JP2022135985A - ブレーキ装置を動作させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主ブレーキシステムと、バックアップブレーキシステムを備える車両のブレーキ装置を動作させる方法を提供する。【解決手段】ブレーキ装置は、主ブレーキシステムのブレーキ機能を作動可能または作動停止可能である主ブレーキシステム制御ユニットと、主ブレーキシステム制御ユニットと接続され、バックアップブレーキシステムのブレーキ機能を作動可能または作動停止可能であるバックアップブレーキシステム制御ユニットと、を備える。方法は、ブレーキ機能の欠陥を検出するステップと、ブレーキ装置内の欠陥を位置特定するステップと、欠陥を分類するステップと、主ブレーキシステムについて欠陥ありとして検出されたブレーキ機能を、欠陥が主ブレーキシステムのみに関係する場合にバックアップブレーキシステムに引き渡すステップであって、それによりバックアップブレーキシステムによってブレーキ機能が実行可能なままであるステップを包含する。【選択図】図２

Description

本発明は、車両のブレーキ装置を動作させる方法、および対応するブレーキ機能を監視する制御装置に関する。

今日の車両は、様々なブレーキ過程を可能にすることができる、例えばＡＢＳ、ＥＳＰ、ブレーキ倍力装置（Ｂｒｅｍｓｄｒｕｃｋｖｅｒｓｔａｅｒｋｅｒ）などの複数のブレーキ機能を多様に有している。これらのブレーキ機能のいくつかは、車両のホイールブレーキの液圧系に圧力増加および圧力調節を生ぜしめ、それにより対応するホイールが制動されるようにする独自のコンポーネントによって実現される。十分な制動の安全性を保証するために、様々なブレーキ機能が冗長に構成される。これはコンポーネントの１つが故障した場合に、少なくともそのコンポーネントの最重要な機能を完全に、または一時的に維持することを意味する。

各システムを何重にも設けることをしないために、コンポーネントの様々なブレーキ機能が、本来は別のブレーキ機能を実行するブレーキシステムの他のコンポーネントによって完全に、または一時的に引き受けられる。その場合、最重要なブレーキ機能のそのような引受けは、重要なブレーキ機能の故障（Ａｕｓｆａｌｌ）の時間をわずかに抑えるために自動的に行われる。同様に、それほど重要でない他のブレーキ機能を自動的に中止することができる。

特許文献１において、車両のためのブレーキシステムを動作させる方法が開示されている。ブレーキシステムは、電子コントロール装置と、ブレーキ圧をコントロールするための空気圧コントロール装置とを有する。この方法では、電子コントロール装置の欠陥（Ｆｅｈｌｅｒ）が分類され、欠陥信号が第１の欠陥カテゴリーの欠陥信号である場合、空気圧コントロール装置に切り替えられる。

国際公開第２０１７／００１３１５号 独国特許出願公開第１０２０１９２０８４０２号明細書

本発明の実施形態は、主ブレーキシステムおよびバックアップブレーキシステムを有するブレーキ装置の動作を改善することができる。以下に記載される発明は、次のような考察にもとづいている。冗長ブレーキシステムへの切替えは、大抵は正しいかもしれないが、対応するブレーキ機能が実行可能であり続けることには必ずしもつながらない。したがって、冗長ブレーキシステムに切り替える場合、対応するブレーキ機能を実行できない可能性がある。別の冗長システムが存在しない限り、続いてこのブレーキ機能を作動停止させることが必要になり得る。

そのため、本発明は、主ブレーキシステムと、主ブレーキシステムのブレーキ機能を引き受けることができるバックアップブレーキシステムと、主ブレーキシステムのブレーキ機能を作動可能または作動停止可能である主ブレーキシステム制御ユニットと、主ブレーキシステム制御ユニットと接続され、バックアップブレーキシステムのブレーキ機能を作動可能または作動停止可能であるバックアップブレーキシステム制御ユニットと、を備える車両のブレーキ装置を動作させる方法を提示する。

その場合、方法は、当該ブレーキシステムのブレーキ機能の欠陥を検出するステップと、ブレーキ装置内の欠陥を位置特定する（ｌｏｋａｌｉｓｉｅｒｅｎ）ステップと、対応するブレーキ機能およびブレーキシステムに関する欠陥を分類するステップと、主ブレーキシステムについて欠陥ありとして検出されたブレーキ機能を、欠陥が主ブレーキシステムのみに関係する場合に、バックアップブレーキシステムに引き渡すステップであって、それによりバックアップブレーキシステムによってブレーキ機能が実行可能なままであるステップと、を包含する。

その場合、主ブレーキシステムは、主要タスクとして、例えばペダルセンサによる運転者ブレーキ要求の検出、およびそのことから必要な液圧系における圧力増加などの特定のブレーキ機能を実行するブレーキシステムである。これに対して、バックアップブレーキシステムは、同様に圧力増加の可能性を有する主ブレーキシステムであり得るが、この主ブレーキシステムは、主に、上記の主ブレーキシステムとは別の、例えばＡＢＳおよびＥＳＰなどのブレーキ機能を主要タスクとして実行する。その場合、バックアップブレーキシステムは、主ブレーキシステムが故障した場合に主ブレーキシステムの様々な機能を引き受けるか、または一時的に実行することができる主ブレーキシステムの冗長システムをなすことができる。その場合、各ブレーキシステムは、本発明による方法が実施される自身の制御ユニットを有する。これらの制御ユニットは互いに接続され、それによりこれらの制御ユニットは、バックアップブレーキ機能に引き渡される場合に、ブレーキ機能が実行可能なままであるかどうかを互いに通信することができる。

その場合、ブレーキ装置の構成要素の機能不良（Ｆｅｈｌｆｕｎｋｔｉｏｎ）が本発明の意味における欠陥と解され、機能不良の原因はブレーキシステムの内部または外部にあり得る。ブレーキシステムの外部にある原因の例は、例えばエネルギー供給部の電気的性能の低下である（例えば配線抵抗または遷移抵抗）。この欠陥は、対応するブレーキ機能を十分に実行できないということにつながる。欠陥が検出または確認された後、続いてこの欠陥が位置特定される。その場合、分類とは、その欠陥がブレーキ装置内の特定の機能に及ぼす作用が追検査される過程と解される。これに対応して、それに続いてバックアップシステムへの引き渡しが有意義であるかどうかを決定することができる。

これには、このブレーキシステムがブレーキ機能を引き受けることができるかどうかをすでにバックアップブレーキシステムの作動前に確認できるという利点がある。同様に、これには電力消費量の増加、およびそれに続く配線抵抗による電圧低下によって故障につながる動作状態を、この「大電流機能（Ｈｏｃｈｓｔｒｏｍ－Ｆｕｎｋｔｉｏｎ）」がバックアップブレーキに移されることにより回避できるという利点もある。したがって切り替え、それに続いて欠陥を新たに確認するための時間が節約される。それに加えてブレーキ装置の安全性が改善され、すべての「小電流機能（Ｋｌｅｉｎｓｔｒｏｍ－Ｆｕｎｋｔｉｏｎｅｎ）」（例えばペダルセンサ）は引き続き利用可能である。

本発明の好ましい一実施形態において、測定されたパラメータがそのために定義された閾値を超える場合、ブレーキシステムのブレーキ機能の故障前に欠陥が検出される。これは、まだ通常どおりに動作している間にブレーキ機能の将来の機能停止が予測されることを意味する。これは、例えば配線抵抗または遷移抵抗を測定することにより検出される。老化が進むにつれて電気配線の状態が悪化し、それにより配線抵抗が大きくなる。そのことによって、特に高電圧用途の場合には、特定の抵抗になるとそれ以降、必要な電力を提供できなくなる。これを前の段階で測定することができる。対応する測定方法については特許文献２を参照されたい。

この方法ステップには、すでに故障の前にバックアップブレーキシステムへ変更できるという利点がある。同様にバックアップブレーキシステムにおけるパラメータが閾値を超える場合、このブレーキ機能を、これがバックアップブレーキシステムへの変更後に、そこで程無く故障する前に直接オフにすることができる。

殊に、ブレーキシステムのブレーキ機能の故障前に、欠陥が、それを目指してトレーニングされたマシンラーニングモデルによって検出される。そのために、例えば様々な配線の圧力、電圧、抵抗、およびインピーダンス値がマシンラーニングモデルに読み取られる。これらのデータはマシンラーニングモデルで処理され、それによりブレーキ機能が程無く故障する可能性の結果を予測可能である。

本発明の好ましい一実施形態では、欠陥が主ブレーキシステムとバックアップブレーキシステムとに関係する場合に、対応するブレーキ機能が作動停止される。バックアップブレーキシステムに引き渡される前に、対応するブレーキ機能が欠陥の重大さにもとづいて完全に作動停止される。したがって、それに対応して２つのブレーキシステムに関係する欠陥の場合にはより迅速に作動停止される。

バックアップブレーキシステムへの引き渡し、またはブレーキ機能の作動停止は、運転者に、制動時の車両の減速が一時的に低下すると感じられ得る。しかしこのことが運転者をいらだたせる可能性があり、ブレーキ過程においてはこのことこそが不都合である。したがって本発明の別の好ましい実施形態では、ブレーキ機能がバックアップブレーキシステムに引き渡されるか、または対応するブレーキ機能が作動停止される前に運転者に警告が発出される。その場合、音響的および／または視覚的に、例えば表示により警告を発出することができる。それによって運転者は、すでに制動操作の前に警告を受け、それによりブレーキ挙動の変化または特定の走行操作の阻止に驚かされない。

欠陥を分類するために必要とされる時間を低減するために、分類は、殊にデータベースに記憶された考えられる欠陥からのクエリにより行われる。その場合、データベースは、制御ユニット内に配置されていてもよい。同様に、データベースは外部に設けられていてもよい。これは十分なネット速度でモバイル接続のみで達成可能であるデータベースも含む。このデータベースは、対応するブレーキ装置の欠陥に適合する結果を提供する。それによってバックアップブレーキシステムに関して、場合によって必要な事前のシミュレーションが不要になり、それによって分類が加速される。

有利な発展形態では、欠陥を検出するために電気的、機械的、および／または液圧的な測定値を用いて欠陥が検知される。このために対応する測定値を制御ユニットに伝送するセンサが特定の位置に配置されることが好ましい。それによって欠陥をより正確に位置特定および識別することができる。

バックアップブレーキシステムへの引き渡しの前に、バックアップブレーキシステムにおける追加の、またはすでに存在する欠陥が分類に含められることが有利である。その場合、主ブレーキシステムの機能不良につながる欠陥が生じる前にすでに示された欠陥が追加の、またはすでに存在する欠陥と解される。このことは、すでに存在する欠陥がすでに引き渡し時にバックアップブレーキシステムの機能不良につながるであろう場合に、特に重要である。

したがって、有利にもブレーキ機能の引き渡し時に、バックアップブレーキシステムにおける追加の欠陥が対応するブレーキ機能に関係する場合に、ブレーキ機能が作動停止される。それによって分類が改善され、それによりバックアップブレーキシステムへの機能の引き渡しが回避される。

これに加えて、そのような方法を実施するように形成された制御ユニットが提示される。その場合、制御ユニットは、例えばＡＢＳ、ＥＳＰ、ブレーキ倍力、ＡＳＲなどのいくつかのブレーキ機能、他の追加機能、および運転者のブレーキ要求を検出するための装置を監視する。

いくつかの考えられる欠陥を有する考えられるブレーキ装置の構造の図である。 本発明によるブレーキ装置を動作させる方法の実施例の図である。

本発明の実施例を図面に示し、以下の記載において詳細に説明する。

図１において、いくつかの考えられる欠陥Ｋ、Ｓを有する考えられるブレーキ装置１０の構造が示される。その場合、ブレーキ装置１０は、液圧装置１８を介して制動可能な４つのホイールブレーキ１４を備えている。さらに、ブレーキ装置１０は、ここでは主ブレーキシステムである第１のブレーキシステム２２を備える。その場合、主ブレーキシステム２２は、主ブレーキシステム制御コンポーネントＩ_Ｓを備え、主ブレーキシステム制御コンポーネントは、主ブレーキシステムフィードライン接続部２６および主ブレーキシステムリターンライン接続部３０を介してホイールブレーキ１４と液圧的に接続され、それによりブレーキ圧を生成可能および調整可能である。

主ブレーキシステム２２は、この実施例では主ブレーキシステム制御コンポーネントＩ_Ｓの領域に配置された主ブレーキシステム制御ユニット３２をさらに備えている。主ブレーキシステム制御ユニット３２によって主ブレーキシステム２２のブレーキ機能を作動または作動停止させることができる。

ブレーキ装置１０は、ここでは主ブレーキシステム２２のためのバックアップブレーキシステムをなす第２のブレーキシステム３４をさらに備える。主ブレーキシステム２２と同様に、バックアップブレーキシステム３４は、対応するバックアップブレーキシステムフィードライン接続部３８およびバックアップブレーキシステムリターンライン接続部４２を有するバックアップブレーキシステム制御コンポーネントＩＩ_Ｓを備え、バックアップブレーキシステム制御コンポーネントは、バックアップブレーキシステムフィードライン接続部およびバックアップブレーキシステムリターンライン接続部を介してホイールブレーキ１４と液圧的に接続され、それによりホイールブレーキ１４の制動のためのブレーキ圧を、同様にバックアップブレーキシステム３４によって生成可能および調整可能である。

主ブレーキシステム２２と同様に、バックアップブレーキシステム３４も、この実施例ではバックアップブレーキシステム制御コンポーネントＩＩ_Ｓの領域に配置されているバックアップブレーキシステム制御ユニット４４を有する。バックアップブレーキシステム制御ユニット４４は、信号線４５を介して主ブレーキシステム制御ユニット３２と接続され、２つの制御ユニット３２、４４はこの信号線を介して互いに通信することができる。

ブレーキ装置１０の給電のために、車両には、例えば発電機ＧまたはＤＣ－ＤＣ変換器を備えるエネルギー源４６がさらに配置されている。エネルギー源４６はアース接続部５０を有し、このアース接続部を介してエネルギー源４６がアースと接続されている。エネルギー源４６は、このエネルギー源４６によって充電され得るバッテリの形態のエネルギー貯蔵器５４とさらに接続され、それによりこのバッテリも、エネルギー供給の一部を引き受けることができる。エネルギー源４６およびバッテリ５４を介して、エネルギー源４６およびバッテリ５４と接続されているいくつかの電力消費機器５８にエネルギーを供給することができる。

主ブレーキシステム２２およびバックアップブレーキシステム３４も同様にバッテリ５４およびエネルギー源４６と電気的に接続され、それにより主ブレーキシステム２２およびバックアップブレーキシステム３４にエネルギーを供給可能である。主ブレーキシステム２２は、別個の主ブレーキシステムアース接続部６２をさらに有し、この主ブレーキシステムアース接続部を介して主ブレーキシステム２２がアースと電気的に接続されている。同じように、バックアップブレーキシステム３４が別個のバックアップブレーキシステムアース接続部６６を介してアースと電気的に接続されている。

これに加えて、図１において、例示的にいくつかの考えられる欠陥Ｓ、Ｋが示されている。その場合、これらの欠陥Ｓ、Ｋは、ブレーキ装置１０および電気供給部内のいくつかの箇所に描かれている。その場合、欠陥Ｋは、ブレーキシステム２２、３４のうちの１つにだけ関係する欠陥を表す。欠陥Ｋは、ブレーキシステム２２、３４に、例えばこのブレーキシステム２２、３４への直接の電気供給線、制御コンポーネントＩ_Ｓ、ＩＩ_Ｓ、または対応するアース接続部６２、６６に配置されている。

これに対して欠陥Ｓは、主ブレーキシステム２２とバックアップブレーキシステム３４とに関係する。その場合、これらの欠陥Ｓは、例えば２つのブレーキシステム２２、３４のエネルギー供給部４６、５４、または液圧配管においてホイールブレーキ１４の直前で生じ得る。したがって、対応するブレーキ機能を引き渡す場合、バックアップブレーキシステム３４に同じ欠陥Ｓが生じることとなり、それにより改善が達成されない。

主ブレーキシステム制御ユニット３２およびバックアップブレーキシステム制御ユニット４４を介して、ブレーキシステム２２、３４の対応するブレーキ機能を作動または作動停止することができる。このために、制御ユニット３２、４４によりいくつかの電気的、機械的、および／または液圧的測定値を検知することができ、それによってすでにブレーキ機能の故障前に欠陥を検出することができる。

図２は、本発明によるブレーキ装置１０を動作させる方法の一実施例を示す。第１のステップＡ_Ｈ、Ａ_Ｂにおいて、例えば測定値を用いて主ブレーキシステム２２およびバックアップブレーキシステム３４のブレーキ機能の欠陥Ｋ、Ｓが検出される。第２のステップＢ_Ｈ、Ｂ_Ｂにおいて、ブレーキ装置１０内で欠陥Ｋ、Ｓが位置特定される。これは、例えば測定値を用いて欠陥Ｋ、Ｓの位置、または対応する欠陥のある構成部品が検知されることを意味する。それによって第３のステップＣ_Ｈ、Ｃ_Ｂにおいて、この欠陥Ｋ、Ｓを分類することができ、それによりこれらの欠陥Ｋ、Ｓが関係するブレーキシステム２２、３４を検知することができる。

その場合、欠陥Ｋ、Ｓの分類Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂは、それぞれの制御ユニット３２、４４によって独立して検知されてもよいし、または制御ユニット３２、４４は、これを欠陥Ｋ、Ｓの位置配置、および多数の欠陥値が保存されているデータベース（図示せず）上の測定値にもとづいて検知することができる。データベースをクエリすることによって、分類Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂのための時間を節約することができる。分類Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂ時に、ブレーキ装置１０にすでに存在する追加の欠陥Ｋ、Ｓも含めることができる。

続いて、分類された欠陥Ｋ、Ｓにもとづいて、この欠陥Ｋ、Ｓが主ブレーキシステム２２のみに関係するのか、追加的にバックアップブレーキシステム３４に関係するのかが制御ユニット３２、４４において検査される。検査時には、ブレーキ機能を引き渡す場合にこれらの欠陥Ｋ、Ｓが引き続きこれらに関係するかどうかが確認される。バックアップブレーキシステム３４が欠陥Ｋ、Ｓと関係しない場合、すなわち、それが欠陥「Ｋ」である場合、主ブレーキシステム２２のブレーキ機能が作動停止され、このブレーキ機能は、次のステップＤ１においてバックアップブレーキシステム３４によって引き受けられる。しかしブレーキ機能が引き渡される前にさらに、バックアップブレーキシステム３４がブレーキ機能を今から引き受けることを示す警告７４を発出することができる。

しかし検査の結果が、欠陥Ｋ、Ｓが両方のブレーキシステム２２、３４に関係するという場合、すなわちそれが欠陥「Ｓ」である場合、代替のステップＤ２において、対応するブレーキ機能が完全に作動停止される。しかしその前にさらに、対応するブレーキ機能がもはや利用可能でないことを示す対応する警告７８が発出される。この情報にもとづいて、その時点からいくつかの走行操作を車両システムレベルで制限または完全に阻止することができる。

引き渡し前に、欠陥Ｋ、Ｓが両方のブレーキシステム２２、３４に関係するのかどうかを検査することによって、バックアップブレーキシステム３４も機能しないことが引き渡し後に初めて確認されるのではないことが確保される。それによって、劣化における時間的利点が得られ、安全性が高くなり、不要な引き渡しが回避される。

１０ ブレーキ装置
１４ ホイールブレーキ
１８ 液圧装置
２２ 主ブレーキシステム
２６ 主ブレーキシステムフィードライン接続部
３０ 主ブレーキシステムリターンライン接続部
３２ 主ブレーキシステム制御ユニット
３４ バックアップブレーキシステム
３８ バックアップブレーキシステムフィードライン接続部
４２ バックアップブレーキシステムリターンライン接続部
４４ バックアップブレーキシステム制御ユニット
４６ エネルギー源
５０ アース接続部
５４ エネルギー貯蔵器、バッテリ
５８ 電力消費機器
６２ 主ブレーキシステムアース接続部
６６ バックアップブレーキシステムアース接続部
７４ 警告
７８ 警告
Ｋ、Ｓ 欠陥
ＩＩ_Ｓ バックアップブレーキシステム制御コンポーネント
Ｉ_Ｓ 主ブレーキシステム制御コンポーネント

Claims (13)

1. 主ブレーキシステム（２２）と、前記主ブレーキシステム（２２）のブレーキ機能を引き受けることができるバックアップブレーキシステム（３４）と、前記主ブレーキシステム（２２）のブレーキ機能を作動可能または作動停止可能である主ブレーキシステム制御ユニット（３２）と、前記主ブレーキシステム制御ユニット（３２）と接続され、前記バックアップブレーキシステム（３４）のブレーキ機能を作動可能または作動停止可能であるバックアップブレーキシステム制御ユニット（４４）と、を備えた車両のブレーキ装置（１０）を動作させる方法であって、前記方法は、
   －当該ブレーキシステム（２２、３４）のブレーキ機能の欠陥（Ｋ、Ｓ）を検出する（Ａ_Ｈ、Ａ_Ｂ）ステップと、
   －前記ブレーキ装置（１０）内の前記欠陥（Ｋ、Ｓ）を位置特定する（Ｂ_Ｈ、Ｂ_Ｂ）ステップと、
   －前記対応するブレーキ機能および前記ブレーキシステム（２２、３４）に関する前記欠陥（Ｋ、Ｓ）を分類する（Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂ）ステップと、
   －前記主ブレーキシステムについて欠陥ありとして検出されたブレーキ機能を、前記欠陥（Ｋ）が前記主ブレーキシステム（２２）のみに関係する場合に前記バックアップブレーキシステム（３４）に引き渡す（Ｄ１）ステップであって、それにより前記バックアップブレーキシステム（３４）によって前記ブレーキ機能が実行可能なままであるステップと、を包含する、方法。
2. 測定されたパラメータが、このために定義された閾値を超える場合、前記ブレーキシステム（２２、３４）のブレーキ機能が故障する前に欠陥が検出されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ブレーキシステム（２２、３４）のブレーキ機能が故障する前に、欠陥が、それを目指してトレーニングされたマシンラーニングモデルによって検出されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記欠陥（Ｓ）が前記主ブレーキシステム（２２）と前記バックアップブレーキシステム（３４）とに関係する場合、前記対応するブレーキ機能が作動停止（Ｄ２）されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ブレーキ機能が前記バックアップブレーキシステム（３４）に引き渡されるか、または前記対応するブレーキ機能が作動停止される前に、運転者に警告（７４、７８）が発出されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
6. 前記分類（Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂ）は、データベースに記憶された考えられる欠陥（Ｋ、Ｓ）からのクエリにより行われることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 前記欠陥（Ｋ、Ｓ）は、電気的、機械的、および／または液圧的な測定値を用いて検知されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 前記バックアップブレーキシステム（３４）への引き渡し（Ｄ１）の前に、前記バックアップブレーキシステム（３４）における追加の、またはすでに存在する欠陥（Ｋ、Ｓ）が前記分類（Ｃ_Ｈ、Ｃ_Ｂ）に含められることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ブレーキ機能の引き渡し時に前記バックアップブレーキシステム（３４）における前記追加の欠陥（Ｋ、Ｓ）が前記対応するブレーキ機能に関係する場合に、前記ブレーキ機能が作動停止されることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
10. 請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するためのブレーキ装置（１０）の制御ユニット（３２、４４）。
11. ＡＢＳ、ＥＳＰ、ブレーキ倍力、ＡＳＲを含む機能群から選択されるブレーキ機能を監視することを特徴とする、請求項１０に記載の制御ユニット（３２、４４）。
12. 請求項１０または１１に記載の制御ユニット（３２、４４）で実行される場合に、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法を実施するためのプログラムコード手段を備えるコンピュータプログラム製品。
13. 請求項１０または１１に記載の制御ユニット（３２、４４）を備える車両。

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