CN103889782B - 用于控制机动车中的制动灯的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制机动车的制动灯（21）的装置（1）。该装置包括制动踏板传感器（5）、主控制装置（11）和备用控制装置（13）。制动踏板传感器（5）发出与制动踏板（3）的操作强度相关的制动踏板信号。主控制装置（11）预处理并且监控制动踏板信号并且产生用于控制一制动过程的制动控制信号。补充地，主控制装置（11）产生用于控制所述制动灯的激活的制动踏板操作信号。主控制装置（11）的功能中的一些能够由软件执行，而备用控制装置（13）仅由硬件执行并且将利用构件（23）预处理的制动踏板信号借助于比较仪（25）与用于激活制动灯的接通阈值和断开阈值比较。利用所建议的装置可以弃用通常使用的制动灯开关，并且同时确保了即使在主控制装置（11）损坏的情况下也可靠地产生制动踏板操作信号，其不仅能够正确地激活制动灯（21）也能够防止车辆停止不动。

Description

用于控制机动车中的制动灯的装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制机动车中的制动灯的装置。本发明还涉及一种装备有这种装置的机动车。

背景技术

为了操控车辆中的制动灯常常大多采用机械的制动灯开关。该制动灯开关安装在车辆的踏板设备上并且可以检测制动踏板的操作。在此情况下，该制动灯开关产生一制动踏板信号，其仅描述了制动踏板被操作或未被操作。也就是说，制动踏板信号仅识别两种状态：未操作（=“0”）和已操作（=“1”）。在此情况下，所述制动踏板信号用于控制所述制动灯的激活，也就是说控制所述制动灯的接通或断开。

附加地，一些车辆制造商利用所述制动踏板信号额外地用于安全性查询，用以在确定的情形下例如在自动变速器的情况下的马达启动或换挡时，也就是说，当例如换挡杆要从“P”位置运动出来时，确保所述车辆的制动被操作。

在现代的车辆、尤其是在混合动力车辆以及电动车的领域中，越来越多地使用如下的制动系统，其利用一操作单元中的空程来实现。该空程可以用于利用一电发生器的最大的电制动矩，不会由于通过驾驶员操作制动踏板而构建液压压力到车轮中的制动缸上。由此可以实现一提高的再生效应，也就是说实现在制动过程期间通过发电机更好地回收电能。为了检测在空程范围内的驾驶员制动需求，采用一与所述制动踏板联接的制动踏板传感器。该制动踏板传感器与常见的制动灯开关不同，不仅能够识别所述制动踏板究竟是否被操作，而且也可以检测所述制动踏板的操作强度，也就是说，例如所述制动踏板被驾驶员操作了多少路程。基于所述路程传感器的制动踏板信号，可以利用机动车的电子控制单元（ECU-ElectronicControlUnit）来设定一待要求的发电机矩。

例如在DE102008002348A1中描述了一种制动装置，其支持复杂的制动动态的以及行驶动态的调节过程。

利用路程传感器在制动踏板上的使用，原则上开启了如下可能性，即能够取消常见的制动灯开关并且经由制动调节系统中的软件解决方案实现一制动灯操控。当然该可能性在常见的车辆中迄今为止未被利用，而是仍使用一机械的制动灯开关，用以例如在制动调节系统失效且因此软件解决方案丧失可用性的情况下防止车辆停止不动（Liegenbleiben）。在此情况下停止不动例如通过如下方式产生，即在不具有可使用的制动踏板信号的情况下上面描述的可信性测试例如在马达启动或换挡时会出错。这种停止不动在确定的情形中，例如在一铁路道口的意外停下的情况下会发生不幸，因此这必须被可靠地避免。

发明内容

这里描述的发明可以实现，能够取消一机械的制动灯开关，且仍然在故障情况下可靠地防止车辆停止不动。

建议具有下列特征的一种用于控制车辆中的制动灯的装置以及一种具有该装置的车辆：所述装置具有一制动踏板传感器，一主控制装置，以及一备用控制装置，其中，所述制动踏板传感器设置用于，发出一与一制动踏板的操作强度相关的制动踏板信号，其中，所述主控制装置构造用于预处理并且监控所述制动踏板信号，并且发出一用于控制一制动过程的制动控制信号以及一用于控制所述制动灯的激活的制动踏板操作信号，并且其中，所述备用控制装置设置用于仅由硬件执行地预处理所述制动踏板信号，并且基于经预处理的制动踏板信号利用一由硬件执行的比较仪发出一用于控制所述制动灯的激活的制动踏板操作信号。

所建议的装置具有一制动踏板传感器、一主控制装置以及一备用控制装置。

所述制动踏板传感器在此设置用于发出一制动踏板信号，该制动踏板信号与一制动踏板的操作强度相关。换句话说，所述制动踏板信号说明一关于如下的信息，即所述制动踏板被驾驶员以多大强度按压。

所述主控制装置设置用于预处理（konditioneren）并且监控所述制动踏板信号，并且发出一用于控制一制动过程的制动控制信号以及一用于控制所述制动灯的激活的制动踏板操作信号。换句话说，所述主控制装置设置用于，连续地监控由所述制动踏板传感器所发出的制动踏板信号并且由此生成一制动控制信号，借助于该制动控制信号能够控制或者说调节一用于车辆的制动过程。该制动过程在此不仅可以利用一由一电发生器所产生的制动矩，而且也可以利用一通过操作车轮上的常见的液压制动器而产生的制动矩。补充地，所述主控制装置设置用于发出一制动踏板操作信号。该制动踏板操作信号基本上相应于一如由常见的制动灯开关所产生的信号，并且可以用于在所述制动踏板的相应的操作下激活车辆的制动灯。所述主控制装置可以为此不仅包括硬件部件而且包括软件部件。大多情况下，所述预处理任务和监控任务的至少一部分通过一软件解决方案来执行。以这种方式可以例如通过所述软件的相应的编程来设定一敏感性，所述主控制装置利用该敏感性对所述制动踏板的操作起反应并且发出一制动踏板操作信号。

所述备用控制装置设置用于针对所述主控制装置要失效的情况下提供一可替换的用于控制所述制动灯的激活的制动踏板操作信号。与所述主控制装置不同，所述备用控制装置为此仅由硬件执行。这就是说，仅使用固定布线的结构元件，用以连续地预处理并且监控由所述制动踏板传感器所发出的制动踏板信号，并且基于该信号生成一制动踏板操作信号，类似于一常见的由制动灯开关锁提供的制动踏板操作信号。所述备用控制装置可以为此具有一由硬件执行的预处理结构元件，例如一低通滤波器，用以例如滤除所述制动踏板信号中的高频噪音，或者说进行一整流。这样，所述连续的制动踏板信号可以借助于一由硬件执行的比较仪来监控如下，即是否所述制动踏板信号说明所述制动踏板的一足够强的操作。

所述比较仪是一技术功能单元，其能够将两个或多个参数相互进行比较并且提供一由此得出的结果。在该情况下所述比较仪可以基于针对激活所述制动灯的接通阈值和断开阈值来发出所述制动踏板操作信号。换句话说，所述比较仪将由所述制动踏板传感器所提供的制动踏板操作信号与针对接通阈值和断开阈值的值进行比较，并且针对所述阈值沿着一个或另一个方向被超过的情况下，触发所述制动灯的激活或者撤销。

由所述比较仪所使用的接通阈值和断开阈值可以在考虑所述制动踏板、一制动踏板零位置、所述制动踏板传感器和/或所述备用控制装置的公差的情况下进行确定。由此可以考虑，所述结构元件中的每一个都会在由所述制动踏板的信号链内直至最终用于激活所述制动灯而负有一定的公差。单个的或所有的结构元件的公差可以在选择所述接通阈值和断开阈值时一并考虑。

所述比较仪可以例如是一模拟比较仪。这种模拟比较仪典型地是一电子电路，其将两个电压进行比较。在此情况下，在所述比较仪的输出端通常提供一信号，其说明施加在输入端的电压中的哪一个更高。在此，所施加的电压中的一个可以由所述制动踏板信号引起，另一个所施加的电压可以描述接通阈值或断开阈值。

但在所述备用控制装置中使用模拟的分散的构件时，应该考虑在所述制动踏板和待控制的制动灯之间的具有优选所有存在的公差的信号链，因为例如尤其是不会发生制动踏板零位置的偏移补偿。在此情况下，所述制动踏板传感器、一操作单元和/或所述备用控制装置的逻辑电路的机械的或电气的公差应该在开发阶段就已经被识别到，用以确定针对所述备用控制装置的逻辑电路的接通阈值和断开阈值的可靠的设计。在此，尤其是当待施加的用于激活所述制动灯的踏板力与客户所提出的要求相应并且另一方面确保了所述制动灯在所述制动踏板零位置中在所有情况下都熄灭时，所述接通阈值和断开阈值的可靠的设计得以满足。也就是说，所述信号链中的公差越高，则功能上的要求越难以满足。如果例如加载了一过高的接通阈值，则在故障情况下必须施加一过高的制动踏板力，用以激活所述制动灯。因此，在使用模拟的结构元件用于所述备用控制装置的情况下，会需要与客户的更高的协调费用并且可能需要其它的供应商，以便能够评价关于所述信号链中的公差的信息。

可替换的是，所述比较仪也可以作为数字的比较仪来执行。这种数字的比较仪典型地是一电子的开关电路，其能够将两个在它们的相同性或关于更大或更小关系方面的数字的值进行比较。在此情况下，所述制动踏板传感器可以发出一数字的制动信号或者说可以将一模拟地发出的制动踏板信号数字化。

之后，所述数字的制动踏板信号可以与一针对所述制动灯的接通或断开的阈值进行比较。

通过使用一数字的比较逻辑电路，获得了如下可能性，即实施一制动踏板零位置的偏移补偿。由此可以显著地减小所述信号链的公差，因为例如无需考虑静态的踏板公差或信号公差。因此，关于在激活所述制动灯时待设定的参数、例如最大制动力方面的要求可以利用较少的协调费用来满足。

所述制动踏板传感器可以作为路程传感器、压强传感器或力传感器来执行。这些传感器类型中的每一个都能够定量地检测所述制动踏板的操作，并且生成一相应的定量的制动踏板信号。在此，所述定量的制动踏板信号可以具有大量的信号值或者说在一连续的信号值范围内运动。所述定量的制动踏板信号接下来要么在所述主控制装置中要么替代地在所述备用控制装置中以如下方式被评价，即基于所述制动踏板信号产生一制动踏板操作信号，其仅具有两个值，例如1或0，或者AN（接通）或AUS（断开）。然后，该二元的制动踏板操作信号可以被用于控制所述制动灯的激活。

这里建议的装置可以以如下方式设置，即在一正常工作的主控制装置的情况下，仅发出通过所述主控制装置所产生的制动踏板操作信号，并且仅在一损坏的主控制装置的情况下才发出通过所述备用控制装置所产生的制动踏板操作信号并且用于控制所述制动灯的激活。由此可以实现，所述制动灯在所述主控制装置正常运行期间由其控制且因此在所述主控制装置中执行的软件例如会对所述制动灯的操控产生影响。仅针对如下情况，即识别到所述主控制装置中的损坏，则所述制动灯的控制由所述备用控制装置来接管，从而针对该紧急情况不仅能够足够可靠地将所述制动灯激活和去激活，而且在某情况下由所述备用控制装置所产生的制动踏板操作信号也可以由该车辆的其它控制装置来利用，例如用以在马达启动或换挡期间防止通过这种信号的错误所引起的停止不动。在正常运行中，也就是说在正常工作的主控制装置的情况下，可以持续地监控所述备用控制装置并且对所述主控制装置的输出信号进行可信性检查，用以针对该故障情况确保所述备用控制装置也提供一可靠的输出信号。

在设置有这里建议的制动灯控制装置的车辆中可以弃用单独的制动灯开关。此外，可以在所述主控制装置的故障情况下防止车辆的停止不动。由此可以提高在车辆平面上的系统可用性。此外，可以通过取消所述制动灯开关产生一针对车辆制造商的明显的成本优势，因为不必应用针对布线、与制动踏板的接口的费用以及用于这些部件的放行。

通过在车辆的制动调节系统中使用一具有替代逻辑电路的备用控制装置，其仅在故障情况下接管所述制动灯的操控，可以取消一机械的制动灯开关，并且仍在所述制动调节系统失效的情况下提供一制动灯操控或者说一制动踏板操作信号。所述制动踏板传感器的输入信号在此情况下被电地评价并且在一平行的路径中用于制动灯操控。在不具有故障情况的完好的系统可用性的情况下，具有所述替代逻辑电路的备用控制优选对于所述制动灯的操控不具有影响。

要注意的是，本发明的实施方式的这里可能的特征和优点参照所建议的制动灯控制装置以及部分地参照设置有这种装置的车辆，或参照这种装置的操作方法来描述。本领域技术人员将认识到，所述特征可相互组合或者说能够以类似的方式传递，以便以这种方式实现可替换的实施方式。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方式，其中，说明书和附图不视为限制本发明。

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于控制机动车制动灯的装置的电路图；

图2示出了基于在一车辆制动系统中的公差链的根据本发明的装置的备用控制装置的接通阈值和断开阈值；

图3示出了用于一根据本发明的装置的备用控制装置的方框图。

附图仅是示意性的并且不是按照比例绘制的。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本发明的一个实施例的用于控制机动车中的制动灯的装置的电路图。该装置1具有一布置在一制动踏板3上的制动踏板传感器5。根据所述制动踏板3通过压力沿着箭头7被操作的强度的不同，所述制动踏板传感器5发出一与所述操作强度相关的定量的制动踏板信号并且将其传导到一电子控制单元（ECU）9上。在那里，所述制动踏板信号不仅被传导到一主控制装置11上而且也被传导到一备用控制装置13上。

所述主控制装置11例如在一电动车或混合动力车辆中用于检测所述制动踏板3的操作强度并且根据与所述制动踏板操作相应的驾驶员制动需求来控制或调节一制动过程。为此，所述主控制装置11具有一硬件电路15以及一软件17，借助于它们持续地监控并且预处理所述制动踏板信号，并且将一制动控制信号向一制动控制19输出。借助于该制动控制信号，所述制动控制19不仅能够控制通过一电发生器产生的制动作用，而且也能够控制通过常见的液压车轮制动器所产生的制动作用。所述主控制装置11利用其硬件15和软件17还产生一制动踏板操作信号，借助于其控制一制动灯21的激活。

所述备用控制装置13具有两个硬件部件。一第一硬件部件23用于预处理由所述制动踏板传感器5提供的制动踏板信号。经预处理的制动踏板信号之后被转交到一由硬件执行的比较仪25上。该比较仪25将所述制动踏板信号与阈值进行比较并且基于此输出一用于控制所述制动灯21的激活的制动踏板操作信号。

图2示出了在借助于所建议的控制装置来设定针对所述制动灯的激活的接通阈值和断开阈值时的方面。尤其是当在所述备用控制装置中设置的比较仪是一模拟的比较仪时，必须考虑系统部件的大量的公差，以便能够可靠地详细说明所述接通阈值和断开阈值。例如需要知道所述制动踏板3连同所有制动公差的几何参数。一操作结构29连同所有公差的特性也应该予以考虑。此外，所述制动力放大器31的放大特性（例如取决于压力的行程）应该是已知的。所有公差应该在所述构件的使用寿命期间以及整个使用温度范围上予以考虑。

在所述备用控制装置中的模拟逻辑电路中不提供偏移补偿。因此，必须考虑所有的偏移公差33以及所述电子控制单元9的公差35或者说迟滞，用以确保作用到所述制动踏板3上用于激活所述制动灯的力不会过高，且另一方面所述制动灯的去激活始终是可行的。在使用数字的比较仪的情况下，可以执行一制动踏板零位置27的偏移补偿。

图3在方框图平面上示出了一备用控制装置13的硬件部件的示例性概览图。所述制动踏板信号经由一导线37接入到所述电子控制单元9中。经由一导线39可以将该制动踏板信号也提供用于所述主控制装置11（在图3中未示出）的软件信号预处理。在所述备用控制装置13内，所述制动踏板信号首先穿过一以低通滤波器为形式的第一硬件部件23，之后在一比较仪25中以迟滞与预设的接通阈值和断开阈值进行比较。所述低通滤波器23和所述比较仪25是一硬件预处理路径41的部件。

所述比较仪25的结果被转交给一与门43。在该与门43的第二输入端施加一信号45，其说明，是否在所述主控制装置中识别到或未识别到一错误。在一第二与门47上在第一输入端49施加一制动踏板操作信号，其由所述主控制装置或者说设置在其中的软件来产生。在一第二输入端施加所述错误信号45的否定。

两个与门43、47的结果接下来在一其它的构件部件51中监控如下，即是否至少在所述与门43、47中的一个上出现一逻辑“1”。这种逻辑“1”说明一制动踏板操作信号，其经由一限流的负载级控制一制动灯21的激活。因此，所述部件43、47、51、53的总体55用于确保所述制动踏板操作信号到所述负载级53上的相应的分配。在正常情况下转交所述主控制装置的操作信号并且在所述主控制装置故障的情况下转交所述备用控制装置的信号。这样也可以在不使用一制动灯开关的情况下可靠地输出一制动操作信号。

Claims (10)

1.用于控制机动车中的制动灯（21）的装置（1），具有：

一制动踏板传感器（5），

一主控制装置（11），以及

一备用控制装置（13），

其中，所述制动踏板传感器（5）设置用于，发出一与一制动踏板（3）的操作强度相关的制动踏板信号，

其中，所述主控制装置（11）构造用于预处理并且监控所述制动踏板信号，并且发出一用于控制一制动过程的制动控制信号以及一用于控制所述制动灯（21）的激活的制动踏板操作信号，并且其中，所述备用控制装置（13）设置用于仅由硬件执行地预处理所述制动踏板信号，并且基于经预处理的制动踏板信号利用一由硬件执行的比较仪（25）发出一用于控制所述制动灯（21）的激活的制动踏板操作信号。

2.按照权利要求1所述的装置，其中，所述比较仪（25）基于针对激活所述制动灯（21）的接通阈值和断开阈值来发出所述制动踏板操作信号。

3.按照权利要求2所述的装置，其中，所述比较仪（25）在考虑所述制动踏板（3）、一制动踏板零位置（27）、所述制动踏板传感器（5）和/或所述备用控制装置（13）的公差（33、35）的情况下确定所述接通阈值和断开阈值。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述由硬件执行的比较仪（25）是一模拟的比较仪。

5.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述由硬件执行的比较仪（25）是一数字的比较仪。

6.按照权利要求5所述的装置，其中，所述数字的比较仪（25）设置用于实施一制动踏板零位置（27）的偏移补偿。

7.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述制动踏板传感器（5）利用一路程传感器、一压强传感器或一力传感器来执行，其中，所述路程传感器、所述压强传感器或所述力传感器分别定量地检测所述制动踏板（3）的操作并且生成一相应的定量的制动踏板信号。

8.按照权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置（1）设置用于，在主控制装置（11）正常工作的情况下仅发出通过所述主控制装置（11）所产生的制动踏板操作信号并且在主控制装置（11）损坏的情况下发出通过所述备用控制装置（13）所产生的制动踏板操作信号。

9.机动车，具有根据权利要求1至8中任一项所述的用于控制机动车中的制动灯（21）的装置（1）。

10.按照权利要求9所述的机动车，其中，在一制动踏板（3）上不设置单独的制动灯开关。