CN113056404B - 用于电气设备的操纵装置的检验单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有三个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的操纵装置（25）的检验单元，其包括可连接至信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的用于电压下降的测试电路（28）、信号转换器（29_0、29_1、29_2）和用于评估信号的评估单元（30）。可以确定开关状态和操纵装置（25）中的可能的故障。

Description

用于电气设备的操纵装置的检验单元

技术领域

本发明涉及一种用于电气设备、例如可电气控制的驻车制动器的操纵装置的检验单元。

背景技术

车辆中的驻车制动器或停车制动器例如由DE 102 61 042 B3已知，该驻车制动器实施为具有用于产生驻车制动力的制动电机的机电制动设备。在操纵制动电机时，制动活塞朝制动盘的方向被调节。

通常，通过操纵开关来操纵停车制动器，操纵开关可以手动地在接通和切断位置之间调节。利用接通将相应的信号进一步传导至分配给制动电机的控制装置。通常通过四个至六个信号线路实现从操纵开关出发的信号传输。

发明内容

根据本发明的检验单元用于检验当前的开关状态并且用于确定操纵装置中的故障，操纵装置分配给电气设备并且通过操纵装置可以接通电气设备。操纵装置尤其是可手动调节的操纵装置、例如车辆中的操纵开关，通过操纵开关可以接通并且必要时也再次切断车辆中的电气设备。尤其考虑到在可电气操纵的驻车制动器上的使用，其中借助制动电机，在车辆的静止状态中产生制动力，并且必要时也在车辆的行驶期间产生制动力。

有利地，通过操纵装置也可以再次切断电气设备。在备选的实施方案中也可能的是，实现自动切断电气设备。例如，在可电气操纵的驻车制动器的情况下，在达到定义的驻车制动力之后自动切断制动电机。切断状态又可以传输至操纵装置，随后，操纵装置必要时自动转移到切断状态中。

操纵装置具有刚好三个用于操纵电气设备的信号线路。用于检验操纵装置的开关状态的检验单元包括可以连接至操纵装置的三个信号线路的测试电路、信号转换器和评估单元，信号转换器用于来自信号线路的电压信号的模数信号转换，评估单元用于评估信号转换器的数字信号。在评估单元中可以确定操纵装置的当前的开关状态或状况。

此外，借助检验单元可能的是，确定操纵装置中的可能存在的故障。因此，检验单元不仅用于确定当前的开关状态，而且还用于确定操纵装置中的故障。

在该实施方案中有利的是，借助检验单元可以检验操纵装置，操纵装置仅具有刚好三个信号线路，通过信号线路操纵电气设备。尽管操纵装置的信号线路的数量与现有技术相比更少，但一方面可以通过操纵装置调节期望的开关状态，并且另一方面可以借助检验单元确定开关状态和操纵装置中的可能的故障。检验单元可以连接至操纵装置的三个信号线路，并且能够确定开关状态和可能的故障。

测试电路（其是检验单元的组成部分）用于三个信号线路的每个中的电压下降。通过电压下降产生部分相互连接的信号线路中的定义的电压模式。从该模式可以推断出开关状态或可能的故障。

这以如下方式进行，即由测试电路在电压下降后提供的模拟信号首先在检验单元的信号转换器中转换为数字信号，并且最后在检验单元的评估单元中评估数字信号。在评估单元中，将由于电压下降产生的数字信号的一致性与参考模式进行比较。如果存在相应的一致性，那么可以从参数模式推断出开关状态。如果无法识别与相应于特定的开关状态的参考模式的一致性，那么必须假定故障；在该情况下可以产生故障信号。

通过减少为操纵装置的三个信号线路，可以减少例如车辆中的电缆束。同样减少用于控制装置上的操纵装置的必需的插头引脚的数量。这开启以下可能性，即被节约的控制装置引脚可以用于控制装置的附加的功能，或者在备选的实施方案中使用具有相应更少的数量的控制装置引脚的控制装置。

操纵装置可以基于减少的数量的信号线路以相应减少的布线费用和更小的成本制造。最后也可以由用于具有仅三个信号线路的操纵装置的控制装置更简单地实现评估电路。

此外有利的是，检验单元可以嵌入（einschleifen）到现有的系统中。检验单元要么表示独立的控制单元，其布置在操纵装置和用于控制和操纵电气设备的控制装置之间。备选地也可能的是，检验单元是用于控制和操纵电气设备的控制装置的一部分。

操纵装置优选以该方式连接，使得在第一开关状态中，两个信号线路连接在一起，并且在第二开关状态中，信号线路中的一个与第三信号线路连接在一起。在每个开关状态中，刚好两个信号线路连接在一起，并且相应第三信号线路没有处于运行中。这允许的是，当通过检验单元在测试电路中实施每个信号线路中的电压下降时，产生特定的信号模式。信号模式与一个或多个参考模式比较，由此可以推断出开关状态或必要时可以推断出故障。

根据有利的实施方案，在检验单元的信号转换器中，给每个信号线路分配可接通的电阻，并且此外也分别存在信号探测器。利用接通电阻，可以实现在与之连接的信号线路中的电压下降。这是必需的，以便在信号探测器中针对以下情况产生所谓的唤醒信号，即控制装置位于静止状态中，并且信号线路的一部分连接至具有静止电压的电压源。可接通的电阻分配给没有静止电压的信号线路。一旦通过对操纵装置的操纵改变开关状态，那么没有连接至静止电压的没有处于运行中的信号线路在与另外的处于静止电压下的信号线路连接在一起的情况下同样处于电压下，这可以在信号探测器中被确定。以该方式可能的是，探测操纵装置的开关状态的改变，随后，控制装置从静止状态转移到唤醒状态。

本发明的另外的方面涉及一种用于操纵检验单元的方法。在此，操纵装置的三个信号线路中的电压通过测试电路依次下降，并且将在信号转换之后存在的相应的数字信号与参考模式进行比较。在数字信号与参考模式存在偏差的情况下，产生故障信号。该方式能够实现确定信号线路与检验单元的不同的连接。仅需要将信号与适配于信号线路连接的参考模式比较。相反地不需要在硬件侧执行适配。

本发明此外还涉及一种具有前述的操纵装置和前述的检验单元的操纵和控制系统，利用操纵装置来操纵电气设备。此外给电气设备分配控制装置，其中有利地，在控制装置的静止状态中，信号线路的一部分连接至电压源，使得至少一个信号线路保持没有连接至电压源。电压源例如是车辆中的车辆电池。没有连接至电压源的信号线路可以通过检验单元的可接通的电阻被带到下降的电势。利用操纵装置的开关状态的改变，将静止电压连接到没有连接至电压源的信号线路，由此，一旦操纵装置的开关状态被改变，那么可以利用检验单元在没有连接至电压源的信号线路中探测信号。

根据另外的有利的实施方式，在唤醒控制装置之后实施检验方法，利用该检验方法确定操纵装置的当前的开关状态和必要时操纵装置中的故障。在此，如前述的那样，三个信号线路中的电压依次通过测试电路下降，将形成的模拟信号转换为数字信号，并且将数字信号与参考模式进行比较。在与相应的参考模式一致时，可以推断出开关状态。在没有一致的情况下或者在与故障参考模式一致时，相反地存在故障。

本发明此外还涉及一种用于将车辆固定在静止状态中的驻车制动器，其中驻车制动器包括具有制动电机的机电制动设备。驻车制动器此外装备有用于控制驻车制动器的可调节的部件的控制装置和前述的用于接通和切断驻车制动器并且用于检验操纵装置的操纵和控制系统。

附图说明

另外的优点和适宜的实施方案从另外的权利要求、附图描述和附图中得到。其中：

图1示出了具有制动力放大器的液压车辆制动器的示意图，其中车辆制动器的在车辆后轴上的车轮制动装置附加地具有带有制动电机的机电制动设备；

图2示出了穿过具有制动电机的机电制动设备的截面图；

图3示出了具有操纵和控制系统的电路图，操纵和控制系统具有用于操纵机电制动设备的操纵装置和用于控制操纵装置的检验单元；

图4示出了构造为开关的操纵装置的电路图；

图5示出了具有检验单元的测试电路的开关状态的时间曲线的图表；

在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1所示的用于车辆的液压车辆制动器1包括前轴制动电路2和后轴制动电路3，用于给车辆的每个车轮上的车轮制动装置9供应以处于液压压力下的制动流体并且对车轮制动装置进行控制。两个制动电路2、3连接至共同的主制动气缸4，主制动气缸通过制动液体储备容器5被供应以制动流体。在主制动气缸4内部的主制动气缸活塞由驾驶员通过制动踏板6操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7测量。在制动踏板6和主制动气缸4之间存在制动力放大器10，制动力放大器例如包括电动机，电动机优选通过传动装置操纵主制动气缸4。

制动踏板6的由踏板行程传感器7测量的调节运动作为传感器信号传输至调节或控制装置11，在调节或控制装置中产生用于控制制动力放大器10的调节信号。给车轮制动装置9供应以制动流体在每个制动电路2、3中通过不同的开关阀实现，开关阀和另外的组件一起是制动液压装置8的一部分。此外，液压泵属于制动液压装置8，液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。

图2中详细示出了车轮制动装置9，其布置在车辆的后轴上的车轮上。车轮制动装置9是液压车辆制动器1的一部分，并且由后轴制动电路供应以制动流体22。车轮制动装置9此外具有机电制动设备，其优选用作驻车制动器以用于将车辆固定在静止状态中，然而也可以在车辆运动时、尤其在更小的在速度阈值以下的车速时用于减速车辆。

机电制动设备包括具有钳子19的制动钳12，钳子搭接制动盘20。作为调节器件，制动设备具有直流电动机作为制动马达13，其转子轴旋转式地驱动主轴14，主轴螺母15抗相对旋转地支承在主轴上。在主轴14旋转时，主轴螺母15被轴向调节。主轴螺母15在制动活塞16内部运动，制动活塞是制动垫片17的承载部，制动垫片由制动活塞16压抵制动盘20。在制动盘20的对置的侧面上存在另外的制动垫片18，该另外的制动垫片位置固定地保持在钳子19上。制动活塞16在其外侧通过包绕的密封环23压力密封地相对于容纳性的壳体密封。

在制动活塞16内部，主轴螺母15可以在主轴14的转动运动中轴向向前朝制动盘20的方向运动，或在主轴14的相反的转动运动中轴向向后运动，直到达到止挡部21。为了产生夹紧力，主轴螺母15加载制动活塞16的内部的端侧，由此，可轴向移动地支承在制动设备中的制动活塞16利用制动垫片17压抵制动盘20的面对的端面。

对于液压制动力，来自液压车辆制动器1的制动流体22的液压压力作用于制动活塞16上。液压压力也可以在车辆静止状态中在操纵机电制动设备时起到辅助作用，从而总制动力由电动调节的份额和液压份额组成。在车辆行驶期间，要么仅液压车辆制动器是激活的，要么液压车辆制动器和机电制动设备，要么仅机电制动设备是激活的，以便产生制动力。在调节或控制装置11中产生用于控制液压车辆制动器1的可调节的部件和机电车轮制动装置9的调节信号。

图3中示出了具有操纵和控制系统24的电路图，操纵和控制系统包括构造为开关的操纵装置25和检验单元26。检验单元26可以必要时是控制装置的组成部分，通过控制装置可以控制驻车制动器的制动电机。

构造为开关并且为了操纵驻车制动器由驾驶员激活的操纵装置25在图4中详细示出，并且具有三个信号线路IN_0、IN_1、IN_2，其中通过开关器件27改变三个信号线路之间的连接。图4中示出了在初始位置中的开关器件27，初始位置例如相应于切断状态，并且在初始位置中，通过器件27使第一和第三信号线路IN_0、IN_2连接在一起，相反地，第二信号线路IN_1被切断。利用对操纵装置25的操纵改变开关状态，并且将开关器件27调节为，使得两个信号线路IN_0、IN_1连接在一起，并且第三信号线路IN_2被切断。

检验单元26用于确定操纵装置25的当前的开关状态或操纵装置25中的可能的故障。为此，检验单元26中的信号线路IN_0、IN_1和IN_2中的信号输出端承受控制功能。

检验单元26包括测试电路28、信号转换器29和评估单元30。测试电路28与操纵装置25的信号线路IN_0、IN_1和IN_2连接，并且可以在信号线路中导致电压下降，必要时直到达到零。信号线路IN_0、IN_1和IN_2分别连接至电压源、例如5伏特电压源。

为了测试，在测试电路28中可以产生图5所示的开关状态。在此，每个信号线路IN_0、IN_1和IN_2在时间上连续的顺序中经受电压下降。在根据图5的曲线中的每个矩形的升高相应于在相应的IN_0、IN_1、IN_2中的电压下降。

信号线路IN_0、IN_1和IN_2此外与信号转换器29_0、29_1和29_2连接，在信号转换器中，将模拟电压信号转换为每个信号线路的数字信号，其中在信号转换器29_0、29_1和29_2的输出端上存在数字信号IN_0c、IN_1c和IN_2c。

数字信号IN_0c、IN_1c和IN_2c作为输入信号输送至评估单元30，在评估单元中，将信号模式与参考模式进行比较。根据操纵装置25的当前的开关状态，不同的信号线路IN_0、IN_1和IN_2相互结合，其中如果在操纵装置25中不存在故障，那么通过电压下降在测试电路28中根据开关顺序如在图5中示出的那样一定形成相应的开关模式。通过比较实际的开关模式与参考模式可以确定操纵装置25的当前的开关状态或必要时确定当前的故障。在操纵装置25运转时，信号随后可以通过信号线路在制动电机的控制装置中被进一步处理，并且制动电机相应被控制。

如果存在故障，那么可以输出故障信号。

操纵和控制系统24此外可以用于，将制动电机的控制装置从静止状态转移至唤醒状态。在控制装置的静止状态中，其中至少一个信号线路IN_0、IN_1或IN_2连接至车辆电池，这在检验单元26中通过信号线路与WAU（唤醒单元）的连接示出。相反地，在唤醒状态中，信号线路连接至运行电压源。

为了在控制装置的静止状态期间可以确定对操纵装置25的操纵并且将控制装置从静止状态转移到唤醒状态中，通过电阻31_0、31_1和31_2使其中至少一个信号线路中的电压下降，并且在信号探测器32_0、32_1和32_2中探测通过操纵装置的操纵形成的信号。信号探测器32_0、32_1和32_2例如是侧翼探测器。来自信号探测器的信号随后输送至WAU评估模块33，在WAU评估模块中进行评估侧翼信号。

在控制装置的静止状态中，三个信号线路IN_0、IN_1、IN_2中的最高两个与WAU电压源连接。三个电阻31_0、31_1和31_2构造为可接通的，其中来自信号线路的与WAU电压源连接的电阻是断开的，并且只有分配给未连接至WAU电压源的信号线路的电阻是闭合的。

一旦在控制装置的静止状态期间对操纵装置25进行操纵，以便控制制动电机并且产生制动力，那么操纵装置25的开关状态相应改变，随后，最初没有连接至电压源的信号线路具有电压，并且电流在分配的闭合的电阻31_0、31_1或31_2上流动。在分配的信号探测器32_0、32_1或32_2中产生信号WAU_IN_0、WAU_IN_1或WAU_IN_2，其输送至WAU评估模块33。信号可以在那里被评估和确定，从而改变操纵装置25的开关状态，随后，控制装置从静止状态转移至唤醒状态，并且通过控制装置控制制动电机。

在唤醒控制装置之后，必要时可以通过测试电路28实施对操纵装置25的功能检验。

Claims (9)

1.用于电气设备、尤其能电气控制的驻车制动器的操纵装置（25）的检验单元，其中所述操纵装置（25）具有刚好三个用于操纵电气设备的信号线路（IN_0、IN_1、IN_2），所述检验单元具有能连接至三个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的用于每个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）中的电压下降的测试电路（28）、用于来自信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的电压信号的模数信号转换的信号转换器（29_0、29_1、29_2）和评估单元（30），所述评估单元用于评估信号转换器（29_0、29_1、29_2）的数字信号，用以确定开关状态和操纵装置（25）中的可能的故障。

2.根据权利要求1所述的检验单元，其特征在于，在信号转换器（29_0、29_1、29_2）中，给每个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）分配能接通的电阻（31_0、31_1、31_2）和信号探测器（32_0、32_1、32_2）。

3.用于操纵根据权利要求1至2中任一项所述的检验单元的方法，其中所述操纵装置（25）的三个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）中的电压依次通过测试电路（28）下降，并且将相应的数字信号与参考模式进行比较，其中在数字信号与参考模式存在偏差的情况下，产生故障信号。

4.操纵和控制系统，具有一带有刚好三个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的用于操纵电气设备的操纵装置（25）和根据权利要求1至2中任一项所述的检验单元（26）。

5.根据权利要求4所述的操纵和控制系统，其特征在于，在电气设备的控制装置（11）的静止状态下，信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的一部分连接至电压源、例如车辆的车辆电池。

6.根据权利要求4或5所述的操纵和控制系统，其特征在于，在操纵装置（25）的第一开关状态中，第一信号线路（IN_0）仅与第二信号线路（IN_1）连接在一起，并且在操纵装置（25）的第二开关状态中，第一信号线路（IN_0）仅与第三信号线路（IN_2）连接在一起。

7.用于操纵根据权利要求4至6中任一项所述的操纵和控制系统的方法，其中在电气设备的控制装置（11）的静止状态中，分配给每个信号线路（IN_0、IN_1、IN_2）的电阻（31_0、31_1、31_2）分别切换到导通位置，其中通过信号探测器（32_0、32_1、32_2）确定操纵装置（25）的开关状态的改变，随后，控制装置（11）被转移至唤醒状态中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在唤醒控制装置（11）之后，实施根据权利要求3所述的方法。

9.用于将车辆固定在静止状态中的驻车制动器，其具有：

带有制动电机（13）的机电制动设备，所述制动电机朝制动盘（20）的方向调节制动活塞（16）；

用于控制驻车制动器的能调节的部件的控制装置（11），和；

用于接通和切断驻车制动器并且用于检验操纵装置（25）的根据权利要求4至6中任一项所述的操纵和控制系统（24）。

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