JP2003510221A - “ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両構成要素の制御のためのシステム - Google Patents
“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両構成要素の制御のためのシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明によるシステムは、少なくとも1つの転舵輪と、ステアリングホイールと、相互に通信される奇数個でかつ複数の制御コンピュータと、第1の位置決め装置と、第2の位置決め装置と第1の多数決演算器と、第2の多数決演算器とを有しており、前記制御コンピュータはそれぞれ、第1のセンサと第2のセンサに結合されており、前記位置決め装置はそれぞれ1つの転舵輪に機械的に連結され、前記制御コンピュータの1つによって制御され、前記制御コンピュータは、第1の多数決演算器には第1の信号を、第2の多数決演算器には第2の信号送出し、第1の信号を受取った側の位置決め装置が所属の制御コンピュータによってアクティブに制御可能であり、前記制御コンピュータは、センサによって検出された測定値を用いたモデル計算により固有の状態並びに当該システムの状態を求め、推定モデルからの偏差が指示された場合意はアクティブな制御コンピュータから他の位置決め装置に割当てられている制御コンピュータへ切替が引き起こされるように構成されている。
Description
【0001】
本発明は、“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両構成要素の制御、特に
“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両の操舵のためのシステムに関してい
る。
“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両の操舵のためのシステムに関してい
る。
【0002】
“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式の車両の根本的な特性は、フットレバー機構
と所属の構成要素(アクセル、ブレーキ、クラッチ)間や、ハンドルとそれに連
結された車輪との間に直接の機械的な接続関係が存在することである。ドライバ
によって操作された制御量は、もはや直接の機械的経路に置換えられるのではな
く、センサ系を介してペダルやハンドルにおいてピックアップされたものが、制
御計算機によって電子的に処理され、電気的な調整量として所属のアクチュエー
タに転送される。
と所属の構成要素(アクセル、ブレーキ、クラッチ)間や、ハンドルとそれに連
結された車輪との間に直接の機械的な接続関係が存在することである。ドライバ
によって操作された制御量は、もはや直接の機械的経路に置換えられるのではな
く、センサ系を介してペダルやハンドルにおいてピックアップされたものが、制
御計算機によって電子的に処理され、電気的な調整量として所属のアクチュエー
タに転送される。
【0003】
この“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式の利点として挙げられるものの中では、
とりわけパッシブ・セーフティの向上が際立っている。なぜなら例えばステアリ
ングコラムの車室内への侵入が、当該コラム自身の放棄によって除外されるから
である。さらに例えばステアリングホイールにおける反力モーメントの自由な選
択やステアリングホールとそれに連結された車輪の間の可変のギヤ比などが可能
なことによって、車両の快適性が向上している。さらに構造的な利点も得られる
。そのため例えば右ハンドル仕様や左ハンドル仕様の実施、ないしはそれらの選
択並びに教習用車両あるいは障害者用車両のための仕様変更などが容易である。
その他にも構造が簡素なこの“ドライブ・バイ・ワイヤ”システムは、走行安定
性制御、ABS制御、ASR制御、自動速度制御などの装置とのシステムの統合
化が図り易い。
とりわけパッシブ・セーフティの向上が際立っている。なぜなら例えばステアリ
ングコラムの車室内への侵入が、当該コラム自身の放棄によって除外されるから
である。さらに例えばステアリングホイールにおける反力モーメントの自由な選
択やステアリングホールとそれに連結された車輪の間の可変のギヤ比などが可能
なことによって、車両の快適性が向上している。さらに構造的な利点も得られる
。そのため例えば右ハンドル仕様や左ハンドル仕様の実施、ないしはそれらの選
択並びに教習用車両あるいは障害者用車両のための仕様変更などが容易である。
その他にも構造が簡素なこの“ドライブ・バイ・ワイヤ”システムは、走行安定
性制御、ABS制御、ASR制御、自動速度制御などの装置とのシステムの統合
化が図り易い。
【0004】
しかしながら別の側面では、この“バイ・ワイヤ”システムのもとでは次のよ
うな問題も生じている。すなわちその構成要素においてエラーが生じた際には安
全な状態への移行が必ずしも保証されていないことである。例えば操舵システム
のパワーアシスト系の故障を引き起こすような障害が発生しても、基本的な操舵
機能はまだ維持され続ける従来方式のパワーステアリングの場合とは異なって、
“バイ・ワイヤ”システムでは、構成要素の故障は、構造的ないしは構想的な安
全措置が講じられない限りは致命的な結果につながる。
うな問題も生じている。すなわちその構成要素においてエラーが生じた際には安
全な状態への移行が必ずしも保証されていないことである。例えば操舵システム
のパワーアシスト系の故障を引き起こすような障害が発生しても、基本的な操舵
機能はまだ維持され続ける従来方式のパワーステアリングの場合とは異なって、
“バイ・ワイヤ”システムでは、構成要素の故障は、構造的ないしは構想的な安
全措置が講じられない限りは致命的な結果につながる。
【0005】
本発明の課題は、特に車両の操舵のための“ドライブ・バイ・ワイヤ”システ
ムにおいて、安全性において臨界的な状況を引き起こし兼ねないようなエラーが
システムの構成要素に発生した場合でも、正常な機能状態への速やかな移行が可
能となるように改善を行うことである。
ムにおいて、安全性において臨界的な状況を引き起こし兼ねないようなエラーが
システムの構成要素に発生した場合でも、正常な機能状態への速やかな移行が可
能となるように改善を行うことである。
【0006】
この課題は、請求項1の特徴部分に記載された本発明によるシステムによって
解決される。従ってこの本発明によるシステムは、 少なくとも1つの転舵輪と、 ステアリングホイールまたはそれと同等の操舵装置と、 相互に通信される奇数個でかつ複数の制御コンピュータと、 第1の位置決め装置と、 第2の位置決め装置と 前記第1の位置決め装置に対応付けされている第1の多数決演算器と、 前記第2の位置決め装置に対応付けされている第2の多数決演算器とを有してお
り、 前記制御コンピュータはそれぞれ、ステアリングホイールまたは操舵装置の移動
ないし操作量を検出する少なくとも1つの第1のセンサと、少なくとも1つの転
舵輪の位置を検出する少なくとも1つの第2のセンサに結合されており、 前記位置決め装置はそれぞれ、少なくとも1つの転舵輪に機械的に連結され、そ
れぞれ前記制御コンピュータのうちの1つによって制御可能であり、 前記制御コンピュータの各々は、第1の多数決演算器には第1の信号を送出し、
第2の多数決演算器には該第1の信号とは異なる第2の信号送出し、 その所属の多数決演算器が制御コンピュータから多数の第1の信号を受取った側
の位置決め装置は、その所属の制御コンピュータによってアクティブに制御可能
であり、 前記制御コンピュータは、前記複数のセンサによって検出された測定値を用いた
モデル計算によって固有の状態並びに当該システムの状態を求め、さらにシステ
ム機能が制御コンピュータの多数のモデル推定からの偏差を示す場合には、その
つどのアクティブな制御コンピュータから他の位置決め装置に割当てられている
制御コンピュータへの切替が引き起こされるように構成されている。
解決される。従ってこの本発明によるシステムは、 少なくとも1つの転舵輪と、 ステアリングホイールまたはそれと同等の操舵装置と、 相互に通信される奇数個でかつ複数の制御コンピュータと、 第1の位置決め装置と、 第2の位置決め装置と 前記第1の位置決め装置に対応付けされている第1の多数決演算器と、 前記第2の位置決め装置に対応付けされている第2の多数決演算器とを有してお
り、 前記制御コンピュータはそれぞれ、ステアリングホイールまたは操舵装置の移動
ないし操作量を検出する少なくとも1つの第1のセンサと、少なくとも1つの転
舵輪の位置を検出する少なくとも1つの第2のセンサに結合されており、 前記位置決め装置はそれぞれ、少なくとも1つの転舵輪に機械的に連結され、そ
れぞれ前記制御コンピュータのうちの1つによって制御可能であり、 前記制御コンピュータの各々は、第1の多数決演算器には第1の信号を送出し、
第2の多数決演算器には該第1の信号とは異なる第2の信号送出し、 その所属の多数決演算器が制御コンピュータから多数の第1の信号を受取った側
の位置決め装置は、その所属の制御コンピュータによってアクティブに制御可能
であり、 前記制御コンピュータは、前記複数のセンサによって検出された測定値を用いた
モデル計算によって固有の状態並びに当該システムの状態を求め、さらにシステ
ム機能が制御コンピュータの多数のモデル推定からの偏差を示す場合には、その
つどのアクティブな制御コンピュータから他の位置決め装置に割当てられている
制御コンピュータへの切替が引き起こされるように構成されている。
【0007】
それによりシステムの保安指定構成要素が冗長的に構成される。この場合1つ
の構成要素に欠陥が生じた場合には、正常に動作している相応の構成要素に自動
的に切替られる。有利には、複数の制御コンピュータにおいて、そのつどの制御
される制御コンピュータに、他の制御コンピュータへの切替要求の公式化を可能
にするルーチンが実行され、これによってこれらのコンピュータがその多数決演
算ユニットによって受信される信号を変更し、それにより他の制御可能な制御コ
ンピュータがシステムのコントロールを受継ぎ、この別の制御コンピュータがそ
れに対応付けされた位置決め装置を制御する。
の構成要素に欠陥が生じた場合には、正常に動作している相応の構成要素に自動
的に切替られる。有利には、複数の制御コンピュータにおいて、そのつどの制御
される制御コンピュータに、他の制御コンピュータへの切替要求の公式化を可能
にするルーチンが実行され、これによってこれらのコンピュータがその多数決演
算ユニットによって受信される信号を変更し、それにより他の制御可能な制御コ
ンピュータがシステムのコントロールを受継ぎ、この別の制御コンピュータがそ
れに対応付けされた位置決め装置を制御する。
【0008】
本発明によるシステムの有利な構成によれば、前記制御コンピュータは、CA
Nバスを介して相互に通信される。このことは利点につながる。というのもCA
Nバスが十分な許容偏差を有し、CPUに依存することなく動作するからである
。
Nバスを介して相互に通信される。このことは利点につながる。というのもCA
Nバスが十分な許容偏差を有し、CPUに依存することなく動作するからである
。
【0009】
本発明によるシステムの別の有利な実施例によれば、位置決め装置が、ダブル
アクション形のパワーステアリングシリンダを備えたそれぞれ1つの油圧制御部
を有している。この場合、前記ダブルアクション形のパワーステアリングシリン
ダの2つのシリンダチャンバは、ステアリングバイパスバルブによって相互に接
続可能である。この構成は、冗長的に構成されたパワーステアリングシリンダの
各々の開閉を簡単でかつ信頼性の高い方式で可能にする。その際多数決演算ユニ
ットは、ステアリングバイパスバルブを起動制御し、どのパワーステアリング油
圧経路がそれぞれ活動化されているかを確定する。
アクション形のパワーステアリングシリンダを備えたそれぞれ1つの油圧制御部
を有している。この場合、前記ダブルアクション形のパワーステアリングシリン
ダの2つのシリンダチャンバは、ステアリングバイパスバルブによって相互に接
続可能である。この構成は、冗長的に構成されたパワーステアリングシリンダの
各々の開閉を簡単でかつ信頼性の高い方式で可能にする。その際多数決演算ユニ
ットは、ステアリングバイパスバルブを起動制御し、どのパワーステアリング油
圧経路がそれぞれ活動化されているかを確定する。
【0010】
本発明の別の有利な実施例によれば、前記ダブルアクション形のパワーステア
リングシリンダの2つのシリンダチャンバのそのつどの圧力は、プロポーショニ
ングバルブを介して設定可能である。この場合前記ダブルアクション形のパワー
ステアリングシリンダの2つのシリンダチャンバの各々には固有の圧力センサが
接続される。各パワーステアリングシリンダにおいては有利には、圧力供給のた
めの固有のポンプが対応付けられている。
リングシリンダの2つのシリンダチャンバのそのつどの圧力は、プロポーショニ
ングバルブを介して設定可能である。この場合前記ダブルアクション形のパワー
ステアリングシリンダの2つのシリンダチャンバの各々には固有の圧力センサが
接続される。各パワーステアリングシリンダにおいては有利には、圧力供給のた
めの固有のポンプが対応付けられている。
【0011】
また有利には、ポンプの出力側が逆止弁を介して蓄積器に接続されている。そ
れによってこのポンプは車両の運転中に必ずしも連続的に作動される必要はない
。そのため有利には、供給圧力の検出のための圧力センサが設けられていてもよ
い。その際にはポンプが所定の圧力値に達した場合には、アクティブ制御されて
いる制御コンピュータを介して制限される。
れによってこのポンプは車両の運転中に必ずしも連続的に作動される必要はない
。そのため有利には、供給圧力の検出のための圧力センサが設けられていてもよ
い。その際にはポンプが所定の圧力値に達した場合には、アクティブ制御されて
いる制御コンピュータを介して制限される。
【0012】
さらに有利には、ポンプの出力側と逆止弁の間に油圧媒体リザーブタンクに開
口している分岐がポンプバイパスバルブを伴って接続される。これによりポンプ
はシステムからの反力なしで始動できる。特に電動ポンプの場合には、この方法
で高い始動電流が避けられる。
口している分岐がポンプバイパスバルブを伴って接続される。これによりポンプ
はシステムからの反力なしで始動できる。特に電動ポンプの場合には、この方法
で高い始動電流が避けられる。
【0013】
さらに別の有利な実施例によれば、前記制御コンピュータのうちの1つが、ス
テアリングホイールと接続している、反力モーメントのシミュレーションのため
のステアリングモーメントモータを制御する。その場合、ダブルアクション形パ
ワーステアリングシリンダの2つのシリンダチャンバの間の圧力差は、ステアリ
ングモーメントモータによってステアリングホイールに形成されるべき反力モー
メントの算出に用いられる。
テアリングホイールと接続している、反力モーメントのシミュレーションのため
のステアリングモーメントモータを制御する。その場合、ダブルアクション形パ
ワーステアリングシリンダの2つのシリンダチャンバの間の圧力差は、ステアリ
ングモーメントモータによってステアリングホイールに形成されるべき反力モー
メントの算出に用いられる。
【0014】
本発明によるシステムは、有利には、ブレーキシステムを含むことも可能であ
る。有利な実施例によれば、当該のシステムが、さらに付加的にブレーキペダル
機構と、少なくとも1つの第1のホイルブレーキシリンダと、少なくとも1つの
第2のホイルブレーキシリンダと、奇数個の複数の制御コンピュータに相応する
数の第3のセンサが含まれており、前記ホイルブレーキシリンダはそれぞれ異な
るブレーキ経路に属し、それぞれ1つの油圧制御部を有しており、前記第3のセ
ンサは、それぞれブレーキペダルの位置を検出し、それぞれ前記制御コンピュー
タのうちの1つに結合されており、この場合各ブレーキ経路には別の制御コンピ
ュータが対応付けられており、それによって所属のブレーキ経路が“ブレーキ・
バイ・ワイヤ”方式に従って制御可能である。この場合特に有利には、操舵のた
めに設けられている制御コンピュータと多数決演算器並びにブレーキシステムの
ための油圧機構の部分が共に共同使用可能である。
る。有利な実施例によれば、当該のシステムが、さらに付加的にブレーキペダル
機構と、少なくとも1つの第1のホイルブレーキシリンダと、少なくとも1つの
第2のホイルブレーキシリンダと、奇数個の複数の制御コンピュータに相応する
数の第3のセンサが含まれており、前記ホイルブレーキシリンダはそれぞれ異な
るブレーキ経路に属し、それぞれ1つの油圧制御部を有しており、前記第3のセ
ンサは、それぞれブレーキペダルの位置を検出し、それぞれ前記制御コンピュー
タのうちの1つに結合されており、この場合各ブレーキ経路には別の制御コンピ
ュータが対応付けられており、それによって所属のブレーキ経路が“ブレーキ・
バイ・ワイヤ”方式に従って制御可能である。この場合特に有利には、操舵のた
めに設けられている制御コンピュータと多数決演算器並びにブレーキシステムの
ための油圧機構の部分が共に共同使用可能である。
【0015】
有利には、前記ブレーキシステムが2つの相互に独立したブレーキ経路で形成
されており、この場合各ブレーキ経路はそれぞれ2つのホイルブレーキシリンダ
を有しており、それらのうちの1つのホイルブレーキシリンダは、前輪に割当て
られ、他のホイルブレーキシリンダは車両対向側にある後輪に割当てられている
。
されており、この場合各ブレーキ経路はそれぞれ2つのホイルブレーキシリンダ
を有しており、それらのうちの1つのホイルブレーキシリンダは、前輪に割当て
られ、他のホイルブレーキシリンダは車両対向側にある後輪に割当てられている
。
【0016】
本発明によるシステムのさらに別の有利な実施例は、従属請求項に記載されて
いる。
いる。
【0017】
以下の明細書では、本発明の実施例を示している図面に基づいて本発明を詳細
に説明する。この場合それぞれの図面のうち、 図1は、“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両の電動油圧式の操舵および
制動のためのシステムの概略図であり、 図2は、図1によるシステム中に使用されているパワーステアリング油圧系の構
成要素を概略的に示した図であり、 図3は、図1によるシステム中に使用されているパワーステアリング油圧系の構
成要素を概略的に示した図である。
に説明する。この場合それぞれの図面のうち、 図1は、“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両の電動油圧式の操舵および
制動のためのシステムの概略図であり、 図2は、図1によるシステム中に使用されているパワーステアリング油圧系の構
成要素を概略的に示した図であり、 図3は、図1によるシステム中に使用されているパワーステアリング油圧系の構
成要素を概略的に示した図である。
【0018】
実施例
図面に示されている“ドライブ・バイ・ワイヤ”システムは、2つのサブシス
テム、詳細には、ステアリングシステムとブレーキシステムからなっている。従
って機能的な観点からこれらのサブシステムを、“ステア・バイ・ワイヤ”シス
テムと“ブレーキ・バイ・ワイヤ”システムに区別する。操舵用のアクチュエー
タと制動用のアクチュエータは、それぞれ二重に構成されている。そのため一方
のアクチュエータが故障した場合には他方に切換えることが可能である。
テム、詳細には、ステアリングシステムとブレーキシステムからなっている。従
って機能的な観点からこれらのサブシステムを、“ステア・バイ・ワイヤ”シス
テムと“ブレーキ・バイ・ワイヤ”システムに区別する。操舵用のアクチュエー
タと制動用のアクチュエータは、それぞれ二重に構成されている。そのため一方
のアクチュエータが故障した場合には他方に切換えることが可能である。
【0019】
図示のシステムの中心は、3つの相互に通信可能な制御コンピュータ1,2,
3と2つの多数決演算器4,5で形成されている。この多数決演算器は、“ボー
タ(Voter)”とも称される。前記制御コンピュータ1,2,3のそれぞれは、ド
ライバによってステアリングホイールないしはブレーキペダルを介して行われた
操作量のピックアップと、車輪の転舵角のピックアップのための固有のセンサ6
,9,12;7,10,13;8,11,14を備えている。さらにここでは図
示されていない、エネルギ供給状態のピックアップのためのセンサも存在してい
る。この場合制御コンピュータの各々は、固有の非常用給電部を有している。こ
れらの制御コンピュータ1,2,3の間の通信に対してはCANバス15が用い
られ散る。このCANバスは、十分な許容偏差を有し、CPUに依存しない動作
が可能である。
3と2つの多数決演算器4,5で形成されている。この多数決演算器は、“ボー
タ(Voter)”とも称される。前記制御コンピュータ1,2,3のそれぞれは、ド
ライバによってステアリングホイールないしはブレーキペダルを介して行われた
操作量のピックアップと、車輪の転舵角のピックアップのための固有のセンサ6
,9,12;7,10,13;8,11,14を備えている。さらにここでは図
示されていない、エネルギ供給状態のピックアップのためのセンサも存在してい
る。この場合制御コンピュータの各々は、固有の非常用給電部を有している。こ
れらの制御コンピュータ1,2,3の間の通信に対してはCANバス15が用い
られ散る。このCANバスは、十分な許容偏差を有し、CPUに依存しない動作
が可能である。
【0020】
制御コンピュータ1と3は、固有の操舵油圧経路と制動油圧経路を介したコン
トロール機能を有している。操舵に関しては、制御コンピュータ1による経路か
もしくは制御コンピュータ3による経路のみが活動化される。それに対して制動
では常に2つの経路が使用される。制御コンピュータ1は、左前輪のホイルブレ
ーキシリンダ(符号16)と右後輪(図1には示されていない)のホイルブレー
キシリンダをコントロールしている。それに対して制御コンピュータ3は相応に
、右前輪のホイルブレーキシリンダ(符号17)と左後輪(図1には示されてい
ない)のホイルブレーキシリンダをコントロールしている。それにより、1つの
ブレーキ系統が故障しても、もう1つの基本的なブレーキ機能は保証される。符
号18と19は、それぞれの油圧制御部を表わしており、これらの油圧制御部に
は、一方のブレーキ経路のホイルブレーキシリンダの他にダブルアクション形の
パワーステアリングシリンダ20ないし21が接続されている。
トロール機能を有している。操舵に関しては、制御コンピュータ1による経路か
もしくは制御コンピュータ3による経路のみが活動化される。それに対して制動
では常に2つの経路が使用される。制御コンピュータ1は、左前輪のホイルブレ
ーキシリンダ(符号16)と右後輪(図1には示されていない)のホイルブレー
キシリンダをコントロールしている。それに対して制御コンピュータ3は相応に
、右前輪のホイルブレーキシリンダ(符号17)と左後輪(図1には示されてい
ない)のホイルブレーキシリンダをコントロールしている。それにより、1つの
ブレーキ系統が故障しても、もう1つの基本的なブレーキ機能は保証される。符
号18と19は、それぞれの油圧制御部を表わしており、これらの油圧制御部に
は、一方のブレーキ経路のホイルブレーキシリンダの他にダブルアクション形の
パワーステアリングシリンダ20ないし21が接続されている。
【0021】
制御コンピュータ2は、一方では、2つの制御可能なコンピュータ1と3のた
めのコントロール計算機として用いられ、それに伴って最初の多数決演算がボー
タ4,5において可能となる。他方では制御コンピュータ2は、ステアリングホ
イール22における反力モーメントをシミュレートする、ステアリングモーメン
トモータを制御する。
めのコントロール計算機として用いられ、それに伴って最初の多数決演算がボー
タ4,5において可能となる。他方では制御コンピュータ2は、ステアリングホ
イール22における反力モーメントをシミュレートする、ステアリングモーメン
トモータを制御する。
【0022】
【外1】
【0023】
【外2】
【0024】
つまりそれぞれのパワーステアリング油圧系が活動中ならば、その所属の多数決
演算器4ないし5は、少なくとも2つの制御コンピュータからハイレベル信号を
受取る。CANバス15を介したステータスデータの交換によれば、目下アクテ
ィブ制御されているコンピュータの各々が確定可能である。
演算器4ないし5は、少なくとも2つの制御コンピュータからハイレベル信号を
受取る。CANバス15を介したステータスデータの交換によれば、目下アクテ
ィブ制御されているコンピュータの各々が確定可能である。
【0025】
これらの制御コンピュータ1,2,3は、有利にはマイクロコントローラから
なる。また制御ソフトウエアには、アクチュエータ内のエラーを識別する妥当性
検査機能が含まれている。そのためドライバの意志、すなわちステアリングホイ
ールおよび/またはブレーキペダルを介してドライバから行使される制御命令は
、一方ではそれぞれのアクチュエータに転送され、他方では制御コンピュータ内
のモデル計算回路に利用される。これらのモデル計算回路から供給された値は、
アクチュエータの測定値と比較される。アクチュエータの測定値が所定の許容波
に内にある場合には、アクチュエータは正常に機能している。
なる。また制御ソフトウエアには、アクチュエータ内のエラーを識別する妥当性
検査機能が含まれている。そのためドライバの意志、すなわちステアリングホイ
ールおよび/またはブレーキペダルを介してドライバから行使される制御命令は
、一方ではそれぞれのアクチュエータに転送され、他方では制御コンピュータ内
のモデル計算回路に利用される。これらのモデル計算回路から供給された値は、
アクチュエータの測定値と比較される。アクチュエータの測定値が所定の許容波
に内にある場合には、アクチュエータは正常に機能している。
【0026】
制御ソフトウエアは、発生したエラーをシステム全体に対するその影響量に関
してクラス分けするように構成される。すなわち1つまたは複数のエラーが許容
可能なものであるのか、それとも車両の安全な運行に支障を来すものであるのか
どうかが確定される。
してクラス分けするように構成される。すなわち1つまたは複数のエラーが許容
可能なものであるのか、それとも車両の安全な運行に支障を来すものであるのか
どうかが確定される。
【0027】
許容可能なエラーに対するリアクションは、例えばエラーの監視継続および/
またはえらーの表示、あるいは既知の正常な先行状態への復帰、またはモデルに
基づいた正常な後続状態の計算などである。
またはえらーの表示、あるいは既知の正常な先行状態への復帰、またはモデルに
基づいた正常な後続状態の計算などである。
【0028】
制御コンピュータ1,2,3は、車両ならびに“ドライブ・バイ・ワイヤ”シ
ステムの目下の状態の検査ないし評価のためのアルゴリズムでもって動作する。
この検査には、アクチュエータ、センサ、給電部に対するテストルーチンが含ま
れれている。
ステムの目下の状態の検査ないし評価のためのアルゴリズムでもって動作する。
この検査には、アクチュエータ、センサ、給電部に対するテストルーチンが含ま
れれている。
【0029】
制御コンピュータ1,2,3には、識別可能な全ての初期エラーに対するリア
クションを定めた手段カタログが記憶されている。この本発明によるシステムは
、安全性に多大な影響を与えるエラーが生じた場合でも、安全な状態への確実な
移行がまだ可能であるように構成される。この安全な状態は、とりわけ次のよう
な場合にのみ達成され得る。すなわち重大なエラーが発生した場合に、つまり安
全な運行に支障を来すようなエラーが生じた場合に、光学的および/または音響
的な支持の他にもドライバに対して、アクティブな介入制御、例えば緩慢な連続
的制動操作などによる車両の減速によって走行の終了を促す。
クションを定めた手段カタログが記憶されている。この本発明によるシステムは
、安全性に多大な影響を与えるエラーが生じた場合でも、安全な状態への確実な
移行がまだ可能であるように構成される。この安全な状態は、とりわけ次のよう
な場合にのみ達成され得る。すなわち重大なエラーが発生した場合に、つまり安
全な運行に支障を来すようなエラーが生じた場合に、光学的および/または音響
的な支持の他にもドライバに対して、アクティブな介入制御、例えば緩慢な連続
的制動操作などによる車両の減速によって走行の終了を促す。
【0030】
有利には、制御ソフトウエアにおいて、制御されている計算機1または3に、
他の制御コンピュータ2,3もしくは1,2への切替機能の公式化を可能にする
、ルーチンが実行される。このことは、その多数決信号の変調に作用し、そのた
め、他の制御可能な計算機がコントロールを受け継ぐ。このことは、先に述べた
あらゆる走行休止を実施する油圧系−テストルーチンにとって重要である。走行
休止と走行終了の識別は、多数決演算器に起因し、そのつどの制御されるべき計
算機によって初期化される。
他の制御コンピュータ2,3もしくは1,2への切替機能の公式化を可能にする
、ルーチンが実行される。このことは、その多数決信号の変調に作用し、そのた
め、他の制御可能な計算機がコントロールを受け継ぐ。このことは、先に述べた
あらゆる走行休止を実施する油圧系−テストルーチンにとって重要である。走行
休止と走行終了の識別は、多数決演算器に起因し、そのつどの制御されるべき計
算機によって初期化される。
【0031】
センサから受入れられた測定値と前述したモデル計算(これは例えば操舵に関
し、操舵角と転舵角との間でステアリングシリンダチャンバ内の圧力に対する関
係を考察したものであってもよい)から、各制御コンピュータは、固有の状態と
システムの状態を決定できる。少なくとも2つの制御コンピュータによって、シ
ステム機能がそのモデル推定値から偏差していることが確定された場合には、制
御コンピュータは、多数決演算器(Voter)4,5への信号の変更によって目下
アクティブに制御している計算機の中断と共に第2の操舵油圧経路への切替を強
制できる。
し、操舵角と転舵角との間でステアリングシリンダチャンバ内の圧力に対する関
係を考察したものであってもよい)から、各制御コンピュータは、固有の状態と
システムの状態を決定できる。少なくとも2つの制御コンピュータによって、シ
ステム機能がそのモデル推定値から偏差していることが確定された場合には、制
御コンピュータは、多数決演算器(Voter)4,5への信号の変更によって目下
アクティブに制御している計算機の中断と共に第2の操舵油圧経路への切替を強
制できる。
【0032】
以下では、サブシステム“ステア・バイ・ワイヤ”と“ブレーキ・バイ・ワイ
ヤ”の構造と機能を詳細に説明する。
ヤ”の構造と機能を詳細に説明する。
【0033】
サブシステム“ステア・バイ・ワイヤ”は、ステアリングホイールモジュール
とパワーステアリング油圧系を含んでいる。この場合ステアリングホイールモジ
ュールは、ステアリングホイール22とステアリングモーメントモータ(図示し
ていない)と3つのセンサ6,7,8からなっている。これらのセンサはそれぞ
れ操舵角を検出している。
とパワーステアリング油圧系を含んでいる。この場合ステアリングホイールモジ
ュールは、ステアリングホイール22とステアリングモーメントモータ(図示し
ていない)と3つのセンサ6,7,8からなっている。これらのセンサはそれぞ
れ操舵角を検出している。
【0034】
パワーステアリング油圧経路のパワーステアリング油圧系は、2つのパートで
構成されている(図2参照)。第1のパートは、圧力の供給に用いられており、
それらは、油圧媒体リザーブタンク24,フィルタ25,電動モータ26によっ
て駆動されるポンプ27,逆止弁28,ポンプバイパスバルブ(2ポート/2ウ
エイバルブ)29,蓄積器30,供給圧力測定用の圧力センサ31からなってい
る。
構成されている(図2参照)。第1のパートは、圧力の供給に用いられており、
それらは、油圧媒体リザーブタンク24,フィルタ25,電動モータ26によっ
て駆動されるポンプ27,逆止弁28,ポンプバイパスバルブ(2ポート/2ウ
エイバルブ)29,蓄積器30,供給圧力測定用の圧力センサ31からなってい
る。
【0035】
ポンプ27は、タンク24から油圧媒体を逆止弁28を介して蓄積器30内へ
吐出する。所定の最大供給圧力に達すると、ポンプ27は、適切なソフトウエア
を介して制限される。所定の最低供給圧力を下回った場合には、ポンプ27は、
再び投入される。逆止弁28は、圧力のタンク24方向への逆戻りによる減圧を
防止している。ポンプバイパスバルブ29は、開放状態において、ポンプ27が
システムからの反力なしで始動できるようにするために用いられている。蓄積器
30において形成された供給圧力は、操舵に対しても制動に対しても用いられる
。それ故図2中に符号32で示されている管路は、ブレーキ油圧系に接続されて
いる。それに対して符号33の管路は、ブレーキ油圧系からタンク24への還流
路である。
吐出する。所定の最大供給圧力に達すると、ポンプ27は、適切なソフトウエア
を介して制限される。所定の最低供給圧力を下回った場合には、ポンプ27は、
再び投入される。逆止弁28は、圧力のタンク24方向への逆戻りによる減圧を
防止している。ポンプバイパスバルブ29は、開放状態において、ポンプ27が
システムからの反力なしで始動できるようにするために用いられている。蓄積器
30において形成された供給圧力は、操舵に対しても制動に対しても用いられる
。それ故図2中に符号32で示されている管路は、ブレーキ油圧系に接続されて
いる。それに対して符号33の管路は、ブレーキ油圧系からタンク24への還流
路である。
【0036】
パワーステアリング油圧系の第2のパートは、ダブルアクション形パワーステ
アリングシリンダ20,プロポーショニングバルブ(3ポート/4ウエイバルブ
)34,ステアリングバイパスバルブ(2ポート/2ウエイバルブ)23,2つ
の圧力センサ35,36からなっている。これらの圧力センサはそれぞれパワー
ステアリングシリンダ20の2つのシリンダチャンバ37,38の1つに接続さ
れている。
アリングシリンダ20,プロポーショニングバルブ(3ポート/4ウエイバルブ
)34,ステアリングバイパスバルブ(2ポート/2ウエイバルブ)23,2つ
の圧力センサ35,36からなっている。これらの圧力センサはそれぞれパワー
ステアリングシリンダ20の2つのシリンダチャンバ37,38の1つに接続さ
れている。
【0037】
その他に3つのセンサ12,13,14が、転舵角の検出のために設けられて
いる(図1参照)。この場合これらのセンサ12,13,14は、転舵輪39,
40の転舵角を、パワーステアリングシリンダピストンロッド41の位置、タイ
ロッド42の位置あるいはステアリングロッドの位置をピックアップすることに
よって間接的に検出している。
いる(図1参照)。この場合これらのセンサ12,13,14は、転舵輪39,
40の転舵角を、パワーステアリングシリンダピストンロッド41の位置、タイ
ロッド42の位置あるいはステアリングロッドの位置をピックアップすることに
よって間接的に検出している。
【0038】
ステアリングバイパス23が閉じている場合には、プロポーショニングバルブ
34を介して2つのパワーステアリングシリンダチャンバ37,38の各々に所
期の圧力が形成される。これらの2つの圧力の差分に応じてパワーステアリング
シリンダ20のピストンロッド41は左方または右方に移動し、そのようにして
操舵運動量が転舵輪39,40に伝えられる。2つのステアリングシリンダチャ
ンバ37,38の間の圧力差分は、ステアリングモーメントモータを介してステ
アリングホイール22において形成される反力モーメントのための計算基準を形
成する。制御コンピュータ2は、圧力差分を自身では検知しないので、この値は
CANバス15を介して伝達される。
34を介して2つのパワーステアリングシリンダチャンバ37,38の各々に所
期の圧力が形成される。これらの2つの圧力の差分に応じてパワーステアリング
シリンダ20のピストンロッド41は左方または右方に移動し、そのようにして
操舵運動量が転舵輪39,40に伝えられる。2つのステアリングシリンダチャ
ンバ37,38の間の圧力差分は、ステアリングモーメントモータを介してステ
アリングホイール22において形成される反力モーメントのための計算基準を形
成する。制御コンピュータ2は、圧力差分を自身では検知しないので、この値は
CANバス15を介して伝達される。
【0039】
形成された反力モーメントを介してドライバには、その時々の走行状況に応じ
たドライビング間隔が伝えられる。それにより例えばアイスバーン上や滑りやす
い路上での走行の際には、ステアリングホイール22における反力モーメントが
、比較的乾いた路上での走行の際のものよりも著しく低減される。それによって
、手からの感覚でドライバには、ステアリングホイール22のステアリングモー
メントモータによって形成される反力モーメントを介して、目下起きかけている
臨界的な走行状況を気付かせることが可能となる。そのような状況の検出には、
様々なセンサ系が利用できる。例えば圧力センサ、温度センサスリップセンサ、
光学的センサなどである。
たドライビング間隔が伝えられる。それにより例えばアイスバーン上や滑りやす
い路上での走行の際には、ステアリングホイール22における反力モーメントが
、比較的乾いた路上での走行の際のものよりも著しく低減される。それによって
、手からの感覚でドライバには、ステアリングホイール22のステアリングモー
メントモータによって形成される反力モーメントを介して、目下起きかけている
臨界的な走行状況を気付かせることが可能となる。そのような状況の検出には、
様々なセンサ系が利用できる。例えば圧力センサ、温度センサスリップセンサ、
光学的センサなどである。
【0040】
ステアリングバイパスバルブ23の開放によって、2つのシリンダチャンバ3
7,38の間の圧力差分が補償調整される。このようにして該当するパワーステ
アリングシリンダが受動的に切換えられる。この場合他のパワーシリンダが転舵
角の設定調整を受継ぎ、それに対して所属のピストンロッド41を介して機械的
にタイロッド42に接続されている、パッシブに切換えられたパワーステアリン
グシリンダのピストン43は、応力なしで連動する。
7,38の間の圧力差分が補償調整される。このようにして該当するパワーステ
アリングシリンダが受動的に切換えられる。この場合他のパワーシリンダが転舵
角の設定調整を受継ぎ、それに対して所属のピストンロッド41を介して機械的
にタイロッド42に接続されている、パッシブに切換えられたパワーステアリン
グシリンダのピストン43は、応力なしで連動する。
【0041】
サブシステム“ブレーキ・バイ・ワイヤ”は、ブレーキペダル機構とブレーキ
油圧系で構成されている(図1及び図3参照)。
油圧系で構成されている(図1及び図3参照)。
【0042】
ブレーキペダル機構は、ばねを介して慣用のブレーキ油圧系の逆圧をシミュレ
ートする。ブレーキペダル44の位置に応じて3つの相互に調整されたばね(図
示せず)がブレーキペダル44に対抗押力を与えている。それによってドライに
は、慣用のブレーキ油圧系からの通常のブレーキ感覚が伝えられる。2つの制御
コンピュータ1,3のうちのそれぞれ1つに対応付けられているブレーキ油圧系
(図3参照)は、2つのホイルブレーキシリンダ、詳細には左前輪用ホイルブレ
ーキシリンダ(16)と右後輪用ホイルブレーキシリンダ(116)、もしくは
右前輪用と左後輪用のブレーキシリンダと、2つのプロポーショニングバルブ(
3ポート/3ウエイバルブ)45,46(これらはそれぞれホイルブレーキシリ
ンダ16,116に対応付けられている)と、ブレーキバイパスバルブ(2ポー
ト/2ウエイバルブ)47(このバルブを介してホイルブレーキシリンダ16,
116のシリンダチャンバが相互に接続可能である)と、ホイルブレーキシリン
ダ16,116のシリンダチャンバに接続された2つの圧力センサ48,49を
含んでいる。
ートする。ブレーキペダル44の位置に応じて3つの相互に調整されたばね(図
示せず)がブレーキペダル44に対抗押力を与えている。それによってドライに
は、慣用のブレーキ油圧系からの通常のブレーキ感覚が伝えられる。2つの制御
コンピュータ1,3のうちのそれぞれ1つに対応付けられているブレーキ油圧系
(図3参照)は、2つのホイルブレーキシリンダ、詳細には左前輪用ホイルブレ
ーキシリンダ(16)と右後輪用ホイルブレーキシリンダ(116)、もしくは
右前輪用と左後輪用のブレーキシリンダと、2つのプロポーショニングバルブ(
3ポート/3ウエイバルブ)45,46(これらはそれぞれホイルブレーキシリ
ンダ16,116に対応付けられている)と、ブレーキバイパスバルブ(2ポー
ト/2ウエイバルブ)47(このバルブを介してホイルブレーキシリンダ16,
116のシリンダチャンバが相互に接続可能である)と、ホイルブレーキシリン
ダ16,116のシリンダチャンバに接続された2つの圧力センサ48,49を
含んでいる。
【0043】
付加的に2つのセンサ(図示されていない)を介してホイル回転数が検出され
る。これらのセンサは、ABSシステムおよび/またはASRシステムのパート
である。
る。これらのセンサは、ABSシステムおよび/またはASRシステムのパート
である。
【0044】
ブレーキバイパスバルブ47が閉じられている場合には、プロポーショニング
バルブ45,46を介してホイルブレーキシリンダ16,116のそれぞれにお
いて異なった圧力が形成される。圧力センサ48,49は、これらの圧力をピッ
クアップする。4つのホイルブレーキシリンダの全てを別個に起動制御すること
によって、ABSシステムが実現される。
バルブ45,46を介してホイルブレーキシリンダ16,116のそれぞれにお
いて異なった圧力が形成される。圧力センサ48,49は、これらの圧力をピッ
クアップする。4つのホイルブレーキシリンダの全てを別個に起動制御すること
によって、ABSシステムが実現される。
【0045】
ブレーキバイパスバルブ47が開かれている場合には、2つのホイルブレーキ
シリンダ16,116の間で圧力の平衡調整が行われる。すなわち2つの車輪(
1つの前輪と1つの後輪)が同じ強さで制動される。この特性は、2つの圧力セ
ンサ48,49と、供給圧力センサ31(図2参照)の許容不能な方向性の検査
のために、テストルーチンの中で用いられる。
シリンダ16,116の間で圧力の平衡調整が行われる。すなわち2つの車輪(
1つの前輪と1つの後輪)が同じ強さで制動される。この特性は、2つの圧力セ
ンサ48,49と、供給圧力センサ31(図2参照)の許容不能な方向性の検査
のために、テストルーチンの中で用いられる。
【0046】
本発明は、図面に示されている実施例と前述してきた実施例に限定されるもの
ではない。それどころか、本発明の考察から離れた構成でもたらされる種々の変
化実施例も多数考えられる。そのため本発明によるシステムは、例えばステアリ
ングホイールの移動量と転舵輪39,40の移動量との間のギヤ比を設定調整で
きる手段を備えることも可能である。それによりこのギヤ比は、いろいろな走行
状況、例えば駐車の際や高速道路走行時などを考慮して変化させることが可能と
なる。
ではない。それどころか、本発明の考察から離れた構成でもたらされる種々の変
化実施例も多数考えられる。そのため本発明によるシステムは、例えばステアリ
ングホイールの移動量と転舵輪39,40の移動量との間のギヤ比を設定調整で
きる手段を備えることも可能である。それによりこのギヤ比は、いろいろな走行
状況、例えば駐車の際や高速道路走行時などを考慮して変化させることが可能と
なる。
【0047】
さらに有利には、このシステムを電子的な盗難防止用のステアリングロックと
組合わせることも可能である。なぜならステアリングホイール22と転舵輪39
,40の機械的な減結合に基づいて従来のステアリングホイールロックを省くこ
とができるからである。
組合わせることも可能である。なぜならステアリングホイール22と転舵輪39
,40の機械的な減結合に基づいて従来のステアリングホイールロックを省くこ
とができるからである。
【図1】
本発明による、“ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両の電動油圧式の操
舵および制動のためのシステムの概略図である。
舵および制動のためのシステムの概略図である。
【図2】
図1によるシステム中に使用されているパワーステアリング油圧系の構成要素
を概略的に示した図である。
を概略的に示した図である。
【図3】
図1によるシステム中で使用されている油圧制動装置の構成要素を概略的に示
した図である。
した図である。
【符号の説明】
1 制御コンピュータ
2 制御コンピュータ
3 制御コンピュータ
4 多数決演算器
5 多数決演算器
6 操舵角検出用センサ
7 操舵角検出用センサ
8 操舵角検出用センサ
9 ブレーキペダル位置検出用センサ
10 ブレーキペダル位置検出用センサ
11 ブレーキペダル位置検出用センサ
12 転舵角検出用センサ
13 転舵角検出用センサ
14 転舵角検出用センサ
15 CANバス
16 前輪用ホイルブレーキシリンダ
17 前輪用ホイルブレーキシリンダ
18 油圧制御部
19 油圧制御部
20 パワーステアリングシリンダ
21 パワーステアリングシリンダ
22 ステアリングホイール
23 ステアリングバイパスバルブ
24 油圧媒体リザーブタンク
25 フィルタ
26 電動モータ
27 ポンプ
28 逆止弁
29 ポンプバイパスバルブ
30 蓄積器
31 供給圧力センサ
32 ブレーキ油圧系の管路
33 還流路
34 プロポーショニングバルブ
35 圧力センサ
36 圧力センサ
37 パワーステアリングシリンダチャンバ
38 パワーステアリングシリンダチャンバ
39 ホイール(転舵輪)
40 ホイール(転舵輪)
41 パワーステアリングシリンダピストンロッド
42 タイロッド
43 パワーステアリングシリンダピストン
44 ブレーキペダル
45 プロポーショニングバルブ
46 プロポーショニングバルブ
47 ブレーキバイパスバルブ
48 圧力センサ
49 圧力センサ
50 蓄積器
51 電動モータ
52 ポンプ
116 後輪用ホイルブレーキシリンダ
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年9月11日(2001.9.11)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0004】
しかしながら別の側面では、この“バイ・ワイヤ”システムのもとでは次のよ
うな問題も生じている。すなわちその構成要素においてエラーが生じた際には安
全な状態への移行が必ずしも保証されていないことである。例えば操舵システム
のパワーアシスト系の故障を引き起こすような障害が発生しても、基本的な操舵
機能はまだ維持され続ける従来方式のパワーステアリングの場合とは異なって、
“バイ・ワイヤ”システムでは、構成要素の故障は、構造的ないしは構想的な安
全措置が講じられない限りは致命的な結果につながる。 米国特許 US 4,771,846 明細書からは、油圧式パワーステアリング装置が公知
である。この油圧式パワーステアリング装置には、プロポーショニングバルブを
介してポンプにより圧力下のもとで油圧媒体が供給されている。転舵角センサに
よってピックアップされた信号により、平行システムが電磁石を用いて制御され
る。その際プロポーショニングバルブは、転舵角センサから与えられる値が転舵
輪に設定されるように制御される。この場合の欠点は、プロポーショニングバル
ブのエラーの際には操舵系全体が故障することである。 ドイツ連邦共和国特許出願 DE 35 36 563 C2 明細書からは、ステアリングホ
イールの移動量が電子回路を介して電動モータの稼働に置換えられるさらなる操
舵システムが公知である。この電動モータは、ポンプを駆動し、このポンプは作
動シリンダの作動チャンバに接続されている。この場合ポンプの稼働方向は、作
動シリンダの偏倚される方向に定められる。しかしながらこのシステムも冗長的
ではなく、何かのエラーの時には全システムが動かなくなる。 別のドイツ連邦共和国特許出願 DE 40 11 947 A1 明細書からは、2つの転舵
輪のための操舵システムが公知である。このシステムではこれらの車輪が相互に
独立して操舵可能である。その際個々の転舵輪は、サーボモータを介して駆動さ
れる。このサーボモータは電子制御ユニットから給電されている。しかしながら
ここでも、サーボモータや電子制御ユニットの故障の際には車両自体が操舵不能
となる危険性を含んでいる。 ドイツ連邦共和国特許出願 DE 42 41 849 A1 明細書から公知の操舵システム
では、少なくとも2つの独立した制御ユニットを用いて少なくとも2つの独立し
たモータが駆動制御されている。ここではエラーの監視とこれらのモータの冗長
的な構成によって確実な稼働の保証がなされている。またエラー監視装置によっ
て、エラーの生じた制御ユニットによるステアリングエレメントへの影響が除外
されている。しかしながらここにおいても、制御ユニットのエラーが検知できな
かった場合に、誤った操舵量がトリガされる危険性がある。
うな問題も生じている。すなわちその構成要素においてエラーが生じた際には安
全な状態への移行が必ずしも保証されていないことである。例えば操舵システム
のパワーアシスト系の故障を引き起こすような障害が発生しても、基本的な操舵
機能はまだ維持され続ける従来方式のパワーステアリングの場合とは異なって、
“バイ・ワイヤ”システムでは、構成要素の故障は、構造的ないしは構想的な安
全措置が講じられない限りは致命的な結果につながる。 米国特許 US 4,771,846 明細書からは、油圧式パワーステアリング装置が公知
である。この油圧式パワーステアリング装置には、プロポーショニングバルブを
介してポンプにより圧力下のもとで油圧媒体が供給されている。転舵角センサに
よってピックアップされた信号により、平行システムが電磁石を用いて制御され
る。その際プロポーショニングバルブは、転舵角センサから与えられる値が転舵
輪に設定されるように制御される。この場合の欠点は、プロポーショニングバル
ブのエラーの際には操舵系全体が故障することである。 ドイツ連邦共和国特許出願 DE 35 36 563 C2 明細書からは、ステアリングホ
イールの移動量が電子回路を介して電動モータの稼働に置換えられるさらなる操
舵システムが公知である。この電動モータは、ポンプを駆動し、このポンプは作
動シリンダの作動チャンバに接続されている。この場合ポンプの稼働方向は、作
動シリンダの偏倚される方向に定められる。しかしながらこのシステムも冗長的
ではなく、何かのエラーの時には全システムが動かなくなる。 別のドイツ連邦共和国特許出願 DE 40 11 947 A1 明細書からは、2つの転舵
輪のための操舵システムが公知である。このシステムではこれらの車輪が相互に
独立して操舵可能である。その際個々の転舵輪は、サーボモータを介して駆動さ
れる。このサーボモータは電子制御ユニットから給電されている。しかしながら
ここでも、サーボモータや電子制御ユニットの故障の際には車両自体が操舵不能
となる危険性を含んでいる。 ドイツ連邦共和国特許出願 DE 42 41 849 A1 明細書から公知の操舵システム
では、少なくとも2つの独立した制御ユニットを用いて少なくとも2つの独立し
たモータが駆動制御されている。ここではエラーの監視とこれらのモータの冗長
的な構成によって確実な稼働の保証がなされている。またエラー監視装置によっ
て、エラーの生じた制御ユニットによるステアリングエレメントへの影響が除外
されている。しかしながらここにおいても、制御ユニットのエラーが検知できな
かった場合に、誤った操舵量がトリガされる危険性がある。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
// B62D 137:00 B62D 137:00
Fターム(参考) 3D032 CC32 DA03 DA04 DA93 DC25
DC31 EB12 EC03 EC04 EC08
EC12 FF01 GG01
3D033 EB03 EB05 EB06 EC04 HA02
3D046 BB01 BB28 CC04 GG10 HH02
HH08 HH16 HH36 MM16
Claims (21)
- 【請求項1】 “ドライブ・バイ・ワイヤ”方式による車両構成要素の制御
、特に車両の操舵制御のためのシステムにおいて、 少なくとも1つの転舵輪(39,40)と、 ステアリングホイール(22)またはそれと同等の操舵装置と、 相互に通信される奇数個でかつ複数の制御コンピュータ(1,2,3)と、 第1の位置決め装置(18,20)と、 第2の位置決め装置(19,21)と 前記第1の位置決め装置(18,20)に対応付けされている第1の多数決演
算器(4)と、 前記第2の位置決め装置(19,21)に対応付けされている第2の多数決演
算器(5)とを有しており、 前記制御コンピュータはそれぞれ、ステアリングホイール(22)または操舵
装置の移動ないし操作量を検出する少なくとも1つの第1のセンサ(6,7,8
)と、少なくとも1つの転舵輪(39,40)の位置を検出する少なくとも1つ
の第2のセンサ(12,13,14)に結合されており、 前記位置決め装置(18,20;19,21)はそれぞれ、少なくとも1つの
転舵輪(39,40)に機械的に連結され、それぞれ前記制御コンピュータのう
ちの1つによって制御可能であり、 前記制御コンピュータ(1,2,3)の各々は、第1の多数決演算器(4)に
は第1の信号を送出し、第2の多数決演算器(5)には該第1の信号とは異なる
第2の信号送出し、 その所属の多数決演算器が制御コンピュータ(1,2,3)から多数の第1の
信号を受取った側の位置決め装置は、その所属の制御コンピュータによってアク
ティブに制御可能であり、 前記制御コンピュータ(1,2,3)は、前記複数のセンサ(6,7,8;1
2,13,14)によって検出された測定値を用いたモデル計算によって固有の
状態並びに当該システムの状態を求め、さらにシステム機能が制御コンピュータ
(1,2,3)の多数のモデル推定からの偏差を示す場合には、そのつどのアク
ティブな制御コンピュータから他の位置決め装置に割当てられている制御コンピ
ュータへの切替が引き起こされるように構成されていることを特徴とする、シス
テム。 - 【請求項2】 前記制御コンピュータ(1,2,3)は、CANバス(15
)を介して相互に通信される、請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】 前記制御コンピュータ(1,2,3)は、第1のセンサ(6
,7,8)を介してそのつどの操舵角を検出する、請求項1または2記載のシス
テム。 - 【請求項4】 前記位置決め装置(18,20;19,21)は、ダブルア
クション形のパワーステアリングシリンダ(20,21)を備えたそれぞれ1つ
の油圧制御部(18,19)を有している、請求項1から3いずれか1項記載の
システム。 - 【請求項5】 前記ダブルアクション形のパワーステアリングシリンダ(2
0)の2つのシリンダチャンバ(37,38)は、ステアリングバイパスバルブ
(23)によって相互に接続可能である、請求項4記載のシステム。 - 【請求項6】 前記ダブルアクション形のパワーステアリングシリンダ(2
0)の2つのシリンダチャンバ(37,38)のそのつどの圧力は、プロポーシ
ョニングバルブ(34)を介して設定可能である、請求項4または5記載のシス
テム。 - 【請求項7】 前記ダブルアクション形のパワーステアリングシリンダ(2
0)の2つのシリンダチャンバ(37,38)の各々には固有の圧力センサ(3
5,36)が接続される、請求項4から6いずれか1項記載のシステム。 - 【請求項8】 前記油圧制御部(18,19)には、圧力供給のための固有
のポンプ(27,52)が対応付けられている、請求項4から7いずれか1項記
載のシステム。 - 【請求項9】 前記ポンプ(27,52)の出力側は、逆止弁(28)を介
して蓄積器(30,50)に接続されている、請求項8記載のシステム。 - 【請求項10】 供給圧力検出のための圧力センサ(31)が設けられてお
り、前記ポンプ(27,52)が検出された圧力値に依存してアクティブ制御さ
れる制御コンピュータ(1ないし3)を介して制限される、請求項8または9記
載のシステム。 - 【請求項11】 ポンプ(27)の出力側と逆止弁(28)の間に油圧媒体
リザーブタンク(24)に開口している分岐が、ポンプバイパスバルブ(29)
を伴って接続されている、請求項9または10記載のシステム。 - 【請求項12】 前記制御コンピュータのうちの1つ(2)が、ステアリン
グホイール(22)と接続している、反力モーメントのシミュレーションのため
のステアリングモーメントモータを制御している、請求項1から11いずれか1
項記載のシステム。 - 【請求項13】 ダブルアクション形パワーステアリングシリンダ(20)
の2つのシリンダチャンバ(37,38)の間の圧力差に基づいて、ステアリン
グモーメントモータによってステアリングホイール(22)に形成されるべき反
力モーメントが算出される、請求項4から12いずれか1項記載のシステム。 - 【請求項14】 前記制御コンピュータ(1,2,3)とそれに接続されて
いるセンサ(6〜14)は、独立したエネルギ供給装置を備えている、請求項1
から13いずれか1項記載のシステム。 - 【請求項15】 前記制御コンピュータ(1,2,3)において、そのつど
の制御される制御コンピュータに、他の制御コンピュータへの切替要求の公式化
を可能にするルーチンが実行され、これによってこれらのコンピュータがその多
数決演算ユニット(4,5)によって受信される信号を変更し、それにより他の
制御可能な制御コンピュータがシステムのコントロールを受継ぎ、この別の制御
コンピュータがそれに対応付けされた位置決め装置を制御する、請求項1から1
4いずれか1項記載のシステム。 - 【請求項16】 さらにブレーキペダル機構と、少なくとも1つの第1のホ
イルブレーキシリンダと、少なくとも1つの第2のホイルブレーキシリンダと、
奇数個の複数の制御コンピュータ(1,2,3)に相応する数の第3のセンサ(
9,10,11)が含まれており、前記ホイルブレーキシリンダはそれぞれ異な
るブレーキ経路に属し、それぞれ1つの油圧制御部(18,19)を有しており
、前記第3のセンサ(9,10,11)は、それぞれブレーキペダル(44)の
位置を検出し、それぞれ前記制御コンピュータ(1,2,3)のうちの1つに結
合されており、この場合各ブレーキ経路には別の制御コンピュータ(1ないし3
)が対応付けられており、それによって所属のブレーキ経路が“ブレーキ・バイ
・ワイヤ”方式に従って制御可能である、請求項1から15いずれか1項記載の
システム。 - 【請求項17】 2つの相互に独立したブレーキ経路が設けられており、こ
の場合各ブレーキ経路はそれぞれ2つのホイルブレーキシリンダ(16,116
)を有しており、それらのうちの1つのホイルブレーキシリンダ(16)は、前
輪に割当てられ、他のホイルブレーキシリンダ(116)は車両対向側にある後
輪に割当てられている、請求項16記載のシステム。 - 【請求項18】 1つのブレーキ経路の2つのホイルブレーキシリンダ(1
6,116)のシリンダチャンバがそれぞれ固有のプロポーショニングバルブ(
45,46)を介してポンプ(27)に接続可能であるか、または油圧媒体リザ
ーブタンク(24)への還流路(33)に接続可能である、請求項17記載のシ
ステム。 - 【請求項19】 1つのブレーキ経路の2つのホイルブレーキシリンダ(1
6,116)のシリンダチャンバが、ブレーキバイパスバルブ(47)によって
相互に接続可能である、請求項17または18記載のシステム。 - 【請求項20】 前記各ホイルブレーキシリンダ(16,116)のシリン
ダチャンバに、固有の圧力センサ(48,49)が接続されている、請求項17
から19いずれか1項記載のシステム。 - 【請求項21】 前記ブレーキペダル機構は、慣用のブレーキ油圧系の反力
のシミュレーションのための少なくとも1つのばねを有している、請求項16か
ら20いずれか1項記載のシステム。
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