JPH07500063A - 車輪センサの故障を検出する回路構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車輪センサの故障を検出する回路構成 本発明は、電子式アンチロック制御機構及び／又はトラクションスリップ制御機 構を備える自動車のブレーキ装置用の車輪センサの故障を検出する回路構成に関 するもので、センサ信号を処理し評価する回路を有し、個々の車輪の速度、減速 度と加速度とを算出し、これらの値を互いに予め定められた閾値と比較し、セン サ故障に特有な信号又は信号の組合わせを検出した際、制御を少なくとも一時的 にオフにする。

個々の構成要素と、電子式に制御されるブレーキ装置の操作可能性との監視は非 常に重要である。すなわち、故障が検出された際、制御をオフにすることによっ てブレーキの従来の機能が保護される。多種多様なエラーが生じるので、実際に は制御装置は種々の措置によって監視される。例えば、テストパルスを規則的に 発生して、このパルスによる構成要素の反応を観察することは公知である。他の 観察方法は、装置内の電子式制御ユニットにおける分離した回路構成で並行して 信号処理を行ない、かくして発生された出力信号の一致を監視することである。

多数のエラーはいわゆる有効基準によって検出される。エラー検出のこの方法は 、故障のない装置では一定の測定値又は信号の組合わせが物理的に不可能である ので、万−生じれば、エラーを指摘する。しかし、多くの場合には、エラー機能 によって生起された信号を正しい制御信号と区別することは困難である。

幾種類かのエラーは、すべての公知の監視方法によっては確実に検出されず、又 は十分に迅速に検出されない。車輪センサの監視はこうした問題を含んでいる。

エラー信号が生じるのは、例えばエアギャップが大きすぎるとき、のこぎり状デ ィスクが緩むとき、のこぎり状ディスクが誤って取り付けられるとき、パルス発 生器の歯が部分的又は全体的に欠けているとき等である。このとき、例えば、車 両の始動の際にセンサ信号の発信のないことが車輪の停止又はセンサ車輪の欠陥 に因るか否かを検出することは困難である。この種の問題は当業者の間では「始 動時の検出」という概念で公知である。

欧州特許公報ＥＰＯＯ７５９３２Ｂ１から安全機能を有するアンチロック装置が 公知であり、該アンチロック装置では、安全装置動作中に起こり得ない信号の組 合わせが発生すると、一定の信号の組合わせが検出されてエラーが確認される。

故障によって生起された信号が一定の制御状況でも生じるからといって、一定の センサエラーがこのように確認されるものではない。

本発明の課題は、実際に生じる種々のセンサエラーを非常に迅速かつ確実に検出 し、この場合に制御をオフにすることによって従来のブレーキ機能を保護する回 路構成を開発することにある。

上記課題は冒頭に挙げられた種類の回路構成によって解決されることが明らかに なった。この回路構成の特性は、１個、２個又は３個の車輪における加速度測定 値がいわゆる超過速度閾値以下である場合、及び１個の残余の車輪又は残余の車 輪の少なくとも１個における速度測定値が下方の速度閾値以下である場合に、車 輪速度測定値が上方の速度閾値を上回るや否や、制御ユニットはオフにされるか 、停止されることである。

特に、車両が始動し、加速度が超過速度閾値以下である場合に、上記回路構成に よってセンサの故障が迅速に検出される。

こうした回路構成の好ましい実施例では、明らかな減速が生じるとき、すなわち 予め定められた減速限界値以下である車輪減速が生じるとき、２０乃至６０秒の 間の範囲、好ましくは約３０秒にある予め定められた短縮された時間を有する時 間監視が作動される。

例えば、超過速度で始動がなされる際、センサの故障を検出するために本発明に 基づく回路構成は、３個までの車輪における加速゛度測定値が超過速度閾値以上 である場合、及び残余の車輪の少なくとも１個における速度測定値が下方の速度 閾値以下である場合に、速度測定値が上方の速度閾値を上回るや否や時間監視が 作動され、時間監視によって予め定められた時間が経過した後に制御ユニットが オフとなるように設計されている。

本発明の他の好ましい実施例によれば、時間監視は、該時間監視が速度Ｍｊ定値 が上方の速度閾値を上回るときの時間間隔を累算して検出し、速度測定値が下方 の速度閾値を下回ると、時間監視は初期位置に戻されるように構成されている。

時間監視の時間要素は、上方の速度閾値を上回った後に速度測定値が前記閾値以 下に再度下がる位相において停止される。

従って、該位相は考慮されない。時間監視の所定の時間は１乃至３分の範囲、好 ましくは約２分にある。

更に、本発明の実施例によれば、少なくとも１個の車輪における加速度測定値が 超過速度閾値以上である場合、及び速度測定値が下方の速度閾値以下である場合 に、速度測定値が上方の速度閾値を上回るや否や、時間監視を作動させること、 及び最も速い車輪の一定又はほぼ一定の回転状況では、時間監視の時間を前記車 輪の加速度状況に応じて所定値だけ短縮することが規定されている。上方の速度 閾値の超過後の、最も速い車輪の速度の変化が０．１乃至０．２ｇ以下に測定さ れると、時間監視の時間が１０乃至５０秒の間の範囲の値、例えば約２０秒だけ 短縮される。上方の速度閾値を上回った後に、例えば±１ｇという予め定められ た限界値以上である加速度が発生すると、一定の車輪回転状況を検出するための 監視間隔の開始は前記加速度の発生の時点に移動される。

最後に、本発明の好ましい実施例は、上方の速度閾値の超過後、制御ユニットは 、時間監視の時間の間に個々の車輪の減速及び加速度に従って、かつすべり測定 値に無関係に、制御が切り換えられることにある。この位相では、制御は、例え ばセンサの故障によって引き起こされた誤ったすべり測定によって影響を受けな い。

本発明の他の特徴、利点及び用途は、本発明の一実施例と図とに基づいた以下の 説明から明らかとなる。

図１乃至６は、異なった状況における車輪加速度と、最も速い車輪と最も遅い車 輪との時間的推移の図、図７は、本発明に基づく回路構成の最重要な構成を示す ブロック図である。

図１に示した曲線の推移は、「超過速度なし」の始動過程に関する。最も速い車 輪の速度推移Ｖ　、最も遅い車ｍａｘ 輪の速度ｖ　、　、最も速い車輪の加速度ａＲ並びに速度ｍ　ｌ　ｎ 閾値及び加速度閾値が図示されている。ｒ　ａ　ｏ　Ｊはいわゆる超過速度閾値 を、ｒｖ　Ｊは下方の速度閾値を、「■、」は上方の速度閾値を表わしている。

本発明の実施例では、下方の速度閾値ｖ　＝５ｋｍ／ｈと、上方の速度閾値Ｖ　 １　＝　２０ｋ　ｍ　／　ｈとが選択される。超過速度閾値に対する代表的な値 はａ。−０，３ｇであろう。但し、ｒｇＪは重力加速度の定数を表わしている。

例、すなわち図１が関連している始動過程では、一定の車輪加速度ａ　が検出さ れるが、加速度閾値ａ。以下である。

車輪の速度特性曲線■　、　は下方の速度閾値Ｖ。に達しｍ　ｌ　ｎ ない。特性曲線ａＲは最も速い車輪の加速度を示す。この場合には、最も速い車 輪の速度■Ｒｍａｘが上方の速度閾値■１に達する時点ｔ１で、センサの故障の 発生が検出されるので、アンチロックφトラクションスリップ制御ユニットがオ フにされるか、又は制御が他の方法で防止される。すなわち、故障のない装置又 は故障のない車輪センサでは、こうした異なった車輪回転状況はあり得ないから である。

図２では、既述の閾値ａｖｖ　に加えて、下方の０°　０′１ 加速度閾値ｒ　ａ　Ｉ　Ｊが記されている。車両の始動の際、例えば、手動か自 動で駆動される伝動装置を高速に入れ替える際に「明瞭な」車輪減速、すなわち 時点ｔ２で閾値−ａ□を下回る車輪減速が生じるのが特徴的である。これは［直 立状態での超過速度」として解釈され、時間監視を短縮する。図２は、スイッチ ングオーバーや、氷片を踏み付けて通過する等によって引き起こされる状況にお ける典型的な車輪変動■Ｒｍａｘ　Ｒｍｉｎ及びａＲを示す・ 図３は「超過速度で」の始動に関する。１つの車輪、２つ又は３つの車輪では、 加速度ａ　は時点ｔ３で超過速度閾値ａｏを上回る。

同時に、少なくとも１つの車輪の速度Ｖ　、　はここでｍ１ｎ は５　ｋ　ｍ　／　ｈに定められた下方の速度閾値Ｖｏの下にある。

こうした信号変化は、 １．３つまでの欠陥のある（信号を発信しない）車輪速度センサによる始動過程 、 ２、低い摩擦係数を持つ路面上での直立の際の超過速度に基因するであろう。

従って、■　で表わされる速度を有する最も速い車ｍａｘ 輪が上方の速度閾値■　を上回る時点ｔ４では、本発明に基づいて、時間監視が 作動される。予め定められた時間、例えば２分で、一定の基準に従って短縮され る時間の経過後に、制御がオフにされる。何故ならば、車輪センサの故障の発生 が検出されたからである。

時間監視を説明するために時間尺度が図１乃至図３に比較して変化された図４の 始動状況においては、図３の例のように車輪加速度ａ　が時点ｔ５で超過速度閾 値ａ。を、最も速い車輪の速度■ＲｍａＸは時点ｔ　で上方の速度閾値■１を上 回る。従って、時間監視は時点ｔ６で始動される。（これに）対応しかつ時点ｔ ６で始動されたアキュムレータ又はタイムカウンタの内容■は同様に図４に示さ れている。カウンタが停止されるか、又はカウンタの内容が一定であるのは、図 ４の例のように、速度測定値■　が時点ｔ７で一時Ｒｍａｘ 的に上方の速度閾値■　以下に下がり、時点ｔ８で再度該閾値を上回る場合であ る。従って、ｔ７とｔ８の間のこの「時間の割込み」は、時点ｔ６での最初のエ ラー検出後に制御ユニットがオフされるまで、持続時間を延長する。

予め定められた時間Ｔが時点ｔ、で終了し、該時間Ｔは図示の例ではｔ７とｔ８ の間の時間差を加算した１分と２分の間である。この場合、時間Ｔは時間間隔Ｔ Ｉ＋Ｔ２により構成されている。

図５及び図６の図は、同様に、最も速い車輪の速度変動ＶＲｍａｘが該車輪の超 過速度を示す状態に関する。双方の場合に加速度ａＲはａＯの加速度閾値を上回 っている。上方の速度閾値ｖ１を上回る時点で開始し、かつ、この例ではまず１ 分と２分の間の数値に調節された監視時間Ｔをこのような場合に著しく減少する ことができるように、速度閾値Ｖ工を上回った後の速度変化ΔＶ／Δｔがかなり 粗いパターンで測定される。Δｔに対しては、例えば１乃至３秒、ここでは約２ 秒の量の時間間隔が選択される。例えば０．１乃至０．２ｇの所定値よりも少な い変化ΔＶ／Δｔが測定されると、このことはこの車輪の（はぼ）一定の回転状 況を示す。図５が関連するこの場合には、監視時間Ｔは１０と５０秒の範囲にあ る値、例えば約２０秒だけ短縮される。監視間隔を内の０゜１又は０．２ｇより 少ないこのわずかな速度変化すなわち減速は、定常又は準定常の走行の検出とし て解釈される。

粗い時間パターン又は監視間隔を内での速度変化のこうした測定に加えて、加速 度ｄ　ｖ　／　ｄ　ｔが測定される。このためには、例えば５と１０ミリ秒の間 にある動作計測内での速度変化が算出される。この定常又は準定常の走行中に加 速度の突然の変化が生じると（これは図６の例で時点”１３での場合である）、 監視間隔Δｔの開始は、速度閾値■１を上回った図６の時点ｔ１２から時点１３ に移動される。こうした短時間の大きな加速は、例えば、道路トラブル、滑り易 い氷で覆われた路面及び類似の状況に基づく。

図７は、本発明に基づく回路構成の最重要な構成の相互の接続を示している。車 輪センサＳ　乃至Ｓ４からの出力信号により次の評価回路１乃至４内でまず車輪 速度を表わす信号Ｖ　乃至Ｖ　Ｒ４が発生される。次に該信号からは、公知の方 法で、ＡＢＳ／ＡＳＲ論理回路５によって弁制御信号が発信され、ブレーキ圧力 変調のために弁構成部６に印加される。

速度信号の微分によって加速度信号ａ□乃至ａ４を得るために用いる回路７乃至 １０は、同様に図５に示されている。

こうした加速度信号は、ＡＢＳ／ＡＳＲ制御論理回路５と同様にセンサ故障の検 出のためにも必要である。従って、加速度信号ａ　乃至ａ４は、制御ユニットが エラーの場合に第フにされるまで、各々の状態に応じて予め定められた時間を定 める時間監視装置１１にも供給される。

更に、図７の本発明に基づく回路構成は、ある瞬間に最低の（１２）車輪速度■ 　、　又はある瞬間に最高の（１３）　１　ｎ 車輪速度■　を検出する回路１２．１３を有する。コｍａｘ ンバレータ１４では、最高の速度Ｖ　と最低の速度■ｍａｘ Ｒｍｉｎとが比較され、その次に時間監視装置１１の出力信号に応じて回路１５ 内で持続時間Ｔが定められ、該持続時間Ｔは上方の速度閾値ｖ１の超過から制御 のオフまで継続する。

従って、回路１５の出力信号は、時間要素部１６を介して主リレー１７に供給さ れ、該主リレー１７は最終的にセンサ故障の検知の際に制御をオフにする。

ある瞬間に最高の車輪速度Ｖ　を選択する回路１３ｍａｘ の出力信号は、更に、秒範囲にある予め定められた時定数を有するローパスフィ ルタ１８に供給される。回路１３の速度信号Ｖ　すなわち出力信号が定常又は準 定常の範囲にｍａｘ 移行スると、ローパスフィルタ１８によって時間短縮回路１９がセットされ、次 に時間要素部１６を制御し、制御がオフにされるまでこの状況で予め定められた 持続時間を予め定める。時間短縮回路１９の「リセット」は時間監視回路１１の 出力信号を評価する第２のローパスフィルタ２０により制御される。ローパスフ ィルタ２０の時定数はミリ秒の範囲、例えば５乃至１０ミリ秒の間にある。

車輪加速度を評価する時間監視装置１１の出力信号は、回路１５内でコンパレー タ１４の出力信号と比較され、かくして同様に時間要素部１６の制御のために用 いられる。

国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　パティステイク、イフィカドイツ連邦共和国、６０００　フラ ンクフルト／マイン　６０、ロスドル　ファー・シュトラーセ　１８

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．電子式アンチロック制御機構及び／又はトラクションスリップ制御機構を備 える自動車のブレーキ装置用の車輪センサの故障を検出する回路構成であって、 センサ信号を処理し評価する回路を有し、前記センサ信号は個々の車輪の速度、 減速と加速度とを算出し、これらの値を互いに予め定められた閾値と比較し、セ ンサ故障に特有な信号又は信号の組合わせを検出すると制御を少なくとも一時的 にオフにしてなる回路において、 １個、２個又は３個の車輪における加速度測定値（ａＲ）がいわゆる超過速度閾 値（ａ０）以下である場合、及び１個の残余の車輪又は残余の車輪の少なくとも １個における速度測定値（ＶＲｍｉｎ）が下方の速度閾値（ｖ０）以下である場 合に、車輪速度測定値（ＶＲｍａｘ）が上方の速度閾値（ｖ１）を上回るや否や 、制御ユニットはオフにされるか、停止されることを特徴とする回路構成。
2. ２．１個、２個又は３個の車輪における加速度測定値（ａＲ）が前記超過速度閾 値（ａ０）以下である場合、及び１個の残余の車輪又は残余の車輪の少なくとも １個における速度測定値（ＶＲｍｉｎ）が下方の速度閾値（ｖ０）以下である場 合に、明らかな減速が生じるとき、すなわち予め定められた減速限界値（一ａ１ ）以下である車輪減速（ａＲ）が生じるとき、予め定められた短縮された時間を 有する時間監視が作動されることを特徴とする請求項１に記載の回路構成。
3. ３．前記短縮された時間は２０乃至６０秒の間の範囲、好ましくは約３０秒にあ ることを特徴とする請求項２に記載の回路構成。
4. ４．１個、２個又は３個の車輪における加速度測定値（ａＲｎ）が前記超過速度 閾値（ａ０）以上である場合、及び１個の残余の車輪又は残余の車輪の少なくと も１個における速度測定値（ＶＲｍｉｎ）が下方の速度閾値（ｖ０）以下である 場合に、速度測定値（ＶＲｍａｘ）が上方の速度閾値（ｖ１）を上回るや否や（ ｔ４）、時間監視が作動されること、及び時間監視によって予め定められた時間 （Ｔ，Ｔ１＋Ｔ２）が経過した後に、前記制御ユニットがオフにされることを特 徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の回路構成。
5. ５．電子式アンチロック制御機構及び／又はトラクションスリッブ制御機構を備 える自動車のブレーキ装置用の車輪センサの故障を検出する回路であって、セン サ信号を処理し評価する回路を有し、前記センサ信号は個々の車輪の速度、減速 及び加速度を算出し、これらの値を互いに予め定められた閾値と比較し、センサ 故障に特有な信号又は信号の組合わせを検出すると制御を少なくとも一時的にオ フにしてなる回路において、 １個、２個又は３個の車輪における加速度測定値（ａＲ）が前記超過速度閾値（ ａ０）以上である場合、及び１個の残余の車輪又は残余の車輪の少なくとも１個 における速度測定値（ＶＲｍｉｎ）が下方の速度閾値（ｖ０）以下である場合に 、車輪速度測定値（ＶＲｍａｘ）が上方の速度閾値（ｖ１）を上回るや否や（ｔ ４）、時間監視が作動されること、及び時間監視によって予め定められた時間（ Ｔ，Ｔ１＋Ｔ２）が経過した後に、前記制御ユニットがオフにされることを特徴 とする回路構成。
6. ６．時間監視は速度測定値（ＶＲｍａｘ）が前記上方の速度閾値（ｖ１）を上回 るときの時間間隔（Ｔ１，Ｔ２）を累算して検出すること、及び前記速度測定値 （ＶＲｍａｘ）が前記下方の速度閾値（ｖ０）を下回ると、時間監視は初期位置 に戻されることを特徴とする請求項４又は５に記載の回路構成。
7. ７．時間監視の予め定められた時間（Ｔ，Ｔ１＋Ｔ２）は１乃至３分の範囲、好 ましくは約２分にあることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の 回路構成。
8. ８．１個、２個又は３個の車輪における加速度測定値（ａＲｎ）が前記超過速度 閾値（ａ０）以上である場合、及び速度測定値（ＶＲｍｉｎ）が前記下方の速度 閾値（ｖ０）以下である場合に、速度測定値（ＶＲｍａｘ）が前記上方の速度閾 値（ｖ１）を上回るや否や（ｔ４）、時間監視が作動されること、及び最も速い 車輪（ＶＲｍａｘ）の一定又はほぼ一定の回転状況では、時間監視の時間は前記 車輪の加速度状況に応じて所定値だけ短縮されることを特徴とする請求項４乃至 ７のいずれか１つに記載の回路構成。
9. ９．（ほぼ）一定の車輪回転状況の検出のために、前記上方の速度閾値（ｖ１） の超過後の最も速い車輪（ＶＲｍａｘ）の速度（△ｖ）の変化は、例えば数秒と いう予め定められた時間間隔又は監視間隔（△ｔ）で検出されることを特徴とす る請求項８に記載の回路構成。
10. １０．前記上方の速度閾値（ｖ１）の超過後の最も速い車輪の速度（ＶＲｍａｘ ）の変化（△ｖ／△ｔ）が約０．１乃至０．２ｇ以下に測定されると、時間監視 の時間（Ｔ）が１０乃至５０秒の間の範囲の値、好ましくは約２０秒だけ短縮さ れることを特徴とする請求項８又は９に記載の回路構成。
11. １１．例えば±１ｇという予め定められた限界値以上である加速度が発生すると 、一定の車輪回転状況を検出するための監視間隔（△ｔ）の開始は、前記加速度 の発生の時点（ｔ１３）に移動されることを特徴とする請求項８乃至１０のいず れか１つに記載の回路構成。
12. １２．前記上方の閾値（ｖ１）の超過後、制御ユニットは、時間監視の時間（Ｔ ）の間に個々の車輪の減速及び加速度に従って、かつすべり測定値に無関係に、 制御が切り換えられることを特徴とする請求項４乃至１１のいずれか１つに記載 の回路構成。