JP4691099B2 - センサを備えたバーキングブレーキシステム - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つのセンサを有している電子制御式パーキングブレーキシステムに関している。

さらに本発明は、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つのセンサを有している電子制御式パーキングブレーキシステムの制御方法にも関している。

電子制御式パーキングブレーキシステム（これはパワーパーキングブレーキとも称される）は、ますます自動車において純機械式のハンドブレーキに置き換わってきている。この電子制御式パーキングブレーキシステムを用いれば、車室内で比較的大きな存在であったハンドブレーキの操作レバーが不要となり、それによって車室内の設計空間の大きな自由度がさらに得られるようになる。さらにこの種のシステムは、操作に関してもより大きな快適性を提供している。なぜならば一方ではユーザーにブレーキを掛けさせたり解除させたりするための大きな労力を強いることがなくなり、他方では種々異なる機能性、例えば坂道での発進や、駐車後の最初の発進の際のブレーキ解除などが電子制御で自動的に実施されるからである。しかしながらこのような電子制御式パーキングブレーキシステムの有利な特徴は、純機械式のハンドブレーキと同等か若しくはそれ以上の安全性と許容し得る定常電力消費が伴っていなければならない。

一般的には、電子制御式パーキングブレーキシステムは、"パーキングブレーキを作動している"状態と"パーキングブレーキを解除している"状態のどちらかにおかれる。それに対してコントローラはアクチュエータの位置状態を複数の位置信号を用いて監視する。これらの位置信号は、絶対値で形成されていてもよく、例えばユーザーの操作のもとである状態から別の状態への切り換えを引き起こす。但しこの種の切り換えを実施し得るためには、コントローラは第１の作動状態におかれていなければならない。この第１の作動状態とはコントローラ自身がそれらの位置信号を検出できる状態である。さらにコントローラは第２の作動状態も備えている。この第２の作動状態とは前記位置信号を当該制御のために検出できない状態である。この第２の作動状態とは例えばイグニッションスイッチがスイッチオフされてより低い電力消費が望まれているような場合である。このコントローラの第２の作動状態においてアクチュエータの位置変化が起こった場合には、この変化はコントローラによって検出されず、パーキングブレーキは、"位置が把握されない／調整不能"なエラー状態に陥る。

パーキングブレーキをこのような第２の作動状態から、アクチュエータの位置変化が検出可能となる第１の作動状態へ切り換えた後で、目下の作動状態、すなわち"パーキングブレーキが引かれた状態"なのかそれとも"パーキングブレーキが緩められた状態"なのかを識別できるようにするために、いわゆる較正過程が実行されなければならない。この較正過程では、アクチュエータはコントローラが調整マーク到達を検出するまでの間作動される。しかしながらこの過程はいずれにせよ欠点となる。なぜなら、コントローラの第２の作動状態から第１の作動状態への切り換えが行われるたびに較正過程が実行されなければならないからである。

このような位置状態の識別の問題は代替的にアクチュエータの付加的な位置監視機構、例えば抵抗式の位置検出器を用いることによって解決できなくもない。しかしながらそれでも既知のブレーキ状態から逸脱した状況のもとでは相応の手段による速やかな反応は不可能である。なぜならばコントローラ自身が再び第１の作動状態に移行しない限りはアクチュエータの位置信号を検出できるようにはならないからである。

発明が解決しようとする課題
それ故に本発明の課題は、従来技術の欠点に鑑みこれを解消すべく改善を行うことであり、具体的には、より低い定常的電力消費のもとでコントローラの第２の作動状態から第１の作動状態への切り換えが可能となるような装置及び方法を提供することである。

課題を解決するための手段
前記課題は独立請求項の特徴部分に記載されている本発明によって解決される。

本発明のさらに有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

発明を実施するための最良の形態
本発明によれば、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つのセンサを有している電子制御式パーキングブレーキシステムにおいてつぎのようなことが可能となる。すなわちアクチュエータの位置信号が第１の作動状態においてはコントローラによって検出可能でありかつ第２の作動状態においてはコントローラによって検出不能であり、前記アクチュエータの位置変化によって前記センサ周辺の磁界に変化が引き起こされ、前記センサ周辺の磁界の変化により、変位信号として検出可能な誘導電圧が生成され、さらにコントローラが当該変位信号によって第２の作動状態から第１の作動状態に移行可能となる。磁界（この中に導電性材料で構成されたセンサが存在している）が変化すると、導電性材料内の電荷担体に作用するローレンツ力に基づいて電荷の分離が引き起こされる。この作用は磁気誘導と称され、発生する電圧は誘導電圧と称される。それに対して最初の通電は不要であり、磁界の変化とそれに伴う電荷担体との磁力線の相対移動のみで十分である。これによりアクチュエータの位置変化によって磁界を介した誘導電圧の発生が促され、この誘導電圧は運動信号としてコントローラを第２の作動状態から第１の作動状態へ移行させ、アクチュエータの位置信号の検出を可能にさせる。磁界の準備は、エネルギー消費なしで実現可能である。これにより運動信号の発生のためのエネルギーはアクチュエータ自身の動きから生成される。それ故にこのことは次のような装置を表す。すなわち既知のブレーキ状態から逸脱した切迫した状況のもとで、コントローラをこの種の逸脱すら検出できない第２の作動状態から、再びアクチュエータの位置信号を受信して速やかに反応することのできる第１の作動状態へエネルギー消費なしで移行させられるような装置である。

本発明の有利な構成によれば、センサがパルスワイヤセンサである。このパルスワイヤセンサは、ウィーガンド線センサとも称され、いわゆるバルクハウゼン効果を利用している。ここでは周辺磁界が変化する際に磁界強度の限界値を超えた場合に、パルスワイヤセンサ内部で突発的な再磁化が生じる。この突発的磁界変化は、運動信号として検出可能な誘導電圧も誘起する。従って総合的にみれば、前述したような誘導原理がこのバルクハウゼン効果を間接的に介した形で利用される。このパルスワイヤセンサは、次のような利点を有している。すなわち集積回路に特に適した信号が固定の信号レベルで供給できることである。

本発明による装置によれば、有利な形態で次のように改善構成される。すなわち前記センサ周辺の磁界を変化させるための磁界発生装置がアクチュエータによって可動であるように改善構成される。この磁界を発生する装置によって、センサ周辺の磁界が直接変更可能となり、それによってアクチュエータの位置変化とそれの運動信号との間で直接の結合が生じる。

特に本発明による装置のもとでは有利には、磁界発生装置がアクチュエータに対応付けられたローターであり、このローターも位置信号を生成するために設けられる。このようなローターの使用は、位置信号の生成のためにも運動信号の生成のためにも製造技術的なコストと構造的なコストをこの種の装置の製造のもとで低減し得ることにつながる。

また代替的に本発明による装置を次のように構成してもよい。すなわち磁界発生装置が、ローターに対して付加的に設けられたマグネットを含んでおり、このローターが位置信号の生成のために設けられるようにしてもよい。当該装置が位置信号の生成のために設けられているローターに対して付加的にマグネットを含んでいることによって、運動信号の生成が位置信号から減結合される。このことは特に技術上の安全性の観点からも有利にみなされ、この付加的なマグネットはその目的のために最適化されてもよい。

さらに有利な実施形態によれば、コントローラが、マイクロコントローラを含んでおり、該マイクロコントローラの第２の作動状態の電力消費は１０μＡのレベルにおかれる。このようにすればコントローラの運動信号を生成するための第２の作動状態におけるエネルギー消費が非常に僅かに抑えられる。

その他にも本発明は、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのアクチュエータと、少なくとも１つのセンサを有している電子制御式パーキングブレーキシステムの制御方法に関しており、この場合前記アクチュエータの位置信号が第１の作動状態においてはコントローラによって検出され、さらに第２の作動状態においてはコントローラによって検出されず、前記アクチュエータの位置変化によって前記センサ周辺の磁界に変化が引き起こされ、前記センサ周辺の磁界の変化によって変位信号として検出可能な誘導電圧が生成され、さらにコントローラが当該変位信号）によって第２の作動状態から第１の作動状態に移行される。この本発明による方法も前述したように導電材料中を通過している磁界の変化に基づく導電材料中の誘導電圧の磁気誘導原理に基づいており、本発明による装置の利点や特異性がこの方法の枠内でも実現される。
このことは、以下の明細書で説明する本発明による方法の特に有利な実施形態にも当てはまる。

この方法は特に有利には、次のように改善され得る。すなわち、磁界の変化がパルスワイヤセンサによって検出されるように改善され得る。

本発明による方法のさらに別の改善例によれば、前記センサ周辺の磁界を変化させるための磁界発生装置はアクチュエータによって動かされる。

本発明はさらに本発明による電子制御式パーキングブレーキシステムを備えた自動車にも関している。

本発明は次のような見識に基づくものである。すなわち操作部材ないしはアクチュエータの運動がパルスワイヤセンサを用いて識別できることに基づくものである。このパルスワイヤセンサから供給される運動信号は、コントローラを活動的な第１の作動状態にもたらして、後述するような安全構想に沿った反応をとらせるために、電圧パルスの形態で十分である。この場合マイクロコントローラに対してとらせる１０μＡのオーダーの電流供給以外のさらなる電流供給は何ら必要とされない。

本発明は、以下の明細書において添付する図面と有利な実施形態に基づいて例示的に説明される。

図面
図１は、本発明による装置を説明するための機能ブロックのダイヤグラムであり、
図２は、本発明による方法を説明するためのフローチャートである。

実施例
次に本発明の有利な実施例を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。

図１には、本発明による装置を説明するための機能ブロックダイヤグラムが示されている。ここに図示されている実施形態は、従来技術によって公知の電子的構成要素、機械的構成要素並びに場合によっては油圧式の構成要素を有しており、ここではとりわけブレーキ装置１０の概念のもとで、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２とアクチュエータ（１４）が統合されている。電子制御ユニット１２は、アクチュエータ１４の運動を制御している。アクチュエータ（１４）はブレーキ装置１０と機械的な作用接続を形成している。ローター１６は、アクチュエータ１４の動きを検出し、これを相応の磁界変化に変換している。ローター１６の動きとそれに付随する磁界変化は、ホールセンサ１８を用いて検出され、電子制御ユニット１２に位置信号２０として供給される。さらにローター１６によって引き起こされる磁界の変化が、パルスワイヤセンサ２２によって検出される。このパルスワイヤセンサ２２は相応の運動信号２４をマイクロコントローラ（μＣ）２６に転送する。さらにマイクロコントローラ２６はウェークアップ信号２８を電子制御ユニット１２に送信している。

電子制御ユニット１２が活動的な作動状態にあるときには、該電子制御ユニットはアクチュエータ１４を制御信号３０を用いて制御し、さらにパーキングブレーキを、"パーキングブレーキが引かれている"状態にも、"パーキングブレーキが緩められている"状態にももたらすことが可能である。電子制御ユニット１２がスタンバイモードにおかれている時には、アクチュエータ１４のあらゆる動きがローター１６とホールセンサ１８を用いて識別される。それに伴ってそのつどの目下の状態を識別して記憶することが可能となる。また代替的にアクチュエータのそのつどの状態ないしはパーキングブレーキ全体の動きが、応力測定、電流測定を介して検出されるか又は他のアナログないしデジタル信号を介して検出されてもよい。

電子制御ユニット１２がスリープモードに入っている時の、ローター１６とホールセンサ１８を用いたアクチュエータ１４の動きの検出は不利である。なぜならばホールセンサ１８は、高い定常的電流消費に基づいてスリープモード中は作動されない方がよいからである。このようなケースでは、アクチュエータ１４の動き（これは例えば機械式の緊急時解除装置（図示せず）の操作によって起こってもよいし、工場での介入操作によって起こってもよい）はパルスワイヤセンサ２２によって検出される。アクチュエータ１４が動くと、機械的な結合に基づいてローター１６も動き、それに伴ってパルスワイヤセンサ２２周辺の磁界の変化にも作用を及ぼす。パルスワイヤセンサ２２に接している磁界強度が所定の限界値を上回ると、（このことは相応の幾何学構成によって常に保証される）シングルドメインからなるワイヤのコアが素反応の中で突発的に再磁化される。その際センサの構成に応じて約３〜４Ｖの誘導電圧が１０μｓの間誘起される。このパルス振幅とその持続時間は、それ自体変化している磁界の変化速度には依存しない。そのように生成された電圧パルスは、運動信号２４としてマイクロコントローラ２６に転送される。マイクロコントローラ２６は、ウェークアップ信号２８によって電子制御ユニット１２をスリープモードからスタンバイモードに移行させ、それによってアクチュエータ１４の位置変化の検出がホールセンサ１８を介して可能となる。特に電子制御ユニット１２は、蓄積された安全構想に応じて反応し、そのようにして電子制御式パーキングブレーキが非較正状態に切り替わることが回避される。

図２には、本発明による方法の説明のためのフローチャートが示されている。この本発明による方法の説明は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２がスタンバイモードからスリープモードへ切り替わる時点において開始されている。このことはステップＳ０１とＳ０２に表されている。すなわちステップＳ０１では、電子制御ユニット１２がスタンバイモードにあり、ステップＳ０２では、電子制御ユニット１２がスリープモードに切り替わる。この箇所において当該方法は一時中断する。この中断は、例えばイグニッションオンや中央監視装置のスリープモード終了の要求、あるいはＳ０３のアクチュエータの動きとそれに伴るパルスワイヤセンサ周辺の磁界変化等によって当該方法がステップＳ０４に移行するまで続く。ここではパルスワイヤセンサ内の磁界変化によって電圧パルスが生成され、この電圧パルスが運動信号としてマイクロコントローラに転送される。マイクロコントローラが運動信号を受信すると、マイクロコントローラはウェークアップ信号２８を生成し、それを電子制御ユニットに送信する。このことはステップＳ０５に示されている。このウェークアップ信号２８の受信と共に電子制御ユニットはステップＳ０６において活動状態に切り替わり、この活動状態においてはアクチュエータの動きが再びホールセンサによって位置信号として検出可能となる。このようなアクティブモードからステップＳ０７において電子制御ユニットは、記憶されている安全構想に従って反応し、機構が即座に安全状態にもたらされる。この安全過程が終了すれば本発明による方法も終了する。別の過程が設けられていない限り電子制御ユニットはステップＳ０１にて再びスタンバイモードに切り替わる。

ここではパーキングブレーキシステムにおいてコントローラ１２が非活動状態にある間のアクチュエータ１４の不所望な位置変化を検出するために、当該のコントローラ自体がセンサ２２によって活動状態に置きかえられる、電子制御式パーキングブレーキシステム並びに該パーキングブレーキシステムの制御方法が開示されている。この場合センサ２２は、運動信号２４を生成するためのエネルギーをアクチュエータ自体の動きから引き出すか、アクチュエータ１２の動きによって引き起こされる磁界変化から引き出しているだけである。

前述してきた説明及び図面並びに請求の範囲において開示されている本発明の特徴は、本発明の実現に対しては個別でもあるいは任意の組み合わせでもその対象となり得るものである。

本発明による装置を説明するための機能ブロックのダイヤグラム 本発明による方法を説明するためのフローチャート

Claims (7)

1. 少なくとも１つのコントローラ（１２）と、
   少なくとも１つのアクチュエータ（１４）と、
   少なくとも１つのパルスワイヤセンサ（２２）を有し、
   前記アクチュエータ（１４）はブレーキ装置（１０）と機械的な作用接続を形成し、前記パルスワイヤセンサ（２２）は前記アクチュエータ（１４）の動きを直接検出している電子制御式パーキングブレーキシステムにおいて、
   前記アクチュエータ（１４）の位置信号（２０）が第１の作動状態においてはコントローラ（１２）によって検出可能でありかつ第２の作動状態においてはコントローラ（１２）によって検出不能であり、
   前記アクチュエータ（１４）の位置変化によって前記パルスワイヤセンサ（２２）周辺の磁界に変化が引き起こされ、
   前記パルスワイヤセンサ（２２）周辺の磁界の変化により、変位信号（２４）として検出可能な誘導電圧が生成され、
   さらにコントローラ（１２）が当該変位信号（２４）によって第２の作動状態から第１の作動状態に移行され得るように構成されていることを特徴とする電子制御式パーキングブレーキシステム。
2. 前記パルスワイヤセンサ（２２）周辺の磁界を変化させるための磁界発生装置がアクチュエータ（１４）によって可動である、請求項１載の電子制御式パーキングブレーキシステム。
3. 磁界発生装置は、アクチュエータ（１４）に対応付けられたローター（１６）であり、該ローター（１６）も位置信号（２０）を生成するために設けられている、請求項１または２記載の電子制御式パーキングブレーキシステム。
4. 磁界発生装置は、ローター（１６）に対して付加的に設けられたマグネットを含んでおり、この場合前記ローター（１６）は位置信号の生成のために設けられている、請求項１から３いずれか１項記載の電子制御式パーキングブレーキシステム。
5. 前記コントローラは、マイクロコントローラ（２６）を含んでおり、該マイクロコントローラの第２の作動状態の電力消費は１０μＡのレベルにある、請求項１から４いずれか１項記載の電子制御式パーキングブレーキシステム。
6. 少なくとも１つのコントローラ（１２）と、
   少なくとも１つのアクチュエータ（１４）と、
   少なくとも１つのパルスワイヤセンサ（２２）を有し、
   前記アクチュエータ（１４）はブレーキ装置（１０）と機械的な作用接続を形成し、前記パルスワイヤセンサ（２２）は前記アクチュエータ（１４）の動きを直接検出している電子制御式パーキングブレーキシステムの制御方法において、
   アクチュエータ（１４）の位置信号（２０）が第１の作動状態においてはコントローラ（１２）によって検出され、さらに第２の作動状態においてはコントローラ（１２）によって検出されず、
   前記アクチュエータ（１４）の位置変化によって前記パルスワイヤセンサ（２２）周辺の磁界に変化が引き起こされ、
   前記パルスワイヤセンサ（２２）周辺の磁界の変化によって変位信号（２４）として検出可能な誘導電圧が生成され、
   さらにコントローラ（１２）が当該変位信号（２４）によって第２の作動状態から第１の作動状態に移行されるようにしたことを特徴とする方法。
7. 前記センサ（２２）周辺の磁界を変化させるための磁界発生装置はアクチュエータ（１４）によって可動である、請求項６記載の方法。

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