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Die
Erfindung betrifft ein System zur Aktorsteuerung, insbesondere ein
Bremssystem, mit mindestens einem Steuergerät zum Ermitteln eines Aktorsignals
und mit mindestens einem Aktormodul, das ein Aktuator zum Erzeugen
einer Aktorkraft in Abhängigkeit
von dem dem Aktormodul zugeleiteten Aktorsignal aufweist, wobei
das mindestens eine Steuergerät
redundant ausgelegte Rechnereinheiten zum Ermitteln jeweils eines
Aktorsignals und einen Voter zur Sicherstellung, dass nur ein Aktorsignal
einer fehlerfreien Rechnereinheit einem Aktormodul zugeleitet wird,
aufweist.
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Derartige
Systeme zur Aktorsteuerung können
auf den verschiedensten technischen Gebieten zum Einsatz kommen,
bei denen Aktoren zum Erzeugen einer Aktorkraft anzusteuern sind.
Solche Systeme finden beispielsweise auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik
als Lenksysteme oder Bremssysteme Verwendung. Ohne Beschränkung der
Allgemeinheit, lediglich aus Gründen
der besseren Verständlichkeit, soll
die vorliegende Erfindung anhand eines Bremssystems erläutert werden.
Hierbei stellt das Aktormodul ein Bremsmodul, das Aktorsignal ein
Bremssignal und die Aktorkraft eine Bremskraft dar. Prinzipiell
lassen sich elektromechanische, elektrohydraulische und elektropneumatische
Bremssysteme unterscheiden. Die vorliegende Erfindung lässt sich
auf sämtliche
der genannten Bremssysteme anwenden. Wiederum soll ohne Beschränkung der
Allgemeinheit, lediglich zum besseren Verständnis, die Erfindung anhand
elektromechanischer Bremssysteme im Folgenden erläutert werden.
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Elektromechanische
Bremssysteme sind fester Bestandteil der heutigen Bremsentechnik.
Solche Bremssysteme benötigen
zur Erzeugung der Bremskraft keine mechanischen (wie Vakuumbremskraftverstärker) oder
hydraulischen (Tandemhauptzylinder) Teile. Hydraulikzylinder, die
bisher die Bremsbeläge
gegen die Bremsscheibe pressen, können durch leistungsfähige Elektromotoren
ersetzt werden. Aufgrund der Möglichkeit
der elektronischen Ansteuerung können
solche Bremssysteme höhere Funktionen
implementieren, wie das Antiblockiersystem (ABS), die Antriebsschlupfregelung
(ASR), die Fahrstabilitätsregelung
(ESP = electronic stability programm) oder automatische Bremseingriffe,
wie beispielsweise bei Abstandsregelsystemen vorgesehen.
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Ein
solches mechanisches Bremssystem ist aus der
WO 99/26820 und der hieraus erteilten
EP 1 032 517 B1 bekannt.
Dort ist ein elektromechanisches Bremssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Pedalsimulator
zum redundanten Erfassen einer Fahrerbetätigung eines Bremspedals mittels
geeigneter Sensorik beschrieben. Es ist ein Zentralmodul vorgesehen,
das basierend auf den Ausgangssignalen der Sensorik einen Bremssollwert
ermittelt. Zum Ansteuern zumindest einer Radbremse ist zumindest ein
Bremsmodul vorgesehen, wobei die Ansteuerung basierend auf dem Bremssollwert
erfolgen kann. Eine Datenübertragungseinheit
verbindet Zentralmodul und Bremsmodul, wobei das Zentralmodul eine Fehlererkennungsschaltung
aufweisen kann, die einen Fehler bei der Ermittlung des Bremssollwerts
erkennt. Hierdurch kann eine fehlertolerante Steuerung für eine sicherheitskritische
Anwendung, wie sie das Bremsen eines Fahrzeugs darstellt, realisiert
werden.
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Gemäß der genannten
Schrift weist das Zentralmodul zumindest drei redundante Rechner
auf, die den Bremssollwert basierend auf den Ausgangssignalen der
(Pedal-)Sensorik ermitteln. Aus den Rechnerergebnissen wird über eine
fehlertolerante Vater/Monitor-Struktur ein fehlerfreier Ausgangswert ermittelt.
Auf diese Weise kann beispielsweise bei Versagen eines der Rechner
der betreffende Rechner als fehlerhaft erkannt und die Funktion
des Bremsensteuergeräts
(Zentralmoduls) von den übrigen fehlerfreien
Rechnern übernommen
werden.
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Um
zu erkennen, welcher Rechner fehlerhaft ist, dient üblicherweise
ein Voter/Monitor, der eine oder mehrere geeignete Prüffunktionen
durchführen kann
(beispielsweise werden die Rechenergebnisse der drei Rechner bei
gleichen Eingangsdaten verglichen; weicht ein Ergebnis von den anderen
beiden ab, so werden die beiden Übereinstimmenden
als korrekt und das andere Ergebnis als fehlerhaft detektiert).
Typischerweise wird der fehlerhafte Rechner anschießend von
der Signalverarbeitung ausgeschlossen, damit von dem defekten Rechner
keine fehlerhaften Signale generiert und an die Aktuatoren bzw.
Bremsmodule weitergeleitet werden.
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Bei
dem Bremssystem der genannten Schrift wird nun zwischen Grundbremsfunktionen
und höheren
Bremsfunktionen (wie ABS, ASR, etc.) unterschieden. Die Grundbremsfunktionen
werden von allen drei Rechnern ausgeführt und durch den Voter/Monitor
konsolidiert und überwacht.
Die höheren Bremsfunktionen
werden hingegen nur von zwei der drei Rechner realisiert, wobei
bei unterschiedlichen Ausgangssignalen dieser beiden Rechner bezüglich der
höheren
Bremsfunktionen letztere deaktiviert werden. So kann sichergestellt
werden, dass auch im Fehlerfall die Grundbremsfunktionen aufrechterhalten
bleiben.
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Unberücksichtigt
bleibt bei einem elektromechanischen Bremssystem gemäß der genannten
WO 99/26820 eine der vorliegenden
Erfindung zugrunde liegende Fehlersituation, bei der der genannte
Voter/Monitor selbst nicht fehlerfrei funktioniert. In diesem Fall
wäre eine
fehlerfreie Funktion des Steuergeräts bzw. Zentralmoduls nicht
mehr gewährleistet, selbst
wenn alle Rechner des Zentralmoduls fehlerfrei funktionieren. Da
die Bremsmodule und somit die Aktuatoren über den Voter/Monitor angesteuert
werden, wären
bei einem fehlerhaften Voter/Monitor weder die Grundfunktionen noch
die höheren
Funktionen des Bremssystems sichergestellt. Eine Abbremsung des
Fahrzeugs müßte in diesem
Fall über
eine zweite Hilfs- oder Notbremse erfolgen, welche nicht von dem
Voter/Monitor angesteuert wird. Hierzu könnte beispielsweise eine mechanische
Parkbremse (soweit vorhanden) dienen, die durch Anziehen ei nes Parkbremshebels
aktivierbar ist, um zumindest eine verminderte Bremskraft erzeugen
zu können. Eine
derartige Notbremsung würde
dem Fahrer des Fahrzeugs eine völlig
ungewohnte Verhaltensweise abverlangen und könnte somit zu Fehlreaktionen
des Fahrers führen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System
zur Aktorsteuerung, insbesondere ein Bremssystem, insbesondere elektromechanisches
Bremssystem vorzuschlagen, das auch bei einem Ausfall, einem Defekt
oder einer sonstigen Fehlfunktion des Voters/Monitors (zukünftig lediglich
als Voter bezeichnet) zumindest eine eingeschränkte Funktionalität der Aktormodule
erlaubt, ohne zu einem Totalausfall des Systems zu führen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass mindestens zwei Voter vorgesehen sind, wobei jeweils ein Voter
einem oder mehreren Aktormodulen zugeordnet ist. Durch die Verwendung
mindestens zweier Voter läßt sich
somit bei einem fehlerhaften Voter eine ausreichende Funktionalität durch
den mindestens einen weiteren Voter gewährleisten, sofern zumindest
einer dieser weiteren Voter fehlerfrei funktioniert.
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Das
System kann insbesondere ein Lenk- oder Bremssystem für ein Fahrzeug,
insbesondere Kraftfahrzeug darstellen. Handelt es sich um ein Bremssystem,
lässt sich
zwischen elektromechanischem, elektrohydraulischem und elektropneumatischem
Bremssystem unterscheiden. Die vorliegende Erfindung ist für diese
Systeme unbeschränkt
geeignet. Zur besseren Verständlichkeit
der Erfindung wird diese im Folgenden ohne Beschränkung der
Allgemeinheit anhand eines elektromechanischen Bremssystems erläutert. Es
sei jedoch ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die Erfindung, die erläuterten Beispiele sowie die
Ausführungsbeispiele
auch für
andere Systeme als die dargestellten elektromechanischen Bremssysteme
geeignet sind, und dass der Schutz nicht auf die hier dargestellten
elektromechanischen Bremssysteme beschränkt sein soll. Der Fachmann
nimmt die Übertragung
auf allgemeine Systeme zur Aktorsteuerung in einfacher Weise dadurch
vor, dass die speziellen Begriffe, wie Bremssignal, Bremsmodul oder
Bremskraft, durch die allgemeineren Begriffe, wie Aktorsignal, Aktormodul
oder Aktorkraft, ersetzt werden.
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Bei
dem elektromechanischen Bremssystem lassen sich grundsätzlich zwei
Fälle unterscheiden: Zum
einen der Fall, bei dem die Voter analog zu den Rechnereinheiten
des Steuergeräts
redundant ausgelegt sind. Beispielsweise lässt sich bei einem System,
wie es in der
WO 99/26820 beschrieben
ist, der Voter/Monitor redundant ausführen, indem statt des dort
vorgesehenen einen Voters zwei oder mehr redundante Voter vorgesehen
werden, so dass im Fehlerfall die Voterfunktion von dem oder den
fehlerfreien redundanten Voter(n) übernommen werden kann. In diesem
Fall sind mehrere redundante Voter allen Bremsmodulen zugeordnet.
In einem zweiten Fall kann ein erster Voter einem oder mehreren
Bremsmodulen und ein zweiter Voter wiederum einem oder mehreren
anderen Bremsmodulen zugeordnet sein. Selbstverständlich kann
auch ein dritter (und so fort) Voter wiederum einem oder mehreren
weiteren anderen Bremsmodulen zugeordnet sein. In diesem Fall kann
die Funktionalität
des Bremssystems bei einem fehlerhaften Voter durch eine fehlerfreie
Funktion der anderen Voter aufrechterhalten werden, die anderen
Bremsmodulen zugeordnet sind. Schließlich lassen sich selbstverständlich die
beiden genannten Fälle
miteinander kombinieren, wobei dann zwei oder mehr Voter jeweils
unterschiedlichen Bremsmodulen zugeordnet sind, und wobei diese
Voter ihrerseits redundant ausgeführt sind.
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Mit
Vorteil läßt sich
die Erfindung bei Diagonalbremskreisen oder anderen Bremskreisaufteilungen
realisieren. Bei solchen Bremskreisaufteilungen werden mehrere Bremsmodule
einer Gruppe von Bremsmodulen zugeordnet, die mit demselben Bremssignal
beaufschlagt werden. Bei Diagonalbremskreisen bilden beispielsweise
die Bremsmodule bzw. die Bremsaktuatoren an den Bremsen vorne-links
und hinten-rechts sowie an den Bremsen vorne-rechts und hinten-links
jeweils eine Gruppe. Es ist zweckmäßig, einer solchen Gruppe von
Bremsmodulen einen Voter zuzuordnen. Fällt bei einem solchen Diagonalbremskreis
ein Voter aus, so können die
Bremsmodule und somit die Aktuatoren oder Radbremsen, die von dem
fehlerfreien Voter angesteuert werden, bei Betätigung der Bremse eine Bremskraft
erzeugen. Somit kann beispielsweise bei Ausfall des Voters, der
der diagonalen Gruppe vorne-rechts und hinten-links zugeordnet ist,
der andere Voter die Bremsfunktionen übernehmen, der der Gruppe vorne-links
und hinten-rechts zugeordnet ist. In dem hier behandelten Fall eines
Kraftfahrzeugs sind auch andere Bremskreisaufteilungen denkbar, wie
zum Beispiels achsweise mit vorne-links und vorne-rechts als erste
Gruppe und hinten-links
und hinten-rechts als zweite Gruppe, oder eine fahrzeugseitige Aufteilung
mit vorne-links und hinten-links als erste und vorne-rechts und
hinten-rechts als zweite Gruppe. Hierbei sind die Signalleitungen
entsprechend zu verteilen und zu führen.
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Es
kann auch sinnvoll sein, jedem Bremsmodul einen eigenen Voter zuzuordnen.
Im Fall eines Kraftfahrzeugs wären
dann insgesamt vier Voter vorgesehen, wenn jedem Rad ein eigenes
Bremsmodul zugeordnet ist.
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In
den betrachteten Fällen
ist es selbstverständlich
möglich,
die Voter redundant auszuführen. Zwei
oder mehr Voter bilden dann eine Gruppe redundant ausgeführter Voter.
Eine solche redundante Ausführung
läßt sich
durch zwei oder mehr Voter realisieren, wobei im Fehlerfall der
oder die fehlerfreien Voter zum Einsatz kommen. Bei einer dreifachen
Redundanz kann die Auswahl des fehlerfreien Voters in gleicher Weise
vorgenommen werden, wie sie oben anhand der drei Rechner geschildert
wurde, die jeweils ein Bremssignal erzeugen. Im Rahmen der vorliegenden
Anmeldung soll eine redundante Ausführung der Voter auch denjenigen
Fall umfassen, in dem ein Voter sämtlichen Bremsmodulen des Bremssystems
zugeordnet und dieser Voter redundant ausgelegt ist.
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Es
können
weitere Kombinationen der oben behandelten Fälle vorgenommen werden. Hierzu wird
auf die folgenden Ausführungsbeispiele
verwiesen.
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Wie
bereits ausgeführt,
enthält
das elektromechanische Bremssystem ein Steuergerät, das einerseits redundant
ausgelegte Rechnereinheiten zum Ermitteln jeweils eines Bremssignals
aufweist, wobei das Steuergerät
mehrere Voter aufweist, die jeweils einem oder mehreren Bremsmodulen
zugeordnet sind. Insgesamt ermittelt das Steuergerät somit
ein oder mehrere Bremssignale, die den den Votern zugeordneten Bremsmodulen
zugeleitet werden. Hierbei ist es sinnvoll, wenn das Steuergerät zur Erkennung
einer Fehlfunktion eines Voters ausgelegt ist. In diesem Fall kann
das Steuergerät
bei einem Ausfall oder bei einer Fehlfunktion eines Voters dafür sorgen,
dass von diesem Voter keine Bremssignale an ein Bremsmodul (oder
an die zugeordnete Gruppe von Bremsmodulen) weitergeleitet wird.
Weiterhin ist dann möglich,
dass das Steuergerät
die durch den mindestens einen fehlerfreien Voter weitergeleiteten Bremssignale
geeignet nachsteuert oder nachregelt, wodurch entsprechend die Signale
für die
die Bremskräfte
erzeugenden Aktuatoren nachgesteuert oder nachgeregelt werden, so
dass insgesamt die veränderten
fahrdynamischen Eigenschaften der Bremsanlage bei der Bremsung berücksichtigt
werden können
und den veränderten
Gegebenheiten stärker Rechnung
getragen werden kann. Durch die Nachsteuerung oder Nachregelung
soll die Verzögerung und/oder
die Fahrstabilität
des Fahrzeugs beim Bremsen verbessert werden, wenn einer der Voter ausfällt. Auf
diese Weise kann ein Fehler möglichst gut
kompensiert und die Fahrdynamik und Fahrstabilität weitgehend aufrechterhalten
werden.
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Es
versteht sich, dass die genannten Merkmale der Erfindung nicht nur
in der hier dargestellten Kombination sondern auch in anderen Kombinationen
oder in Alleinstellung verwendet werden können, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen.
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Im
Folgenden sollen die Erfindung und ihre Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen,
die in den beigefügten
Figuren illustriert sind, näher
erläutert
werden. Es zeigt
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1 schematisch
eine zweifache Voterauslegung bei einem Diagonalbremskreis eines
Kraftfahrzeugs,
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2 schematisch
eine vierfache Voterauslegung, bei dem jedem Rad eines Kraftfahrzeugs
ein Voter zugeordnet ist,
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3 schematisch
ein Beispiel einer dreifachen Voterauslegung in einem Kraftfahrzeug,
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4 schematisch
ein Beispiel einer redundanten Voterauslegung, bei der jeder Voter
allen Bremsmodulen eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist,
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5 schematisch
ein aus dem Stand der Technik bekanntes elektromechanisches Bremssystem,
und
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6 schematisch
ein System zur Aktorsteuerung mit zwei Steuergeräten.
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Die
vorliegenden Ausführungsbeispiele
beziehen sich auf ein Kraftfahrzeug, ohne dass hieraus Beschränkungen
der Erfindung abzuleiten wären. Weiterhin
sei angenommen, dass jedem Rad des Kraftfahrzeugs genau ein Bremsmodul
zugeordnet ist. Ein solches Bremsmodul kann beispielsweise wie in
der
WO 99/26820 aufgebaut
sein und einen weiteren Rechner enthalten, der anhand des empfangenen
Bremssignals den Aktuator ansteuert, der wiederum eine Bremskraft
erzeugt, die auf das entsprechende Rad wirkt.
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Ebenfalls
wie bei der
WO 99/26820 können die
Bremsmodule mit dem Steuergerät über Datenbusse
verbunden sein. Weiterhin sei im Folgenden angenommen, dass das
Steuergerät
drei Rechnereinheiten zur Erzeugung jeweils eines Bremssignals aufweist.
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Die
Rechnereinheiten können
ihrerseits wiederum gemäß
WO 99/26820 ein Bremssignal
aufgrund von Sensorsignalen ermitteln, die von einer (fehlertoleranten)
Sensorik übermittelt
werden, die eine Fahrerbetätigung
eines Bremspedals detektiert. Bezüglich dieser genannten Ausgestaltungen
sei ausdrücklich
auf die
WO 99/26820 verwiesen,
in der nähere
Ausführungen
zu Aufbau und Funktionsweise eines solchen elektromechanischen Bremssystems gemacht
werden, das anhand
5 kurz dargestellt werden wird.
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Im
Folgenden sollen anhand der 1 bis 4,
die Ausführungsbeispiele
der Erfindung sehr schematisch darstellen, die Vorteile und Möglichkeiten
der Erfindung erläutert
werden:
Das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 zeigt
schematisch die Auslegung des Bremssystems bei Verwendung von zwei
Hardware-Votern
(Voter/Monitor) V1, V2, wobei die Voter V1, V2 jeweils unterschiedlichen
Gruppen von Bremsmodulen VR (vorne-rechts), HL (hinten-links), VL
(vorne-links), HR (hinten-rechts) zugeordnet sind. Hierdurch läßt sich bei
dem in 1 dargestellten Diagonalbremskreis eine Zuordnung
des ersten Voters V1 zu den Bremsmodulen VR und HL (Bremsen der
Räder vorne-rechts bzw. hinten-links)
sowie des zweiten Voters V2 zu der Gruppe von Bremsmodulen VL und
HR (Bremsen der Räder
vorne-links bzw.
hinten-rechts) erzielen. Die drei Rechnereinheiten R1, R2, R3 sind, wie
bereits erwähnt,
dreifach redundant ausgeführt. Der
Voter V1 entscheidet darüber,
welche Rechnereinheiten fehlerfrei und welche fehlerhaft arbeiten. Hierzu
werden beispielsweise die drei Signale der Rechner miteinander verglichen
und dasjenige Signal als Bremssignal weitergeleitet, das zumindest
bei zwei Rechnern identisch vorliegt. Entsprechend arbeitet der
Voter V2, der ein Bremssignal mindestens eines fehlerfreien Rechners
an die Bremsmodule VL und HR weiterleitet.
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Während bisher
ein einziger Voter für
sämtliche
Bremsmodule VR, HL, VL, HR, zuständig
war, werden diese Bremsmodule nunmehr von zwei Votern V1 und V2
angesteuert. Hierdurch wird die Ausfallsicherheit signifikant erhöht, da die
Bremsfunktion auch beim Ausfall eines Voters zumindest für eine Gruppe
von Bremsmodulen aufrechterhalten bleibt. Fällt beispielsweise der Voter
V2 aus, kann dennoch in den Bremsmodulen VR und HL eine Bremskraft
erzeugt und somit die Räder
vorne-rechts und hinten-links abgebremst werden.
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Wie
bereits beschrieben, ist es sinnvoll, wenn das Steuergerät, das die
Voter V1, V2 und die Rechnereinheiten R1, R2, R3 umfasst, den Ausfall oder
die Fehlfunktion eines Voters erkennt und eine Weiterleitung eines
Signals von dem fehlerhaften Voter zu den ihn zugeordneten Bremsmodulen
verhindert. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät dasjenige
Bremssignal, das vom fehlerfreien Voter an die ihm zugeordneten
Bremsmodule weitergeleitet wird, geeignet nachsteuert bzw. nachregeln kann,
um während
der Bremsung die fahrdynamischen Eigenschaften stabil zu halten.
Hierzu kann beispielsweise im beschriebenen Fall die Bremskraft insgesamt
erhöht
werden, wobei das vordere Rad stärker
abgebremst wird als das hintere. Auch aktive Lenkwinkeleingriffe
sind als Nachsteuermechanismen denkbar.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem das Steuergerät
des elektromechanischen Steuerungssystems insgesamt vier Voter V1, V2,
V3, V4 aufweist, wobei ein jeder dieser Voter genau einem Bremsmodul
VR, HL, VL oder HR, zugeordnet ist. Wiederum weist das Steuergerät drei dreifach
redundant ausgelegte Rechner R1, R2 und R3 auf. Somit ist jedem
Bremsmodul an jedem Rad des Kraftfahrzeugs ein separater Voter zugewiesen.
Sollte einer der Voter V1, V2, V3 oder V4 ausfallen, so stehen die
anderen Voter für
den Bremsvorgang zur Verfügung.
Wiederum ist es sinnvoll, wenn das Steuergerät bei Ausfall eines Voters
die Bremssignale der Art nachsteuert oder nachregelt, dass der Ausfall
des einen Voters bestmöglich
kompensiert wird, so dass folglich die Fahrstabilität des Fahrzeugs
beim Bremsen möglichst
nicht verschlechtert wird.
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Im übrigen gelten
bezüglich
des Ausführungsbeispiels
gemäß 2 die
analogen Aussagen zu denjenigen im Zusammenhang mit 1.
Die Voter V1 bis V4 können
auch redundant ausgeführt
werden. Hierzu werden beispielsweise zwei Voter pro Radbremse, also
pro Bremsmodul VR, HL, VL, HR, eingesetzt. Sollte ein Voter an einem
Bremsmodul ausfallen, so wird die Voterfunktion von dem redundanten
Voter übernommen.
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Der
Ausfall eines Voters kann festgestellt werden, wenn bei Pedalbetätigung kein
Signal vom betreffenden Voter ausgegeben wird. Das Steuergerät kann so
ausgelegt sein, dass es während
des normalen Fahrbetriebs von Zeit zu Zeit solche Tests vornimmt,
die für
den Fahrer unmerklich ablaufen können.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem zwei Voter, V1 und V3 jeweils einem Bremsmodul VL bzw. VR
zugeordnet sind. Somit ist den Rädern
der Vorderachse jeweils ein Voter zugewiesen. Ein dritter Voter
V2 ist insgesamt der Hinterachse, also den beiden Bremsmodulen HL
und HR, zugeordnet. Dies ist von Vorteil, da bei einer Bremsung
an der Hinterachse des Fahrzeugs weniger Bremskraft als an der Vorderachse übertragen
werden kann und somit eine höhere
Sicherheit an der Vorderachse durch Verwendung von zwei Votern erzielt
werden kann. Sollte ein einziger der drei Voter V1, V2 und V3, ausfallen,
egal welcher, so kann immer mit mindestens einem Vorderrad (Bremsmodul VR
und/oder VL) gebremst werden.
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Schließlich sei
auf 4 verwiesen, in der eine redundante Voteranordnung
schematisch dargestellt ist. Der Übersichtlichkeit halber sind
hier alle Bremsmodule VR, HL, HR und HL nur zwei Votern V1 und V2
zugeordnet, wobei diese Voter redundant ausgelegt sind. Untereinheiten
SU des Steuergeräts prüfen in diesem
Fall, ob die Ausgangssignale, also die den Bremsmodulen zugeleiteten
Bremssignale der beiden Voter V1, V2 gleich sind. Sollte dies nicht der
Fall sein, wird eines der beiden Signale verworfen, wobei hierzu
Plausibilitätsbetrachtungen
herangezogen werden können
(beispielsweise kein Signal eines Voters trotz Betätigung der
Bremse). Hierzu kön nen
die Untereinheiten SU des Steuergeräts auch in Richtung der Voter
V1, V2 mit diesen verbunden sein, um entsprechende Tests der Voter
V1 und V2 durchzuführen.
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Selbstverständlich lassen
sich die Voter aus 4 auch dreifach redundant ausführen, beispielsweise
durch Voter V1 bis V3. Die in 4 dargestellte
redundante Anordnung kann ebenfalls bei einzelnen oder allen der
in den 1 bis 3 dargestellten Voter realisiert
werden. Eine redundante Ausführung
der Voter erhöht
hier nochmals die Verfügbarkeit des
elektromechanischen Bremssystems.
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5 zeigt
nunmehr den Grundaufbau einer elektromechanischen Bremse gemäß Stand
der Technik, wie sie in der
WO
99/26820 näher
beschrieben ist. Dieser Grundaufbau kann im Rahmen vorliegender
Erfindung zum Einsatz kommen.
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In 5 dargestellt
ist ein Pedalsimulator 1 mit einem angedeuteten Bremspedal 2. Über eine vorzugsweise
redundant ausgelegte Sensorik 3 lässt sich eine Bewegung des
Bremspedals 2 erfassen. Ausgangssignale der Sensorik 3 werden
dem Steuergerät 6 des
elektromechanischen Bremssystems (Brake-by-Wire) zugeführt.
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Das
Steuergerät 6 weist
die Rechnereinheiten R1, R2 und R3 auf, die dreifach-redundant ausgelegt
sind. Weiterhin sind vier Radbremsmodule 7, VR, HL, HR
und VL, vorgesehen, die über
Datenbusse 5 mit dem Steuergerät 6 verbunden sind.
Im dargestellten Fall werden die Bremsmodule HR und VL sowie die
Bremsmodule VR und HL jeweils mit demselben Bremssignal (Bremssollwert)
angesteuert.
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Jedes
Bremsmodul 7 weist ein jedem Rad (des Kraftfahrzeugs) zugeordnetes
Aktor 8/Rad 9 – Paar sowie einen eigenen
Rechner 11 sowie (nicht dargestellte) aktorspezifische
Sensoren auf. Hierdurch kann eine Regelung der Bremskraft über einen von
dem Steuergerät übertragenen
Bremssollwert und von den Sensoren erfassten Bremsistwerten realisiert
werden.
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Der
Fahrerbremswunsch wird im Pedalsimulator 1 mit der Sensorik 3 ermittelt,
wobei in diesem Fall die entsprechenden Ausgangssignale allen drei Rechnereinheiten
R1, R2, R3 zugeführt
werden. Aus den drei Rechnerergebnissen wird über eine fehlertolerante Voter/Monitor-Struktur,
wie sie bereits an anderer Stelle beschrieben wurde, ein fehlerfreier
Ausgangswert ermittelt, der vom Voter 4 über den
Datenbus 5 an das jeweilige Bremsmodul weitergegeben wird.
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Weitere
Erläuterungen
und Modifikationen des dargestellten elektromechanischen Bremssystems
lassen sich der
WO 99/26820 entnehmen.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sei explizit auf diese Schrift
verwiesen.
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Die
Erfindung lässt
sich auch bei Aktorsteuersytemen mit mehreren Steuergeräten einsezten. Ein
solches System ist beispielsweise aus der
DE 197 17 686 A1 bekannt.
Der Aufbau ist schematisch in
6 dargestellt.
Je ein Steuergerät
ist. hierbei einer Aktorgruppe zugeordnet. Im dargestellten Fall
eines Bremssystems ist ein Steuergerät
6 dem Bremskreis
VL, HR, ein Steuergerät
6' dem Bremskreis
VR, HL zugeordnet. Analog zu der obigen Beschreibung können auch
bei einem solchen Bremssystem mehrere Voter pro Steuergerät
6,
6' eingesetzt
werden, damit eine Plausibilisierung oder Kontrolle der Rechenergebnisse
in den einzelnen Steuergeräten
6,
6' erfolgen kann.
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- 1
- Pedalsimulator
- 2
- Bremspedal
- 3
- Sensorik
- 4
- Voter
- 5
- Datenbus
- 6,
6'
- Steuergerät
- 7
- (Rad-)Bremsmodule
- 8
- Aktor,
Aktuator
- 9
- Rad
-
-
- R1', R2', R3'
- Rechnereinheiten
- R1,
R2, R3
- Rechnereinheiten
- VR,
VL
- (Rad-)Bremsmodule
- HR,
HL
- (Rad-)Bremsmodule
- V1,
V2, V3, V4
- Voter