DE102006062300A1 - Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs - Google Patents

Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Eine Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs mit mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) zur Betätigung des Lenksystems, mit mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit (17) zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit (16) zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) zur Betätigung des Lenksystems, wobei alle Kontrolleinheiten (16, 17) über getrennte Lrgung (18, 19) verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs mit mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Lenksystems und mit mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Lenksystems.
  • Lenksysteme mit jeweils zwei separaten Motoren zur Ansteuerung des Beschleunigungs- und Bremssystems und zur Betätigung des Lenksystems sind bereits aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 051 078 A1 des Anmelders bekannt. Außerdem ist im Handel unter der Bezeichnung AEVIT ein Beschleu nigungs-, Brems- und Lenksystem bekannt, bei dem zur Ansteuerung des Brems- und Beschleunigungssystems sowie des Lenksystems jeweils Motoren mit zwei Wicklungen vorgesehen sind, wobei die beiden Wicklungen jedoch am Kollektor zusammengeführt werden, elektrisch also wie eine Wicklung wirken. Es liegt somit bei den Motoren keinerlei Redundanz vor. Beim AEVIT-System sind zur Ansteuerung der Motoren zwei getrennte Kontrolleinheiten vorgesehen, wobei die Spannungsversorgung einer der Kontrolleinheiten über die andere Kontrolleinheit geführt wird. Dies hat den großen Nachteil, dass bei Ausfall derjenigen Kontrolleinheit, über die die Spannungsversorgung zur zweiten Kontrolleinheit geführt wird, auch die zweite Kontrolleinheit ausfällt. Mit anderen Worten kann dies dazu führen, dass bei Ausfall der Kontrolleinheit für das Lenksystem auch kein Abbremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs mehr möglich ist oder bei Ausfall der Kontrolleinheit für das Beschleunigungs- und Bremssystem auch die Lenkung ausfällt.
  • Aus der US 5,086,870 ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug bekannt, das eine Steuereinrichtung für die Lenkung und für das Beschleunigen und Bremsen. aufweist. Bei diesem Steuerungssystem ist jedoch jeweils nur ein Motor als Antrieb für das Beschleunigungs- und Bremssystem und für das Lenksystem vorhanden, das heißt auch bei diesem System liegt keine Redundanz bezüglich der Antriebsmotoren für die Lenkung und für das Beschleunigungs- und Bremssystem vor.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Ansteuerung der bekannten Lenksysteme zu schaffen, die eine höhere Sicherheit gegen Ausfall des Brems- und Beschleunigungssystems sowie des Lenksystems aufweist.
  • Die Aufgabe wird mit einer Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs gelöst, das mindestens zwei separate Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separate Motoren zur Betätigung des Lenksystems sowie mindestens eine elektronische Kontrolleinheit zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens eine elektronische Kontrolleinheit zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Lenksystems aufweist und das dadurch gekennzeichnet ist, dass alle Kontrolleinheiten über getrennte Leitungen mit mindestens einer Spannungsversorgung verbunden sind.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schaltung kommt es bei Ausfall einer Kontrolleinheit für eines der beiden Systeme – Bremsen und Beschleunigen oder Lenken – bzw. bei Unterbrechung der Leitungsführung zu dieser Kontrolleinheit nicht gleichzeitig auch zu einem Stillsetzen des jeweils nicht durch die ausgefallene Kontrolleinheit angesteuerten Systems. Fällt also beispielsweise das Beschleunigungs- und Bremssystem wegen Defekten in der zugehörigen Kontrolleinheit bzw. in den Spannungsversorgungsleitungen aus, so kann der Fahrer das Fahrzeug wenigstens noch lenken. Umgekehrt kann bei Ausfall des Lenksystems das Fahrzeug noch abgebremst werden. Die erfindungsgemäß vorgesehene separate Spannungsversorgung aller Kontrolleinheiten für die beiden getrennten Systeme führt also zu einem erheblichen Zuwachs an Sicherheit für den Fahrer des Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Schaltung und das Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystem lassen sich dabei für unterschiedlichste Fahrzeuge zu Lande, in der Luft und auf dem Wasser einsetzen. Insbesondere bei Fahrzeugen für Behinderte und bei Flugzeugen ist eine hohe Sicherheitsstufe aller Komponenten, insbesondere der Ansteuerschaltung, unabdingbar.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Schaltung jeweils eine Kontrolleinheit mit jeweils zwei identischen CPU-Kanälen mit jeweils zwei CPUs zur Ansteuerung der je mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems aufweisen, wobei die zweiten CPU-Kanäle jeweils die Funktion der ersten CPU-Kanäle übernehmen, sofern die ersten CPU-Kanäle ausfallen, und/oder die zweite CPU jeweils die Funktion der ersten CPU übernimmt, sofern diese ausfällt. Die CPU-Kanäle stellen jeweils komplette Ansteuereinheiten dar, die alternativ ohne jeden Funktionsverlust eingesetzt werden können. Durch das Vorsehen redundanter CPUs, eine Maßnahme, die an sich bekannt ist, lässt sich die Zuverlässigkeit der Ansteuerung weiter erhöhen. Bei dieser Ausgestaltung kann außerdem vorzugsweise ein Sicherheitsprozessor oder Logikbaustein vorgesehen sein, der die Funktion der ersten CPU-Kanäle und/oder ersten CPUs überwacht und bei Funktionsstörung einer der ersten, CPU-Kanäle und/oder ersten CPUs diese deaktiviert und stattdessen den zugehörigen zweiten Kanal und/oder die zugehörige zweite CPU aktiviert. Für jedes der Systeme – Beschleunigung und Bremsen sowie Lenken – ist also eine doppelte Ansteuerung vorgesehen, wobei eine der Ansteuerschaltungen lediglich bei Ausfall der anderen aktiviert wird und wobei ein zentraler Sicherheitsprozessor die Funktionskontrolle der Kanäle und/oder der CPUs übernimmt und bestimmt, welche der Kanäle, bzw. der CPUs für die Ansteuerung aktuell eingesetzt wird.
  • Eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Ausfallsicherheit der Ansteuerschaltung liegt darin, zwei Spannungsversorgungen vorzusehen und sämtliche Kontrolleinheiten mit beiden Spannungsversorgungen über getrennte Leitungen zu verbinden. Damit kann auch der Ausfall der Spannungsversorgung abgesichert und die erfindungsgemäße Unabhängigkeit aller Kontrolleinheiten von der Funktion anderer Kontrolleinheiten aufrechterhalten werden.
  • Neben oder alternativ zur Erhöhung der Ausfallsicherheit der Ansteuerschaltung durch das Vorsehen getrennter Verbindungen der Kontrolleinheiten zur Spannungsversorgung kann die Ansteuerschaltung auch dadurch eine höhere Ausfallsicherheit des Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems des Fahrzeugs gewährleisten, dass sie Strommesseinrichtungen aufweist, die den Stromfluss durch jeden der mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems getrennt messen. Bei dem bekannten AEVIT-System zum Beschleunigen, Bremsen und Lenken eines Fahrzeugs findet konstruktionsbedingt keine getrennte Strommessung der beiden Wicklungen für das Beschleunigungs- und Bremssystem und für das Lenksystem statt. Die beiden Wicklungen der Motoren werden an einem Kollektor zusammengeführt. Die Strommessung findet vor dem Kollektor, also gemeinsam für beide Wicklungen statt. Wird bei der Strommessung bei dem bekannten System ein Kurzschluss festgestellt, so lässt sich nicht analysieren, welche der beiden Wicklungen kurzgeschlossen ist. Es kann damit nicht eine der Motorwicklungen gezielt deaktiviert und die andere weiter betrieben werden. Hierfür fehlen bei dem bekannten System auch die entsprechenden Hardware-Voraussetzungen und Einrichtungen bei der Steuerung. Falls eine Wicklung ausfällt, erfolgt der Antrieb des Beschleunigungs- und Bremssystems bzw. des Lenksystems nur noch mit der halben Leistung, der halben Kraft und der halben Geschwindigkeit. Wenn der noch funktionierende Motor zum Stehen kommt, kann er u. U. nicht mehr gestartet werden, da die Bürsten der noch funktionierenden Wicklung sich um 180° gegenüberstehen und somit der Anfangstotpunkt nicht überwunden werden kann.
  • Sind dagegen zwei wirklich auch elektrisch voneinander getrennte Motoren vorgesehen und findet eine Strommessung für beide Motoren getrennt statt, so. findet bei Kurzschluss eines der Motoren keine Reduktion der Kraft im Endpunkt der Bewegung statt. Der noch funktionierende Motor übernimmt vollständig die Aufgabe, die bisher beide Motoren gemeinsam geleistet und über ein gemeinsames Getriebe auf das Beschleunigungs- und Bremssystem bzw. das Lenksystem abgegeben haben.
  • Weiter ist es von Vorteil, wenn die Schaltung Relais zum Aktivieren und Deaktivieren jedes der Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems aufweist. Damit kann gezielt jeder der Motoren zu- oder abgeschaltet werden.
  • Um ein schnelles Ansprechen des Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems des Fahrzeugs zu gewährleisten und damit insbesondere eine direkte und spielfreie Lenkung zu ermöglichen, können hochdynamische Servomotoren mit geringer Induktivität verwendet werden, die zum Antrieb hohe Stromstärken, vorzugsweise von 36 A, benötigen. Beim Einsatz dieser Motoren ist es von Vorteil, wenn die Schaltung Drosselspulen zur Ansteuerung der Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems aufweist.
  • Weitere Vorteile hinsichtlich einer höheren Ausfallsicherheit der Schaltung lassen sich erzielen, wenn der Kontroll- und Ansteuerteil der Schaltung störentkoppelt vom Leistungsteil der Schaltung angeordnet ist. Hierzu kann die Schaltung beispielsweise auf mindestens einem Board mit acht Verdrahtungsebenen angeordnet sein. Die einzelnen Verdrahtungsebenen sind gut gegeneinander isoliert und EMV-technisch abgeschirmt, so dass für den Kontroll- und Ansteuerteil andere Verdrahtungsebenen genutzt werden können als für den Leistungsteil.
  • Auch die elektronischen Kontrolleinheiten können speziell auf Störstrahlsicherheit EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) und energiesparende und damit kühle Stromversorgung der redundanten Elektronik ausgelegt sein, um die Störanfälligkeit und die thermischen Belastungen des Systems zu minimieren.
  • Es versteht sich, dass auch eine Ansteuerung nur eines der Systeme – Beschleunigungs- und Bremssystem oder Lenksystem – vorgesehen sein kann und die jeweils andere Funktion von den im Fahrzeug vorgesehenen Standard-Antriebseinrichtungen vorgenommen wird. Beim Umbau von Behindertenfahrzeugen ist es – abhängig von der Art der Behinderung – oft ausreichend, entweder nur die Lenkung oder das Gas- und Bremssystem durch Joysticks oder dergleichen bedienbar zu machen, während die andere Funktion weiterhin über das Gas- und Bremspedal bzw. über das unveränderte Lenkrad aktiviert werden kann. In diesem Fall müssen lediglich für eines der Systeme zwei redundante Motoren vorgesehen werden, die über eine Kontrolleinheit mit zwei identischen CPU-Kanälen angesteuert werden. Die CPU-Kanäle können zwei identische CPUs aufweisen und somit komplette redundante Ansteuerungen und Überwachungseinrichtungen für die beiden Motoren sein. Alle Merkmale und Vorteile, die im Zusammenhang mit der Ansteuerung beider Systeme – Beschleunigungs- und Bremssystem und Lenksystem – beschrieben werden, gelten auch, wenn die Schaltung die Ansteuerung nur eines der Systeme enthält.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines Beschleunigungs- und Bremssystems und eines Lenksystems eines Fahrzeugs mit mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separaten Motoren zur Betätigung des Lenksystems, bei dem von mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit Signale von Bedienelementen im Fahrzeug für das Beschleunigungs- und Bremssystem empfangen und ausgewertet werden und die mindestens zwei separaten Motoren des Beschleunigungs- und Bremssystems entsprechend angesteuert werden und von mindestens einer weiteren elektronischen Kontrolleinheit Signale von Be dienelementen im Fahrzeug für das Lenksystem empfangen und ausgewertet und die mindestens zwei separaten Motoren des Lenksystems angesteuert werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Spannungsversorgung jeder Kontrolleinheit getrennt zugeführt wird, die Spannungsversorgung jeder Kontrolleinheit getrennt überwacht und bei Ausfall einer Spannungsversorgung auf eine zweite Spannungsversorgung umgeschaltet wird.
  • Die Überwachung der Spannungsversorgung kann durch CPUs in der Kontrolleinheit, mittels eines Sicherheitsprozessors oder eines Logikbausteins durchgeführt werden.
  • Weitere Vorteile hinsichtlich der Redundanz und damit der Ausfallsicherheit ergeben sich, wenn zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren des Brems- und Beschleunigungssystems sowie des Lenksystems jeweils zwei identische CPU-Kanäle mit jeweils zwei CPUs vorgesehen sind, die Funktion der ersten Kanäle und/oder der ersten CPUs überwacht und bei Funktionsstörungen der ersten Kanäle und/oder der ersten CPUs die weitere Ansteuerung der Motoren des Brems- und Beschleunigungssystems und/oder des Lenksystems auf die zweiten Kanäle und/oder zweiten CPUs umgeschaltet wird. Die Überwachung der Funktion der ersten Kanäle und/oder CPUs sowie das Umschalten auf die zweiten Kanäle und/oder CPUs kann ebenfalls durch den Sicherheitsprozessor oder einen Logikbaustein durchgeführt werden.
  • Weitere Vorteile für das erfindungsgemäße Verfahren können dadurch erzielt werden, dass der Stromfluss durch jeden der mindestens zwei separaten Motoren des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems gemessen und bei Feststellung eines Kurzschlusses in einem der Motoren dieser abgeschaltet wird. Durch den jeweils anderen, noch funktionierenden Motor bleibt die Antriebskraft für das Brems- und Beschleunigungssystem bzw. das Lenksystem weiterhin voll erhalten. Lediglich die Drehzahl verringert sich. Durch die separate Strommessung für jeden der Motoren kann auch exakt festgestellt werden, welcher Motor gerade ausgefallen ist, so dass sich dieser gezielt ausschalten lässt.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Prinzip-Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung nach dem Stand der Technik;
  • 2 ein Prinzip-Blockschaltbild einer Ansteuerschaltung gemäß der Erfindung;
  • 3 ein Blockschaltbild einer Kontrolleinheit der Ansteuerschaltung aus 2.
  • 1 zeigt als Blockschaltbild die Ansteuerschaltung für das im Handel erhältliche AEVIT-Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystem. Vom Beschleunigungs- und Bremssystem ist ein Motor 10' dargestellt, der zwei Wicklungen aufweist, wodurch vier Bürsten 11' und 12' vorhanden sind, wobei sich die Bürsten 11', 12' einer Wicklung jeweils um 180° gegenüberliegen. In analoger Weise wird das Beschleunigungs- und Bremssystem ebenfalls durch einen Motor 13' mit zwei Wicklungen angetrieben, was durch die vier Bürsten 14' und 15' angedeutet ist. Von der eigentlichen Ansteuerschaltung sind zwei Kontrolleinheiten 16', 17' dargestellt, wobei die Einheit 16' für die Lenkung und die Einheit 17' für das Beschleunigungs- und Bremssystem zuständig sind. Jede der Kontrolleinheiten 16', 17' enthält hier nicht explizit dargestellte CPUs, und zwar jede Einheit 16', 17' mindestens zwei identische CPUs. Weiter sind von der Schaltung eine Hauptspannungsversorgung 18' und eine Ersatzspannungsversorgung 19' dargestellt. Wie 1 klar zeigt, wird nur die Kontrolleinheit 16' direkt von den Spannungsversorgungen 18' und 19' versorgt. Hierzu sind jeweils Versorgungsleitungen 20' und 21' vorgesehen. Die Kontrolleinheit 17' erhält ihre Spannungsversorgung über die Kontrolleinheit 16' über Versorgungsleitungen 22' und 23'. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall der Kontrolleinheit 16' und dort insbesondere der Spannungsversorgung der CPUs auch die Kontrolleinheit 17' nicht mehr mit Spannung versorgt wird, also ebenfalls ausfällt. In einem solchen Fall funktio nieren also simultan sowohl das Beschleunigungs- und Bremssystem als auch das Lenksystem nicht mehr. Das Fahrzeug wird vollständig manövrierunfähig.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltung liegt darin, dass die beiden Wicklungen der Motoren 10' und 13' derart miteinander verschaltet sind, dass sie vollständig voneinander abhängig sind. Dies ist durch Verbindungsleitungen 24', 25' zwischen den Bürsten 11' und 12' bzw. 14', 15' angedeutet. Folglich wird bei der bekannten Schaltung über eine Strommesseinrichtung 26', 27' in den Kontrolleinheiten 16', 17' jeweils nur der Strom, der durch beide Wicklungen der Motoren 10', 13' fließt, gemessen. Es kann bei einem Kurzschluss also nicht festgestellt werden, welche der Wicklungen ausgefallen ist. Da die Kontrolleinheiten 16', 17' konstruktionsbedingt keinerlei Möglichkeiten besitzen, diesen Fall zu behandeln, führt dieser Betriebszustand zum Totalausfall des Lenk- bzw. Beschleunigungs- und Bremssystems.
  • Wie 2 zeigt, weist die erfindungsgemäße Schaltung dagegen die Möglichkeit auf, zwei wirklich separate Motoren 11, 12 für das Lenksystem und 13, 14 für das Beschleunigungs- und Bremssystem anzusteuern. Die Motoren 11, 12 und 13, 14 sind jeweils parallel zueinander geschaltet und treiben jeweils eine gemeinsame Welle des zugehörigen Systems an. Auch die erfindungsgemäße Schaltung weist zwei Kontrolleinheiten 16, 17 für das Lenksystem einerseits und das Beschleunigungs- und Bremssystem andererseits auf. Die Kontrolleinheiten 16, 17 sind auch hier mit zwei identischen, redundanten CPUs versehen, die aus 3 ersichtlich sind. Im Gegensatz zu den Kontrolleinheiten 16', 17' der Schaltung nach dem Stand der Technik werden hier die Kontrolleinheiten 16, 17 und damit auch die in ihnen enthaltenen CPUs über separate Versorgungsleitungen 20, 21 bzw. 22, 23 mit der Hauptspannungsversorgung 18 und einer Reservespannungsversorgung 19 verbunden. Tritt eine Störung in einer der Kontrolleinheit 16, 17 oder in der Spannungsversorgung dieser Einheiten auf, so bleibt die jeweils andere Kontrolleinheit 16, 17 weiterhin betriebsbereit. Es kann also höchstens jeweils eines der Systeme „Beschleunigen und Bremsen" oder „Lenken" ausfallen. Das Fahrzeug lässt sich dann also entweder noch lenken oder noch abbremsen, wodurch die Unfallgefahr erheblich reduziert ist.
  • Weiterhin weisen die Kontrolleinheiten 16, 17 der erfindungsgemäßen Schaltung separate Strommesseinrichtungen 26a, b und 27a, b für die Motoren 11, 12 und 13, 14 auf. Damit lässt sich präzise analysieren, welcher der Motoren 11, 12 bzw. 13, 14 ausgefallen ist. Dieser Motor kann dann über Relais 28, 29 abgeschaltet werden. Der andere bleibt aktiv und übernimmt die Antriebsfunktion allein.
  • 3 verdeutlicht den inneren Aufbau der Kontrolleinheit 16 aus 2 zur Ansteuerung der Motoren 11, 12 für das Beschleunigungs- und Bremssystem. Die Kontrolleinheit 17 ist analog aufgebaut.
  • Es sind im dargestellten Beispiel zwei Kanäle 1 und 2 vorgesehen, die jeweils zwei identische CPUs 100, 200 aufweisen. Jedem Kanal ist eine Einheit 300, 400 zugeordnet, die die Spannung, die Temperaturen und den Stromfluss durch die Motoren 11, 12 überwachen und gleichzeitig Leistungstreiber für die Motoren 11, 12 sind. Die Einheiten 300, 400 sind dabei identisch aufgebaut. Die Bewegung der Motoren 11, 12 bzw. der durch sie angetriebenen gemeinsamen Welle 30 werden durch zwei Potentiometer 31, 32 sowie einen digitalen Encoder 33 erfasst und durch die CPUs 100, 200 ausgewertet. Im Betrieb ist jeweils nur einer der Kanäle 1, 2 aktiv. Wird durch einen Sicherheitsprozessor oder einen Logikbaustein 34 eine Störung in dem gerade aktiven Kanal festgestellt, wobei diese Störung in den CPUs 100, 200, in den Eingabegeräten oder in den Einheiten 300, 400 sein kann, so wird auf den parallelen anderen Kanal umgeschaltet, der die weitere Steuerung übernimmt.
  • Die Kontrolleinheit 16 weist außerdem zwei dreikanalige Eingänge auf, wobei einer der Eingänge für Signale einer zweiten Steuereinrichtung, beispielsweise einer Fernsteuerung oder einer durch einen zweiten Fahrer, der insbesondere ein Fahrlehrer sein kann, betätigten Steuereinrichtung gedacht ist. Der andere Eingang führt Signale von Bedienungselementen für das Beschleunigungs- und Bremssystem zu. Weiter sind in 3 die Verbindungsleitungen 20, 21 zu den Spannungsversorgungen 18, 19 (2) sowie Verbindungsleitungen 35, 36 zu zwei getrennten CAN-Bussystemen eingezeichnet. Über das zweikanalige, redundante CAN-Bussystem können Funktionen wie WLAN-Steuern mit Umgebungs sensorik, Fahrkamera-Daten, GPS-Positionsdaten und Steuerbefehle geführt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004051078 A1 [0002]
    • - US 5086870 [0003]

Claims (15)

  1. Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs mit mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) zur Betätigung des Lenksystems, mit mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit (17) zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit (16) zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) zur Betätigung des Lenksystems, dadurch gekennzeichnet, dass alle Kontrolleinheiten (16, 17) über getrennte Leitungen (20, 22) mit mindestens einer Spannungsversorgung (18, 19) verbunden sind.
  2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei identische CPU-Kanäle mit jeweils zwei CPUs zur Ansteuerung der je mindestens zwei separaten Motoren (13, 14; 11, 12) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems vorgesehen sind, wobei die zweiten CPU-Kanäle jeweils die Funktion der ersten CPU-Kanäle übernehmen, sofern die ersten CPU-Kanäle ausfallen, und/oder die zweiten CPUs jeweils die Funktion der ersten CPUs übernehmen, sofern die ersten CPUs ausfallen.
  3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitsprozessor oder Logikbaustein vorgesehen ist, der die Funktion der ersten CPU-Kanäle und/oder der ersten CPUs überwacht und bei Funktionsstörungen der ersten CPU-Kanäle und/oder der ersten CPUs den ersten CPU-Kanal und/oder die erste CPU deaktiviert und den zugehörigen zweiten Kanal und/oder die zugehörige zweite CPU aktiviert.
  4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reservespannungsversorgung (18, 19) vorgesehen ist und alle Kontrolleinheiten (16, 17) mit allen Spannungsversorgungen (18, 19) über getrennte Leitungen (20, 21, 22, 23) verbunden sind.
  5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Strommesseinrichtungen (26a, b; 27a, b) aufweist, die den Stromfluss durch jeden der mindestens zwei separaten Motoren (11, 12; 13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems getrennt messen.
  6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Relais (28, 29) zum Aktivieren und Deaktivieren jedes der Motoren (11, 12; 13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems aufweist.
  7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuer- und Kontrollteil der Schaltung störentkoppelt vom Leistungsteil der Schaltung angeordnet ist.
  8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Drosselspulen zur Ansteuerung von hochdynamischen Servomotoren (11, 12, 13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems aufweist.
  9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf mindestens einem Board mit acht Verdrahtungsebenen angeordnet ist.
  10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheiten (16, 17) jeweils zwei dreikanalige Eingänge aufweisen, von denen einer Signale von Bedienelementen des Beschleunigungs- und Bremssystems bzw. des Lenksystems und der andere Eingang Signale einer zweiten Steuereinrichtung, insbesondere einer Fern steuerung oder einer durch einen Beifahrer oder Fahrlehrer bedienbaren betätigbaren Steuereinrichtung aufweist.
  11. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass. sie Anschlüsse (35, 36) zu zwei getrennten, zweikanaligen CAN-Bussystemen aufweist.
  12. Verfahren zur Steuerung eines Beschleunigungs- und Bremssystems und eins Lenksystems eines Fahrzeugs mit mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) zur Betätigung des Beschleunigungs- und Bremssystems und mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) zur Betätigung des Lenksystems, bei dem von mindestens einer elektronischen Kontrolleinheit (17) Signale von Bedienelementen im Fahrzeug für das Beschleunigungs- und Bremssystem empfangen und ausgewertet werden und die mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) des Beschleunigungs- und Bremssystems entsprechend angesteuert werden und von mindestens einer weiteren elektronischen Kontrolleinheit (16) Signale von Bedienelementen im Fahrzeug für das Lenksystem empfangen und ausgewertet und die mindestens zwei separaten Motoren (11, 12) des Lenksystems entsprechend angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgung jeder der Kontrolleinheiten (16, 17) getrennt zugeführt und die Spannungsversorgung der Kontrolleinheiten (16, 17) überwacht und bei Ausfall einer Spannungsversorgung (18, 19) auf eine zweite Spannungsversorgung (18, 19) umgeschaltet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Spannungsversorgung (18, 19) durch CPUs der Kontrolleinheiten (16, 17) mittels eines Sicherheitsprozessors oder eines Logikbausteins (34) durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung der mindestens zwei separaten Motoren (13, 14) des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems jeweils zwei identische CPU-Kanäle mit jeweils zwei identischen CPUs vorgesehen sind, die Funktion der ersten CPU-Kanäle und/oder der ersten CPUs überwacht und bei Funktionsstörungen der ersten Kanäle und/oder CPUs die weitere Ansteuerung der Motoren des Beschleunigungs- und Bremssystem und/oder des Lenksystems auf die zweiten Kanäle und/oder zweiten CPUs umgeschaltet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromfluss durch jeden der mindestens zwei separaten Motoren (11, 12, 13, 14) des Beschleunigungs- und Bremssystems und des Lenksystems gemessen und bei Feststellung eines Kurzschlusses in einem Motor (11, 12, 13, 14) dieser abgeschaltet wird.
DE102006062300A 2006-12-18 2006-12-27 Schaltung zur Steuerung eines Beschleunigungs-, Brems- und Lenksystems eines Fahrzeugs Active DE102006062300B4 (de)

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