CN113631444A - 用于电装置的操纵机构的检验单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电装置的操纵机构的检验单元，所述检验单元构造为ASIC并且包括用于产生电压测试序列的测试电路、用于将响应模式存储起来的存储器以及用于将所述响应模式与参考模式进行比较的分析单元。

Description

用于电装置的操纵机构的检验单元
技术领域
本发明涉及一种用于电装置的操纵机构的检验单元，所述电装置例如是可电操控的驻车制动器。
背景技术
在DE 102 61 042 B3 中说明了一种用于车辆的驻车制动器，该驻车制动器构造为具有用于产生驻车制动力的电制动马达的机电的制动装置。在操纵制动马达时，制动活塞朝向制动盘的方向进行调节。
为了操纵驻车制动器，通常激活如下操纵开关，该操纵开关可手动地在接通位置和切断位置之间调节。在接通时将相应的信号传递给控制器，该控制器被配设给电制动马达。从操纵开关出发的信号传输通过多根信号线实现。在操纵开关的正确的工作方式的情况下，用于接通和切断的相应的信号经由信号线被传递给控制器。
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机构中的故障，该操纵机构配设给电装置并且通过该操纵机构可接通电装置。操纵机构尤其地是指可手动调整的操纵机构，例如车辆中的操纵开关，通过该操纵开关，车辆中的电装置被接通并且必要时也被再次切断。例如考虑应用到可电操纵的驻车制动器上，其中，借助电制动马达在车辆的停止状态中产生制动力并且必要时也在车辆行驶期间产生制动力。
通过操纵机构，也可以有利地再次切断电装置或者在相反方向上操纵该电装置。替代地也可行的是，自动地进行切断或沿电装置的反方向的操纵。例如在可电操纵的驻车制动器的情况下，在达到定义的制动力之后自动地切断电制动马达。所述电制动马达的切断的状态又可以传递到所述操纵机构上，随后必要时自动地将该电制动马达置于切断的状态中。
检验单元被实现为ASIC （专用集成电路或者开关），其可以与操纵机构的信号线连接。ASIC包括用于产生电压测试序列的测试电路，该电压测试序列为了测试目的被施加到操纵机构的至少一根信号线上。此外，ASIC包括用于存储响应模式（Antwortmuster）的存储器以及用于将响应模式与参考模式进行比较的分析单元，所述响应模式作为对于在信号线中的电压测试序列的响应而产生。参考模式相应于操纵机构作为对于电压测试序列的反应的正确的工作方式。
该实施方案具有各种优点。将检验单元实施为ASIC包括用于检验操纵机构的功能能力所需的全部组件。检验单元不实施为微控制器或者不集成到微控制器中，而是更确切地说独立于微控制器来构造。作为ASIC的检验单元是专门的结构单元，该结构单元尤其不承担除了测试操纵机构的功能能力之外的功能。该检验单元可以独立地并且与微控制器无关地执行所需的测试程序。
在检验期间，在可与操纵机构连接的检验单元中的至少一根信号线上施加电压测试序列，其中，作为对电压测试序列的反应而形成的响应模式被存储在存储器内的所有信号线中并且在分析单元中与所属的响应模式进行比较。可以有利的是，给所有信号线为了测试目的分别施加电压测试序列，其中存储每个由此产生的响应模式并且将其与所属的参考模式进行比较。例如在两根和六根信号线之间设置，分别给这些信号线施加一个电压测试序列。在具有总共六根信号线的实施例中，这导致六个响应模式，它们相应地与用于进行比较的六个参考模式对置。每个响应模式包含关于每根信号线中的反应的信息。
对于正确的工作方式，响应模式必须与所属的参考模式相一致。在有偏差的情况下，在操纵机构中或者在信号线中存在故障，这导致故障信号，该故障信号被存储和/或显示。基于故障信号可识别出操纵机构的功能故障。
在多个电压测试序列的情况下，为了保持无故障，所有的响应模式必须与所属的参考模式相一致。然而，必要时有利的是，在仅部分地一致的情况下，仍维持操纵机构的部分功能，这必要时可被显示，以便向操作人员显示受限的功能。
信号线中的响应模式被实施为信号线的电压模式，该响应模式作为对所施加的电压测试序列的反应而形成，该电压模式由信号线的互连或者可能存在的故障得出。从实际上形成的电压模式中，可以通过与参考模式的比较推断出可能的故障。
根据另一种有利的实施方案，检验单元的测试电路设有内部的功能检验机构。测试电路中的功能检验机构允许功能检验，该功能检验限于测试电路的功能。根据一种有利的改进方案，测试电路包括用于产生生成所期望的电压测试序列的触发信号的第一发生器以及用于产生相应的触发信号模式的第二发生器。将第一和第二发生器的信号相互比较，其中在相一致的情况下得出具有功能能力，相反在有偏差时存在故障。在相一致的情况下，则可以生成置信位，该置信位被保存在测试电路的存储器单元中。
必要时，为了测试的目的可以在测试电路中产生测试位，该测试位具有干扰信号的功能并且代替第二发生器的触发信号被用于与第一发生器的信号进行比较。在这种情况下，在比较时只要存在正确的功能能力，就必须确定不一致。如果是这种情况，则同样可以产生置信位。
本发明的另一方面涉及一种用于操纵以上述方式实施的检验单元的方法。在该方法中，在检验单元的测试电路中产生的电压测试序列包括多个在时间上彼此相继的电压变化，所述电压变化分别被施加给操纵机构的信号线。如果响应模式与参考模式存在偏差，则生成故障信号。有利地，为了实现电压测试序列，在每根信号线中产生电压变化，所述电压变化在信号线中在时间上交替地或者说彼此相继地予以执行。在此尤其适宜的是，所有信号线在不同的电压测试序列中交替地被加载以改变的电压水平。但是原则上也足够的是，仅仅信号线的一部分以在时间上交替的序列被加载以电压变化。在电压变化时，尤其将信号线中的电压从较高的水平置于较低的水平上，尤其置于零。作为对此的反应，响应模式在信号线中形成，将该响应模式如上所述与参考模式进行比较。
此外，本发明涉及一种操纵和控制系统，其具有用于操纵电装置的操纵机构并且具有前述的实施为ASIC的检验单元。此外，给操纵和控制系统配设有如下微控制器，该微控制器与检验单元分开地构造，然而与检验单元连接。微控制器与检验单元通信并且例如能够配置在检验单元内的测试电路中产生的电压测试序列。微控制器此外可以接收检验单元的分析单元的结果并且必要时对其进一步处理。
本发明的另一方面涉及一种用于操纵前面描述的操纵和控制系统的方法。在该方法中，微控制器操控在检验单元中的测试电路并且必要时获得响应模式与参考模式的比较结果。
此外，本发明涉及一种用于将车辆固定在停止状态中的驻车制动器，其中所述驻车制动器包括具有电制动马达的机电的制动装置。此外，所述驻车制动器配备有用于操控所述驻车制动器的能够调整的组件的控制器以及配备有前面所描述的用于接通和切断所述驻车制动器并且用于检验所述操纵机构的操纵和控制系统。操纵和控制系统的微控制器必要时可以是驻车制动器的控制器的一部分。
检验单元必要时可以集成到驻车制动器的控制器中。
附图说明
其它优点和适宜的实施方案可以从其它权利要求、附图说明和附图中获知。其中示出：
图1示出了具有制动力放大器的液压的车辆制动器的示意图，其中所述车辆制动器的车轮制动机构在车辆后轴上额外地具有一带有电制动马达的机电的制动装置，
图2示出了具有电制动马达的机电的制动装置的剖面，
图3示出了具有操纵和控制系统的线路图，所述操纵和控制系统具有用于操纵机电的制动装置的操纵机构并且具有用于控制所述操纵机构的检验单元以及具有与所述操纵和控制系统通信的微控制器，
图4示出了用于产生电压测试序列的测试电路的线路图，利用该电压测试序列来检查操纵机构的功能能力，
图5示出了具有用于产生电压测试序列的操控的时间上的变化曲线的图表。
在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出的用于车辆的液压的车辆制动器1包括前轴制动回路2和后轴制动回路3，以用于以处于液压压力下的制动流体来供给并且操控在车辆的每个车轮上的车轮制动机构9。这两条制动回路2、3连接到一个共同的主制动缸4上，通过制动液存储容器5向该主制动缸供给制动流体。主制动缸4内的主制动缸活塞由驾驶员通过制动踏板6来操纵，由驾驶员施加的踏板行程通过踏板行程传感器7来测量。在制动踏板6和主制动缸4之间存在如下制动力放大器10，所述制动力放大器例如包括电动马达，所述电动马达优选通过传动装置来操纵主制动缸4。
由踏板行程传感器7测量的、制动踏板6的调节运动作为传感器信号被传送给调节或控制器11，在所述调节或控制器中产生用于操控制动力放大器10的调节信号。在每条制动回路2、3中通过不同的开关阀给车轮制动机构9供应制动流体，这些开关阀与其它机组一起是制动液压系统8的一部分。此外，制动液压系统8包括液压泵，该液压泵是电子稳定程序（ESP）的组成部分。
在图2中详细示出了车轮制动机构9，该车轮制动机构布置在车辆的后轴处的车轮上。车轮制动机构9是液压的车辆制动器1的一部分并且从后轴制动回路中被供给制动流体22。此外，所述车轮制动机构9具有如下机电的制动装置，该机电的制动装置优选作为驻车制动器用于在停止状态中将车辆固定住，但是也可以在车辆运动时、尤其在车速小于速度极限值时使用所述机电的制动装置来使得车辆减速。
所述机电的制动装置包括具有钳子19的制动钳12，所述钳子搭接制动盘20。作为调节机构，制动装置具有一直流电动马达作为制动马达13，其转子轴旋转地驱动主轴14，主轴螺母15抗旋转地支承在所述主轴上。在主轴14旋转时，主轴螺母15被轴向地调节。所述主轴螺母15在制动活塞16的内部运动，所述制动活塞是制动衬片17的载体，所述制动衬片由所述制动活塞16朝所述制动盘20挤压。另一制动衬片18位于制动盘20的对置的侧面上，该另一制动衬片位置固定地保持在钳子19上。制动活塞16在其外侧面上通过一个包夹的密封环23相对于容纳的壳体来压力密封地密封。
在制动活塞16内部，主轴螺母15可以在主轴14旋转运动时轴向地向前沿朝制动盘20的方向运动或在主轴14反向旋转运动时轴向向后运动直至到达止挡21。为了产生夹紧力，所述主轴螺母15加载所述制动活塞16的内部的端侧，由此将以能够轴向移动的方式支承在所述制动装置中的制动活塞16连同制动衬片17朝所述制动盘20的所面对的端面进行挤压。
对于液压制动力，来自液压的车辆制动器1的制动流体22的液压压力作用到制动活塞16上。所述液压压力也可以在车辆停止状态中在操纵所述机电的制动装置时起支持作用，使得总制动力由以电动方式提供的份额和液压的份额所组成。在车辆行驶期间，要么仅液压的车辆制动器起作用，要么不仅液压的车辆制动器而且机电的制动装置起作用，或者仅机电的制动装置起作用，以便产生制动力。不仅用于操控所述液压的车辆制动器1的能够调整的组件而且用于操控所述机电的车轮制动机构9的调节信号在调节或控制器11中产生。
图3示出了具有操纵和控制系统24的线路图，所述操纵和控制系统包括构造为开关的操纵机构25并且包括检验单元26。检验单元26与微控制器27通信，该微控制器必要时可以是控制器11的组成部分，通过该控制器来操控驻车制动器的电控制马达。检验单元26也可以集成到控制器中或者与该控制器连接。
操纵机构25形成开关并且可以由驾驶员激活以操纵驻车制动器。操纵机构25通过总共六根信号线IN_0至IN_5与检验单元26连接。
检验单元26用于检验操纵机构25的功能能力。为此在检验单元26中产生如下电压测试序列，所述电压测试序列被施加到信号线IN_0至IN_5上。除了信号线中的响应模式（作为对于电压测试序列的响应而形成的电压值）之外，通过与所属的参考模式进行比较，能够确定操纵机构25是否按照规定发挥作用。
操纵机构26包括不同的组件并且构造为ASIC，其独立于微控制器27实施。操纵机构25包括测试电路28，在该测试电路中产生电压测试序列，该电压测试序列被施加到信号线IN_0至IN_5上。此外，操纵机构25包括用于将响应模式存储在信号线IN_0至IN_5中的存储器29以及用于将存储器29中的响应模式与参考模式进行比较的分析单元30，所述参考模式被保存在另一存储器单元31中并且对应于用于完全的功能能力情况的额定响应模式。
在图4中详细示出了测试电路28，在图5中示出了用于产生不同的电压测试序列的触发信号的时间上的变化曲线。根据图4的测试电路28包括第一发生器32，在该第一发生器中产生图5中所示的触发信号。所述触发信号在同步逻辑单元33中与不同的时间点t_0至t_5同步，此外在单元33中确定，在执行不同的电压测试序列之后的哪个时间点进行分析时间点。从同步逻辑单元33实现到存储器单元29的传输，该存储器单元是检验单元26的组成部分。此外，将在所述响应模式与所述参考模式之间进行比较的开始时间点传输到所述分析单元30上。
测试电路28此外还设有内部的功能检验机构，通过该内部的功能检验机构可以检查测试电路28的功能能力。内部的功能检验单元包括第二发生器35以及比较块36。在第二发生器35中生成比较模式，在比较块36中将该比较模式与第一发生器32的、代表参考模式的触发信号进行比较。如果第一生成器32和第二生成器35的模式相一致，则产生置信位，该置信位被保存在测试电路28的内部的存储器37中。
此外，为了测试目的存在如下可行方案，即从内部的存储器37上传测试位38，该测试位代替第二发生器35的信号并且具有干扰信号的功能。在比较块36与第一发生器32的触发信号的比较中，在正常的功能能力的情况下必须确定不一致，这又导致相应的置信位。
在图5中示出了触发信号LS_0至LS_5的时间上的变化曲线。在时间点t_0至t_5，以时间上彼此相继的方式在每个信号变化曲线LS_0至LS_5中分别存在大于零的信号。该大于零的信号具有持续时间tpulse。在不同的触发信号LS_0至LS_5中分别仅一个非零信号是激活的。触发信号LS_0至LS_5在每个时间点t_0至t_5分别生成一个电压测试序列。
在测试序列开始时，仅在第一触发信号LS_0中产生大于零的信号，而在其他触发信号中信号值为零。这导致所属的低侧开关被接地，使得在所属的信号线IN_0中电压水平被置于零。而其它信号线IN _1至IN_5则保持在它们从其电流源获得的电压水平上，只要其它信号线不通过操纵机构与信号线IN_0连接；在这种情况下，它们同样被置于零。在每根信号线IN_0至IIN_5中的响应信号代表在该时间点总共被存储在存储器29中的响应模式。用于读入到存储器29中的开始时间点由同步逻辑单元33产生。该过程针对触发信号LS_1至LS_5的变化曲线重复，如图5所示。与之相应地，得出总共六个过程，使得响应模式总共包含6 x 6＝36个信息，所述信息保存在存储器29中。
在完全经历了在时间段tbutton_monitoring结束时所经过的电压测试序列之后，在检验单元26的分析单元30中进行与保存在存储器单元31中的参考模式的比较。如果来自存储器29的响应模式对应于参考模式，则不存在故障，从而可以假定操纵机构25具有功能能力。相反，如果响应模式和参考模式之间存在偏差，则存在故障，这导致被输送给微控制器27的、相应的故障信号。
此外如图5可以获知，在产生电压测试序列的时间段tbutton_monitoring之后跟随另一时间段tbreak，在该时间段tbreak中不生成电压测试序列。

Claims (11)

1.一种用于电装置的操纵机构的检验单元，所述电装置尤其是能够电操控的驻车制动器，其中，所述检验单元（26）构造为能够与所述操纵机构（25）的信号线（IN_0至IN_5）连接的ASIC，其中，所述ASIC具有用于产生有待施加在所述操纵机构（25）的至少一根信号线（IN_0至IN_5）上的电压测试序列的测试电路（28）、用于将响应模式存储在所述信号线（IN_0至IN_5）中的存储器（29）以及用于将所述响应模式与参考模式进行比较的分析单元（30），所述参考模式对应于所述操纵机构（25）的在所述电压测试序列中的正确的工作方式。
2.根据权利要求1所述的检验单元，其特征在于，在两根和六根信号线（IN_0至IN_5）之间设置，在测试阶段中分别给这些信号线分配一个电压测试序列。
3.根据权利要求1或2所述的检验单元，其特征在于，所述测试电路（28）设有内部的功能检验机构。
4.一种用于操纵根据权利要求1至3中任一项所述的检验单元的方法，其中，在测试电路（28）中产生的电压测试序列包括多个在时间上彼此相继的电压变化，所述电压变化分别被施加到操纵机构（25）的信号线（IN_0至IN_5）上，其中在响应模式与参考模式有偏差的情况下产生故障信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了实现在每根信号线（IN_0至IN_5）中的电压测试序列，在时间上交替地将电压水平从较高的水平置于较低的水平上，尤其是置于零。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在每次电压变化之后，在分析单元（30）中将所有信号线（IN_0至IN_5）中的代表响应模式的当前电压状态与所属的参考模式进行比较。
7.一种操纵和控制系统，该操纵和控制系统具有用于操纵电装置的操纵机构（25）并且具有根据权利要求1至6中任一项所述的实施为ASIC的检验单元（26），其中，所述操纵机构（25）的信号线（IN_0至IN_5）与所述检验单元（26）连接，并且该操纵和控制系统具有微控制器（27），所述微控制器与所述检验单元（26）分开地构造并且与所述检验单元（26）连接。
8.一种用于操纵根据权利要求7所述的操纵和控制系统的方法，其中，在所述微控制器（27）中操控所述检验单元（26）中的测试电路。
9.一种用于操纵根据权利要求7或8所述的操纵和控制系统的方法，其中，向所述微控制器（27）传送所述响应模式与所述参考模式的比较的结果。
10.一种用于将车辆固定在停止状态中的驻车制动器，所述驻车制动器具有带有电制动马达（13）的机电的制动装置，所述电制动马达沿着朝制动盘（20）的方向对制动活塞（16）进行调节，所述驻车制动器具有用于操控所述驻车制动器的能够调整的组件的控制器（11）并且具有用于接通和切断所述驻车制动器并且用于检验所述操纵机构（25）的根据权利要求7所述的操纵和控制系统（24）。
11.根据权利要求10所述的驻车制动器，其特征在于，所述操纵和控制系统（24）的微控制器（27）是所述控制器（11）的一部分。
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