようにセンサないし検出器１６と１８の特性線を選択することによって、引続きシステムの機能を値Ｕ１に従って制御することにより非常走行が実現できる。上述したように、各信号線が短絡した場合でも非常走行運転を可能ならしめる評価可能な信号情報が得られる。ステップ２０４、２０８あるいは２１０の後プログラム部分が終了されて、所定の時点でまた繰り返される。

　特性線が逆方向である場合には、ステップ２０２と２０６においてそれぞれ規格化された信号値が考慮される。

　例えば数値範囲の検査、絞り弁の位置を用いた検査並びに両センサの信号値の妥当性検査など電子エンジン出力制御システムの位置センサに関連した他の公知の監視方法を上述の監視方法に補足して用いることができることをもう一度指摘しておく。

　本発明の構成は、２つ以上のセンサないし検出器に関連しても良好に使用することができる。

　さらに上述の方法は非線形の特性線に関連しても使用することができる。その場合には各運転点において特性線の接線（タンジェント）は絶対値で見て異なる勾配を有する。好ましくはこの使用例において測定信号値の位置依存性は同じクラスの数学関数（例えばｅ関数など）によって定められる。

電子エンジン出力制御装置（電子アクセルペダル）の例における好ましい実施例の概略構成を示すブロック回路図である。 故障のない運転における測定装置の特性と、測定信号線間が短絡した場合の測定装置の特性を示す線図である。 本発明方法をコンピュータプログラムとして実施するためのフローチャート図である。

符号の説明

　１０　操作部材
　１４　測定装置
　１６　センサないし検出器
　１８　センサないし検出器
　２４　制御ユニット
　２８　調節部材

Claims (9)

1. 　可変の信号量を検出する少なくとも２つのセンサないし検出器を有する測定装置を有し、
   　前記センサないし検出器の特性線が絶対値で見て異なる勾配を有する、
   　車両の可変量を検出する方法において、
   　測定装置が電子エンジン出力制御装置の一部であって、測定信号値に基づいて車両のエンジンの出力を定める部材が調節され、その場合、測定信号値が絶対値で見てより大きい勾配の特性線を有するセンサないし検出器から得られることを特徴とする車両の可変量を検出する方法。
2. 　センサないし検出器がポテンショメータ装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 　センサないし検出器が運転者によって作動される操作部材と結合されてその位置を検出することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
4. 　両センサないし検出器の両信号値が互いにずれていないときに故障と識別されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 　故障が識別された場合に、通常のシステム機能を制御する信号値に基づいて非常走行が行なわれることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 　故障検査が部分負荷領域で行われることを特徴とする請求項４あるいは５に記載の方法。
7. 　各特性線が互いに同方向あるいは逆方向に延びることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 　可変量を検出する少なくとも２つのセンサないし検出器からなり、前記センサないし検出器の特性が絶対値で見て異なる勾配を有する測定装置と、
   　運転者によって作動される操作部材で、前記測定装置が操作部材と結合されてその位置が前記測定装置により検出される操作部材と、
   　検出された操作部材の位置に基づいて調節部材を調節する制御ユニットとを備えた車両の可変量を検出する装置において、
   　制御ユニットが、絶対値で見てより大きい特性線勾配を有するセンサないし検出器の信号値に基づいて調節部材を調節する手段を有することを特徴とする車両の可変量を検出する装置。
9. 　さらに、センサないし検出器の信号線間の短絡を検出するためにセンサないし検出器の信号値を互いに比較し、信号値が互いにずれていないときに故障状態と識別する手段が設けられ、その場合引き続いて調節部材の調節が絶対値で見てより大きい特性線勾配を有するセンサないし検出器の信号値に基づいて行われることを特徴とする請求項８に記載の装置。

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