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JP3386824B2 - アクセルペダルあるいは絞り弁の操作位置検出装置 - Google Patents

アクセルペダルあるいは絞り弁の操作位置検出装置

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JP3386824B2
JP3386824B2 JP10290391A JP10290391A JP3386824B2 JP 3386824 B2 JP3386824 B2 JP 3386824B2 JP 10290391 A JP10290391 A JP 10290391A JP 10290391 A JP10290391 A JP 10290391A JP 3386824 B2 JP3386824 B2 JP 3386824B2
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JP10290391A
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ノルガウエル ライナー
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements 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
    • F02D11/10—Arrangements 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
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    • F02D2200/0404—Throttle position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2400/00—Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクセルペダルあるい
は絞り弁の操作位置検出装置、更に詳細には内燃機関の
アクセルペダルあるいは絞り弁の操作位置（操作角度）
のような可変運転パラメータを検出する装置であって、
運転パラメータを表す少なくとも２つの信号量を発生す
る少なくとも２つの測定装置を有する操作位置検出装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような可変運転パラメータを検出す
る装置、特に運転パラメータを検出する測定装置を少な
くとも２つ備えた内燃機関の角度を測定する装置がＥＰ
−Ａ１１８２４７に記載されている。この少なくとも２
つの測定装置により検出すべき運転パラメータを表す信
号量が形成される。一つの測定装置に対しては検出すべ
きパラメータに従って線形に変化する特性が設定されて
おり、他の測定装置は所定の信号量範囲においてのみ線
形な特性を示し、この範囲以外では信号量を発生しな
い。この所定の信号量の範囲は測定装置の信号量の妥当
性を比較することにより測定装置あるいは全体装置の機
能を監視することができるような範囲に設定されてい
る。
【０００３】測定装置は共通の電圧供給装置を有するの
で、電圧供給装置に異常があると、特に大きさに変動が
あると、測定結果は誤ったものとなり、従って上述した
妥当性の監視では識別することが出来ないような内燃機
関あるいは測定装置と結合された装置の誤機能が発生す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＤＥ−ＯＳ３５１０１
７３にはこのような装置を電子エンジン出力制御装置の
位置検出するために用いる方法が開示されている。安全
に関連したこのような装置では、位置検出装置の電圧供
給装置の異常に基づく上述した欠点は特に深刻となる。
というのは位置検出装置の信号量に従って内燃機関の出
力が関係してくるからである。
【０００５】従って本発明の課題は、内燃機関の可変運
転パラメータ、特にアクセルペダルあるいは絞り弁の操
作位置を検出する装置で電源電圧の異常を検出する場合
その信頼性を向上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、内燃機関のアクセルペダルあるいは絞り
弁の操作位置検出装置であって、該操作位置を検出する
少なくとも２つの測定装置を有し、これらの測定装置は
共通の電圧供給源を有するポテンショメータとして構成
され、かつ所定の特性線に従って前記操作位置を表す少
なくとも２つの信号量を発生する操作位置検出装置にお
いて、前記特性線は、少なくとも操作位置の極値範囲外
では操作位置の値の範囲にわたってほぼ線形であり、前
記ほぼ線形である各特性線は、前記操作位置の値の全範
囲をカバーしていて、少なくとも一方の測定装置の特性
線の勾配は、他方の測定装置の勾配値とその大きさが異
なる値を有しており、各測定装置の信号量間の差は操作
位置の一方の極値から他方の極値にかけてその値が大き
くなり、 操作位置に対して各測定装置から得られる信号
量間には、操作位置の値の全範囲にわたって一義的な関
係が存在する構成を採用した。
【０００７】
【作用】本発明によれば、内燃機関あるいは自動車の分
野で運転パラメータを検出する装置ならびにこの装置を
設けた制御装置の動作の信頼性が向上する。電圧供給装
置が共通で同じ運転パラメータを検出する測定装置が多
数設けられた装置において異常が識別できることが特に
利点である。本発明により例えば電圧減少、ドリフト現
象あるいはアースあるいは電源への短時間あるいは長時
間にわたる分路などの電圧供給装置における異常を検出
することが可能になる。
【０００８】特に電子エンジン出力制御装置で運転者に
より操作可能な設定部材あるいは出力アクチュエータの
ような内燃機関ないし自動車の出力設定部材の位置を測
定する多重ポテンショメータにおいて特別な意味を持
つ。というのは電圧供給装置における異常により発生す
る作用によって安全に危機をもたらす結果が発生し得る
からである。本発明によればこのような装置の動作の信
頼性を向上させることが可能になる。
【０００９】
【実施例】以下図面に示す実施例に従い本発明を詳細に
説明する。
【００１０】以下に述べる実施例は、内燃機関及び／あ
るいは自動車の、特に電子エンジン出力制御装置に用い
られる出力設定部材の位置を検出する装置に関する。図
１において符号１０で示すものは内燃機関及び／あるい
は自動車の出力設定部材である。この出力設定部材は、
例えば出力アクチュエータ（絞り弁あるいはコントロー
ルロッド）である。出力設定部材１０は伝達路１２を介
して出力設定部材の位置を検出する装置１４と接続され
ている。検出装置１４は、以下においてセンサと呼ばれ
る少なくとも２つの位置測定装置を有する。各々のセン
サは伝達路１２を介して結合されている。検出装置１
４、即ちセンサ１６から１８は接続リード線２０ないし
２２を介して電源電圧の正の極２４ないし負の極２６と
接続されている。
【００１１】同様に運転者が操作する操作部材、具体的
にはアクセルペダルに対してもその位置を検出する同様
な装置が設けられている。図１においては簡単にするた
めに伝達路１３を介してアクセルペダル１１に関連して
設けられた位置検出装置１５は詳細に図示されていな
い。しかしその構成は検出装置１４と同様な構成であ
る。以下に述べる検出装置１４の説明は同様に検出装置
１５にもあてはまるものである。
【００１２】出力設定部材の位置に従ってセンサ１６か
ら１８の特性に従い形成される出力設定部材１０の位置
に関する信号量は接続リード線２８から３０を介して制
御装置（開ループ及び／あるいは閉ループ制御を行う）
３２に導かれる。その場合、接続リード線２８から３０
により検出装置１４ないしセンサ１６から１８が制御装
置３２と接続される。接続リード線２８から３０は制御
装置３２において入力回路３４から３６に接続されてい
る。この入力回路は少なくともデジタルの位置の値を形
成するＡ／Ｄ変換器を有する。例えばデータバスとして
構成されるリード線４０を介してデジタル値がコンピュ
ータ４２に出力されそこで電子エンジン出力制御装置の
制御機能ならびに以下に説明する検出装置１４の機能の
検査が行われる。コンピュータ４２はリード線４４、出
力段４６並びに駆動線４８を介して出力設定部材１０に
接続されている。
【００１３】同様にアクセルペダルに関連して設けられ
た検出装置１５は、リード線３１（その数は検出装置１
５のセンサの数に対応する）を介して制御装置３２の入
力回路３７に接続されている。入力回路３７の出力は上
述したリード線４０となっている。
【００１４】個々のセンサにより形成され、センサに関
連した部材の位置を示す信号量は検出装置１４ないし１
５のリード線２８から３０ないし３１を介して制御装置
３２に入力されそこで処理される。エンジンの出力を制
御するために、制御装置は出力設定部材１０、１１の位
置を示す値に基づき出力設定部材の位置を制御する。そ
の場合、出力設定部材１１により設定される目標値は出
力設定部材１０から得られる実際値と比較され、リード
線４８を介して目標値と実際値の差が減少するように出
力設定部材１０を駆動する。この閉ループ制御は個々の
センサの信号量に基づくだけでなく、これらのセンサ信
号量により形成される平均値あるいはセンサにより形成
される信号量の最小値等に基づいて行なうこともでき
る。本実施例においては少なくともセンサの信号量の１
つがそれぞれ他のセンサの機能を監視するために用いら
れる。その場合監視をするための信号量の処理は制御装
置、特にコンピュータ４２において実施される。
【００１５】よく知られているようにコンピュータ４２
には図１には詳細には図示されていない測定装置から種
々の運転パラメータが入力され、それぞれ処理されて制
御に利用される。
【００１６】更に制御装置３２は図１には煩雑さを避け
るため図示しなかったが、エンジン出力制御、アイドル
回転数制御、燃料供給量制御、点火時点の制御等の機能
を実施する種々の入出力を有する。
【００１７】電子エンジン出力制御に関して上述した例
で説明した検出装置１４は、流入する空気量の測定ある
いは搭乗者の座席位置を検出し、座席を変位させる時な
ど内燃機関ならびに自動車の他の分野で用いられる位置
検出を行う制御装置に関連しても利用することができる
ものである。
【００１８】検出装置１４の冒頭に述べた欠点を解決す
るために、図２及び図３には検出装置の２つの実施例が
ポテンショメータとして説明されている。各ポテンショ
メータは図４に図示したように互いに異なる特性を有
し、電源電圧領域における異常を識別できるようになっ
ている。図１に示した検出装置１４ないし１５は図２に
おいて２つのセンサ１６ないし１８を有している。セン
サ１６は抵抗路１００と、伝達路１２と堅固に接続され
たスライダ１０２から構成されている。更に抵抗路１０
０は接続線２０を介して電源電圧の正の極２４と、また
は接続線２２を介して負の極２６と接続されている。セ
ンサ１６のスライダ１０２は抵抗１０６に導かれるリー
ド線１０４と接続されている。抵抗１０６の他の端子は
検出装置１４と制御装置３２を接続する接続線２８と接
続されている。接続線２８の接続点１０８には他端が電
源電圧の負の極２６に接続された抵抗１１０が接続され
ている。リード線２８は接続点１０８を介して図２には
不図示の入力回路３４に接続されている。
【００１９】同様に第２のセンサ１８は、抵抗路１１２
と、伝達路１２と接続されたスライダ１１２を有する。
抵抗路１１２は、電源電圧の正の極２４と接続されたリ
ード線２０とリード線１１６を介して接続される。抵抗
路１１２の他端は、リード線１１８を介して電源電圧の
負の極２６のリード線２２に接続されている。更にスラ
イダ１１４はリード線１２０と抵抗１１２を介してリー
ド線３０に接続される。このリード線３０は、他端が電
源電圧の負の極２６と接続された抵抗１２６に接続され
た接続点１２４に導かれる。この接続点１２４は、図２
には詳細に図示されていない入力回路３６に導かれる。
【００２０】伝達路１２と接続されたセンサ１６、１８
の両スライダ１０２、１１４は、伝達路１２を介してス
ライダ１０２、１１４に伝達される自動車の出力設定部
材１０の位置に従って抵抗路１００、１１２上を同方向
に移動する。各スライダは伝達路と、また互いに堅固に
結合されているので、両スライダの位置は互いにずれる
ことはない。各スライダからリード線１０４、１２０を
介して出力設定部材１０のそれぞれの位置を表す信号量
が得られる。これらの信号量は、抵抗１０６、１１０並
びに１２２、１２６を介してコンピュータ４２において
電圧値に変換され処理される。
【００２１】スライダ１０２、１０４から得られる信号
量と伝達路１２を介して与えられる出力設定部材１０の
位置の関係は、少なくとも運転パラメータの極値範囲以
外は線形である。信号量は、抵抗路１００、１１２上の
スライダによって形成される分圧器によりスライダ１０
２、１１４に位置から直接得られる。抵抗路１００、１
１２の長さが異なるように設定されているので、スライ
ダ１０２、１１４の位置に従って分圧比がそれぞれ異な
ることからセンサ１６、１８の特性線の勾配が互いに異
なるようになる。その場合、長い抵抗路を有する特性線
の勾配は一般的に抵抗路が短く形成されたセンサの勾配
よりも小さくなる。
【００２２】この関係が図４に示されている。同図にお
いて横軸には内燃機関ないし自動車の測定すべき運転パ
ラメータ、本実施例の場合出力設定部材の位置が図示さ
れている。この出力設定部材は、例えばそれぞれ出力設
定部材のストッパ位置に対応する最小（min）及び最大
（max）値間の値の範囲において変化することができ
る。縦軸にはスライダ１０２、１１４から得られる信号
量が図示されている。この信号量は、運転パラメータの
最小値に関連した信号量（min1, 2）と運転パラメータ
の最大値に関連した信号量（max1, 2）間の信号範囲内
を変化する。上述した関係はそれぞれの抵抗路間の電圧
降下に関係するので、電源電圧に直接関係する。従っ
て、電源電圧が変化すると上述した関係は変化する。
【００２３】図２に示したように抵抗路の長さが異なる
と、それぞれの信号量の信号範囲が異なる。図４には、
センサ１８に関連した特性線２００並びに抵抗路１１２
よりも長い抵抗路１００を備えたセンサ１６に関連した
特性線２０２が図示されている。両特性線は互いに異な
る勾配を有する。従って、センサ１６の信号量の値の範
囲はセンサ１８と異なっており、図４では減少してい
る。
【００２４】位置と信号量の関係は、それぞれの抵抗路
間の電圧降下に関係し電源電圧に直接関係するので、電
源電圧が変化すると図４に示した特性線が変化する。こ
の事実は、図５、６に基づき行なわれる以下の説明に従
った電源電圧領域の異常に関する処理に利用される。
【００２５】図４に図示した特性を形成する他の方法
は、図３に示した回路構成を用いることである。図３に
おいて、図２に示し説明した素子には同じ番号を付し、
その詳細な説明は省略される。図３に示したセンサ１６
の抵抗路３００ないしセンサ１８の抵抗路３０２は、図
２と異なり同じ長さを有する。図４に示した特性を形成
するために、例えばセンサ１８の抵抗路３０２の電源電
圧線１１６に、抵抗のある素子、具体的には抵抗３０４
が接続される。
【００２６】この処置により図２に従って抵抗路の一方
を長くしたのと同様な効果が得られる。すなわち、スラ
イダの各位置において、信号量を形成するスライダと電
源電圧の負の極間の電圧降下ないし電源電圧の正の極か
らスライダに至る電圧降下は、相違するようになる。す
なわち、抵抗３０４のある抵抗路ではそれぞれ他の抵抗
路よりも小さくなる。このようにして図４に示した特性
が得られる。但し、図３においてはセンサ１８に関連す
る特性は、図４では特性線２０２の形状となり、一方セ
ンサ１６に関連する特性は特性線２００の形状となる。
【００２７】図２及び図３の実施例では、説明した方法
はそれぞれセンサの正の端子の領域で行なわれるが、本
発明の考え方を損なうことなく同様な効果が負の極の領
域で行なっても得られる。
【００２８】なお、実施例では制御装置によって行なわ
れる出力設定部材の位置制御は特性線２００に関連した
特性を有するセンサにより行なわれる。勾配の小さい特
性線を有する他のセンサはセンサの機能を監視するのに
用いられる。
【００２９】センサの電源電圧に異常があると、特にセ
ンサの信号量の信号範囲の大きさが変わるような異常が
あると、図４で点線で示したように特性線２００、２０
２は、特性線２００ａ、２０２ａに示すごとくその信号
範囲が量的に拡大する。
【００３０】両センサの信号量に着目すると、両者間に
は図５で実線で示した線３１０のような所定の線形な関
係が存在する。図５の横軸は、一方のセンサの信号量
が、また縦軸には他方のそれぞれのセンサの信号量が図
示されている。
【００３１】例えば、電圧減少及び／あるいはドリフト
現象により特性線３１０で示した正常状態に比較して電
源電圧が変動すると、図５において特性線は移動する。
例えば、電源電圧が増大すると、その結果特性線は図５
で点線で示した特性線３１２に変位する。電源電圧が増
大した場合、図５において各特性点は上方にいくほど右
にずれるように特性が変位する。
【００３２】この事実が、図６の流れ図に示したように
検出装置の機能正常性を調べるのに用いられる。プログ
ラムが開始されると、ステップ４００において各センサ
の信号量（Ｕi,j）が読み出される。その後ステップ４
０２において一つあるいは複数のセンサの信号量（Ｕj
t）が、正常状態を示す図５の所定の特性線（３１０）
に基づきそれぞれ他のセンサの信号量（Ｕi）に従って
求められる。その後判断ステップ４０４において、正常
状態を示す特性線から求められる理論的な当該センサの
信号量（Ｕjt）と実際に測定された信号量（Ｕj）が比
較され、理論値と実際値が所定の許容誤差だけ互いに相
違するか否かが調べられる。例えば、これは理論値と実
際値の大きさの差を形成することにより行なわれ、その
差が所定のしきい値を越えたかが調べられる。越えた場
合には、電源電圧領域の異常によりセンサが誤機能であ
ると判断され（ステップ４０６）、一方、ステップ４０
４の判断がそうでない場合にはセンサの機能が正常であ
ると判断される（ステップ４０８）。ステップ４０６、
４０８の後、図６のプログラムは終了し、場合によって
は改めて開始される。
【００３３】要約すると、本発明により、共通の電圧供
給源を有する運転パラメータを検出する複数の測定装置
を備えた内燃機関及び／あるいは自動車の運転パラメー
タ検出装置において、内燃機関の動作サイクルの各動作
点で共通の電圧供給源の領域における異常を検査するこ
とが可能になる。その場合、本発明は、実施例に示した
ポテンショメータに限定されるものではなく、図３の構
成で共通の電圧供給源を有する運転パラメータの検出セ
ンサ装置にも適用されるものである。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、各測
定装置がそれぞれ勾配の異なる線形な信号量を発生し、
各信号量間には、極値範囲を除く全範囲にわたって一義
的な関係が存在するので、アクセルペダルあるいは絞り
弁の操作位置の全範囲で両測定装置から該操作位置に関
する有効な信号が得られ、一方の測定装置が故障して
も、他方の測定装置が利用でき、内燃機関を安全に制御
することができる。また、各信号量間には、全範囲にわ
たって一義的な関係が存在するので、アクセルペダルあ
るいは絞り弁のどの操作位置においても各信号量を比較
することにより、簡単に異常が検出でき、検出装置並び
にこの装置を設けた制御装置の動作の信頼性を向上させ
ることができる、など種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検出装置の概略構成を示したブロック
図である。
【図２】多重ポテンショメータで実現される運転パラメ
ータ検出装置のー実施例を示す構成図である。
【図３】多重ポテンショメータで実現される運転パラメ
ータ検出装置の他の実施例を示す構成図である。
【図４】多重ポテンショメータの特性を示した線図であ
る。
【図５】多重ポテンショメータの電圧間の関係を示した
線図である。
【図６】検出装置の電源電圧領域の異常を検査する流れ
を示した流れ図である。
【符号の説明】
１０、１１ 出力設定部材 １４、１５ 検出装置 １６、１８ 測定装置 ３４、３６、３７ 入力回路 ４２ コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー ノルガウエル ドイツ連邦共和国 7000 シュトゥット ガルト １ビルケンヴァルトシュトラー セ 153

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関のアクセルペダルあるいは絞り
    弁の操作位置検出装置であって、該操作位置を検出する
    少なくとも２つの測定装置を有し、これらの測定装置は
    共通の電圧供給源を有するポテンショメータとして構成
    され、かつ所定の特性線に従って前記操作位置を表す少
    なくとも２つの信号量を発生する操作位置検出装置にお
    いて、 前記特性線は、少なくとも操作位置の極値範囲外では操
    作位置の値の範囲にわたってほぼ線形であり、 前記ほぼ線形である各特性線は、前記操作位置の値の全
    範囲をカバーしていて、少なくとも一方の測定装置の特
    性線の勾配は、他方の測定装置の勾配値とその大きさが
    異なる値を有しており、各 測定装置の信号量間の差は操作位置の一方の極値から
    他方の極値にかけてその値が大きくなり、 操作位置に対して各測定装置から得られる信号量間に
    は、操作位置の値の全範囲にわたって一義的な関係が存
    在する ことを特徴とするアクセルペダルあるいは絞り弁
    の操作位置検出装置。
  2. 【請求項２】 前記測定装置が電子エンジン出力制御装
    置に用いられることを特徴とする請求項１に記載の操作
    位置検出装置。
  3. 【請求項３】 ポテンショメータの抵抗路の長さを変え
    ることにより勾配の異なる特性線が形成されることを特
    徴とする請求項１又は２に記載の操作位置検出装置。
  4. 【請求項４】 測定装置の信号量を検出し、 信号量を正常な状態を表す特性線の値を用いて他の信号
    量を基準にして求め、 前記求めた信号量を検出した信号量と比較して所定の許
    容範囲内にあるかを調べ、 許容範囲からずれた場合電圧供給源が異常であると判断
    することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１
    項に記載の操作位置検出装置。
JP10290391A 1990-05-14 1991-05-09 アクセルペダルあるいは絞り弁の操作位置検出装置 Expired - Lifetime JP3386824B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4015415.7 1990-05-14
DE4015415A DE4015415B4 (de) 1990-05-14 1990-05-14 Vorrichtung zur Erfassung eines veränderlichen Betriebsparameters

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