特許 7374212 車両用センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-26

(45)【発行日】2023-11-06

(54)【発明の名称】車両用センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/165 20060101AFI20231027BHJP

   B60T 8/171 20060101ALI20231027BHJP

   B60T 8/92 20060101ALI20231027BHJP

   B60T 17/18 20060101ALI20231027BHJP

   G08C 25/00 20060101ALI20231027BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20231027BHJP

   G08C 19/02 20060101ALI20231027BHJP

【ＦＩ】

G01R19/165 L

B60T8/171 A

B60T8/92

B60T17/18

G08C25/00 F

G08C19/00 S

G08C19/02 301

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021558730

(86)(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-02

(86)【国際出願番号】 EP2020058176

(87)【国際公開番号】W WO2020200921

(87)【国際公開日】2020-10-08

【審査請求日】2021-09-30

(31)【優先権主張番号】102019204619.3

(32)【優先日】2019-04-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】390023711

【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】イェンス ヴィルト

(72)【発明者】

【氏名】マルティン ケーゲル

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６２２２６２８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開平８－０２６０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１２５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－１７８９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７４７４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １９／００

Ｇ０１Ｒ １５／００

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｇ０１Ｒ ３１／００

Ｂ６０Ｔ ８／００

Ｂ６０Ｔ １７／００

Ｇ０８Ｃ ２５／００

Ｇ０８Ｃ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定量を検出するセンサエレメント（ＷＳＳ）と、それぞれ１つの第１，第２の測定回路（ＭＳ１，ＭＳ２）及び第１，第２のエネルギ源（ＶＢ１，ＶＢ２）を有する少なくとも２つの第１，第２の制御装置（ＥＣＵ１，ＥＣＵ２）とを備えた車両用センサ装置（１）であって、
前記センサエレメント（ＷＳＳ）の第１の端子（ＷＳＳ１）は、前記少なくとも２つの制御装置（ＥＣＵ１，ＥＣＵ２）の前記第１の制御装置（ＥＣＵ１）の前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）に接続されており、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の第２の端子（ＷＳＳ２）は、前記少なくとも２つの制御装置（ＥＣＵ１，ＥＣＵ２）の前記第２の制御装置（ＥＣＵ２）の測定回路（ＭＳ２）を介してグラウンド端子（ＧＮＤ）に接続されており、
前記センサエレメント（ＷＳＳ）を通って流れるセンサ電流（Ｉｓ）は、検出された測定量に関する情報によって変調されており、
前記第１の制御装置（ＥＣＵ１）の前記第１の測定回路（ＭＳ１）は、前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）と前記センサエレメント（ＷＳＳ）との間のハイサイド路において検出されたセンサ電流（Ｉｓ）を評価し、同時に、前記第２の制御装置（ＥＣＵ２）の前記第２の測定回路（ＭＳ２）は、前記センサエレメント（ＷＳＳ）と前記グラウンド端子（ＧＮＤ）との間のローサイド路において検出されたセンサ電流（Ｉｓ）を評価し、
第１の非常時保護回路（２０Ａ）が、前記ローサイド路に対して並列に配置されていて、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第２の端子（ＷＳＳ２）における電圧降下（Ｕ１２）を監視し、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第２の端子（ＷＳＳ２）における前記電圧降下（Ｕ１２）が設定されたブレークオーバ電圧値（ＵＫ）に到達した場合、前記第１の非常時保護回路（２０Ａ）は、前記センサエレメント（ＷＳＳ）のための代替のローサイド路を形成してセンサ電流（Ｉｓ）を記録し、これにより、少なくとも前記第１の測定回路（ＭＳ１）が、検出されたセンサ電流（Ｉｓ）をさらに評価することが可能であり、
前記第１の非常時保護回路（２０Ａ）は、付加的に、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第２の端子（ＷＳＳ２）における前記電圧降下（Ｕ１２）を、前記ブレークオーバ電圧値（ＵＫ）より低いホールド電圧値（ＵＨ）へ低下させる、
センサ装置（１）。

【請求項2】

前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第２の端子（ＷＳＳ２）における前記電圧降下（Ｕ１２）が外部イベントによって前記ホールド電圧値（ＵＨ）よりも低い遮断電圧値（ＡＢＳ）を下回って低下した場合、前記第１の非常時保護回路（２０Ａ）は、代替のローサイド路を自動で再び切り離す、
請求項１に記載のセンサ装置（１）。

【請求項3】

第２の非常時保護回路（２０Ｂ）が、前記ハイサイド路に対して並列に配置されていて、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）における電圧降下（Ｕ１２）を監視し、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）における前記電圧降下（Ｕ１２）が設定されたブレークオーバ電圧値（ＵＫ）に到達した場合、前記第２の非常時保護回路（２０Ｂ）は、前記センサエレメント（ＷＳＳ）のための代替のハイサイド路を形成してセンサ電流（Ｉｓ）を記録し、これにより、少なくとも前記第２の測定回路（ＭＳ２）が、検出されたセンサ電流（Ｉｓ）をさらに評価することが可能であり、
前記第２の非常時保護回路（２０Ｂ）は、付加的に、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）における前記電圧降下（Ｕ１２）を、前記ブレークオーバ電圧値（ＵＫ）より低いホールド電圧値（ＵＨ）へ低下させる、
請求項１又は２に記載のセンサ装置（１）。

【請求項4】

前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）における前記電圧降下（Ｕ１２）が外部イベントによって前記ホールド電圧値（ＵＨ）よりも低い遮断電圧値（ＡＢＳ）を下回って低下した場合、前記第２の非常時保護回路（２０Ｂ）は、代替のハイサイド路を自動で再び切り離す、
請求項３に記載のセンサ装置（１）。

【請求項5】

各前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）は、電圧識別部（２２）及び電流シンク（２４）を含み、前記電圧識別部（２２）は、対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の端子（Ａ１，Ａ２）間の電流路を形成するために、前記電流シンク（２４）を駆動する、
請求項３に記載のセンサ装置（１）。

【請求項6】

前記電圧識別部（２２）は、対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の第１の端子（Ａ１）と第２の端子（Ａ２）との間の電圧降下（Ｕ１２）を検出し、対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の前記第１の端子（Ａ１）と前記第２の端子（Ａ２）との間の、検出された前記電圧降下（Ｕ１２）が設定されたブレークオーバ電圧値（ＵＫ）に到達した場合、対応する前記電流シンク（２４）を駆動する、
請求項５に記載のセンサ装置（１）。

【請求項7】

前記電流シンク（２４）は、対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の前記第１の端子（Ａ１）と前記第２の端子（Ａ２）との間の前記電圧降下（Ｕ１２）を設定されたホールド電圧値（ＵＨ）へ調整し、センサ電流（Ｉｓ）を記録する、
請求項６に記載のセンサ装置（１）。

【請求項8】

前記電圧識別部（２２）は、過電圧保護部（ＵｅＶ）に接続された状態で、対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の前記第１の端子（Ａ１）と前記第２の端子（Ａ２）との間の前記電圧降下（Ｕ１２）が増加した場合、前記センサ電流（Ｉｓ）が最小の電流量まで低減されるように又は完全に遮断されるように、対応する前記電流シンク（２４）を駆動する、
請求項７に記載のセンサ装置（１）。

【請求項9】

対応する前記非常時保護回路（２０Ａ，２０Ｂ）の前記第１の端子（Ａ１）と前記第２の端子（Ａ２）との間の、検出された前記電圧降下（Ｕ１２）が設定された遮断電圧値（ＡＢＳ）を下回る場合、前記電圧識別部（２２）は、対応する前記電流シンク（２４）の駆動を終了して電流路を再び遮断する、
請求項６乃至８のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【請求項10】

前記センサエレメント（ＷＳＳ）は、回転数及び／又は回転速度及び／又は圧力及び／又は温度を測定量として検出する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【請求項11】

複数のセンサエレメント（ＷＳＳ）が設けられており、前記複数のセンサエレメントのそれぞれが１つずつの測定位置に配置されている、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【請求項12】

前記測定位置は、それぞれ１つの車輪に対応づけられており、対応づけられた前記センサエレメント（ＷＳＳ）は、対応する車輪の少なくとも１つの回転数及び／又は回転速度を検出する、
請求項１１に記載のセンサ装置（１）。

【請求項13】

電流センサ（１０）が、ハイサイド路のセンサ電流（Ｉｓ）を検出し、当該センサ電流（Ｉｓ）の一部（Ｉｓ／ｎ）を分岐させて、測定電流（ＩＭ１）として、前記第１の制御装置（ＥＣＵ１）の前記第１の測定回路（ＭＳ１）に供給し、
前記第２の制御装置（ＥＣＵ２）の前記第２の測定回路（ＭＳ２）は、前記センサ電流（Ｉｓ）を直接的に第２の測定電流（ＩＭ２）として受信して評価する、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【請求項14】

切替装置（３０）が、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）と、前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の一方とを接続し、
前記切替装置（３０）は、接続された前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の前記一方が故障した場合、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）を自動的に前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の他方へ接続する、
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【請求項15】

電流センサ（１０）が、ハイサイド路のセンサ電流（Ｉｓ）を検出し、当該センサ電流（Ｉｓ）の一部（Ｉｓ／ｎ）を分岐させて、測定電流（ＩＭ１）として、前記第１の制御装置（ＥＣＵ１）の前記第１の測定回路（ＭＳ１）に供給し、
前記第２の制御装置（ＥＣＵ２）の前記第２の測定回路（ＭＳ２）は、前記センサ電流（Ｉｓ）を直接的に第２の測定電流（ＩＭ２）として受信して評価し、
切替装置（３０）が、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）と、前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の一方とを接続し、
前記切替装置（３０）は、接続された前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の前記一方が故障した場合、前記センサエレメント（ＷＳＳ）の前記第１の端子（ＷＳＳ１）を自動的に前記第１のエネルギ源（ＶＢ１）及び前記第２のエネルギ源（ＶＢ２）の他方へ接続し、
前記電流センサ（１０）及び前記切替装置（３０）は、ＡＳＩＣチップとして構成された接続モジュール（４０）に統合されている、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項１の上位概念による車両用センサ装置を基礎とする。

【背景技術】

【0002】

従来技術から、車輪ごとに少なくとも１つのセンサエレメントを備えたそれぞれ１つずつの車輪センサを有する車両用センサ装置が公知である。個々の車輪センサは、通常、２線撚りケーブルを介して車両ブレーキシステム用の制御装置に接続されており、例えば、ＡＢＳ機能、ＥＳＰ機能、ＡＳＲ機能及び／又は登坂支援機能（ＡＢＳ：アンチロックブレーキシステム、ＥＳＰ：電子安定化プログラム、ＡＳＲ：アンチスリップ制御）を実行する。通常、少なくとも１つのセンサエレメントの第１の端子が制御装置を介してエネルギ源に接続されており（ハイサイド路）、少なくとも１つのセンサエレメントの第２の端子が制御装置を介してグラウンドに接続されている（ローサイド路）。少なくとも１つのセンサエレメントを通って流れるセンサ電流は、対応する車輪の回転数及び／又は回転速度に関する情報によって変調されており、ここで、制御装置の評価制御ユニットが、少なくとも１つのセンサエレメントとグラウンドとの間において検出されたセンサ電流を評価する。

【0003】

独国特許出願公開第１０２０１６２２２６２８号明細書から、測定量を検出するセンサを含むセンサ装置が公知であり、当該センサ装置は、測定電圧降下を形成するために測定量を表すセンサのセンサ信号が供給される第１の測定抵抗を含む第１の評価ユニットと、測定電圧降下を形成するために測定量を表すセンサのセンサ信号が供給される第２の測定抵抗を含む第２の評価ユニットと、第１の評価ユニットに接続された第１の電圧源と、第２の評価ユニットに接続された第２の電圧源と、センサに接続されておりかつ評価ユニットの故障時に他方の評価ユニットの測定抵抗における測定電圧降下が形成可能であるように構成された切替手段と、を有する。なお、センサは、電圧側においては、第１の測定抵抗を介して第１の電圧源に接続されており、グラウンド側においては、第２の測定抵抗を介してグラウンドに接続されている。この場合、第１のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置が第１の測定抵抗に対して並列に接続されており、第２のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置が第２の測定抵抗に対して並列に接続されており、第１のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置及び第２のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置は、測定電圧降下よりも大きいそれぞれのブレークスルー電圧によって、評価ユニットの故障時に、対応するダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置のブレークスルーが発生するように構成されている。また、センサと第２の電圧源との間に配置される他の第１のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置を設けることもできる。さらに、第２のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置の一方端は第２の評価ユニットのグラウンド端子に接続可能であり、第２のダイオード‐ツェナーダイオードコンビネーション装置の他方端は第１の評価ユニットのグラウンド端子に接続可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６２２２６２８号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

発明の開示
独立請求項１の特徴を有する車両用センサ装置は、第１の非常時保護回路がローサイド路を監視し、ローサイド路が故障した場合、電流検出なしでの、センサエレメントのための代替のローサイド路を提供するので、少なくとも第１の測定回路が、検出されたセンサ電流をさらに評価することが可能であるという利点を有する。第１の非常時保護回路は、センサエレメントの第２の測定端子における電圧降下が例えば２．０Ｖ乃至４．０Ｖの範囲で設定可能なブレークオーバ電圧値を上回る場合にアクティブとなる。アクティブとなった第１の非常時保護回路は、センサエレメントの第２の測定端子における電圧降下を例えば約０．８Ｖ乃至１．５Ｖのホールド電圧値まで制限し、５０ｍＡまでのセンサ電流の引き受けが可能である。従って、本発明の非常時保護回路は、アクティブな状態で、純粋なツェナーダイオード構造とは異なり、負荷電流が同等であれば著しく小さい電圧降下を有する。

【0006】

本発明の実施形態は、測定量を検出するセンサエレメントとそれぞれ１つの測定回路及びエネルギ源を有する少なくとも２つの制御装置とを備えた車両用センサ装置を提供する。センサエレメントの第１の端子は、少なくとも２つの制御装置の第１の制御装置のエネルギ源に接続されており、センサエレメントの第２の端子は、少なくとも２つの制御装置の第２の制御装置の測定回路を介してグラウンド端子に接続されている。ここで、センサエレメントを通って流れるセンサ電流は、検出された測定量に関する情報によって変調されており、第１の制御装置の測定回路は、エネルギ源とセンサエレメントとの間のハイサイド路において検出されたセンサ電流を評価し、同時に、第２の制御装置の第２の測定回路は、センサエレメントとグラウンド端子との間のローサイド路において検出されたセンサ電流を評価する。また、第１の非常時保護回路が、ローサイド路に対して並列に配置されていて、センサエレメントの第２の端子における電圧降下を監視する。当該電圧降下が設定されたブレークオーバ電圧値に到達した場合、第１の非常時保護回路が、センサエレメントのための代替のローサイド路を形成してセンサ電流を記録し、これにより、少なくとも第１の測定回路が、検出されたセンサ電流をさらに評価することが可能である。付加的に、第１の非常時保護回路は、当該電圧降下を、ブレークオーバ電圧値より低いホールド電圧値へ低下させる。

【0007】

こうした車両用センサ装置は、また、各センサエレメントのセンサ信号が、エネルギ源とセンサエレメントとの間（ハイサイド路）のタップを介して第１の制御装置内に、センサエレメントとグラウンドとの間（ローサイド路）のタップを介して第２の制御装置内に供給されて、これにより、２つの評価制御ユニットにより同時に評価可能となるという利点を有する。このために、第１の制御装置の第１の評価制御ユニットの測定回路は、ハイサイド路において検出されたセンサ電流を評価し、同時に、第２の制御装置の第２の評価制御ユニットの第２の測定回路は、ローサイド路において検出されたセンサ電流を評価する。測定位置ごとに、センサ信号が２つの制御装置によって冗長評価される単一の単純なセンサエレメントのみを使用することによって、測定位置ごとに２つのセンサエレメントを使用する場合に比較して、近似に等しい冗長度の評価の確実性において著しいコスト低減が達成される。これは、総ての測定位置のセンサ信号が２つの制御装置により評価され、センサエレメントの故障確率が小さくなるからである。

【0008】

通常、本発明に係るセンサ装置の実施形態は、車両内のそれぞれの測定位置に分散配置された複数のセンサエレメントを含み得る。よって、本発明に係るセンサ装置の実施形態は、好適には、車両ブレーキシステムにおいて使用可能である。こうしたブレーキシステムにおいては、測定位置は、例えば、それぞれ１つの車輪に対応づけることが可能であり、対応するセンサエレメントが対応づけられた車輪の少なくとも１つの回転数及び／又は回転速度を検出することができる。もちろん、センサエレメントは、車両内の他の測定位置に配置することもできる。また、センサエレメントは、他の測定量、例えば、温度、圧力などを検出することもできる。

【0009】

評価制御ユニットとは、本明細書においては、検出されたセンサ信号を処理又は評価する電気回路であると理解することができる。評価制御ユニットは、ハードウェア及び／又はソフトウェアによって構成可能な少なくとも１つのインタフェースを有することができる。ハードウェア構成においては、インタフェースは、例えば、いわゆるシステムＡＳＩＣのうち、評価制御ユニットの種々の機能を含む部分であるものとしてよい。また、インタフェースが固有の集積回路であるものとしてもよく、又は、少なくとも部分的に個別の構成要素から成るものとしてもよい。ソフトウェア構成においては、インタフェースは、例えば、他のソフトウェアモジュールと並んでマイクロコントローラ上に設けられたソフトウェアモジュールであるものとしてよい。また、機械可読担体上、例えば、半導体メモリ上、ハードディスクメモリ上又は光学メモリ上に記憶されており、かつ、評価制御ユニットによってプログラムが実行される際に評価の実施のために使用されるプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品も有利である。

【0010】

制御装置とは、本明細書においては、液圧式ブレーキシステムに接続されて、種々のブレーキ機能、例えば、ＡＢＳ機能、ＥＳＰ機能、ＡＳＲ機能及び／又は登坂支援機能（ＡＢＳ：アンチロックブレーキシステム、ＥＳＰ：電子安定化プログラム、ＡＳＲ：アンチスリップ制御）を実行可能な、例えばブレーキ制御装置のような電気機器であると理解することができる。この場合、２つの制御装置は、非常時動作において異なるブレーキ機能を実行することができる。一方の制御装置が故障した場合、他方の制御装置が故障した制御装置のブレーキ機能を引き受けるように構成可能である。

【0011】

センサ装置とは、本明細書においては、対応づけられた車輪の領域において物理量又は物理量の変化を直接的に又は間接的に検出し、好適には電気センサ信号へ変換する電気構成要素であると理解される。このことは、例えば、音波及び／又は電磁波の送受信によって、及び／又は、磁場又は磁場の変化によって、行うことができる。例えば、受信された波の強度、波長、周波数、角度などを検出するフォトプレート及び／又は蛍光面及び／又は半導体を有する、光学センサエレメント、例えば赤外センサエレメントも可能である。同様に、音響センサエレメント、例えば超音波センサエレメント及び／又は高周波センサエレメント及び／又はレーダセンサエレメント及び／又は磁場に感応するセンサエレメント、例えば、ホールセンサ素子及び／又はＭＲセンサ素子及び／又は磁場の変化を例えば磁気誘導により発生する電圧によって記録する誘導センサ素子も考えられる。

【0012】

各従属請求項に記載した措置及び発展形態により、独立請求項１に記載した車両用センサ装置の有利な改善が可能となる。

【0013】

特に有利には、電圧降下が外部イベントによってホールド電圧値よりも低い遮断電圧値を下回って低下した場合、第１の非常時保護回路が代替のローサイド路を自動で再び切り離すことができる。電圧降下の低下は、例えば、本来のローサイド路が再アクティブ化されて再び利用可能となったことによって発生し得る。

【0014】

センサ装置の有利な構成においては、第１の非常時保護回路の作用方式に対応する作用方式を有する第２の非常時保護回路が、ハイサイド路に対して並列に配置され、センサエレメントの第１の端子における電圧降下を監視することができる。ここで、電圧降下が設定されたブレークオーバ電圧値に到達した場合、第２の非常時保護回路が、センサエレメントのための代替のハイサイド路を形成してセンサ電流を記録することができ、これにより、少なくとも第２の測定回路が、検出されたセンサ電流をさらに評価することが可能である。付加的に、第２の非常時保護回路は、電圧降下を、ブレークオーバ電圧値より低いホールド電圧値へ低下させる。さらに、電圧降下が外部イベントによってホールド電圧値よりも低い遮断電圧値を下回って低下した場合、第２の非常時保護回路は、代替のハイサイド路を自動で再び切り離すことができる。遮断電圧値は、例えば０．４Ｖ乃至０．７Ｖの範囲に設定可能である。

【0015】

センサ装置の他の有利な構成においては、各非常時保護回路は、電圧識別部及び電流シンクを含み得る。ここで、電圧識別部は、対応する非常時保護回路の端子間の電流路を形成するために、電流シンクを駆動する。さらに、電圧識別部は、対応する非常時保護回路の第１の端子と第２の端子との間の電圧降下を検出し、検出された電圧降下が設定されたブレークオーバ電圧値に到達した場合、電流シンクを駆動することができる。さらに、電流シンクは、トランジスタを介した電圧降下を設定されたホールド電圧値へ調整し、センサ電流を記録することができる。

【0016】

センサ装置の他の有利な構成においては、電圧識別部は、過電圧保護部に接続された状態で、電圧降下が増加した場合、センサ電流が最小の電流量まで低減可能となるように又は完全に遮断可能となるように、電流シンクを駆動することができる。これにより、電流シンクは、有利には、電流シンク及び対応する非常時保護回路の損傷を招くことのある過度に大きい電流量又は過度に高い全損失電力に対して保護される。

【0017】

センサ装置の他の有利な構成においては、検出された電圧降下が設定された遮断電圧値を下回る場合、電圧識別部が、電流シンクの駆動を終了して電流路を再び遮断することができる。

【0018】

センサ装置の他の有利な構成においては、電流センサがハイサイド路のセンサ電流を検出し、当該センサ電流の一部を分岐させて、第１の測定電流として、第１の制御装置の第１の測定回路に供給することができる。ここで、第２の制御装置の第２の測定回路は、センサ電流を直接的に第２の測定電流として受信して評価することが可能である。電流センサは、例えば、電流路内にループとして接続可能であり、センサ電流の一部を分岐させ、残余のセンサ電流をセンサエレメントへ転送させることができる。これにより、対応するセンサエレメントの第１の端子へ流れるセンサ電流が測定され、等価であるが著しく小さいセンサ電流の部分が第１の測定回路へ転送される。これにより、第１の制御装置内の損失電力を低減することができる。

【0019】

センサ装置の他の有利な構成においては、切替装置が、センサエレメントの第１の端子と、第１のエネルギ源及び／又は第２のエネルギ源とを接続することができ、当該切替装置は、接続されたエネルギ源が故障した場合、センサエレメントの第１の端子を自動的に他方のエネルギ源へ接続することができる。さらに、電流センサ及び切替装置は、ＡＳＩＣチップとして構成可能な接続モジュールに統合可能である。

【0020】

本発明の各実施例を図示し、以下の説明において詳細に説明する。図中において、同一の機能又は類似の機能を実行する要素又はエレメントは、同一の参照番号により示されている。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る車両用センサ装置の第１の実施例を示す概略的なブロック図である。

【図2】本発明に係る車両用センサ装置の第２の実施例を示す概略的なブロック図である。

【図3】本発明に係る車両用センサ装置の第３の実施例を示す概略的なブロック図である。

【図4】本発明に係る車両用センサ装置の第４の実施例を示す概略的なブロック図である。

【図5】図１乃至図４の本発明に係る車両用センサ装置における非常時保護回路の一実施例を示す概略的なブロック図である。

【図6】図５の非常時保護回路を示す回路図である。

【図7】図５及び図６の非常時保護回路の電流‐電圧特性を示す概略的なグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

発明の実施形態
図１乃至図６から見て取れるように、図示の各実施例においては、本発明に係る車両用センサ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄがそれぞれ、測定量を検出するセンサエレメントＷＳＳと、それぞれ１つの測定回路ＭＳ１，ＭＳ２及びエネルギ源ＶＢ１，ＶＢ２を有する少なくとも２つの制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄ，ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄとを含む。ここで、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１は、少なくとも２つの制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄ，ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第１の制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄのエネルギ源ＶＢ１に接続されており、センサエレメントＷＳＳの第２の端子ＷＳＳ２は、少なくとも２つの制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄ，ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第２の制御装置ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの測定回路ＭＳ２を介して、グラウンド端子ＧＮＤに接続されている。センサエレメントＷＳＳを通って流れるセンサ電流Ｉｓは、検出された測定量に関する情報によって変調されており、ここで、第１の制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄの第１の測定回路ＭＳ１がエネルギ源ＶＢ１とセンサエレメントＷＳＳとの間のハイサイド路において検出されたセンサ電流Ｉｓを評価し、同時に、第２の制御装置ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第２の測定回路ＭＳ２がセンサエレメントＷＳＳとグラウンド端子ＧＮＤとの間のローサイド路において検出されたセンサ電流Ｉｓを評価する。さらに、第１の非常時保護回路２０Ａがローサイド路に対して並列に配置されていて、センサエレメントＷＳＳの第２の端子ＷＳＳ２における電圧降下Ｕ１２を監視する。第１の非常時保護回路２０Ａは、電圧降下Ｕ１２が図７に示されている設定されたブレークオーバ電圧値ＵＫに到達した場合、センサエレメントＷＳＳのための代替のローサイド路を形成してセンサ電流Ｉｓを記録し、これにより、少なくとも第１の測定回路ＭＳ１が、検出されたセンサ電流Ｉｓをさらに評価することが可能である。付加的に、第１の非常時保護回路２０Ａは、電圧降下Ｕ１２を、ブレークオーバ電圧値ＵＫよりも低い図７に示されているホールド電圧値ＵＨまで低下させる。

【0023】

図１乃至図４からさらに見て取れるように、２つの制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄ，ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄは、図示の各実施例においては、それぞれ１つのＡＳＩＣとして構成された評価制御ユニット３Ａ，３Ｂを含み、当該評価制御ユニット３Ａ，３Ｂ内に、各測定回路ＭＳ１，ＭＳ２及びエネルギ源ＶＢ１，ＶＢ２が統合されている。ここで、第１の制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄ内においては、それぞれ第１の評価制御ユニット３Ａが、第１のエネルギ源ＶＢ１に接続されている。第２の制御装置ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄ内においては、それぞれ第２の評価制御ユニット３Ｂが、第２のエネルギ源ＶＢ２に接続されている。

【0024】

通常、本発明に係る車両用センサ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各実施形態には、こうしたセンサエレメントＷＳＳをそれぞれ１つずつ備えた複数の測定位置が含まれる。見取りやすくするために、図１、図２、図３、図４においては、複数のセンサエレメントＷＳＳのうちそれぞれ１つしか示していない。よって、本発明に係るセンサ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの各実施形態は、好適には、車両ブレーキシステムにおいて使用される。こうしたブレーキシステムにおいては、測定位置は、例えば、それぞれ１つの車輪に対応づけることが可能であり、センサエレメントＷＳＳは、対応する車輪の少なくとも１つの回転数及び／又は回転速度を検出することができる。従って、４つの車輪を備えた通常の乗用車においては、センサ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、こうした４つのセンサエレメントＷＳＳを有する。もちろん、こうした測定位置において他の測定量、例えば、温度、圧力などを検出することもできる。

【0025】

第１の非常時保護回路２０Ａは、電圧降下Ｕ１２が外部イベントによってホールド電圧値ＵＨよりも低い遮断電圧値ＡＢＳを下回って低下した場合に、代替のローサイド路を図示の実施例においては、自動的に再び切り離す。第１の非常時保護回路２０Ａの動作方式については、以下に図５乃至図７を参照して詳細に説明する。

【0026】

図１及び図２からさらに見て取れるように、図示の各実施例においては、本発明に係るセンサ装置１に、任意手段として、点線により示されたそれぞれ１つの第２の非常時保護回路２０Ｂが設けられており、当該第２の非常時保護回路２０Ｂは、ハイサイド路に対して並列に配置されていて、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１における電圧降下Ｕ１２を監視する。第２の非常時保護回路２０Ｂは、センサエレメントＷＳＳのための代替のハイサイド路を形成してセンサ電流Ｉｓを記録し、これにより、電圧降下Ｕ１２が設定されたブレークオーバ電圧値ＵＫに到達した場合、少なくとも第２の測定回路ＭＳ２が、検出されたセンサ電流Ｉｓをさらに評価することが可能であり、ここで、第２の非常時保護回路２０Ｂは、付加的に、当該電圧降下Ｕ１２を、ブレークオーバ電圧値ＵＫよりも低いホールド電圧値ＵＨまで低下させる。第２の非常時保護回路２０Ｂは、電圧降下Ｕ１２が外部イベントによってホールド電圧値ＵＨよりも低い遮断電圧値ＡＢＳを下回って低下した場合、代替のハイサイド路を自動で再び切り離す。

【0027】

２つの非常時保護回路の構造及び動作方式は同一であり、以下に図５乃至図７を参照して共通かつ詳細に説明する。

【0028】

図５及び図６からさらに見て取れるように、非常時保護回路２０Ａ，２０Ｂは、それぞれ１つの電圧識別部２２及び電流シンク２４を含む。ここで、電圧識別部２２は、対応する非常時保護回路２０Ａ，２０Ｂの端子Ａ１，Ａ２間に電流路を形成するために、電流シンク２４を駆動する。電圧識別部２２は、対応する非常時保護回路２０Ａ，２０Ｂの第１の端子Ａ１と第２の端子Ａ２との間の電圧降下Ｕ１２を検出し、検出された電圧降下Ｕ１２が図７に示されている設定されたブレークオーバ電圧値ＵＫに到達した場合に電流シンク２４を駆動する。電流シンク２４は、電圧降下Ｕ１２を設定されたホールド電圧値ＵＨまで調整し、センサ電流Ｉｓを記録する。ここでの特性曲線は、破線によって図７に示されている。電圧識別部２２は、過電圧保護部ＵｅＶに接続された状態で、電圧降下Ｕ１２が増加した場合に、センサ電流Ｉｓが最小の電流量まで低減されるように又は完全に遮断されるように、電流シンク２４を駆動する。当該保護特性ＳＶは、図７に点線により示されている。電圧識別部２２は、検出された電圧降下Ｕ１２が設定された遮断電圧値ＡＢＳを下回ると電流シンク２４の駆動を終了し、電流路を再び遮断する。当該遮断特性は、図７に破線により示されている。

【0029】

図６からさらに見て取れるように、電圧識別部２２は、図示の実施例においては、複数のオーム抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５と、バイポーラトランジスタとして構成された２つのトランジスタＴ１，Ｔ２と、相応の線路を介して図示のように相互に接続されたツェナーダイオードＺＤ１とを含み、ここで、第１のトランジスタＴ１は、ＰＮＰトランジスタとして構成されており、第２のトランジスタＴ２は、ＮＰＮトランジスタとして構成されている。電流シンク２４は、図示の実施例においては、２つのオーム抵抗Ｒ６，Ｒ７と、相応の線路を介して図示のように相互に接続された、バイポーラトランジスタとして構成された２つのトランジスタＴ３，Ｔ４とを含み、ここで、２つのトランジスタＴ３，Ｔ４は、ＮＰＮトランジスタとして構成されている。過電圧保護部ＵｅＶは、図示の実施例においては、オーム抵抗Ｒ８を含む。

【0030】

図６からさらに見て取れるように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ６は、トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベースを阻止状態に保持してリーク電流を導出させる、当該トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３のベースに対する導出抵抗である。第２の抵抗Ｒ２を通って流れるよりも大きい電流がツェナーダイオードＺＤ１を通って流れる場合、第２のトランジスタＴ２がターンオンされ、これにより、第１のトランジスタＴ１もターンオンされる。このことは、図示の実施例においては、発生した電圧降下Ｕ１２が約３Ｖのブレークオーバ電圧値ＵＫを上回るケースである。当該ブレークオーバ電圧値は、ツェナーダイオードＺＤ１のブレークスルー電圧（約２．３Ｖ）と第２のトランジスタＴ２のベース‐エミッタ電圧（約０．７Ｖ）との和に相当する。第１のトランジスタＴ１は、第４の抵抗Ｒ４を介して第２のトランジスタＴ２のベースへ電流を送出し、これにより、当該第２のトランジスタＴ２は、引き続き導通状態に切り替えられたまま保持される。第２のトランジスタＴ２及び第１のトランジスタＴ１は、サイリスタ構造を形成し、ツェナーダイオードＺＤ１をブリッジするので、これにより、電圧降下Ｕ１２は、約０．９Ｖのホールド電圧値ＵＨへ調整される。第５の抵抗Ｒ５及び制御線路ＳＴを介して、電流シンク２４の第４のトランジスタＴ４が駆動され、ここで、第４のトランジスタＴ４を通って流れるセンサ電流Ｉｓは、図示の実施例においては、約４０ｍＡへ制限される。制御線路ＳＴの駆動電流がきわめて高い場合、電流シンク２４の第３のトランジスタＴ３が、第４のトランジスタＴ４を保護するために、この第４のトランジスタＴ４のための駆動電流の一部を引き受ける。

【0031】

図７に点線により示されている保護特性ＳＶのような、例えば、短絡によって給電電圧ＶＢ１，ＶＢ２の一方へ向かって発生し得る過電圧のケースは、電流シンク２４が、その最大負荷電流よりも大きい電流を発生させる場合、約０．９Ｖの電圧降下Ｕ１２の低いホールド電圧値ＵＨをもはや保持することができない。従って、過電圧保護部ＵｅＶの第８の抵抗Ｒ８を介した電流は増加する。これにより、第３のトランジスタＴ３が強くターンオンされ、第４のトランジスタＴ４の駆動が低減されることになる。これによって、第４のトランジスタＴ４のベースへ流れる電流が低減され、第４のトランジスタＴ４は、以後閉鎖し、損傷に対して保護される（過負荷保護）。短絡の場合には、第４のトランジスタＴ４は、阻止状態に移行可能である。

【0032】

外部イベント、例えば、第２の制御装置ＥＣＵ２内の本来のローサイド路の再ターンオンによって、電圧Ｕ１２が約０．６Ｖの遮断電圧値ＡＢＳまで低減された場合、トランジスタＴ１，Ｔ２から成るサイリスタ構造が再び遮断される。当該遮断特性は、図７に破線により示されている。

【0033】

図１乃至図４からさらに見て取れるように、図示の各実施例の車両用センサ装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、ハイサイド路のセンサ電流Ｉｓを検出し、このセンサ電流Ｉｓの一部Ｉｓ／ｎを分岐させて第１の測定電流ＩＭ１として第１の制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄの第１の測定回路ＭＳ１に供給する、それぞれ１つの電流センサ１０を含む。また、電流センサ１０は、センサ電流Ｉｓを、対応するセンサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１に導通する。ここで、図示の各実施例の第２の制御装置ＥＣＵ２，ＥＣＵ２Ａ，ＥＣＵ２Ｂ，ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第２の測定回路ＭＳ２は、センサ電流Ｉｓを直接的に第２の測定電流ＩＭ２として受信し、これを評価する。電流センサ１０により、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１へ流れるセンサ電流Ｉｓが測定され、等価であるが著しく小さい電流Ｉｓ／ｎが第１の評価制御ユニット３Ａへ供給されて、これにより、第１の制御装置ＥＣＵ１，ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ１Ｂ，ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄにおける損失電力が低減される。第１の測定電流ＩＭ１が評価される際に、第１の評価制御ユニット３Ａは、第２の測定電流につき行われた低減を考慮する。このために、第１の測定回路ＭＳ１の入力部配線又は評価アルゴリズムの相応の調整を行うことができる。

【0034】

図１からさらに見て取れるように、第１の非常時保護回路２０Ａ及び最適化された第２の非常時保護回路２０Ｂは、図示の第１の実施例の車両用センサ装置１Ａにおいては、それぞれ別個のモジュール群として構成されており、２つの制御装置ＥＣＵ１Ａ，ＥＣＵ２Ａの１つとしては統合されていない。なお、ハイサイド路のセンサ電流Ｉｓを検出し、センサ電流Ｉｓの一部Ｉｓ／ｎを分岐させる電流センサ１０は、図示の第１の実施例においては、第１の制御装置ＥＣＵ１Ａ内に統合されている。

【0035】

図２からさらに見て取れるように、第１の非常時保護回路２０Ａは、図示の第２の実施例の車両用センサ装置１Ｂにおいては、第１の制御装置ＥＣＵ１Ａ内に統合されている。最適化された第２の非常時保護回路２０Ｂは、車両用センサ装置１Ｂの図示の第２の実施例においては、第２の制御装置ＥＣＵ２Ｂ内に統合されている。電流センサ１０は、第１の実施例と同様に、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｂ内に統合されている。

【0036】

図３及び図４からさらに見て取れるように、図示の実施例の車両用センサ装置１Ｃ，１Ｄは、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１と、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄの第１のエネルギ源ＶＢ１及び／又は第２の制御装置ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第２のエネルギ源ＶＢ２とを接続する、それぞれ１つの切替装置３０を含む。切替装置３０は、接続されたエネルギ源ＶＢ１，ＶＢ２が故障した場合、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１を自動的に他方のエネルギ源ＶＢ２，ＶＢ１へ接続する。好適には、切替装置３０は、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１と、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ１Ｄの第１のエネルギ源ＶＢ１とを接続する。第１のエネルギ源ＶＢ１が故障した場合、切替装置３０は、センサエレメントＷＳＳの第１の端子ＷＳＳ１を第２の制御装置ＥＣＵ２Ｃ，ＥＣＵ２Ｄの第２のエネルギ源ＶＢ２へ接続する。

【0037】

図３及び図４からさらに見て取れるように、図示の各実施例の電流センサ１０及び切替装置３０は、例えば、ＡＳＩＣチップとして構成可能な接続モジュール４０内に統合されている。

【0038】

図３からさらに見て取れるように、車両用センサ装置１Ｃの図示の第３の実施例の第１の非常時保護回路２０Ａは、別個の構成要素として構成されており、２つの制御装置ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ２Ｃの一方には統合されていない。接続モジュール４０も同様に、別個の構成要素として構成されており、制御装置ＥＣＵ１Ｃ，ＥＣＵ２Ｃの一方には統合されていない。ただし、図示していない代替的な実施例においては、第１の非常時保護回路２０Ａを、センサ装置１Ｂの第２の実施例と同様に、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｃ内に統合することができる。

【0039】

図４からさらに見て取れるように、車両用センサ装置１Ｄの図示の第４の実施例の第１の非常時保護回路２０Ａは、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｄ内に統合されている。接続モジュール４０も同様に、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｄ内に統合されている。ただし、図示していない代替的な実施例においては、第１の非常時保護回路２０Ａを、センサ装置１Ｂの第１の実施例及び第３の実施例と同様に、別個の構成要素として構成し、第１の制御装置ＥＣＵ１Ｃ内に統合しないものとしてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】