(57)【要約】  本発明は、車両のためのインターフェース要素（６０；６０’）であって、当該インターフェース要素（６０；６０’）は、電子コンポーネントを含み、前記電子コンポーネントは、車両（Ｎ）の少なくとも１つのデータインターフェースへの少なくとも１つの接続部（６２；６２’）を有し、前記接続部（６２；６２’）は、前記電子コンポーネントを制御するための、測定データおよび／または開ループ制御データおよび／または閉ループ制御データを交換するために適しており、かつそのように構成されており、前記電子コンポーネントは、少なくとも１つの組み込まれた測定ユニットおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットをさらに有する、インターフェース要素（６０；６０’）に関する。本発明はさらに、少なくとも１つのこのようなインターフェース要素（６０；６０’）を有する車両、とりわけ商用車（Ｎ）または鉄道車両に関すると共に、車両、とりわけ商用車（Ｎ）または鉄道車両を、少なくとも部分的に開ループ制御および／または閉ループ制御または監視するための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両、とりわけ商用車（Ｎ）のためのインターフェース要素（６０；６０’）であって、
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、電子コンポーネントを含み、
前記電子コンポーネントは、車両（Ｎ）の少なくとも１つのデータインターフェースへの少なくとも１つの接続部（６２；６２’）を有し、
前記接続部（６２；６２’）は、前記電子コンポーネントを制御するための、測定データおよび／または開ループ制御データおよび／または閉ループ制御データを交換するために適しており、かつそのように構成されており、
前記電子コンポーネントは、少なくとも１つの組み込まれた測定ユニットおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットをさらに有する、
インターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項２】
前記組み込まれた測定ユニットおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、マイクロコントローラ（７０；７０’）であるか、またはマイクロコントローラ（７０；７０’）を含む、
請求項１記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項３】
前記組み込まれた測定ユニットおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、プロセッサおよび／または集積回路および／または少なくとも１つのデータインターフェースをさらに含む、
請求項２記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項４】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、差込要素として構成されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項５】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、ケーブル内に構成されているか、またはケーブル要素として、とりわけ接続ケーブルとして構成されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項６】
前記電子コンポーネントは、水密に保護されるように構成されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項７】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、センサに接続可能であるか、またはセンサに接続されている、
請求項１から６までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項８】
前記センサは、車輪回転数センサである、
請求項１から７までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項９】
前記インターフェース要素（６０’）は、アクチュエータに接続可能であるか、またはアクチュエータに接続されている、
請求項１から８までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０’）。
【請求項１０】
前記接続部（６２；６２’）は、ケーブル接続による接続部であるか、またはケーブル接続による接続部を含む、
請求項１から９までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１１】
前記接続部（６２；６２’）は、無線接続部であるか、または無線接続部を含む、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１２】
前記接続部（６２；６２’）は、光学的な接続部であるか、または光学的な接続部を含む、
請求項１から１１までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１３】
前記接続部（６２；６２’）は、磁気的な接続部であるか、または磁気的な接続部を含む、
請求項１から１２までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１４】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、外部のエネルギ供給源に接続可能であるか、または外部のエネルギ供給源に接続されている、
請求項１から１３までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１５】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、内部のエネルギ供給源に接続可能であるか、または内部のエネルギ供給源に接続されており、
とりわけ、前記内部のエネルギ供給源は、バッテリであるか、またはバッテリを含む、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１６】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、フリート管理システムおよび／またはモバイル端末への、とりわけスマートフォンおよび／またはタブレットＰＣへのインターフェースを有する、
請求項１から１５までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１７】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、暗号化された通信プロトコルシステムを有し、
前記暗号化された通信プロトコルシステムは、前記通信プロトコルシステムによって前記インターフェース要素（６０；６０’）がデータを交換するように、または交換可能となるように構成されている、
請求項１から１６までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１８】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、監視ユニットを有し、
前記監視ユニットによって、車両の動作状態を監視するための連続的に受信される測定信号（Ｍ）を、自動的に監視することが可能である、
請求項１から１７までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項１９】
前記インターフェース要素（６０；６０’）は、信号調整ユニットを有し、
前記信号調整ユニットによって、前記インターフェース要素（６０；６０’）および前記車両（Ｎ）において測定信号および／または開ループ制御信号および／または閉ループ制御信号を調整すること、および／または妥当化することが可能である、
請求項１から１８までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）。
【請求項２０】
請求項１から１９までのいずれか１項記載の少なくとも１つのインターフェース要素（６０；６０’）を有する車両、とりわけ商用車（Ｎ）または鉄道車両。
【請求項２１】
車両、とりわけ商用車（Ｎ）または鉄道車両を、少なくとも部分的に測定および／または開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視するための方法であって、
前記商用車（Ｎ）を、少なくとも部分的に測定および／または開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視することを、
車両アーキテクチャの中央制御装置によって実施するのではなく、
少なくとも１つのインターフェース要素（６０；６０’）によって、とりわけ、請求項１から１８までのいずれか１項記載のインターフェース要素（６０；６０’）によって分散的に実施する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子コンポーネントを有する、車両、とりわけ商用車または鉄道車両のためのインターフェース要素に関し、少なくとも１つのそのような差込要素を有する、車両、とりわけ商用車または鉄道車両に関し、商用車を少なくとも部分的に測定および／または開ループ制御および／または閉ループ制御または監視するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、車両、とりわけ商用車において、商用車の動作状態を中央で開ループ制御、閉ループ制御、および監視すること、またはインテリジェントな評価を少数の比較的大きな制御装置にまとめることが既に公知である。しかしながら、これによって基本的に、車両エレクトロニクスと、開ループ制御部および／または閉ループ制御部とが、商用車の開発時点での現状に規定されることとなる。しかしながら、商用車は、比較的長い寿命を有する。
【０００３】
国際公開第２００２／３３７９０号（WO 2002/33790 A1）から、光電子信号変換器と共に導光体の端部に電子的な差込接続部が組み込まれている、差込接続部が既に公知である。
【０００４】
さらに、独国特許出願公開第１０２００７０４３８８７号明細書（DE 10 2007 043 887 A1）から、エレクトロニクスが組み込まれたプラグが既に公知である。ここでは、プラグハウジング内に電子基板が設けられている。
【０００５】
エレクトロニクスが組み込まれたプラグに関するさらなる例は、独国特許出願公開第１０２００５０６０７９８号明細書（DE 10 2005 060 798 A1）であり、同明細書は、電磁信号を伝送するためのエレクトロニクスと、エネルギを伝送するためのコンタクトとが組み込まれたプラグを有する。
【０００６】
上記の例は、商用車の分野または鉄道車両の分野に由来するものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、差込要素と、商用車と、商用車を開ループ制御および／または閉ループ制御するための方法と、を有利に発展させることであり、とりわけ、商用車のための電子システムを簡単に後付けすることが可能となるように、商用車における開ループ制御および／または閉ループ制御の冗長性を簡単に追加することが可能となるように、商用車の開ループ制御および／または閉ループ制御を全体的に改善することが可能となるように、発展させることである。
【０００８】
上記の課題は、本発明によれば、請求項１記載の特徴を有する商用車のためのインターフェース要素によって解決される。
【０００９】
請求項１によれば、車両のためのインターフェース要素は、電子コンポーネントを有し、前記電子コンポーネントは、車両の少なくとも１つのデータインターフェースへの少なくとも１つの接続部を有し、前記接続部は、動作に関連したデータを測定するための、かつ／または前記電子コンポーネントを開ループ制御および／または閉ループ制御するための、測定データおよび／または開ループ制御データおよび／または閉ループ制御データを交換するために適しており、かつそのように構成されており、前記電子コンポーネントは、少なくとも１つの組み込まれた測定ユニットおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットをさらに有する。
【００１０】
車両は、例えばトラックのような商用車、または鉄道車両であり得る。
【００１１】
商用車の中央の開ループ制御部および／または閉ループ制御部、ならびに対応する信号線路およびコンポーネントから場所的に独立して、さらに、追加的なインテリジェントなインターフェース要素を使用することにより、商用車の本来の開ループ制御部および／または閉ループ制御部に依存することなく追加的な開ループ制御および／または閉ループ制御タスクを引き受けることが可能な、分散型の開ループ制御および／または閉ループ制御エレクトロニクスを、商用車のほぼ任意の位置に取り付けることが可能となるという基本的な考え方に、本発明は基づいている。さらに、インターフェース要素は、測定データを受信することが可能であるが、相応にして伝送することも可能である。測定データを処理することも可能である。そうすると、上記に基づいて、インターフェース要素を介した開ループ制御および／または閉ループ制御を実施することが可能となる。
【００１２】
したがって、（追加的な）開ループ制御および／または閉ループ制御インテリジェンスが、商用車のためのインターフェース要素に組み込まれ、このインターフェース要素を、場所的に独立して商用車の任意の位置に取り付けることができるのである。
【００１３】
ただし、とりわけセンサおよび／またはアクチュエータを、インターフェース要素に組み込むことはできない。
【００１４】
すなわち、インターフェース要素は、センサを有することができない。
【００１５】
さらに、インターフェース要素は、アクチュエータを有することができない。
【００１６】
これによって、インターフェース要素を簡単に構築することが可能となる。
【００１７】
さらに、インターフェース要素が、出力段などのような駆動制御要素を有することが考えられ、この制御要素によって、例えば、アクチュエータのために必要な電気制御信号を生成することが可能である。
【００１８】
しかしながら、各データインターフェースが、それぞれ単方向データインターフェースを含むことも考えられ、これらの単方向データインターフェースにより、一方の方向へのデータ伝送だけでなく、他方の方向へのデータ伝送も可能となる。インテリジェントなエレクトロニクスを差込要素に組み込むことにより、車両内に存在する構造スペースに依存することなく、または中央の車両開ループ制御部および車両閉ループ制御部に関連して利用可能な構造スペースに依存することなく、さらなる開ループ制御および閉ループ制御エレクトロニクスを、商用車に追加することが可能となる。構造スペースは、事実上、インターフェース要素のハウジングまたはインターフェース要素のケーブルによってもたらされる。したがって、商用車のための開ループ制御および／または閉ループ制御コンポーネントの後付けが、簡単かつ低コストに可能となる。冗長的なシステムの構築も、これによって容易になる。なぜなら、インターフェース要素によって、追加的なエレクトロニクスを適切な場所に追加して、冗長的なシステムを構築することが可能となるからである。
【００１９】
とりわけ、相互にネットワーク化された複数のインターフェース要素から、１つのインテリジェントなインターフェース要素ネットワークを形成することも考えられる。その限りでは、または対応する機能的なサブシステムの枠内では、そのようなインターフェース要素ネットワークによって、さらなる制御装置が完全に省略されるか、または完全に省略することが可能となる。インターフェース要素ネットワークを構成しているインターフェース要素を、必ずしも車両の中央制御装置に接続する必要はない。
【００２０】
さらに、前記組み込まれた開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、マイクロコントローラであり得るか、またはマイクロコントローラを含むことができる。マイクロコントローラを使用することによって、１つの組み込まれた開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットを構成することが容易になる。
【００２１】
前記組み込まれた測定データおよび／または開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、プロセッサおよび／または集積回路および／または少なくとも１つのデータインターフェースをさらに含むことができる。これによって、車両の他のコンポーネントとのデータ交換が可能となる。これによってさらに、データの受信、処理、および転送を可能にすることも達成される。
【００２２】
前記インターフェース要素を、差込要素として構成することができる。これによって、簡単な組み立てが可能となる。これによって、インターフェース要素を、既に稼働中の車両に後付けすることが容易になる。差込手段として、適切な業界標準に準拠した標準化された差込スロットを選択することが考えられる。
【００２３】
前記インターフェース要素を、ケーブル内に構成するか、またはケーブル要素として、とりわけ接続ケーブルとして構成することも考えられる。本実施手段も、既に稼働中の車両への後付けを容易にする。これによって、複数のインターフェース要素から構成されている分散型のインテリジェントな追加的なネットワークを構築することが可能となる。
【００２４】
前記電子コンポーネントを、水密に保護されるように構成することができる。とりわけ、インターフェース要素が、組み立て状態において自身の電子コンポーネントを水密に封止するということが考えられる。換言すれば、電子コンポーネントを、水密に保護されるように構成することができる。これによって、インターフェース要素のロバストな構成が可能となる。これによって、ほぼ任意の環境要件を有する商用車のほぼすべての任意の場所に、インターフェース要素を配置することが可能となる。これに関して、商用車における例えばタイヤの近傍、運転席の下方、または商用車の上部構造に関連して取り付けられる場所も、考慮に入れることができる。
【００２５】
さらに、前記インターフェース要素を、センサに接続可能にするか、またはセンサに接続することが可能である。
【００２６】
とりわけ、センサは、車輪回転数センサであり得る。
【００２７】
インターフェース要素を、少なくとも１つのセンサに接続させることができる。車両の走行挙動を管理するか、または車両の動作状態を記述する特定の値を、このインテリジェントなセンサ評価によって、さらに処理または妥当化することが可能となる。この関連において、とりわけ、加速度センサ、温度センサ、振動センサ、圧力センサ、車輪回転数センサなどの評価が考えられる。
【００２８】
前記インターフェース要素は、アクチュエータに接続可能であるか、またはアクチュエータに接続されている。
【００２９】
アクチュエータは、例えば、弁のための駆動制御要素、またはあらゆる種類の操作要素、もしくはスイッチング要素などであり得る。
【００３０】
すなわち、これによって、インターフェース要素のデータインターフェースを介した目標値の読み取り、またはインターフェース要素のデータインターフェースを介した入力値の出力が可能となる。インターフェース要素の少なくとも１つのデジタルまたはアナログ出力部を介してアクチュエータを駆動制御することもできる。このようなアナログまたはデジタル入力部を介して測定値を読み取ることも考えられる。
【００３１】
インターフェース要素の可能な使用例を、センサに接続されている場合、以下のような形態とすることができ、すなわち、インターフェース要素によって（例えばアナログの）測定信号のみが評価され、これらの測定信号が、標準化されたデータ形式でデータバス上に配置され、したがって、すべての制御装置、すなわち、例えば２つの冗長的に企図された制御装置は、これら両方の制御装置が低コストにも同じ１つのデータバスに接続されるだけでよくなったことによって、当該データ形式のこの１つの測定信号に、わずかな追加コストで同時にアクセスすることが可能となっている。１つの例は、インターフェース要素において実施され得る、車輪回転数信号の検出であろう。それと同時に、インターフェース要素は、これらの信号をエラーに関しても監視し、検出されたエラーを、デジタル測定信号の特別な値を介して、任意の個数の制御装置のためにデータバス上に配置することも可能であろう。したがって、測定信号は、接続されているすべての制御装置のためにインターフェース要素を介するだけで複製された安全な測定信号になり、この測定信号を、中央制御装置の側で中央制御装置によって、データ値を介するだけで、有効な測定値または非妥当な測定値として容易に認識することが可能となる。
【００３２】
非常に簡単なインターフェース要素からなる考えられる最小のユニットは、２つのインターフェース要素をこれらのデータインターフェースにおいて単純に結合したものであり、この場合、一方のインターフェース要素がセンサを読み取り、他方のインターフェース要素がアクチュエータを駆動制御する。これら２つのインターフェース要素は、データインターフェースを介して制御変数を相互に交換することができ、制御ループにおいて、ネットワークの一方の側では測定値を読み取り、他方の側ではアクチュエータを駆動制御することができる。
【００３３】
車両の少なくとも１つのデータインターフェースへの前記接続部は、ケーブル接続による接続部であり得るか、またはケーブル接続による接続部を含むことができる。
【００３４】
前記接続部は、無線接続部であり得るか、または無線接続部を含むことができる。
【００３５】
さらに、前記接続部は、光学的な接続部であり得るか、または光学的な接続部を含むことができる。
【００３６】
さらに、前記接続部が、磁気的な接続部であるか、または磁気的な接続部を含むということが考えられる。
【００３７】
前記インターフェース要素は、外部のエネルギ供給源に接続可能であるか、または外部のエネルギ供給源に接続されている。
【００３８】
代替的または追加的に、前記インターフェース要素を、内部のエネルギ供給源に接続可能にするか、または内部のエネルギ供給源に接続することが可能であり、とりわけ、前記内部のエネルギ供給源は、バッテリであるか、またはバッテリを含む。
【００３９】
すなわち、インターフェース要素には、別の電圧源を介して、または内部のバッテリを介して電気エネルギを供給することができる。これに関して、エネルギ節約に鑑みて、インターフェース要素にスイッチオフ手段を設けることができる。
【００４０】
特定の基本的条件下では、インターフェース要素における過電圧保護を省略することが可能であり、したがって、インターフェース要素が過電圧保護を有さないということが考えられる。
【００４１】
基本的に、自動車分野における電子コンポーネントは、破壊され得ないように過電圧から保護しなければならないことに留意すべきである。そのような電圧ピークは、例えば、発電機のスイッチング動作に起因する可能性がある。インターフェース要素が車両の発電機／バッテリから直接的に給電される場合には、おそらく、過電圧保護を組み込むことが必要であろう。しかしながら、１つまたは冗長的な複数の制御装置を介してインターフェース要素に電流が供給され、この制御装置が既に独自の保護装置によって過電圧を遮断する場合には、この過電圧保護を省略してもよい。したがって、インターフェース要素は、（１つまたは複数の）外部の制御装置の保護装置と、それぞれの制御装置に電圧を供給する、対応する電圧源の保護装置と、に基づいて、一緒に保護されるであろう。
【００４２】
インターフェース要素に組み込まれた開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットは、例えば、アクチュエータを制御するための、またはセンサ信号を処理するための、ソフトウェアまたはアルゴリズムを有することができる。とりわけ、回転数、とりわけ車輪回転数または商用車の回転数を検出するためのソフトウェアを設けることが考えられる。この関連において、加速度センサに関して、例えば加速度センサに作用する加速度に対して車輪回転数を調整することができるように検討することもできる。
【００４３】
インターフェース要素を、２つのデータバスインターフェース間のゲートウェイとして使用することができる。
【００４４】
しかしながら、インターフェース要素を、コントローラとして利用すること、例えば、データバスからの目標値に基づいてアクチュエータを駆動制御する、カスケード接続された参照変数コントローラとして利用することも考えられる。
【００４５】
この関連において、例えばケーブル交換を実施することも可能にするために、インターフェース要素を既存の車両構造に組み込むことも考えられる。
【００４６】
開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットを有するインターフェース要素は、メモリユニットを有することもでき、これによって、例えばデータを保存することも可能となる。この場合には、開ループ制御ユニットおよび／または閉ループ制御ユニットを、データロガーまたはブラックボックスプラグとして構成することが可能であろう。ルックアップテーブルおよび／またはデータ変換のような機能を設けることもできる。
【００４７】
センサのシングルチャネルまたはマルチチャネル処理、またはアクチュエータの駆動制御を実施することが可能である。
【００４８】
水密性を実現するために、封止充填物を有するハーフシェル型のハウジングを実現することも考えられる。インターフェース要素の構成要素を全体的または部分的に注封することによって、水密性を達成することも考えられる。代替的に、プラグを射出成形によって完全に包囲すること、またはプラグを一体的に形成することも考えられる。電子コンポーネントを、両端で封止されたケーブルによって水密に取り囲むことも考えられる。
【００４９】
とりわけ、インターフェース要素を、商用車のＡＢＳシステム、商用車の電子ブレーキシステム、商用車のエアサスペンション、または商用車の空気処理機構、または
商用車の圧力供給機構の弁の駆動制御を実現するために使用することができる。このようなインターフェース要素を、商用車のブレーキ機構に関連して使用することも考えられる。
【００５０】
少なくとも２つの電圧供給部を介して、インターフェース要素への冗長的な給電を実施することができる。インターフェース要素が、組み込まれたエネルギ蓄積器を有するということが考えられる。さらに、エネルギ供給のために、代替的および／または追加的に、商用車のエネルギ供給システムへの接続を実施することも可能である。
【００５１】
商用車のデータインターフェースへの接続部は、ケーブル接続による接続部であり得るか、またはケーブル接続による接続部を含むことができる。しかしながら、商用車のデータインターフェースへの接続部が、無線接続部であるか、または無線接続部を含むということも考えられる。
【００５２】
基本的に、ケーブル接続によるデータインターフェース、またはケーブルレスのデータインターフェースを設け、構築することができる。
【００５３】
さらに、インターフェース要素を、商用車の電流供給ネットワークに接続可能にすることができ、かつ／または組み立て状態において、商用車の電流供給ネットワークに接続することができる。
【００５４】
さらに、インターフェース要素は、モバイル端末への、とりわけスマートフォンおよび／またはタブレットＰＣへのインターフェースを有することができる。これによって、例えば、遠隔保守機能を構築することができる。
【００５５】
車両をオンラインで監視することを可能にし、これによって商用車の走行状態および動作状態を遠隔から継続的に監視することを可能にすることも考えられる。
【００５６】
さらに、商用車のオペレーティングシステムのオンラインでのエラー監視を実施可能にすることができる。
【００５７】
上述した任意選択的なデータロガー機能を介して、オンラインで取得したデータを同時に記録することも考えられる。
【００５８】
すなわち、インターフェース要素は、同時のオンライン監視を伴うデータロガー機能を可能にし、構成することも可能である。
【００５９】
前記インターフェース要素と当該インターフェース要素の電子コンポーネントとは、暗号化された通信プロトコルを有することができる。暗号化された通信プロトコルにより、ハッキング、および不正なデータ漏洩、または商用車の管理システムの悪意のある遠隔制御に対する保護を阻止することが可能になる。
【００６０】
インターフェース要素は、評価ユニットをさらに有することができ、この評価ユニットによって、インターフェース要素において測定信号を評価することが可能となり、とりわけ、差込要素に配置された少なくとも１つのセンサの測定信号を自動的に評価することが可能となる。
【００６１】
さらに、前記インターフェース要素は、監視ユニットを有することができ、前記監視ユニットによって、商用車の動作状態を監視するための連続的に受信される測定信号を、自動的に監視することが可能である。
【００６２】
前記インターフェース要素は、信号調整ユニットを有することもでき、前記信号調整ユニットによって、前記インターフェース要素および前記商用車において開ループ制御および／または閉ループ制御信号を調整することが可能である。
【００６３】
本発明はさらに、上述したような少なくとも１つのインターフェース要素を有する車両、とりわけ商用車または鉄道車両に関する。
【００６４】
さらに、本発明は、車両、とりわけ商用車または鉄道車両を、少なくとも部分的に測定および／または開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視するための方法であって、前記商用車を、少なくとも部分的に測定および／または開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視することを、車両アーキテクチャの中央制御装置によって実施するのではなく、少なくとも１つのインターフェース要素によって、とりわけ、インターフェース要素によって分散的に実施する、方法に関する。
【００６５】
とりわけ、本方法の枠内では、インターフェース要素を、商用車のＡＢＳシステム、商用車の電子ブレーキシステム、商用車のエアサスペンション、または商用車の空気処理機構、または商用車の圧力供給機構の弁の駆動制御を提供するために使用することができる。
【００６６】
インターフェース要素を介して、商用車の、いずれにせよ既存である開ループ制御および／または閉ループ制御システムと、開ループ制御および／または閉ループ制御コンポーネントと、に加えて追加的な、開ループ制御および／または閉ループ制御を実施することが可能となる。
【００６７】
本方法の枠内では、そのようなインターフェース要素を、商用車のブレーキ機構に関連して使用することも考えられる。
【００６８】
少なくとも２つの電圧供給部を介して、インターフェース要素への冗長的な給電を実施することができる。
【００６９】
インターフェース要素へのエネルギ供給を、商用車の中央のエネルギ供給部を介さずに自給自足的に実施することが考えられる。このために、インターフェース要素は、組み込まれたエネルギ蓄積器を有することができる。
【００７０】
しかしながら、エネルギ供給のために、代替的および／または追加的に、商用車のエネルギ供給システムに接続することも考えられる。
【００７１】
本発明のさらなる詳細および利点を、図面により詳細に示される実施例に基づいて説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】商用車を部分的に開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視するための方法の本発明による１つの実施例を実施するための、空気処理ユニットと、本発明による商用車のための差込要素の本発明による１つの実施例と、を有する、ブレーキ機構の概略図である。
【図２】本発明による差込要素の第１の実施例を示す図である。
【図３】本発明による差込要素の第２の実施例を示す図である。
【図４】商用車の車両アーキテクチャへの差込要素の可能な接続例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１は、商用車Ｎを部分的に開ループ制御および／または閉ループ制御および／または監視するための本発明による方法の１つの実施例を実施するための、空気処理ユニット２と、本発明による商用車Ｎのための差込要素６０および６０’の本発明による１つの実施例と、を有する、商用車のためのブレーキ機構１の概略図を示す。
【００７４】
基本的に、差込要素６０および６０’は、商用車のブレーキ機構および空気処理ユニットに関する図１に示される実施例に関連してのみ使用可能であるというわけではない。商用車Ｎのすべての電子システムに関連して使用することが考えられる。
【００７５】
空気処理ユニット２は、圧縮機４に接続されたフィルタカートリッジ６を含み、このフィルタカートリッジ６は、圧縮機４によって供給された圧縮空気を濾過および乾燥するために使用される。
【００７６】
フィルタカートリッジ６は、空気処理ユニット２のハウジング８に配置されており、フィルタカートリッジ管路１０を介してハウジング８に空圧的に接続されている。
【００７７】
ハウジング８内には、印加弁１２が配置されている。
【００７８】
本実施例によれば、印加弁１２は、分配器ユニット１４を介してフィルタカートリッジ管路１０に接続されている。
【００７９】
この場合、印加弁１２は、接続管路１６内に配置されている。有利な機能のために、分配器ユニット１４の前に圧力タップを配置することもできる。
【００８０】
１つの実施例によれば、印加弁１２のための供給圧力が安定していること、すなわち、圧縮機による圧送がない状態でゼロまで低下しないことが重要である。
【００８１】
したがって、本実施例ではさらに、分配器ユニット１４と逆止弁との間に圧力タップを配置することも可能である。
【００８２】
公知の形態では、空気処理ユニット２は、例えば２つの制御弁２０に空圧的に結合されており、これらの制御弁２０はそれぞれ、商用車の前車軸の２つの前輪ブレーキシリンダ２２の各々の上流に接続されている。
【００８３】
空気処理ユニット２を介して、トレーラ制御モジュール１８にも供給が行われる。
【００８４】
同じくハウジング８内に配置されている制御装置２４は、対応する制御信号２６を出力することによって印加弁１２を駆動制御するように構成されている。
【００８５】
制御弁２０は、前輪ブレーキシリンダ２２内のそれぞれのブレーキ圧力を変化させるように構成されている。
【００８６】
空気処理ユニット２による制御弁２０の駆動制御は、例えば、制動時に車輪のロックが阻止されるように、または商用車が片側で制動されるように実施される。
【００８７】
本実施例によれば、印加弁１２は、周囲圧力と動作圧力との間で段階的に調整可能な目標圧力を、制御弁ポート１８に印加するように構成されており、この場合には、例えばこの目標圧力を、一部では、電磁弁によって直接的に得ることができ、また一部では、リレー弁によって空気量増幅されて得ることができる。
【００８８】
代替的に、印加弁１２は、２つの制御弁２０の上流に接続されているブレーキ機構１の弁または弁モジュール、例えばリレー弁を、空圧的に駆動制御するための制御圧力を、目標圧力として制御弁ポート１８に印加するように構成され得る。
【００８９】
例えば、商用車には、前車軸上および後車軸上のそれぞれ１つの車輪の回転数を検出するための合計４つの任意選択的な車輪回転数センサ２８が設けられている。
【００９０】
車輪回転数センサ２８は、各車輪のそれぞれの回転数を表すそれぞれ１つの車輪回転数センサ信号３０を制御装置２４に送信し、この場合、制御装置２４は、車輪回転数センサ信号３０を使用して、すなわち車輪のそのつどの回転数に応じて、印加弁１２を駆動制御するように構成されている。
【００９１】
任意選択的に、制御装置２４は、車輪回転数センサ信号３０を使用して、印加弁１２に加えてまたは印加弁１２に代えて、２つの制御弁２０を直接的に電気的に駆動制御し、とりわけ、商用車の制動時に前輪のロックが回避されるように、または商用車がさらに片側で制動されるように駆動制御する。
【００９２】
印加弁１２によって、ブレーキ機構１を公知の形態で駆動制御することが可能である。
【００９３】
駐車ブレーキ機能も、従来技術から公知のような適切な方法で実現されている。
【００９４】
２つの前輪ブレーキシリンダ２２は、前車軸弁モジュール３６を介してブレーキ機構１のフットブレーキモジュール３８に接続されている。
【００９５】
２つの制御弁２０は、前輪ブレーキシリンダ２２と前車軸弁モジュール３６との間に配置されている。
【００９６】
図１に示されるブレーキ機構１を、例えば、商用車の電子ブレーキシステムのＥＢＳ制御ユニット４８によって駆動制御することが可能である。
【００９７】
このためにＥＢＳ制御ユニット４８は、電気信号を伝送するために、例えば、車輪回転数センサ２８と、フットブレーキモジュール３８と、前車軸弁モジュール３６と、に接続されている。
【００９８】
１つの実施例によれば、空気処理ユニット２の制御装置２４は、電子ブレーキシステムの故障時に印加弁１２を駆動制御するように構成されており、これによって、商用車の前車軸での十分な制動性能を引き続き保証することが可能となっている。
【００９９】
さらに、フットブレーキモジュール３８は、後車軸弁モジュール５０を介して、商用車の後車軸の２つの後輪ブレーキシリンダ５２に接続されている。
【０１００】
単なる一例として、前車軸とは異なり、後車軸弁モジュール５０と後輪ブレーキシリンダ５２との間にＡＢＳ制御弁は配置されていない。
【０１０１】
本実施例によれば、２つの後輪ブレーキシリンダ５２は、排気された状態において商用車の後輪をばね力によってロックするように構成されている。
【０１０２】
したがって、後輪ブレーキシリンダ５２は、留置ブレーキ機能または駐車ブレーキ機能の構成部分である。
【０１０３】
図２は、差込要素６０の形態の、本発明によるインターフェース要素の第１の実施例を示す。
【０１０４】
本実施形態における本発明による差込要素６０は、センサ機能を評価するロジックが組み込まれた差込要素として、センサに接続されるように構成されており、ここでは、車輪回転数センサ信号３０を有する車輪回転数センサ２８と、圧力センサ６４と、に接続されるように構成されている。
【０１０５】
差込要素６０は、接続部６２を介して、図１に示されるようなＥＢＳ制御ユニット４８に直接的または間接的に接続することができる。制御装置２４への接続部も設けられている。
【０１０６】
図２では、電気線路に参照符号Ｅが付されており、データ信号線路に参照符号Ｄが付されており、空圧管路に参照符号Ｐが付されており、測定信号線路に参照符号Ｍが付されている。
【０１０７】
差込要素６０は、２つの圧力センサ（圧力−電圧変換器）６４を有し、これら２つの圧力センサを、対応する測定信号線路６６を介して例えば後輪ブレーキシリンダ５２に接続させることができる。
【０１０８】
ここでも、測定線路６６のための対応する差込接続部が考えられる。
【０１０９】
しかしながら、インターフェース要素６０の図示のレイアウト全体を、差込要素として構成するのではなく、ケーブル要素とすることも考えられる。
【０１１０】
さらに、差込要素６０は、２つのバッテリ６８への接続部を有し、これらの接続部により、例えば加速度または車輪回転数も測定することができる。
【０１１１】
さらに、差込要素６０は、マイクロコントローラ７０を有する。
【０１１２】
マイクロコントローラ７０は、評価機能を構成するための評価ユニットと、監視機能を構成するための監視ユニットと、信号調整機能を構成するための信号調整ユニットと、を有することができる。
【０１１３】
水密性を達成するためのゲル充填物または注封材料を有するハーフシェル型のハウジングとして差込要素６０を形成することによって、差込要素６０のエレクトロニクスが水密に封止されている。
【０１１４】
代替的に、差込要素６０および差込要素６０内に存在するエレクトロニクスを、射出成形により完全に包囲することも可能である。
【０１１５】
図３は、実質的に同一の構造を有する差込要素６０’を示し、この差込要素６０’は、図２の差込要素６０も有するようなすべての構造的特徴および機能的特徴を有している。
【０１１６】
対応する同一の要素は、単に、プライム記号が付された参照番号または同一の参照番号によって詳細に示されている。
【０１１７】
差込要素６０’は、さらにアクチュエータ機能を有する。ここでは、電気制御線路７２’が設けられており、この電気制御線路７２’によって、電磁弁、ここでは制御弁２０（図１を参照）を、駆動制御することができる。
【０１１８】
図４に示されるように、差込要素６０または６０’によって、商用車Ｎのブレーキ機構１による、図１にも例示されるような商用車の車両アーキテクチャを拡張することが可能である。差込要素６０または６０’を商用車Ｎのデータバス８０に接続することにより、ここでは制御弁２０として例示されているアクチュエータＡに対する、またはここでは圧力センサ６４として例示されているセンサ要素Ｓに対する、さらなる駆動制御の可能性が実現される。
【０１１９】
したがって、例えば自動運転に鑑みて、複数の機能を商用車Ｎ全体にわたって有利に分配することも可能となる。考えられるのは、差込要素６０または６０’におけるＥＢＳシステムの非冗長的な回転数評価である。これによって、冗長的なＥＣＵおよびＥＡＣモジュラリティも可能となる。なぜなら、差込要素６０または６０’を介してこれらへのアクセスがもたらされるからである。
【０１２０】
差込要素６０または６０’を、標準的なセンサと共に動作させることができる。
【０１２１】
例えば、より高品質のセンサ情報および機能を提供することができるようにするために、商用車Ｎの既存の車両システムを拡張することができる（図４を参照）。ここでは、とりわけインテリジェントなエレクトロニクスを、既存の車両システムに後付けすることができる。
【０１２２】
差込要素６０または６０’に、制御機能と、対応するハードウェアおよび制御エレクトロニクスと、を組み込むために、この差込要素６０または６０’を、構造スペースが存在する場所に、省スペースに、変更可能に、かつ位置に依存せずに、取り付けることが可能である。
【０１２３】
商用車ＮのＥＢＳシステム４８または制御装置２４、もしくは開ループ制御および／または閉ループ制御システムへの接続を、ケーブル接続によって、またはケーブルレスで、例えば無線を介して、実施することが可能である。
【０１２４】
差込要素６０または６０’に、複数の制御出力部を設けることができる。センサに関する差込要素６０と同様に、アクチュエータＡに適合するように、カスケード制御を提供することも可能である（図３を参照）。
【０１２５】
データバスに接続されているすべての冗長的なシステムのために、完全な信号の取り決めを一度だけ利用可能にすることも考えられる。
【０１２６】
差込要素６０または６０’の構造がコンパクトであり、かつ自重がわずかであることにより、振動耐性も与えられている。
【０１２７】
追加機能では、接続されている主要機器、ここでは例えばＥＢＳシステム４８またはＥＡＣシステムを変更することなく更新を実施可能にすることもできる。簡単に、差込要素６０または６０’を部分的または完全に交換するか、または差込要素６０または６０’を更新によって相応に最新の状態にするだけでよい。
【０１２８】
さらに、例えばＷＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、またはその他の無線プロトコルを介して、モバイル通信インターフェースを接続可能にすることも考えられる。これらのインターフェースを介して、モバイル端末との結合が可能であり、例えば、スマートフォンまたはタブレットＰＣとの結合、および／または一般的にインターネット上のサーバーとの結合も可能である。遠隔保守、データ記録、遠隔制御などのために使用されるオンライン監視システムへの接続も考えられる。
【０１２９】
追加的なハウジングを節約することができると共に、差込接続部全体を節約することもできる。なぜなら、別個のさらなる中央の開ループ制御および／または閉ループ制御装置を組み込む必要がないからである。
【０１３０】
むしろ、単純に、差込要素６０または６０’が、システムにおける適切な場所に組み込まれる。
【０１３１】
さらに、センサ信号の調整を実施すること、例えば、特性マップの適合を実施することも考えられる。ブレーキシステムまたは商用車Ｎの中央制御装置を変更することなく、特性マップの変更によってセンサ交換を実施可能にすることも考えられる。
【０１３２】
差込要素６０または６０’は、アナログ出力部を有することができる。１つの差込要素６０または６０’に、それぞれ異なる出力信号を有する複数の異なるセンサを設けることができる。
【０１３３】
これによって全体として、主制御装置、例えばＥＢＳシステム４８またはＥＡＣシステムにおける入力部および出力部（Ｉ／Ｏ）が格段に節約されることとなる。極端なケースでは、制御機能およびハードウェアから差込要素６０または６０’へのただ１回のデータバス接続部の移動が実施される（これに関して、図２，３，４も参照のこと）。
【０１３４】
複数の制御出力部を設けることができ、これらの制御出力部は、データインターフェースからの目標値に基づき、相応にして商用車Ｎのコンポーネントを駆動制御し（図３を参照）、ここでは、制御弁２０の線路７２を介して駆動制御が実施される。
【０１３５】
カスケード制御を、アクチュエータに適合するように提供することができる。
【０１３６】
中央制御装置を変更しなくても、差込要素６０または６０’における要件および機能を変更することにより、商用車Ｎおよび商用車Ｎの制御システムを、新しいアクチュエータに適合させることが可能となろう。
【０１３７】
このことを、例えば、差込要素を相応にソフトウェア変更するだけでもう既に実施することができる。
【０１３８】
ここでは、差込要素６０または６０’におけるマイクロコントローラ７０と、対応する記憶手段と、によって、相応のソフトウェア更新が可能であろう。
【０１３９】
差込要素６０または６０’と、差込要素６０または６０’に設けられたインテリジェントなエレクトロニクスと、によって、基本的に、商用車Ｎ全体におけるセンサ信号を監視し、それによって、例えばケーブル断線またはその他のシステムエラーを検出可能にし、これによって、フェイルセーフ原理またはそのような状態を生成可能にすることも可能となる。
【０１４０】
データバス８０を介した暗号化された送信によって、センサ信号の傍受防止された通信も可能である。
【０１４１】
インターフェース要素６０，６０’の可能な使用例を、図４による実施例と同様に実現することができ、すなわち、インターフェース要素６０によって（例えばアナログの）測定信号のみが評価され、これらの測定信号が、標準化されたデータ形式でデータバス８０上に配置され、したがって、すべての制御装置、すなわち、例えば２つの冗長的に企図された制御装置は、これら両方の制御装置が低コストにも同じ１つのデータバスに接続されるだけでよくなったことによって、当該データ形式のこの１つの測定信号に、わずかな追加コストで同時にアクセスすることが可能となっている。１つの例は、インターフェース要素６０において実施され得る、車輪回転数信号の検出であろう。それと同時に、インターフェース要素は、これらの信号をエラーに関しても監視し、検出されたエラーを、デジタル測定信号の特別な値を介して、任意の個数の制御装置のためにデータバス８０上に配置することも可能であろう。したがって、測定信号は、接続されているすべての制御装置のためにインターフェース要素を介するだけで複製された安全な測定信号になり、この測定信号を、中央制御装置の側で中央制御装置によって、データ値を介するだけで、有効な測定値または非妥当な測定値として容易に認識することが可能となる。
【０１４２】
非常に簡単なインターフェース要素からなる考えられる最小のユニットは、２つのインターフェース要素をこれらのデータインターフェースにおいて単純に結合したものであり、この場合、一方のインターフェース要素６０がセンサを読み取り、他方のインターフェース要素６０’がアクチュエータを駆動制御する。これら２つのインターフェース要素６０，６０’は、データインターフェースを介して制御変数を相互に交換することができ、制御ループにおいて、ネットワークの一方の側では測定値を読み取り、他方の側ではアクチュエータを駆動制御することができる。図４に示されるレイアウトとは異なり、主制御装置２４または４８を省略してもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１  ブレーキ機構
２  空気処理ユニット
４  圧縮機
６  フィルタカートリッジ
８  ハウジング
１０  フィルタカートリッジ管路
１２  印加弁
１４  分配器ユニット
１６  接続管路
１８  トレーラ制御モジュール
２０  制御弁
２２  車輪ブレーキシリンダ
２４  制御装置
２６  制御信号
２８  車輪回転数センサ
３０  車輪回転数センサ信号
３６  前車軸弁モジュール
３８  フットブレーキモジュール
４８  ＥＢＳ制御装置
５０  後車軸弁モジュール
５２  車輪ブレーキシリンダ
６０  インターフェース要素
６２  接続部
６４  圧力センサ
６６  測定信号線路
６８  バッテリ
７０  マイクロコントローラ
７２  線路
８０  データバス
Ａ  アクチュエータ
Ｅ  電気線路
Ｄ  データ信号線路
Ｐ  空圧管路
Ｍ  測定信号線路
Ｎ  商用車
Ｓ  センサ要素
６０’  インターフェース要素
６２’  接続部
６４’  圧力センサ
６６’  測定信号線路
６８’  バッテリ
７０’  マイクロコントローラ
７２’  電気制御線路
【図１】
2020510568.tif 000003
【図２】
2020510568.tif 000004
【図３】
2020510568.tif 000005
【図４】
2020510568.tif 000006
【国際調査報告】
2020510568.tif 000007
2020510568.tif 000008
2020510568.tif 000009
2020510568.tif 000010
2020510568.tif 000011
2020510568.tif 000012