(57)【要約】【課題】車両のブレーキ装置のための改善された電子制御システムを提供する。【解決手段】車両のブレーキ装置のための電子制御システムは、ドライバーの制動意図を測定するための、エラーを許容するように構成されたドライバーの意図を測定するモジュール（１０）と、車輪ブレーキを制御するための少なくとも２つのブレーキ回路モジュール（１、２）を備え、各々のブレーキ回路モジュール（１、２）に少なくとも１つの電気的に制御可能なブレーキアクチュエータが割り当てられている。各々のブレーキアクチュエータに、構造的にも又論理的にも、アクチュエータに特有の制御機能及び／又はセンサに特有の評価機能を実行するためのローカル電子ユニットが割り当てられており、ローカル電子ユニットが、ローカルブレーキ回路データバスを介して、その時々のブレーキ回路のブレーキ回路モジュールと結び付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバーの制動意図を測定するための、エラーを許容するように構成されたドライバーの意図を測定するモジュール（１０）と、車輪ブレーキを制御するための少なくとも２つのブレーキ回路モジュール（１、２）を備え、各々のブレーキ回路モジュール（１、２）に少なくとも１つの電気的に制御可能なブレーキアクチュエータが割り当てられている、特に車両のブレーキ装置のための電子制御システムにおいて、
各々のブレーキアクチュエータに、構造的にも又論理的にも、アクチュエータに特有の制御機能及び／又はセンサに特有の評価機能を実行するためのローカル電子ユニットが割り当てられており、該ローカル電子ユニットが、ローカルブレーキ回路データバスを介して、その時々のブレーキ回路のブレーキ回路モジュールと結び付けられていること、
を特徴とする車両のブレーキ装置のための電子制御システム。
【請求項２】
その時々のブレーキアクチュエータのセンサ信号と該ブレーキアクチュエータがブレーキ力を加えている少なくとも１つの車輪のセンサ信号とが、ローカル電子ユニットによって測定され、且つデジタル信号として、必要の場合には、ブレーキ回路データバスを介してブレーキ回路モジュールの利用に供されることを特徴とする請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項３】
少なくとも１つのブレーキ回路のブレーキアクチュエータが、電気機械式のアクチュエータとして電子的に整流されるモータを用いて組み立てられており、その際ローカル電子ユニットにおいてモータの整流が行われることを特徴とする請求項１または２に記載の電子制御システム。
【請求項４】
ローカル電子ユニットおよびその付属のセンサの電気的なエネルギーの供給が、ブレーキ回路データバスまたは物理的な媒体を介して行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子制御システム。
【請求項５】
ブレーキ回路モジュールが、エラーを許容する通信システムを介して、ドライバーの意図を測定するモジュールと、上位のブレーキ制御機能を算定するための現存のオプションの制御モジュールとに結び付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電子制御システム。
【請求項６】
車両ブレーキ装置の制御モジュールが、車両データバスとして設計されているエラーを許容する通信システムを介して、他の電子的制御システムの制御モジュールと結び付けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子制御システム。
【請求項７】
ドライバーの意図を把捉するモジュールで、ドライバーの運転意図及び／又は補助ブレーキの操作意図と並んで、追加として、操舵意図、走行ギヤ段階の選択、駆動出力意図のうち、少なくとも１つのドライバーの意図を表す値が測定され、且つこのドライバーの意図を表す値が、通信システムを介して、調整のために対応する制御モジュールに送られることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電子制御システム。
【請求項８】
ビークルダイナミクスモジュールで、ビークルダイナミクス的な限界状況の際に、例えば可変ステアリングギヤのような快適機能の働きの下に、ドライバーの操舵意図の修正が行われることを特徴とする請求項６または７に記載の電子制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、車両のブレーキ装置のための電子制御システムに関する。
【０００２】
従来の技術
その様な電子制御システムは、ＤＥ Ａ １９６ ３４ ５６７（米国特許第５，９５２，７９９号）から、自動車のための電子式ブレーキシステムの例によって知られている。そこに記載されている制御システムは、ドライバーの意図を測定するための制御モジュールと、車両の車輪上でのブレーキ力を調整するための制御モジュールとを備えており、その際その様な一つの制御モジュールが、好ましくは、車軸（アクスル）方向或いは対角線方向に統合された、一つのグループの車輪ブレーキを操作する。ドライバーの意図を測定する制御モジュールをブレーキ力調整のための制御モジュールと結び付けるために、少なくとも１つの通信システム（バスシステム）が備えられている。故障の際に、ブレーキシステムの少なくとも一部の動作可能性を確保することができるようにするために、ドライバーの意図を測定する制御モジュールとブレーキ力を調整する制御モジュールとの間に、上記の通信システムから独立した別の通信接続線が備えられている。
【０００３】
車輪ブレーキを操作するアクチュエータ（例えば、電動モータ）を制御するためのパワーエレクトロニクスは、構造的に、ブレーキ力を調整するための制御モジュールに組み込まれている。これによって、制御装置からブレーキアクチュエータへのクロック制御された電流の伝達が必要となるが、該伝達の際には、かなりのＥＭＶ問題（電磁的適合性の問題）が発生することがある。この理由から、ＤＥ Ａ １９８ ２６ １３１ には、パワーエレクトロニクスが組み込まれた制御モジュールは、それぞれ唯一つのブレーキアクチュエータしか制御せず、又これによって場所的に当該アクチュエータの近くに配置されるということが述べられている。しかしながら、このことは、制御モジュールの数に関しては不利に働き、また、各々の制御モジュールは少なくとも１つのマイクロコンピュータを備えているので、全制御システム中のマイクロコンピュータの数に関しても不利に働くことになる。
【０００４】
発明の利点
一方で、制御機能と調整機能とをハードウェア側で分離することによって、又他方で、アクチュエータに固有の制御機能と評価機能とを分離することによって、電磁的障害を減らすことと、制御モジュール及び／又はマイクロコンピュータの数を他のやり方と比較して少なくするということの背反的目標が解決される。
【０００５】
電磁的有害放射に関して言えば、コントロールアルゴリズムと各々のブレーキ回路の監視機能がブレーキ回路制御モジュール（ブレーキモジュール）で行われる一方、アクチュエータに固有の制御機能及び評価機能が構造的にアクチュエータに組み込まれているローカルユニット（車輪モジュール或いはアクスルモジュール）によって実行されるようにすると、特に有利である。
【０００６】
それぞれのブレーキ回路制御モジュールと、それに割り当てられたアクスルモジュール或いは車輪モジュールとの間で、固有の通信システムを使用することによって、これらの要素間に明確に仕様を定められたインタフェースが用意される。このことは、例えば使用されているアクチュエータのモータ形式のために、アクスルモジュール或いは車輪モジュールのハードウェア構成要素の特殊な構成を有利なやり方で可能にする一方、ブレーキモジュールは、統一的に様々のアクチュエータ構想のために使用することができる。
【０００７】
有利なやり方によれば、ブレーキモジュールは、ドライバーの意図の測定及び／又は安定性コントロールのためのモジュールを備えた別の通信システム、例えば上位に置かれた車両インフラストラクチャー（下部構造）バスと結び付けられている。好ましい一実施例では、上記の通信システムに対して更に他の電子システム、例えばステアリング・バイ・ワイヤ（電子制御方式による操舵）システム、シフト・バイ・ワイヤ（電子制御方式による変速操作）システム、ドライブ・バイ・ワイヤ（電子制御方式による運転）システム等、が結合されている。
【０００８】
データ通信を幾つかの通信システムに分割することによって更に、個々の通信システムにおけるデータ干渉が低減されるので、より短いクロックサイクルを実現することができる。このことは、特に、分割されたコントローラとそこで達成可能なコントロール精度及び／又はコントロールダイナミクスに対して有利な影響を与える。
【０００９】
特に有利なことは、車両内に複数の制御システムがある場合、上述の分割と結合によって、個々のシステムの間に相乗効果が生まれるということである。何故なら、これ等の資源が共通して利用されるからである。例えばエラーを許容するように作られた、ドライバーの意図を測定する制御モジュールは、操舵意図、ギヤの変速段階の選択、駆動ユニットに対する出力要求等、の測定と評価をも一緒に引き受けることが可能である。
【００１０】
更に幾つかの部分システムによるネットワークは、新しい車両機能、例えば複合されたブレーキ及び操舵への介入によるビークルダイナミクスコントロール、ストップ・アンド・ゴー（のろのろ運転）走行機能等の実現を容易化する。
【００１１】
その他の利点は、実施例についての以下の説明から或いは特許請求の範囲の記載から明らかとなる。
本発明は、図面に示された実施例に基づいて以下に詳しく説明される。
【００１２】
実施例の説明
図示されているブレーキ・バイ・ワイヤ（電子制御方式によるブレーキ）シスは、２回路ブレーキシステムであり、各々のブレーキ回路は、少なくとも１つのブレーキモジュール１及び２と、少なくとも１つの電気的に制御されるブレーキアクチュエータ３、４、５、６から構成されている。図には、好ましい実施例として、各々の車輪に一つのその様な車輪モジュールが割り当てられた解決策が示されている。別の実施例では、１つのアクスル上の車輪ブレーキの制御のためのアクチュエータが１つの車輪モジュールにまとめられているので、この実施例の場合には、四輪二車軸の車両の場合には、２個の車輪モジュール（いわゆる、アクスルモジュール）しか備えられていない。各々の車輪モジュール或いはアクスルモジュールは、１つ（アクスルモジュールの場合には、２つ）のブレーキアクチュエータ３ａ、４ａ、５ａ、６ａを含んでおり、これ等のブレーキアクチュエータは、電気機械式ブレーキ設備の好ましい実施例では、増速歯車装置付きの電動モータとして作られている。更に、車輪モジュール或いはアクスルモジュールは、車輪の上で及び／又は車輪ブレーキの上で測定すべき量、例えば回転数、速度、ブレーキ力、ブレーキトルク等、を測定するセンサ装置３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂを備えている。各々の車輪モジュール或いはアクスルモジュールは更に、特にブレーキアクチュエータ、とりわけ最終段のための制御電子装置を含んでいるローカル電子ユニット３ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃを含んでいる。
【００１３】
車輪モジュール或いはアクスルモジュールは、通信システム７又は８を介して、関連のブレーキ回路に対応してブレーキモジュール１或いは２と結び付けられている。車輪モジュールは、通信システム７又は８を介して、測定されたセンサ信号を伝達する一方、車輪モジュールに対して、制御信号がブレーキモジュールから送られる。最終段（３ｃから６ｃまで）の枠組みの中では、車輪モジュール或いはアクスルモジュールが、ブレーキモジュールの制御信号を車輪ブレーキのアクチュエータのための制御電流へ変換する。好ましい実施例では、アクチュエータは電子的に整流されたモータである。上述の仕様を定められたインタフェースとアクチュエータのための制御エレクトロニクスの場所的配置の故に、特にその時々のモータに合わせて構成されたハードウェア構成要素を使用することができ、それによってブレーキモジュールでハードウェアの変更が必要となるということもない。
【００１４】
通信システムとは、デジタルデータ伝送のためのバスシステム（例えば、ＣＡＮ或いはこれに類似したバスシステム）であると理解される。
別の実施例では、上述の電動ブレーキアクチュエータの代わりに、弁及び／又はポンプを用いて、ブレーキ力を（液圧的、空圧的）圧力媒体を介して発生させるアクチュエータが用いられる。
【００１５】
上に述べられた様に、ブレーキ回路のブレーキモジュールは、上に略示されたブレーキ回路データバス７、８を介して、該モジュールに割り当てられているブレーキ回路の車輪モジュール或いはアクスルモジュールと結び付けられている。このデータバスは、オプションとして車輪モジュールの電気構成要素と車輪モジュールに割り当てられているセンサ装置の電圧供給をも引き受ける。アクチュエータのエネルギー供給自体は、直接それぞれの出力最終段に送られる。図示されている好ましい実施例の場合には、第一のブレーキ回路のアクチュエータは、エネルギー回路Ｅ１から電流を供給され、第二のブレーキ回路のアクチュエータは、エネルギー回路Ｅ２から電流を供給される。
【００１６】
少なくともそれぞれ１つのマイクロコンピュータを含んでいる、それぞれのブレーキ回路のブレーキモジュール１、２では、ブレーキ回路に割り当てられているアクチュエータのコントロール、センサ信号の評価、及びこのブレーキ回路のためのセンサ信号と制御信号の監視のための尤度（ｐｌａｕｓｉｂｉｌｉｔｙ）の評価が行われる。その際、好ましい実施例では、ブレーキモジュールは両方のエネルギー回路Ｅ１及びＥ２から電圧を供給され、その際一方のエネルギー回路が故障すると、もう一方の回路へ切り替えられる。ブレーキモジュールでは、割り当てられている車輪モジュール或いはアクスルモジュールのために、車輪ブレーキのためのガイド量或いは調整量が求められ、これ等の値が、ブレーキ回路データバスを介して、車輪モジュール或いはアクスルモジュールに送られる。好ましい実施例では、車輪ブレーキに加えられる引張り力或いはブレーキトルクがコ調節される。その際、この調節アルゴリズムは、ブレーキモジュールのマイクロコンピュータで計算され、コントローラ出力信号、即ち調整量が、車輪モジュール或いはアクスルモジュールへ送られる。更にブレーキモジュールでは、車輪モジュール或いはアクスルモジュールで求められたセンサ信号が評価され、また引き続いて処理され、その際車輪モジュール或いはアクスルモジュールでは、少なくとも部分的には、センサによって測定された信号が処理され、デジタル化され、且つブレーキ回路データバスを介して、ブレーキモジュールに送られる。そのようなセンサ信号の例には、車輪ブレーキの領域内の力センサの信号、ブレーキトルクを測定するためのトルクセンサ、回転数センサ、タイヤの変形を測定するセンサの信号等がある。別の実施例で例え全てのセンサの値が車輪モジュール或いはアクスルモジュールで決定されなくても、ブレーキモジュールには対応するセンサ信号入力が用意されている。
【００１７】
センサ信号は、ブレーキモジュールで準備され、又場合によっては、例えば信号検査の枠組みの中で、エラーがないかどうか調べられる。更に、求められたセンサ信号と制御信号との尤度検査が行われ、その際、例えば時間的境界条件の枠組みの中で対応する制御信号が出力される場合には、センサ信号の対応する変更が確認されなければならない。
【００１８】
ブレーキモジュールは、少なくとも１つの別の通信システム９（該システムは、好ましい一実施例では、車両のインフラストラクチャーバスとなっている）を介して、ドライバーの意図の測定（１０）及びビークルダイナミクスコントロール１１のための更に別のモジュールと結び付けられている。その上、好ましい一実施例では、この通信システム９（該システムは、安全上の理由から冗長システムとして作ることもできる）に対しては、ステアリング・バイ・ワイヤ（電子制御方式による操舵）システム等、他の制御システムを表している、他のモジュール１２、１３、１４が結び付けられている。
【００１９】
通信システム９とブレーキ回路データバスは、一実施例では、異なる速度で及び／又は異なる通信プロトコルに従って作動する。
ドライバーの意図を測定するモジュール１０は、入力信号１０ａから１０ｆまでを介して、補助ブレーキ１５並びに主ブレーキペダル１６の操作信号を測定する。測定された操作量をベースとして、モジュール１０がドライバーの意図を形成し、形成された意図が、例えば車両のアクスルのためのブレーキ力基準値として、ブレーキモジュール１及び２に対して、又ビークルダイナミクスコントロール１１に対して、引き渡される。ビークルダイナミクスコントロールは、必要の際には、例えば電子式的走行安定プログラム、アンチブロッキングコントローラ、或いはアンチスリップコントローラの枠組みの中で、個別車輪の制動基準値のためのドライバーの意図基準値を変調し、更にこのドライバーの意図基準値が調整のために通信システム９を介してブレーキモジュール１及び２に伝えられる。その際モジュール１０及び１１は、同じく場合によっては切り替え可能な手段で２つのエネルギー回路Ｅ１及びＥ２からエネルギーを供給される。
【００２０】
データ伝達を、２つの通信レベルに且つそれと共に少なくとも３つのデータバス（例えば、１つの車両バス、２つのセンサバス）に分割することによって、個々の通信システムにおける通信関連機器の数が、従来からのシステムアーキテクチュアに比べて減少される。これによって、全体として同じデータ量の場合に、個々のデータバスについてクロックレートをより高くすることが可能となる。
【００２１】
一実施例では、車両インフラストラクチャーバス９には、ステアリング・バイ・ワイヤ（電子制御方式による操舵）、アクティブ・ボディー・コントロール、シフト・バイ・ワイヤ（電子制御方式による変速操作）等の、他のシステムが結合されている。資源の共同利用によって、独立したブレーキシステム或いは操舵システムと比べて相乗効果を生み出すことができる。更に、個々のシステムのネットワーク化によって、新しい車両機能をより容易に実現することが可能になるか或いは全く初めて可能となる。
【００２２】
その場合、重要な潜在的相乗効果は、安全性或いはエラー許容度に関して高い要求を持つ諸機能の統合によって得られる。例えば、制動意図の測定、操舵意図の測定、ギヤのシフト段階の選択、駆動ユニットの制御のためのドライバーの意図の測定を、エラー許容度を持つように作られた一つの中央ドライバー意図測定モジュール（図では、例えばモジュール１０）で統合することができる。ビークルダイナミクスモジュール１１では、ブレーキ力配分のような上位に配置されているブレーキコントロール機能と並んで、ロック防止コントローラ、トラクションコントローラ、及び、ビークルダイナミクス的な操舵への介入、可変ステアリングギヤ等の機能に基づいた電子的走行安定プログラム、及びブレーキ、操舵、ギヤ、エンジン制御等のための基準値を走行状態に応じて修正するためのその他の機能を実行することができる。車両上に備えられている、ドライバーのための情報を表示するための制御モジュール（コックピットモジュール）は、ブレーキモジュールの動作状態信号に基づいて、ドライバーにブレーキシステムの作動状態及びエラー状態を知らせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の原理を実現する、ブレーキ・バイ・ワイヤ（電子制御方式によるブレーキ）システムの概略接続図を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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