DE102012021564A1

DE102012021564A1 - Vorrichtung und Verfahren zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102012021564A1
Application number: DE201210021564
Authority: DE
Inventors: Bastian Witte
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und Verfahren zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens ein Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges, einen ersten Kreis (10) und einen zweiten Kreis (20), wobei der erste Kreis (10) einen ersten Übertrager (11), eine erste elektrische Energieversorgung (12), einen ersten Lenkaktor (15) mit einem ersten Lenk-Steuergerät (16), einen ersten Bremsaktor (13) mit einem ersten Brems-Steuergerät (14) und ein erstes Bussystem (17) aufweist, wobei über das erste Bussystem (17) die Steuergeräte (14, 16) des ersten Kreises (10) und der erste Übertrager (11) verbunden sind, und der zweite Kreis (20) mindestens einen zweiten Übertrager (21), eine zweite elektrische Energieversorgung (22), einen zweiten Lenkaktor (25) mit einem zweiten Lenk-Steuergerät (26), einen zweiten Bremsaktor (23) mit einem zweiten Brems-Steuergerät (24) und ein zweites Bussystem (27) aufweist, wobei über das zweite Bussystem (27) die Steuergeräte (24, 26) des zweiten Kreises (20) und der zweite Übertrager (21) verbunden sind, wobei das erste Brems-Steuergerät (14) und das zweite Brems-Steuergerät (24) über mindestens ein erstes weiteres Bussystem (30) und das erste Lenk-Steuergerät (16) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) über ein zweites weiteres Bussystem (31) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges.
Aus der DE 101 12 514 A1 ist ein X-by-Wire-System für ein Fahrzeug bekannt, umfassend mindestens einen Sensor zur Erfassung einer Betätigung einer Eingabeeinrichtung, mindestens ein Steuergerät zur Ermittlung einer Sollstellwirkung und mindestens eine Energieversorgung, wobei Sensor, Steuergerät, Stellsystem und Energieversorgung jeweils redundant aus ersten und zweiten Modulen zusammengesetzt sind und die zwei Module eine Baugruppe bilden, wobei die Module einer Baugruppe voneinander rückwirkungsfrei entkoppelt sind, wobei die ersten Module miteinander vernetzt sind und ein erstes Subsystem bilden und die zweiten Module miteinander vernetzt sind und ein zweites Subsystem bilden, wobei mindestens das zweite Subsystem ausschließlich aus den zweiten Modulen gebildet ist. Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Kommunikation zwischen den Modulen über ein redundantes Bussystem stattfindet, wobei vorzugsweise das X-by-Wire-System als Brake- und/oder als Steer-by-Wire-System ausgebildet ist, wobei jedem Rad mindestens einer Achse ein separates Stellsystem zur Erzeugung einer Bremskraft und/oder Lenkwirkung am Rad zugeordnet ist.
Aus der DE 10 2004 026 594 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer vor-ausgewählten Funktion bekannt, das wenigstens eine Steuereinheit umfasst, die ein Objekt steuert und eine Mehrzahl von redundanten Elementen umfasst, die gegenseitig redundant sind, wobei das Kraftfahrzeug ferner einen Funktionseinschränkungsabschnitt umfasst, der die Funktion des Fahrzeugs wenigstens teilweise einschränkt, wenn wenigstens eine vor-ausgewählte Fehlfunktion, die in einem der redundanten Elemente aufgetreten ist, nicht behoben wurde, bevor ein weiteres der redundanten Elemente länger als eine voreingestellte Zeit seit dem Auftreten der Fehlfunktion betrieben wurde.
Fahrerassistenzsysteme unterstützen zunehmend einen Kraftfahrzeugführer beim Führen eines Kraftfahrzeuges. Die Steigerung hiervon stellt das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges dar, wo der Kraftfahrzeugführer keinerlei Lenk- oder Bremsvorgaben macht, sondern das Fahrzeug automatisch fährt. Dabei stellt sich das Problem, dass bei der Rückschaltung vom automatischen Führen des Kraftfahrzeuges zum fahrergeführten Fahren der Kraftfahrzeugführer eine gewisse Zeit benötigt, um wieder die vollständige Kontrolle zu übernehmen. Insbesondere Einzelfehler sollen daher nicht schlagartig zur Abschaltung des Systems führen. Dies gilt insbesondere für die interne Datenkommunikation.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, die auch bei Einzelfehlern eine Datenkommunikation sicherstellen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 10. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst die Vorrichtung zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges mindestens ein Steuergerät für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges, einen ersten Kreis und einen zweiten Kreis.
Der erste Kreis umfasst mindestens einen ersten Übertrager, eine erste elektrische Energieversorgung, einen ersten Lenkaktor mit einem ersten Lenk-Steuergerät, einen ersten Bremsaktor mit einem ersten Brems-Steuergerät und ein erstes Bussystem, wobei über das erste Bussystem die Steuergeräte des ersten Kreises und der erste Übertrager verbunden sind.
Entsprechend umfasst der zweite Kreis mindestens einen zweiten Übertrager, eine zweite elektrische Energieversorgung, einen zweiten Lenkaktor mit einem zweiten Lenk-Steuergerät, einen zweiten Bremsaktor mit einem zweiten Brems-Steuergerät und ein zweites Bussystem, wobei über das zweite Bussystem die Steuergeräte des zweiten Kreises und der zweite Übertrager verbunden sind.
Weiter ist das erste Brems-Steuergerät und das zweite Brems-Steuergerät über mindestens ein erstes weiteres Bussystem und das erste Lenk-Steuergerät und das zweite Lenk-Steuergerät über mindestens ein zweites weiteres Bussystem miteinander verbunden.
Der erste Übertrager übermittelt Soll-Werte des mindestens einen Steuergeräts für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den ersten Bremsaktor und den ersten Lenkaktor über das erste Bussystem an das erste Brems-Steuergerät und das erste Lenk-Steuergerät.
Entsprechend übermittelt der zweite Übertrager Soll-Werte des mindestens einen Steuergeräts für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den zweiten Bremsaktor und den zweiten Lenkaktor über das zweite Bussystem an das zweite Brems-Steuergerät und das zweite Lenk-Steuergerät.
Zusätzlich übermittelt der zweite Übertrager Soll-Werte für den ersten Bremsaktor und den ersten Lenkaktor über das zweite Bussystem an das zweite Brems-Steuergerät und das zweite Lenk-Steuergerät. Das zweite Brems-Steuergerät übermittelt dann die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor über das erste weitere Bussystem an das erste Brems-Steuergerät. Entsprechend übermittelt das zweite Lenk-Steuergerät die Soll-Werte für den ersten Lenkaktor über das zweite weitere Bussystem.
Entsprechend übermittelt der erste Übertrager die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor und den zweiten Lenkaktor über das erste Bussystem an das erste Brems-Steuergerät und das erste Lenk-Steuergerät, wobei das erste Brems-Steuergerät die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor über das erste weitere Bussystem an das zweite Brems-Steuergerät und das erste Lenk-Steuergerät die Soll-Werte für den zweiten Lenkaktor über das zweite weitere Bussystem an das zweite Lenk-Steuergerät übermittelt.
Somit wird erreicht, dass jedes einem Aktor zugeordnete Steuergerät seine Soll-Werte für den Aktor über zwei unterschiedliche Übertragungswege erhält, sodass bei einem Einzelfehler immer sichergestellt ist, dass die Soll-Werte vorhanden sind.
Dabei weisen die Steuergeräte vorzugsweise verschiedene Prüfalgorithmen auf, über die das Steuergerät die übermittelten Soll-Werte vergleicht und bei Abweichungen den geeigneten Soll-Wert für die Ansteuerung des Aktors verwendet. Beispielsweise existiert eine Time-Out-Prüfung, d. h. wie viel Zeit seit dem letzten Botschaftsempfang vergangen ist. Des weiteren können die Steuergeräte einen fortlaufenden Botschaftszähler (typischerweise 0 ... 15) aufweisen. Wenn z. B. Botschaft 8 nicht direkt nach Botschaft 7 kommt oder wenn der Botschaftszähler nicht mehr hochgezählt wird, liegt ein Fehler vor. Weiter können die Steuergeräte Prüfsummen (z. B. CRC) prüfen. Schließlich können die angeforderten Soll-Werte an das sendende Steuergerät zurückgespiegelt und dort mit dem originalen Wert verglichen werden.
In einer Ausführungsform läuft die Übermittlung von Ist-Werten, die beispielsweise durch geeignete Sensoren an den Aktoren erfasst werden, entsprechend der Übermittlung der Soll-Werte ab. Beispielsweise sendet das erste Brems-Steuergerät Ist-Werte des ersten Bremsaktors über das erste Bussystem an das mindestens eine Steuergerät für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges. Zusätzlich sendet das erste Brems-Steuergerät die Ist-Werte des ersten Bremsaktors über das erste weitere Bussystem an das zweite Brems-Steuergerät. Das zweite Brems-Steuergerät übermittelt dann die Ist-Werte des ersten Bremsaktors über das zweite Bussystem an das mindestens eine Steuergerät für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges. Somit liegen alle Ist-Werte der Aktoren zweifach vor, sodass durch Vergleich die Konsistenz der Ist-Werte überprüft werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform sind der erste und zweite Übertrager in einem Steuergerät integriert, wobei die Datenübertragung mit dem ersten und dem zweiten Bussystem rückwirkungsfrei getrennt sind. Beispielsweise weist hierzu das gemeinsame Steuergerät zwei getrennte Transceiver als Übertrager auf. Der Vorteil ist, dass weniger Bauteile verwendet werden müssen und der Vergleich der Ist-Werte sehr einfach erfolgen kann. Nachteilig ist hingegen, dass an den Stellen, wo das gemeinsame Steuergerät nicht redundant ist, ein Einzelfehler zum Ausfall der Kommunikation führen kann.
In einer alternativen Ausführungsform sind der erste und der zweite Übertrager in separaten Steuergeräten angeordnet, die über ein drittes weiteres Bussystem oder ein gemeinsames übergeordnetes Steuergerät miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Ausfallsicherheit weiter erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform sind das erste weitere Bussystem und das zweite weitere Bussystem als ein gemeinsames weiteres Bussystem ausgebildet. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das erste, zweite und dritte weitere Bussystem als ein gemeinsames weiteres Bussystem ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführungsform sind die erste elektrische Energieversorgung als erste Batterie und die zweite elektrische Energieversorgung als zweite Batterie ausgebildet, die rückwirkungsfrei mit einem gemeinsamen Generator oder einer gemeinsamen Hochvolt-Batterie verbunden sind. Hierdurch ist eine ausreichende elektrische Energieversorgung sichergestellt. Die Rückwirkungsfreiheit wird dabei beispielsweise durch Dioden sichergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Lenkaktor ein erster Servomotor und der zweite Lenkaktor ein zweiter Servomotor einer elektromechanischen Servolenkung, die vorzugsweise gleich groß dimensioniert sind. Alternativ ist der erste Lenkaktor eine Überlagerungslenkung und der zweite Lenkaktor ein Servomotor einer elektromechanischen Servolenkung. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der erste Lenkaktor Bestandteil eines ersten Kreises und der zweite Lenkaktor Bestandteil eines zweiten Kreises eines Steer-by-wire-Systems.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Bremsaktor ein Bremskraftverstärker, vorzugsweise ein elektromechanischer Bremskraftverstärker, und der zweite Bremsaktor ein Schlupfregelsystem. In einer alternativen Ausführungsform ist der erste Bremsaktor Bestandteil eines ersten Kreises und der zweite Bremsaktor Bestandteil eines zweiten Kreises eines Brake by-Wire-Systems.
Das Kraftfahrzeug ist dabei vorzugsweise ein landgestütztes Kraftfahrzeug, wobei die Erfindung prinzipiell aber auch bei wasser- oder luftgeführten Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Fig. zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges mit einem gemeinsamen Steuergerät und
2 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung mit separaten Steuergeräten für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges.
Die Vorrichtung 1 zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges umfasst ein Steuergerät 32 für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges, einen ersten Kreis 10 und einen zweiten Kreis 20. Der erste Kreis 10 umfasst einen ersten Übertrager 11 zur Übertragung von Informationen vom Steuergerät 32 auf das erste Bussystem 17, eine erste elektrische Energieversorgung 12, einen ersten Bremsaktor 13 mit einem zugeordneten ersten Brems-Steuergerät 14, einen ersten Lenkaktor 15 mit einem zugeordneten ersten Lenk-Steuergerät 16 und ein erstes Bussystem 17, über das die Steuergeräte 14, 16 und 32 (mit dem Übertrager 11), miteinander verbunden sind. Über eine erste Energieversorgungsleitung 18 werden alle elektrischen Elemente des ersten Kreises 10 mit elektrischer Energie versorgt. Entsprechend umfasst der zweite Kreis 20 einen zweiten Übertrager 21 zur Übertragung von Informationen des Steuergerätes 32 auf das zweite Bussystem 27, eine zweite elektrische Energieversorgung 22, einen zweiten Bremsaktor 23 mit einem zugeordneten zweiten Brems-Steuergerät 24, einen zweiten Lenkaktor 25 mit einem zugeordneten zweiten Lenk-Steuergerät 26 und ein zweites Bussystem 27, über das die Steuergeräte 24, 26 und 32 (mit dem Übertrager 21) miteinander verbunden sind. Über eine zweite Energieversorgungsleitung 28 werden alle elektrischen Elemente des zweiten Kreises 20 mit elektrischer Energie aus der zweiten elektrischen Energieversorgung 22 versorgt. Das erste Brems-Steuergerät 14 ist über ein erstes weiteres Bussystem 30 mit dem zweiten Brems-Steuergerät 24 verbunden. Des Weiteren ist das erste Lenk-Steuergerät 16 über ein zweites weiteres Bussystem 31 mit dem zweiten Lenk-Steuergerät 26 verbunden. Der erste und zweite Übertrager 11, 21, sind Bestandteil des gemeinsamen Steuergerätes 32, wobei jedoch die Übertragung der Daten rückwirkungsfrei beispielsweise über getrennte Transceiver erfolgt. Die erste elektrische Energieversorgung 12 ist über eine zweite Diode 33 und die zweite elektrische Energieversorgung 22 ist über eine zweite Diode 34 mit einem Generator 35 oder einer Hochvolt-Batterie verbunden. Durch die Dioden 33, 34 sind dabei die erste und zweite elektrische Energieversorgung 12, 22 voneinander rückwirkungsfrei entkoppelt. Dabei sei angemerkt, dass das erste und das zweite weitere Bussystem 30, 31 auch als ein gemeinsames Bussystem 37 ausgebildet sein können, was gestrichelt in 1 dargestellt ist.
Nachfolgend soll nun die Datenübertragung näher erläutert werden, wobei davon ausgegangen wird, dass das gemeinsame Steuergerät 32 die Soll-Werte aus hier nicht gezeigten Sensoren zur Umfeldüberwachung für alle Aktoren ermittelt und den beiden Übertrager 11, 12 zur Verfügung stellt.
1. Zeitschritt

a) Das Steuergerät 32 sendet über den ersten Übertrager 11 auf dem ersten Bussystem 17 die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor 13 und den ersten Lenkaktor 15 an das erste Brems-Steuergerät 14 und das erste Lenk-Steuergerät 16.
b) Das Steuergerät 32 sendet über den zweiten Übertrager 21 auf dem zweiten Bussystem 27 die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor 23 und den zweiten Lenkaktor 25 an das zweite Brems-Steuergerät 24 und das zweite Lenk-Steuergerät 26.

2. Zeitschritt

a) Das Steuergerät 32 sendet über den ersten Übertrager 11 auf dem ersten Bussystem 17 die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor 23 und den zweiten Lenkaktor 25 an das erste Brems-Steuergerät 14 und das erste Lenk-Steuergerät 16.
b) Das Steuergerät 32 sendet über den zweiten Übertrager 21 auf dem zweiten Bussystem 27 die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor 13 und den ersten Lenkaktor 15 an das zweite Brems-Steuergerät 24 und das zweite Lenk-Steuergerät 26.

3. Zeitschritt

a) Das erste Brems-Steuergerät 14 sendet auf dem ersten weiteren Bussystem 30 die Soll-Werte vom 2. Zeitschritt für den zweiten Bremsaktor 23 an das zweite Brems-Steuergerät 24.
b) Das zweite Brems-Steuergerät 24 sendet auf dem ersten weiteren Bussystem 30 die Soll-Werte vom 2. Zeitschritt für den ersten Bremsaktor 13 an das erste Brems-Steuergerät 14. Es versteht sich, dass die Schritte a) und b) vorzugsweise nacheinander erfolgen.
c) Das erste Lenk-Steuergerät 16 sendet auf dem zweiten weiteren Bussystem 31 die Soll-Werte vom 2. Zeitschritt für den zweiten Lenkaktor 25 an das zweite Lenk-Steuergerät 26.
d) Das zweite Lenk-Steuergerät 26 sendet auf dem zweiten weiteren Bussystem 31 die Soll-Werte vom 2. Zeitschritt für den ersten Lenkaktor 15 an das erste Lenk-Steuergerät 16. Auch hier erfolgen die Schritte c) und d) vorzugsweise nacheinander.

4. Zeitschritt

a) Das erste Brems-Steuergerät 14 vergleicht die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor 13, die es vom Steuergerät 32 über den ersten Übertrager 11 direkt über das erste Bussystem-17 bekommen hat, mit den Soll-Werten, die es indirekt über den zweiten Übertrager 21, das zweite Bussystem 27, das zweite Brems-Steuergerät 24 und das erste weitere Bussystem 30 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor, und der Soll-Wert wird umgesetzt. Bei Abweichungen kann beispielsweise über eine Plausibilisierung der richtige Soll-Wert ermittelt werden oder aber es wird kein Soll-Wert umgesetzt. Dies wird später noch kurz erläutert.
b) Das zweite Brems-Steuergerät 24 vergleicht die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor 23, die es vom Steuergerät 32 über den zweiten Übertrager 21 direkt über das zweite Bussystem 27 bekommen hat, mit den Soll-Werten, die es indirekt über den ersten Übertrager 11, das erste Bussystem 17, das erste Brems-Steuergerät 14 und das erste weitere Bussystem 30 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor, und der Soll-Wert wird umgesetzt. Bei Abweichungen gilt das zuvor Gesagte und wird nachfolgend nicht mehr wiederholt.
c) Das erste Lenk-Steuergerät 16 vergleicht die Soll-Werte für den ersten Lenkaktor 15, die es vom Steuergerät 32 über den ersten Übertrager 11 direkt über das erste Bussystem 17 bekommen hat, mit den Soll-Werten, die es indirekt über den zweiten Übertrager 21, das zweite Bussystem 27, das zweite Lenk-Steuergerät 26 und das zweite weitere Bussystem 31 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor, und der Soll-Wert wird umgesetzt.
d) Das zweite Lenk-Steuergerät 26 vergleicht die Soll-Werte für den zweiten Lenkaktor 25, die es vom Steuergerät 32 über den zweiten Übertrager 21 direkt über das zweite Bussystem 27 bekommen hat, mit den Soll-Werten, die es indirekt über den ersten Übertrager 11, das erste Bussystem 17, das erste Lenk-Steuergerät 16 und das zweite weitere Bussystem 31 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor, und der Soll-Wert wird umgesetzt.

5. Zeitschritt

a) Das erste Brems-Steuergerät 14 und das erste Lenk-Steuergerät 16 senden über das erste Bussystem 17 Ist-Werte des ersten Bremsaktors 13 und des ersten Lenkaktors 15 über den Übertrager 11 direkt an das Steuergerät 32.
b) Das zweite Brems-Steuergerät 24 und das zweite Lenk-Steuergerät 26 senden über das zweite Bussystem 27 Ist-Werte des zweiten Bremsaktors 23 und des zweiten Lenkaktors 25 über den Übertrager 21 direkt an das Steuergerät 32. Auch diese Sendeschritte erfolgen zeitlich nacheinander.

Die Ist-Werte werden dabei durch nicht dargestellte Sensoren erfasst und den Steuergeräten 14, 16, 24, 26 übermittelt.
6. Zeitschritt

a) Das erste Brems-Steuergerät 14 sendet über das erste weitere Bussystem 30 die Ist-Werte des ersten Bremsaktors 13 an das zweite Brems-Steuergerät 24.
b) Das zweite Brems-Steuergerät 24 sendet über das erste weitere Bussystem 30 die Ist-Werte des zweiten Bremsaktors 23 an das erste Brems-Steuergerät 14.
c) Das erste Lenk-Steuergerät 16 sendet über das zweite weitere Bussystem 31 die Ist-Werte des ersten Lenkaktors 15 an das zweite Lenk-Steuergerät 26.
d) Das zweite Lenk-Steuergerät 26 sendet über das zweite weitere Bussystem 31 die Ist-Werte des zweiten Lenkaktors 25 an das erste Lenk-Steuergerät 16.

7. Zeitschritt
a) Das erste Brems-Steuergerät 14 sendet über das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 die Ist-Werte des zweiten Bremsaktors 23 an das Steuergerät 32.
b) Das zweite Brems-Steuergerät 24 sendet über das zweite Bussystem 27 und den zweiten Übertrager 21 die Ist-Werte des ersten Bremsaktors 13 an das Steuergerät 32.
c) Das erste Lenk-Steuergerät 16 sendet über das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 die Ist-Werte des zweiten Lenkaktors 25 an das Steuergerät 32.
d) Das zweite Lenk-Steuergerät 26 sendet über das zweite Bussystem 27 und den zweiten Übertrager 21 die Ist-Werte des ersten Lenkaktors 15 an das Steuergerät 32.
8. Zeitschritt

a) Das Steuergerät 32 vergleicht die Ist-Werte des ersten Bremsaktors 13, die es vom ersten Brems-Steuergerät 14 über das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 direkt bekommen hat, mit den Ist-Werten, die es indirekt über das erste weitere Bussystem 30, das zweite Brems-Steuergerät 24, das zweite Bussystem 27 und den zweiten Übertrager 21 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor.
b) Das Steuergerät 32 vergleicht die Ist-Werte des zweiten Bremsaktors 23, die es vom zweiten Brems-Steuergerät 24 über das zweite Bussystem 27 und den zweiten Übertrager 21 direkt bekommen hat, mit den Ist-Werten, die es indirekt über da erste weitere Bussystem 30, das erste Brems-Steuergerät 14, das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor.
c) Das Steuergerät 32 vergleicht die Ist-Werte des ersten Lenkaktors 15, die es vom ersten Lenk-Steuergerät 16 über das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 direkt bekommen hat, mit den Ist-Werten, die es indirekt über das zweite weitere Bussystem 31, das zweite Lenk-Steuergerät 26, das zweite Bussystem 27 und den zweite Übertrager 21 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor.
d) Das Steuergerät 32 vergleicht die Ist-Werte des zweiten Lenkaktors 25, die es vom zweiten Lenk-Steuergerät 26 über das zweite Bussystem 27 und den zweiten Übertrager 21 direkt bekommen hat, mit den Ist-Werten, die es indirekt über das zweite weitere Bussystem 31, das erste Lenk-Steuergerät 16, das erste Bussystem 17 und den ersten Übertrager 11 bekommen hat. Stimmen beide überein, liegt kein Fehler vor.

Mittels der dargestellten Hardwarestruktur in Verbindung mit der Datenkommunikation kann jeder beliebige Einfachfehler festgestellt und kompensiert werden.
Weist beispielsweise das erste Bussystem 17 einen Kurzschluss auf, so bekommen das erste Brems-Steuergerät 14 und das erste Lenk-Steuergerät 16 keine Soll-Werte mehr vom Steuergerät 32 über den ersten Übertrager 11 mitgeteilt. Dies erfassen die Steuergeräte 14, 16 über eine Time-Out-Erkennung. Allerdings erhält das erste Brems-Steuergerät 14 die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor 13 vom Steuergerät 32 über den zweiten Übertrager 21, das zweite Bussystem 27, das zweite Brems-Steuergerät 24 und das erste weitere Bussystem 30. Entsprechend erhält das erste Lenk-Steuergerät 16 die Soll-Werte für den ersten Lenkaktor 16 vom Steuergerät 32 über den zweiten Übertrager 21, das zweite Bussystem 27, das zweite Lenk-Steuergerät 26 und das zweite weitere Bussystem 31. Über den gleichen Weg können die Ist-Werte zurückübertragen werden.
Bei einem Ausfall von dem ersten und/oder zweiten weiteren Bussystem 30, 31 erhalten die ersten Steuergeräte 14, 16 ihre Soll-Werte vom Steuergerät 32 über den ersten Übertrager 11, das erste Bussystem 17 und die zweiten Steuergeräte 24, 26 ihre Soll-Werte vom Steuergerät 32 über den zweiten Übertrager 21 und über das zweite Bussystem 27.
Bei einem Ausfall der ersten elektrischen Energieversorgung 12 werden die elektrischen Verbraucher im ersten Kreis 10 über den Generator 35 versorgt, wohingegen die elektrischen Verbraucher des zweiten Kreises 20 weiter aus der zweiten elektrischen Energieversorgung 22 versorgt werden.
In der 2 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, wobei gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen wurden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das gemeinsame Steuergerät 32 für das teil-, hoch- und vollautomatische Führen des Fahrzeugs mit den beiden Übertragern 11, 12 in zwei Steuergeräte 32 aufgeteilt ist, wobei das eine Steuergerät 32 den ersten Übertrager 11 und das andere Steuergerät 32 den zweiten Übertrager 21 aufweist. Dabei sind die beiden Steuergeräte 32 über ein drittes weiteres Bussystem 38 miteinander verbunden. Über das dritte Bussystem 38 können die beiden Steuergeräte 32 Soll- und Ist-Werte austauschen. Ansonsten kann vollinhaltlich auf die Ausführungen zu 1 verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10112514 A1 [0002]
DE 102004026594 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (1) zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens ein Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges, einen ersten Kreis (10) und einen zweiten Kreis (20), wobei der erste Kreis (10) einen ersten Übertrager (11), eine erste elektrische Energieversorgung (12), einen ersten Lenkaktor (15) mit einem ersten Lenk-Steuergerät (16), einen ersten Bremsaktor (13) mit einem ersten Brems-Steuergerät (14) und ein erstes Bussystem (17) aufweist, wobei über das erste Bussystem (17) die Steuergeräte (14, 16) des ersten Kreises (10) und der erste Übertrager (11) verbunden sind, und der zweite Kreis (20) mindestens einen zweiten Übertrager (21), eine zweite elektrische Energieversorgung (22), einen zweiten Lenkaktor (25) mit einem zweiten Lenk-Steuergerät (26), einen zweiten Bremsaktor (23) mit einem zweiten Brems-Steuergerät (24) und ein zweites Bussystem (27) aufweist, wobei über das zweite Bussystem (27) die Steuergeräte (24, 26) des zweiten Kreises (20) und der zweite Übertrager (21) verbunden sind, wobei das erste Brems-Steuergerät (14) und das zweite Brems-Steuergerät (24) über mindestens ein erstes weiteres Bussystem (30) und das erste Lenk-Steuergerät (16) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) über ein zweites weiteres Bussystem (31) miteinander verbunden sind, wobei der erste Übertrager (11) die Soll-Werte des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den ersten Bremsaktor (13) und den ersten Lenkaktor (15) über das erste Bussystem (17) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt und der zweite Übertrager (21) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den ersten Bremsaktor (13) und den ersten Lenkaktor (15) über das zweite Bussystem (27) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt, wobei das zweite Brems-Steuergerät (24) die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor (13) über das erste weitere Bussystem (30) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) die Soll-Werte für den ersten Lenkaktor (15) über das zweite weitere Bussystem (31) an das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei der zweite Übertrager (21) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den zweiten Bremsaktor (23) und den zweiten Lenkaktor (25) über das zweite Bussystem (27) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) und der erste Übertrager (11) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den zweiten Bremsaktor (23) und den zweiten Lenkaktor (25) über das erste Bussystem (17) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei das erste Brems-Steuergerät (14) die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor (23) über das erste weitere Bussystem (30) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das erste Lenk-Steuergerät (16) die Soll-Werte für den zweiten Lenkaktor (25) über das zweite weitere Bussystem (31) an das zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brems-Steuergerät (14) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den ersten Übertrager (11) und das erste Bussystem (17) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den zweiten Übertrager (21), das zweite Bussystem (27), das zweite Brems-Steuergerät (24) und das erste weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des ersten Bremsaktors (13) verwendet, dass das zweite Brems-Steuergerät (24) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den zweiten Übertrager (21) und das zweite Bussystem (27) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den ersten Übertrager (11), das erste Bussystem (17), das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des zweiten Bremsaktors (23) verwendet, dass das erste Lenk-Steuergerät (16) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den ersten Übertrager (11) und das erste Bussystem (17) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den zweiten Übertrager (21), das zweite Bussystem (27), das zweite Lenk-Steuergerät (26) und das zweite weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des ersten Lenkaktors (16) verwendet, dass das zweite Lenk-Steuergerät (26) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den zweiten Übertrager (21) und das zweite Bussystem (27) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den ersten Übertrager (11), das erste Bussystem (17), das erste Lenk-Steuergerät (16) und das zweite weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des zweiten Lenkaktors (26) verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brems-Steuergerät (14) Ist-Werte des ersten Bremsaktors (13) und das erste Lenk-Steuergerät (16) Ist-Werte des ersten Lenkaktors (15) über das erste Bussystem (17) und den ersten Übertrager (11) an das erste Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges und über das erste und zweite weitere Bussystem (30, 31) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt, wobei die übermittelten Ist-Werte von dem zweiten Brems-Steuergerät (24) und dem zweiten Lenk-Steuergerät (26) über das zweite Bussystem (27) und den zweiten Übertrager (21) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges übermittelt werden, wobei das zweite Brems-Steuergerät (24) Ist-Werte des zweiten Bremsaktors (23) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) Ist-Werte des zweiten Lenkaktors (25) über das zweite Bussystem (27) und den zweiten Übertrager (21) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges und über das erste und zweite weitere Bussystem (30, 31) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei die übermittelten Ist-Werte von dem ersten Brems-Steuergerät (14) und dem ersten Lenk-Steuergerät (16) über das erste Bussystem (17) und den ersten Übertrager (11) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges übermittelt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übertrager (11) und der zweite Übertrager (21) in einem gemeinsamen Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges integriert sind, wobei die Datenübertragung mit dem ersten Bussystem (17) und dem zweiten Bussystem (27) rückwirkungsfrei getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Steuergeräte (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges verbunden sind, die über ein drittes weiteres Bussystem (38) oder ein gemeinsames übergeordnetes Steuergerät miteinander verbunden sind, wobei der erste und zweite Übertrager (11, 21) in verschiedenen Steuergeräten (32) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste weitere Bussystem (30) und das zweite weitere Bussystem (31) als ein gemeinsames weiteres Bussystem (37) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Energieversorgung (12) als erste Batterie und die zweite elektrische Energieversorgung (22) als zweite Batterie ausgebildet sind, die rückwirkungsfrei mit einem gemeinsamen Generator (35) oder einer gemeinsamen Hochvolt-Batterie verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lenkaktor (15) ein erster Servomotor und der zweite Lenkaktor (25) ein zweiter Servomotor einer elektromechanischen Servolenkung ist oder der erste Lenkaktor (15) eine Überlagerungslenkung und der zweite Lenkaktor (25) ein Servomotor einer elektromechanischen Servolenkung ist oder der erste Lenkaktor (15) Bestandteil eines ersten Kreises und der zweite Lenkaktor (25) Bestandteil eines zweiten Kreises eines Steer-by-Wire-Systems sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bremsaktor (13) ein aktiver Bremskraftverstärker, bevorzugt ein elektromechanischer Bremskraftverstärker ist, und der zweite Bremsaktor (23) ein Schlupfregelsystem ist oder der erste Bremsaktor (13) Bestandteil eines ersten Kreises und der zweite Bremsaktor (23) Bestandteil eines zweiten Kreises eines Brake-by-Wire-Systems sind.
Verfahren zum teil-, hoch- oder vollautomatischen Führen eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens ein Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges, einen ersten Kreis (10) und einen zweiten Kreis (20), wobei der erste Kreis (10) einen ersten Übertrager (11), eine erste elektrische Energieversorgung (12), einen ersten Lenkaktor (15) mit einem ersten Lenk-Steuergerät (16), einen ersten Bremsaktor (13) mit einem ersten Brems-Steuergerät (14) und ein erstes Bussystem (17) aufweist, wobei über das erste Bussystem (17) die Steuergeräte (14, 16) des ersten Kreises (10) und der erste Übertrager (11) verbunden sind, und der zweite Kreis (20) mindestens einen zweiten Übertrager (21), eine zweite elektrische Energieversorgung (22), einen zweiten Lenkaktor (25) mit einem zweiten Lenk-Steuergerät (26), einen zweiten Bremsaktor (23) mit einem zweiten Brems-Steuergerät (24) und ein zweites Bussystem (27) aufweist, wobei über das zweite Bussystem (27) die Steuergeräte (24, 26) des zweiten Kreises (20) und der zweite Übertrager (21) verbunden sind, wobei das erste Brems-Steuergerät (14) und das zweite Brems-Steuergerät (24) über mindestens ein erstes weiteres Bussystem (30) und das erste Lenk-Steuergerät (16) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) über ein zweites weiteres Bussystem (31) miteinander verbunden sind, wobei der erste Übertrager (11) die Soll-Werte des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den ersten Bremsaktor (13) und den ersten Lenkaktor (15) über das erste Bussystem (17) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt und der zweite Übertrager (21) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den ersten Bremsaktor (13) und den ersten Lenkaktor (15) über das zweite Bussystem (27) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt, wobei das zweite Brems-Steuergerät (24) die Soll-Werte für den ersten Bremsaktor (13) über das erste weitere Bussystem (30) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) die Soll-Werte für den ersten Lenkaktor (15) über das zweite weitere Bussystem (31) an das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei der zweite Übertrager (21) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den zweiten Bremsaktor (23) und den zweiten Lenkaktor (25) über das zweite Bussystem (27) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) und der erste Übertrager (11) die Soll-Werte für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges für den zweiten Bremsaktor (23) und den zweiten Lenkaktor (25) über das erste Bussystem (17) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei das erste Brems-Steuergerät (14) die Soll-Werte für den zweiten Bremsaktor (23) über das erste weitere Bussystem (30) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und das erste Lenk-Steuergerät (16) die Soll-Werte für den zweiten Lenkaktor (25) über das zweite weitere Bussystem (31) an das zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brems-Steuergerät (14) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den ersten Übertrager (11) und das erste Bussystem (17) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den zweiten Übertrager (21), das zweite Bussystem (27), das zweite Brems-Steuergerät (24) und das erste weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des ersten Bremsaktors (13) verwendet, dass das zweite Brems-Steuergerät (24) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den zweiten Übertrager (21) und das zweite Bussystem (27) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den ersten Übertrager (11), das erste Bussystem (17), das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des zweiten Bremsaktors (23) verwendet, dass das erste Lenk-Steuergerät (16) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den ersten Übertrager (11) und das erste Bussystem (17) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den zweiten Übertrager (21), das zweite Bussystem (27), das zweite Lenk-Steuergerät (26) und das zweite weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des ersten Lenkaktors (16) verwendet, dass das zweite Lenk-Steuergerät (26) die vom Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges über den zweiten Übertrager (21) und das zweite Bussystem (27) übermittelten Sollwerte mit den Sollwerten des Steuergeräts (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen eines Kraftfahrzeuges, die über den ersten Übertrager (11), das erste Bussystem (17), das erste Lenk-Steuergerät (16) und das zweite weitere Bussystem übertragen wurden, vergleicht und bei Übereinstimmung zur Ansteuerung des zweiten Lenkaktors (26) verwendet.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brems-Steuergerät (14) Ist-Werte des ersten Bremsaktors (13) und das erste Lenk-Steuergerät (16) Ist-Werte des ersten Lenkaktors (15) über das erste Bussystem (17) und den ersten Übertrager (11) an das erste Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges und über das erste und zweite weitere Bussystem (30, 31) an das zweite Brems-Steuergerät (24) und zweite Lenk-Steuergerät (26) übermittelt, wobei die übermittelten Ist-Werte von dem zweiten Brems-Steuergerät (24) und dem zweiten Lenk-Steuergerät (26) über das zweite Bussystem (27) und den zweiten Übertrager (21) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges übermittelt werden, wobei das zweite Brems-Steuergerät (24) Ist-Werte des zweiten Bremsaktors (23) und das zweite Lenk-Steuergerät (26) Ist-Werte des zweiten Lenkaktors (25) über das zweite Bussystem (27) und den zweiten Übertrager (21) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges und über das erste und zweite weitere Bussystem (30, 31) an das erste Brems-Steuergerät (14) und das erste Lenk-Steuergerät (16) übermittelt, wobei die übermittelten Ist-Werte von dem ersten Brems-Steuergerät (14) und dem ersten Lenk-Steuergerät (16) über das erste Bussystem (17) und den ersten Übertrager (11) an das Steuergerät (32) für das teil-, hoch- oder vollautomatische Führen des Kraftfahrzeuges übermittelt werden.