JP2813189B2 - 位置センサの機能を監視する方法及び装置 - Google Patents
位置センサの機能を監視する方法及び装置Info
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- F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気的実際位置センサの機能を監視する方法
及び装置に係り、さらに詳細には内燃機関の出力を調節
する調節部材の実際位置を検出する方法及び装置に関す
るものである。
及び装置に係り、さらに詳細には内燃機関の出力を調節
する調節部材の実際位置を検出する方法及び装置に関す
るものである。
［従来の技術］ この種の安全装置は、ドイツ特許公開公報第3301742
号に記載されている。同公報においては位置を示す実際
値信号が上方の限界値あるいは下方の限界値と比較さ
れ、実際値信号が限界値を上回る、ないしは下回る場合
には非常走行運転への切り替えが行われる。しかし、例
えば調節部材その実際位置を検出するセンサとの機械的
な結合が緩んだ場合などの故障は検出されない。経時変
化による機械的な摩耗現象の補償については、ドイツ特
許公開公報第3011595号に記載されている。同公報にお
いても故障の検出については説明されていない。ドイツ
特許公開公報第3103212号には内燃機関の絞り弁が最大
に閉じる位置を検出する装置が記載されている。しかし
同公報の装置では、それによってパラメータは調節され
るが、調節された値が機械的な故障の検出に利用さてい
ない。さらにドイツ特許公開公報第3130094号にはディ
ーゼル内燃機関の非常制御システムが記載されている。
同公報において信号処理ユニットに故障が発生した場
合、アクセルペダルの位置を示す信号は燃料供給量調節
部材を作動させる調節器に直接に入力される。この公報
には調節部材の駆動装置に故障があった場合に非常走行
運転を遂行する方法が記載されている。さらにドイツ特
許公開公報第3149361号には実際位置センサの上方と下
方の終端位置を調節する方法が記載されている。ドイツ
特許公開公報第3301743号には自己着火式内燃機関の安
全装置が記載されており、この安全装置によれば実際値
信号が上方あるいは下方の限界値をオーバーした場合に
非常走行運転に切り換えられる。さらにドイツ特許公開
公報第1962570号には制御回路及びリード線に故障が発
生した場合の安全装置が記載されており、この安全装置
によれば故障の場合には調節部材ががゼロ位置へ戻され
る。さらにドイツ特許公開公報第3343481号には内燃機
関の燃料制御システムの補正装置が記載されており、こ
の補正装置は噴射ニードルのニードル移動を介して燃料
制御の補正を行なう。
号に記載されている。同公報においては位置を示す実際
値信号が上方の限界値あるいは下方の限界値と比較さ
れ、実際値信号が限界値を上回る、ないしは下回る場合
には非常走行運転への切り替えが行われる。しかし、例
えば調節部材その実際位置を検出するセンサとの機械的
な結合が緩んだ場合などの故障は検出されない。経時変
化による機械的な摩耗現象の補償については、ドイツ特
許公開公報第3011595号に記載されている。同公報にお
いても故障の検出については説明されていない。ドイツ
特許公開公報第3103212号には内燃機関の絞り弁が最大
に閉じる位置を検出する装置が記載されている。しかし
同公報の装置では、それによってパラメータは調節され
るが、調節された値が機械的な故障の検出に利用さてい
ない。さらにドイツ特許公開公報第3130094号にはディ
ーゼル内燃機関の非常制御システムが記載されている。
同公報において信号処理ユニットに故障が発生した場
合、アクセルペダルの位置を示す信号は燃料供給量調節
部材を作動させる調節器に直接に入力される。この公報
には調節部材の駆動装置に故障があった場合に非常走行
運転を遂行する方法が記載されている。さらにドイツ特
許公開公報第3149361号には実際位置センサの上方と下
方の終端位置を調節する方法が記載されている。ドイツ
特許公開公報第3301743号には自己着火式内燃機関の安
全装置が記載されており、この安全装置によれば実際値
信号が上方あるいは下方の限界値をオーバーした場合に
非常走行運転に切り換えられる。さらにドイツ特許公開
公報第1962570号には制御回路及びリード線に故障が発
生した場合の安全装置が記載されており、この安全装置
によれば故障の場合には調節部材ががゼロ位置へ戻され
る。さらにドイツ特許公開公報第3343481号には内燃機
関の燃料制御システムの補正装置が記載されており、こ
の補正装置は噴射ニードルのニードル移動を介して燃料
制御の補正を行なう。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のこの種の装置においては、例えば調節部材とそ
の実際位置を検出するセンサとの機械的な結合が緩んだ
場合などの故障、その他の機械的な故障などの検出は行
われていなかった。従って本発明の課題は上記の従来技
術の持つ種々の欠点を除去し、機械的な故障などを検出
することのできる冒頭で述べた種類の方法及び装置を提
供することである。
の実際位置を検出するセンサとの機械的な結合が緩んだ
場合などの故障、その他の機械的な故障などの検出は行
われていなかった。従って本発明の課題は上記の従来技
術の持つ種々の欠点を除去し、機械的な故障などを検出
することのできる冒頭で述べた種類の方法及び装置を提
供することである。
［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するために、本発明によれば、自己
着火式内燃機関の出力を決める調節部材（110）の実際
位置に対応する信号を発生する電気的な実際位置センサ
（120）の機能を監視する方法において、所定の運転状
態にあるとき、特にエンジンブレーキのとき、燃料が噴
射されなくなる終端位置に調節部材を短時間移動させる
ような信号を該調節部材に印加し、同時に前記位置セン
サ領域の故障を検出するために、ニードル移動センサ、
燃料供給開始センサあるいは燃焼開始センサが妥当性の
ある信号を発生したかが検査される構成を採用してい
る。
着火式内燃機関の出力を決める調節部材（110）の実際
位置に対応する信号を発生する電気的な実際位置センサ
（120）の機能を監視する方法において、所定の運転状
態にあるとき、特にエンジンブレーキのとき、燃料が噴
射されなくなる終端位置に調節部材を短時間移動させる
ような信号を該調節部材に印加し、同時に前記位置セン
サ領域の故障を検出するために、ニードル移動センサ、
燃料供給開始センサあるいは燃焼開始センサが妥当性の
ある信号を発生したかが検査される構成を採用してい
る。
また、本発明では、この方法を実施するために、エン
ジンブレーキを識別する手段（180）と、エンジンブレ
ーキが検出されたとき、燃料が噴射されなくなる終端位
置に調節部材を短時間移動させるような信号を受けて該
調節部材を調節する調節器（130）と、前記位置センサ
領域の故障を検出するために、調節部材が終端位置に調
節されるときニードル移動センサ、燃料供給開始センサ
あるいは燃焼開始センサが妥当性のある信号を発生した
かを検査する検査手段（190）とを設ける構成も採用し
ている。
ジンブレーキを識別する手段（180）と、エンジンブレ
ーキが検出されたとき、燃料が噴射されなくなる終端位
置に調節部材を短時間移動させるような信号を受けて該
調節部材を調節する調節器（130）と、前記位置センサ
領域の故障を検出するために、調節部材が終端位置に調
節されるときニードル移動センサ、燃料供給開始センサ
あるいは燃焼開始センサが妥当性のある信号を発生した
かを検査する検査手段（190）とを設ける構成も採用し
ている。
［作用］ このよな構成では、調節部材の位置センサ領域に発生
する機械的な故障を確実に検出することが可能になる。
本発明により調節部材を調節する場合の位置センサの故
障を確実に検出することができるので、故障検出時に動
作する非常走行装置と組み合わせれば自動車の利用範囲
を顕著に拡大することができる。
する機械的な故障を確実に検出することが可能になる。
本発明により調節部材を調節する場合の位置センサの故
障を確実に検出することができるので、故障検出時に動
作する非常走行装置と組み合わせれば自動車の利用範囲
を顕著に拡大することができる。
［実施例］ 以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明
する。
する。
第１図において全体を符号100で示すものは外部着火
式内燃機関である。本来の閉ループ制御回路は符号11
0、120、130、140で示す４つのブロックから構成されて
おり、110は内燃機関の出力を調節する例えば絞り弁等
の調節部材、120は調節部材の実際位置を検出する位置
センサ、130は調節器、140は調節器130からの出力信号
に従って調節部材110を駆動する駆動装置である。アク
セルペダル150により目標値が加算点131へ供給される。
この目標値は場合によっては他のパラメータ（例えば回
転数）で補正される。この加算点には位置センサ120か
らの位置を示す実際値信号も減算値として供給される。
その結果目標値と実際値との差が調節器130に供給され
る。調節器130の出力信号はスイッチS1を介して駆動装
置140へ供給される。そして駆動装置140によって調節部
材110が作動される。他の制御回路として回転数制御回
路160が設けられている。そのため回転数実際値を検出
するセンサ170は内燃機関100からの回転数信号を検出す
る。この回転数実際値を示す信号は減算値として加算点
161へ印加される。加算点161での回転数の目標値と実際
値の比較結果は回転数制御装置160へ供給され、そこか
らスイッチS2を介して駆動装置140へ供給される。さら
に加算点161にはアクセルペダル150からの回転数の目標
値が供給される。さらに故障表示装置191とエンジンブ
レーキ識別装置180を有するコントロール装置190が設け
られている。なお、前記エンジンブレーキ識別180には
アクセルペダル150から得られる回転数の目標値とセン
サ170からの回転数の実際値（ｎ）が供給される。コン
トロール装置190にはエンジンブレーキ識別装置180の出
力信号と調節部材の実際位置を検出する位置センサ120
の実際値信号が入力される。コントロール装置190によ
って障害表示装置191と２つのスイッチS1、S2、及び駆
動装置140が作動される。
式内燃機関である。本来の閉ループ制御回路は符号11
0、120、130、140で示す４つのブロックから構成されて
おり、110は内燃機関の出力を調節する例えば絞り弁等
の調節部材、120は調節部材の実際位置を検出する位置
センサ、130は調節器、140は調節器130からの出力信号
に従って調節部材110を駆動する駆動装置である。アク
セルペダル150により目標値が加算点131へ供給される。
この目標値は場合によっては他のパラメータ（例えば回
転数）で補正される。この加算点には位置センサ120か
らの位置を示す実際値信号も減算値として供給される。
その結果目標値と実際値との差が調節器130に供給され
る。調節器130の出力信号はスイッチS1を介して駆動装
置140へ供給される。そして駆動装置140によって調節部
材110が作動される。他の制御回路として回転数制御回
路160が設けられている。そのため回転数実際値を検出
するセンサ170は内燃機関100からの回転数信号を検出す
る。この回転数実際値を示す信号は減算値として加算点
161へ印加される。加算点161での回転数の目標値と実際
値の比較結果は回転数制御装置160へ供給され、そこか
らスイッチS2を介して駆動装置140へ供給される。さら
に加算点161にはアクセルペダル150からの回転数の目標
値が供給される。さらに故障表示装置191とエンジンブ
レーキ識別装置180を有するコントロール装置190が設け
られている。なお、前記エンジンブレーキ識別180には
アクセルペダル150から得られる回転数の目標値とセン
サ170からの回転数の実際値（ｎ）が供給される。コン
トロール装置190にはエンジンブレーキ識別装置180の出
力信号と調節部材の実際位置を検出する位置センサ120
の実際値信号が入力される。コントロール装置190によ
って障害表示装置191と２つのスイッチS1、S2、及び駆
動装置140が作動される。
通常運転においてはスイッチS1は閉鎖されており、ス
イッチS2は開放されている。走行運転がエンジンブレー
キ状態へ移行すると（これはエンジンブレーキ識別装置
180によって検出される）、所定の時間T1の経過後にス
イッチS1は開放されて、駆動装置140はわずかな時間（1
0分の２、３秒）最小値方向の限界位置へ移動され、そ
れにより調節部材110は終端位置に移動される。続いて
エンジンブレーキ時少なくともドライバーがテスト機能
の経過に気づかないように特殊な運転、例えば衝撃を緩
衝させたり、スリップトルクを限定させる運転が実行さ
れる。この場合に位置センサ120の信号が観察される。
このテストは比較的長い時間（秒単位）で何度も呼び出
すことがきるもので、このテスト時の位置センサ120か
らの信号が一度あるいは数回リーズナブルでない値、す
なわち妥当性のない値をとった場合には、故障であるこ
とが検出されて非常走行運転への切り替えが行われる。
この非常走行運転はスイッチS2が閉鎖され、スイッチS1
が開放されることによって行われるので、回転数制御回
路160が制御を行うことによって走行を続けることがで
きる。また、この場合エンジンブレーキ時所定の燃料カ
ットを行うこともできる。さらにドライバーに非常運転
であることが報告される。
イッチS2は開放されている。走行運転がエンジンブレー
キ状態へ移行すると（これはエンジンブレーキ識別装置
180によって検出される）、所定の時間T1の経過後にス
イッチS1は開放されて、駆動装置140はわずかな時間（1
0分の２、３秒）最小値方向の限界位置へ移動され、そ
れにより調節部材110は終端位置に移動される。続いて
エンジンブレーキ時少なくともドライバーがテスト機能
の経過に気づかないように特殊な運転、例えば衝撃を緩
衝させたり、スリップトルクを限定させる運転が実行さ
れる。この場合に位置センサ120の信号が観察される。
このテストは比較的長い時間（秒単位）で何度も呼び出
すことがきるもので、このテスト時の位置センサ120か
らの信号が一度あるいは数回リーズナブルでない値、す
なわち妥当性のない値をとった場合には、故障であるこ
とが検出されて非常走行運転への切り替えが行われる。
この非常走行運転はスイッチS2が閉鎖され、スイッチS1
が開放されることによって行われるので、回転数制御回
路160が制御を行うことによって走行を続けることがで
きる。また、この場合エンジンブレーキ時所定の燃料カ
ットを行うこともできる。さらにドライバーに非常運転
であることが報告される。
第３図は、位置信号と電圧が正確に対応していること
を示す説明図である。符号300で示すものは位置センサ1
20であるポテンショメータの軌道であり、ポテンショメ
ータのスライダの移動量が符号301で示され、それに対
する出力電圧の大きさが符号302で示されている。下方
ないし上方の終端位置が符号310と320で示されている。
を示す説明図である。符号300で示すものは位置センサ1
20であるポテンショメータの軌道であり、ポテンショメ
ータのスライダの移動量が符号301で示され、それに対
する出力電圧の大きさが符号302で示されている。下方
ないし上方の終端位置が符号310と320で示されている。
第４図は分岐（分流）による障害を示すものである。
各符号の各称は第３図と同様である。第４図では分岐点
で電圧がほぼゼロとなり、下方の終端位置へ達したとき
に電圧が正確にゼロになることが明かであって、これが
障害として認識され、然るべき処理が行われる。本発明
の他の実施例によれば、ポテンショメータに定電流源あ
るいは定電圧源から給電される。それによってポテンシ
ョメータ内部の分流も確実に検出することができる。
各符号の各称は第３図と同様である。第４図では分岐点
で電圧がほぼゼロとなり、下方の終端位置へ達したとき
に電圧が正確にゼロになることが明かであって、これが
障害として認識され、然るべき処理が行われる。本発明
の他の実施例によれば、ポテンショメータに定電流源あ
るいは定電圧源から給電される。それによってポテンシ
ョメータ内部の分流も確実に検出することができる。
第２図は本発明の実施例を自己着火式内燃機関に使用
した例を示すものである。各部分の名称は第１図に示す
実施例と同様である。この場合、調節部材110は例えば
燃料ポンプのコントロールロッド等である。本実施例に
おいては自己着火式内燃機関が符号200で示されてい
る。さらに燃料噴射ポンプ210が付加されている。その
他に本実施例においてはコントロール装置190には位置
センサ120からの位置を示す実際値信号の代わりにニー
ドル移動センサの出力信号、あるいは少なくとも１つの
燃料噴射弁に関する燃料供給開始センサの信号あるいは
燃焼開始センサからの信号が入力される。原則的には、
内燃機関のシリンダ内に燃焼開始センサを組み込むこと
も考えられる。これらの信号のいずれも使用されない場
合には、第１図で説明したのと同じ構成を用いて監視が
行われる。
した例を示すものである。各部分の名称は第１図に示す
実施例と同様である。この場合、調節部材110は例えば
燃料ポンプのコントロールロッド等である。本実施例に
おいては自己着火式内燃機関が符号200で示されてい
る。さらに燃料噴射ポンプ210が付加されている。その
他に本実施例においてはコントロール装置190には位置
センサ120からの位置を示す実際値信号の代わりにニー
ドル移動センサの出力信号、あるいは少なくとも１つの
燃料噴射弁に関する燃料供給開始センサの信号あるいは
燃焼開始センサからの信号が入力される。原則的には、
内燃機関のシリンダ内に燃焼開始センサを組み込むこと
も考えられる。これらの信号のいずれも使用されない場
合には、第１図で説明したのと同じ構成を用いて監視が
行われる。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、調
節部材の位置センサ以外のニードル移動センサ、燃料供
給開始センサあるいは燃焼開始センサが妥当性のある信
号を発生したかを検査して調節部材の位置センサの故障
を検出しているので、例えば、調節部材が終端位置に達
していないのに、調節部材は終端位置にあることを示す
信号を位置センサが発生するような故障が発生したと
き、上記ニードル移動センサなどが妥当性のない信号
（噴射を示す信号）を発生するので、位置センサの故障
を確実に検出することができる、という優れた効果が得
られる。
節部材の位置センサ以外のニードル移動センサ、燃料供
給開始センサあるいは燃焼開始センサが妥当性のある信
号を発生したかを検査して調節部材の位置センサの故障
を検出しているので、例えば、調節部材が終端位置に達
していないのに、調節部材は終端位置にあることを示す
信号を位置センサが発生するような故障が発生したと
き、上記ニードル移動センサなどが妥当性のない信号
（噴射を示す信号）を発生するので、位置センサの故障
を確実に検出することができる、という優れた効果が得
られる。
第１図は外部着火式内燃機関に本発明を用いた例を示す
ブロック回路図、第２図は自己着火式内燃機関に本発明
を用いた例を示すブロック回路図、第３図は位置信号と
電圧が正確に対応していることを示す説明図、第４図は
分流とそれによってもたらされる電圧値を示す説明図で
ある。 100……外部着火式内燃機関 110……調節部材、120……位置センサ 130……調節器、140……駆動装置 160……回転数制御装置 170……回転数センサ 180……エンジンブレーキ識別装置 190……コントロール装置 191……故障表示装置 300……ポテンショメータの軌道 310、320……終端位置
ブロック回路図、第２図は自己着火式内燃機関に本発明
を用いた例を示すブロック回路図、第３図は位置信号と
電圧が正確に対応していることを示す説明図、第４図は
分流とそれによってもたらされる電圧値を示す説明図で
ある。 100……外部着火式内燃機関 110……調節部材、120……位置センサ 130……調節器、140……駆動装置 160……回転数制御装置 170……回転数センサ 180……エンジンブレーキ識別装置 190……コントロール装置 191……故障表示装置 300……ポテンショメータの軌道 310、320……終端位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルリッヒ・ゲルシュトゥンク ドイツ連邦共和国 7143 ファイヒンゲ ン・エンツ・アシュマンシュトラーセ 33 (56)参考文献 特公 平６−37862（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−94820（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00
Claims (10)
- 【請求項１】自己着火式内燃期間の出力を決める調節部
材（110）の実際位置に対応する信号を発生する電気的
な実際位置センサ（120）の機能を監視する方法におい
て、 所定の運転状態にあるとき、特にエンジンブレーキのと
き、燃料が噴射されなくなる終端位置に調節部材を短時
間移動させるような信号を該調節部材に印加し、 同時に前記位置センサ領域の故障を検出するために、ニ
ードル移動センサ、燃料供給開始センサあるいは燃焼開
始センサが妥当性のある信号を発生したかが検査される
ことを特徴とする位置センサの機能を監視する方法。 - 【請求項２】終端位置に前記調節部材を短時間移動さ
せ、前記妥当性のある信号が発生したかの検査は、複数
回行なわれることを特徴とする請求項第１項に記載の方
法。 - 【請求項３】終端位置に前記調節部材を短時間移動さ
せ、前記妥当性のある信号が発生したかの検査は、少な
くともドライバーが気づかない程度に行なわれることを
特徴とする請求項第１項又は第２項に記載の方法。 - 【請求項４】終端位置に前記調節部材を短時間移動さ
せ、前記妥当性のある信号が発生したかの検査により位
置センサ領域に故障が検出された場合に、非常走行運転
が導入されることを特徴とする請求項第１項から第３項
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項５】終端位置に前記調節部材を短時間移動さ
せ、前記妥当性のある信号が発生したかの検査を連続し
て多数回行なってから位置センサ領域に故障が検出され
た場合に、非常走行運転が導入されることを特徴とする
請求項第１項から第３項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】前記故障が検出された場合に、ドライバー
に故障が報知されることを特徴とする請求項第４項又は
第５項に記載の方法。 - 【請求項７】前記位置センサがポテンショメータであ
り、このポテンショメータに定電流源あるいは定電圧源
から給電が行なわれることを特徴とする請求項第４項又
は第５項に記載の方法。 - 【請求項８】自己着火式内燃機関の出力を決める調節部
材（110）の実際位置に対応する信号を発生する電気的
な実際位置センサ（120）の機能を監視する装置におい
て、 エンジンブレーキを識別する手段（180）と、 エンジンブレーキが検出されたとき、燃料が噴射されな
くなる終端位置に調節部材を短時間移動させるような信
号を受けて該調節部材を調節する調節器（130）と、 前記位置センサ領域の故障を検出するために、調節部材
が終端位置に調節されるときニードル移動センサ、燃料
供給開始センサあるいは燃焼開始センサが妥当性のある
信号を発生したかを検査する検査手段（190）と、 を有することを特徴とする位置センサの機能を監視する
装置。 - 【請求項９】前記検査手段により位置センサ領域に故障
が検出された場合非常走行運転が導入されることを特徴
とする請求項第８項に記載の装置。 - 【請求項１０】前記故障が検出された場合に、ドライバ
ーに故障が報知されることを特徴とする請求項第９項に
記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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