DE10060702C2 - Radsteller - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Radsteller mit wenigstens einer Spannungsversor­ gungsvorrichtung, wenigstens einer Endstufe zur Ansteuerung eines Bremsven­ tils, und einer Elektronikeinheit zur Ansteuerung der wenigstens einen Endstufe und/oder zur Aufnahme und Weitergabe von fahrzeugspezifischen Daten an eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit, nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Bei üblichen elektronisch geregelten Bremssystemen von Fahrzeugen stellen die Radsteller den Bremsdruck an dem jeweiligen Rad ein. Dieses wird üblicherwei­ se als "brake by wire" bezeichnet. Der Bremsdruck, der über das Bremspedal vor­ gegeben wird, wird in ein elektronisches Bremssystem weitergegeben, das den vom Fahrer ermittelten Bremsdruck verarbeitet und einen entsprechenden Bremsdruck in Form von Daten an die Radsteller des Fahrzeugs weitergibt. Bei den Radstellern liegt ein Druckvorrat vor, so dass sofort mit dem richtigen Bremsdruck gebremst werden kann. Üblicherweise sind vier elektrische Leitungen zum Radsteller zu verlegen und zwar zwei Leitungen für die Spannungsversor­ gung und zwei Leitungen für die Kommunikationsverbindung für die Daten.

Es kann nun vorkommen, dass beispielsweise eine Endstufe zur Ansteuerung ei­ nes Bremsventils sehr heiß wird, so dass diese Endstufe Funktionsprobleme be­ kommt. Dieses kann bis zu einem vollständigen Ausfall der Endstufe führen und damit zu einer fehlerhaften Bremsleistung an dem entsprechenden Rad, das dem Radsteller zugeordnet ist, das die Endstufe umfaßt.

Aus der DE 199 46 774 A1 ist eine Anordnung zur Durchführung einer elektroni­ schen Steuerung bzw. Regelung bekannt, mit wenigstens einem elektronischen Steuergerät und wenigstens einem dem Steuergerät zugeordneten Aktor und/oder Sensor. Der Aktor und/oder Sensor kann seinerseits eine Elektronik beinhalten. Als Beispiel ist ein Fensterhebermotor mit integrierter Einklemmschutzelektronik genannt. Der Einklemmschutz besteht darin, dass beim Schließen eine Kraftbe­ grenzung, auch Überschusskraftbegrenzer genannt, vorgesehen ist.

Die DE 40 22 671 A1 offenbart ein elektronisches Bremssystem für Straßenfahr­ zeuge, dessen Elektronik dezentral ausgebildet ist, mit mindestens einem Zen­ tralmodul, das wenigstens einen Mikroprozessor mit eigener Intelligenz aufweist, und mit mehreren Radmoduln, welche ebenfalls Mikroprozessoren mit eigener Intelligenz sowie Sensoren aufweisen. Falls durch integrierte Sicherheitsschal­ tungen in den Radmoduln ein Fehler festgestellt wird, kann das betreffende Rad­ modul durch einen zugehörigen Schalter abgeschaltet werden. In diesem Fall wird das zugehörige Rad nicht mehr abgebremst. Zugleich werden allerdings auch durch Abschalten des gesamten Radmoduls die durch die Sensoren des Radmo­ duls aufgenommenen Daten, wie beispielsweise die Radgeschwindigkeit nicht mehr an das Zentralmodul weitergeleitet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Radsteller der ein­ gangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auch bei einer z. B. durch Überhitzung fehlerhaften Endstufe des Radstellers eine ausreichende Bremslei­ stung des Bremssystems insgesamt eingeregelt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Radsteller, bei dem bei einem temperatur­ bedingten Abschalten der Spannungsversorgung der wenigstens einen Endstufe die Elektronikeinheit weiterhin mit Spannung und die wenigstens eine Endstufe nach ihrem Abkühlen wieder mit Spannung versorgt wird.

Durch diese Maßnahme ist ein getrenntes Abschalten der jeweiligen defekten Endstufe bzw. zu heiß gewordenen Endstufe möglich, so dass weiterhin fahr­ zeugspezifische Daten, insbesondere beispielsweise die Radgeschwindigkeit des dem Radsteller zugeordneten Rades, Temperaturen an kritischen Punkten oder Ähnliches der Zentralelektronik bzw. der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt werden können.

Beim Abschalten der Spannung bzw. der Spannungs­ versorgung für die wenigstens eine Endstufe ist es beispielsweise möglich, sämt­ liche Endstufen dieses Radstellers abzuschalten, so dass eine "back up"- Bremsung, also eine konventionelle pneumatische Bremsung möglich ist.

Ein Ab­ schalten einer oder aller Endstufen wird beispielsweise dann vorgenommen, wenn eine Endstufe ständig leitend ist.

Das Abschalten der Spannung kann durch die Elektronikeinheit geschehen oder durch die zentrale Steuer- und/oder Regel­ einheit. Im Rahmen dieser Erfindung umfasst der Begriff Elektronikeinheit auch eine Steuereinheit bzw. einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder Compu­ ter.

Gemäß der Erfindung wird die aufgrund einer Überhitzung zunächst abgeschal­ tete Endstufe nach Abkühlung, d. h. nach Unterschreiten einer für die Funktion der Endstufe relevanten Grenztemperatur, wieder mit Spannung versorgt. Insbeson­ dere kann die nicht abgeschaltete Elektronikeinheit die Temperatur der Endstufe überwachen und nach Erreichen der zulässigen Grenztemperatur wieder ein­ schalten. Im Sinne eines "selbstheilenden Systems" steht folglich nach der Ab­ kühlzeit wieder die volle Funktion des Radstellers zur Verfügung, ohne dass hier­ zu ein externer Eingriff notwendig wäre.

Vorzugsweise sind zwei Spannungsversorgungsvorrichtungen vorgesehen, so dass ein sehr sicherer Betrieb des Radstellers möglich ist. Insbesondere vor­ zugsweise dient die eine erste Spannungsversorgungsvorrichtung dem Abbau bzw. dem Entkoppeln von Spannungsspitzen bzw. Überspannungen aufgrund von Bordnetz­ störungen. Diese Spannungsversorgungsvorrichtung dient also vorzugsweise im wesentlichen als Bordnetzschutz und umfaßt insbesondere Kondensatoren und Lei­ stungsdioden. Vorzugsweise generiert die zweite Spannungsversorgungsvorrichtung eine Spannung, die kleiner als die Bordnetzspannung ist (z. B. 5 V oder 3,3 Volt). Diese kleinere Spannung wird aus der Bordnetzspannung (z. B. 24 Volt, 12 Volt) erzeugt. Mittels der zweiten Spannungsversorgungsvorrichtung wird dann vorzugsweise die Elektronikeinheit gespeist.

Eine besonders sichere vorzugsweise Ausgestaltung liegt dann vor, wenn zwischen der wenigstens einen Spannungsversorgungsvorrichtung und der wenigstens einen Endstufe eine die Spannung weiterleitende oder die Spannung sperrende Schaltvor­ richtung vorgesehen ist. Die Schaltvorrichtung kann z. B. ein Endstufen-Enable sein. Vorzugsweise ist mittels der Elektronikeinheit die Schaltvor­ richtung weiterleitend oder sperrend schaltbar.

Vorzugsweise ist ein Bremssystem für Fahrzeuge mit wenigstens einem der vorge­ nannten Radsteller versehen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge­ dankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockbilddarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, und

Fig. 2 eine schematische Blockbilddarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den folgenden Figuren sind gleiche Merkmale durch dieselben Bezugsziffern gekennzeichnet, so daß von einer erneuten Vorstellung abgesehen wird.

Fig. 1 zeigt eine schematische Blockbilddarstellung einer Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 1 wird das erste Netzteil 10 und das zweite Netzteil 11 über jeweils eine Versorgungsleitung mit einer Versorgungsspannung von 24 Volt oder 12 Volt des Bordnetzes gespeist. Das erste Netzteil 10 umfaßt Kondensatoren und Lei­ stungsdioden und dient dazu, die weiteren Komponenten des Radstellers vor Über­ spannungen des Bordnetzes bzw. Bordnetzstörungen zu schützen. Der erfindungs­ gemäße Radsteller umfaßt sämtliche Komponenten, die in Fig. 1 dargestellt sind. Das erste Netzteil 10 ist mit drei Endstufen 15 verbunden und speist diese Endstufen mit 24 Volt oder 12 Volt Spannung. Die Endstufen 15 sind beispielsweise Leistungs­ halbleiterendstufen vom Typ BTS612 der Infinion Technologies AG.

Die Endstufen 15 steuern beispielsweise Ventile, die die Bremsen von einem Rad ansteuern. Die Ventile sind in der Fig. 1 nicht dargestellt. Die Ansteuerung geschieht über die rechtsseitigen Leitungen der Endstufen 15. Eine der Endstufen 15 dient bei­ spielsweise zur Druckerhöhung in der Bremse, d. h. die Bremswirkung wird erhöht, die zweite zur Druckerniedrigung, d. h. es wird weniger gebremst, und die dritte schaltet beispielsweise in den pneumatischen Rückhaltekreis, wenn diese Endstufe 15 nicht bestromt ist. In diesem Fall erfolgt eine normale konventionelle pneuma­ tische Bremsung, also der "back-up"-Fall.

Das zweite Netzteil 11 ist mit einem Computer 20 verbunden, der auch als µC be­ zeichnet wird. Der Computer 20 erhält von dem zweiten Netzteil 11 beispielsweise eine Spannung von 5 Volt oder eine niedrigerere Spannung. Durch diese Maßnahme ist es möglich, aufgrund der kurzen Kabelwege tatsächlich mit 5 Volt am Computer zu arbeiten und nicht mit beispielsweise 4,5 Volt, wenn sehr lange Spannungsver­ sorgungsleitungen Verwendung finden, wie im Stand der Technik üblich.

Der Computer 20 steuert die Endstufen 15 mit den angedeuteten Leitungen an. Der Computer 20 erhält ferner fahrzeugspezifische Daten und kann beispielsweise mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Zentralelektronik kommunizieren. Vom Radsteller wird beispielsweise die Drehzahl des Rades aufgenommen und kann in der Zentral­ elektronik weiterverarbeitet werden.

Sofern eine Endstufe beispielsweise dauerhaft leitend geworden ist, ist eine funk­ tionsgerechte Bremsung dadurch möglich, daß dieser Fehler in der Endstufe von dem Computer 20 bemerkt wird und eine Abschaltung wenigstens dieser Endstufe 15 durch den Computer 20 vorgenommen wird. Vorzugsweise wird zumindest die­ jenige Endstufe abgeschaltet, die für den "back-up"-Fall vorgesehen ist, sobald diese nicht bestromt ist. Die beiden anderen Endstufen sollten in diesem Fall auch nicht mehr angesteuert werden. Es kann auch eine Abschaltung sämtlicher Endstufen 15 vorgenommen werden und zwar entweder durch den Computer 20 oder die Zentral­ elektronik. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Erfindung ist ein schnelles Wiedereinschalten der Endstufen möglich, sobald der Fehler behoben ist oder sobald sich der Fehler von alleine behoben hat, beispielsweise durch Abkühlen der Endstufe.

Vorzugsweise ist ein Temperatursensor für jede Endstufe vorgesehen, wobei ab Erreichen einer bestimmten Temperatur ein Abschalten dieser Endstufe bzw. sämt­ licher Endstufen vorgenommen wird. Ferner ist vorzugsweise ein Funktionstest der Endstufen vorgesehen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung, die in Fig. 2 in einer schema­ tischen Blockdarstellung dargestellt ist, ist zwischen dem ersten Netzteil 10 und den Endstufen 15 ein Endstufen-Enable 25 vorgesehen, der entweder über den Computer 20 gesteuert werden kann oder über einen Watchdog 30 oder über den Computer 20 und den Watchdog 30 zusammen. Durch diese Weiterbildung der Erfindung ist eine noch sicherere Funktion des Radstellers möglich. Auch in diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Radsteller sämtliche in Fig. 2 dargestellten Kompo­ nenten. Der Watchdog 30 überwacht in diesem Fall noch den Computer 20, ob dieser ordnungsgemäß funktioniert oder sich beispielsweise in einem Fehlermodus befindet. In diesem Ausführungsbeispiel ist auch nur das erste Netzteil 10 in Verwen­ dung. Das erste Netzteil 10 liefert in diesem Fall an zwei verschiedenen Ausgängen vorzugsweise zwei verschiedene Spannungen. Durch Verwendung nur eines Netz­ teils, wie in Fig. 2 dargestellt, kann insbesondere vorzugsweise auch durch Ein­ sparungen weiterer Komponenten ein Schutz vor Bordnetzstörungen auch bei den durch die niedrigere Spannung versorgten Komponenten vorgesehen sein, wenn vorzugsweise die spannungsversorgenden Elemente in Reihe geschaltet sind. Es handelt sich hierbei dann um quasi zwei Netzteile in einem Netzteil, wobei beim zweiten Netzteil Komponenten, die die Bordstörungen ausfiltern, gespart werden können. Es kann ferner vorgesehen sein, daß der Computer den Watchdog 30 überwacht und diesen bei einer fehlerhaften Funktion ausschaltet und beispielsweise eine Fehlermeldung erzeugt die z. B. an die Zentralelektronik weitergeleitet wird.

Die fahrzeugrelevanten Daten können einerseits direkt von entsprechenden Sen­ soren dem Computer 20 zugeführt werden oder aber als Rückmeldung von den Endstufen 15 dem Computer zugeführt werden. Ferner ist es vorzugsweise möglich, die Zentralelektronik mit dem Computer 20 zu verbinden und/oder mit dem Watch­ dog 30, um einen Datenaustausch und eine Steuerung zu ermöglichen. Alternativ hierzu ist es möglich, daß die Zentralelektronik bei einer Notabschaltung den gesam­ ten Radsteller nicht mehr mit Spannung versorgt.

Bezugszeichenliste

10

erstes Netzteil

11

zweites Netzteil

15

Endstufe

20

Computer

25

Endstufen-Enable

30

Watchdog

Claims (6)

1. Radsteller mit wenigstens einer Spannungsversorgungsvorrichtung (10; 11), wenigstens einer Endstufe (15) zur Ansteuerung eines Bremsventils, und ei­ ner Elektronikeinheit (20) zur Ansteuerung der wenigstens einen Endstufe (15) und/oder zur Aufnahme und Weitergabe von fahrzeugspezifischen Daten an eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem temperaturbedingten Abschalten der Spannungsversorgung der wenigstens einen Endstufe (15) die Elektronikeinheit (20) weiterhin mit Spannung und die wenigstens eine Endstufe (15) nach ihrem Abkühlen wie­ der mit Spannung versorgt wird.

2. Radsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatur­ sensor für die wenigstens eine Endstufe (15) vorgesehen ist.

3. Radsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spannungsversorgungsvorrichtungen (10; 11) vorgesehen sind, von welchen eine erste Spannungsversorgungsvorrichtung (10) die wenigstens eine End­ stufe (15) und eine zweite Spannungsversorgungsvorrichtung (11) die Elek­ tronikeinheit (20) speist.

4. Radsteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der wenigstens einen Spannungsversorgungsvor­ richtung (10; 11) und der wenigstens einen Endstufe (15) eine die Spannung weiterleitende oder die Spannung sperrende Schaltvorrichtung (25) vorgese­ hen ist.

5. Radsteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Elek­ tronikeinheit (20) die Schaltvorrichtung (25) weiterleitend oder sperrend schaltbar ist.

6. Bremssystem für Fahrzeuge mit wenigstens einem Radsteller nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.