專利名稱：用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)(safety-critical system)的電氣致動(dòng)的裝 置，該裝置具有至少兩個(gè)端子、至少一個(gè)開關(guān)、操作員控制元件，可以通過該操作員控制元 件來選擇該系統(tǒng)的至少兩種操作狀態(tài)、確定所述至少一個(gè)開關(guān)的開關(guān)位置，其中設(shè)置了至 少一個(gè)電流方向元件，使得對于所述至少兩種操作狀態(tài)中的至少一種而言，在所述至少兩 個(gè)端子之間出現(xiàn)單向電流。
背景技術(shù)：
在背景技術(shù)領(lǐng)域中，從EP 1447830A1中了解到一種裝置。為了對三種不同的開關(guān) 狀態(tài)進(jìn)行安全有線編碼，該裝置具有兩層可以以耦接的方式致動(dòng)的開關(guān)，利用該兩層開關(guān)， 可以將六條連接導(dǎo)線切換到三種不同的連接模式。由于與各種作用和/或狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的連 接模式在連接導(dǎo)線的所有的連接對方面都不同，因此可以根據(jù)正確的連接對識(shí)別各連接模 式。還從DE 19962556A1中了解到這樣的裝置。在該裝置中，同樣利用六條開關(guān) 線實(shí)現(xiàn)了電連接，利用這六條開關(guān)線，可以掃描到三種不同的開關(guān)狀態(tài)。但是，與從EP 1447830A1中了解到的裝置相比，該裝置還額外地包括帶有電流方向元件的構(gòu)造，使得針對 每種開關(guān)狀態(tài)，都在兩個(gè)端子之間出現(xiàn)單向電流。一個(gè)缺點(diǎn)在于，已知裝置的制造和安裝需要很高的技術(shù)支出并因此費(fèi)用很大。造 成這個(gè)缺點(diǎn)的原因首先是第一，為了切換三種不同的連接模式，必須連接并致動(dòng)總共六個(gè) 開關(guān)；其次，為了與電子控制單元連接，必須設(shè)置總共六個(gè)電氣端子，并且必須安裝總共六 條電線；第三，由于總共六個(gè)電氣端子，對用于電子控制單元的連接模式進(jìn)行可靠的掃描需 要用于電路和軟件的相對應(yīng)的高支出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基本目的因此是對文章開始描述的用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝 置進(jìn)行繼續(xù)開發(fā)，使得該裝置在先前提及的缺點(diǎn)方面得到改進(jìn)并且展現(xiàn)出高的冗余和容
T曰O為此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，針對文章開始提及的用于安全關(guān)機(jī)系統(tǒng)的電氣 致動(dòng)的裝置，提出了在一種操作狀態(tài)下，在至少兩個(gè)端子之間出現(xiàn)從第一端子到第二端子 的方向的單向電流，并且在另一種操作狀態(tài)下，在該至少兩個(gè)端子之間出現(xiàn)從第二端子到 第一端子的相反方向的單向電流。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，針對文章開始提及的裝置，提出了在一種操作狀態(tài)下， 在至少兩個(gè)端子之間出現(xiàn)從第一端子到第二端子的方向或相反方向的單向電流，并且在另 一種操作狀態(tài)下，在所述至少兩個(gè)端子之間出現(xiàn)雙向電流或者沒有電流。本發(fā)明的顯著之處在于以下優(yōu)點(diǎn)，S卩，可以根據(jù)端子處出現(xiàn)的不同電勢安全地并 可靠地確定和/或識(shí)別出利用操作員控制元件選取的操作狀態(tài)。利用用于至少一種操作狀態(tài)的至少一個(gè)電流方向元件，實(shí)現(xiàn)了至少兩個(gè)端子之間的單向電流，因此針對各種操作狀 態(tài)，在至少兩個(gè)端子處出現(xiàn)不同的電勢。在有利的方式中，至少一個(gè)開關(guān)具有至少兩個(gè)開關(guān)位置，其中在各個(gè)開關(guān)位置中， 在該至少兩個(gè)端子之間或出現(xiàn)單向電流或出現(xiàn)雙向電流。由此實(shí)現(xiàn)的效果是可以在至少 兩個(gè)端子處出現(xiàn)專門限定的電勢，該電勢是為了能夠被準(zhǔn)確地確定和/或識(shí)別而因此被預(yù) 先確定的。
此外，在有利的方式中，至少兩個(gè)開關(guān)可以串聯(lián)連接。一種可能的場景是假定兩 個(gè)各自具有兩個(gè)開關(guān)位置的開關(guān)串聯(lián)連接并且設(shè)置了兩個(gè)電流方向元件，則在兩個(gè)端子之 間可以出現(xiàn)雙向電流和兩個(gè)相反方向的單向電流，在這個(gè)基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確地區(qū)分了三種操作 狀態(tài)。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性，如果至少一個(gè)開關(guān)至少是單冗余設(shè)計(jì)的，則繼續(xù) 采用先前的可能場景，導(dǎo)致根據(jù)本發(fā)明的、具有冗余設(shè)計(jì)的裝置包括四個(gè)端子、四個(gè)開關(guān) 和四個(gè)電流方向元件，并且能夠區(qū)分三種操作狀態(tài)。這使得根據(jù)本發(fā)明的裝置所提供的優(yōu) 于在EP 1447830A1和DE 19962556A1中了解到的裝置的主要優(yōu)點(diǎn)非常清楚。本發(fā)明還涉及一種安全關(guān)鍵系統(tǒng)，尤其涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電子機(jī)械式停車 制動(dòng)系統(tǒng)(針對該停車制動(dòng)系統(tǒng)的電氣致動(dòng)，提供了根據(jù)本發(fā)明的裝置)。在這樣的情況 下，根據(jù)本發(fā)明的裝置的至少兩個(gè)端子與根據(jù)操作員控制元件處選取的操作狀態(tài)對該系統(tǒng) 執(zhí)行開環(huán)和/或閉環(huán)控制的電子控制單元相連接。該系統(tǒng)包括評估電路，該評估電路在至少兩個(gè)端子處設(shè)置預(yù)定電勢，以對隨后出 現(xiàn)在該至少兩個(gè)端子處的電勢進(jìn)行評估。在優(yōu)選的方式中，以預(yù)定周期對該至少兩個(gè)端子處的預(yù)定電勢進(jìn)行設(shè)置。對在該至少兩個(gè)端子處出現(xiàn)的電勢進(jìn)行評估，以確定是否與在操作員控制元件處 選取的操作狀態(tài)一致，來可選擇地使得錯(cuò)誤檢測、錯(cuò)誤分析和錯(cuò)誤控制過程得以執(zhí)行。


現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。在附圖中圖Ia到圖Id示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第一實(shí)施方式，圖2示概略地出了具有根據(jù)圖Ia到圖Id的本發(fā)明的裝置的安全關(guān)鍵系統(tǒng)，圖3概略地示出了用于根據(jù)圖2的安全關(guān)鍵系統(tǒng)的評估電路的構(gòu)造，圖4a到圖4c示出了用于根據(jù)圖2的安全關(guān)鍵系統(tǒng)的操作狀態(tài)的評估表，圖5a到圖5d示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施方式，圖6a到圖6d示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施方式，圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的裝置中實(shí)現(xiàn)激活(“喚醒”)功能的可能方式。
具體實(shí)施例方式針對依據(jù)本發(fā)明的圖Ia的用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝置V的第一實(shí)施方 式，首先考慮兩個(gè)端子Al和A4。為了對端子Al和A4進(jìn)行電連接，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)Sl和 S2，開關(guān)Sl和S2串聯(lián)連接并且各自具有兩個(gè)開關(guān)位置。為了確定兩個(gè)開關(guān)Sl和S2的開 關(guān)位置，將兩個(gè)開關(guān)Sl和S2可操作地耦接到操作員控制元件B，利用操作員控制元件B，可以為該系統(tǒng)選擇以下三種操作狀態(tài)(i.)第一操作狀態(tài)使兩個(gè)開關(guān)Sl和S2處于它們的上開關(guān)位置(如圖Ia所示)， 使得存在利用電流方向元件Dl(例如，二極管)的電連接，該電連接只允許從端子Al到 端 子A4的方向的單向電流并且阻斷了從端子A4到端子Al的方向的電流。(ii.)第二操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的下開關(guān)位置，使得不管開關(guān)Sl的開關(guān)位 置位于何處，都存在使用電流方向元件D2 (例如，二極管)的電連接，該電連接只允許從端 子A4到端子Al的方向的單向電流并且阻斷了從端子Al到端子A4的方向的電流。(iii.)第三操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的上開關(guān)位置并且使開關(guān)Sl處于它的下 開關(guān)位置，使得在端子Al與端子A4之間存在直接電連接，該電連接允許雙向電流，即，從端 子A4到端子Al的方向和從端子Al到端子A4的方向的電流。根據(jù)圖la，根據(jù)本發(fā)明的裝置V還包括兩個(gè)端子A2和A3，針對端子A2和A3的電 連接，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)S3和S4以及兩個(gè)電流方向元件D3和D4(例如，二極管)。在端子 A2和A3之間連接的部件S3、S4和D3、D4不僅與在端子Al和A4之間連接的部件S1、S2和 Dl、D2相同，而且按照相同的方式配置，如圖Ia所示。開關(guān)S3和S4同樣可操作地耦接到 操作員控制元件B，使得開關(guān)S3與開關(guān)Sl并聯(lián)連接，而開關(guān)S4與開關(guān)S2并聯(lián)連接。從整體上看，根據(jù)圖Ia的、根據(jù)本發(fā)明的裝置V的顯著之處在于單冗余構(gòu)造，利用 該單冗余構(gòu)造，只利用四個(gè)端子Al、A2、A3和A4就可以選擇安全關(guān)鍵系統(tǒng)的三種不同操作 狀態(tài)。圖Ib到圖Id示出了在各種情況下針對根據(jù)圖Ia的本發(fā)明的裝置而可以選取的 三種操作狀態(tài)的等價(jià)電路圖，即(i.)圖Ib示出了被描述為“中性(Neutral)”的第一操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用 電流方向元件Dl和/或D3，只允許從端子Al到端子A4的方向和/或從端子A2到端子A3 的方向的單向電流。(ii.)圖Ic示出了被描述為“施加(Apply) ”的第二操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用電 流方向元件D2和/或D4，只允許從端子A4到端子Al的方向和/或從端子A3到端子A2的 方向的單向電流。(iii.)圖Id示出了為描述為“解除(Release)”的第三操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)允 許端子Al與A4和/或端子A2與A3之間的雙向電流。作為可以使用根據(jù)本發(fā)明的裝置V的安全關(guān)鍵系統(tǒng)，將說明一種機(jī)動(dòng)車輛的電子 機(jī)械式停車或制動(dòng)系統(tǒng)(EPB :electromechanical parkingbrake system)。由于駕駛員利 用電子開關(guān)裝置而不利用機(jī)械手剎桿來執(zhí)行EPB的致動(dòng)，因此最根本的并不僅僅是該開關(guān) 裝置自身，而首先是要對從該開關(guān)裝置的端子伸出的所有電纜進(jìn)行持續(xù)的錯(cuò)誤(例如，斷 路和短路)監(jiān)測。針對EPB，瞬時(shí)接觸翻轉(zhuǎn)開關(guān)(momentary-contact tumbler switch)例如可以用 作操作員控制元件B，該操作員控制元件例如在彈簧結(jié)構(gòu)的作用下處于它在圖Ia中示出的 正常位置，該正常位置與第一操作狀態(tài)“中性”相對應(yīng)。如果將操作員控制元件B從其正 常位置致動(dòng)到其左側(cè)，則該位置對應(yīng)于第二操作狀態(tài)“施加”，該狀態(tài)例如意味著激活EPB。 如果將操作員控制元件B從其正常位置致動(dòng)到其右側(cè)位置，則該位置對應(yīng)于第三操作狀態(tài) “解除”，該狀態(tài)例如意味著解除EPB。
在圖2中，概略地示出了具有根據(jù)圖Ia到圖1 d的、根據(jù)本發(fā)明的裝置V的安全關(guān) 鍵系統(tǒng)。在該情況下，通過電纜(未詳細(xì)示出)將四個(gè)端子A1、A2、A3和A4電連接到電子 控制單元(ECU)。ECU利用評估電路AS來評估從根據(jù)本發(fā)明的裝置V提供到端子Al、A2、 A3和A4的信號(hào)，以識(shí)別在操作員控制元件B處選擇的操作狀態(tài)，并且根據(jù)該操作狀態(tài)對該 系統(tǒng)執(zhí)行開環(huán)和/或閉環(huán)控制。該系統(tǒng)除了包括評估電路AS以外，還包括輸入電路ES1、 ES2、ES3和ES4，如圖2中概略地示出的，輸入電路ES1、ES2、ES3和ES4優(yōu)選地是ECU的構(gòu) 成部分。與輸入電路ESI、ES2、ES3和ES4相比，評估電路AS位于更高的級，并且分別向這 些輸入電路中的各輸入電路提供控制信號(hào)X1、X2、X3和X4。輸入電路ES1、ES2、ES3和ES4與各端子A1、A2、A3和A4相關(guān)聯(lián)。輸入電路ESl、 ES2、ES3和ES4各自都具有相同的構(gòu)造，在圖3中以與端子A...相關(guān)聯(lián)的輸入電路ES...的 方式概略地示出了該構(gòu)造。對輸入電路ES...進(jìn)行調(diào)整以針對與其相關(guān)聯(lián)的端子A...設(shè)置“低”或“高”的 預(yù)定電勢。這是通過由評估電路AS提供給輸入電路ES...并對電子開關(guān)元件T(例如，晶 體管或繼電器)進(jìn)行控制的控制信號(hào)X...實(shí)現(xiàn)的。如果控制信號(hào)X...的狀態(tài)是“通”，則 電子開關(guān)元件T處于它的閉合狀態(tài)，端子A...在該狀態(tài)下通過低值電阻器元件Rl連接到 “高”(即，正電勢，例如ECU的電源電壓)；相反，如果控制信號(hào)X...的狀態(tài)是“斷開”，則 電子開關(guān)元件T處于它的阻斷狀態(tài)，端子A...在該狀態(tài)下通過高值電阻器元件R2連接到 “低”(即，負(fù)電勢或零，例如，接地)。周期性地對端子A1、A2、A3和A4中的各端子處的預(yù)定電勢進(jìn)行設(shè)置。為此，評估 電路AS每個(gè)周期發(fā)出預(yù)定模式的控制信號(hào)XI、X3、X3和X4。然后，仍然在同一周期中，評 估電路AS對在端子Al、A2、A3和A4處輸出的信號(hào)進(jìn)行評估并且在繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)周期的 過程前保存這些信號(hào)。一旦執(zhí)行完畢確定操作狀態(tài)所要運(yùn)行的所有周期，則對這些信號(hào)進(jìn) 行聯(lián)合評估以識(shí)別在操作員控制元件B處選擇的操作狀態(tài)。在每個(gè)周期中，如果總是只在 端子A1、A2、A3和A4中的一個(gè)端子處設(shè)置電勢“高”而相應(yīng)地使其它端子保持在電勢“低”， 則在高安全性方面與高評估速度方面之間實(shí)現(xiàn)了有益的折衷。在該情況下，即，在根據(jù)本發(fā) 明的裝置V具有四個(gè)端子Al、A2、A3和A4的情況下，從根據(jù)圖4a到圖4c的評估表中可以 看出，為了準(zhǔn)確地識(shí)別操作狀態(tài)，將要執(zhí)行四個(gè)周期并隨后進(jìn)行評估。具體地說(i.)圖4a示出了用于識(shí)別操作狀態(tài)“中性”的評估表。執(zhí)行了四個(gè)周期，其中每 個(gè)周期都總是只輸出一個(gè)具有狀態(tài)“通”的控制信號(hào)(這里，按照X1、X2、X3、X4的順序)。 因此，每個(gè)周期在相關(guān)聯(lián)的端子處都出現(xiàn)了電勢“高”(這里，按照Al、A2、A3、A4的順序)。 此外，在各端子中，電勢“高”還出現(xiàn)在第一周期中的端子A4處和第二周期中的端子A3處。 這是由于(根據(jù)圖lb)，在第一周期中，電流方向元件Dl阻斷了從端子A4到端子Al的電 流，并且在第二周期中，電流方向元件D3阻斷了從端子A3到端子A2的電流。(ii.)圖4b示出了用于識(shí)別操作狀態(tài)“施加”的評估表。執(zhí)行了四個(gè)周期，其中每 個(gè)周期都總是只輸出一個(gè)具有狀態(tài)“通”的控制信號(hào)(這里，按照X1、X2、X3、X4的順序)。 因此，每個(gè)周期 在相關(guān)聯(lián)的端子處都出現(xiàn)了電勢“高”(這里，按照Al、A2、A3、A4的順序)。 此外，在各端子中，電勢“高”還出現(xiàn)在第三周期中的端子A2處和第四周期中的端子Al處。 這是由于(根據(jù)圖Ic)，在第三周期中，電流方向元件D4阻斷了從端子A2到端子A3的電 流，并且在第四周期中，電流方向元件D2阻斷了從端子Al到端子A4的電流。
(iii.)圖4c示出了用于識(shí)別操作狀態(tài)“解除”的評估表。執(zhí)行了四個(gè)周期，其中 每個(gè)周期都總是只輸出一個(gè)具有狀態(tài)“通”的控制信號(hào)(這里，按照X1、X2、X3、X4的順序)。 因此，每個(gè)周期在相關(guān)聯(lián)的端子處都出現(xiàn)了電勢“高”(這里，按照A1、A2、A3、A4的順序)。 此外，在各端子中，電勢“高”還出現(xiàn)在第一周期中的端子A4處、第二周期中的端子A3處、 第三周期中的端子A2處和第四周期中的端子Al處。這是由于(根據(jù)圖Id)沒有電流方向 元件作用在端子Al與A4之間或作用在端子A2與A3之間。如果針對評估表中的端子A1、A2、A3、A4而標(biāo)示的電勢“低/高”出現(xiàn)變化，則這些 變化可以充當(dāng)在ECU內(nèi)執(zhí)行準(zhǔn)確的錯(cuò)誤檢測、錯(cuò)誤分析和錯(cuò)誤控制過程的基礎(chǔ)。通過根據(jù) 圖4a的用于識(shí)別操作狀態(tài)“中性”的評估表來考慮這種情況的若干個(gè)示例。如果在第一周期中，在各種情況下出現(xiàn)在端子Al和A4處的電勢是“低”而不是 “高”，則標(biāo)識(shí)了錯(cuò)誤“端子Al對地短路”；如果在第四周期中，在各種情況下出現(xiàn)在端子A4 處的電勢是“低”而不是“高”，則標(biāo)識(shí)了錯(cuò)誤“端子A4對地短路”；如果在第二周期中，在各 端子中，出現(xiàn)在端子Al和A4處的電勢是“高”而不是“低”，則標(biāo)識(shí)了錯(cuò)誤“端子Al對電源 電壓短路”；如果在第四周期中，在各端子中，出現(xiàn)在端子A4處的電勢是“高”而不是“低”， 則標(biāo)識(shí)了錯(cuò)誤“端子A4對電源電壓短路”。E⑶可以依靠錯(cuò)誤控制過程的結(jié)果而采用適當(dāng)?shù)拇胧?，例如，輸出可以聽見的? 或可以看到的和/或觸覺的警告(在EPB的情況下向駕駛員輸出)，將該安全關(guān)鍵系統(tǒng)轉(zhuǎn)變 到已定義的安全操作狀態(tài)、出于診斷和/或研究的目的而存儲(chǔ)識(shí)別出的錯(cuò)誤。理想地是，為 了這個(gè)目的，不僅ECU中被設(shè)計(jì)成硬件的單獨(dú)的電路包括微型計(jì)算機(jī)，而且目前常規(guī)形式 的ECU也包括微型計(jì)算機(jī)，所述微型計(jì)算機(jī)上設(shè)置有可以以軟件方式實(shí)現(xiàn)的功能。還可以 使得ECU還與其它系統(tǒng)的電子控制單元進(jìn)行通信，例如，EPB與機(jī)動(dòng)車輛的以電子方式控制 的行車制動(dòng)系統(tǒng)通信。圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置V的第二實(shí)施方式，其中首先考慮三個(gè)端子A1、A3 和A4。為了電連接端子Al和A4和/或A3，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)Sl和S2，每個(gè)開關(guān)都具有兩個(gè) 開關(guān)位置。為了確定這兩個(gè)開關(guān)Sl和S2的開關(guān)位置，將這兩個(gè)開關(guān)Sl和S2可操作地耦 接到操作員控制元件B，可以利用操作員控制元件B為該系統(tǒng)選擇以下三種操作狀態(tài)(i.)第一操作狀態(tài)使兩個(gè)開關(guān)Sl和S2處于它們的上開關(guān)位置(如圖5a所示)， 使得存在使用電流方向元件Dl的電連接，該電連接只允許從端子Al到端子A4的方向的單 向電流并且阻斷了從端子A4到端子Al的方向的電流。(ii.)第二操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的下開關(guān)位置，使得不管開關(guān)Sl所處的開 關(guān)位置如何，都存在使用電流方向元件D2的電連接，該電連接只允許從端子A4到端子Al 的方向的單向電流并且阻擋了從端子Al到端子A4的方向的電流。(iii.)第三操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的上開關(guān)位置并且使開關(guān)Sl處于它的下 開關(guān)位置，使得存在端子Al與端子A3之間的直接電連接，該電連接允許雙向電流，即，從端 子A3到端子Al的方向和從端子Al到端子A3的方向的電流。根據(jù)圖5a的、根據(jù)本發(fā)明的裝置V還包括端子A2，為了端子A2與端子A3和/或 A4的電連接，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)S3和S4以及兩個(gè)電流方向元件D3和D4，如圖5a所示。開 關(guān)S3和S4可操作地耦接到操作員控制元件B，使得開關(guān)S3與開關(guān)Sl并聯(lián)連接，并且開關(guān) S4與開關(guān)S2并聯(lián)連接。因此，根據(jù)圖5a的、根據(jù)本發(fā)明的裝置V的顯著之處還在于單冗余構(gòu)造，通過該構(gòu)造，可以只利用四個(gè)端子Al、A2、A3和A4就可以選擇安全關(guān)鍵系統(tǒng)的三種不 同的操作狀態(tài)。圖5b到圖5d示出了在各種情況下可以針對根據(jù)圖5a的、根據(jù)本發(fā)明的裝置選取 的三種操作狀態(tài)的等價(jià)電路圖，即(i.)圖5b示出了被描述為“中性”的第一操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用電流方向元 件Dl和/或D3，只允許從端子Al到端子A4的方向和/或從端子A2到端子A3的方向的單 向電流。
(ii.)圖5c示出了被描述為“施加”的第二操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用電流方向元 件D2和/或D4，只允許從端子A4到端子Al的方向和/或從端子A3到端子A2的方向的單 向電流。(iii.)圖5d示出了被描述為“解除”的第三操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)允許端子Al與 A3和/或端子A2與A4之間的雙向電流。因此，與根據(jù)圖Ia到Id的第一實(shí)施方式的差異在于被描述為“解除”的第三操作 狀態(tài)，而非其它兩種操作狀態(tài)。對于第三操作狀態(tài)來說，端子A1、A2、A3和A4以這樣的方式 交叉，即，Al與A3相連接，而A2與A4相連接。如此產(chǎn)生的互連的操作狀態(tài)能夠改善操作 狀態(tài)“解除”的錯(cuò)誤控制過程。圖6a示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置V的第三實(shí)施方式，其中首先考慮兩個(gè)端子Al和 A4。為了電連接端子Al和A4，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)Sl和S2，每個(gè)開關(guān)都具有兩個(gè)開關(guān)位置。為 了確定這兩個(gè)開關(guān)Sl和S2的開關(guān)位置，將這兩個(gè)開關(guān)Sl和S2可操作地耦接到操作員控 制元件B，可以利用操作員控制元件B為該系統(tǒng)選擇以下三種操作狀態(tài)(i.)第一操作狀態(tài)使兩個(gè)開關(guān)Sl和S2處于它們的上開關(guān)位置(如圖6a所示)， 使得存在使用電流方向元件Dl的電連接，該電連接只允許從端子A4到端子Al的方向的單 向電流并且阻斷了從端子Al到端子A4的方向的電流。(ii.)第二操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的下開關(guān)位置，使得不管開關(guān)Sl的開關(guān)位 置在何處，都存在使用電流方向元件D2的電連接，該電連接只允許從端子Al到端子A4的 方向的單向電流并且阻擋了從端子A4到端子Al的方向的電流。(iii.)第三操作狀態(tài)使開關(guān)S2處于它的上開關(guān)位置并且使開關(guān)Sl處于它的下 開關(guān)位置，使得存在端子Al與端子A4之間的直接電連接，該電連接允許雙向電流，即，從端 子A4到端子Al的方向和從端子Al到端子A4的方向的電流。根據(jù)圖6a的、根據(jù)本發(fā)明的裝置V還包括兩個(gè)端子A2和A3，為了端子A2與端子 A3的電連接，設(shè)置了兩個(gè)開關(guān)S3和S4以及兩個(gè)電流方向元件D3和D4。在端子A2和A3 之間連接起來的部件S3、S4和D3、D4不僅與在端子Al和A4之間連接起來的部件Si、S2 和Dl、D2相同，而且按照相同的方式配置，如圖6a所示。開關(guān)S3和S4同樣可操作地耦接 到操作員控制元件，使得開關(guān)S3與開關(guān)Sl并聯(lián)連接，并且開關(guān)S4與開關(guān)S2并聯(lián)連接。
從整體上看，根據(jù)圖6a，根據(jù)本發(fā)明的裝置V的顯著之處在于單冗余構(gòu)造，通過該 單冗余構(gòu)造，只利用四個(gè)端子Al、A2、A3和A4就可以選擇安全關(guān)鍵系統(tǒng)的三種不同操作狀 態(tài)。 圖6b到圖6d示出了在各種情況下可以針對根據(jù)圖6a的、根據(jù)本發(fā)明的裝置選取 的三種操作狀態(tài)的等價(jià)電路圖，即
(i.)圖6b示出了被描述為“中性”的第一操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用電流方向元 件Dl和/或D3，只允許從端子A4到端子Al的方向和/或從端子A2到端子A3的方向的單 向電流。(ii.)圖6c示出了被描述為“施加”的第二操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)利用電流方向元 件D2和/或D4，只允許從端子Al到端子A4的方向和/或從端子A3到端子A2的方向的單 向電流。(iii.)圖6d示出了被描述為“解除”的第三操作狀態(tài)，該操作狀態(tài)允許端子Al與A4和/或端子A2與A3之間的雙向電流。因此，與根據(jù)圖Ia到Id的第一實(shí)施方式的差異在于，電流方向元件Dl和D2彼此 反并聯(lián)布置，由此實(shí)現(xiàn)了操作狀態(tài)的分離。圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的裝置中實(shí)現(xiàn)激活(“喚醒”)功能的可能方式?！皢拘选?功能用于在操作員控制元件B的致動(dòng)下再次激活處于停用或待機(jī)狀態(tài)下的ECU。為此，考慮了根據(jù)圖Ia到圖Id的第一實(shí)施方式，其中利用端子Al和A4實(shí)現(xiàn)開 關(guān)操作的激活(“喚醒”)。為此，使用兩個(gè)電阻器元件Ra和Rb并且還使用電子開關(guān)元件 T*(半導(dǎo)體開關(guān)，例如晶體管或繼電器)來擴(kuò)展輸入電路ES4。利用由ECU提供的“使能喚 醒”控制信號(hào)來激活電子開關(guān)元件T*。如果電子開關(guān)元件T*處于其斷開狀態(tài)，則由于Rb是 高值電阻器元件，所以輸入電路ES4按照先前描述的方式發(fā)揮作用。但是，如果假定電子開 關(guān)元件T*處于閉合狀態(tài)，則由同樣也是高值電阻器元件的Ra(具有Rb的量級)將端子A4 連接到電勢“高”。因此，根據(jù)操作狀態(tài)“中性”，電勢“高”出現(xiàn)在端子A4處，而電勢“低”出 現(xiàn)在端子Al處(比較圖Ib和圖4a)。如果隨后選擇了操作狀態(tài)“施加”(比較圖Ic和圖 4b)或操作狀態(tài)“解除”(比較圖Id和圖4c)，則電勢在端子Al處從“低”改變成“高”。E⑶ 拾取了電勢的這個(gè)變化并且將其作為“喚醒”信號(hào)而加以評估，以重新激活E⑶。一旦發(fā)生 了對ECU的重新激活，則撤銷控制信號(hào)“使能喚醒”和/或?qū)㈦娮娱_關(guān)元件T*改變到它的 斷開狀態(tài)，以使得可以再一次使用根據(jù)本發(fā)明的裝置的適當(dāng)功能。還可以以冗余的方式來設(shè)計(jì)激活(“喚醒”)功能，該功能也并行地通過端子A2和 A3來實(shí)現(xiàn)，即，必須按照與輸入電路ES4相似的方式來擴(kuò)展輸入電路ES3。電阻器元件的額定值的有利值可以是Ra IOk歐姆、Rb IOk歐姆、Rl 0. 5k 歐姆及R2 Ik歐姆。最后，還應(yīng)當(dāng)注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自由地在權(quán)利要求的范圍內(nèi)對這些 實(shí)施方式進(jìn)行修改，尤其是開關(guān)的數(shù)量、開關(guān)的開關(guān)位置的數(shù)量以及開關(guān)的冗余，系統(tǒng)的可 選操作狀態(tài)的數(shù)量因此而產(chǎn)生。
權(quán)利要求
一種用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝置，該裝置具有至少兩個(gè)端子(A1、A4；A2、A3)、至少一個(gè)開關(guān)(S1、S2；S3、S4)、操作員控制元件(B)，通過所述操作員控制元件，能夠選擇所述系統(tǒng)的至少兩種操作狀態(tài)、確定所述至少一個(gè)開關(guān)(S1、S2；S3、S4)的開關(guān)位置，其中設(shè)置了至少一個(gè)電流方向元件(D1、D2；D3、D4)，使得針對所述至少兩種操作狀態(tài)中的至少一種，在所述至少兩個(gè)端子(A1、A4；A2、A3)之間出現(xiàn)單向電流，該裝置的特征在于，所述至少兩個(gè)端子(A1、A4；A2、A3)之間的所述單向電流在一種操作狀態(tài)下出現(xiàn)在從第一端子到第二端子(A1、A4；A2、A3)的方向上，并且在另一種操作狀態(tài)下出現(xiàn)在從所述第二端子到所述第一端子(A4、A1；A3、A2)的反方向上。
2.一種用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝置，該裝置具有至少兩個(gè)端子(A1、A4 ；A2、 A3)、至少一個(gè)開關(guān)(SI、S2 ；S3、S4)、操作員控制元件(B)，通過所述操作員控制元件，能夠 選擇所述系統(tǒng)的至少兩種操作狀態(tài)、確定所述至少一個(gè)開關(guān)(SI、S2 ；S3、S4)的開關(guān)位置， 其中設(shè)置了至少一個(gè)電流方向元件(D1、D2 ；D3、D4)，使得針對所述至少兩種操作狀態(tài)中的 至少一種，在所述至少兩個(gè)端子(A1、A4 ；A2、A3)之間出現(xiàn)單向電流，該裝置的特征在于，所 述至少兩個(gè)端子(Al、A4 ；A2、A3)之間的所述單向電流在一種操作狀態(tài)下出現(xiàn)在從第一端 子到第二端子(A1、A4 ；A2、A3)的方向上或相反方向上，并且在另一種操作狀態(tài)下在所述至 少兩個(gè)端子(A1、A4 ；A2、A3)之間出現(xiàn)雙向電流或不出現(xiàn)電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，該裝置的特征在于，所述至少一個(gè)開關(guān)(SI、S2； S3、S4)具有至少兩個(gè)開關(guān)位置，其中在各個(gè)開關(guān)位置，在所述至少兩個(gè)端子(Al、A4 ；A2、 A3)之間或者出現(xiàn)單向電流或者出現(xiàn)雙向電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置的特征在于，所述至少兩個(gè)開關(guān) (S1、S2 ；S3、S4)串聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的裝置，該裝置的特征在于，所述至少一個(gè)開關(guān) (S1、S2 ；S3、S4)被設(shè)計(jì)為具有至少單冗余。
6.一種安全關(guān)鍵系統(tǒng)，該安全關(guān)鍵系統(tǒng)尤其是機(jī)動(dòng)車輛的電子機(jī)械式停車制動(dòng)系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的特征在于，針對該系統(tǒng)的電氣致動(dòng)，提供了根據(jù)權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的 裝置，所述裝置的所述至少兩個(gè)端子(A1、A4;A2、A3)電連接到根據(jù)在所述操作員控制元件 (B)處選擇的所述操作狀態(tài)來執(zhí)行所述系統(tǒng)的開環(huán)和/或閉環(huán)控制的電子控制單元(ECU)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征在于，該系統(tǒng)包括評估電路(AS)，該評估 電路(AS)在所述至少兩個(gè)端子(Al、A4 ；A2、A3)處設(shè)置預(yù)定電勢，以對隨后在所述至少兩 個(gè)端子(A1、A4 ；A2、A3)處出現(xiàn)的電勢進(jìn)行評估。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征在于，以預(yù)定的周期在所述至少兩個(gè)端 子(A1、A4 ；A2、A3)處設(shè)置預(yù)定電勢。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征在于，對在所述至少兩個(gè)端子(A1、 A4 ；A2、A3)處出現(xiàn)的電勢進(jìn)行評估，以確定是否與在所述操作員控制元件(B)處選擇的所 述操作狀態(tài)一致。
全文摘要
一種用于安全關(guān)鍵系統(tǒng)的電氣致動(dòng)的裝置，該裝置具有至少兩個(gè)端子(A1、A4；A2、A3)、至少一個(gè)開關(guān)(S1、S2；S3、S4)、操作員控制元件(B)，通過所述操作員控制元件，可以選擇所述系統(tǒng)的至少兩種操作狀態(tài)、確定所述至少一個(gè)開關(guān)(S1、S2；S3、S4)的開關(guān)位置，其中設(shè)置了至少一個(gè)電流方向元件(D1、D2；D3、D4)，使得針對所述至少兩種操作狀態(tài)中的至少一種，在所述至少兩個(gè)端子(A1、A4；A2、A3)之間出現(xiàn)單向電流。
文檔編號(hào)B60T7/10GK101873955SQ200880117627
公開日2010年10月27日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
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