JPH07504864A - アンチロック制御およびまたはトラクションスリップ制御を有するブレーキ装置の回路構成 - 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】 アンチロック制御およびまたはトラクションスリップ制御を有するブレーキ装置 の回路構成 本発明は、アンチロック制御およびまたはトラクションスリップ制御を有するブ レーキ装置の回路構成に関し、また、各車輪の回転動作を表現するセンサ信号を 調整する回路を含む。そして、調整されたセンサ信号を解析して処理し、ブレー キ装置の圧液管に挿入させたソレノイドバルブを駆動するブレーキ圧制御信号を 生成するコントローラ回路と、調整されたセンサ信号が供給され、正常に機能し ない場合に、制御の１部または全てを解除するモニタ回路と、コントローラ回路 の信号とモニタ回路の対応する信号との交換および比較を行う回路を含む。

アンチロックブレーキ装置を制御しモニタするための回路構成は、すでに、特許 明細書ＤＥ　３２　３４　６３７　Ｃ２で公知である。この特許明細書の記載に よると、調整された車輪センサ信号は、同一のプログラムに従って動作され、調 整されたセンサ信号が供給される２つの全く同一のマイクロコントローラにおい て、並列に解析および処理が行われている。この２つのマイクロコントローラか らの出力および、内部信号あるいは中間処理結果の信号がそれぞれ交換され、比 較される。２つのマイクロコントローラには、同一のセンサ信号が供給されるの で、装置が正常ならば、外部および内部の信号は一致する。この基準は、装置を モニタして評価される。不一致が検出されると、アンチロック制御は、部分的あ るいは全体的に解除される。

すなわち、実際のブレーキ圧制御信号を生成するために、１つのマイクロコント ローラで足りるところを、このような装置は、２つの高性能のマイクロコントロ ーラを必要としている。その結果、この発明では、安全性の理由からマイクロコ ントローラの使用量は２倍となっている。

アンチロックブレーキ装置は、公開特許明細書ＤＥ　２９２８　９８１　Ａｌで 公知の一例によると、少なくとも１つの制御マイクロコンピュータと、制御チャ ンネルをテストしたり、モニタするためのもう１つのテストマイクロコンピュー タから構成される。このテストマイクロコンピュータによって、テスト信号が生 成され、制御マイクロコンピュータに適合する入力回路を通して制御チャンネル に送信される。

制御操作に関して、テスト信号によりシミュレーションが行われ、そのシミュレ ーションが行われた信号に対する制御コンピュータの反応が、感知される。テス ト操作の前提条件は、アンチロック制御を伴うブレーキがかけられていないこと と、車両のスピードがあらかじめ定められた制限値を越えていることである。さ らに、アンチロック制御を伴うブレーキをかけている間のエラー検出をするため に、テストマイクロコンピュータが、制限値を保持するため、いくつかの制御信 号や、いくつかのバルブ励起信号の継続時間をチェックしている。

最後に、マイクロコンピュータの自動チェックが行われれる。

比較的大きな資源消費にもかかわらず、予想されるように、２つの類似の構成は 、明確なエラーあるいはエラーのタイプを検出することのみに用いる。これは、 前述の回路構成と比較して、一致のために冗長に処理された信号の比較を伴う結 合において、冗長な信号処理が実行されないためである。

従って、本発明の目的は、冗長信号処理と、冗長に処理された信号が不一致のと きの制御の解除を基にした装置のエラー検出の多様性と安全性を備え、しかも、 比較的容易に製造ができるＡＢＳ装置あるいはＴＳＣ装置を開発することである 。

このような目的は、最初に言及した回路構成でも達成できることが確認されてい るが、特に、特徴がある点は、モニタ回路が、実際に、スピード調整のための回 路と、車輪スピードから、たとえば、減速信号、加速信号、ジャーク信号、参照 信号等の信号を生成する回路、さらに、それぞれ、制御アルゴリズムあるいは制 御フィロソフィーの再生を単純化する回路、特に、デライブ信号がコントローラ 回路のアルゴリズムに応じて解析された結果、制御フェーズを決定するための回 路、および、制御フィロソフィー再生回路の出力信号とブレーキ圧制御信号の相 関関係づけのための回路とから構成されることである。

従って、本発明によれば、コントローラ回路およびモニタ回路では、すなわち、 互いに関係ない調整されたセンサ信号は、冗長的に並列に処理され、コントロー ラ回路およびモニタ回路で処理された信号のデータ伝送および比較とが可能であ る。モニタ回路におけるデータ処理はコントローラ回路と比較して、エラー検出 の安全性に関する考慮を受けることがなく、かなり単純化が行える。例えば、モ ニタ回路においてスピード調整のためには、コントローラ回路における対応する 信号と比較して、調整された速度信号があらかじめ定められた許容範囲に存在し ているかどうかを単に発見するだけで十分である。同様に、これは、デライブ信 号、すなわち、加速信号、参照信号等の生成および比較にも適用できる。本発明 の要旨は、制御フィロソフィーの“再生”であり、これは、モニタ回路において デライブ信号の処理に用いられる。この制御フィロソフィーの再生、あるいは、 制御アルゴリズムの再生は、それにより、コントローラ回路において、非常に多 くの入力データ、フィルタ評価基準等を考慮して演算することに多くの消費を費 やすことで、ブレーキ圧制御信号が正確に決定され、しかも、比較的単純な構成 を有する。特に、制御フェーズは、コントローラ回路のための制御フィロソフィ ーに適用できる原理的には同一の制御パラメータに応じて、デライブ信号を解析 する再生を行う回路により決定される。

装置のエラーは、コントローラ回路およびまたはモニタ回路において、実際のブ レーキ圧制御信号を伴うこれらの再生回路の出力信号と、制御サイクルが重要で はない範囲内におけるこれらの信号のレゾル−ジョンとの相関関係によって確認 できる。モニタ回路の前述した単純さにより、制御のために、高性能のマイクロ コントローラ、たとえば、１６ビツトのマイクロコントローラを用いることは可 能であるが、モニタするためには、より安価な８ビツトのマイクロコントローラ を用いても可能となる。

本発明の実施例の好ましいタイプは、添付のサブクレームに記載されているもの である。たとえば、本発明の具体例は、制御マイクロコントローラの信号とモニ タマイクロコントローラの対応する信号との交換および比較を行う回路にある。

バルブ励起信号と再生回路の信号との相関関係のための回路は、制御マイクロコ ントローラとモニタマイクロコントローラの集積構成要素として具備されている 。

さらに、本発明の実施例では、制御マイクロコントローラおよびまたはモニタマ イクロコントローラは、速度信号、デライブ信号、制御フェーズ、バルブ励起の 間隔等をもっともらしさの評価基準に応じて、チェックし比較する回路を具備し ている。

最後に、本発明の実施例では、コントローラ回路から得られ、モニタ回路の対応 するデータとの比較により許容範囲誤差が保持されているチェックされたデータ をもとに、モニタ回路において、それらのデータの解析および処理を続けられる ように調整される。

さらなる特徴として、本発明の長所および応用の可能性は、次に示すようにな添 付の図面を参照した実施例の詳細から明らかになる。

図面の簡単な説明。

図１は、本発明に係る回路構成の最も重要な構成要素を示すブロック図である。

図２は、図１の回路構成を拡張したものである。

図３は、本発明に係る回路構成の機能のモードを説明するための簡単なフローチ ャートを示したものである。

図１において、本発明に係る回路構成は、実際には、センサ信号の調整を行うた めの回路構成であるトリガー１、制御マイクロコントローラＲＭＣ（２）　、モ ニタマイクロコントローラＵＭＣ（３）、その出力が電気制御流体バルブ５に接 続される最終ステージ４とからなる。符号“５”が付されているものは、バルブ ブロックで、それぞれが各車輪に対応する４つの入力バルブと４つの出力バルブ の制御を行うアンチロック装置（ＡＢＳ）から構成されている。

４つの車輪センサＳ１〜Ｓ４の信号は、トリガー１の入力に供給される。一般に 、このような車輪センサは、車輪の速度と比例する周波数をもった交流信号が用 いられている。それに対応する方形波またはパルス列が、トリガー１の出力とし て出力される。

その結果、コントローラ回路２およびモニタ回路３は、本具体例において、それ ぞれ、マイクロコントローラＲＭＣ（２）およびＵＭＣ（３）により実現されて いる。ブレーキ圧制御信号およびバルブ作動信号を生成するためには、それぞれ 、比較的複雑で高性能なマイクロコントローラ（２）、すなわち、１６ビツトマ イクロコントローラがこの目的のために必要である。一方、８ビットマイクロコ ントローラＵＭＣ（３）が、モニタマイクロコントローラ２において、独立にエ ラー検出のためのデータ処理を行うには十分であるが、調整されたセンサ信号は 、両方のマイクロコントローラにおいて、原理的に類似した方法で処理され、各 処理段階におけるデータは交換され、また、エラーを検出するために、一致して いるかどうかが比較される。異なるマイクロコントローラが用いられているにも かかわらず、調整されたセンサ信号のほとんど冗長な処理がコントローラ回路お よびモニタ回路において実行されている。２つの類似したマイクロコントローラ を有する従来の装置と比較して、単純で、消費を削減することが実現できたこと は、とりわけ、制御のために必要不可欠な信号を制限したことによる。また、フ ェイルフリー装置であるために、比較されたデータがあるべき“許容範囲”を制 限し、制御フィロソフィーの“再生”を定義することにもよる。原理的には、こ の再生は、たとえば、スリップ、加速、減速等の同一の評価基準と制御パラメー タに応じて行われ、また、実際の制御フィロソフィーが行うのと同一のアルゴリ ズムに応じて行われる。

制御フィロソフィーの再生は、本発明の具体例において、制御フェーズの確認あ るいは検出に限定される。モニタマイクロコントローラにおいて決定された制御 フェーズとバルブ励起信号との相関関係により、あるいは、それぞれ、各バルブ のスイッチ位置から、装置がフェイルフリーであるかどうか、発生しそうな障害 があるかどうか非常に正確に判断することができる。制御フィロソフィーの再生 の場合には、制御サイクルのレゾル−ジョン、制御サイクル内のパルス時間の正 確な演算、増圧および減圧等の正確な大きさ等は必要でない。また、増圧および 減圧の直線化のために信号をろ波したり、圧力バターンを形成するための制御回 路において、他の高精度な演算動作は機能をモニタするのに必要ない。このよう な回路あるいは演算ステップは、実際の操作において、全体の演算量のかなりの 部分で必要であるが、エラー検出による安全性はあってもなくてもよい。

図１において、２つのコントローラ２．３では、調整されたセンサ信号は、まず 、スピード調整回路６．７でそれぞれ処理される。それぞれ、各車輪の速度を表 す信号あるいはデータが得られる。冗長的に得られた車輪スピード信号が一致し ているかどうかは、データ伝送回路、データ交換回路および比較回路８．９によ って決定される。本発明の好ましい実施例としては、許容範囲は、比較の根拠と 見なされる。すなわち、対応するスピードデータがあらかじめ定められた許容範 囲内であれば、正常に機能しているとみなされる。この条件が満たされるなら、 本発明の他の実施例によれば、信号処理およびデータ処理は、制御マイクロコン トローラにおいてずでに得られ、データ交換によってモニタマイクロコントロー ラ３に送られたデータを基に、モニタコントローラにおいて、それぞれ、続行さ れる。たとえば、制御マ・ｒクロコントローラ２におけるスピード調整が、モニ タマイクロコントローラにおける場合よりも非常に正確で、高いレゾル−ジョン で実行されるなら、これは、有利な点である。

スピード調整の次に、両方のマイクロコントローラ２．３の回路１０．１１にお いて、加速信号、減速信号、車両参照スピード、必要があれば、ジャーク信号等 の制御のためのデライブ信号の決定が行われる。これらのデライブ信号の一致は 、回路８および９においてデータの交換および比較が行われることによりモニタ される。そして、再び、許容範囲がそのために作られる。伝送されたデータをも とに、モニタマイクロコントローラ３で、さらにデータの処理を行うことも可能 である。

これらのデライブ信号をもとに、ブレーキ圧の変動とそれぞれアンチロック制御 あるいはトラクションスリップ制御に要求されるブレーキ作動における干渉は、 種々の制御アルゴリズムに応じて決定される。この制御アルゴリズムは、一般に 、“制御フィロソフィー”として分類される。非常に多くの制限された量のため に、このポイントに投入された演算動作の消費は、制御装置の質のためにば、明 らかに重要なものである。回路あるいは回路ブロック１２で行われるこのような 演算動作の結果は、最終的に、各ブレーキ圧制御バルブ、すなわち、ブレーキ圧 入力バルブおよび出力バルブの励起間隔を評価するのに用いられる。バルブの励 起間隔は、制御マイクロコントローラ２の回路１３において定義される。最後に 、ソレノイドバルブ５あるいはブレーキ圧制御バルブは、最終ステージ４を介し て、この回路１３の出力信号により動作される。

制御マイクロコントローラ２のブロック１２における制御フィロソフィーの高精 度な演算の代わりに、制御フィロソフィーの単なる“再生”がモニタマイクロコ ントローラ３の回路１４において達成される。この回路１４では、回路１１にお いて定義されたデライブ信号から一時的な制御フェーズを決定する。アンチロッ ク装置の発明の回路構成の具体例では、６つの異なる制御フェーズが定義されて いる。そのうちの１つのフェーズ（フェーズ０）は、制御外の条件を特定してい る。第２のフェーズ（フェーズ１）は、車輪が不安定領域へ入ることを特定する 。もう１つのフェーズ（フェーズ２）は、車輪の不安定な状態を特定する。もう １つのフェーズ（）ニーズ３）は、安定性の回復を特定する。もう１つの制御フ ェーズ（フェーズ４）は、制御の不安定領域から安定領域への車輪の変移を特定 する。そして、最後のもう１つの制御フェーズ（フェーズ５）は、車輪のスピー ドが、いわゆる、車両参照スピードを越える時間領域を特定する。制御フェーズ をこれより少なくしたり、さらに詳細に分類することも可能である。実際に、エ ラー機能は、制御フィロソフィー再生１４により決定される制御フェーズと、制 御マイクロコントローラ２の回路１３によって供給される実際のバルブ励起信号 との相関関係によって、高い信頼性をもって確認できる。バルブ励起信号の詳細 なレゾル−ジョン、たとえば、ある特定の制御フェーズにおける各増圧パルスの 長さと数等は、エラー検出には必要ではない。この制御フェーズとバルブ励起信 号との相関関係は、モニタマイクロコントローラ３の回路１５において実行され る。

最終ステージ４のバルブ励起信号に対する反応は、図１に示した実施例において 、２つのマイクロコントローラ２．３のデータ伝送および比較回路８．９にフィ ードバックされる。

このように、最終ステージ４もモニタリングに含まれる。

図２に示すような回路構成は、前述の実施例とは、いくつかの追加された回路と モニタ機能だけが異なる。制御マイクロコントローラ２およびモニタマイクロコ ントローラ３の両方において、デライブ信号−互いに関係がない−は、それぞれ に関して、およびまたは、制御フィロソフィーブロック１２によって検出された データに関して、それぞれ、制御フィロソフィー再生」４により“もっともらし さ”がチェックされる。信号の組み合わせが矛盾していたり、物理的に有り得な いなら、これはエラーを意味する。このエラー・を根拠にして、制御を部分的あ るいは一時的に制限して解除したり、完全に切り離したりすることが、まだ、説 明されていない方法で開始される。図２において、もっともらしさをチェックす る回路は、制御マイクロコントローラでは１６、および、モニタマイクロコント ローラでは１７によって、示されている。

さらに、図２の実施例では、テスト信号生成回路１８が、設けられ、バルブ励起 回路１３によって、バルブテスト信号が生成されるが、それらはショートなので 、明らかにバルブの反応は引き起こせない。しかし、信号バスのエラー検出がで きる。テスト信号生成回路１８は、図２の具体例における制御マイクロコントロ ーラＲＭＣ内に統合される。

回路１８と、モニタマイクロコントローラ３に統合されている、対応する回路１ ９には、スピード調整回路６および７の出力信号がそれぞれ供給される。他の回 路とともに、これらの回路１８．１９は、回路の入力、特に、トリガー１および 間接的に車輪センサＳ１〜Ｓ４を、冗長的にモニタするようになっている。これ は、車輪センサとトリが−１との間のショートサーキットあるいはラインインタ ーラブジョンが、スピード調整回路６および７に、低周波数振動あるいはパーマ ネント信号として、それぞれ、伝えられるからである。そのようなエラーやその 他のエラーは回路１８によって検出され、その結果、制御の解除、あるいは、制 御の切り離しが行われる。

バルブ励起回路１３の出力信号は、さらに、図２の回路構成にお＋フるデータ伝 送および比較回路８−１９−に供給される。その結果、これら２つの回路８′、 ９′において、最終ステージ４を通してフィードバックされたバルブ作動信号は 、回路１３のバルブ励起信号と一致しているかどうか比較される。さらに、回路 ８′、９′を通して、バルブ励起信号とバルブ作動信号とが交換される。これら 信号が不一致の場合は、制御の解除、あるいは、制御の切り離しが、これらの回 路によって直接行われる。

本発明の回路構成の機能モードは、図２の実施例とほぼ対応するもので、次に、 図３に示したフローチャートをもとにしてその説明を行う。可能な限り、図１お よび図２と同一の符号を用いている。

制御マイクロコントローラＲＭＣ（２）およびモニタマイクロコントローラＵＭ Ｃ（３）において、互いに関係のない機能ブロック６．７の回路から得られる車 輪スピードデータがデータ伝送および比較回路８．９：８′、９′を通して交換 され、一致しているかどうか比較される。データが“許容範囲内″なら、デライ ブ信号（スリップ、加速、そして減速等）が、回路１０および１１において、互 いに関係なく生成される。回路Ｌ９；８−１９′のそれぞれにおいてデータが交 換されると、引き続き、制御フィロソフィーブロック１２、あるいは、再生回路 １４でそれぞれ演算が行われる。図３において、“制御フィロソフィー”は、フ ェーズ確認、異なる圧力の変調アルゴリズム、ロウ−選択のような評価基準の選 択の利用、トルクの回転制限（Ｇ、Ｍ　Ｂ　）を含んで示されている。制御フィ ロソフィー（１４）の再生は、制御フェーズの確認に制限され得る。

データフローの分岐点２０．２１．２２．２３では、交換された信号が一致して いないとき、あるいは、それぞれが、あらかじめ定められた許容範囲外にあると きの、全アンチロック制御あるいはトラクションスリップ制御の解除あるいは切 り離し２４という結果になる。機能ブロック２６では、分岐点２０，２１におい て、不一致であると判断されたとき、あるいは、許容範囲を越えたとき、解除あ るいは切り離しが実施される前に、エラーが分類される。

ブロック１２において、データ処理が行われた後、バルブ励起の間隔と、制御フ ィロソフィー再生１４の出力信号との相関関係、および、制御フェーズとの相関 関係が、ブロック１２に続く。この場合も、比較されたデータが、ある許容範囲 内にあれば足りる。そうでない場合、再び、部分的な解除（２４）、あるいは、 切り離しく２５）が、判断ステージ２７によって行われる。

回路１８でのテスト信号あるいはテストパルスの生成、これらのテストパルスの フィードバックの評価は、機能ブロック２８および２９と符号が付されている。

誤ったフィードバックへの反応は、分岐点３０および３１を通して、制御の解除 あるいは切り離しへと導かれる。最後に、図２の回路１６および１７による、も っともらしさの評価基準の利用は、図３のフローチャートに同じ様に図示されて いる。もっともらしさの評価基準が満たされないときは、信号分岐点３２．３３ のため、制御の解除あるいは切り離しへと、再び導かれる。

図示されたプログラムの実行はループ状に行われる。図示された機能が遂行され た後、プログラムは、新たに開始される。図３のフローチャートは最も重要な機 能のみを図示していることは、きわめて容易に理解できよう。さらに、機能の追 加は特別な応用型に応じて可能である。

国際調査報告　。ｒｌｌｃＤ　（１５／、、！＋Ａ＋。

ＰＣＴ／ＥＰ　９２１０２４１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各車輪の回転動作を表すセンサ信号を調整するための回路と、調整されたセ ンサ信号の解析および処理を行い、ブレーキ装置の圧液管に挿入されたソレノイ ドバルブを駆動するブレーキ圧制御信号を生成するコントローラ回路と、調整さ れたセンサ信号が供給され、異常があった場合、制御の一部あるいは全ての解除 あるいは切り離しを行うモニタ回路と、 コントローラ回路の信号と、モニタ回路の対応する信号との交換あるいは比較を 行う回路とから構成される、アンチロック制御およびまたはトラクションスリッ プ制御を有するブレーキ装置の回路構成において、モニタ回路（３）が、実際に 、スピード調整を行う回路（７）と、減速信号、加速信号、ジャーク信号、参照 信号等のような車輪スピードから得られるデライブ信号を生成する回路（１１） と、制御アルゴリズムあるいは制御フィロソフィーの単純な再生、特に、デライ ブ信号をコントロール回路（２）のアルゴリズムに従って解析されたときに、そ の結果としての制御フェーズの決定のための回路（１４）と、制御フィロソフィ ー再生回路（１４）の出力信号とブレーキ圧制御信号との相関関係づけのための 回路（１５）とを具備したことを特徴とする。 ２．コントローラ回路（２）と、関連するスピード調整のための回路とが、制御 マイクロコントローラ（ＲＭＣ）の一部分であることと、モニタ回路（３）がモ ニタマイクロコントローラ（ＵＭＣ）の一部分であることと、モニタマイクロコ ントローラ（ＵＭＣ）が制御マイクロコントローラ（ＲＭＣ）と比較して簡単な 構成であることを特徴とする請求項１に記載された回路構成。 ３．１６ビットの高性能なマイクロコントローラが制御マイクロコントローラ（ ＲＭＣ）として備えられ、８ビットマイクロコントローラがモニタマイクロコン トローラ（ＵＭＣ）として備えられたことを特徴とする 請求項２に記載された回路構成。 ４．制御マイクロコントローラ（ＲＭＣ）の信号とモニタマイクロコントローラ （ＵＭＣ）の対応する信号との交換および比較を行う（８、８′、９、９′）回 路と、バルブ励起信号と再生回路（１４）の信号との相関関係づけのための回路 （１５）とが、制御マイクロコントローラ（ＲＭＣ）とモニタマイクロコントロ ーラ（ＵＭＣ）の必須の構成部品であることを特徴とする 請求項２あるいは３に記載された回路構成。 ５．制御回路（２）の信号あるいはデータとモニタ回路（３）の対応する信号あ るいはデータとの比較は許容範囲内のみに制限されることを特徴とする 請求項１から４のうちのいずれか１つあるいは２つ以上に記載された回路構成。 ６．制御マイクロコントローラ（ＲＭＣ）およびまたはモニタマイクロコントロ ーラ（ＵＭＣ）が、もっともらしさの評価基準に従ってスピード信号、デライブ 信号、制御フェーズバルブ励起の間隔をチェックし比較するための追加回路（１ ６、１７）を具備することを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか１つあ るいは２つ以上に記載された回路構成。 ７．モニタ回路（３）において、制御回路（２）から得られ、モニタ回路（３） の対応するデータとの比較により許容範囲であるとチェックされたデータをもと に、データの解析および処理が続行されることを特徴とする 請求項１から６のうちのいずれか１つあるいは２つ以上に記載された回路構成。