JP2023513108A - 車両用の電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法を構成する。【解決手段】車両用の電子システム１０への粘性の媒体１８の侵入を検知する方法であって、電子システム１０が、回路基板１５を用いた電気信号の処理及び／又は伝送に関して、冗長部を含んでおり、冗長部には、第１の伝達経路１と、該第１の伝達経路１に並列な第２の伝達経路２とが設けられており、電子システム１０への粘性の媒体１８の侵入時に、第２の導電体１１；１２；２１；２２によって伝達される電気信号Ｕが電気信号Ｕｖへ変化し、当該電気信号Ｕｖが、第１の伝達経路１の電気信号Ｕと比較され、電気信号Ｕが変化した電気信号Ｕｖに対して差がある場合に、警告メッセージＷが生成される。

Description

本発明は、車両用の電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法及びその構造に関するものである。

ここで、電子システムは、電気信号を伝達し、及び／又は処理するために設けられている。このとき、電気信号を伝達するために、少なくとも１つの冗長部が設けられている。このことは、電気信号のための少なくとも２つの伝達経路が存在することを意味している。このような冗長的なシステムは、電子システムにおいて公知である。

例えば、湿気又は他の粘性の媒体が電子システムへ至ると、冗長性がある場合でも電子システムの故障に至ることがある。乗用車又は商用車のような車両の操舵部、ブレーキ、レーダ設備又はライダ設備のような安全性に関連する部材と電子システムが接続されていれば、事故につながってしまうことがあり得る。車両が部分的に自動的に、又は完全に自動的に走行する場合についても、上述の電子システムの故障は、事故及び人身傷害につながってしまうことがあり得る。

有利には、湿気又は他の粘性の媒体の侵入によって電子システムの故障に至る前に、電子システムの完全な故障による損傷を回避するよう適時に予防措置を講じることができるように、湿気又は他の粘性の媒体の侵入に至ったことを検知すべきである。

このとき、電子システムへの湿気又は他の粘性の媒体の侵入の検知が既存の部材によって、すなわち追加的なセンサなしに行うことができることが目指されている。

したがって、本発明の課題は、電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法を構成することであり、当該方法は、できる限り既存の部材を基礎とし、電子システムは、粘性の媒体の検知後、少なくとも所定の期間にわたって確実に機能する。

当該課題は、車両用の電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法によって解決され、電子システムが、少なくとも１つのハウジング、回路基板及び接続範囲を含み、ハウジングが電子システムをほぼ密に包囲し、電子システムにおける回路基板を用いた電気信号の処理及び／又は伝送に関して、冗長部が設けられており、冗長部には、少なくとも１つの第１の伝達経路と、該第１の伝達経路に対して動作的に並列な第２の伝達経路とが設けられており、各伝達経路が、それぞれ少なくとも１つの第１の導電体と、第２の導電体とで構成されており、これら導電体がそれぞれ互いに対して電気的に絶縁して構成されており、第１の伝達経路及び第２の伝達経路が同一の電気信号（Ｕ）を伝送し、第２の伝達経路には１つの範囲が設けられており、該範囲では、第１の導電体及びこれに関連する第２の導電体が絶縁されておらず、その結果、電子システムへの粘性の媒体の侵入時に、第２の導電体によって伝達される電気信号（Ｕ）が電気信号（Ｕｖ）へ変化し、第２の伝達経路の変化した電気信号（Ｕｖ）が、第１の伝達経路の電気信号（Ｕ）と比較され、電気信号（Ｕ）が変化した電気信号（Ｕｖ）に対して差がある場合に、警告メッセージ（Ｗ）が生成される。

このとき、上述の電子システムは、保護のために、主に、例えば外部の影響から保護するために合成樹脂又は金属から成るハウジングによって包囲されている。しかし、電子システムを他の部材に接続するために、ハウジングには、特に、例えばプラグ接続部又はケーブル出口のような少なくとも１つの接続範囲が配置されている。当該接続範囲は、ハウジングへのインターフェースとなっている。当該インターフェースは、特に、湿気又は他の粘性の媒体がハウジングへ、ひいては電子システムへ侵入することがないように構成されている。しかし、インターフェースが密でなくなり、湿気又は他の粘性の媒体の侵入に至ることがあり得る。この場合には、侵入する湿気又は他の粘性の媒体が、まずは、第１及び第２の導電体が絶縁して構成されていないとともに共に移行箇所を形成している第２の伝達経路の範囲へ到達するように、上述の第２の伝達経路が第１の伝達経路に対して位置決めされている。侵入する湿気又は他の粘性の媒体は、第１の導電体と第２の導電体の間で短絡を生じさせるため、伝達されるべき電気信号Ｕは、第２の伝達経路において変化した信号Ｕｖへ変化する。そして、変化した信号Ｕｖは、冗長的な第１の伝達経路の電気信号Ｕと比較される。両電気信号が異なっていれば、上述した警告信号が生成され、当該警告信号は、例えば車両の運転者に、当該運転者が緊急に作業場（修理工場）を訪れるべきであるという警告として表示されることが可能である。完全に自動的に走行する車両では、当該警告信号は、車両が安全な状態へ、又は緊急に停止状態へもたらされるようにも用いられることが可能である。このとき、警告信号の結果は、単に例示的なものであり、最終的なものではない。

さらに、第１の伝達経路が第２の伝達経路に対して平行ずれして、及び／又は角度ずれして配置されているように構成されることが可能である。このとき、常に、湿気又は粘性の媒体の侵入時に、まずは、第１及び第２の導電体が絶縁して構成されていないとともに共に移行箇所を形成している第２の伝達経路の範囲が接触するように、第１の伝達経路に対する第２の伝達経路のずれが選択されている。ここで、さらに、侵入する湿気又は粘性の媒体が例えばしぶき状に、又は液滴状に、又は上昇するようにハウジングへ、ひいては電子システムへ侵入し得るか、又は侵入するかどうかを考慮することも可能である。

このとき、上述したように、湿気又は粘性の媒体による電子的な信号変化を例えば短絡によって加速するために、第２の伝達経路の第１及び第２の導電体は、範囲において移行箇所を有することが可能である。

このとき、移行箇所は、第１及び第２の導電体によって形成されることが可能である。このとき、これは、回路基板にあらかじめ設けられることが可能である。

また、移行箇所が、第１のテストポイント及び第２のテストポイントで形成されることもでき、第１のテストポイントが第１の導電体に導電的に接続されており、第２のテストポイントが第２の導電体に導電的に接続されている。このとき、例えば電気回路を測定することができるように、このようなテストポイントは、既に回路基板に設けられている。

このとき、導電体が、ハウジング内及び／又は接続範囲に位置する、回路基板における導電路及び／又は電気ケーブル及び／又はプラグ接触部であることが有利であり得る。

電子システムを別の電気システム及び／又は別の電子システムに接続するために、接続範囲が少なくとも１つの導電性の接続部を含むことも可能である。ここで、別の電気システム／別の電子システムは、例えば操舵部又はブレーキ又はレーダ設備又はライダ設備であり得る。

導電性の接続部は、導電性のケーブルとして、又はプラグ接続部として構成されることも可能である。

冗長部には少なくとも１つの第３の伝達経路が設けられ、第３の伝達経路には少なくとも１つの第１及び第２の導電体が設けられ、第３の伝達経路が第１の伝達経路と第２の伝達経路の間に設けられていることも有利であり得る。

ここで、第３の伝達経路が第２の伝達経路と同様に構成されることができ、電子システムへの粘性の媒体の侵入時に、以下の事項：
ａ）電子システムへ粘性の媒体が更に侵入すると、第３の伝達経路において、電気信号（Ｕ）が範囲において粘性の媒体によって電気信号（Ｕｖ）へ変化する、
ｂ）第１の伝達経路における電気信号（Ｕ）と比較する、
ｃ）（Ｕ）≠（Ｕｖ’）であれば、追加的な警告信号（Ｗ’）が生成される
が設定されている。

ここで、粘性の媒体は、水及び／又は油及び／又はエマルジョン及び／又は潤滑剤及び／又は洗浄剤及び／又は酸及び／又は油圧液であり得る。

このとき、上述したように、別の電気システム／別の電子システムは、操舵部又はホイールブレーキ又はレーダシステム又はライダシステム又は車両の動作について安全性に関連したシステムであり得る。

以下に、図面に基づいて本発明を例示的に詳細に説明する。

電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法での本発明による構成を示す図である。 本発明による変形例を示す図である。 本発明による変形例を示す図である。 本発明による変形例を示す図である。 本発明による変形例を示す図である。

図１には、電子システム１０が示されており、電子システム１０は、ハウジング４０によって包囲されている。このとき、ハウジング４０は、特に、例えば湿気又は他の外部の影響から電子システムを保護するために用いられる。ここで、ハウジング４０には、接続範囲４５が設けられている。電子システム１０は、当該接続範囲４５を用いて、例えば、同様に接続部４７を用いて接続され得る別の電気システムあるいは電子システム５０に接続されることが可能である。これは、例えば、ハウジング４０に位置する公知のプラグ接続部であってよい。このとき、ハウジング４０には、少なくとも１つの回路基板１５が配置されている。ここで、回路基板１５には、電子信号を処理し伝送するために、少なくとも１つの第１の伝達経路１と、第２の伝達経路２とが設けられている。このとき、各伝達経路は、少なくとも、第１の導電体１１，２１及び第２の導電体１２，２２として構成されている。ここで、第１の伝達経路１及び第２の伝達経路２は、それぞれ１つの同一の電気信号Ｕを伝送あるいは伝達することに言及しておく。このとき、それぞれ他の伝達経路は、冗長的な伝達経路として用いられる。 ここで、さらに、導電体１１，１２，２１，２２は、互いに対して絶縁されて構成されている。ここで、絶縁は、全ての公知の実施形態で行われることができ、例えば、必ずしも絶縁層が設けられる必要はないことに言及しておく。例えば、導電体が互いに離間されることも十分である。このとき、さらに、第２の伝達経路２には範囲３０が設けられており、当該範囲３０では、導電体２１，２２は、絶縁部を備えていないとともに、ここでは好ましくは更に移行箇所３３を備えている。ここで、移行箇所３３は、両導電体２１，２２が範囲３０の外部よりも互いにより近傍で互いに対して離間されているように構成されている。このとき、さらに、第２の伝達経路２は、粘性の媒体がハウジング４０に侵入し得る場合のために、粘性の媒体がハウジング４０内の別の電気的あるいは電子的な部材へ到達し得る前に粘性の媒体をまずは第２の伝達経路２の範囲３０へもたらすようにハウジング４０内に配置されていることに言及しておく。ここで、図１の上述の実施形態では、例えば、接続範囲４５は、粘性の媒体のための潜在的な侵入箇所であり得る。このとき、粘性の媒体は、ほぼあらゆる種類の液体であり得るか、又は例えば水及び／又は油及び／又は排出物及び／又は潤滑剤及び／又は洗浄剤及び／又は酸及び／又は油圧液であり得る。ここで、上述のこれら粘性の媒体は、単に例示であることに言及しておく。さらに、ここで、車両における電子システムの配置によっては、電子システムが水しぶきにさらされることがあることに言及しておく。

以下では、電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法を詳細に説明する。上述のように、第１の伝達経路１及び第２の伝達経路２は、電子信号あるいは電気信号についての冗長的な伝達経路として設けられている。これは、第１の伝達経路１を介しても、また第２の伝達経路２を介しても同一の電気信号／電子信号が伝送されることを意味する。ここで、電気信号は、第１の伝達経路１を介しても、また第２の伝達経路２を介しても伝達される。例えば接続範囲４５の範囲で粘性の媒体がハウジング４０へ侵入する場合には、侵入する粘性の媒体１８は、まず、第２の伝達経路２の範囲３０に到達する。粘性の媒体が、範囲３０において、ここでは互いに対してわずかに離間されている絶縁されていない導電体２１，２２へ至ると、粘性の媒体１８は、移行箇所３３において、第１の導電体２１と第２の導電体２２の間で短絡を生じさせる。このとき、電気信号Ｕは、信号Ｕとして更に伝達されず、電気信号Ｕは、短絡によって、変化した電気信号Ｕｖへ変化する。その際、第１の伝達経路１は、引きつづき電気信号Ｕを無変化の形態で伝達し、第１の伝達経路の終部では引きつづき信号Ｕが存在する。両伝達経路１，２の終部では、伝達された信号の比較が行われる。第１の伝達経路１の終部では電気信号Ｕが伝達され、第２の伝達経路２の終部では電気信号Ｕｖが伝達されるため、ここでは第２の伝達経路２である冗長的な伝達経路において電気的な信号変化が生じていることが検知される。電気信号Ｕが変化した電気信号Ｕｖと同一でなければ、警告信号Ｗが生成される。電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する当該方法によって、粘性の媒体が侵入することを既存の構成要素によって検知することが可能である。電子システムへの粘性の媒体の侵入時に生成される警告信号は、車両の運転者あるいは車両自体において、湿気が例えば安全性に関連する部材へ侵入し、ここで作業場での滞在が必要となるという警告をメモリするために用いられることが可能である。しかし、このとき、冗長的な経路によって、依然として電子システムの機能が引きつづき保証されていることが重要である。電子システム１０はここでは電気式の操舵部又は例えば車両用の電気式のブレーキシステムに接続されていることが可能であり、当該方法によって、電子システムの故障に至る前に早期に電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知することが可能であることに万全を期すために言及しておく。したがって、ここでは安全性に関連するシステムの故障の可能性があることを運転者あるいはシステムに表示することが可能である。

ここで、図２、図３及び図４には、本発明に関連する、粘性の媒体の検知がなされる移行箇所３３の実施形態が示されている。ここで、図２には、図１において既に示され、説明されたように、移行箇所３３を有する範囲３０が示されている。ここで、第１及び第２の導電体２１，２２がここでは範囲３０において、特に移行箇所３３において絶縁されておらず、その結果、外部から侵入する粘性の媒体が導電体と接触し得ることに再度言及しておく。粘性の媒体１８が存在しない場合に伝達経路を確実に保証することができるように、第１及び第２の導電体は、範囲３０においても互いに対して接触しないようになっている。しかし、粘性の媒体の迅速な検知を保証することができるように、第１及び第２の導電体２１，２２は、範囲３０においてできる限り近傍に互いに対して離間している。既に上述したように、粘性の媒体が移行範囲３３に至ると、粘性の媒体１８により、第１の導電体２１と第２の導電体２２の間に電気的な接続が形成され、したがって、伝達されるべき電気信号Ｕが電気信号Ｕｖへ変化することとなる。

図３には、第１の導電体２１と第２の導電体２２の間の範囲３０の移行箇所３３についての別の一実施例が示されている。ここで、範囲３０には、両導電体２１，２２についてそれぞれいわゆるテストポイント２５，２６が設けられている。例えば電気回路をチェックするために、当該テストポイント２５，２６は、回路基板において知られている。しかし、このとき、ここでも、当該テストポイント２５，２６は、移行箇所３３を設けるために共に利用されることが可能である。図２及び図１において説明されるように、粘性の媒体１８が移行箇所３３に至ると、粘性の媒体１８は、第１のテストポイント２５と第２のテストポイント２６の間の電気的な接続を形成する。ここでも、伝達されるべき信号Ｕは、変化した信号Ｕｖに変化する。

図４には、電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する別の一実施例が示されている。ここで、両導電体２１，２２は、それぞれ測定先端部２７，２８に接続されている。このとき、測定先端部は、電子システム１０への粘性の媒体の侵入時にまずは粘性の媒体と接触するように向き調整されている。測定先端部２７，２８が粘性の媒体１８と接触すると、同様に、伝達されるべき信号Ｕが変化した電気信号Ｕｖへ変化する。

図５には、図１において説明したように、電子システムへの粘性の媒体の侵入を検知する方法及び構造が示されているが、ここでは、１つの電気信号Ｕに対して３つの冗長的な伝達経路が存在するように構成されている。このとき、図１と比較して、第３の冗長的な伝達経路３が設けられており、当該第３の伝達経路は、冗長的な伝達経路２と同様に構成されている。ここで、第３の冗長的な伝達経路は、ハウジング４０あるいは電子システム１０への粘性の媒体の侵入時にまずは第２の伝達経路２の範囲３０に到達するように配置されている。上述したように、範囲３０における移行箇所３３での粘性の媒体１８の接触時には、電気信号Ｕが変化した信号Ｕｖへ変化する。第１の伝達経路１を介した電気信号Ｕの伝達との上述の比較によって、伝達信号ＵがＵｖと同一出ない場合には、警告信号Ｗの生成がなされる。上述のように、警告信号Ｗは、電子システムに粘性の媒体が侵入していることを示すものである。粘性の媒体１８が更に電子システム１０へ侵入すると、第３の伝達経路３の配置によって、第３の伝達経路３の範囲３０’への粘性の媒体の到達時に、同様に、第３の伝達経路３の第１の導電体３１と第２の導電体３２の間に短絡が生成される。このとき、第３の伝達経路３における電気信号Ｕの伝達は、短絡によって、移行箇所３３’において変化した電気信号Ｕｖ’へ変化する。その後、同様に、第１の伝達経路１の電気信号Ｕと第３の伝達経路３の電気信号Ｕｖ’の間の比較が行われる。ＵとＵｖ’が同一でない場合には、別の警告信号Ｗ’が生成される。このとき、あるいは当該配置及び当該方法により、警告信号の重み付けを行うことが可能である。例えば、警告信号Ｗのみが存在する場合には、粘性の媒体１８が電気システム１０へ侵入していることが認識され、ここでは、例えば作業場を訪れることが助言されていることが推奨されている。警告信号Ｗ’がなされると、このことは、粘性の媒体１８が更に電子システム１０へ侵入していることを示しており、例えば作業場を訪れるか、又は車両をより安全な状態あるいは停止状態へもたらすことが緊急に推奨されている。当然、ここで、当該冗長性を任意に高めることが可能であることに留意すべきであり、図１及び図５において説明されるような二重あるいは三重の形態での冗長性を実用的に考慮することができることに留意すべきである。全体として、ここで、本発明は、電子システムへの粘性の媒体の侵入を現存の構成要素によって検出することを目標とし、冗長性は、電気システムの機能が更に保証されるように寄与するものであることに留意すべきである。

１ 第１の伝達経路
２ 第２の伝達経路
１０ 電子システム
１１ 第１の導電体
１２ 第２の導電体
１５ 回路基板
１８ 粘性の媒体
２１ 第１の導電体
２２ 第２の導電体
２５ 第１のテストポイント
２６ 第２のテストポイント
２７ 測定先端部
２８ 測定先端部
３０ 範囲
３０’ 範囲
３１ 第１の導電体
３２ 第２の導電体
３３ 移行箇所
３３’ 移行箇所
４０ ハウジング
４５ 接続範囲
４７ 接続部
５０ 電気システム／電子システム
Ｕ 電気信号
Ｕｖ 変化した信号
Ｕｖ’ 変化した信号
Ｗ 警告信号
Ｗ’ 警告信号

Claims (13)

1. 車両用の電子システム（１０）への粘性の媒体（１８）の侵入を検知する方法であって、電子システム（１０）が、少なくとも１つのハウジング（４０）、回路基板（１５）及び接続範囲（４５）を含み、ハウジング（４０）が電子システム（１０）をほぼ密に包囲し、電子システム（１０）における回路基板（１５）を用いた電気信号の処理及び／又は伝送に関して、冗長部が設けられており、冗長部には、少なくとも１つの第１の伝達経路（１）と、該第１の伝達経路に対して動作的に並列な第２の伝達経路（２）とが設けられており、各伝達経路（１；２）が、それぞれ少なくとも１つの第１の導電体（１１；２１）と、第２の導電体（１２；２２）とで構成されており、これら導電体（１１，１２；２１；２２）がそれぞれ互いに対して電気的に絶縁して構成されており、第１の伝達経路（１）及び第２の伝達経路（２）が同一の電気信号（Ｕ）を伝送する、前記方法において、
   第２の伝達経路（２）には１つの範囲（３０）が設けられており、該範囲（３０）では、第１の導電体（２１）及びこれに関連する第２の導電体（２２）が絶縁されておらず、その結果、電子システム（１０）への粘性の媒体（１８）の侵入時に、第２の導電体（１１；１２；２１；２２）によって伝達される電気信号（Ｕ）が電気信号（Ｕｖ）へ変化し、第２の伝達経路（２）の変化した電気信号（Ｕｖ）が、第１の伝達経路（１）の電気信号（Ｕ）と比較され、電気信号（Ｕ）が変化した電気信号（Ｕｖ）に対して差がある場合に、警告メッセージ（Ｗ）が生成されることを特徴とする方法。
2. 第１の伝達経路（１）が、第２の伝達経路（２）に対して平行ずれして、及び／又は角度ずれして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 電子システム（１０）へ侵入する粘性の媒体（１８）がまずは第２の伝達経路（２）の範囲（３０）へ到達するように範囲（３０）が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 第２の伝達経路（２）の第１及び第２の導電体（２１，２２）が、範囲（３０）において移行箇所（３１）を有していることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
5. 狭窄箇所（３１）が、第１及び第２の導電体（２１，２２）によって形成されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 狭窄箇所（３１）が、第１のテストポイント（２５）及び第２のテストポイント（２６）で形成され、第１のテストポイント（２５）が第１の導電体（２１）に導電的に接続されており、第２のテストポイント（２６）が第２の導電体（２２）に導電的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 導電体（１１，１２；２１，２２）が、ハウジング（４０）内及び／又は接続範囲（４５）に位置する、回路基板（１５）における導電路及び／又は電気ケーブル及び／又はプラグ接触部であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
8. 電子システム（１０）を別の電気システム及び／又は別の電子システム（５０）に接続するために、接続範囲（４５）が少なくとも１つの導電的性の接続部（４７）を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
9. 導電性の接続部（４７）が、導電性のケーブルとして、又はプラグ接続部として構成されていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 冗長部には少なくとも１つの第３の伝達経路（３）が設けられ、第３の伝達経路には少なくとも１つの第１及び第２の導電体（３１，３２）が設けられ、第３の伝達経路が第１の伝達経路（１）と第２の伝達経路（２）の間に設けられていることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
11. 第３の伝達経路（３）が第２の伝達経路（２）と同様に構成されており、電子システム（１０）への粘性の媒体（１８）の侵入時に、以下の事項：
    ａ）電子システム（１０）へ粘性の媒体（１８）が更に侵入すると、第３の伝達経路（３）において、電気信号（Ｕ）が範囲（３０’）において粘性の媒体（１８）によって電気信号（Ｕｖ）へ変化する、
    ｂ）第１の伝達経路（１）における電気信号（Ｕ）と比較する、
    ｃ）（Ｕ）≠（Ｕｖ’）であれば、追加的な警告信号（Ｗ’）が生成される
    が設定されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 粘性の媒体（１８）が、水及び／又は油及び／又はエマルジョン及び／又は潤滑剤及び／又は洗浄剤及び／又は酸及び／又は油圧液であることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 別の電気システム／別の電子システム（５０）が、操舵部又はホイールブレーキ又はレーダシステム又はライダシステム又は車両の動作について安全性に関連したシステムであることを特徴とする請求項８～１２のいずれか１項に記載の方法。

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