JPH0734912A - 操作量信号伝達系の異常検出装置 - Google Patents

操作量信号伝達系の異常検出装置

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JPH0734912A
JPH0734912A JP17439293A JP17439293A JPH0734912A JP H0734912 A JPH0734912 A JP H0734912A JP 17439293 A JP17439293 A JP 17439293A JP 17439293 A JP17439293 A JP 17439293A JP H0734912 A JPH0734912 A JP H0734912A
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JP
Japan
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control input
abnormality
electric signals
accelerator
characteristic
Prior art date
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Pending
Application number
JP17439293A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Hosoya
伊知郎 細谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH0734912A publication Critical patent/JPH0734912A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D2011/101Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles
    • F02D2011/102Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的な操作量を複数の電気信号に変換して
制御装置に伝達する操作量信号伝達系、特に自動車のア
クセル操作量を電気信号で伝達する系における異常、特
に、同時に、同位相、同レベルのノイズがのった場合で
も感度良く検出できる装置を提供すること 【構成】 1つの機械的な操作量がその操作量に応じた
それぞれ異なったパターンの複数の電気信号に変換され
比較演算部に伝達される。比較演算部は伝達された電気
信号を読み込み操作量を計算し比較し、その差が許容値
を超える場合には操作量信号伝達系に異常があると判定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気信号によって伝達さ
れた機械的な操作量の信号の異常を検出する装置、特に
アクセル開度を電気信号に変換し、その電気信号によっ
てスロットルを開閉する装置を備えた自動車において送
られた電気信号の異常を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】操作者の機械的な操作量を電気信号に変
換して制御部分に送り、その電気信号をもとに制御系が
装置全体を制御するということは機械装置一般に広く用
いられているが、自動車のアクセル操作系においても、
近年、従来のペダルの操作量をスロットルケーブルによ
って機械的にスロットル弁に伝達するという方法の代わ
りに、スロットルケーブルを廃止して、アクセルペダル
の操作量を電気信号に変換して電子スロットルに伝達
し、スロットル開度を調整するものが提案されている。
【0003】このように電気信号によってアクセル操作
を伝達する場合においては、信号線にノイズがのった時
や、アクセル開度センサに故障がある時に、その信号を
そのまま電子スロットルに伝達してしまうと送られてき
た信号を運転者のアクセル開度として電子スロットルの
開閉操作がおこり運転者の意志とは無関係なエンジン出
力の変化が発生する可能性がある。しかしながら、自動
車のアクセル操作系は、エンジンに供給する空気量を加
減して、エンジン出力を調整するものであって自動車の
「走る」、「曲がる」、「止まる」の3つの基本機能の
内の「走る」機能を制御するための運転者の意志を伝え
る重要な部分であって、運転者の意志を忠実に伝えるこ
とが特に厳しく要求され上述したように運転者の意志と
は無関係なエンジン出力の変化が発生するようなことは
極力避けなければならない。それゆえ、アクセル開度を
電気信号によって伝達する場合の安全策が色々と提案さ
れている。例えば、実開昭62−192930号公報に
示されるように1個のアクセルペダルに対して複数個の
機械電気変換装置を連動させ複数の電気信号を伝達させ
るようにしたものが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実開昭62
−192930号公報に開示されたものは、略同等の特
性を有する複数個の機械電気変換装置を同一のアクセル
ペダルに連動するように同一の方法で連結してあり、こ
れらの複数の電気信号のうちから、アクセルペダルの踏
み込み量が最も小さい値を送出している装置の出力を比
較選択して、これによって各種の制御をおこなうように
されている。しかしながら、このように構成された装置
においては、一方の信号に異常があった場合には検出で
きるが、同じ様な経路で配策されることが多く、むしろ
可能性が高いと思われる複数の伝達系に同時に同相で同
レベルのノイズがのった場合には、そのノイズがのった
信号同士を比較選択してその中で最も小さい値を選択し
て制御用に送りだすことが可能となってしまい運転者の
踏み込み量とは異なる信号により制御されてしまう可能
性がある。本発明は、上記問題に鑑み、機械的な操作量
を少なくとも一対の電気信号に変換して制御装置に伝達
する操作量信号伝達系の異常を、変換された電気信号の
各々に同時に、同相で、同レベルのノイズがのったよう
な場合も含めて感度良く検出できる装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、機械的
操作量の変化に対して予め定められたパターンで出力信
号レベルが変化する少なくとも一対の変換手段と、前記
出力信号レベルを読み込み比較演算する比較演算手段と
を具備し、前記各変換手段における操作量と出力信号レ
ベルの対応関係を示す上記パターンを変化率が同じ部分
が無いように互いに異ならせ、前記比較演算手段が読み
込んだ信号レベルから各操作量を演算して比較しその差
に基づいて異常の有無を判定するようにした操作量信号
伝達系の異常検出装置が提供される。
【0006】
【作用】1つの機械的な操作量がその操作量に応じたそ
れぞれ異なったパターンの複数の電気信号に変換され、
比較演算部が変換された電気信号を読み込み操作量を計
算し、その計算結果の差に基づいて異常の有無を判定す
る。
【0007】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
を説明する。図1は、自動車のアクセル操作系に適用さ
れた本発明の第1の実施例の基本的な構成を示す図であ
る。1はアクセルペダルであって、その一端は、例えば
車体床面に設けられた軸1aに軸着されており軸1aを
中心に回動自在である。2はアクセル開度センサであ
り、軸2aを有する。3はアクセルリンクであって一方
の端部はアクセル開度センサ2の軸2aに固定され、他
方の端部にはローラ3aが取り付けられておりローラ3
aはアクセルペダル1の背面に摺動自在に当接してい
る。したがって、運転者がアクセルペダル1を踏み込む
とアクセルペダル1は軸1aを中心に矢印Aの方向に回
動し、ローラ3aをアクセルペダル1の背面で押圧し、
アクセルリンク3を矢印Bの方向に回動させ、アクセル
リンクに固定されたアクセル開度センサ2の軸2aを同
じく矢印Bの方向に回動させる。
【0008】アクセル開度センサ2には軸2aの回動角
度に対応して第1の特性と第2の特性の2種類のアナロ
グ電気信号を発生する一対の変換器が内蔵されている
が、各々の変換器の変換比率は互いに異なる。各々の変
換器によって発生された2つのアナログ電気信号は伝達
ケーブル4a,4bを通ってエンジンコントロールコン
ピュータ5に送られる。エンジンコントロールコンピュ
ータ5は送られてきた2つのアナログ電気信号を読み取
り、比較演算して異常が発生していないかどうかを判定
する。7は電子スロットルであってエンジンコントロー
ルコンピュータ5から送られる異常判定済みの電気信号
に応じスロットル弁8の開閉制御をおこなう。
【0009】図2は、アクセル開度センサ2の内部の詳
細を示す図である。R1は第1の特性のアナログ電気信
号を発生するための摺動抵抗、R2は第2の特性のアナ
ログ電気信号を発生するための摺動抵抗である。摺動抵
抗R1の一端R1aは回路11によって摺動抵抗R2の
一端R2aと連結され、さらにR2aは回路12によっ
て端子VC と連結されている、一方摺動抵抗R1の他端
R1bは回路13によって端子E2 と連結され、同時に
回路14によって摺動抵抗R2の他端R2bとも連結さ
れている。また、15,16は一端がそれぞれ端子VP
1 、端子VPA2 に連結された半円弧状の回路であ
る。20はブラシであって軸2aに固定されており軸2
aと一体的に回動し、摺動抵抗R1、R2および半円弧
状の回路15、16と摺動自在に接触し摺動抵抗R1と
円弧状の回路15の間、および摺動抵抗R2と円弧状の
回路16の間を短絡するように部分的に導電材料で作ら
れているがその他の部分は非導電材料で作られている。
端子VPA1 、端子VPA2には伝達ケーブル4a,4
bのそれぞれの一方の端部が接続されている。
【0010】図3は、図2のアクセル開度センサの回路
構成を結線図でわかりやすく示したものであって端子E
2 と端子VC との間に一定の電圧を印加した時の端子E
2 と端子VPA1 、端子VPA2 の間の電圧がそれぞれ
第1の特性と第2の特性のアナログ電気信号となる。
【0011】図4は、アクセル開度に対する出力電圧の
特性の設定の1例を示したものであり、この場合一方は
踏み込み量に比例して出力電圧が上がる第1の特性を有
し、他方は踏み込み量に反比例して出力電圧が下がる第
2の特性を有している。例えば開度Aにおいては第1の
特性による出力電圧はV1,第2の特性による出力電圧
はV2である。
【0012】図5の(a)、(b)、(c)は、エンジ
ンコントロールコンピュータ5の読み取り電圧とアクセ
ル開度の関係を示したものである。図5の(a)は、特
に異常が無い場合であって、例えば開度Aにおける第1
の特性による読み取り電圧はV1,第2の特性による読
み取り電圧はV2であって、逆に言えば第1の特性の読
み取り電圧V1に対応する開度はAであり、第2の特性
の読み取り電圧V2に対応する開度もAであって、両方
の特性の読み取り電圧に対応する開度は一致しているこ
とを示している。図5の(b)は、同じ開度Aの時の読
み取り電圧であるが、アクセル開度センサ2とエンジン
コントロールコンピュータ5を結ぶ各々の伝達ケーブル
が同相のノイズを拾ってしまった場合である。この場合
には第1の特性の読み取り電圧V1’は本来の開度A
1’に相当する電圧であり、第2の特性の読み取り電圧
V2’は本来の開度A2’に相当する電圧であり、読み
取り電圧に対応する本来の開度が一致していないことを
示している。図5の(c)は、やはり同じ開度Aの時の
読み取り電圧であるが、第1の特性の変換器の内部でブ
ラシが磨耗粉に乗り上げて出力電圧が下がりV1”を示
し、第2の特性の方は正常であった場合である。この時
には、第1の特性が示した出力電圧V1”に対応する本
来の開度はA1”であり、第2の特性が示した出力電圧
に対応する開度はAであり、やはり読み取り電圧に対応
する本来の開度が一致していないことを示している。
【0013】本発明では、上述のように異常があった場
合には読み取り電圧に対応するアクセル開度が一致しな
いという点に着目して異常有無の判定をするものであっ
て、その概要は以下の通りである。先ず、2つの変換器
からの出力値をそれぞれ読み込む、次に読み込んだそれ
ぞれの出力値に対応するアクセル開度を計算し、そのそ
れぞれのアクセル開度の差が機械的、電気的な許容公差
範囲内にあるかどうかを計算する。ここで機械的、電気
的な許容公差範囲を超える差が出た場合でも、持続時間
が短い場合には実用上は問題が無いので、その持続時間
が許容範囲内にあるかどうかを計算し、時間的にも許容
出来ないものについてのみアクセルセンサが故障してい
るとの判定を下す。
【0014】図6は上記の判定のフローの詳細を示した
ものである。ステップ101では、第1の特性の変換
器、第2の特性の変換器からの出力値VPA1,VPA
2をそれぞれ読み込む。ステップ102では、異常が無
い場合のVPA1,VPA2に対応するアクセル開度P
A1,PA2をそれぞれ演算する。ステップ103で
は、下記の式を演算し、第1の特性の変換器からの出力
値から演算したアクセル開度と第2の特性の変換器から
の出力値から演算したアクセル開度との差が電気的、機
械的な公差範囲内にあるかどうかを判定する。 |PA1−PA2|−KDPA≦0…式(1) ここで、KDPAはアクセル開度センサの電気的、機械
的な公差によって決まる公差。もし、YESならば公差
範囲内にあり異常無しと判定し終了する。もし、NOで
あればステップ104に進む。ステップ104では、D
PA1,2=|PA1−PA2|−KDPA、すなわち
前記式(1)の左辺の値の持続時間が予め決められた許
容値(図7)以下であるかどうかを判定し、YESなら
ば時間的には許容できるものとしてステップ101にも
どる、もしNOならば時間的にも許容できないものとし
てアクセル開度センサが故障しているとの判定を下す。
【0015】なお、図6のフローには、特に記載しては
いないが、時間に対する電圧の変化率を捉え、通常考え
られるアクセル踏み込み速度(最速でも全閉から全開ま
で約20ms)を超えるような異常に速い電圧変化があ
った場合には、これも異常として判定するようにする機
能を付け加えることもできる。例えば、サンプリング間
隔を4ms,全閉から全開までの電圧差は10Vとし、
全閉から全開まで20ms以内に変化したら異常である
とするならば、あるサンプリング時の読み取り電圧値
と、4ms後の次のサンプリング時の読み取り電圧値の
差が、10V×(4ms÷20ms)=2V以上あった
場合には異常であると判定するようにすればよい。
【0016】図8は、本発明の第2の実施例の各出力電
圧の特性を示す図であって、この場合には第1の特性と
第2の特性は共にアクセル開度に比例して出力電圧が上
昇するがその傾きが異なるものである。この様な特性を
もたせたことによって、同時に、同位相で、同レベルの
ノイズがのった場合でも感度良く検出できる。
【0017】図9は、本発明の第3の実施例の各出力電
圧の特性を示す図であって、この場合には第1の特性と
第2の特性がそれぞれ曲線状の特性を有する場合であ
る。この様に曲線状の特性をもたせたことによって、踏
み込み領域によって感度を変えることができる。本実施
例の場合には全開側で感度が良くなる。
【0018】本発明が対象とするのは異常判定までであ
って、その後、その判定結果に基づいて制御対象にどの
ような命令を出すかという点については詳しくは述べな
いが、例えば、アクセル開度センサが故障しているとの
判定が出た場合には、運転者に警報を発したり、エンジ
ンコントロールコンピュータが電子スロットル7にスロ
ットル弁8を閉じるよう作動させる信号を送るようにす
ることが考えられる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成したことに
より、機械的な操作量であるアクセルペダルの踏み込み
量を、変換比率の異なった複数のアナログ電気信号に変
換し、さらにもう一度アクセル開度に置き換えて異常量
を拡大するようにしてから比較しているので異常を感度
良く検出することができ、例えば、同時に、同相、同レ
ベルのノイズがのった場合においてもしっかりとこれを
捉えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。
【図2】アクセル開度センサの内部の詳細を示す図であ
る。
【図3】図2のアクセル開度センサの内部の結線図であ
る。
【図4】本発明の第1の実施例のアクセル開度とアクセ
ル開度センサの出力電圧の関係を示す図である。
【図5】(a)はアクセル開度とエンジンコントロール
コンピュータの読み取り電圧の関係を示す図であって、
特に異常の無い場合である。(b)はアクセル開度とエ
ンジンコントロールコンピュータの読み取り電圧の関係
を示す図であって、同相のノイズがのってしまった場合
である。(c)はアクセル開度とエンジンコントロール
コンピュータの読み取り電圧の関係を示す図であって、
一方のセンサの内部に磨耗粉等があってそのセンサの出
力値が低くなった場合である。
【図6】異常判定の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【図7】複数の読み取り値の間に電気的、機械的許容差
を超えた差がある場合に時間的にどこまで許容するかを
示す図である。
【図8】本発明の第2の実施例のアクセル開度とアクセ
ル開度センサの出力電圧の関係を示す図である。
【図9】本発明の第3の実施例のアクセル開度とアクセ
ル開度センサの出力電圧の関係を示す図である。
【符号の説明】
1…アクセルペダル 1a…アクセルペダル回転軸 2…アクセル開度センサ 2a…アクセル開度センサ回転軸 3…アクセルリンク 3a…ローラ 4a…伝達ケーブル 4b…伝達ケーブル 5…エンジンコントロールコンピュータ 6…伝達ケーブル 7…電子スロットル 8…スロットル弁 11…連結回路 12…連結回路 13…連結回路 14…連結回路 15…半円弧状回路 16…半円弧状回路 R1…摺動抵抗 R2…摺動抵抗 E2 …端子 VC …端子 VPA1 …端子 VPA2 …端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械的操作量の変化に対して予め定めら
    れたパターンで出力信号レベルが変化する少なくとも一
    対の変換手段と、前記出力信号レベルを読み込み比較演
    算する比較演算手段とを具備し、前記各変換手段におけ
    る操作量と出力信号レベルの対応関係を示す上記パター
    ンを変化率が同じ部分が無いように互いに異ならせ、前
    記比較演算手段が読み込んだ信号レベルから各操作量を
    演算して比較しその差に基づいて異常の有無を判定する
    ようにした操作量信号伝達系の異常検出装置。
JP17439293A 1993-07-14 1993-07-14 操作量信号伝達系の異常検出装置 Pending JPH0734912A (ja)

Priority Applications (1)

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JP17439293A JPH0734912A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 操作量信号伝達系の異常検出装置

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JP17439293A JPH0734912A (ja) 1993-07-14 1993-07-14 操作量信号伝達系の異常検出装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6089535A (en) * 1996-12-19 2000-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Throttle valve control device
EP1338500A1 (en) * 2002-02-26 2003-08-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Sensor for detecting a throttle grip rotation
JP2020186685A (ja) * 2019-05-15 2020-11-19 株式会社デンソー 中継装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6089535A (en) * 1996-12-19 2000-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Throttle valve control device
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