JP2011524299A5 - - Google Patents

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車両のシステムを監視するための監視装置
本発明は、請求項1および請求項2による車両のシステムの監視する監視装置に関する。
例えば特許文献1から、ブレーキを検査する検査システムを備えた電子ブレーキシステムEBSが公知である。
現在、電子ブレーキシステム(EBS)は、自己監視装置と、自己の測定値または車両バス上の測定値だけに基づくバックアップレベルを含む。
DE69402117T2
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の監視装置をさらに改善し、改善されたエラー監視および正確なエラー限定を可能にすることである。
この課題は本発明により、請求項1および請求項2の構成によって解決される。
本発明は第1の択一的発明によれば、車両のシステムを監視するための監視装置を提案する。前記システムのうち少なくとも複数のシステムが自己監視のための自己監視ルーチンを有し、複数のシステムが固有の機能または自己監視のために設けられていない、他のシステムを外部監視するための外部監視ルーチンを有し、第1のシステムに配設された少なくとも1つの機能に障害またはエラーが、当該第1のシステムの1つが自己監視ルーチンによって検知される場合、第2のシステムが、エラーまたは障害を有する第1のシステムの1つによって、またはこの第1のシステムを監視する第3のシステムの外部監視ルーチンによって作動され、これにより、第2のシステムに配設されたアクチュエータおよび/またはセンサによって第1のシステムの少なくとも1つの機能のエラーまたは障害が識別され、および/または限定され、および/または第2のシステムの非常プログラムが、第1のシステムの障害を受けた機能に対する代替として作動される。
ここで第1のシステムにより第2のシステムにある特別の監視ルーチンが、データバスを介して通知される命令によりトリガされ、第2のシステムで実行される。その結果は、同様にデータバスを介して第1のシステムにフィードバックされ、そこで場合により第1のシステム自体が求めた一般的データおよび/または車両バスで標準的に伝送される一般的データとともに評価される。そのために第2のシステムは自分のセンサおよび/またはアクチュエータを、場合により車両バスデータを利用して使用する。ルーチンのトリガおよび結果の評価は、第1のシステムが対応するエラーを通知しており、または対応するエラーが第1のシステムにおいて、監視する第3のシステムにより検知されている場合には、第3のシステム、例えば車両中央コンピュータにより引き継ぐこともできる。
第1および第2のシステム、とりわけ車両の固定ブレーキ装置と電子的作動ブレーキ装置は、通例、車両の異なる位置または個所にセンサとアクチュエータを有するから、車両システム、とりわけ車両ブレーキ装置のエラー動作をより良好に識別することができ、および/またはその原因をより良好に限定することができる。これにより安全性を向上させ、修理を容易にすることができる。さらに、機能障害の本当の原因が不明であるときに実施されることとなる不要な修理措置を回避することができる。
システムの1つにエラーがある場合、それぞれ別のシステムにより(場合により機能性が制限されて)機能を実施させることができる(バックアップ機能)。この機能の実施は、エラーがエラーのあるシステムで識別された場合には、エラーのあるシステム自体によりトリガすることができ、または固有の測定値もしくは車両バスデータに基づいて、ないしは車両バスデータの欠落により、第1のシステムにエラーのあることが識別される場合には、第3のシステム、例えば車両中央コンピュータによりトリガすることができる。これによりシステムの可用性を高めることができる。
第2の択一的発明として、車両のシステムを監視する監視装置が提案される。前記システムのうち少なくとも複数のシステムが自己監視のための自己監視ルーチンを有し、複数のシステムが固有の機能または自己監視のために設けられていない、他のシステムを外部監視するための外部監視ルーチンを有し、第1のシステムに配設された少なくとも1つの機能に障害またはエラーが、第2のシステムの外部監視ルーチンにより検知される場合、第2のシステムの非常プログラムが、第1のシステムの障害を受けた機能に対する代替として作動される。
従属請求項に記載された手段によって、請求項1および請求項2に記載された発明の有利な改善形態および発展形態が可能である。
好ましくは自己監視ルーチンおよび/または外部監視ルーチンは、第1のシステムの機能の少なくとも1つのエラーまたは障害を、第1のシステムにより制御される信号の形式によって、および/または第1のシステムにより制御される信号の欠落によって識別する。
特に好ましくは、第1のシステムが、トラクタ・トレーラ連結のトラクタの電気固定ブレーキ装置(ECPB)であり、第2のシステムが、電気作動ブレーキ装置である。
より詳細には以下の実施例の説明から明らかとなる。
以下、図面に示された本発明の実施例を詳細に説明する。
トラクタ・トレーラ連結のトラクタのブレーキシステムの概略的回路図であり、パーキングブレーキモジュール(PBM)を備える電気固定ブレーキ装置(ECPB)と、トレーラ制御モジュール(TCM)を備える電気作動ブレーキ装置(EBS)を含む。 図1のパーキングブレーキモジュール(PBM)の概略的回路図である。 図1のトレーラ制御モジュール(TCM)の概略的回路図である。
図1に概略的に示されたトラクタ・トレーラ連結のトラクタのブレーキシステムは、パーキングブレーキモジュール(PBM)を備える電気固定ブレーキ装置(ECPB)と、トレーラ制御モジュール(TCM)を備える電気作動ブレーキ装置(EBS)を含む。詳細にはこのブレーキシステムは:
・圧縮空気リザーバ1、
・フットブレーキモジュール(FBM)14からトレーラ制御モジュール(TCM)9に至る空気圧制御管2、
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3、
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3用の電気制御線4、
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3用の手動操作装置5、
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3とトレーラ制御モジュール(TCM)9との間にある空気圧制御管6、
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3とスプリングブレーキシリンダ10との間にある空気圧制御管7、
・圧縮空気リザーバ1とパーキングブレーキモジュール(PBM)3ないしはトレーラ制御モジュール(TCM)9との間にある空気圧リザーブ管8、
・トレーラ制御モジュール(TCM)9、
・後車軸のスプリングブレーキシリンダ10、
・圧縮空気リザーバ11、
・圧縮空気リザーバ12、
・圧縮空気リザーバ11からフットブレーキモジュール14に至る空気圧リザーブ管13、
・圧縮空気リザーバ12からフットブレーキモジュール14に至る空気圧リザーブ管13a、
・フットブレーキモジュール14、
・フットブレーキモジュール14と1チャネル前車軸圧力制御モジュール19の間にある空気圧制御管15、
・フットブレーキモジュール14と2チャネル後車軸圧力制御モジュール23との間にある空気圧制御管16、
・圧縮空気リザーバ11と前車軸圧力制御モジュール19の間にある空気圧リザーブ管17、
・圧縮空気リザーバ12と後車軸圧力制御モジュール23の間にある空気圧リザーブ管18、
・前車軸圧力制御モジュール19、
・前車軸圧力制御モジュール19と圧力制御弁21との間にある圧力管20、
・前車軸のABS機能、例えばセレクトロー、セレクトハイ、またはセレクトスマートのための圧力制御弁21、
・前車軸の作動ブレーキシリンダ22、
・後車軸の2チャネル圧力制御モジュール23、
・電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)、
・電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)24とトレーラ制御モジュール(TCM)9との間の電気制御線路25、
・電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)24と前車軸の圧力制御弁21との間の電気制御線路26、
・電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)24と前車軸の圧力制御弁19との間の電気エネルギー供給線路とCAMデータバス27、
・電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)24と前車軸の圧力制御弁23との間の電気エネルギー供給線路とCAMデータバス28、
・センサケーブル29、
・車輪速度センサ30、
・圧力制御弁19と前車軸の作動ブレーキシリンダ22との間、ないしは圧力制御モジュール23と後車軸のスプリングブレーキシリンダ10との間のブレーキ圧力管31、
・CAN(コントロールエリアネットワーク)データバス線路33、例えばJ1939。
トラクタの後車軸にはスプリングブレーキシリンダ10の他に作動ブレーキシリンダも備わっているが、これは図1には明示されていない。好ましくは作動ブレーキシリンダとスプリングブレーキシリンダはコンビシリンダに組み込まれている。
電気作動ブレーキ装置EBS用のフットブレーキモジュール(FBM)14の構造は、従来の純粋な空気圧フットブレーキ弁(FBV)に類似する。しかし付加的にフットブレーキモジュール(FBM)14では、制動力制御のために電子目標値が求められる。したがってフットブレーキモジュール(FBM)14は2つのタスクを満たす。
・2つの冗長的センサ(例えばポテンシオメータ)が運転者の制動意志を、FBMプランジャの操作距離を測定することにより検知する。測定値は中央制御装置EBS−ECU24に冗長的に伝送され、そこで制動要求に換算される。
・従来のフットブレーキ弁FBVと同じように、空気制御圧が操作距離に相応して調製される。この制御圧は、電気作動ブレーキ装置EBSにエラーがある場合のバックアップ制御のために必要である。
圧力制御モジュール19,23は、電気作動ブレーキ装置EBSと空気制動力との間のインタフェースを形成する。圧力制御モジュールは、データバスCAN J1939を介して伝送されるブレーキ目標圧を空気圧に変換する。変換は、比例磁石またはインレット/アウトレット磁石コンビネーションにより行われる。圧力センサは制御されるブレーキ圧を測定する。したがって制動圧制御は閉制御回路で行うことができる。電気的に作動されたバックアップ電磁弁は、影響されない電気圧力制御を可能にするため、フットブレーキモジュールFBM14の空気制御圧を遮断する。
圧力制御モジュール19,23を車輪の近傍に設置することにより、車輪速度用のセンサ30の接続と、ブレーキ装置の接続を短い電気線路により行うことができる。これらの信号は、データバスCAN J1939を介して中央制御装置EBS−ECU24に伝送される。
電子トレーラ制御モジュールTCM9によりトレーラ制御圧を、電気作動ブレーキ装置EBSの機能的要求に応じて制御することができる。電気制御範囲の限界は法的要求で設定されている。電子的な所定の目標値を制御圧に変換することは、圧力制御モジュール19,23と同じように類似の磁気装置で行われる。バックアップ圧の遮断は、構造原理に応じて、バックアップ電磁弁BV(図3参照)または空気的バックアップにより行われる。
トレーラ制御モジュールTCM9の制御は、とりわけ正常条件では2つの独立した制御信号により行わなければならない。これらは2つの制御回路からの2つの空気信号、または1つの空気信号と1つの電気信号とすることができる。しかしこの場合、電気制御信号はとりわけ正常動作状態で得られなければならない。
フットブレーキモジュールFBM14の操作により、制動意思が中央制御装置EBS−ECU24で計算される。同時に、圧力モジュール19,23にあるバックアップ電磁弁が作動され、空気制御圧が遮断される。電子制御装置EBS−ECU24は、制動意思、車両質量、軸負荷配分等に依存して最適の制動圧を計算する。この目標制動圧は、データバスCAN J1939を介して圧力制御モジュール19,23に伝達される。
この構成に対応して、圧力制御モジュール19,23は制動圧を、軸ごとまたは車輪ごとにブレーキシリンダ22で調整する。CAN ISO11992を介して、トレーラ制御圧に相当する制動意思がトレーラの電気ブレーキ装置EBSに通知される。
ASR(トラクションスリップ制御)またはESP(電子安定プログラム)のような機能のためには、運転者意思に関係なく、制動圧が圧力制御モジュール19,23で形成され、ブレーキシリンダ22で調整される。
図2のパーキングブレーキ(PBM)3は以下の要素を有する。
・制御室内の圧力に関係なく作動室内の圧力を調整するリレー弁部分34;
このリレー弁部分34はパーキングブレーキモジュールの接続ポート21に接続しており、パーキングブレーキモジュール3は空気圧制御管7(図1参照)を介して後車軸のスプリングブレーキシリンダ10と接続している。
・リレー弁34の作動室内の圧力を測定する圧力センサ36;
・リレー弁34の制御室に空気を送気または排気するための双安定3/2ウェイ電磁弁37;
・リレー弁34の制御室内の圧力を維持するための2/2ウェイ電磁弁38;
・リレー弁34の作動室内の圧力、またはリザーバ接続ポート1とトレーラ接続ポート22に接続されたリザーバ圧を制御するための3/2ウェイ電磁弁39(テストマグネット);
・電気固定ブレーキ装置ECPBの制御装置ECPB−ECU40;
この制御装置ECPB−ECU40は弁37,38,39を制御し、圧力センサ36からの信号を受信し、車両データバスCAN J1939に接続されている。
図3のトレーラ制御モジューTCM9は次の要素を有する。
・三重制御されるリレー弁RLV、
・バックアップ弁BV、
・インレット弁IV、
・アウトレット弁OV、
・絞り弁DV、
・トレーラブレーキ管内の圧力を測定する圧力センサPS;
このトレーラブレーキ管は、トラクタのカップリングヘッド「ブレーキ」に至る接続ポート22に接続されており、トレーラにトレーラブレーキ用の制御圧を供給する。
・トラクタのカップリングヘッド「リザーバ」に至り、トレーラにリザーバ圧を供給する接続ポート21;
・パーキングブレーキモジュール(PBM)3(図2)のポート22が空気制御管路6を介して接続されている接続ポート43;
・フットブレーキモジュール(FBM)14から発する空気制御管路2が接続され、フットブレーキモジュール(FBM)14の空気制御圧が制御される接続ポート42;
・圧縮空気リザーバ1が接続された接続ポート1;
・アウトレット弁OVに接続された排気部SD。
トレーラ制御モジュール(TCM)9の弁BV,IV,OVは電気作動ブレーキ装置(EBS)の制御装置EBS−ECU24により制御され、この制御装置はさらにデータバスCAN J1939と通信接続している。
したがってトレーラには、電気固定ブレーキ制御部ECPBの制御装置ECPB−ECU40(図2参照)と、電気制御される作動ブレーキ装置(EBS)の制御装置EBS−ECU24(図3参照)が組み込まれており、共通のデータバス、例えば車両データバスCAN J1939と接続されている。こうして固定ブレーキ装置ECPBと作動ブレーキ装置EBSで、相互監視手段およびより正確なエラー特定手段が得られる。
運転者が固定ブレーキを手動操作装置5の操作によってシフトする場合、パーキングブレーキモジュールPBM3(図2)のポート22からトレーラ制御モジュールTCM9(図3)のポート43に至る空気制御管路6を排気しなければならない。なぜならトレーラ制御モジュールが制御側で制御された圧力を反転し、そのためトレーラのブレーキを引っ張り位置にもたらすためにはトレーラ制御モジュールTCM9のポート22に送気しなければならないからである。したがって電気作動ブレーキ装置EBSに所属するトレーラ制御モジュールTCM9の空気系統は、トレーラへの制御管に、すなわちポート22に圧力を形成しなければならない(反転圧力制御)。TCM9のポート22におけるこの圧力は、トレーラ制御モジュールTCM9にある圧力センサPSにより検出され、電気作動ブレーキ装置EBSの制御装置EBS−ECU24に通知される。
電気作動ブレーキ装置EBSの制御装置EBS−ECU24と固定ブレーキ装置ECPBの制御装置ECPB−ECU40との間の通信接続であるCANデータバスJ1939を介して、固定ブレーキ装置ECPBのECPB−ECU40はトレーラ制御モジュールTCM9のポート22におけるこの圧力を問い合わせることができる。トレーラ制御モジュールTCM9のポート22におけるこの圧力が形成されないと、固定ブレーキ機能が故障しているか、または固定ブレーキモジュールPBM3のポート1またはトレーラ制御モジュールTVM9のポート1におけるリザーバ圧が低すぎる。
トラクタにあるスプリングブレーキシリンダ10の排気は上手く行われたことを前提にすれば、以下のエラーの可能性がある。
1.トレーラ制御モジュールTCM9のポート1にリザーバ圧が存在しない。
・データバスCAN J1939を介してECPB−ECU40に通知されるリザーバ圧に対する値がゼロである。
・しかしエラー指示が行われない。なぜなら例えば圧縮空気リザーバがまだ充填されていない場合、圧縮空気供給のエラーは正常状態でも存在し得るからである。
・バックアップレベルが稼働されない。なぜなら圧縮空気供給の状態が、電子作動ブレーキシステムEBSによっても、固定ブレーキ装置EBPBによっても影響を受けないからである。しかしトレーラへのリザーバ管路(トレーラ制御モジュールTCM9のポート21)も排気されるので、トレーラは遮断機能により自動的に制動する。
2.パーキングブレーキモジュールPBM3の3/2ウェイ電磁弁39が、例えばECPB−ECU40におけるエラーのため間違って通電される。
・CAN J1939データバスが十分なリザーバ圧を通報する。弁フィードバック検査がECPB−ECU40により自己監視ルーチンの枠内で行われる。
・EBS−ECU24によるエラー指示が行われない。なぜなら固定ブレーキ装置ECPBにエラーが存在しても、エラー通報はECPB−ECU40により行われるからである。例えば「3/2ウェイ電磁弁39に弁フィードバックエラー」。
・バックアップレベルとしてECPB−ECU40は、トレーラへの圧力を電気的に制御せよとの命令をEBS−ECU24に送信する。
3.トレーラ制御モジュールTCM9へのリザーバ管路(TCM9のポート1)が裂けたか、または詰まっている。
・CAN J1939データバスが十分なリザーバ圧を通報する。ECPB−ECU40は、トレーラへの圧力を電気的に制御せよとの命令をEBS−ECU24に送信する。それが上手くいかない場合、EBS−ECU24は所定時間後に、トレーラへの制御回路(ポート22)の送気が不可能であることを識別し、対応するエラーをセットする。
・ECPB−ECU40によるエラー指示は行われない。なぜならエラーが作動ブレーキ装置EBSに存在しているからであり、EBS−ECU24が「トレーラ制御モジュールTCM9へのリザーバ管路(ポート1)にエラー」を通報する。
・バックアップレベルは存在しない。なぜなら作動ブレーキ装置EBSも、固定ブレーキ装置ECPBも介入手段を有しないからである。しかしトレーラへのリザーバ管路(ポート21)も排気されるので、トレーラは遮断機能により自動的に制動する。
4.3/2ウェイ電磁弁39(テストマグメット)が機械的にロックしているか、またはトレーラ制御モジュールTCM9のポート43への管路が詰まっている。
・このことは識別される。なぜなら他のいずれのエラーも存在しないからである。
・ECPB−ECU40によるエラー指示が行われる。例えば「トレーラ制御モジュールTCM9のポート43への管路が詰まっているか、または3/2ウェイ電磁弁(テストマグメット)39が機械的に故障している」である。EBS−ECU24によるエラー通報は行われない。なぜならエラーが固定ブレーキ領域ECPBに発生したからである。
・バックアップレベルとしてECPB−ECU40は、トレーラへの圧力を電気的に制御せよとの命令をEBS−ECU24に送信する。
パーキングブレーキモジュールPBM3のポート22またはトレーラ制御モジュール9のポート43におけるトレーラ圧を問い合わせしなければ、エラーは識別されないこととなる。EBS−ECU24により電気的に制御されるアクチュエータを使用することによって、エラーを識別した後に可能な原因をより良好に限定することができ、特定の原因が存在する場合には場合によりバックアップ機能をEBS−ECU24により作動することができる。
電気固定ブレーキ装置ECPBにおける1つのエラーまたは障害を自己監視の枠内で検知するセンサはパーキングブレーキモジュールPBM3内に圧力センサ36と電磁弁34,37,38,39を、ポート22での圧力制御と、テスト機能の実施のために有する。
電気作動ブレーキ装置EBSに配設されたセンサとアクチュエータは、電気固定ブレーキ装置ECPBの少なくとも1つの機能においてエラーまたは障害を識別し、および/または限定し、および/または電気作動ブレーキ装置EBSの非常プログラムを、電気固定ブレーキ装置ECPBの障害を受けた機能に対する代替として作動する。これらのセンサおよびアクチュエータは、センサとしてトレーラ制御モジュールTSM9内に圧力センサを、アクチュエータとしてトレーラ制御モジュールTSM9内に圧力制御のための電磁弁を有する。
1 圧縮空気リザーバ
2 制御管路
3 パーキングブレーキモジュールPBM
4 電気制御線
5 手動操作装置
6 空気制御管路
7 空気制御管路
8 空気リザーバ管路
9 トレーラ制御モジュールTSM
10 スプリングブレーキシリンダ
11 圧縮空気リザーバ
12 圧縮空気リザーバ
13 空気リザーバ管路
13a 空気リザーバ管路
14 フットブレーキモジュール
15 空気制御管路
16 空気制御管路
17 空気リザーバ管路
18 空気リザーバ管路
19 前車軸圧力制御モジュール
20 圧力管路
21 圧力制御弁
22 作動ブレーキシリンダ
23 圧力制御モジュール
24 電子ブレーキシステム(EBS)の制御装置(ECU)
25 電気制御線
26 電気制御線
27 電気エネルギー供給線路およびCANデータバス
28 電気エネルギー供給線路およびCANデータバス
29 センサケーブル
30 車輪速度センサ
31 ブレーキ圧管路
33 CAN(コントロールエリアネットワーク)データバス線路
34 リレー弁部分
36 圧力センサ
37 双安定3/2ウェイ電磁弁
38 2/2ウェイ電磁弁
39 3/2ウェイ電磁弁(テストマグメット)
40 ECPB−ECU

Claims (6)

  1. 車両のシステムを監視するための監視装置であって、
    前記システムのうち少なくとも複数のシステムが自己監視のための自己監視ルーチンを有し、および/または複数のシステムが固有の機能または自己監視のために設けられていない、他のシステムを外部監視するための外部監視ルーチンを有し、
    第1のシステム(ECPB)に配設された機能の少なくとも1つに障害またはエラーが、当該第1のシステム(ECPB)の自己監視ルーチンによって検知される場合、第2のシステム(EBS)が、エラーまたは障害を有する第1のシステム(ECPB)によって、またはこの第1のシステム(ECPB)を監視する第3のシステムの外部監視ルーチンによって作動され、
    これにより、第2のシステム(EBS)に配設されたアクチュエータおよび/またはセンサによって第1のシステム(ECPB)の少なくとも1つの機能のエラーまたは障害が識別され、および/または限定され、および/または第2のシステム(EBS)の非常プログラムが、第1のシステムの障害を受けた機能に対する代替として作動される監視装置。
  2. 車両のシステムを監視するための監視装置であって、
    前記システムのうち少なくとも複数のシステムが自己監視のための自己監視ルーチンを有し、複数のシステムが固有の機能または自己監視のために設けられた他のシステムを外部監視するための外部監視ルーチンを有し、
    第1のシステム(ECPB)に配設された少なくとも1つの機能に障害またはエラーが、第2のシステム(EBS)の外部監視ルーチンにより検知される場合、第2のシステム(EBS)の非常プログラムが、第1のシステム(ECPB)の障害を受けた機能に対する代替として作動される監視装置。
  3. 請求項1または2記載の監視装置において、
    自己監視ルーチンおよび/または外部監視ルーチンは、第1のシステム(ECPB)の少なくとも1つの機能のエラーまたは障害を、第1のシステム(ECPB)により制御される信号の形式によって、および/または第1のシステム(ECPB)により制御される信号の欠落によって識別する監視装置。
  4. 請求項1から3までのいずれか1項に記載の監視装置において、
    第1のシステムは、トラクタ・トレーラ連結のトラクタの電気固定ブレーキ装置(ECPB)であり、第2のシステムは、電気作動ブレーキ装置(EBS)である監視装置。
  5. 請求項3記載の監視装置において、
    電気作動ブレーキ装置(EBS)に配設されたセンサは、トレーラ制御モジュール(TCM9)の少なくとも1つの圧力センサを有し、電気作動ブレーキ装置(EBS)に配設されたアクチュエータは、トレーラ制御モジュール(TCM9)の圧力制御のためのアクチュエータを有する監視装置。
  6. 請求項4または5に記載の監視装置において、
    電気固定ブレーキ装置(ECPB)内でエラーまたは障害を自己監視の枠内で検知するセンサは、パーキングブレーキモジュール(PBM3)の少なくとも1つの圧力センサ(36)、ならびにパーキングブレーキモジュール(PBM3)の圧力制御のための電磁弁(34,37,38)を有する監視装置。
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