JPH03138529A - 自動車のセンサ機能チェック方法及び装置 - 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、自動車のセンサ機能チェック方法及び装置、
更に詳細には、種々のセンサの内少なくとも１つのセン
サがスイッチとして形成された自動車のセンサ機能チェ
ック方法及び装置に関するものである。

［従来の技術］ 自動車では、多数のセンサを使用して、特に内燃機関の
機能チェックを行っている。例えば、点火時点と噴射量
を決定するためには、継続して回転数の監視を行わなけ
ればならない。センサが故障した場合には、通常自動車
をそれ以上運転すると危険が生じる。従ってセンサの機
能を継続的にテストすることが必要である。これは特に
妥当性チェックによって行われ、ある信号の値を他のい
ずれかのセンサからの信号の値と比較したものが予測で
きるものであるかどうかがチェックされる。例えば自動
車には直接回転数と結び付いた種々の信号が存在する。

この種の第１の信号が高い回転数を示し、それに対して
第２の信号がそれより低い回転数を示した場合には、そ
の２つの信号を出力したセンサのいずれかの機能に障害
があると判断される。その場合には故障信号が出力され
、通常非常走行運転が実施される。このような方法が、
例えばドイツ特許ＤＥ３１４５７３２Ａ１（米国特許Ｕ
Ｓ８１５３０８）に記載されている。

ドイツ特許ＤＥ３３０１７４３Ａ１　（米国特許ＵＳ４
５０９４８０）に記載されている公知の方法においては
、前述のように２つのアナログ信号間の妥当性チェック
を行うのではな（、一つのアナログ信号がスイッチから
のデジタル信号と比較される。このアナログ信号は、ア
クセルペダル位置センサすなわち、回転軸がアクセルペ
ダルの回転軸と結合されたポテンショメータから出力さ
れる電圧である。一方、デジタル信号は同様にアクセル
ペダルと結合されたスイッチからの信号であって、この
スイッチはアクセルペダルがアイドリンクを示す最小位
置に達したときに切り替えらドアイドリングスイッチと
呼ばれている。アイドリンクスイッチからの信号がアイ
ドリンクを示しているのに、アクセルペダル位置センサ
からの信号がアイドリング電圧値とは明らかに異なる電
圧値を示した場合には、アクセルペダル位置センサかあ
るいはアイドリンクスイッチのいずれかが故障している
ことを意味している。この場合にも非常運転を開始させ
る信号が出力される。

アクチュエータが最小位置あるいは最大位置を占めたと
きに切り替わるスイッチは、例えばブレーキペダル、絞
り弁、あるいは噴射ポンプのコントロールロッドなと、
種々の構成部材に使用されている。この種のスイッチか
らすべての信号についても他の信号との関連で妥当性チ
ェックを行うことができる。

［発明が解決しようとする課題］ スイッチからの信号を使用する妥当性チェックでは、信
号の妥当性チェックを受けたすべてのセンサが正常に機
能しているにもかかわらずしばしば故障信号が出力され
てしまうという問題がある。

本発明の課題は、機能が正常であることを検出するため
に信号の妥当性チェックを受けるセンサのいずれかがス
イッチであった場合でも、確実に妥当性チェックを行な
うことが可能な自動車のセンサ機能チェック方法及び装
置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、種々のセンサの内少なくとも１つのセン
サがスイッチとして形成された自動車のセンサの機能を
チェックする場合、スイッチ信号が他のセンサ信号に比
較して妥当であるかどうかをチェックする妥当性チェッ
クを行ない、チェックの結果妥当性チェックを受けた信
号が互いに妥当性がない場合に故障信号を出力し、その
場合、信号の妥当性チェックを受けるスイッチが切り替
えられて所定の時間条件が満たされたあと妥当性がない
と判断された場合に故障信号を出力する構成によって解
決される。

［作用］ 本発明方法によれば、信号の妥当性チェックを受けるス
イッチが切り替わった後に、所定の遅延時間が経過して
から初めて妥当性チェックの結果が考慮される。従って
本発明は、従来スイッチの信号を用いて行う妥当性チェ
ックには信頼に欠けることが多かったのは、多くのスイ
ッチが切り替え後にしばらくの間跳ね返り（チャタリン
グ）を示すことによるものである、という認識に基づい
ている。

例えばアイドリンクスイッチがアイドリンクを示す位置
から非アイドリンクを示す位置へ切り替わった場合に、
スイッチの跳ね返りがあるので、切り替え後まだ何回か
はアイドリンクを示す信号が出力される。そこで、コン
ピュータによって、アイドリンクスイッチが再びアイド
リンクを示す信号を出力した時にスイッチの位置を検出
すれば、妥当性がないと判断される。というのは、本当
はスイッチはすでに非アイドリンク位置にあり、アクセ
ルペダル位置センサの信号は、非アイドリング位置を示
しているからである。そこで、切り替えを検出した後に
、少なくともスイッチが跳ね返る時間の長さの時間が経
過するまでは、妥当性チェックを待機するようにすれば
、従来妥当性チェックにおいて発生しがちなエラーを回
避することができる。

特に好ましくは、妥当性チェックを信頼させるものにす
ることのできる待機時間は、妥当性チェックを常に繰り
返し、その際に計数値を変化させることによって実現さ
れる。妥当な結果が出力される毎に、計数値が初期計数
値にセットされる。それに対して非妥当性が検出された
場合には、計数値は所定方向へ変化され、例えば減少さ
れる。計数値がエラー計数値、例えば値ゼロに達した場
合には、非妥当性を示した妥当性チェックは、信頼性の
あるものになる。初期値、エラー計数値及び計数する場
合の減数幅は、ある値の計数から他の値へ計数する場合
に、跳ね返り時間に相当するより長い時間が確実に経過
するように設定される。

本発明による装置には、妥当性をチェックする通常のチ
ェック手段と、さらに時間条件が満たされたときにまだ
非妥当性が存在するかどうかをチェックする時間条件処
理手段が設けられている。好ましくは本発明装置には前
述の計数処理を実施する計数手段が設けられる。

ドイツ特許Ｄ　Ｅ　３４２３４０４　Ａｌにはすでに、
遅延回路を有する自己監視システムが記載されている。

エンジンの始動の終了時に所定の待機時間がスタートす
る。この待機時間はバッテリ電圧が通常レベルまで回復
してから待機時間が経過するように設定されている。そ
の時に初めて自己監視が実施される。しかしこの種の時
間遅延方法の時間遅延は、自動車のセンサの機能をチェ
ックする本発明方法には関係のないものである。しかし
２つの方法は共通に使用することができる。

すなわち、自動車エンジンの始動後にバッテリ電圧が通
常レベルに落ち着（までは、本発明方法を開始すること
ができないようにする。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例を用いて本発明の詳細な説明す
る。

第１ａ図において、アクセルペダルが非作動位置から均
一な速度で移動し、従って変位角度はゼロから均一に増
加すると仮定する。アクセルペダル位置センサとして、
ペダル変位角度αの増加に伴って電圧が線形に上昇する
ポテンショメータを用いる場合には、ペダル位置センサ
ＰＷＧの出力電圧Ｕと時間下ないし変位角度αとの間に
は第１ａ図に示す線形の関係が生じる。

第１ｂ図には、第１ａ図に示すカーブと同期してアイド
リンクスイッチＬＧＳから出力される論理信号が示され
ている。アイドリンク時ＬＬにおいてはスイッチはハイ
レベルの信号「ｌ」を出力し、非アイドリンク時ＬＬ’
　においてはローレベルの信号ｒＯＪを出力する。一方
の領域から他方の領域への切り替えは、アクセルペダル
角度が比較的小さい場合に生じる。この角度は、第１ａ
図に示すように、ヒステリシス効果に基づいて角度α１
と角度α２の間のわずかな範囲で変動することがある。

小さい方の角度α１は、アクセルペダル位置センサの低
い電圧値Ｕ１にまた、ヒステリシス領域の大きい方の角
度α２は高い電圧値Ｕ２に対応している。

アクセルペダル位置センサの電圧Ｕが下方の電圧Ｕ１よ
り低いのに、アイドリンクスイッチが信号ＬＬ’　を出
力し、あるいはアクセルペダル位置センサの電圧が上方
の電圧Ｕ２より高いのに、アイドリンクスイッチが信号
ＬＬを出力した場合には、いずれの場合にも２つのセン
サのうちどちらかの機能に障害があると考えられる。電
圧が下方の電圧Ｕ１と上方の電圧Ｕ２の間にある場合に
は、ヒステリシスによってアイドリンクスイッチの信号
はいずれでも有り得るので、この領域においては妥当性
チェックを行うことはできない。

第１ｂ図にはアイドリンク状態から非アイドリング状態
へ切り替わる際にアイドリンクスイッチの信号が一回に
ＬＬからＬＬ’へ飛躍的に変化するのではなく、スイッ
チが作動されてから所定の時間ｔの間何回もＬＬに達す
ることが詳細に示されている。ここで、アイドリンクス
イッチＬＧＳの信号をコンピュータで繰り返し検出する
ものと仮定する。第１ｂ図には検出時点とそれに伴う測
定タイミングｎ　−ｎ　＋　３が記載されている。測定
タイミングｎはアイドリンク状態から非アイドリンク状
態へ切り替わった最新の測定タイミングである。この測
定タイミングの直後にアイ１ ２ ドリンクスイッチＬＧＳの信号はハイレベルＬＬからロ
ーレベルＬＬ’へ切り替わり、それからスイッチの跳ね
返品シって再びハイレベルＬＬに上昇し、またローレベ
ルＬＬ’　に下降する。このローレベルは次の測定タイ
ミングｎ＋１に当たる。この測定タイミングにおいてア
イドリンクスイッチは、非アイドリンクを示す信号を発
生し、一方アクセルペダルセンサＰＷＧの電圧Ｕは、上
方の電圧Ｕ２の上方にあることを示している。従って両
センサの信号は互いに妥当性を有する。

測定タイミングｎ＋１の後、ハイレベルＬＬへの上昇と
ローレベルＬＬ’への下降が３度繰り返される。第１ｂ
図においては、アイドリンクスイッチの跳ね返り信号が
最後にハイレベルＬＬに達したときに次の測定タイミン
グｎ＋２が発生する。このときアイドリンクスイッチは
アイドリングを示しているのに、Ｗペダル位置セ ンサからは上方の電圧Ｕ２より高い電圧を出力している
。従って両信号は互いに妥当性を持たない。従ってセン
サの機能をチェックする公知の方法の場合には、故障信
号が出力されて、非常走行運転が導入されることになる
。第３図と第４図を用いて例をあげて後述する、時間条
件が満たされたか否かが判断される方法を用いれば、ス
イッチの跳ね返りに基づ（このような誤った故障診断を
排除することが可能になる。

第３図と第４図に示す方法を詳しく説明する前に、第２
図に示す装置を簡単に説明する。同装置には、Ａ／Ｄ変
換器１１と論理的な測定人力１２を有するマイクロコン
ピュータ１０が設けられている。Ａ／Ｄ変換器１１には
アクセルペダル位置センサＰＷＧ１３の信号が入力され
、論理的な測定人力１２にはアイドリングスイッチＬＧ
Ｓからの信号が人力される。２つのセンサ、すなわちア
クセルペダル位置センサ１３とアイドリングスイッチ１
４には例えば＋５Ｖの電源電圧ｖＳが供給される。第４
図を用いて後述する方法では、マイクロコンピュータ１
０にさらに計数値レジスタ１５が設けられる。

第３図に示すチェックプログラムはメインブロダラムか
ら呼び出される。最初のステップｓ１においてアクセル
ペダル位置センサＰＷＧの電圧を測定する。ステップｓ
２においては電圧が領域を変更したか、すなわちＵｌよ
り小さい値からＵ　２より大きな値にあス稙その逆に切
り替わったかどうかをチェックする。第１ｂ図に示す実
施例によれば、ステップｓ２において測定タイミングｎ
とｎ＋４では領域の変化は検出されず、−力測定タイミ
ングｎ＋１とｎ＋３ではそれぞれ領域の変化が検出され
る。

領域切り替えが検出された場合には、ステップＳ３にお
いて待機時間ｔ°を計数値の形でセットする。この待機
時間は観察された最も長いスイッチ跳ね返り時間ｔより
長（設定される。ステップｓ３の後にメインプログラム
へ復帰する。ステップｓ１からチェックプログラムが繰
り返され、測定タイミングｎ＋２とｎ＋３で領域の変化
が検出されるのでそれぞれ待機時間ｔ°が新たにセット
される。測定タイミングｎ＋４の時点で初めてアクセル
ペダル位置センサＰＷＧからの電圧が領域を変えてない
ことが検出される。

そこで、ステップｓ３’において計数値が所定値減少さ
れ、ステップ＄４において待機時間が経過したかどうか
が検出される。図示の例ではまだ経過していないので、
またメインプログラムへ戻る。次にチェックプログラム
を実施した場合、すなわち測定タイミングｎ＋５で再び
ステップｓ４に達したときに、待機時間ｔ°はまだ経過
していないので、またメインプログラムに移行する。測
定タイミングｎ＋６で初めて待機時間ｔ゛が経過し、ス
テップＳ４からステップｓ５へ移行してアイドリンクス
イッチＬＧＳの位置を検出する。ステップＳ６において
は、第１ａ図と第１ｂ図を用いて説明した妥当性チェッ
クを行う。

ステップｓ７において、信号が互いに非妥当性を有しな
いことが検出された場合には、メインプログラムへ復帰
する。それに対して非妥当性が存在した場合には、故障
信号とみなされ、それによってステップｓ８において故
障を表示し、非常手段を作動させる。この場合にもその
後メインプログ　５ ６ ラムへ復帰する。

非常手段の内容はそれぞれの場合によって異なる。最も
影響が少ない場合には、冗長な信号に切り替え、故障表
示をすることによって、生じている欠陥を除去するよう
に勧告する。他の場合には、なんらかの限定手段を導入
し、例えば回転数がまだ測定できる場合には回転数を制
限し、あるいは燃料供給量を制限する。特に厳しい場合
、例えば内燃機関あるいは制動装置の秩序通りの運転が
保証できな（なった場合には、故障信号によって自動車
は運転できないようにする。

第３図に示す方法は、アイドリンクスイッチの位置の変
化を検出した後に、まず待機時間の経過を待って、それ
から妥当性チェックの結果が信頼できるものか否かが判
断される。これから説明する第４図に示す方法も待機時
間の経過を利用しているが、間接的な方法で行われ、そ
れによって第３図に示す方法の場合に必要とされるより
も計算の負担が減少する。

この場合にもメインプログラムからチェックプログラム
に移行して第１のステップｓ４．１に達する。このステ
ップにおいてアイドリンクスイッチＬＧＳの位置とアク
セルペダル位置センサＰＷＧの電圧を検出する。次のス
テップｓ４゜２においては、すでに何回か説明した妥当
性チェックを実施する。ステップ８４．３においては非
妥当性が存在するかどうかが検出される。非妥当性が存
在しなければ、ステップＳ４，４でカウンタの計数値Ｚ
を初期計数値Ａ（図示の実施例では「４」）にセットす
る。それからメインプログラムに復帰する。それに対し
てステップｓ４゜３で非妥当性が検出された場合には、
ステップ８４．５に進み、計数値Ｚが値ｒＯＪに達した
かどうかが検出される。達しない場合にはステップ８４
．６で計数値を「１」少な（する。そしてメインプログ
ラムに復帰する。それに対してステップ８４．５で計数
値がゼロまでカウントダウンされエラー計数値となった
ら故障に相当するので、ステップ８４．７で故障表示を
行って、非常走行手段を導入する。その後にメインプロ
グラムに復帰する。

第４図に示す方法は、第３図に示す方法より簡単に実施
できる。というのは、アイドリンクスイッチの位置の変
化を検出する必要がないからである。

初期計数値Ａ、計数時の減少値及びエラー計数値を所定
に設定することによって、チェックプログラムを２回実
施する間に経過する時間とともに、スイッチの跳ね返り
時間内に検出されるより多く非妥当状態が出現した場合
にだけ故障信号を出力するように構成される。

上述の実施例においてはアイドリンクスイッチとアクセ
ルペダル位置センサの信号を参照している。というのは
、これらの信号については安全性の見地から確実な妥当
性チェックが重要だからである。この２つのセンサから
の信号に非妥当性が検出された場合には、強力な非常手
段が必要とされる。従って不必要な故障信号を回避する
ことが必要である。また、実際に故障が発生した場合に
は、迅速かつできる限り確実にそれを識別することが最
も重要である。それに関しては、本発明方法は非常に効
果的である。また、本発明方法はセンサのいずれかがス
イッチである場合の、センサの機能をチェックするすべ
ての方法に用いることができる。この場合のスイッチと
しては、測定すべき量の設定値を越えたときに信号レベ
ルが飛躍的に変化するすべてのスイッチが考えられる。

なお、上述の実施例にあっては、故障信号を出力するこ
とによって故障表示が行われ、非常手段が導入されるこ
とことを前提としている。しかしそれぞれの使用目的に
従って前述の２つの手段の内一方の手段を行わないよう
にしてもよい。

また、上述の実施例においては、信号の妥当性チェック
を行う２つのセンサのうち一方のセンサだけがスイッチ
であるものとしている。しかし両方のセンサがスイッチ
であってもよい。

第２図に示すマイクロコンピュータＩＯは、前述の時間
条件が満たされているかどうかをチェックする時間条件
処理手段であると同時に妥当性チェックを実施するチェ
ック手段でもあって、時　９ ０ 間条件は第３図に示す方法でも、第４図に示す方法でも
、あるいは他の方法でもチェックすることができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明ら牟なように、本発明によれば、機能
が正常であることを検出するために信号の妥当性チェッ
クを受けるセンサのいずれかがスイッチであった場合で
も、確実に機能する、自動車に設けたセンサの機能をテ
ストする方法及び装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図及び第１ｂ図は時間条件を用いて妥当性チェッ
クを説明する、ペダル位置センサあるいはアイドリンク
スイッチの信号を時間に関して示す特性図、第２図はセ
ンサの信号をチェックすることによって妥当性チェック
を行う装置の概略を示す回路図、第３図は待機時間の流
れを時間条件とする妥当性チェック方法の手順を示すフ
ローチャート図で、第４図は所定の故障回数に達したと
きに時間条件が満たされたとする妥当性チエツタ方法の
手順を示すフローチャート図である。 ｌＯ・・・マイクロコンピュータ １１・・・Ａ／Ｄ変換器 １３・・・アクセルペダル位置センサ １４・・−アイドリンクスイッチ １５・・・計数値レジスタ ＰＷＧ・・・アクセルペダル位置センサＬＧＳ・・・ア
イドリンクスイッチ １ ２ トー−−ｔ−＋ −トー−ｊ−＋ １８５− Ｆｉｇ、４ 特開平３ １３８５２９　（８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）種々のセンサの内少なくとも１つのセンサがスイッ
   チとして形成された自動車のセンサの機能をチェックす
   る方法であって、 スイッチ信号が他のセンサ信号に比較して妥当であるか
   どうかをチェックする妥当性チェックを行ない、 チェックの結果妥当性チェックを受けた信号が互いに妥
   当性がない場合に故障信号を出力する自動車のセンサ機
   能チェック方法において、 信号の妥当性チェックを受けるスイッチが切り替えられ
   て所定の時間条件が満たされたあと妥当性がないと判断
   された場合に故障信号を出力することを特徴とする自動
   車のセンサ機能チェック方法。 ２）スイッチの切り替えが検出される毎に待機時間をセ
   ットし、 待機時間経過後妥当性チェックを行ない、 妥当性チェックによって妥当性がないと判断された場合
   に故障信号を出力することを特徴とする請求項第１項に
   記載の方法。 ３）妥当性チェックを繰り返し行ない、 妥当性チェックにおいて妥当性がないと判断された場合
   所定の方向へ所定の値だけ計数値を変化させ、 一方、妥当性チェックにおいて妥当性があると判断され
   た場合には計数値を初期値にセットし、計数値が所定の
   エラー計数値に達した場合に故障信号を出力することを
   特徴とする請求項第１項に記載の方法。 ４）種々のセンサの内少なくとも１つのセンサがスイッ
   チとして形成された自動車のセンサの機能をチェックす
   る装置において、 スイッチ信号が他のセンサ信号に比較して妥当であるか
   どうかをチェックするチェック手段（１０）と、 所定の時間条件が満たされているかどうかを判断し、信
   号の妥当性チェックを受けるスイッチが切り替えられて
   前記時間条件が満たされたあと妥当性がないと判断され
   た場合に故障信号を出力する時間条件処理手段（１０、
   １５）とを設けることを特徴とする自動車のセンサ機能
   チェック装置。 ５）時間条件処理手段に計数手段（１５）が設けられて
   おり、この計数手段は、妥当性チェックにおいて妥当性
   がないと判断された場合所定の方向へ所定の値だけ計数
   値を変化させ、一方、妥当性チェックにおいて妥当性が
   あると判断された場合には計数値を初期値にセットし、
   計数値が所定のエラー計数値に達した場合に故障信号を
   出力することを特徴とする請求項第４項に記載の装置。