JPH05240071A - 内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態を監視する方法および装置 - Google Patents

内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態を監視する方法および装置

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JPH05240071A
JPH05240071A JP4196802A JP19680292A JPH05240071A JP H05240071 A JPH05240071 A JP H05240071A JP 4196802 A JP4196802 A JP 4196802A JP 19680292 A JP19680292 A JP 19680292A JP H05240071 A JPH05240071 A JP H05240071A
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adjusting
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sensor
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JP4196802A
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Klaus Bluhm
ブルーム クラウス
Manfred Pfalzgraf
プファルツグラーフ マンフレート
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Mannesmann VDO AG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
    • 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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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態
を監視する方法及び装置に関し、監視及び機関制御のた
めのより多くの情報を得られる装置を提供する。 【構成】 アクセルペダル（作動部材）２及びこれと調
整機構を形成するロッド（伝達部材）３は機械的な結合
体であって、両者は共働して力伝達区間を構成する。こ
の力伝達区間内の経路に力セサ８を設ける。これにより
調整すべき操作素子４の位置の目標となるアクセル位置
情報が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、調整移動素子を抗力に
逆らって運動させる、内燃機関を制御する調整移動機構
の操作状態の監視法および、作動部材および、該作動部
材と調整移動機構との機械的結合を形成す連結部材を有
し、該作動部材と調整移動機構が共働して力伝達区間を
形成する形式の内燃機関を制御する調整移動機構の操作
状態を監視する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車においてエンジンは通常は運転者
の直接近傍には配置されていない。運転者が車両を加速
しようとするか、またはエンジンを用いてて制動しよと
する時は、運転者はエンジンの出力を制御する必要があ
る。このことは例えば絞り弁調整移動により行われる。
運転者は絞り弁または別の調整移動エレメントを例えば
噴射ポンプを直接的に操作できないため、この調整移動
は通常はロッドまたはボーデンワイヤまたはその組み合
わせを介して行われる。ロッド等の一方の端部に調整移
動機構が設けられており、他方の端部に運転者により操
作される作動部材が、通常はアクセルペダルである混合
気レバーが、設けられている。運転者により作動部材へ
及ぼされる力が、ロッドによりおよび／またはボーデン
ワイヤにより構成されている機械的連結体を介して、調
整移動機構へ伝達されて調整移動がなされる。現在の自
動車においては、調整移動機構がもはや直接的に内燃エ
ンジンへ作用するのではなく、電気的機械的または空気
力式操作素子を介して作用する。この調整操作素子の採
用により、監視およびリーズナブルネスチェック（妥当
性チェック）実施する必要がある。例えば調整移動素子
の制御のための電気信号が妥当性に関して監視される。
特別な例においてはアクセルペダルにスイッチが設けら
れており、このスイッチは運転者がアクセルペダルを操
作すると閉じられる。さらに調整移動素子にスイッチが
設けられており、このスイッチはこの設定移動素子がそ
の休止位置外に運動されると、開かれる。調整移動素子
がより高い位置へ移行されると、即ちアクセルペダルに
おけるスイッチが閉じられることなく、調整移動素子ス
イッチが開かれるとそれにともとづいて、エラーが存在
することが想定される。この場合、制御のために緊急プ
ログラムが作動される。この場合、エラー監視はアクセ
ルペダルの休止位置だけに制限される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、監視
およびエンジン制御のためのより多くの情報を得ること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は冒頭で述べた
形式において、調整移動機構の運動のために必要とされ
る力を測定することにより、解決されている。
【０００５】調整移動機構の調整移動に必要とされる力
は既知であるため、実際に加えられた力の監視に関し
て、調整移動機構が正しく動作しているか否かに関する
情報が得られる。例えば調整移動機構の運動のために必
要とされる力が目標値よりも小さい場合は、このこと
は、復帰力が低減したことを示す指標である。この必要
とされる力が規定の値よりも大きいと、このことは調整
移動機構がまたは操縦性に困難性があることを示す指標
である。この場合、監視は、調整移動機構の両方の終位
置だけに制限されない。それよりもむしろ、調整移動機
構の運動変位全体にわたって力が連続的に監視される。
【０００６】本発明の構成によれば、力を力伝達区間を
介して伝達するように、さらにこの力を、当該の導入の
領域において力伝達区間の始端で測定する。このこと
は、力伝達区間も監視作用へ共に算入される利点を有す
る、力伝達区間における伝達の困難性が直接検出され
る。力がもはや実際に伝達されないようにする、力伝達
区間における破損も検出できる。
【０００７】本発明によれば、力のほかに調整移動機構
の運動も測定するようにし、さらに測定された実際値の
関連性を所定の目標値の関連性と比較し、この場合、実
際値の関連性が、目標値の関連性と一致しないかまたは
所定の許容範囲において目標値の関連性の近傍に存在す
る時は、エラー対処ルーチンを開始する。この構成は、
復帰力が、ばねの場合におけるように、変位に依存する
利点を有する。調整移動機構の変位が大きくなるにつれ
て、調整移動の運動のために必要とされる力が大きくな
る。力の増加が所定値に相応しないと、即ち力が規定の
様な割合でより強くなるように増加しないと、このこと
からエラーの存在を検知し得る。この場合、エラー処理
ルーチンを例えば警報を発生できる、またはエラーが重
大である場合は、緊急プログラムが動作される。
【０００８】上記の問題点は冒頭に述べた形式の調整移
動装置において、力伝達区間の経路中に力センサが設け
られていることにより、解決されている。
【０００９】力センサは、運転者により作動部材を介し
て力伝達区間へ導かれる力を測定する。この力が例えば
著しく速く上昇する時は、これから、運転者がエンジン
の速い出力上昇化を行いたいという情報が得られる。他
方、力伝達区間を伝わる力の常時の監視により、力が時
間経過中に平均的に変化するか否かが、検出される。こ
のことは作動部材がまたは調整移動機構が動作しにくく
なったことを示す指標となり得る。この場合、警報を発
生できる。その結果、発生したエラーは、それ以上の損
傷が生ずることなく、早期に除去できる。
【００１０】本発明の構成によれば、作動部材がアクセ
ルペダルとして構成されており、さらに力センサが該ア
クセルペダルの中に設けられている。アクセルペダルの
中に力センサを設けたことにより、運転者により加えら
れた力を測定することが、保証されている。この場合、
検出される力は、運転者により形成されるという一義的
な配属関係が得られる。この構成により力伝達区間全体
が安全に監視できる。力伝達区間の、力センサにより監
視されない領域が実際に存在しなくなる。
【００１１】この場合、有利に、アクセルペダルが作動
面を有しており、さらに力センサが作動面の下側に設け
られている。この作動面は、運転者の力が直接作用され
るアクセルペダルの中の個所である。この作動面はさら
に通常は実質的に平らに形成されており、これらにより
力センサの取り付けが著しく簡単化される。
【００１２】有利に、力センサがストレンゲージセンサ
または圧電センサとして構成されている。両方のセンサ
は、容易に伝送および処理の可能な電気信号を直接供給
する。
【００１３】本発明の構成において、調整移動機構に、
変位に依存する抗力負荷が加えられており、変位センサ
が調整移動機構に対して設けられており、さらに力セン
サと変位センサが処理装置と接続されており、該処理装
置は両方のセンサの出力信号から実際値の関連性を形成
して、該実際値の関連性から所定の目標値の関連性に相
応するか否かを検査する。変位に依存する抵抗力は例え
ば簡単なばねを介して発生される。このばねの変位が大
きくなるにつれて増加する力が必要とされる。力と変位
との間の関係は既知であるために、この関係を監視する
ことにより、力伝達機構のいずれかの部分が動かないの
かまたは伝達に支障が生じたかが、検出される。例え
ば、調整移動機構の位置に相応する力よりも大きい力が
調整移動機構の変位に対して必要とされる時は、このこ
とは、伝達区間の経路において、前もって設定されてい
ない力が、結合部へ作用していること示す指標である。
この場合、エラー通報が発生される。
【００１４】有利に処理装置がメモリを有し、該メモリ
の中に目標値の関連性が特性曲線フィールドとして記憶
されている。そのため処理装置は入力値を即ち実際値の
関連性を、著しく迅速に、かつ増加する算出費用を要す
ことなく、目標値と比較できる。
【００１５】有利に、抗力を形成するために複数個のば
ねが設けられている。このことは一方では安全性を高め
る、何故ならばばねの故障時も調整移動構成がそのゼロ
−または中性位置ヘ復帰されることが保証されているか
らである。本発明との関連においてこのことは、さらに
ばねの破損が確実に検出できる利点を有する。ばねが故
障すると、このばねはもはや伝達部材へ力を作用しな
い。このことは力センサにより直ちに検出されて処理装
置により、相応のばね反作用の導入の目的で用いること
ができる。
【００１６】有利に、変位センサが同時に、制御のため
の目標値信号を形成する。この目標値は調整移動機構の
位置に例えばその変位に依存する。しかしこの位置に関
する情報は既に存在しているため、この情報は制御のた
めに著しく簡単に用いることもできる。
【００１７】この場合、有利に変位センサの故障の場合
に処理装置が、調整移動機構の位置を力センサの出力信
号から求める。力と変位との関係は既知であるため、変
位に依存する抗力は前もって与えられる。変位センサが
故障して、そのため調整移動機構の位置に関して即ち目
標値に関してもはや情報を与えることができないと、こ
の位置が力センサにより測定された力から逆に算出され
る。このことはもちろん著しく小さい精度でのみ可能で
ある。何故ならば変位と力との間の関係は所定の許容誤
差を有するからである。しかし緊急作動のためには、得
られた情報で十分である。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【００１９】調整移動装置１はアクセルペダル２を有
し、このアクセルペダルは、ロッド３として構成されて
いる操作部材を介して、調整移動機構である操作素子４
と結合されている。アクセルペダルへ作用される力が操
作素子４の調整移動のために導かれることを保証すべき
時は、操作部材として、ロッド３ではなくけん引ロープ
または空気力結合装置を、アクセルペダル２と作動素子
４との間に設けることもできる。操作素子４へ、２つの
ばね５，６により発生される、変位に依存する復帰力が
作用する。アクセルペダルが床７の方向へ下方へ押圧さ
れると、操作素子４は左へ変位される。
【００２０】アクセルペダル２は操作面９を有し、この
操作面の下側に力センサ８が設けられている。操作面９
へ作用する力は力センサ８により検出される。この種の
力は例えば運転者の足により発生できる。
【００２１】処理装置１０は力センサ８と接続されてお
り、この力センサから電気信号を受信する。この電気信
号はアクセルペダル２の操作面９へ作用する力に関する
情報を含む。処理装置１０はさらに、操作素子４により
調整移動されるポテンショメータ１１と接続されてい
る。このポテンショメータ１１は、操作素子４の位置に
関する情報を含む電気信号を発生する。同時に、ポテン
ショメータ１１から発生される信号は、絞り弁１２の操
作のための目標値信号である。絞り弁１２そのものはモ
ータ１３により操作される。絞り弁の位置は、図示され
ているポテンショメータ１４により検出される。操作素
子４によりポテンショメータ１１で目標値が調整移動さ
れて、この調整移動が処理装置１０により検出される
と、次にモータ１３が処理装置１０により次の目的で作
動される。即ちポテンショメータ１４から取り出された
実際値がポテンショメータ１１に前もって与えられた目
標値と一致するまで、絞り弁１２を調整移動する目的
で、モータ１３が作動される。図２に、操作素子４の旋
回角度である変位量と、この旋回に必要とされる力との
間の関係が示されている。ばねの場合、力と変位との間
の関係は直線的にすべきであるにもかかわらず、この実
施例においては１つの範囲が示されている。一方ではば
ね５，６は多少の温度の影響を受けるため、他方では許
容限界内で別の力が例えば摩擦力がロッド３へ作用する
ためである。これらの力は種々の動作条件の下で例えば
温度変化の下で変動することがある。旋回角度が大きい
ほど、加えられる力Ｆも大きくなる。
【００２２】図３は旋回角度とポテンショメータから送
出される信号ＳＳとの関係を示す。この関係はこの実施
例の場合は直線で示されている。操作素子４の旋回が大
きくなると、信号ＳＳが大きくなる。図２および図３に
示されている関係を組み合わせると、図４に示されてい
る特性曲線フィールドが求められる。この特性曲線フィ
ールドは、力Ｆとポテンショメータ１１により形成され
る目標値との間の関係を表わす。目標値ＳＳは同時に、
操作素子４の位置に関する情報を供給する。
【００２３】図４に示されている様に、力センサ８は目
標値ＳＳの大きさがＳ１の場合に、ＦＡとＦＢの間の力
を測定する。力センサが、上回る力を測定すると、この
ことは、ロッド３の作動が困難であることを即ちロッド
に故障があることを示す。他方、力センサが、下回る力
を検出すると、このことは両方のばね５，６の一方が故
障していることを示す。両方の場合において処理装置１
０が、エラーへの相応の応動を開始する、例えば警報を
発生するかまたは緊急走行動作へ切り換えることができ
る。図４に示されている特性曲線フィールドは、処理装
置１０と接続されているメモリ１５の中にファイルする
ことができる。目標値ＳＳと力との関係が近似的に直線
関係へ制限される限り、特性曲線フィールドの４つの頂
点を記憶するだけでも十分である。しかし通常は非直線
関係が少なくとも部分的に存在するため、全体の特性曲
線フィールドの記憶がすすめられる。
【００２４】ポテンショメータ１１が次のような信号
を、即ち操作素子４が“混合気全開位置”にあることを
示すが他方、力センサ８がアクセルペダルへ力を作用し
ないことを示す信号を送出する時は、同じく故障が存在
する。そのため力センサ８の出力信号とポテンショメー
タ１１の出力信号との関係は、リーズナブル監視のため
にも用いられる。
【００２５】ポテンショメータ１１が故障すると通常は
モータがもはや作動されなくなる、何故ならば目標値信
号がもはや与えられないからである。しかしこの場合は
力センサの出力信号が、所定の限界において、緊急走行
作動のために用いられる。この場合、図４に示されたダ
イヤフラムが逆に用いられる。即ち両方の限界Ｓ２とＳ
３との間に目標値が例えばそれらの平均値に相応する力
ＦＣが、前もって与えられる。そのため車両は少なくと
も最寄りの工場まで自力で走行できる。
【００２６】図示された実施例から種々の変形が可能で
ある。ロッド３は例えばボーデンワイヤまたは空気力伝
達装置で置き換えることができる。両方のポテンショメ
ータ１１，１４は、変位または旋回角度に依存する別の
センサで置き換えることができる。目標値と調整移動角
度との関係は、または調整移動角度と力との関係は、直
線的にする必要はない。力センサ８はロッド３の他の個
所にも、例えばアクセルペダル２とロッド３との間の伝
達点に設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】調整移動装置のブロック図である。
【図２】調整移動機構の変位と力との関係を示すグラフ
である。
【図３】目標値と変位との関係を示すグラフである。
【図４】加えられた力と目標値との関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
１ 調整移動装置、 ２ アクセルペダル、 ３ ロッ
ド、 ４ 操作素子、５，６ ばね、 ７ 床、 ８
力センサ、 ９ 操作面、 １０ 処理装置、 １１
ポテンショメータ、 １２ 絞り弁、 １３ モータ、
１４ ポテンショメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレート プファルツグラーフ ドイツ連邦共和国 フランクフルト １ ルイーゼンシュトラーセ 24

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 調整移動素子を抗力に逆らって運動させ
    る、内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態の監視
    法において、調整移動機構の運動のために必要とされる
    力を測定することを特徴とする内燃機関を制御する調整
    移動機構の操作状態を監視する方法。
  2. 【請求項２】 力を力伝達区間を介して伝達するように
    し、さらにこの力を、当該の導入の領域において力伝達
    区間の始端で測定するようにした請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 力のほかに調整移動機構の運動も測定す
    るようにし、さらに測定された実際値の関連性を所定の
    目標値の関連性と比較し、この場合、実際値の関連性
    が、目標値の関連性と一致しないかまたは所定の許容範
    囲において目標値の関連性の近傍に存在する時は、エラ
    ー対処ルーチンを開始するようにした請求項１又は２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 作動部材および、該作動部材と調整移動
    機構との機械的結合を形成す連結部材を有し、該作動部
    材と調整移動機構が共働して力伝達区間を形成する形式
    の内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態を監視す
    る装置において、力伝達区間（２，３）の経路の中に力
    センサ（８）が設けられていることを特徴とする内燃機
    関を制御する調整移動機構の操作状態を監視する装置。
  5. 【請求項５】 作動部材がアクセルペダル（２）として
    構成されており、さらに力センサ（８）が該アクセルペ
    ダルの中に設けられている請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 アクセルペダル（２）が作動面（９）を
    有しており、さらに力センサ（８）が該作動面（９）の
    下側に設けられている請求項５記載の装置。
  7. 【請求項７】 力センサ（８）がストレンゲージセンサ
    または圧電センサとして構成されている請求項４から６
    までのいずれか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 調整移動機構（４）に、変位に依存する
    抗力負荷が加えられており、変位センサ（１１）が調整
    移動機構（４）に対して設けられており、さらに力セン
    サ（８）と変位センサ（１１）が処理装置（１０）と接
    続されており、該処理装置は両方のセンサ（８，１１）
    の出力信号から実際値の関連性を形成して、該実際値の
    関連性が所定の目標値の関連性に相応するか否かを検査
    するようにした請求項４から７までのいずれか１項記載
    の装置。
  9. 【請求項９】 処理装置（１０）がメモリ（１５）を有
    し、該メモリの中に目標値の関連性が特性曲線フィール
    ドとして記憶されている請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 抗力を形成するために複数個のばね
    （５，６）が設けられている請求項８又は９記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】 変位センサ（１１）が同時に、制御の
    ための目標値信号（ＳＳ）を形成する請求項８から１０
    までのいずれか１項記載の装置。
  12. 【請求項１２】 変位センサ（１１）の故障の場合に処
    理装置（１０）が、調整移動機構（４）の位置を力セン
    サ（８）の出力信号から求める請求項１１記載の装置。
JP4196802A 1991-07-24 1992-07-23 内燃機関を制御する調整移動機構の操作状態を監視する方法および装置 Pending JPH05240071A (ja)

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