JP2002529314A - 電気操作可能な駐車ブレーキを制御する装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための装置に関する。駐車ブレーキの操作に関する運転者の要求を確実に認識するために、運転者の要求を受け入れるための入力装置（１）の個々の構成要素を冗長的に形成し、同時に電子的な制御装置を介して監視することを提案する。そのために、制御装置の評価ユニット内で、複数の処理（１４〜２０）が周期的に行われる。この処理は入力装置（１）の故障を認識することができ、更に運転者の要求を認識することができる。それによって、発生する故障に対して適切に応答することができ、運転者の要求が認識不可能な場合でも、車両は駐車ブレーキによって補助的に安全な走行状態に移行することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための装置と方法に関する
。

【０００２】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３８８８６号公報により例えば、自動
車用の電気式駐車ブレーキ装置が知られている。この駐車ブレーキ装置の場合に
は、その車輪ブレーキを制御するための制御装置が設けられている。車輪ブレー
キを操作するために、駐車ブレーキ装置は操作要素を備え、この操作要素は、中
間に接続配置された制御装置を介して車輪ブレーキに作用する。電気式駐車ブレ
ーキ装置（例えば操作要素または制御装置）の故障の場合、駐車ブレーキ装置の
安全運転はもはや保証されない。

【０００３】 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５１４３１号公報は更に、操作装置、
電子制御装置およびモータ操作可能な駐車ブレーキを備えた電気機械式駐車ブレ
ーキ装置を開示している。この場合、操作装置から供給される入力信号が、電子
制御装置において、駐車ブレーキのための制御信号に変換される。信頼性を高め
るために、電子制御装置は、入力信号を別個に冗長的に処理するための並列運転
の２個以上の制御ユニットを備えている。この手段は、駐車ブレーキを制御する
ための制御装置内の故障だけしか考慮していない。更に、システムの故障の場合
、故障診断、ひいては駐車ブレーキ装置の操作時の運転者の要求の明確な検出が
不可能である。

【０００４】 本発明の課題は、故障の場合でも駐車ブレーキの機能的に信頼性のある運転を
可能にし、特に駐車ブレーキ装置の操作時の運転者の要求を検出することができ
る、冒頭に述べた種類の駐車ブレーキ装置を提供することである。

【０００５】 この課題は、請求項１記載の特徴を有する、電気操作可能な駐車ブレーキを制
御するための装置によって解決される。この装置は、駐車ブレーキの操作に関す
る運転者の要求を受け入れるための入力装置と、入力装置の信号から出発して運
転者の要求を検出するためおよび駐車ブレーキを制御するための制御装置を備え
ている。その際、制御装置は運転者の要求を示す入力装置の信号を受信し、この
信号を、駐車ブレーキの操作目標値を示す駐車ブレーキの制御信号に変換する。
入力装置は複数の切換え位置を有する電気的な切換え手段、例えば回転スイッチ
、チップスイッチ等を備えている。この場合、入力装置は各々の切換え位置で少
なくとも２つの冗長的な出力信号を放出する。故障の場合、この冗長的な出力信
号の評価は、故障の種類と実際に存在する運転者の要求を逆推理することを可能
にする。電子制御装置によって、自動車は入力装置の故障時にも駐車ブレーキ装
置を用いて安全な走行状態に移行することができる。

【０００６】 電気的な切換え手段は好ましくは、３つの切換え位置“中立位置”、“ブレー
キ弛め位置”および“ブレーキング位置”を有する両側に働くチップスイッチま
たはロッカースイッチとして形成されている。その際、チップスイッチはブレー
キ弛め位置とブレーキング位置のための並列運転される各々２個の冗長的なスイ
ッチに連結されている。それによって、入力装置のための故障に対して耐性を有
する構造が生じる。

【０００７】 冗長的なスイッチが並列運転される切換えレベルにまとめられていると有利で
ある。この切換えレベルはそれぞれ、独自のエネルギー供給部とアース接続部を
備えている。入力装置の出力信号のための並列運転される接続プラグが設けられ
ている。この接続プラグは平行に配置された信号線、エネルギー供給線およびア
ース線によって冗長的なスイッチまたは平行な切換えレベルに接続されている。
入力装置の接続プラグは車輪の駐車ブレーキを制御するための中央の電子制御装
置に接続されている。それによって、駐車ブレーキ操作に関する運転者の要求が
冗長的に検出され、更に処理される。基本的には、これは入力装置内の故障検出
と故障診断を可能にする。その結果、これは入力装置内で検出された故障に適切
に応答し、車両は駐車ブレーキによって安全な走行状態に移行する。

【０００８】 更に、上述の入力装置を備えた冒頭に述べた装置を用いて、電気操作可能な駐
車ブレーキを制御するための方法が提案される。装置、特に電子制御装置内には
更に、入力装置の電気的なまたはその他の簡単な故障を検出するための処理を有
する評価ユニットが含まれている。電気的な故障は、入力装置、入力装置のケー
ブル装置および接続プラグ内の電気的または簡単な故障である。その際、すべて
の信号線、給電線およびアース線が正しい機能を有しているかどうか検査される
。これは抵抗の電位測定によって行われる。この抵抗は入力装置、ケーブル装置
または電子制御装置内の適当な個所に統合され、上記の線に接続されている。故
障の場合、電位測定の評価によって、故障の種類を逆推理することができ、この
故障に適切に対処することができる。これにより、例えば線遮断またはスイッチ
接点の（例えば腐食による）遮断、電気的なエネルギー供給線またはアースに対
する短絡またはプラグの引抜きの形態の故障を検出することできる。電位測定の
実際の評価は制御装置に特に有利に統合された電子評価ユニット内で行われる。

【０００９】 駐車ブレーキを制御するための方法の発展形態では、評価ユニット内に、入力
装置のスイッチ信号の論理エラーを検出するための処理が設けられている。その
際、このような論理エラーは、評価ユニットが冗長的なスイッチ構造によって検
出することができるエラーであると考えられる。このエラーには例えば、スイッ
チ接点の固着または個々のスイッチをもはや切り換えることができなくなる機械
的な故障が属する。評価ユニットは論理ポーリングによってこのようなエラーの
位置を正しく診断し、駐車ブレーキの制御のための帰結を導出する。

【００１０】 本発明の有利な実施形では、入力装置の故障時に行われる運転者の要求を検出
するための処理が評価ユニットに統合されている。その際、処理は、簡単な電気
的な故障時の冗長的な信号の評価によってあるいは論理エラーのときの多数決に
よって、駐車ブレーキ操作に関する運転者要求をはっきりと検出することができ
る。故障の場合の運転者の要求の検出を拡張するために、冗長的なスイッチの信
号変化が検出される。これは特に、所定の走行状態、特に自動車の停止時、すな
わち走行速度Ｖ＝０に関する。スイッチの信号変化の監視は、入力装置内で発生
する電気的およびまたは論理的な故障に基づいて運転者の要求を検出することが
できない場合でも、自動車を安全な走行状態に移行させることができる。

【００１１】 入力装置のありそうにない若干の故障状況の際、例えば運転者の要求のはっき
りした検出が不可能である複数の故障の同時発生の際、車両は制御装置の優先方
向を定めることによって、駐車ブレーキを用いて安全な走行状態に移行させられ
る。優先方向において、走行状態（Ｖ≠０）および入力装置の故障検出時に、“
レリース信号”が駐車ブレーキの制御信号として制御装置によって定められる。
車両停止状態（Ｖ＝０）では、入力装置の故障検出時および少なくとも１個のス
イッチの信号変化検出時に、ブレーキをかけるための制御信号が制御信号によっ
て発生させられる。これは特に、車両停止状態で常用ブレーキが付加的に作動し
ているとき、すなわち常用ブレーキがかけられているときにも当てはまる。

【００１２】 入力装置の故障状態を迅速に認識するために、電気的および論理的なエラーと
駐車ブレーキ操作に関する運転者の要求を検出するための上記の処理は周期的に
行われる。

【００１３】 本発明による入力装置を備えた装置と制御方法の他の特徴と利点は、図を参照
した実施の形態の次の説明から明らかになる。 図１に示した駐車ブレーキ装置用入力装置１は、駐車ブレーキ操作、すなわち
ブレーキをかけるかまたはゆるめることに関する運転者の要求を受け入れるため
に役立つ。設定された運転者の要求を実現するために、入力装置１は接続プラグ
２を介して図示していない電子制御装置（ＥＣＵ＝電子コントロールユニット）
に接続されている。この電子制御装置は、入力装置１から供給された信号を、自
動車車輪の駐車ブレーキのための制御信号に変換する。駐車ブレーキは電気的に
操作可能なアクチュエータを介して所望される操作状態に移行させられる。

【００１４】 駐車ブレーキ操作に関する運転者の要求を受け入れるための電気的な切換え手
段として、２つの方向に働くチップスイッチ３またはロッカースイッチが使用さ
れる。スイッチは３つの切換え位置“中立位置”、“ブレーキング位置”および
“ブレーキ弛め位置”を取ることできる。図１に示した非操作状態では、チップ
スイッチ３は中立位置にある。Ａ方向の操作は、チップスイッチ３をブレーキン
グ位置に移行させ、Ｂ方向の操作はチップスイッチ３をブレーキ弛め位置に移行
させる。勿論、チップスイッチの代わりに、複数の切換え位置を取ることができ
る、他の電気的な切換え手段、例えば回転スイッチを使用することができる。

【００１５】 チップスイッチ３は両操作方向Ａ，Ｂにおいて冗長スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３
，Ｓ４に接続されている。この場合、スイッチＳ１，Ｓ２は第１の切換えグルー
プとしてチップスイッチ３のブレーキング位置に同時に切換えられ、スイッチＳ
３，Ｓ４は第２の切換えグループとしてチップスイッチのブレーキ弛め位置に同
時に切換えられる。そのために、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は切換えグル
ープ内でそれぞれ互いに連結されている。この連結は例えば共通の切換えピスト
ンを介して機械的に行われている。冗長的な、すなわち並列運転のスイッチＳ１
〜Ｓ４は平行な切換えレベル４，５内に配置されている。このレベルはそれぞれ
、給電線６，７またはアース線８，９によって独立した給電またはアース接続が
行われる。両切換えレベル４，５によってスイッチＳ１，Ｓ２とＳ３，Ｓ４の冗
長的な配置が生じる。更に、冗長的に配置された信号線１０〜１３が入力装置１
内に設けられている。この信号線はスイッチＳ１〜Ｓ４のその都度の切換え状態
を示す。すべての線は接続プラグ２に通じている。この接続プラグを介して、図
示していない電子制御装置との接続が行われる。

【００１６】 入力装置１のすべての線、すなわち給電線６，７、アース線８，９および信号
線１０〜１３は抵抗Ｒ１〜Ｒ８の少なくとも１つに接続されている。その際、抵
抗Ｒ１〜Ｒ８をすべて入力装置１内に収容することは必ずしも必要ではない。場
合によっては、若干の抵抗、例えばＲ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ８をスペース上の理由
から、電子制御装置内に配置することができる。抵抗の電位測定によって、例え
ば線またはスイッチ接点の（例えば腐食による）遮断、エネルギー供給部に対す
る短絡、引き抜かれたプラグのような入力装置１の電気的な故障をはっきりと検
出することができる。そのために、実施された電位測定が制御装置の評価ユニッ
トで処理される。冗長的な信号が存在するので、入力装置の電気的な故障時に、
運転者の要求をはっきりと検出することができる。

【００１７】 図２は、入力装置１の故障（電気的または論理的）を検出するためおよび運転
者の要求を調節するための信号評価の原理的な方法手順をフローチャートで示し
ている。その際、図２に示した処理手順は、故障をできるだけ早く検出するため
に、周期的に行われる。

【００１８】 方法手順は、入力装置の上記の電気的な故障を検出するための処理１４からス
タートする。そのために、抵抗Ｒ１〜Ｒ８の電位測定の評価が行われる。入力装
置１の電気的な故障が検出されると、駐車ブレーキ操作に関する運転者の要求が
まだ検出できるかどうかが、論理的な質問（ポーリング）によって検査される。
これは、簡単な電気的故障が存在し、入力装置の冗長的な構造に基づいてまだ正
常な冗長的スイッチ信号が存在する場合である。この冗長的なスイッチ信号に基
づいて、運転者の要求を検出するための処理１５により、実際に存在する運転者
の要求を冗長的な信号ではっきりと決定し、調節することができる。

【００１９】 運転者の要求をもはやはっきりと検出することができない電気的な故障の検出
時、例えば複数の電気的な故障が同時に存在するときには、運転者の要求を認識
するための故障の処理１６が行われる（図４参照）。その際、走行状態に依存し
て、運転者の要求の制限された検出が可能となるかまたは車両が駐車ブレーキに
よって安全な走行状態に移行させられる。

【００２０】 入力装置１の電気的な故障が検出されると、入力装置１は、冗長的なスイッチ
Ｓ１〜Ｓ４の信号に論理エラーが存在するかどうかがチェックされる。その際、
論理エラーとは、矛盾したスイッチ信号から生じ、２つの切換えレベルを有する
冗長的なスイッチ構造によって検出可能であるようなエラーであると理解される
。この論理エラーは例えば、スイッチ接点の固着または個々のスイッチをもはや
切換えることができなくなるその他のエラーの存在のようなエラーである。それ
によって、切換えグループ（Ｓ１，Ｓ２またはＳ３，Ｓ４）内で同じ信号または
同じ操作状態が１つの切換えグループの両スイッチで発生しないときに、論理エ
ラーが検出される。

【００２１】 スイッチ信号の論理エラーを検出するための処理１６は図３に一層正確に示し
てある。スイッチ信号の矛盾は組み合わせられた論理ポーリングによって検出可
能である。その際、スイッチＳ１〜Ｓ４は図１のチップスイッチ３の中立位置に
対応する出発状態にあるときに、操作されていないと考えられる。スイッチは、
その接点を変更したとき、例えばチップスイッチ３をブレーキングの方向Ａに操
作する（Ｓ１，Ｓ２が操作される）ときまたはブレーキを弛める方向Ｂに操作す
る（Ｓ３，Ｓ４が操作される）ときに操作される。論理エラーの検出のための処
理１６を行うときのいろいろな構成は、図３に詳細に示してある。例えばどのス
イッチＳ１〜Ｓ４も操作されないと、チップスイッチは中立位置にあり、運転者
要求ははっきりと検出可能である。論理エラーは存在しない。互いに一致するス
イッチＳ１，Ｓ２またはＳ３，Ｓ４が同じ方向に操作されないかまたは全く操作
されないと、論理エラーが検出される。その際、１つの切換えグループの所属の
２個のスイッチ（Ｓ１，Ｓ２またはＳ３，Ｓ４）が同じ方向に操作され、他の切
換えグループの１個だけのスイッチ（Ｓ３またはＳ４あるいはＳ１またはＳ２）
が同様に操作されると、スイッチ信号の多数決によって、運転者の要求を検出し
、相応して制御することができる。これは図２の多数決１９による運転者要求検
出処理によって行われる。これに対して、スイッチＳ１〜Ｓ４の１個だけが操作
され、他の３個のスイッチが操作されないと、論理エラーは検出されるがしかし
、運転者の要求はもはや読みとることができない。

【００２２】 入力装置に電気的な故障も論理エラーも発生しないと、入力装置の故障のない
運転が検出され、運転者の要求が接続プラグ２の出力信号に基づいて制御装置に
よって実現される。そのために好ましくは、故障のない運転１７の際の運転者要
求を検出するためおよび運転者の要求１８を調節するための、制御装置に統合さ
れた処理を行うことができる。その後で、制御装置は駐車ブレーキのための制御
信号を発生する。

【００２３】 電気的な故障または論理エラーが存在するときに、上記の処理１５または１９
のように運転者の要求を検出することができないときには、運転者要求検出２０
のための故障処理によって、運転者の要求が或る程度検出されるかまたは車両を
安全な走行状態に移行させることができる。

【００２４】 故障処理２０を行う際の個々の方法ステップは図４から明らかである。この故
障処理２０は車両の走行状態に依存して、車両停止時にのみ、すなわちＶ＝０の
ときに行われる。更に、判定基準“常用ブレーキが作動しているかまたはかけら
れている”を、故障処理を行うための前提として付加的に考慮することができる
。

【００２５】 それによって、車両の走行状態、すなわち走行速度Ｖ≠０で入力装置の故障が
検出されると、運転者の要求“駐車ブレーキを弛める”が所定の有利な方向に調
節される。従って、車両はシステムに故障が検出されるにもかかわらず、安全な
走行状態に移行する。なぜなら、常用ブレーキが平行なブレーキ装置として完全
に機能するからである。

【００２６】 故障検出時およびＶ＝０のときに、故障処理において、事象ウインドウ２１が
作用する。この事象ウインドウは、作用基準が満たされている間は開放されたま
まである。更に、作用する事象ウインドウ内で入力装置の故障が検出されると、
冗長的なスイッチＳ１〜Ｓ４に関して有効な信号変化検出が“はっきりと”開始
または実施される２２。これは特に、“フラッグ”をセットすることによって行
われ、信号変化に関する、すなわち“非操作”から“操作”へのスイッチＳ１〜
Ｓ４の検出を意味する。このような信号変化が作用した事象ウインドウ内で発生
すると、運転者の要求“駐車ブレーキをかける”がＶ≠０の所定の有利な方向で
検出される。この場合にも、車両は故障の検出時に安全な走行状態に移行させら
れる。

【００２７】 作用した事象ウインドウ２１内で、操作エラーが検出されないかまたはスイッ
チの信号変化が検出されないと、駐車ブレーキの現在の状態が変更されないで維
持される。

【００２８】 上記の方法手順により、入力装置の故障が検出されるにもかかわらず、駐車ブ
レーキ操作に関する運転者要求が実現されるかまたは運転者の要求が検出不可能
である場合には安全な走行状態にもたらされる。

【００２９】 入力装置の故障、すなわち電気的な故障または論理エラーが検出されたときに
は、いかなる場合にも、このエラーは例えばディスプレイまたは乗員室内の他の
表示装置を介して運転者に表示される２３。それによって、運転者は、安全でな
い走行状態を心配することなく、近くの工場で故障を取り除くことができる。

【００３０】 上記の方法の手順は本発明の一つの実施の形態を示している。本発明の思想は
この一つの実施の形態に制限されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による入力装置の原理図である。

【図２】 入力装置の故障検出のための信号評価をフローチャートとして示す。

【図３】 論理エラーを検出するための処理をフローチャートして示す。

【図４】 故障の場合の運転者の要求を検出するための処理をフローチャートとして示す
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エッカート・アルフレート ドイツ連邦共和国、55129 マインツ−ヘ ヒツハイム、リオン−フォイヒトヴァンガ ー・ストラーセ、137 (72)発明者 ケリング・エンノ ドイツ連邦共和国、65760 エシュボルン、 シューベルトストラーセ、１エフ (72)発明者 シュティッヒャー・トーマス ドイツ連邦共和国、64354 ラインハイム、 ゲオルゲンホイザーストラーセ、19 Ｆターム(参考） 3D049 BB02 CC07 HH40 HH47 HH51 KK17 QQ01 RR11 RR13

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駐車ブレーキの操作に関する運転者の要求を受け入れるため
   の入力装置（１）と、入力装置（１）の信号を介して運転者の要求を検出するた
   めおよび少なくとも１個の駐車ブレーキを制御するための電子制御装置を備えた
   、電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための装置において、入力装置（１）
   が複数の切換え位置を有する電気的な切換え手段（３）を備え、入力装置（１）
   が各々の切換え位置で少なくとも２つの冗長的な出力信号を放出することを特徴
   とする装置。
2. 【請求項２】 電気的な切換え手段（３）が冗長的に形成されたスイッチ（
   Ｓ１〜Ｓ４）に接続されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 電気的な切換え手段が３つの切換え位置を有するチップスイ
   ッチ（３）として形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の装置
   。
4. 【請求項４】 各々の冗長的なスイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）が固有のエネルギー
   供給部とアース接続部を有する並列運転の切換えレベル（４，５）内に配置され
   ていることを特徴とする請求項２記載の装置。
5. 【請求項５】 入力装置（１）がその出力信号のための、並列運転の少なく
   とも２個の接続プラグ（２）を備え、この接続プラグが並列運転の信号線（１０
   〜１３）、エネルギー供給線（６，７）、アース線（８，９）によって冗長的な
   スイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れか一つに記載の装置。
6. 【請求項６】 接続プラグ（２）が電子制御装置に電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置によって、電気操
   作可能な駐車ブレーキを制御するための方法において、装置が入力装置（１）の
   電気的な故障を検出するための処理（１４）を有する評価ユニットを備えている
   ことを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 入力装置（１）の各々の信号線（１０〜１３）、供給線（６
   ，７）およびアース線（８，９）が少なくとも１個の抵抗（Ｒ１〜Ｒ８）に接続
   され、電気的な故障を検出するための処理（１４）が抵抗（Ｒ１〜Ｒ８）の電位
   測定を行うことを特徴とする請求項７記載の電気操作可能な駐車ブレーキを制御
   するための方法。
9. 【請求項９】 評価ユニットが入力装置（１）のスイッチ信号の論理エラー
   を検出するための処理（１６）を含んでいることを特徴とする請求項７または８
   記載の電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための方法。
10. 【請求項１０】 評価ユニットが入力装置の故障時に運転者の要求を検出す
    るための処理（１５，１９，２０）を有することを特徴とする請求項７〜９のい
    ずれか一つに記載の電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための方法。
11. 【請求項１１】 評価ユニットが入力装置（１）の故障時にスイッチ（Ｓ１
    〜Ｓ４）の信号変化を検出することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つ
    に記載の電気操作可能な駐車ブレーキを制御するための方法。
12. 【請求項１２】 電気的な故障の検出、論理エラー（１６）の検出および運
    転者の要求の検出のための処理（１４）が、故障の場合（１５，１９，２０）に
    周期的に行われることを特徴とする請求項７，９，１０記載の駐車ブレーキを制
    御するための方法。
13. 【請求項１３】 車両停止状態で、すなわちＶ＝０の際、入力装置（１）の
    故障が検出されたときおよび少なくとも１個のスイッチ（Ｓ１〜Ｓ４）の信号変
    化が検出されたときに、駐車ブレーキをかけるための制御信号が制御装置によっ
    て発生させられることを特徴とする請求項１１記載の電気操作可能な駐車ブレー
    キを制御するための方法。
14. 【請求項１４】 常用ブレーキがかけられているときに駐車ブレーキをかけ
    るための制御信号が発生させられることを特徴とする請求項１３記載の電気操作
    可能な駐車ブレーキを制御するための方法。
15. 【請求項１５】 車両走行状態で、すなわちＶ≠０の際、入力装置（１）の
    故障が検出されたときに、駐車ブレーキを弛めるための制御信号が制御装置によ
    って発生させられることを特徴とする請求項１１記載の電気操作可能な駐車ブレ
    ーキを制御するための方法。