JP2001063539A - 電気制御式ブレーキ装置 - Google Patents
電気制御式ブレーキ装置Info
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Abstract
装置の利用可能性および機能性を低下させることなく、
それにより費用を低減可能な手段を提供する。 【解決手段】 少なくとも2つの制御モジュールRPM
1、RPM2が設けられ、それらの制御モジュールは、
それぞれ1つまたは複数の電気操作式アクチュエータA
1、A2を介して少なくとも2つの車輪ブレーキからな
るグループをそれぞれ操作する。これらの制御モジュー
ルの各々に、少なくとも2つの測定装置により測定され
た、ドライバによるブレーキ・ペダルの操作を表わす少
なくとも2つの値が供給される。
Description
装置に関するものである。
バックアップ・システムを備えていないこのようなブレ
ーキ装置においては、特にエラーの場合における制御装
置の利用可能性もまた注目される。設定された要求を十
分に満たす電気制御式ブレーキ装置の例が、ドイツ特許
公開第19634567号(英国特許出願第23167
26号)から既知である。車両のためのこの既知の電気
制御式ブレーキ装置(電気式ブレーキ)は、分散形に形
成され、かつドライバのブレーキ希望を決定するための
制御モジュール、および個々の車両車輪におけるブレー
キ力を調節するための制御モジュールを有し、この場
合、好ましい実施形態においては、このような制御モジ
ュールは、車輪ブレーキの1つのグループ(車軸ごとま
たは対角方向にまとめられたグループ)を操作する。ド
ライバの希望を決定する制御モジュールをブレーキ力を
調節するための制御モジュールと結合するために少なく
とも1つの通信系統が設けられ、この通信系統上で個々
の制御モジュールは相互間でデータを交換する。エラー
の場合にブレーキ装置の機能性を少なくとも部分的に確
保するために、ドライバの希望を測定するための制御モ
ジュールとブレーキ力を調節するための制御モジュール
との間に独立の他の通信結合が設けられている。ドライ
バの希望を測定するための制御モジュールに、ドライバ
によるブレーキ・ペダルの操作を測定する複数(2つま
たは3つ)のセンサの信号が供給される。制御モジュー
ル内で、これらのセンサ信号値が、少なくとも2つの相
互に独立の計算ユニットにより正確性に関して検査さ
れ、そしてそれぞれドライバのブレーキ希望値が、決定
され、このブレーキ希望値は、次にそれぞれ他の計算ユ
ニットにより正確性に関して検査される。次に、このエ
ラーのないドライバの合成希望値は、場合により車軸荷
重のような他の値または走行動特性制御のような他の機
能の関数として、車軸ごとにまたは車輪ごとに補正さ
れ、通信系統を介してブレーキ力を調節するための個々
の制御モジュールに伝送される。
れ少なくとも2つの計算ユニットを備えた個別モジュー
ルのために、比較的高い費用を有している。
置において、ブレーキ装置の利用可能性および機能性を
低下させることなく、それにより費用を低減可能な手段
を提供することが本発明の課題である。
を調節するための少なくとも2つの制御モジュール(R
PM1、RPM2)を備え、前記制御モジュール(RP
M1、RPM2)が、それぞれ1つまたは複数の電気操
作式アクチュエータ(A1、A2)を介して少なくとも
2つの車輪ブレーキからなるグループをそれぞれ操作す
る、電気制御式ブレーキ装置において、前記制御モジュ
ールの各々に、少なくとも2つの測定装置により測定さ
れた、ドライバによるブレーキ・ペダルの操作を表わす
少なくとも2つの値が供給されることを特徴とする本発
明の電気制御式ブレーキ装置により達成される。
1.4号から、制御モジュールを、個別エラーがある場
合になお機能性を維持するいわゆるフェール動作ユニッ
トとして形成することが既知である。このような制御モ
ジュールは、例えば少なくとも2つのマイクロコンピュ
ータおよび1つのモニタ構成要素からなる冗長なマイク
ロコンピュータ・システムを用いた設計により、エラー
許容タイプとして形成されている。マイクロコンピュー
タ並びにモニタ構成要素は、例えば直列バス系統により
または直列インタフェースを用いて形成されている内部
通信チャネルを介して通信する。マイクロコンピュータ
・システムの内部で少なくとも2つの独立のプログラム
が実行され、これらのプログラムはその結果を相互に検
査する。このようにして、個別エラーがある場合に、モ
ジュールは完全にその機能を維持している。
なくとも2つの選択された車輪ブレーキを制御する制御
モジュールに直接供給することにより、ドライバの希望
を決定するための制御モジュールが節約され、かつ電気
制御式ブレーキ装置に対する費用が著しく低減される。
して行われる、制御モジュール(車輪対モジュール)間
の操作信号の相互交換、および各車輪対モジュールにお
ける操作信号の個別の妥当性検査は、操作信号を測定す
るためのセンサが故障した場合においてもドライバの希
望の測定の利用可能性を保証する。
なくても完全に機能性を有しているように前記車輪対モ
ジュールが形成されていることが特に有利である。これ
は、各車輪対モジュールが少なくとも2つの操作信号を
読み込むので、各車輪対モジュール内で、相互間のデー
タ交換なしに少なくとも2つの操作信号に基づいてドラ
イバの希望の決定が可能であることにより保証される。
したがって、センサ信号にエラーがある場合において
も、車輪対モジュールの相互間のデータ交換なしに全体
車両特性に関して確実なブレーキ希望選択が可能となる
ことが有利である。
通信系統において、確実性および利用可能性に関してほ
とんど要求が設定されないことが特に有利である。その
理由は、通信系統の機能性は確実な全体車両特性に対し
て絶対必要な要求ではないからである。
算ユニットの数が低減されることが特に有利であり、こ
の場合、既知の方法とほぼ同じ機能性が達成される。こ
のように形成された電気制御式ブレーキ装置が、すべて
の電気制御式ブレーキ・アクチュエータ、例えば車輪ブ
レーキの個々またはグループに対して設けられている電
気油圧式ブレーキ・アクチュエータ、電気空圧式、電磁
式、または電動式アクチュエータと結合されて使用可能
であることが特に有利である。
御され、そして後車軸が第2の車輪対モジュールにより
制御されるように、車輪対モジュールが車輪ブレーキに
付属されていることが特に有利である。この場合、前車
軸モジュールは、単純なエラーの場合には継続してその
まま機能性が維持されるように形成され(フェール動作
ユニット)、一方、後車軸モジュールはエラーの場合に
遮断される(フェール非動作ユニット)ことが有利であ
ることが明らかである。これにより、必要な利用可能性
を確保する場合に、電気制御式ブレーキ装置に対する費
用がさらに低減される。
態により詳細に説明する。以下に、電気操作式アクチュ
エータを有する電気式ブレーキ装置に対する装置構成の
好ましい実施形態を説明する。この場合、2軸4輪車両
に対して2つの制御モジュール(以下において車輪対モ
ジュールという)が設けられ、2つの車輪対モジュール
はそれぞれ、1つの電気油圧式または複数の電気油圧
式、電気空圧式、電磁式、または電動式アクチュエータ
を介して少なくとも2つの車輪ブレーキからなるグルー
プを操作する。ドライバの希望を測定するために、少な
くとも3つのセンサ(それぞれS1ないしSn)がブレ
ーキ・ペダルに設けられ、この場合、車輪対モジュール
(それぞれRPM1、RPM2ないしAMVA、AMH
A)の各々は、少なくとも2つのセンサから信号を読み
込む。両方の車輪対モジュールおよび場合により他の電
子式モジュールを相互に結合する通信系統を介して、両
方の車輪対モジュールは、読み込まれたセンサ値を相互
間で交換する。したがって、車輪対モジュールの各々内
にブレーキ・ペダルの少なくとも3つの操作信号が存在
するので、車輪対モジュールの各々内でドライバの希望
の確実な決定が可能となる。次に、ドライバの希望に基
づいてアクチュエータの操作のための制御量が形成され
る。
い第1の実施形態を示す。少なくとも2つの制御モジュ
ール(車輪対モジュールRPM1、RPM2)が示さ
れ、これらの制御モジュールは、それぞれ、ラインL1
ないしLnを介して、ブレーキ・ペダルBPの操作信号
を、ブレーキ・ペダルBPの操作を測定するための少な
くとも2つのセンサS1ないしSnから受け取る。少な
くとも2つの計算要素を有するこのような車輪対モジュ
ールの構成に対する例が、冒頭記載の従来技術に記載さ
れている。ドライバによるブレーキ・ペダルの操作量
(ドライバの希望)を測定するために、少なくとも3つ
のセンサS1ないしSnが設けられている。これらは、
場合により種々の方法でドライバによるブレーキ・ペダ
ルの操作量を測定し、そしてラインL1ないしLnを介
してそれぞれの車輪対モジュールにブレーキ・ペダルの
操作信号を出力する。この場合、各車輪対モジュールに
少なくとも2つのラインしたがって少なくとも2つの操
作量が供給され、ここで、3つのセンサが使用される場
合には、第1の車輪対ユニットの操作量のみならず第2
の車輪対ユニットの操作量もまた供給される。車輪対モ
ジュールRPM1およびRPM2には、種々のエネルギ
ー蓄積装置から直接、または少なくとも2つの独立のエ
ネルギー蓄積装置からエネルギーを供給可能な搭載電源
を介して電圧が供給される。一般的に、好ましい実施形
態においては、センサがn個の場合、各車輪対モジュー
ルn/2に、種々のセンサから発生する信号が供給さ
れ、この場合、センサ信号を両方のユニットに供給する
ことができる。
車輪のグループにおいてブレーキ力を調節ないし制御す
るために、1つの車輪対モジュールは、1つの電気油圧
式または複数の電気油圧式、電気空圧式、電動式、また
は電磁式アクチュエータ(A1、A2)に制御量を出力
する。1つの車輪対モジュールに付属の車輪ブレーキ
は、実施形態に応じてそれぞれ、車軸ごとにまたは対角
方向にグループ化されている。
統Kが設けられ、通信系統KはラインL1ないしLnに
追加して使用され、そして通信系統Kを介して、車輪対
モジュールに読み込まれた操作信号がそれぞれ他の車輪
対モジュールに伝送される。したがって、各車輪対モジ
ュール内に少なくとも3つのセンサからの操作信号が存
在するので、各車輪対モジュール内で操作信号の3つか
ら2つを少なくとも選択することに基づいて制御量を形
成することができる。4つ以上のセンサが使用される場
合、それぞれの車輪対モジュールにおいて、それに対応
する複数の操作信号が選択のために利用可能である。す
なわち、車輪対において、供給された操作量に基づき、
例えば冒頭記載の従来技術においてペダル・モジュール
により提供される方法により合成操作量が決定され、こ
の場合、ドライバの希望としての合成操作量は、場合に
より車軸荷重のようなその他の運転変数ないし走行動特
性制御のような追加機能を考慮して、場合によりブレー
キ力制御回路、ブレーキ・トルク制御回路または調節ス
トローク制御回路の範囲内で、アクチュエータに対する
制御量に変換され、この制御量は次に操作ラインC1な
いしCnを介してアクチュエータに伝送される。
イバの希望の選択が同じ測定時点の操作信号に基づくこ
とを保証するために、好ましい実施形態においては、通
信系統が決定的時間特性を有している(例えばTTP/
Cバス)。このために必要な全体システム時間が車輪対
モジュール内のローカル時間信号の同期化のために使用
されることが有利である。
ュールにおいては、直接読み込まれた操作信号のみが利
用可能である。このエラーの場合においても、全体ブレ
ーキ装置の制約された機能が確保されなければならな
い。すなわち、各車輪対モジュール内で、全体車両特性
に対して重要でない、ブレーキ操作に対するドライバの
ブレーキ希望が決定されなければならない。各車輪対モ
ジュールにおいて信号が少なくとも3つのセンサから読
み込まれた場合、継続して十分な数の操作量が利用可能
である。したがって、通信系統Kが故障した場合には、
各車輪対モジュールにおいて少なくとも3つから2つの
選択が可能である。3つのセンサのみが使用される場
合、ブレーキ装置の利用可能性を確保するために、各車
輪対モジュールにおいて、好ましくは前車軸の車輪対モ
ジュールにおいてのみ次の方法が行われる。最初に、両
方の操作信号の比較が行われる。両方の操作信号の差D
が限界値DGより大きい場合、車輪対モジュールに付属
の車輪ブレーキの車軸ごとのグループ化において、前車
軸に対し最大値選択が行われ、そして後車軸に対して最
小値選択が行われる。1つの車輪対モジュールに付属の
車輪ブレーキが対角方向にグループ化されている場合、
各車輪対モジュールにおいて、それぞれの前車輪に対し
て最大値選択が行われ、そして後車輪に対して最小値選
択が行われる。後者の場合、ある実施形態においては、
ブレーキ力上昇が正常な運転状態においてよりも遅延さ
れて、すなわち小さい動特性で行われる。これにより、
1つの車軸の車輪における異なるブレーキ力により場合
により発生する車両ヨー・トルクは緩やかに上昇され、
したがって車両はドライバが制御可能な状態となる。し
たがって、結果として、エラーを有する操作信号値は、
オーバー・ブレーキ作動された前車軸またはアンダー・
ブレーキ作動された後車軸を形成するにすぎない。しか
しながら、車両を常に停止状態にもたらすことができ、
車両は常に、後車軸車輪は前車軸車輪がロックした後に
はじめてロックされるべきであるという安定性基準を満
たしている。両方の操作量の差が限界値より小さい場
合、ドライバの希望の決定は同じ原理に従って行って
も、または平均値形成により行ってもよい。
ュールは、少なくとも内部エラーの場合に、車輪対モジ
ュール内のエラーの発生を確実に検出する特性を有し、
そして車輪対モジュールそれ自身が遮断され、または少
なくとも望ましくない外部作用を示さないように形成さ
れている。いわゆるフェール非動作特性を有するこのよ
うな車輪対モジュールの構成は冒頭記載の従来技術から
既知である。
施形態を示し、ここでは、図1に示す実施形態と異なる
点のみを以下に詳細に説明する。したがって、図2の同
じ参照符号は、図1に示されているものと同じ機能を有
する同じ構成要素に対応する。車輪対モジュール(RP
M1、RPM2)に追加して、ブレーキ装置は、例えば
可変ブレーキ力分配、アンチロック制御装置、走行動特
性制御、駆動滑り制御装置等のような上位のブレーキ機
能を処理するための他の制御モジュールを有している。
これらの制御モジュール(VM=処理モジュール)は、
上記の通信系統Kを介して車輪対モジュールと通信す
る。処理モジュールVMは、少なくともフェール非動作
特性を有し、そして上位のブレーキ制御のほかにエラー
検出ルーチンも実行することができ、したがって車輪対
モジュールの機能性をモニタリングすることができる。
このような処理モジュールの対応する構成および機能性
は冒頭記載の従来技術に示されている。
により、パワー・ブレーキ装置に対しては、2つの独立
のエネルギー蓄積装置が要求されている。電気式ブレー
キ装置に対しては、この要求は2つの完全に独立の電気
エネルギー回路により満たしてもよい。車輪対モジュー
ルに2つの独立の電気エネルギー蓄積装置から直接電気
が供給される場合、いわゆる起動装置EIにより、また
は既に車両内に存在する制御モジュールにより発生され
る投入信号が必要である。しかしながら、エネルギー配
分は、少なくとも2つの独立のエネルギー蓄積装置から
スイッチにより搭載電源を介して行われてもよい。
は、上位のブレーキ機能の利用可能性を向上させるため
に、2つの処理モジュール(VM、VMr)が設けられ
ている。好ましい実施形態においては、両方の処理モジ
ュールが同じに形成されているが、必要な計算量を少な
くするために、特定の部分機能が両方の処理モジュール
のうちの1つの中でのみ実行されてもよい。両方の処理
モジュールがフェール非動作ユニットとして形成されて
いる場合、これらの処理モジュールは車輪対モジュール
に対する完全なモニタ機能を行い、すなわち車輪対モジ
ュールのハードウェア・モニタ構成要素は必要ない。好
ましい実施形態においては、それぞれ1つの処理モジュ
ールが、好ましくは通信系統Kを介して行われる問い合
わせ−回答通信により、車輪対モジュールの1つをモニ
タリングする。処理モジュールは、通信系統Kを介して
車輪対モジュールに伝送される1つの問い合わせを選択
する。ここで、例えば選択されたプログラムまたはプロ
グラム・ステップにより回答が形成され、かつこの回答
が処理モジュールに伝送される。処理モジュールは、こ
の回答を期待すべき回答に関して検査し、そして許容値
を超えた偏差がある場合にエラーを検出する。さらに、
ある実施形態においては、処理モジュール内でブレーキ
制御の他の特性値が冗長に計算される。エラーを有して
いると検出された車輪対モジュール、または少なくとも
エラーを有している車輪対モジュールに付属のアクチュ
エータ装置は、モニタリングしている処理モジュールに
より、適切な作動回路を用いて遮断することができる。
フェール非動作特性を有する両方の処理モジュールは、
その機能が完全に同じ場合には、少なくとも2つのマイ
クロプロセッサおよび1つの追加モニタ・モジュールか
ら構成されている1つのフェール動作ユニットにまとめ
られてもよい。
場合もまた、同じ参照符号を有する要素は、図1および
2に示されているものと同じ機能を有する同じ構成要素
を示す。図3に示す実施形態においては、車輪対モジュ
ールに付属の車輪ブレーキが車軸ごとにグループ化され
ているので、車輪対モジュールは以下において車軸モジ
ュールとして示される。前車軸の車軸モジュールは参照
符号AMVAで示され、後車軸の車軸モジュールは符号
AMHAで示される。好ましい実施形態においては、前
車軸の車軸モジュールはフェール動作ユニットとして形
成され、すなわち、前車軸モジュール内に単純なエラー
が発生した場合には、継続して完全に機能性が維持され
ている。このようなフェール動作ユニットの構成および
機能性に対する例を冒頭記載の従来技術が示している。
遅延の場合における動的車輪荷重配分に基づいてブレー
キ力の大部分は前車軸に与えられるので、前車輪ブレー
キの利用可能性を向上させることが全体ブレーキ装置の
確実性を向上させることになる。したがって、後車軸モ
ジュールAMHAは、組込みハードウェア・モニタリン
グを有するフェール非動作ユニットとして設計されてい
ることが好ましい。エラーの場合、このモジュールは遮
断される。図2に示すような他の実施形態においては、
後車軸モジュールのモニタ機能は処理モジュールの少な
くとも1つにより行われる。
路図である。
路図である。
路図である。
ル) S1…Sn センサ VM、VMr 制御モジュール(処理モジュール)
Claims (10)
- 【請求項1】 ブレーキ力を調節するための少なくとも
2つの制御モジュール(RPM1、RPM2)を備え、
前記制御モジュール(RPM1、RPM2)が、それぞ
れ1つまたは複数の電気操作式アクチュエータ(A1、
A2)を介して少なくとも2つの車輪ブレーキからなる
グループをそれぞれ操作する、電気制御式ブレーキ装置
において、 前記制御モジュールの各々に、少なくとも2つの測定装
置により測定された、ドライバによるブレーキ・ペダル
の操作を表わす少なくとも2つの値が供給されることを
特徴とする電気制御式ブレーキ装置。 - 【請求項2】 少なくとも2つの制御モジュールが通信
系統(K)を介して相互に結合されていることを特徴と
する請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記制御モジュール(RPM1、RPM
2)が、前記通信系統(K)を介して、読み込まれた操
作量を相互間で交換することを特徴とする請求項2記載
の装置。 - 【請求項4】 上位のブレーキ機能のための少なくとも
1つの他の制御モジュール(VM)が、前記通信系統
(K)に接続されていることを特徴とする請求項2また
は3記載の装置。 - 【請求項5】 前記通信系統(K)が決定的時間特性を
有することを特徴とする請求項2ないし4のいずれか一
項に記載の装置。 - 【請求項6】 前記通信系統(K)内に存在する全体シ
ステム時間が、前記制御モジュール内で、ローカル時間
信号の同期化のために使用されることを特徴とする請求
項2ないし5のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項7】 前記通信系統(K)に接続された、少な
くとも1つのフェール非動作特性を有する他の制御モジ
ュール(VM)が、少なくとも2つの制御モジュールに
対してモニタ機能を行うことを特徴とする請求項2ない
し6のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項8】 少なくとも2つの他の制御モジュールが
存在し、これらの制御モジュールが、少なくとも2つの
制御モジュールの1つをそれぞれ、問い合わせ−回答通
信を介してモニタリングすることを特徴とする請求項7
記載の装置。 - 【請求項9】 ブレーキ力を調節するための制御モジュ
ールに付属の車輪ブレーキが車軸ごとにグループ化され
ていることと、 前車軸ブレーキに付属の制御モジュールがフェール動作
ユニットとして形成されていることと、を特徴とする請
求項1ないし8のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項10】 前記通信系統が故障した場合に、各制
御モジュール内で、受け取られた操作量に基づいて付属
の車輪ブレーキが制御され、この場合、供給された2つ
の操作量において、前車軸ブレーキにおいて限界値より
大きいセンサ信号の偏差がある場合に操作量の最大値選
択が行われ、かつ後車軸ブレーキに対しては操作量の最
小値選択が行われ、ここで、車輪ブレーキが選択された
操作信号の関数として制御されることを特徴とする請求
項2ないし9のいずれか一項に記載の装置。
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