CN103582590B - 用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的技术 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的技术。针对该目的所提供的装置包括：用于生成第一传感器信号的第一传感器（10），该第一传感器信号指示所述刹车系统的机械输入组件的移动；以及用于生成第二传感器信号的第二传感器（12），该第二传感器信号指示刹车系统中的液压压力。耦接至这两个传感器（10、12）的处理装置（14），处理装置（14）被配置为选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。所述致动信号指示刹车系统的致动。

Description

用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的技术

技术领域

本公开总体上涉及机动车刹车系统领域。更确切地说，主旨是关于这种刹车系统的致动的检测在安全性方面的改善。

背景技术

现代的机动车刹车系统配备有多个传感器。根据EP0768224A1，例如，已知一种刹车系统，其包括配备有若干个传感器的驱动装置。已经设置的这些传感器在这种情况下对刹车操作的范围内的不同的物理参数进行检测。因此，压力传感器用于检测主缸的液压压力，力传感器测量刹车踏板上的致动力，而踏板行程传感器确定刹车踏板行进的距离。在刹车系统中也常规地找到诸如刹车灯开关或踏板角度传感器这样的其它传感器的应用。

对于许多安全驾驶机制和乘坐舒适性系统来说，并且针对诸如混合动力车辆中的再生制动的控制这样的其它目的，检测刹车操作具有核心重要性。为此（也就是说，为了检测刹车系统的致动），各种命名的传感器可以开始工作。例如，借助于踏板行程传感器，可以检测刹车踏板的移动，并且以这种方式可以推测刹车系统的致动。接着，将所检测的致动按照由位于踏板行程传感器下游的评估单元所生成的致动信号的形式发送至后续的系统和机制。

由于该致动信号的重要性，要预期到在踏板行程传感器失灵的情况下出现的问题。在位于踏板行程传感器下游的评估单元失灵的情况下同样需要预期出现的问题。

发明内容

因此，需要可靠地检测机动车刹车系统的致动。

根据一个方面，提出了一种用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的装置。所述装置包括：至少一个第一传感器，所述至少一个第一传感器用于生成第一传感器信号，所述第一传感器信号对刹车系统的机械输入组件的移动进行指示；至少一个第二传感器，所述至少一个第二传感器用于生成第二传感器信号，所述第二传感器信号对所述刹车系统中的液压压力进行指示；以及处理装置，所述处理装置与所述至少一个第一传感器和所述至少一个第二传感器耦接，所述处理装置被设计成：选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号，所述致动信号指示所述刹车系统的致动。

所述致动信号可以被发送至后续的安全驾驶机制、乘坐舒适性系统或其它装置。所述致动信号可以是模拟信号或数字（例如，二进制）信号。而且，可以连续地（即，即使在没有刹车系统的致动时）或者仅间歇地（在刹车系统的致动状态下）生成或输出所述致动信号。

所述处理装置可以被设计成，根据处理装置自身的单独的组件的操作能力针对致动信号进行选择。因此，所述处理装置可以展示用于检查其操作能力的内部机制。

根据变型例，所述处理装置例如被设计成，在所述装置的正常操作能力的情况下输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号。附加地或另选地，所述处理装置可以被设计成，在所述装置的不正常操作能力的情况下，输出基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。

检查所述操作能力的步骤可以包括可信度检查。根据一种实现，所述处理装置被设计成，利用所述第二传感器信号或者由所述第二传感器信号得到的信号，以检查所述第一传感器信号的可信度。在所述第一传感器信号的负面的可信度检查的情况下，可以推断所述装置的不正常操作能力。另一方面，在正面的可信度检查的情况下，可以假定正常的操作能力。同样地，所述第一传感器信号或由所述第一传感器信号导出的信号可以被用于结合所述刹车系统的致动来检查所述第二传感器信号的可信度。

所述处理装置可以展示一个或更多个内部组件。因此，可以设置与至少所述第一传感器耦接（并且可选地还与所述第二传感器耦接）的第一评估单元，所述第一评估单元被设计成用于评估所述第一传感器信号（并且可选地，所述第二传感器信号）。而且，所述第一评估单元还可以被设计为用于基于（评估的）第一传感器信号和/或第二传感器信号来生成致动信号。附加地或另选地，可以设置与至少所述第二传感器耦接（并且可选地还与所述第一传感器耦接）的第二评估单元。所述第二评估单元可以不同于所述第一评估单元，并且可以沿信号传播的方向与所述第一评估单元并行地设置。所述第二评估单元被设计为用于评估所述第二（并且可选地，第一）传感器信号，并且用于基于所述第二（和/或第一）传感器信号来生成所述致动信号。

所述处理装置还可以包括与所述第一评估单元并且/或者与所述第二评估单元耦接的检查单元。在一种实现中，所述检查单元被设计为用于检查所述第一评估单元和/或所述第二评估单元的功能能力。在所述第一评估单元的不正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第二传感器信号生成的致动信号，并且相反地，在所述第一评估单元的正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第一传感器信号生成的致动信号。

在彼此并行设置的两个评估单元的情况下，所述处理装置还可以包括与两个评估单元的输出侧耦接的多路选择器。所述多路选择器能够根据第一（和/或第二）评估单元的操作能力由所述检查单元进行驱动，以可选地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。

所述第二评估单元可以包括比较器。所述比较器被优先地设计成：将第二传感器信号与基准信号进行比较，并且根据所述比较来生成致动信号。如果所述第二传感器信号同样地被提供给所述第一评估单元，则所述第一评估单元同样可以包括这种类型的比较器。基于基准信号的比较器还可以被第一评估单元或第二评估单元使用，以基于所述第一传感器信号来生成所述致动信号。

所述传感器可以被设计为用于检测极度变化的物理参数。根据示例性实现，所述第一传感器被设计为用于检测驾驶员的刹车请求（也就是说，例如，刹车踏板的致动）。刹车踏板的致动可以由踏板行程传感器、踏板角度传感器、踏板力传感器或刹车灯开关来检测。这些传感器中的两个或更多个还可以按冗余的方式来设置。

所述第二传感器可以是液压压力传感器。例如可以将液压压力传感器设置在主缸的区域中，以检测在那里普遍的液压压力。在示例性实现中，液压压力传感器已经被分配给车轮打滑控制系统。

根据另一方面，提出了一种用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的方法。该方法包括以下步骤：提供用于生成第一传感器信号的至少一个第一传感器，所述第一传感器信号对刹车系统的机械输入组件的移动进行指示；提供用于生成第二传感器信号的至少一个第二传感器，所述第二传感器信号对所述刹车系统中的液压压力进行指示；选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号，所述致动信号指示所述刹车系统的致动。

在包括所述刹车系统的扩展的刹车系统的正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第一传感器信号生成的致动信号。另一方面，在所述扩展的刹车系统的不正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。除了所述刹车系统（其包括例如车轮制动器、车轮打滑控制系统等）以外，所述扩展的刹车系统还可以包括本文所提出的用于对所述刹车系统的致动进行冗余检测的装置。

可以利用所述第二传感器信号或由所述第二传感器信号导出的信号，以检查所述第一传感器信号的可信度。相反的是，所述第二传感器信号可以基于所述第一传感器信号或由所述第一传感器信号导出的信号经受可信度检查。在所述第一传感器信号的负面的可信度的情况下，可以推断所述装置的不正常操作能力（在任何情况下，针对第一传感器信号所提供的信号路径），并且相反地，在所述第一传感器信号的正面的可信度的情况下，可以推断所述装置的正常操作能力。

与至少所述第一传感器耦接的第一评估单元可以评估所述第一传感器信号并且基于所述第一传感器信号生成致动信号。另选地或附加地，与至少所述第二传感器耦接的第二评估单元可以评估所述第二传感器信号并且基于所述第二传感器信号生成致动信号。在所述第一评估单元的不正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第二传感器信号生成的所述致动信号，并且相反地，在所述第一评估单元的正常操作能力的情况下，可以输出基于所述第一传感器信号生成的所述致动信号。

还提供了一种具有程序代码装置的计算机程序产品，该程序代码装置用于当在计算机装置上执行所述计算机程序产品时执行在此提出的处理的步骤。所述计算机装置可以是电子控制单元（ECU）。所述计算机程序产品可以存储在计算机可读记录介质上。

附图说明

根据以下对实施方式的描述并且还根据附图，本文所提出的用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的方法的其它方面、优点和特征将变清楚。附图示出了：

图1是用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的装置的实施方式；并且

图2是用于对根据图1的装置进行操作的方法的实施方式。

具体实施方式

图1示出了用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的装置的实施方式。即使在传感器有缺陷或者传感器下游的评估链故障的情况下，该装置也准许检测刹车的致动。

如图1所示，该装置包括作为核心组件的、用于对刹车系统的致动进行冗余检测的至少两个传感器10、12，并且还包括与传感器10、12耦接的处理装置14。处理装置14在输入侧上接收两个或更多个传感器信号，并且在输出侧上提供对刹车系统的致动进行指示的致动信号。该致动信号被提供给位于处理装置14下游的机制和系统。以示例性的方式，在此可以提到例如在已经针对具有再生制动功能的混合动力车辆设置的电控刹车系统（“刹车线（brakebywire）”）中或者刹车系统中检测驾驶员的刹车请求。

第一传感器10通常是对刹车系统的机械输入组件的移动进行检测的传感器。该输入组件例如可以是刹车踏板、刹车助力器或主缸。在根据图1的实施方式中，第一传感器采取踏板行程传感器10的形式。应理解的是，代替踏板行程传感器10或者作为踏板行程传感器10的补充，可以设置适于检测刹车系统的机械输入组件的移动的其它传感器。

除了踏板行程传感器10以外，已经在根据图1的实施方式中以压力传感器12的形式设置了第二传感器。该压力传感器12结合对刹车系统的致动进行检测来检测刹车系统的液压压力。压力传感器12例如可以设置在刹车系统的主缸的区域中，以检测主缸压力。然而，压力传感器12还可以设置于另一位置（例如，在车轮制动器上或者在车轮打滑控制系统的液压动力装置中）。应理解的是，代替单独的压力传感器12，可以设置数个这种压力传感器，并且可以与处理装置14耦接。

根据一种实现，已经单独地设置了压力传感器12，以对刹车系统的致动进行（冗余）检测。然而，当为了检测刹车系统的致动而附加地使用在任何情况下都集成在刹车系统内的压力传感器12（例如，车轮打滑控制系统的压力传感器）时，针对成本原因这是有优势的。

如图1所示，处理装置14包括多个内部组件。这些组件可以是逻辑上或者物理上分离的组件（例如，分离的电气或电子电路）。

处理单元14的核心部分是可以由主计算机（例如，在ECU中）实现的中央评估单元16。如图1所示，踏板行程传感器10的输出信号和压力传感器12的输出信号都被提供给中央评估单元16。踏板行程传感器10的输出信号是对刹车踏板的致动行程进行指示的模拟电子信号。以类似的方式，压力传感器12的输出信号是对刹车系统中普遍的液压压力进行指示的模拟电子信号。

中央评估单元16被设计成将踏板行程传感器10的输出信号与基准值进行比较，并且基于该比较，对由中央评估单元16在输出侧上提供的致动信号的信号电平进行设置。因此，在（二进制）致动信号的电平变化中，超过或未达到基准值变得可察觉。每当踏板行程传感器10的输出信号指示踏板行程已经行进超过基准值时，中央评估单元16就检测到刹车系统的致动。中央评估单元16还被设计成基于压力传感器12的输出信号来检查踏板行程传感器10的输出信号的可信度。

与中央评估单元16并行地，在处理装置14中已经设置了辅助评估单元18（例如，作为分离的电气或电子电路）。在根据图1的实施方式中，辅助评估单元18仅接收压力传感器12的输出信号。因此，压力传感器12的输出信号并行地提供给中央评估单元16和辅助评估单元18。

辅助评估单元18包括比较器20，并且还包括基准值生成器22。比较器20被设计成将压力传感器12的输出信号与由基准值生成器22提供的可选的可调节基准值进行比较。超过或未达到基准值导致比较器20的输出信号的电平改变。辅助评估单元18以这种方式（以比较器20的输出信号的形式）生成对刹车系统的致动进行指示的二进制致动信号。因此，每当由压力传感器12所检测的液压压力超出了基准值时，都检测致动。

已经在图1中设置了表示为“看门狗”的检查单元24，以检查中央评估单元16的操作能力。根据该检查的结果，检查单元24驱动多路选择器26。

如图1所示，多路选择器26在输入侧上接收由中央评估单元16生成的致动信号以及由辅助评估单元18生成的致动信号两者。在中央评估单元16的正常操作能力的情况下，检查单元24将多路选择器26驱动成这样的效果，即，处理装置14输出由中央评估单元16生成的致动信号。在不规律的操作能力的情况下，借助于检查单元24，以这样的方式进行多路选择器26的切换，即，处理单元14输出由辅助评估单元18生成的致动信号。

因此，致动信号的生成主要是基于中央评估单元16的输出信号（并且还基于踏板行程传感器10的输出信号）。另一方面，在故障时，使用由压力传感器和辅助评估单元18提供的与致动信号相关的冗余度。

下面，将参照根据图2的流程图200更具体地说明图1中所表示的该装置的用于对刹车的致动进行冗余检测的操作的模式。流程图200例示了基于图1所示的装置对刹车的致动进行冗余检测的方法的实施方式。

在相对于彼此并行执行的两个方法步骤202和204中，踏板行程传感器10和压力传感器12将它们的输出信号提供给处理装置14。如上面已经说明的，踏板行程传感器10的输出信号指示刹车踏板的移动。另一方面，压力传感器12的输出信号指示刹车系统的液压回路中的压力升高。两个事件（即，一方面，刹车踏板的致动，另一方面，液压回路中的压力升高）允许推测出刹车系统的致动。

在另一方法步骤206中，处理装置14输出致动信号。更确切地说，由处理单元14选择性地输出基于踏板行程传感器10的输出信号所生成的致动信号或基于压力传感器12的输出信号所生成的致动信号。将在下面更详细地说明在这一点上可以在处理装置14中实现的各种示例性选择机制。

在正常操作下，换言之，在图1所示装置的正常操作能力的情况下，由处理装置14输出基于踏板行程传感器10的输出信号所生成的致动信号。为此，中央评估单元16如上所述地通过与基准值比较来对踏板行程传感器10的输出信号进行评估，因而，超过或未到达基准值通过由中央评估单元16生成的致动信号的电平的变化而变得可察觉。

为了检查踏板行程传感器10的输出信号的可信度，中央评估单元16附加地读入压力传感器12的输出信号，并且同样地（如上面参照辅助评估单元18所述地）评估该输出信号。如果两个输出信号一致地指示刹车系统的致动，则由中央评估单元16生成对应的致动信号。

另一方面，如果由中央评估单元16检测到主缸中的液压压力的升高而在踏板行程传感器10的输出信号中没有对应的变化，则可以由中央评估单元16推断出踏板行程传感器10的缺陷操作能力。在这种情况下，中央评估单元16基于压力传感器12的输出信号来生成对刹车系统的致动进行指示的致动信号。

由检查单元24来监视中央评估单元16的操作能力。只要检查单元24检测到中央评估单元16的正常操作能力，检查单元24就以这样的方式对多路选择器26进行驱动，即，由处理装置14通过输出信号来提供由中央评估单元16生成的致动信号。另一方面，如果检查单元24检测到中央评估单元16的不正常的功能（例如，失效），则以这样的方式来驱动多路选择器26，即，由处理装置14输出由辅助评估单元18所生成的致动信号。在这种情况下，图1所示的包括压力传感器12并且还包括辅助评估单元18的冗余信号路径相应地开始生效。

因此，本文证明了由与中央评估单元16（计算机或ECU）不同的评估单元18（例如，作为分离的电路）来对压力传感器12的输出信号进行评估的优点。因此，压力传感器12的输出信号不仅可以用于检查踏板行程传感器10的输出信号的可信度，而且可以用作在中央评估单元16的缺陷操作能力的情况下的后备解决方案（fall-backsolution）。

因为具有车轮打滑控制功能的现代刹车系统中的刹车压力信息在任何情况下都是可用的，所以可以在不需要附加的传感技术的情况下实现本文所描述的用于对刹车的致动进行冗余检测的方法。可以将本文所提出的方法用于可信度检查目的以及作为后备解决方案（在发生故障时自动切换）两者。关于这一点，可以将辅助评估单元18有利地实现为独立于主计算机（中央评估单元16）操作的分离的评估电路。

Claims (17)

1.一种用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的装置，该装置包括：

至少一个第一传感器(10)，所述至少一个第一传感器(10)用于生成第一传感器信号，所述第一传感器信号对刹车系统的机械输入组件的移动进行指示；

至少一个第二传感器(12)，所述至少一个第二传感器(12)用于生成第二传感器信号，所述第二传感器信号对所述刹车系统中的液压压力进行指示；

处理装置(14)，所述处理装置(14)与所述至少一个第一传感器(10)和所述至少一个第二传感器(12)耦接，所述处理装置(14)被设计成：

选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号，所述致动信号指示所述刹车系统的致动；并且，

在所述装置的正常操作能力的情况下输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号，和/或在所述装置的不正常操作能力的情况下输出基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理装置(14)被设计成：利用所述第二传感器信号或者由所述第二传感器信号得到的信号，以检查所述第一传感器信号的可信度。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述处理装置(14)被设计成：在所述第一传感器信号的负面的可信度检查的情况下，推断所述装置的不正常操作能力。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理装置(14)包括以下各项：

第一评估单元(16)，所述第一评估单元(16)与至少所述第一传感器(10)耦接，所述第一评估单元(16)被设计为用于评估所述第一传感器信号并且用于基于所述第一传感器信号来生成所述致动信号；和/或

第二评估单元(18)，所述第二评估单元(18)与至少所述第二传感器(12)耦接，所述第二评估单元(18)被设计为用于评估所述第二传感器信号并且用于基于所述第二传感器信号来生成所述致动信号。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一评估单元(16)与所述第二评估单元(18)不同，并且将所述第一评估单元(16)设置为与所述第二评估单元(18)并置。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述处理装置(14)还包括检查单元(24)，所述检查单元(24)与至少所述第一评估单元(16)耦接，所述检查单元(24)被设计为用于检查至少所述第一评估单元(16)的操作能力，从而在所述第一评估单元(16)的不正常操作能力的情况下输出基于所述第二传感器信号所生成的所述致动信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述处理装置(14)还包括多路选择器(26)，所述多路选择器(26)与所述第一评估单元(16)的输出侧和所述第二评估单元(18)的输出侧耦接，所述多路选择器(26)能够根据至少所述第一评估单元(16)的操作能力由所述检查单元(24)来进行驱动，以选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的所述致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的所述致动信号。

8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第二评估单元(18)包括比较器(20)，所述比较器(20)被设计成：将所述第二传感器信号与基准信号进行比较，以根据所述比较来生成所述致动信号。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第一传感器(10)被设计为用于检测刹车踏板的致动。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，从以下传感器的组中选择所述至少一个第一传感器(10)：踏板行程传感器、踏板角度传感器、踏板力传感器以及刹车灯开关。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个第二传感器(12)是液压压力传感器。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述液压压力传感器(12)已被分配给车轮打滑控制系统。

13.一种用于对机动车刹车系统的致动进行冗余检测的方法，该方法包括以下步骤：

提供用于生成第一传感器信号的至少一个第一传感器(10)，所述第一传感器信号对刹车系统的机械输入组件的移动进行指示；

提供用于生成第二传感器信号的至少一个第二传感器(12)，所述第二传感器信号对所述刹车系统中的液压压力进行指示；

选择性地输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号或者基于所述第二传感器信号所生成的致动信号，所述致动信号指示所述刹车系统的致动；

在包括所述刹车系统的扩展的刹车系统的正常操作能力的情况下输出基于所述第一传感器信号所生成的致动信号，和/或在所述扩展的刹车系统的不正常操作能力的情况下输出基于所述第二传感器信号所生成的致动信号。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，利用所述第二传感器信号或者由所述第二传感器信号得到的信号，以检查所述第一传感器信号的可信度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述第一传感器信号的负面的可信度检查的情况下，推断所述装置的不正常操作能力。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，

与至少所述第一传感器(10)耦接的第一评估单元(16)评估所述第一传感器信号并且基于所述第一传感器信号生成所述致动信号；和/或

与至少所述第二传感器(12)耦接的第二评估单元(18)评估所述第二传感器信号并且基于所述第二传感器信号生成所述致动信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述第一评估单元(16)的不正常操作能力的情况下，输出基于所述第二传感器信号所生成的所述致动信号。