JPH0436045A - センサの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、センサの故障検出装置に関し、更に詳しくは
、可変抵抗器として構成されるセンサの断線或いは電源
の断線を検出するための故障検出装置に関する。典型的
にはこのセンサは、車両のスロットル開度を検出するた
めの可変抵抗式スロットルセンサとして用いられる。

［従来技術］ 車両の自動変速装置或いは車高調整装置用のセンサとし
て１作動のための電流が供給される形式のセンサが利用
されている。

第６図にこの形式のセンサの一例として知られている可
変抵抗式のスロットルセンサを組み込んだ車両の自動変
速装置の全体回路図を示す。

同図においてこの自動変速装置の制御用のシステム計算
機ＣＰＵ　１には、車速センサ２．スロットルセンサ３
．シフトスイッチ４．パターン切換スイッチ７及び直流
電源装置８の出力信号が入力として与えられ、これらの
信号に基きＣＰＵ　１は、シフトソレノイド５ＯＬ１．
５ＯＬ２を同時に制御し、この双方のシフトソレノイド
の励磁又は非励磁の組合せに基き変速装置を所望のシフ
ト位置に選択する。この様子は後述の表−１に示されて
いる。

スロットルセンサ３は、いわゆるポテンシ■メータとも
呼ばれる可変抵抗器として構成され。

図示しない車両のスロットルバルブに連動し可変抵抗器
ＲＴＩ（上を摺動する接触子Ｃの位置に従い。

この可変抵抗器ＲＴＨの両外端端子Ｔ１．Ｔ８は電源ラ
インＴＨ”　、　Ｔ）Ｉ−として機能する。

可変抵抗器Ｒ丁Ｈは両外端端子Ｔ１．Ｔｓに印加された
電圧を分圧してこれを接触子Ｃに接続された端子Ｔ２に
おいて電圧信号として出力し、端子Ｔ２に接続された出
力信号ラインＳを経由してＣＰＵ　１に入力する。

スロットルセンサ３の故障状態と正常な状態とを識別す
るために、スロットルバルブの実際の開度が０％（全閉
）〜１００％（全開）の範囲でスロットルセンサ３の出
力信号は両外端端子間に印加された全電圧に対して１３
％〜８７％の信号電圧を出力するように調整されており
、故障状態の検出を、信号電圧が０％の場合の故障状態
のときは全電圧の５％以下であることを、信号電圧が１
００％の場合の故障状態のときは全電圧の９５％以上で
あることを、夫々ＣＰＵ　１によって検知し、この５％
以下及び９５％以上の故障状態と前記正常時の信号電圧
である全電圧の１３％〜８７％の正常状態とを識別する
こととしていた。

前者の場合、即ち信号電圧が５％以下及び９５％以上の
ときはＣＰＵ　１は、スロットルセンサ３が故障したも
のと判断し、スロットル開度を富と扱うこととし、この
条件で自動変速装置の変速段を選定することによってフ
ェイルセーフ制御を行うこととしており、このフェイル
セーフ制御においては、自動変速装置での変速段の選定
がより安全側である高速段側へのシフトアップを可能と
する制御が行われていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のポテンショメータ方式のセンサであるアナロ
グ電圧方式のスロットルセンサでは、故障判定領域をそ
の正常出力範囲の外側に設けているのでセンサを構成す
る可変抵抗器の両端の外端端子に印加される電圧である
全電圧に対してその１３％〜８７％の範囲内でのみ出力
信号をＣＰＵ　１に出力可能であるに過ぎなく、従って
センサ自体の能力をこの限られた範囲内でしか利用でき
なかった。

このように限られた範囲内の出力信号のみを利用する場
合には、センサの分解能がそれに応じて限定されること
となり、この限られた分解能により当該システム全体の
精度を上げることができず、設計上の制約が生じて好ま
しくないという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑み２作動のための電流を供
給される方式のセンサの出力範囲外に故障判定領域を設
けることなく、センサの能力に従って出力範囲を広くと
ることができると共にセンサ又はその配線部分における
断線故障を検出するための故障検出装置を提供し、もっ
て当該センサを組込んだシステムにおいてシステム精度
を向上させると共に故障時のフェイルセーフ制御を可能
とすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の前記目的は１作動のための電流を供給されるセ
ンサと直列に接続され前記電流を通電される直列抵抗器
と、該直列抵抗器における電圧降下を測定可能に配され
る電圧測定部とを備えるセンサの故障検出装置によって
達成される。

直列抵抗器としては、センサ両端の外端端子に印加され
る電圧をできるだけ低下させないようにセンサの抵抗値
に比して小さな値で９月つ、センサに流れる電流によっ
て生ずる該直列抵抗器の両端の電位差である電圧降下の
測定が容易となるような値に選定される。当該センサと
してはアナログ電圧出力タイプ方式のセンサ、典型的に
は可変抵抗式のスロットルセンサが好適である。

［作用〕 本発明に係るセンサの故障検出装置においては、センサ
の内部或いは外部配線において断線故障が発生すると、
センサと直列に接続された直列抵抗器を流れるセンサの
作動電流が０となり、電圧測定部で測定される電圧がＯ
となり、故障発生の検出が可能となるので、センサの出
力範囲外に故障判定領域を設ける必要はない。

［実施例］ 図面を参照して本発明の実施例について説明する。第１
図は本発明の一実施例であるセンサの故障検出装置を備
える自動変速装置のブロック図である。なお、従来と同
じ要素及び装置は同じ参照符号で示す。

この自動変速装置では車速センサ２．スロットルセンサ
３．シフトスイッチ４．パターン切換スイッチ７、直列
抵抗器９及びバッテリ１２の夫々の出力信号は、自動変
速装置の制御装置ＥＣＵ　１０を構成するシステム計算
機ＣＰＵ　１に入力され、　ＣＰＵ　１ではこれらの信
号に従って所定の０Ｎ−ＯＦＦ信号を夫々シフトソレノ
イド５ＯＬＩ及び８０Ｌ２に出力し、所要の変速段の選
定のための制御を行う。

ここでバッテリ１２の出力はＣＰＵ　１に入力されるに
先立って直流電源装置８に入力されて、ここからＣＰＵ
　１に電源電圧が供給されている。ＣＰＵ　１は自動変
速装置の制御装置ＥＣＵ　１０を構成すると共に本発明
の実施例のセンサの故障検出装置の一部としての電圧測
定部をも含む。

第２図は第１図の変速装置における本発明の要部回路図
であり、スロットルセンサ３並びにその直流電源装置８
及びスロットルセンサ３の故障検出装置の直列抵抗器９
（Ｒｌｏ）を、電圧測定部を構成すると共に自動変速装
置の制御部としてなるＣＰＵ　１と共に示す回路図であ
る。第２図においてスロットルセンサ３は全抵抗５禮の
抵抗値を有する可変抵抗器ＲＴＨとして成り、この可変
抵抗器ＲＴＨでは図示しないスロットルバルブに連結さ
れて、これと連動して変位する接触子Ｃが可変抵抗器の
上を摺動する。

可変抵抗器Ｒ丁）１の両端の外端端子Ｔ１　ｒ　Ｔ２の
一方の端子Ｔ１に接続された電源ラインＴＩ＋は。

直列抵抗器として構成され抵抗値として可変抵抗器ＲＴ
Ｈの全抵抗の５％程度の抵抗値を有する抵抗Ｒ１゜を介
して所定の電源電圧Ｖ。。を出力する直流電源装置８の
正極側端子８１に接続され、この正極側端子８１の出力
ラインａは同時にＣＰＬＩ　１のＡ／Ｄ変換部１１の端
子１１Ａを介してＣＰＬＩ　１に入力される。

直流電源装置８の負極側出力端子８２はアースされる。

また電源ラインＴＨ＋は十分大きな抵抗Ｒ２ヮを介して
前記Ａ／Ｄ変換部１１の端子１１Ｂに接続される。

可変抵抗器ＲＴＨの接触子Ｃの端子Ｔ２は出力信号ライ
ンＳに接続され、同様に十分大きな抵抗ＲＩ２を介して
Ａ／Ｄ変換部１１の端子１１ｃに接続される。可変抵抗
器ＲＴＨの外端端子の他方の端子Ｔ３はラインＴＨ−に
接続され、ラインＴＨ−はアースされると共に大きな抵
抗値を有する抵抗Ｒ１１の一方の端子に接続され、抵抗
Ｒ１＋の他方の端子は出力信号ラインＳに接続される。

第３図は本実施例のスロットルセンサ３の出力特性を示
すグラフであり、スロットル開度０％において全電圧の
８％の信号電圧を、スロットル開度１００％において全
電圧の１００％の信号電圧を。

夫々出力できるように調整されている。スロットル開度
が零においてスロットルセンサ３の信号電圧を８％とし
ているのはスロットルセンサ３の取付位置調整において
開度零位置での測定用電圧を得るためである。即ち、ス
ロットル開度が０である時にスロットルセンサの出力電
圧が全電圧の８％となる様に取付時に設定され、以降の
調整時にはスロットルセンサのこの出力電圧値によって
スロットル開度零が検出される。

このように取付位置調整範囲を設けても本実施例のスロ
ットルセンサの場合十分な出力範囲が確保される。本実
施例のスロットルセンサでは従来のスロットルセンサの
出力特性図である第６図と比較すると容易に理解できる
ようにその出力信号電圧の範囲が十分に大きく選定され
ている。

第１図に示されるＣＰＩＪ　１の出力信号を人力として
与えられるシフトソレノイドバルブ５ＯＬＩ及び５ＱＬ
２は、二〇ＣＰＵ　１により励磁、非励磁のいずれかの
状態となるように制御され１次に示される表１に従って
自動変速装置において各変速段を達成する。

（以下余白） 表−１ 変速段とソレノイド作動組合せ Ｏ：ソレノイドＯＮ　（励磁） Ｘ：ソレノイドＯＦＦ　　（非励磁） 上記のように構成した本発明の一実施例の故障検出装置
をスロットルセンサと共に備える自動変速装置の制御装
置は以下のように作動する。

車両の走行に先立ってパターン切換スイッチ７において
シフトパターンＩ（経済走行）又は■（高速走行）が選
択される。この選択によりＣＰＵ１は、第４図（Ａ）及
び（Ｂ）に示す如きパターンＩ、パターンＨの変速線図
のいずれかに従って自動変速装置での変速段を選択する
。

アクセルペダルの踏込みに応答するスロットルの開度を
接触子Ｃの位置によって検出するスロットルセンサ３は
可変抵抗器ＲＴＨの外端端子Ｔ１Ｔ８に印加された全電
圧に対して第３図の電圧比で示された出力電圧を接触子
Ｃに接続された端子Ｔ２に出力し、この出力電圧と、車
速センサ２によって検知される車両の速度とに従って第
４図（Ａ）又は（Ｂ）で規定される各変速段間のシフト
動作が行われる。なお同図において実線はシフトアップ
時の変速線図を示し、破線はシフトダウン時の変速線図
を示す。

例えばパターンＩが選定され、第４図（Ａ）においてＰ
点で示されるように車両が２７ｋｍで走行中であり、ス
ロットル開度が４５（％）の状態で第二速において加速
がなされている状態を想定することとする。このとき直
列抵抗器における電圧降下は例えば全電圧の約５％の０
．２５Ｖとなる。

この状態において、スロットルセンサ３の可変抵抗器Ｒ
ＴＨの接触子よりも接地側に近い範囲の可変抵抗器の断
線或いは可変抵抗器ＲＴＨの接地側ラインＴＨ−のコネ
クタ部等における断線が生ずると、可変抵抗器ＲＴＨを
流れる電流がＯとなり、出力信号ラインＳは全電圧の１
００％の電圧を出力するが、それと同時に直列抵抗器Ｒ
ＩＯでの降下電圧も約０．２５ＶからＯｖとなりＡ／Ｄ
変換部１１ノ端子１１Ａと端子１１Ｂとの電位差も０と
なるので、電圧測定部として成るＣＰＵ　１はこの電圧
変化を検出することによりスロットルセンサ３が故障し
たものと判断する。従って出力信号ラインＳがスロット
ル開度の全開に相当する信号である　１００％の信号電
圧をＣＰＵ　１に入力しているにも拘らず、この信号は
、フェイルセーフ制御のため０％、即ちスロットルの開
度が零であると見なされる。

第４図（Ａ）の変速線図において、上記フェイルセーフ
制御が働かず、変速線図上のＰ点からスロットル開度が
１００％であるＲ点に移行するとなると、変速装置にお
いて第二速から第−速へのシフトダウンか行われ、車両
が急減速して危険を生ずることとなるが、上記フェイル
セーフ制御によって第４図（Ａ）の変速線図上において
Ｐ点からＱ点の状態に移行し、従って自動変速装置のＣ
ＰＩｌｌは第二速から第三速に移行するよう判断する。

このシフトアップが行われる結果、自動変速装置は車両
の減速を阻止するように作動する。

第４図（Ｂ）には、パターン■（高速走行選択時）の変
速線図においてフェイルセーフ制御が行われる様子の別
の例が示されている。第４図（Ｂ）において、この変速
線図上のＰ′点において時速４３１ａｗ　、スロットル
開度２５％で定速走行中の場合にスロットルセンサの故
障か発生すると、この故障はＣＰＵ　１によって検知さ
れ、フェイルセーフ制御によってスロットル開度が零で
ある変速線図上のＱ′点に移行する。この場合変速装置
では引き続き同じ変速段による走行を選択し、フェイル
セフ制御が作動しない場合にはスロットル開度が全開と
みなされる結果変速線図上のＲ′点に移行し、変速装置
が第三速から第二速を選択し車両の急減速が発生する危
険を回避することとしている。

可変抵抗器ＲＴＨの接触子Ｃよりも電源側に近い範囲で
の可変抵抗器の断線或いは電源ラインＴＨ÷において断
線が生ずると接触子Ｃの位置に拘わらず出力信号ライン
Ｓは抵抗Ｒ１１を介して接地電位となり、スロットルセ
ンサの信号電圧は０％となるが、この場合スロットル開
度を零と見ることはフェイルセーフ側となるので電圧測
定部での測定電圧ＯＶに従って同様にＱ点への移行が行
われる。

上記いずれの故障においてもそのままの状態での運行が
継続することとなるが特に危険はない。

また、運転者は、加速の不足を感することにより、この
故障を感知することができる。

以上説明したように９本実施例の故障検出装置を有する
自動変速装置においては、センサと直列に接続される直
列抵抗器を配し、この直列抵抗器における電圧降下を検
出することによりセンサの故障を検出可能なため、従来
のようにセンサ自体の出力範囲を犠牲にして故障判定領
域を設ける必要がない。

また、上記実施例では電源ラインＴＨ＋側に直列抵抗器
を設けた例を示したが、接地側の電源ラインＴＨ−側に
直列の抵抗器を設けることもでき、全く同様に使用する
こともできる。

なお９本実施例では作動のための電流を供給されるセン
サの一例としてアナログ電圧方式のスロットルセンサを
挙げて説明したが、上記方式の別のセンサである例えば
車両用ハイドセンサにおいても同様に故障検出装置を備
えることができ。

車高調整においてセンサ自体或いは配線の断線に起因す
る故障が検知され、フェイルセーフ制御が可能となる。

第５図は第１図に示された本発明に係るポテンショメー
タ方式のセンサに直列抵抗器を組込んだ別の実施例を示
す。このセンサでは、上述の実施例の故障検出装置の一
部を構成する直列抵抗器Ｒ１゜と、可変抵抗器ＲＴＨと
が組合されてセンサ組立体３′を構成している。上記セ
ンサ３′は直列抵抗器Ｒ１（ｌがセンサ内に組み込まれ
ている点を除けば前述の実施例において説明した第２図
と同じ回路によって自動変速装置に組み込まれ１作動も
同じであるのでこれ以上の説明は省略する。

［発明の効果コ 本発明に係る１作動のための電流を供給されるセンサの
電源ラインの断線故障を検知するための故障検出装置が
、センサと直列に接続されて前記電流を供給される直列
抵抗器と、この直列抵抗器の電圧降下を検出可能な電圧
測定部とを備えるとした構成により、センサの断線或い
はセンサに電源を供給する配線部の断線に起因する故障
を簡単に検出することができると共にセンサの信号出力
範囲をセンサの能力に従って広くとることができるので
、これを利用したシステム全体の精度を増大させること
ができ設計上の制約を除くことが可能なセンサの故障検
出装置を提供することができた。

また本発明に係る故障検出装置によって故障を検出され
るセンサを可変抵抗式スロットルセンサとして構成すれ
ば、可変抵抗器の電流によって電圧降下を生ずる直列抵
抗器の選定は容易であり。

故障検出が容易なスロットルセンサの故障検出装置を提
供でき、これを自動変速装置の制御に組込むことで容易
にフェイルセーフ制御が可能となる自動変速装置の制御
装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係る信号検出装置を含む自
動変速装置の構成を例示するブロック図９ 第２図は第１図の自動変速装置のセンサ及びセンサの故
障検出装置部分の回路図。 第３図は第１図の自動変速装置におけるスロットルセン
サのスロットル開度と出力電圧の関係を示す特性図。 第４図は第１図の変速装置において採用される変速線図
で（＾）はパターンＩの、（Ｂ）はパターン■の変速線
図を夫々示す図。 第５図は本発明の別の実施例に係る故障検出装置の一部
を内部に含むポテンショメータ方式のセンサの回路図。 第６図は従来の変速装置の回路図。 第７図は第６図の変速装置のスロットルセンサの第３図
と同様な図。 である。 １・・・ＣＰＵ　　　　　　　２・・・車速センサ３・
・・スロットルセンサ ４・・・シフトスイッチ ７・・・パターン切換スイッチ ＲＴ）ｌ・・・可変抵抗器 Ｔ１〜Ｔｌｌ・・・可変抵抗器の端子 Ｃ・・・接触子 ５ＯＬＩ、　５ＯＬ２・・・シフトソレノイド出願人　
　アイシン精機株式会社 代理人　　　弁理士　　加　藤　朝　道第３図 第７図 第５図 スロットル七ン丈出力電圧比（％） 第６図 一スロットルセンサ出力電圧比（％） 手 続 補 正 書 （自発） 平成２年７月１０日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）作動のための電流を供給されるセンサと直列に接
   続され前記電流を通電される直列抵抗器と，該直列抵抗
   器における電圧降下を測定可能に配される電圧測定部と
   を備えるセンサの故障検出装置。
2. （２）前記センサは，車両のスロットル開度を検出する
   ための可変抵抗式スロットルセンサであることを特徴と
   する請求項１記載のセンサの故障検出装置。