JP2012519619A

JP2012519619A - 電気駆動装置のための走行許可システム

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Publication number: JP2012519619A
Application number: JP2011552345A
Authority: JP
Inventors: アンドレアス・クルーガー; シルヴァン・サビロー; ハッセルンヘルマン・フォン
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-03-07
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP5364176B2; DE102009012221A1; US8766473B2; US20120038211A1; CN102341280A; CN102341280B; EP2403739B1; EP2403739A1; WO2010102728A1

Abstract

本発明は、規定された数の磁励コイル（１１、１２、１３、１４、１５、１６）と、回転エレメント（１７）とを有し、電気駆動装置（１０）を作動するための評価及びコントロールユニット（２０）が、規定された数の回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）によって提供された複数のポジション情報から、可動エレメント（１７）の現在位置を検出する、電気駆動装置（１０）のための走行許可システムに関する。本発明に基づき、電子制御式車両移動防止機能を実現するため、アクティブな回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）のポジション（２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１）及び／又は数が、符号化できるように実施されており、評価及びコントロールユニット（２０）は、可動エレメント（１７）の現在位置を検出するため、アクティブな回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）の符号化されたポジション情報を復号し、電気駆動装置（１０）は、これらのポジション情報の復号が正常に終了しない限り作動できない。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に基づく電気駆動装置のための走行許可システムに関する。

従来の走行許可システムでは、例えば走行許可システムに関与している制御装置などのコンポーネントを交換することによって、電子制御式車両移動防止機能を無効にすることが可能である。そのため、安全性を高めるために、電子制御式車両移動防止機能をアクセスの難しいセンサ又は内燃機関のアクチュエータに電子機械的に連結することができる。

特許文献１には、内燃機関におけるシリンダ検知のためのセンサ配置が説明されている。説明されているシリンダ配置には、内燃機関のクランクシャフトの定位置を検知するために、ディスク型センサと、ディスク型センサ上に配置されているレファレンスマークと、ディスク型センサに割り当てられているピックアップセンサと、ピックアップセンサの信号を評価する制御装置と、が含まれており、このレファレンスマークは、レファレンスマークに割り当てられているクランクシャフトの規定された位置を示している。内燃機関を符号化（暗号化）するため、このレファレンスマークは内燃機関に固有のクランクシャフト位置に割り当てられている。

特許文献２には、電子制御式車両移動防止機能を備える走行許可システムが説明されている。ここで説明されている電子制御式車両移動防止機能はクランクシャフトセンサと連結されており、このクランクシャフトセンサは、クランクシャフトに配置されているセンサホイールによってクランクシャフトの位置及び／又は回転数を検知し、電子制御式車両移動防止機能を作動許可するエンジンコントロールユニットに伝送する。このセンサホイールには規定された数の歯が含まれており、これらの歯は、符号化によってセンサホイールの周囲に配分され、符号化された回転数信号を発生させる。この信号はクランクシャフトセンサによって検知され、エンジン制御装置によって復号可能であり、このエンジン制御装置は、符号化された回転数信号が正しく復号されない限り、車両移動防止機能を使用許可しない。

独国特許出願公開第４３３６２１２Ｃ２明細書独国特許出願公開第１０２００５０３９５８５Ａ１明細書

本発明の課題は、電子制御式車両移動防止機能の電気駆動装置への電子機械的接続、及びそれによる盗難防止機能の向上を可能にする、電気駆動装置のための走行許可システムを提供することである。

本発明は、請求項１の特徴を備える、電気駆動装置のための走行許可システムを提供することにより、この課題を解決する。

本発明の有利な実施形態および発展形態は、従属請求項の中に示されている。

本発明に基づき、電子制御式車両移動防止機能を実現するため、アクティブな回転角センサのポジション及び／又は数が、符号化できるように実施されており、評価及びコントロールユニットは、規定された数の磁励コイルを備える電気駆動装置の可動エレメントの現在位置を検出するため、アクティブな回転角センサの符号化されたポジション情報を復号する。この場合、電気駆動装置は、ポジション情報の復号が正常に終了しない限り作動できない。さらに、電気駆動装置を作動する評価及びコントロールユニットは、規定された数の回転角センサによって提供される複数のポジション情報から、可動エレメントの現在位置を検出する。

交換の難しい車両部品（ここでは電気駆動装置）に、車両移動防止機能を接続することにより、有利には、車両移動防止機能を回避するためのコンポーネント交換が非常に困難なものとなる。本発明に基づき、この接続は、非接触電気駆動装置を作動するために必要な電気駆動装置可動エレメントの回転角の機械的位置検出に用いる回転角センサを駆動ごとの個別仕様とすることによって行われる。回転角センサの駆動ごとの個別仕様は、電気駆動装置を正しく制御できるようにするため、車両の評価及びコントロールユニット内で復号される。従って、本発明により、効果的な車両移動防止機能が実現されるため、単に制御装置を交換するだけでは、電子制御式車両移動防止機能を回避することはできなくなる。もう１つ有利なことは、車両の電気駆動装置内の技術的仕様における回転角センサは、外部からのアクセスが困難であり、従って早急な変更ができないという点である。

本発明に基づく走行許可システムの実施形態では、アクティブな回転角センサのためのポジション数が、アクティブな回転角センサの数よりも多い。可動エレメントの位置特定を明確にするためには、少なくとも３つの回転角センサが必要であり、これらは、３つの異なるポジションに配置される。回転角センサを配置できるポジションがより多く提供されるため、それぞれの電気駆動装置に対して個別に回転角センサを配置することが可能である。評価及びコントロールユニットは、電気駆動装置の可動エレメントを動かすために、例えば復号アルゴリズムによって、変更された回転角センサのポジション情報に適合することができる。回転角センサのポジションが間違って受け取られたために、ポジション情報が間違って評価された場合、電気駆動装置の可動エレメントは動かない。個々の回転角センサのポジション以外に、可動エレメントの位置検出のためにポジション情報が評価されるアクティブな回転角センサの数も、符号化又は変更することができる。さらに、それぞれの可能なポジションに１つの回転角センサを配置し、評価及びコントロールユニットと連結することができるため、ポジションの符号化がすぐに判明することはない。

本発明に基づく走行許可システムのもう１つの実施形態では、権限のある認証エレメントによって承認され、アクティブになる復号アルゴリズムを使って、評価及びコントロールユニットがアクティブな回転角センサの符号化されたポジション情報を復号する。評価及びコントロールユニットの復号アルゴリズムの承認信号は、例えば、認証が正常に終了した後に電子制御式イグニッションロックによって作られ、この電子制御式イグニッションロックは、認証のため、携帯可能な認証エレメントと通信接続を介して通信する。

本発明に基づく走行許可システムのもう１つの実施形態は、回転角センサが、例えばホールセンサとして実施されている。さらに、ロータは、永久磁石と接続されているロータシャフトを有している。ホールセンサとして実施されている回転角センサは、ポジション情報を検知して、それらの情報から永久磁石の位置を検出することができる。

本発明に基づく、電気駆動装置のための走行許可システムの実施形態の略ブロック図を示している。

本発明の有利な実施形態を図に示し、以下に説明する。唯一の図は、本発明に基づく、電気駆動装置のための走行許可システムの実施形態の略ブロック図を示している。図から明らかなように、図示されている実施例の電気駆動装置１０は、６つの磁励コイル１１、１２、１３、１４、１５、１６と、永久磁石１９に接続されているロータシャフト１８を備えるロータとして実施されている回転エレメント１７と、を含んでいる。磁励コイル１１、１２、１３、１４、１５、１６の間には、回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６を配置するための６つの可能なポジション２１．１、２２．１．２３．１、２４．１、２５．１、２６．１が示されており、電気駆動装置１０を作動するための評価及びコントロールユニット２０は、規定された数の回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６によって提供される複数のポジション情報から、可動エレメント１７の現在の位置を検出する。電子制御式車両移動防止機能を実現するため、アクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６のポジション２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１及び／又は数が、符号化できるように実施されており、評価及びコントロールユニット２０は、可動エレメント１７の現在位置を検知するため、アクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６の符号化されたポジション情報を復号する。この場合、電気駆動装置１０は、ポジション情報の復号が正常に終了しない限り作動できない。該当する符号化を行うことができるようにするため、アクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６のポジション数はアクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６の数よりも多く、権限のある認証エレメントによって承認され、アクティブにされる復号アルゴリズムを使って、評価及びコントロールユニット２０がアクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６の符号化されたポジション情報を復号する。評価及びコントロールユニット２０の復号アルゴリズムに対する承認信号は、認証が正常に終了した後で、例えば図示されていない電子制御式イグニッションロックによって作られ、この電子制御式イグニッションロックは、認証のため、携帯可能な認証エレメントと通信接続を介して通信する。

さらに、図に示されている走行許可システムの実施例では、回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６がホールセンサとして実施されており、これらのセンサがポジション情報を検知して、その情報からロータ１７の永久磁石１９の位置を検出することができる。

本発明に基づく、交換の難しい車両部品（この場合は、電気駆動装置）への車両移動防止機能の接続により、車両移動防止機能を回避するためのコンポーネント交換が非常に困難になる。この接続は、図では非接触電気駆動装置として実施されている電気駆動装置１０を作動するために必要なロータ１７の機械的回転角ポジション検出に用いる回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６を、駆動ごとの個別仕様にすることによって行われる。回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６の駆動ごとの個別仕様は、電気駆動装置１０を正しく制御できるようにするため、評価及びコントロールユニット２０内で復号される。

図に示されている実施例は、いわゆる内部ロータを説明しており、この場合、ロータ１７として実施されている可動エレメントが内部にある。電気駆動装置１０を作動するため、磁励コイル１１、１２、１３、１４、１５、１６には、回転数に応じて、正しい時点で正しく極性が与えられなければならない。図では、第１の磁励コイル１１がコイルＡとして第１の位相１と対応し、第２の磁励コイル１４はコイルＢとして第１の位相１と対応する。第３の磁励コイル１２はコイルＡとして第２の位相２と対応し、第４の磁励コイル１５はコイルＢとして第２の位相２と対応する。第５の磁励コイル１３はコイルＡとして第３の位相３と対応し、第６の磁励コイル１６はコイルＢとして第３の位相３と対応する。切替えは、評価及びコントロールユニット２０により電子的に制御される。このために、ロータ１７の位置が、回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６によって検出される。ホール効果及びロータ１７の永久磁石１９により、アクティブな回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６は、評価及びコントロールユニット２０で評価されるポジション情報を供給し、これらのポジション情報によって、磁励コイル１１、１２、１３、１４、１５、１６を適切に制御することが可能になり、ロータ１７が回転する。

ポジションの特定を明確に行うために、図示されている電気駆動装置１０には、少なくとも３つの回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６が必要である。復号を実施するためには、例えば、３つの回転角センサ２１、２２、２３だけを電気駆動装置１０の中に取り付けることができ、これらの回転角センサは、ロータ１７の正確な位置を検出するため、ポジション２１．１、２２．１、２３．１に配置されている。３つの回転角センサ２１、２２、２３は、それぞれの電気駆動装置１０に対して個々に配置することができ、ポジション２１．１、２２．２、２２．３にではなく、例えば、ポジション２１．１、２４，１、２５．１などに配置することができる。次に、評価及びコントロールユニット２０の該当する電子制御は、ロータ１７を回転させるために、変更されたポジション情報に適合しなければならない。取り付けられた回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６のポジション２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２６．１が間違って受け取られたために、回転角信号が間違って評価されると、ロータ１７の回転は起こらない。符号化を改良するため、図に示されている実施例では、それぞれの可能なポジション２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１に対して１つの回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６を配置することができ、ロータ１７の現在位置を検出するために、これらのセンサのうち３つだけを評価及びコントロールユニット２０によって作動させることができる。この実施形態によって、ロータ位置を検出するために用いられるポジション２１．１、２２．１、２４．１、２５．１、２６．１は、作動中に変更することができる。

従って、説明されている本発明の実施形態は、効果的な車両移動防止機能及び盗難防止装置のために利用することが可能である。この場合、車両の電気駆動装置１０内の技術仕様における回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６は、外部からのアクセスが困難であり、従って早急な変更ができないことは有利である。この実施例で使用されている６つの回転角センサ２１、２２、２３、２４、２５、２６又は６つの可能なセンサポジション２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１により、電気駆動装置１０を個別化するための組合せの数は当然制限される。図示されていない別の実施形態では、ポジション情報の符号化の可能性を拡張するため、６つより多いポジション又は異なる回転角センサ数を使用することができる。

１０電気駆動装置
１１、１２、１３、１４、１５、１６磁励コイル
１７回転エレメント
１８ロータシャフト
１９永久磁石
２０評価及びコントロールユニット
２１、２２、２３、２４、２５、２６回転角センサ
２１．１、２２．１．２３．１、２４．１、２５．１、２６．１回転角センサのポジション

Claims

規定された数の磁励コイル（１１、１２、１３、１４、１５、１６）と、回転エレメント（１７）とを有し、電気駆動装置（１０）を作動するための評価及びコントロールユニット（２０）が、規定された数の回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）によって提供される複数のポジション情報から、前記回転エレメント（１７）の現在位置を検出する、前記電気駆動装置（１０）のための走行許可システムであって、
電子制御式車両移動防止機能を実現するため、アクティブな前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）のポジション（２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１）及び／又は数が、符号化できるように構成されており、前記評価及びコントロールユニット（２０）は、前記可動エレメント（１７）の現在位置を検出するため、アクティブな前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）の符号化されたポジション情報を復号し、前記ポジション情報の復号が正常に終了しない限り前記電気駆動装置（１０）が作動できないことを特徴とする走行許可システム。
アクティブな前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）のポジション（２１．１、２２．１、２３．１、２４．１、２５．１、２６．１）の数が、アクティブな前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）の数よりも多いことを特徴とする、請求項１に記載の走行許可システム。
権限のある認証エレメントによって承認され、アクティブになる復号アルゴリズムを使って、前記評価及びコントロールユニット（２０）が、アクティブな前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）の符号化されたポジション情報を復号することを特徴とする、請求項１又は２に記載の走行許可システム。
前記評価及びコントロールユニット（２０）の復号アルゴリズムのための承認信号は、認証が正常に終了した後に電子制御式イグニッションロックによって生成され、前記電子制御式イグニッションロックは、承認のため、携帯可能な前記認証エレメントと通信接続を介して通信することを特徴とする、請求項３に記載の走行許可システム。
前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）が、ホールセンサとして実施されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の走行許可システム。
前記ロータ（１７）が、永久磁石（１９）と接続されているロータシャフト（１８）を有していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の走行許可システム。
ホールセンサとして実施されている前記回転角センサ（２１、２２、２３、２４、２５、２６）が、前記ポジション情報を検知して、該ポジション情報から前記永久磁石（１９）の位置を検出できることを特徴とする、請求項５又は６に記載の走行許可システム。