JP6461376B2 - 自動車を運転するための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車を運転するための装置および方法に関する。

現代の自動車には、一般にホイール毎に１つの回転数センサが装備されている。回転数センサの信号は、ブレーキ制御器（ＡＢＳ／ＥＳＰまたは類似の制御器）において評価され、必要に応じて車両の他の制御器に伝送される。伝送は、バスまたは専用の線路によって行うことができる。ブレーキ制御器の一部にエラーの可能性がある場合には、ホイール回転数情報を伝送することが不可能である。実際の自動車においては、常にドライバがブレーキペダルの操作によって自動車を減速することができる状態になっている必要がある。

自動パーキングブレーキを備える現代の自動車においては、締付け後にクランプ力が（例えばブレーキパッドの緩みによって）失われる場合がある。したがって、まず高いクランプ力によって締め付けられ、次いで制御器惰性運転が行われ、この制御器惰性運転時にブレーキパッドが再度締め付けられる。上記制御器惰性運転時には、回転数センサの読込みによって移動の検出が行われる。この時間的に限定された惰性運転により車両の電池に制御器の作動電流が加えられる。

自動運転時には、１次ブレーキ制御システム（ＥＳＰ）が故障した場合には、（例えばｉブースタによる）フォールバックが車両減速を引き受ける。このような減速装置には、アンチロック・ブレーキシステムが装備されていることが望ましい。このためには、ホイール速度情報が不可欠である。ブレーキ制御器に依存しないためには、付加的なホイール制御信号が使用される。

本発明の課題は、改良された自動車の運転を提供することである。

第１の態様によれば、この課題は、自動車を運転するための装置において、
それぞれ１つの外部の回転数センサのための入力部と、
第１制御装置と、
第２制御装置であって、それぞれの回転数センサのための回転数検出装置を備え、回転数検出装置の信号が第１制御装置および装置の出力部に供給可能である第２制御装置、および、
ホイール回転数を検出可能な計算装置とを備え、
回転数検出装置が互いに機能的に分離されており、
第２制御装置が第１制御装置および計算装置から機能的に分離されている装置によって解決される。

好ましくは、このようにして回転数検出システムのそれぞれ個々の伝達経路が冗長性を備え、起動可能に形成されていてもよい。装置に欠陥がある場合には、さらに装置の出力部に接続可能な他の制御器のために、例えば２次ブレーキシステムを制御するためにホイール回転数が提供されていてもよい。このことは、回転数検出装置が、回転数信号を複数のユーザに分配する一種のスプリッタとして機能することによって達成される。これにより、好ましくは全ての回転数伝達経路の独立性が得られ、反作用を受けない。

第２の態様によれば、上記課題は、本発明による装置を備える自動車を運転する方法であって、
自動車のそれぞれのホイールのための回転数検出装置によって回転数センサの信号を読み込むステップと、
読み込まれた信号を第１制御装置および装置の出力部に供給するステップとを備える方法によって解決される。

このようにして達成される機能および冗長性に基づいて、好ましくは、全ての状況において有効な回転数情報を得、さらに処理することができるために、付加的な回転数センサが自動車に組み込まれている必要はない。

装置および方法の好ましい実施形態が従属請求項の対象である。

装置の好ましい一実施形態は、それぞれの回転数検出装置が接地接続部を備えていることを特徴とする。したがって、容易に実現可能な技術的措置によって、妨害を受けない独立した回転数検出装置が実現される。

装置の別の好ましい実施形態は、第２制御装置が計算装置から機能的に分離されていることにより優れている。この措置によっても回転数検出システムの冗長性および独立性が最大限に支援される。特にこれにより、回転数信号が供給された場合に第２制御装置によって計算装置を再び「起動」もしくは作動することが可能である。

装置の別の好ましい実施形態は、第１制御装置のために設けられた電圧供給部によって回転数センサに電気が供給可能であり、第１制御装置が故障した場合に、第２制御装置のために設けられた電圧供給部によって回転数センサに電気が供給可能であることによって優れている。このようにして、主電源が故障した場合に回転数センサに電圧供給が可能になる。

装置の別の好ましい実施形態は、回転数検出装置につき１つの独立した別個のＥＳＤ保護装置が設けられていることにより優れている。これにより、共通のＥＳＤ保護装置が回避され、これにより、静電気により妨害されないように装置が最大限に支援される。

装置の別の好ましい実施形態は、回転数検出装置によって検出された回転数信号が、反作用を受けることなしに、制御装置および外部の装置に依存せずに供給されることにより優れている。技術的に適切に実施した場合には、引き渡された回転数信号が妨害されないようにすることは容易であり、外部の制御器のための回転数信号は可能な限り妨害されない。

次に複数の図面に基づいて本発明のさらなる特徴および利点を詳細に説明する。この場合、全ての特徴は明細書および図面における説明とは無関係に、また請求項における従属とは無関係に本発明の対象を形成する。図面は、特に本発明に重要な原理を明らかにするためのものである。等しい、もしくは機能が同じ要素には同じ符号を付す。

自動車を運転するための従来の装置を示す図である。 自動車を運転するための装置の実施形態を示すブロック図である。 回転数検出装置を示すブロック図である。 本発明による方法の一実施形態を示す原則的なフロー図である。

以下において、「機能的な分離」とは、１つの部分もしくは要素の個別エラーが他の部分もしくは要素に反作用を及ぼさないこととして理解されるべきである。例えば、１つの構成要素への電気供給が別の構成要素への電気供給に依存しないこととして理解することができる。

図１は、自動車（図示しない）を運転するための従来の装置１００を示す。装置１００は、計算装置１０（例えばマイクロコントローラ、マイクロコンピュータなど）および第１制御装置２０（例えばＡＳＩＣ）を含み、第１制御装置２０は入力部Ｅａ〜Ｅｄに接続されており、これらの入力部には、自動車のホイール４００ａ〜４００ｄに組み付けられた回転数センサ３００ａ〜３００ｄが接続可能である。回転数センサ３００ａ〜３００ｄによって、自動車の対応するホイール４００ａ〜４００ｄの回転数をそれぞれ読み込むことができる。供給電圧ＷＳＰａ〜ＷＳＰｄもしくはＡＳＰａ〜ＡＳＰｄによって、回転数センサ３００ａ〜３００ｄに電気エネルギーが供給される。読み込まれたホイール回転数情報は、次いで第１制御装置２０に伝達される。第１制御装置２０によって、回転数情報があらかじめ処理され、次いで計算装置１０に伝送され、計算装置は、ホイール４００ａ〜４００ｄのホイール回転数を検出し、必要に応じて自動車の他の制御器（図示しない）に（例えばＣＡＮバスを介して）伝送する。

必要に応じて、回転数情報は他の装置２００にも伝達される。例えば、第１装置１００は自動車の１次ブレーキシステムの制御器（例えばＥＳＰ／ＡＢＳ制御器）として、装置２００は２次ブレーキシステムの制御器として形成されていてもよい。装置１００が故障した場合には、不都合なことには、回転数情報は他の制御器のためにはもはや提供されていない。したがって、この構成では、装置１００が故障した場合には制御器２００は回転数情報を使用することができず、これにより、回転数に基づいた機能の制御が不都合にも妨害されている場合がある。

したがって、できるだけ冗長性のあるホイール回転数検出システムを構成することが提案される。この目的で、図２に示すように、回転数センサ３００ａ〜３００ｄに接続可能な第２制御装置３０を設けることが提案される。第１制御装置２０を介して第２の制御装置３０にもはや電気が供給されない場合には、独立した電圧供給部ＶＢ２が作動され、第２制御装置３０もしくは回転数センサ３００ａ〜３００ｄに電気が供給される。第２制御装置３０は、入力部Ｅａ〜Ｅｄにおいて回転数センサ３００ａ〜３００ｄの回転数情報を読み込むことができる４つの回転数検出装置３１ａ〜３１ｄを備える。さらに、第２制御装置３０によって、読み込まれた全てホイール４００ａ〜４００ｄの回転数情報を装置１００の出力部Ａａ〜Ａｄへ伝送することが可能である。したがって、例えば、第１制御装置２０および／または計算装置１０が故障した場合には、出力部Ａａ〜Ａｄに接続されるべき外部の制御器２００に回転数情報を供給することも可能である。

図３は、回転数検出装置３１ａの詳細なブロック図を示す。全ての回転数検出装置３１ａ〜３１ｄは同じように形成されており、同様に機能する。正常モードでは、供給電圧ＶＢ１から導き出された供給信号ＡＳＰａによって回転数センサ３００ａに電圧が供給される。回転数検出装置３１ａ〜３１ｄは、供給電圧のための分離装置３２を含み、この分離装置は、第１制御装置２０が故障した場合に電圧供給部ＶＢ２によって回転数センサ３００ａに電気が供給されるようにする。分離装置３２は、例えば適切に接続された２つのダイオードによって実現してもよい。

さらに回転数検出装置３１ａ〜３１ｄは論理装置３３を含み、この論理装置は、起動信号Ｗを第１制御装置２０に伝達し、通信線路Ｋを介して計算装置１０と通信する。起動信号Ｗは、装置１００のスタンドバイモードで回転数信号が検出された場合に生成および伝達され、回転数信号は第１制御装置２０に伝達され、第１制御装置２０はさらなる処理を開始する。

信号評価装置３４が回転数センサ３００ａのセンサ信号ＷＳＳａを第１伝達装置３５および第２伝達装置３６に伝達するように構成されている。第１伝達装置３５は、センサ信号ＷＳＳａを内部で第１制御装置２０に伝達するように構成されている。第２伝達装置３６は、回転数信号ＷＳＳａを装置１００の出力部Ａａに伝送するために設けられている。出力部Ａａに伝送された回転数信号は、好ましくは電圧レベル信号として形成されている。いずれか１つの回転数伝達経路にエラーが生じた場合には、このようにして他の回転数伝達経路への結合は決して行われない。このようにそれぞれ個々の回転数検出装置３１ａ〜３１ｄの完全な冗長性が得られた場合には、いずれか１つの回転数伝達経路における妨害は他の回転数伝達経路に影響しない。個々の回転数伝達経路に反作用が及ぼされないように、このように有利に支援される。

好ましくは、それぞれ個々の回転数検出装置３１ａ〜３１ｄは固有の接地ピンを含む。さらに回転数信号を分配する線路が設けられ、これらの線路は、好ましくは、静電放電に対してそれぞれ固有のＥＳＤ保護装置を備える。

このようにして、提供されている４つの回転数信号を分離することによって、自由に使用できるホイール回転数情報を提供することができる。この場合、他の伝達経路に反作用を及ぼすかもしれない電圧供給部のエラー源および第１制御装置２０のエラー源を考慮することもできる。さらに、このようにしてドライバに警告する場合およびシステムが劣化した場合に個々のエラーを検出することが可能である。

好ましくは、自動車の電動式駐車ブレーキのための回転数検出についての機能を利用することによって、全ての電子制御器が通常は停止されている停止状態から車両が移動し始めたことが確認することができる。回転数検出装置３１ａ〜３１ｄの機能を利用し、回転数信号を装置（装置１００）内部で第１制御装置２０に伝達するか、もしくは接続可能な外部の制御器（装置２００）に伝達することができる。このようにして提供された回転数情報によって、例えば電動式駐車ブレーキの機械的な再締付けを開始することもできる。これは、時間に基づいて、場合によっては駐車スペースの勾配に基づいて駐車ブレーキの再締付けを行う従来のブレーキ対策に対して有意義な改良を意味し得る。

外部の装置２００によって制御される対応する２次ブレーキシステムからの１次ブレーキシステム（ＡＢＳ／ＥＳＰ）の分離は、特定用途向けの半導体回路または個別に構成された回路によって実現することができる。

ホイール回転数タイプ選択は、通信線路Ｋによって構成可能である。この場合、個々の回転数センサ伝達経路を間欠的に監視することも、連続的に監視することも可能であり、前者の場合、好ましくは回転数センサ３００ａ〜３００ｄの電流消費が低減される。次のように特徴づけることが可能である。
ａ）所定数の回転数センサ３００ａ〜３００ｄの持続的な監視、
ｂ）複数の回転数センサ３００ａ〜３００ｄを交代で監視、
ｃ）所定数の回転数センサ３００ａ〜３００ｄの間欠的な監視、
ｄ）ｂ）およびｃ）の組合せ。

第２制御装置３０において供給電圧が使用できる場合には、エラーのないシステムにおいて変更できる構成は保持される。不揮発性メモリ（図示しない）の構成を保存することも可能である。

第２制御装置３０のためには次のような状況も考えられる。
装置１００の正常モード（例えば自動運転モード）
この場合には、例えば信号ＡＳＰａ〜ＡＳＰｄによって冗長的に生成された供給電圧を介して、回転数センサ３００ａ〜３００ｄの電気供給が行われ、通信インターフェイス（例えばＳＰＩインターフェイス）を介して第２制御装置３０の設定（例えばホイールの監視の継続時間、どのホイールが監視されるかなど）、もしくは構成を変更することが可能である。回転数センサ３００ａ〜３００ｄの回転数信号の出力は、内部および外部で使用するために行われ、内部の信号は外部の信号から分離されている。この場合には、例えば装置１００の準備段階で信号伝達経路のエラーについてテストすることができる。

装置１００のスタンバイモード
この場合にも回転数センサ３００ａ〜３００ｄの電気供給は独立した電圧供給部ＶＢ２を介して行われ、計算装置１０および第１制御装置２０はこの場合には停止されている。構成に依存して、起動パルスを生成するための回転数の監視が回転数センサ３００ａ〜３００ｄによって行われる。ホイール回転数が検出された場合には出力部の作動が行われ、起動信号Ｗによって装置１００が再び作動される。好ましくは、このシナリオはパーキング状況で使用することができ、これにより、車両が移動し始めた場合に電気式駐車ブレーキが自動的に締め直される。

装置１００のエラー
回転数センサ３００ａ〜３００ｄの電気供給は、この場合にも電圧供給部ＶＢ２を介して行われる。回転数信号の出力部は、外部で使用する場合には装置の内部から分離されている。内部の回転数信号の伝送を行ってもよいが、これらの回転数信号は計算装置１０や第１制御装置２０などの欠陥に基づいて処理されない場合もある。

回転数センサ３００ａ〜３００ｄの欠陥
この場合、ホイール回転数センサ装置に欠陥がある場合に他の回転数センサは影響を受けず、エラーの検出は装置１００において行われる。現在はこのような回転数検出システムでは、作動している３つの回転数伝達経路のみによって適切な対策を実現することもできるはずである。

好ましくは、本発明により、車両のホイール回転数情報の使用可能性を高めることが可能であり、駐車後に車両が移動し始めることを防止するために、制御器の起動源としてホイール回転数を用いることもできる。したがって、回転数センサ３００ａ〜３００ｄの持続的な電気供給のみが必要なので、例えば車両バッテリの電気的な負荷を、好ましくは上記制御器惰性運転時に低減することもできる。

好ましくは、方法は付加的な回転数センサを組み込む必要なしにホイール回転数情報の使用可能性を高めることを可能にする。さらに方法は従来の回転数センサによって実現可能である。

検出された個々のホイール回転数の損失は許容可能であると仮定される。好ましくは、個々の回転数伝達経路の間の反作用もしくは相互作用を防止することができる。

図４は、本発明による方法の実施形態の原理的なフロー図を示す。

ステップ５００では、自動車のそれぞれのホイールのための回転数検出装置３１ａ〜３１ｄによって回転数センサ３００ａ〜３００ｄの信号の読込みが行われる。

ステップ５１０では、読み込まれた信号が第１制御装置２０および装置１００の出力部Ａａ〜Ａｄに供給される。

方法および装置の一実施形態では、例えば自動車のカメラ信号および／または加速度センサの信号などの他の信号から速度信号の冗長検出を提供することも可能である。

一実施形態では、第２制御装置３０によって提供される回転数検出システムの上記機能を回転数センサ３００ａ〜３００ｄによって提供することも可能である。

一実施形態では、回転数検出システムの機能を受動的なホイール回転数センサの磁気誘導によって提供することも可能である。

一実施形態では、伝達経路個別の線路によってではなく、データバスによって回転数情報を装置２００に伝送することも可能である。

本発明は、好ましくは高度な自動運転を可能にし、ＡＢＳ／ＥＳＰシステムの故障時にも他の制御器にホイール回転数情報を供給することができ、この他の制御器がブレーキプロセスを制御する。

要約すると、本発明によって、自動車を運転するための装置および方法において、使用可能性が高い回転数検出装置が提供される。回転数検出装置の機能に冗長性があり、装置１００の機能に依存していないという事実に基づいて、どのような場合にもホイール回転数を他の制御器に伝送し、この制御器において使用することもできる。個々の回転数検出経路が冗長性を備え、互いに反作用を受けないことに基づいて、回転数検出装置の数を減じた場合にも最大限の機能を提供することができる。

具体的な実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されていない。専門家は、本発明の核心からそれることなしに、これまでに開示されていないか、または部分的にのみ開示された実施形態を実現するだろう。

Claims (10)

1. 自動車を運転するための装置（１００）であって、
   それぞれ１つの外部の回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）のための入力部（Ｅａ〜Ｅｄ）、
   第１制御装置（２０）と、
   第２制御装置（３０）であって、それぞれの回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）のための回転数検出装置（３１ａ〜３１ｄ）を備え、回転数検出装置（３１ａ〜３１ｄ）の回転数信号が前記第１制御装置（２０）および前記装置（１００）の出力部（Ａａ〜Ａｄ）に供給可能である第２制御装置（３０）と、
   ホイール回転数を検出可能な計算装置（１０）とを備え、
   前記回転数検出装置（３１ａ〜３１ｄ）が互いに機能的に分離されており、
   前記第２制御装置（３０）が前記第１制御装置（２０）および前記計算装置（１０）から機能的に分離されている、
   自動車を運転するための装置（１００）。
2. 請求項１に記載の自動車を運転するための装置（１００）において、
   それぞれの前記回転数検出装置（３１ａ〜３１ｄ）が接地接続部を備える装置（１００）。
3. 請求項１または２に記載の自動車を運転するための装置（１００）において、
   前記第２制御装置（３０）が前記計算装置（１０）から機能的に分離されている、
   自動車を運転するための装置（１００）。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車を運転するための装置（１００）において、
   前記第１制御装置（２０）のために設けられた電圧供給部（ＶＢ１）によって前記回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）に電気が供給可能であり、前記第１制御装置（２０）が故障した場合に、前記第２制御装置（３０）のために設けられた電圧供給部（ＶＢ２）によって前記回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）に電気が供給可能である、
   自動車を運転するための装置（１００）。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車を運転するための装置（１００）において、
   前記回転数検出装置（３１ａ〜３１ｄ）につき１つの独立した別個のＥＳＤ保護装置が設けられている、
   自動車を運転するための装置（１００）。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車を運転するための装置（１００）において、
   前記回転数検出装置によって検出された回転数信号が、前記第１制御装置（２０）および外部の装置（２００）に供給される、
   自動車を運転するための装置（１００）。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１００）によって自動車を運転する方法において、
   自動車のそれぞれのホイールのための回転数検出装置（３１ａ〜３１ｂ）によって回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）の信号を読み込むステップと、
   読み込まれた信号を前記第１制御装置（２０）および前記装置（１００）の出力部（Ａａ〜Ａｄ）に供給するステップと、
   を備える自動車を運転する方法。
8. 請求項７に記載の自動車を運転する方法において、
   電圧供給部（ＶＢ１）が故障した場合に、冗長的に発電する電圧供給部（ＶＢ２）によって前記回転数センサ（３００ａ〜３００ｄ）の電圧供給を引き受ける、
   自動車を運転する方法。
9. 請求項７または８に記載の自動車を運転する方法において、
   前記第１制御装置（２０）が停止された場合に、前記第２制御装置（３０）によって回転数信号を読み込み、前記第１制御装置（２０）に起動信号（Ｗ）を出力する、
   自動車を運転する方法。
10. 請求項７に記載の自動車を運転する方法を実行するためのコンピュータプログラム。

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