JP6554167B2 - エネルギー供給レベルを下回るパルスレベルによるエラー通報 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電流インタフェースからの、センサーに電気エネルギーを供給する信号内でエラー情報を送信する方法、その方法を実施する制御装置及びその制御装置を備えたセンサーに関する。

特許文献１により、個々の車輪の車輪回転数を検出する車輪回転数センサーを組み込んだ車両が周知である。それらの車輪回転数センサーは、能動的な車輪回転数センサーであり、伝送区間としてのケーブルを介して、車輪回転数の形のそれらの測定データを評価機器に伝送している。

ドイツ特許公開第１０２０１１０８０７８９号明細書 ドイツ特許公開第１０１４６９４９号明細書

本発明の課題は、前記の測定データの伝送を改善することである。

本課題は、独立請求項の特徴によって解決される。有利な改善構成は、従属請求項の対象である。

上位の受信機器とは、有利には、外部の受信機器であると理解し、特に、自動車のシステム又は自動車の制御システム、例えば、自動車のブレーキシステムなどの電子制御ユニット又は電子制御機器であると理解する。

本発明の一つの観点では、最小レベルでセンサーに電気エネルギーを供給するとともに、測定情報を伝送するように構成された、センサーと上位の受信機器の間で交換される信号内で、センサー内のエラーを記述したエラー情報を送信する方法は、
センサー内において、送信すべきエラーを検知する工程と、
センサーの電気エネルギーを消費する部品をスイッチオフする工程と、
最小レベルを下回るエラーレベルにより、このエラーを送信する工程と、
を有する。

ここで提示した方法は、より高い安全標準を遵守するために、誤った測定情報及びセンサー内部の信号処理におけるエラーを検知して、その情報を上位の受信機器で処理する際に相応に考慮するとの考えに基づいている。この誤った測定情報又はセンサー内部の信号処理におけるエラーの検知は、その測定情報を検出して、上位の受信機器に送信するセンサー内で実施することができる。しかし、ここで、コストの理由から、通常二本の配線を使用しており、それらの配線が、センサーへの電気エネルギーの供給と測定情報の交換の両方の役割を引き受けているとの問題が生じる。エラーを記述したエラー情報を同様に信号内に収容できるためには、受け入れられない電力消費量と関連するか、或いは機能ブロックの所定の基礎電力消費量を根拠としてはセンサーの標準動作時に起こり得ない標準的なユーザー領域外において、そのエラー信号用の信号状態を定義しなければならない。この最小レベルは、そのような基礎電力消費量を定義し、従って、センサーへの電気エネルギー供給に関する基礎消費レベル又はエネルギー供給レベルを表す。このセンサーが電流インタフェースと接続されている場合、この最小レベルは、例えば、標準化された標準電流レベルとして定義される。

この場合、ここで提示した方法は、センサーの誤動作時には、何れにせよ信頼できる測定情報を最早検出できず、その結果、受信機器により誤って利用される可能性が有るために実際には測定情報を最早伝送する必要が無いとの考えと関連する。この理由から、センサーのエラー状態では、所定の電子部品は、実際に全く動作させる必要もなく、従って、スイッチオフすることが可能である。この場合、そのようにして、センサーの電力消費量が低下し、その結果、この信号が、センサーの標準動作時に起こり得ない信号状態により、そのためエラーレベルによりエラー情報を伝送する場合でも、センサーの電気エネルギー供給が保証される。

誤動作時に、センサーの電気エネルギーを消費する少なくとも一つの部品をスイッチオフすることによって、測定情報と区別することができる、エラーを記述したエラー情報を受信機器に送信することができ、その結果、受信機器は、次に、センサーのエラーに対して相応に対処することができる。この場合、センサーの電気エネルギーを消費する部品は、任意に選定することができ、例えば、信号処理回路の測定情報を信号に書き込む部分を含むことができる。

ここで提示した方法の改善構成では、このエラーが、予め決められた時間長の間、エラーレベルに保持される一つのパルスにより送信される。このパルスをエラーレベルに保持することによって、受信機器は、それをエラー情報として一義的に定義し、それにより場合によっては起こる信号変動から区別することができる。

ここで提示した方法の追加の改善構成では、この測定情報は、最小レベルとこの最小レベルを上回る第二の測定パルスレベルの間の測定パルスにより信号内に記述することができる。このようにして、例えば、回転数センサーからの回転数などの時間に依存する測定情報を特に強靱な形態で伝送することができる。回転数が高くなる程、ここでは、予め決められた基準時間長の間に、より多くの測定パルスが発生する。この場合、回転数に基づき測定パルスを発生させることは、任意に行なうことができ、所定の測定方式に限定されない。

ここで提示した方法の特別な改善構成では、送信すべきエラーがセンサーで検知された場合、測定パルスの送信が抑制される。この場合、測定パルスを発生する、センサーの電気エネルギーを消費する部品は、ここで提示した方法の範囲内でセンサーの電気エネルギー消費量を低減するために、相応にスイッチオフすることができる。しかし、それは、センサーの電気エネルギー消費量を如何にして低減できるかの一つの可能性だけを示す。別の可能性は、例えば、エラー検知時に更なるエラー監視が不要であると判断される場合に、センサーのエラーを監視する部品をスイッチオフすることである。

しかし、誤動作時に測定パルスの送信が抑制された場合、ここで提示した方法の有利な改善構成では、誤動作時に、一つの測定パルスをそれぞれ送信する前に、送信すべきエラーが依然として存在するのかを調べることができる。この場合、本発明の目的に適うこととして、エラーを監視する相応の部品は、誤動作時にスイッチオン状態のままとすべきである。

それに代わって、或いはそれに追加して、ここで提示した方法の別の改善構成では、エラーレベルによるエラーの送信後に、センサーを新たにスタートさせることができる。このようにして、センサーの新たな初期化によって、エラーが除去されたのかを試すことができ、この場合、新たなスタート後に、機能全般が再びエラー診断のためにも完全に利用可能となる。このエラーが更に存在して、エラー監視により検出された場合、ここで提示した方法を新たに実施することができる。

更に別の改善構成では、ここで提示した方法は、
センサーの電気エネルギーを消費する部品をスイッチオフする前に、エラーをメモリに保存する工程と、
センサーの電気エネルギーを消費する部品をスイッチオフするために、メモリへの電気エネルギー供給を中断する工程と、
を有する。

この場合、本発明の目的に適うこととして、メモリは不揮発方式で実現される。ここで提示した方法を効果的に実施するために、メモリをスイッチオフすることによって、更なる電気エネルギー消費量を低減することができる。

本発明の別の観点では、制御装置は、ここで提示した方法の中の一つを実施するように構成される。

ここで提示した制御装置の改善構成では、ここで提示した装置は、メモリとプロセッサを有する。この場合、ここで提示した方法の中の一つは、コンピュータプログラムの形でメモリに保存されており、このコンピュータプログラムがメモリからプロセッサにロードされた場合に本方法を実施するプロセッサが配備される。

本発明の別の観点では、コンピュータプログラムは、このコンピュータプログラムがコンピュータ又はここで提示した制御装置の中の一つで実行された場合に、ここで提示した方法の中の一つの全ての工程を実施するためのプログラムコード手段を有する。

本発明の別の観点では、コンピュータプログラム製品は、コンピュータ読取可能なデータ媒体に保存されたプログラムコードを有し、このプログラムコードは、このコンピュータプログラム製品がデータ処理機器で実行された場合に、ここで提示した方法の中の一つを実施する。

本発明の別の観点では、センサーは、ここで提示した制御装置の中の一つを有する。

特別な改善構成では、ここで提示したセンサーが車輪回転数センサーである。

本発明の別の観点では、車両が、ここで提示した車輪回転数センサーの中の一つを有する。

上述した本発明の特性、特徴及び利点、並びにそれらを如何にして実現するのかとの実施形態は、以下における図面と関連して詳しく説明する実施例の記述を参照すると、より明らかに、かつより明確に理解される。

走行動特性制御部を備えた車両の模式図 図１の車両内の車輪回転数センサーの模式図 図２の車輪回転数センサーからの出力信号のグラフ図

図面では、同じ技術構成要素は、同じ符号を付与されており、一度だけ説明する。

周知の走行動特性制御部を備えた車両２の模式図を図示した図１を参照する。この走行動特性制御部の詳細は、例えば、特許文献１から読み取ることができる。

車両２は、シャーシ４と四つの車輪６を有する。別に図示されていない道路上において車両２の動きを遅くするために、各車輪６は、シャーシ４に対して固定位置でシャーシ４に固定されたブレーキ８によって速度を落とすことができる。

この場合、当業者に周知の通り、車両２の車輪６がそのロードホールディングを喪失して、それどころか、車両２が、例えば、アンダーステアリング又はオーバーステアリングにより、別に図示されていないハンドルにより規定される走行軌道から逸れて動くことが起こり得る。それは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）及びＥＳＰ（電子安定化プログラム）などの周知の制御系によって防止される。

この実施形態では、車両２は、そのために、車輪６の回転数１２を検出する回転数センサー１０を車輪６に備えている。更に、車両２は、例えば、縦揺れ速度、横揺れ速度、偏揺れ速度、横加速度、縦加速度及び／又は垂直加速度を当業者に周知の手法で検出できる、車両２の走行動特性データ１６を検出する慣性センサー１４を備えている。

コントローラ１８の形の評価機器は、検出した回転数１２と走行動特性データ１６に基づき、車両２が走行路においてスリップしているか、或いはそれどころか上記の所定の走行軌道から外れており、周知のコントローラ出力信号２０により、それに対して相応に対処するのか否かを当業者に周知の手法により決定することができる。そして、調整機器２２が、調整信号２４を用いて、スリップ及び所定の走行軌道からの逸脱に周知の手法により対処するブレーキ８などのアクチュエータを駆動するために、このコントローラ出力信号２０を使用することができる。

例えば、慣性センサー１４などの任意のセンサーに本発明を適用できる場合でも、図１に図示された回転数センサー１０に基づき、本発明を詳しく説明するものである。

図１の走行動特性制御部内の回転数センサー１０の中の一つの模式図を図示した図２を参照する。

この実施形態では、回転数センサー１０は、固定位置で車輪６に固定されたエンコーダディスク２６と固定位置でシャーシ４に固定された読取ヘッド２８を備えた能動的な回転数センサーとして実現されている。

この実施形態では、エンコーダディスク２６は、順番に並べられた磁石のＮ極３０と磁石のＳ極３２から構成され、これらの極は、協働して別に図示されていない変換磁界を励起する。車輪６に固定されたエンコーダディスク２６が、車輪と共に回転方向３４に回転すると、変換磁界がそれと同期して回転する。

この実施形態では、読取ヘッド２８は、エンコーダディスク２６により励起される変換磁界の角度位置に応じて電気抵抗を変化させる磁気歪み部品である。

この回転数１２を検出するために、エンコーダディスク２６の角度位置の変化が、そのため読取ヘッド２８の電気抵抗の変化が検出される。そのために、読取ヘッド２８は、例えば、周知のブリッジ回路などの別に図示されていない抵抗測定回路に周知の手法で接続することができる。この読取ヘッド２８の電気抵抗に応じて、以下において、回転数変換信号３６と称する周期的な出力信号が抵抗測定回路内に発生する。読取ヘッド２８の後に設置された信号処理回路３８において、この回転数変換信号３６に基づき、図３に図示された通りの回転数１２に依存するパルス信号４０を発生して、コントローラ１８に出力することができる。それに関しては、並びに能動的な車輪回転数センサーの更なる背景情報に関しては、例えば、特許文献２などの関連する従来技術を参照されたい。

以下において、パルス信号４０が測定パルス４２と共に信号４４対時間４６グラフにプロットされた図３に基づき、信号処理回路３８内でのパルス信号４０の発生を短く更に説明する。この場合、信号４４を、そのためパルス信号４０を電流信号とすることができる。周波数変調自体は、上記の回転数センサー１０での測定方法により既に実施されており、信号処理回路３８のパルス発生器４７で測定パルス４２を発生させて、混合器４９によりパルス信号４０に更に変調することができる。

これらの測定パルス４２は、所定の基準信号値４８を基準点として所定の第一の高さ５０を有する。周波数変調の枠組みにおいて、時間４６に関する測定パルス４２の数は、回転数１２に対応する伝送すべき測定値により決まる、即ち、測定パルス４２の数は、回転数１２の上昇と共に増加する。従って、図３では、回転数１２が時間４６に関して低下し、所定の時間期間の間における測定パルス４２の数が減少する状態のパルス信号４０が図示されている。

この実施形態の範囲内では、測定パルス４２の発生に必要な電気エネルギー５０が、電気エネルギー供給回路５２から、別途述べるブレーカ５３の形のスイッチを介して供給される。この電気エネルギー供給回路５２は、そのために必要な入力エネルギー５４をパルス信号４０から取得しており、必要な入力エネルギー５４は、周知の手法でコントローラ１８からのパルス信号４０により、例えば、オフセット電流の枠組みにより供給される。

この信号処理回路３８は、更に、エラー監視機器５６を有する。このエラー監視機器５６の役割は、誤った機能を検知して、コントローラがそれに対して相応に対処できるように、コントローラ１８に通報することである。コントローラ１８が、図１に基づき説明した走行動特性制御部において、誤った回転数センサー１０の測定パルス４２により、例えば、存在しない偏揺れ速度を誤って解釈し、それにより、車両２がその垂直軸の周りを回転する可能性が有る。その場合、コントローラ１８が、存在しない偏揺れ速度に対抗するために、制御出力信号２０により介入して、車両２に偏揺れ挙動を引き起こしてしまうこととなる。それは、交通を大きな危険に晒すこととなるので、誤った回転数センサー１０を検知すべできあり、そのために、それぞれエラー監視機器５６が存在する。

このエラー監視機器５６も、電気エネルギー供給回路５２からの電気エネルギーにより動作する。このエラー監視機器５６は、例えば、周知のウォッチドッグ機器として実現して、回転数センサー１０の機能を分析し、そのセンサーをエラーに関して監視することができる。エラーが発生した場合、エラー監視機器５６は、一つのエラーパルス５８を出力し、このエラーパルスは、混合器４９によって、同じくパルス信号４０として更に変調することができる。

コントローラ１８がエラーパルス５８をそのようなパルスとして識別することができるようにするためにも、それに対して、測定パルス４２の高さと異なるエラーパルスの高さ６０を選定することができる。コントローラ１８が良好に検知できるように、エラーパルス５８は、基準信号値４８を下回って、所定の継続時間６２の間、そのレベルに保持されるべきである。この継続時間６２は基本的に任意に設定できる。しかし、この継続時間は、コントローラ１８が偶然の信号値変動からエラーパルス５８を一義的に区別できるような長さで続くべきである。

この場合、エラーパルス５８がそのエラーパルスの高さ６０により入力エネルギー５４を低下させることが問題である。本発明の目的に適うこととして、この基準信号値４８は、回転数センサー１０と、特に、信号処理回路３８の全ての部品の持続的な電気エネルギー供給が保証されるような最小信号値又は最小レベルとして選定される。エラーパルス５８の場合のように、パルス信号４０が基準信号値４８を持続的に下回った場合、回転数センサー１０と、特に、信号処理回路３８への電気エネルギー供給を一緒に中断することができる。

誤動作時に、測定パルス４２を測定技術的に使用することは問題であるので、この実施形態の範囲内では、回転数センサー１０と、特に、信号処理回路３８の電気エネルギー消費量を低下させることを提案する。そのために、例えば、エラーパルス５８により、ブレーカ５３を駆動させる。しかし、それに代わって、エラー監視機器５６が、好適な信号によりブレーカ５３を駆動することもできる。このようにして、パルス発生器４７への電気エネルギー供給５０が中断されて、測定パルス４２の発生が停止される。その結果、回転数センサー１０の電気エネルギー消費量とその機能が、低下するとともに、エラーパルス５８によりパルス信号４０が基準信号値４８を下回るにも関わらず更に保証されることとなる。

この場合、エラーの除去を調べるために、継続時間６２の終了時に、エラーパルス５８に基づき、回転数センサー１０の新たなスタート６３を開始することもできる。この新たなスタート６３により、エラーパルス５８を送信するために継続時間６２を自動的に終了することができる。それに代わって、或いはそれに追加して、図２にだけ示されたメモリ６４にエラーを保存することもできる。

Claims (10)

1. 最小レベル（４８）でセンサー（１０）に電気エネルギーを供給（５４）するとともに、測定情報（４２）を伝送するように構成された、センサー（１０）と上位の受信機器（１８）の間で交換される信号（４０）内で、センサー（１０）内のエラーを記述したエラー情報（５８）を送信する方法において、
   このセンサー（１０）内において、送信すべきエラーを検知する工程（５６）と、
   このセンサー（１０）の電気エネルギー（５０）を消費する部品（４７）をスイッチオフする工程（５３）と、
   この最小レベル（４８）を下回るエラーレベル（６０）によりエラー情報（５８）を送信する工程と、
   を有する方法。
2. 該エラー情報（５８）が、所定の時間長（６２）の間、該エラーレベル（６０）に保持された一つのパルスにより送信される請求項１に記載の方法。
3. 該測定情報（４２）が、該最小レベル（４８）と該最小レベル（４８）を上回る第二の測定パルスレベル（５０）の間の測定パルスによって該信号（４０）内に記述される請求項１又は２に記載の方法。
4. 送信すべきエラーがセンサー内で検知された場合に、測定パルスの送信を抑制する工程を有する請求項３に記載の方法。
5. 送信すべきエラーが検知された場合に、一つの測定パルスをそれぞれ送信する前に、送信すべきエラーが依然として存在するか否かを調べる請求項４に記載の方法。
6. 該エラーレベル（６０）によりエラー情報（５８）を送信した後、センサー（１０）を新たにスタート（６３）させる工程を有する請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. センサー（１０）の電気エネルギー（５０）を消費する部品（４７）をスイッチオフする前に、エラー情報（５８）をメモリ（６４）に保存し、このセンサー（１０）の電気エネルギー（５０）を消費する部品（４７）をスイッチオフすることが、このメモリ（６４）への電気エネルギー（５０）の供給を中断することを含む工程を有する請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 該センサー（１０）の電気エネルギー（５０）を消費する部品（４７）が、該信号（４０）に測定情報（４２）を書き込む（４９）ための信号処理回路（３８）の部分を含む請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法を実施するための制御装置（３８）。
10. 請求項９に記載の制御装置（３８）を備えたセンサー（１０）、特に、車輪回転数センサー。

Images