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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Kraftfahrzeug-Bremsanlagen. Konkret werden Aspekte im Zusammenhang mit einer zugriffsgeschützten Ansteuerung eines Aktuators einer elektrischen Parkbremse beschrieben.
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Hintergrund
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Elektrische Parkbremsen (EPB) haben Einzug in eine Vielzahl moderner Kraftfahrzeuge gefunden und weisen in der Regel eine Mehrzahl elektrischer Aktuatoren auf, die im Folgenden auch als EPB-Aktuatoren bezeichnet werden. Jeder EPB-Aktuator umfasst einen Motor, der beispielsweise über ein Getriebe ein Stellglied der elektrischen Parkbremse betätigt, um die elektrische Parkbremse zu aktivieren oder zu lösen.
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Bei einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage sind die EPB-Aktuatoren im Bereich der Radbremszylinder verbaut, um diese im Parkbremsbetrieb elektromechanisch zu betätigen (Einzelheiten hierzu finden sich beispielsweise in der
DE 197 32 168 A ). Im Normalbremsbetrieb werden die Radbremszylinder hingegen hydraulisch betätigt. Hierzu stehen die Radbremszylinder in fluider Verbindung mit einer Hydraulikdruckquelle. Diese Hydraulikdruckquelle kann beispielsweise einen Hauptzylinder oder eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpe umfassen.
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Aus der
DE 10 2007 059 687 A ist ein Sicherheitskonzept für einen intelligenten EPB-Aktuator bekannt. Unter einem intelligenten EPB-Aktuator wird in der
DE 10 2007 059 687 A ein solcher EPB-Aktuator verstanden, welcher eine eigene Verarbeitungseinheit sowie eine eigene Ansteuerungseinheit für den Motor des Aktuators umfasst. Die Ansteuerungseinheit beinhaltet dabei die zur Ansteuerung des Motors erforderliche Leistungselektronik. Diese Leistungselektronik umfasst zu einer H-Brücke angeordnete Leistungstransistoren.
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Die Verarbeitungseinheit jedes EPB-Aktuators ist einer zentralen Hauptsteuereinheit untergeordnet. Dies bedeutet, dass die Verarbeitungseinheit nicht selbstständig über eine Ansteuerung des ihr zugeordneten Motors entscheiden kann, sondern eine solche Ansteuerung in Abhängigkeit des Empfangs eines Steuerbefehls von der Hauptsteuereinheit durchführt.
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Probleme ergeben sich dann, wenn von der Hauptsteuereinheit falsche Signale empfangen werden oder die Ansteuereinheit aufgrund eines Fehlers der Verarbeitungseinheit ein falsches Signal erhält. Bei solchen Fehlerfällen kann sich die elektrische Parkbremse unkontrolliert an einer Steigung lösen oder während der Fahrt einen unerwünschten Bremsvorgang einleiten. Um diese sicherheitskritischen Situationen zu vermeiden, wird in der
DE 10 2007 059 687 A eine separate Aktivierungsleitung zwischen der Hauptsteuereinheit und der Ansteuerungseinheit jedes EPB-Aktuators vorgeschlagen. Diese Aktivierungsleitung verläuft parallel zu einer Steuerleitung zwischen der Hauptsteuereinheit und der Verarbeitungseinheit jedes EPB-Aktuators.
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Zur Erhöhung der Systemsicherheit gestattet die Ansteuerungseinheit eine Ansteuerung des Motors durch die Verarbeitungseinheit nur nach Maßgabe eines über die Aktivierungsleitung empfangenen Aktivierungssignals. Konkret ist der Signalpegel auf der Aktivierungsleitung derart kodiert, dass nur bei Vorliegen eines Aktivierungssignals mit einem Signalpegel zwischen 5 V und 12 V eine Ansteuerung des Motors durch die Verarbeitungseinheit möglich ist.
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Das in der
DE 10 2007 059 687 A vorgeschlagene Sicherheitskonzept ist in der Lage, eine fehlerhafte Betätigung der EPB-Aktuatoren bei internen Systemfehlern zu verhindern. Nicht verhindert werden kann hingegen ein unberechtigter Zugriff auf dem EPB-Aktuator. So können sich unberechtigte Personen Zugriff auf die Steuerleitung und die Aktivierungsleitung verschaffen, um die geschlossenen EPB-Aktuatoren eines geparkten Fahrzeugs durch Einspeisen geeigneter Signale zu lösen und das Fahrzeug zu entwenden.
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Kurzer Abriss
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Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, einen EPB-Aktuator vor einem unberechtigten Zugriff zu schützen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Aktuator für eine elektrische Parkbremse vorgeschlagen. Der Aktuator umfasst einen Motor, der ausgebildet ist, ein Stellglied der elektrischen Parkbremse zu betätigen. Der Aktuator umfasst ferner eine Empfangsschnittstelle, die ausgebildet ist, einen Freigabe-Code zu empfangen, wobei dem EPB-Aktuator ein den EPB-Aktuator gegenüber anderen EPB-Aktuatoren individualisierender Freigabe-Code zugeordnet ist. Ferner umfasst der Aktuator eine Auswerte-Einrichtung, die ausgebildet ist, den empfangenen Freigabe-Code auf der Grundlage des dem Aktuator zugeordneten Freigabe-Codes zu verifizieren und eine Ansteuerung des Motors bei positiv verifiziertem Freigabe-Code freizugeben.
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Der den EPB-Aktuator individualisierende Freigabe-Code kann den EPB-Aktuator gegenüber einen oder mehreren anderen EPB-Aktuatoren einer bestimmten EPB individualisieren. Umfasst die EPB eines Kraftfahrzeugs also beispielsweise zwei EPB-Aktuatoren, so können den zwei EPB-Aktuatoren zwei unterschiedliche Freigabe-Codes zugeordnet sein. Die den beiden EPB-Aktuatoren zugeordneten Freigabe-Codes können sich darüber hinaus von den Freigabe-Codes unterscheiden, die in anderen Fahrzeugen verbauten EPB-Aktuatoren zugeordnet sind. Alternativ hierzu kann den EPB-Aktuatoren einer bestimmten elektrischen Parkbremse derselbe Freigabe-Code zugeordnet sein, wobei sich der Freigabe-Code jedoch von elektrischer Parkbremse zu elektrischer Parkbremse unterscheidet, so dass den Aktuatoren unterschiedlicher elektrischer Parkbremsen wiederum unterschiedliche Freigabe-Codes zugeordnet sind.
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Als Freigabe-Code kommt jeglicher Code in Frage, der zur Individualisierung jedes einer Vielzahl von EPB-Aktuatoren geeignet ist. Es ist jedoch nicht erforderlich (und technisch in der Regel nicht machbar), eine unbegrenzte Anzahl von Freigabe-Codes zu definieren. Für den Zweck eines ausreichend sicheren Zugriffschutzes ist es in der Regel ausreichend, wenigstens eine vierstellige oder eine fünfstellige Anzahl von Freigabe-Codes zu vergeben.
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Die Freigabe-Codes können auf beliebige Art und Weise definiert sein. So kann jeder Freigabe-Code beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Codierungen verwenden oder in eine solche Codierung übersetzbar sein: eine binäre Codierung, eine Codierung in Form einer Ziffernfolge oder allgemeinen Zeichenfolge, eine Codierung durch Modulation wenigstens einer der folgenden Eigenschaften eines den Freigabe-Code übertragenden Signals: Amplitude, Frequenz, Phase, Pulsweite, usw.
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Gemäß einer Variante umfasst der EPB-Aktuator ferner einen Speicher, in dem Vergleichsdaten betreffend den dem Aktuator zugeordneten Freigabe-Code gespeichert sind. Bei den Vergleichsdaten kann es sich um den Freigabe-Code selbst handeln oder um Daten, die eine Ermittlung des Freigabe-Codes gestatten. Die Auswerte-Einrichtung kann Zugriff auf den Speicher besitzen und ausgebildet sein, zur Verifizierung des empfangenen Freigabe-Codes den anhand der Vergleichsdaten ermittelten, dem Aktuator zugeordneten Freigabe-Code mit dem empfangenen Freigabe-Code zu vergleichen.
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In einer Variante umfasst der EPB-Aktuator ferner einer Ansteuerleitung für den Motor. Die Ansteuerleitung kann sich von einer vom EPB-Aktuator umfassten Ansteuerschnittstelle bis zum Motor erstrecken. In der Ansteuerleitung für den Motor kann ein Schalter angeordnet sein, der zur Freigabe einer Ansteuerung des Motors bei positiv verifiziertem Freigabe-Code in eine geschlossene Stellung schaltet oder in der geschlossenen Stellung verbleibt. Andererseits kann der Schalter in seiner Grundstellung und/oder bei negativ verifiziertem Freigabe-Code eine geöffnete Stellung einnehmen (oder in eine geöffnete Stellung geschaltet werden).
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Der Freigabe-Code wird gemäß einer Variante mittels eines dedizierten Freigabe-Signals empfangen. Gemäß dieser Variante kann der Freigabe-Code auf das Freigabe-Signal aufmoduliert oder anderweitig darin enthalten sein.
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Gemäß einer anderen Variante ist der Freigabe-Code auf ein Ansteuersignal für den Motor aufmoduliert. Das Ansteuersignal kann einen Signalpegel aufweisen, der im Wesentlichen einem Bordnetzpegel des Kraftfahrzeugs, in dem die elektrische Parkbremse verbaut ist, entspricht. Zur Motordrehzahlregelung kann das Ansteuersignal pulsweitenmoduliert werden. In einem solchen Fall kann der Freigabe-Code zusätzlich zur Pulsweitenmodulation auf das Ansteuersignal aufmoduliert werden.
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Der EPB-Aktuator kann ferner einen Demodulator umfassen, der ausgebildet ist, den auf das Ansteuersignal aufmodulierten Freigabe-Code vom Ansteuersignal zu trennen. Der vom Ansteuersignal getrennte Freigabe-Code kann dann der Auswerte-Einrichtung zugeführt werden.
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Bei auf das Ansteuersignal aufmoduliertem Freigabe-Code kann die Empfangsschnittstelle von einer Ansteuerschnittstelle für den Motor gebildet sein. Mit anderen Worten dient die Ansteuerschnittstelle für den Motor gleichzeitig als Schnittstelle für den Empfang des auf das Ansteuersignal aufmodulierten Freigabe-Codes. Gemäß einer anderen Implementierung umfasst der EPB-Aktuator sowohl eine Ansteuerschnittstelle für den Motor als auch eine von dieser Ansteuerschnittstelle verschiedene Empfangsschnittstellen für die Freigabe-Code. In diesem Fall kann der Freigabe-Code auf ein vom Ansteuersignal verschiedenes Freigabe-Signal aufmoduliert oder anderweitig darin enthalten sein.
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Der Freigabe-Code kann verschlüsselt sein. Die Auswerte-Einrichtung kann in diesem Fall ferner ausgebildet sein, den verschlüsselten Freigabe-Code zu entschlüsseln. Für die Verschlüsselung kommen sowohl symmetrische als auch asymmetrische Verschlüsselungsverfahren in Betracht.
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Ebenfalls angegeben wird ein Aktuator-System für eine elektrische Parkbremse, wobei das Aktuator-System mehrere der hier vorgestellten EPB-Aktuatoren umfasst, wobei den mehreren EPB-Aktuatoren unterschiedliche Freigabe-Codes zugeordnet sind. Die mehreren EPB-Aktuatoren können zur selben elektrischen Parkbremse gehören, also in demselben Fahrzeug verbaut sein. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die mehreren EPB-Aktuatoren unterschiedlichen elektrischen Parkbremsen und damit auch unterschiedlichen Fahrzeugen zugeordnet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinrichtung für einen mit einem Motor versehen Aktuator einer elektrischen Parkbremse angegeben. Die Steuereinrichtung umfasst eine Ansteuerschaltung, die ausgebildet ist, ein Ansteuersignal für den Motor des EPB-Aktuators zu erzeugen. Die Steuereinrichtung umfasst ferner eine Sendeschnittstelle, die ausgebildet ist, einen Freigabe-Code zum EPB-Aktuator zu senden, um eine auf dem Ansteuersignal basierende Ansteuerung des EPB-Aktuators freizugeben, wobei der gesendete Freigabe-Code den EPB-Aktuator gegenüber anderen EPB-Aktuatoren individualisiert.
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Die Steuereinrichtung kann als Steuergerät (Electronic Control Unit, ECU) ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann ausgebildet sein, eine Mehrzahl von in einem Fahrzeug verbauten EPB-Aktuatoren anzusteuern.
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Die Steuereinrichtung kann ferner einen Modulator umfassen, der ausgebildet ist, den Freigabe-Code auf das Ansteuersignal aufzumodulieren. In diesem Fall kann die Sendeschnittstelle von einer Ansteuerschnittstelle für den Motor gebildet sein. Alternativ hierzu kann der Modulator ausgebildet sein, den Freigabe-Code auf ein vom Ansteuersignal verschiedenes Freigabe-Signal aufzumodulieren. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung ferner eine Ansteuerschnittstelle für den Motor umfassen, die von der Sendeschnittstelle verschieden ist.
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Die in der Steuereinrichtung verbaute Ansteuerschaltung kann Leistungselektronik (beispielsweise Leistungstransistoren) zur Ansteuerung des EPB-Aktuators umfassen. In diesem Fall kann der EPB-Aktuator dann als ein nicht-intelligenter Aktuator im Sinn der
DE 10 2007 059 687 A ausgebildet sein.
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Ebenfalls angegeben wird eine elektrische Parkbremse, die wenigstens einen der hier vorgestellten EPB-Aktuatoren oder das hier vorgestellte Aktuator-System aus mehreren EPB-Aktuatoren umfasst. Die elektrische Parkbremse kann ferner die hier vorgestellte Steuereinrichtung umfassen.
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Die EPB-Aktuatoren können auf einem elektromechanischen Prinzip basieren. In andere Varianten können die elektrischen EPB-Aktuatoren elektrohydraulisch oder elektropneumatisch betrieben werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug angegeben, das ein Automatikgetriebe umfasst, welches ohne mechanische Getriebesperre ausgebildet ist. Das Fahrzeug umfasst ferner die hier vorgestellte elektrische Parkbremse. Gemäß einer Variante umfasst das Fahrzeug außerdem ein Automatikgetriebe-Steuergerät, das ausgebildet ist, die elektrische Parkbremse (z.B. eine Steuereinrichtung derselben) anzusteuern, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten. Eine solche Ansteuerung der elektrischen Parkbremse kann insbesondere dann erfolgen, wenn ein vom Fahrer bedienbares Automatikgetriebe-Steuerelement (z. B. ein Wahlhebel) in eine Park-(P-) Stellung gebracht wird.
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Ebenfalls angegeben wird ein Verfahren zur Freigabe der Ansteuerung eines mit einem Motor versehenen Aktuators einer elektrischen Parkbremse. Das Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens eines Freigabe-Codes, wobei dem EPB-Aktuator ein den EPB-Aktuator gegenüber anderen EPB-Aktuatoren individualisierender Freigabe-Code zugeordnet ist, des Verifizierens des empfangenen Freigabe-Codes auf der Grundlage des dem EPB-Aktuator zugeordneten Freigabe-Codes und des Freigebens, bei positiv verifiziertem Freigabe-Code, einer Ansteuerung des Motors.
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Ebenfalls angegeben wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines mit einem Motor versehen Aktuators einer elektrischen Parkbremse, umfassend die Schritte des Erzeugens eines Ansteuersignals für den Motor des EPB-Aktuators und des Sendens eines Freigabe-Codes zum EPB-Aktuator, um eine auf dem Ansteuersignal basierende Ansteuerung des EPB-Aktuators freizugeben, wobei der gesendete Freigabe-Code den EPB-Aktuator gegenüber anderen EPB-Aktuatoren individualisiert.
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Die Verfahren können einen oder mehrere weitere Schritte, wie oben und nachfolgend beschrieben, umfassen.
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Ferner wird ein Computerprogramm angegeben, das Programmcode zum Durchführen der hier vorgestellten Verfahren umfasst, wenn der Programmcode auf einem Prozessor ausgeführt wird. Ebenfalls angegeben wird ein Kraftfahrzeug-Steuergerät oder ein mehrere solcher Steuergeräte umfassendes System, das (wenigstens) einen Prozessor zum Durchführen des hier vorgestellten Verfahrens sowie einen mit dem Prozessor gekoppelten Speicher umfasst, auf welchem das entsprechende Computerprogramm gespeichert ist.
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Figurenliste
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Weitere Aspekte, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage;
- 2A ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts für die Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach 1; und
- 2B ein erstes Ausführungsbeispiel eines EPB-Aktuators zur Ansteuerung durch das Steuergerät gemäß 2A;
- 3A ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steuergeräts für die Kraftfahrzeug-Bremsanlage nach 1; und
- 3B ein zweites Ausführungsbeispiel eines EPB-Aktuators zur Ansteuerung durch das Steuergerät gemäß 3A.
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Detaillierte Beschreibung
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In 1 sind Komponenten einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage schematisch dargestellt. Die Bremsanlage umfasst ein erstes Teilsystem SYS-1, ein zweites Teilsystem SYS-2, wenigsten ein elektronisches Steuergerät (Electronic Control Unit, ECU) 10, vier hydraulisch betätigbare Radbremsen 11, 21, 31, 41 und (wenigstens) zwei EPB-Aktuatoren 13, 43. Jedes der beiden Teilsysteme SYS-1 und SYS-2 sowie die wenigstens zwei EPB-Aktuatoren 13, 43 sind dazu ausgebildet, eine Bremskraft an zumindest einer Untermenge der vier Radbremsen 11, 21, 31, 41 zu erzeugen.
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Das Steuergerät 10 ermöglicht in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Ansteuerung der beiden Teilsysteme SYS-1 und SYS-2 sowie der wenigstens zwei EPB-Aktuatoren 13, 43. In anderen Ausführungsbeispielen könnte die Ansteuerung auch von zwei oder mehr Steuergeräten übernommen werden. Insbesondere könnte aus Redundanzgründen für jeden der zwei EPB-Aktuatoren 13, 43 ein separates Steuergerät 10 vorgesehen sein. Wenigstens eines dieser redundant vorgesehenen Steuergeräte 10 könnte des Weiteren ausgebildet sein, zumindest eines der beiden Teilsysteme SYS-1 und SYS-2 anzusteuern.
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An das erste Teilsystem SYS-1, genauer gesagt an eine in 1 nicht dargestellte hydraulische Steuereinheit (Hydraulic Control Unit, HCU) desselben, sind über Hydraulikleitungen 10, 20, 30 und 40 die Radbremsen 11, 21, 31 und 41 angeschlossen. Bei dem ersten Teilsystem SYS-1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein System, das ein fahrerunabhängiges, individuelles Erzeugen und Regeln der Bremsdrücke in den Radbremsen 11, 21, 31 und 41 ermöglicht. Das erste Teilsystem SYS-1 kann beispielsweise ein Antiblockier- und/oder Fahrdynamikregelsystem (ABS bzw. Electronic Stability Control, ESC) implementieren.
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Das zweite Teilsystem SYS-2 ist über Hydraulikleitungen 50, 60 mit dem ersten Teilsystem SYS-1 verbunden und ausgelegt, Bremsdrücke für das erste Teilsystem SYS-1 und/oder die Radbremsen 11, 21, 31 und 41 zu erzeugen. Zur Hydraulikdruckerzeugung kann das zweite Teilsystem SYS-2 einen mittels eines Bremspedals 70 betätigbaren Hauptzylinder und/oder eine elektrisch betätigbare Hydraulikdruckquelle umfassen.
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Die zwei EPB-Aktuatoren
13,
43 sind dazu vorgesehen, um das Fahrzeug sicher im Stillstand halten zu können. Beide Aktuatoren
13,
43 basieren im Ausführungsbeispiel auf einem elektromechanischen Prinzip und wirken auf ein Stellglied in Gestalt eines der jeweiligen Radbremse
11,
41 zugeordneten Radbremszylinders ein. Eine Variante dieses Prinzips ist in der
DE 197 32 168 A beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise der Aktuatoren
13,
43 hiermit übernommen wird.
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Der Aktuator 13 wirkt im Ausführungsbeispiel auf die dem vorderen linken Rad VL zugeordnete Radbremse 11 und der Aktuator 43 auf die dem vorderen rechten Rad VR zugeordnete Radbremse 41, da die vorderen Räder VL, VR aufgrund der dynamischen Achslastverteilung einen größerer Bremskraftanteil als die hinteren Räder HL, HR übertragen können. Natürlich könnten die beiden Aktuatoren 13 und 43 in anderen Ausführungsbeispielen auch auf die den hinteren Räder HL und HR des Fahrzeugs zugeordneten Radbremsen 21, 31 wirken. Auch könnten an allen vier Rädern VL, VR, HL, HR EPB-Aktuatoren vorgesehen sein.
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Gemäß 1 wird der Aktuator 13 über eine Steuerleitung 17 und der Aktuator 43 über eine Steuerleitung 47 von dem Steuergerät 10 angesteuert. Eine in 1 nicht dargestellte Eingabe-Einrichtung (z. B. ein Schalter oder Taster) ermöglicht es dem Fahrer, seinen Ansteuerbefehl für einen standardmäßigen „Park“-Modus einzugeben, um das Fahrzeug permanent abzustellen. Der Ansteuerbefehl - typischerweise „Feststellbremse schließen“ oder „Feststellbremse öffnen“ - wird vom Steuergerät 10 erfasst und ausgewertet. Gemäß dem Ergebnis der Auswertung werden dann vom Steuergerät 10 die beiden Aktuatoren 13, 43 betätigt.
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Auch ist es dem Steuergerät 10 möglich, die EPB-Aktuatoren 13, 43 unabhängig von einer Betätigung der Eingabe-Einrichtung und damit unabhängig vom Ansteuerwunsch des Fahrers zu betätigen. Eine solche Bestätigung erfolgt z. B. im Rahmen einer auch als Auto Hold oder Hill Hold bekannten Anfahrhilfe, die durch automatisches Schließen der EPB-Aktuatoren 13, 43 ein Wegrollen des Fahrzeugs auf einer geneigten Fahrbahn verhindert und durch automatisches Öffnen der EPB-Aktuatoren 13, 43 (z. B. in Abhängigkeit des Neigungswinkels und/oder dem vom Antriebsmotor des Fahrzeugs bereitgestellten Drehmoment) ein komfortables Anfahren des Fahrzeugs auf der geneigten Fahrbahn ermöglicht. Ferner können die EPB-Aktuatoren 13, 43 vom Steuergerät 10 angesteuert werden, um Bremsungen oder Notbremsungen selbstständig auszuführen, insbesondere als Rückfallebene beispielsweise im Remote Controlled Parking- (RCP-) Betrieb.
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2A zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel des Steuergeräts 10 aus 1 zur Ansteuerung der zwei EPB-Aktuatoren 13, 43. Es versteht sich, dass das in 2A dargestellte Steuergerät 10 in Bremsanlagen Verwendung finden kann, die von der Anlage aus 1 abweichen. Es versteht sich ferner, dass die nachfolgend unter Bezugnahme auf 2A beschriebenen Funktionen des Steuergeräts 10 auch auf ein System von zwei oder mehr Steuergeräten 10 verteilt werden könnte. So ist es insbesondere denkbar, jedem der beiden EPB-Aktuatoren 13, 43 aus Redundanzgründen ein separates Steuergerät 10 mit den in 2A dargestellten Schnittstellen zuzuordnen.
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Das Steuergerät 10 umfasst im Ausführungsbeispiel gemäß 2A einen Prozessor 100 sowie einen mit dem Prozessor 100 gekoppelten Speicher 102. Im Speicher 102 ist Programmcode gespeichert, der vom Prozessor 100 im Zusammenhang mit der Ansteuerung der EPB-Aktuatoren 13, 43 ausführbar ist. Ferner können im Speicher 102 Daten gespeichert werden, beispielsweise hinsichtlich eines den zwei EPB-Aktuatoren 13, 43 zugeordneten Freigabe-Codes.
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Das Steuergerät 10 umfasst ferner einen mit dem Prozessor 100 gekoppelten Hardware-Treiber 104 sowie Leistungselektronik in Gestalt einer mehrere Leistungstransistoren umfassenden H-Brücke 106. Der Hardware-Treiber 104 ist ausgebildet, die Leistungstransistoren der H-Brücke 106 unter Maßgabe eines vom Prozessor 100 empfangenen Steuersignals anzusteuern. Diese Ansteuerung kann auf einer Pulsweitmodulation basieren, um Drehzahlen der in den EPB-Aktuatoren 13, 43 verbauten Motoren einzustellen.
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Die H-Brücke 106 ist über geeignete Anschlüsse des Steuergeräts 10 (in 2A nicht dargestellt) mit einer Batterie 108 und damit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Die H-Brücke 106 ermöglicht es, die Versorgungsspannung für die EPB-Aktuatoren 13, 43 zuzuschalten sowie die Polarität der Versorgungsspannung (und damit die Drehrichtung der in den EPB-Aktuatoren 13, 43 verbauten Motoren) festzulegen.
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Die von der H-Brücke 106 erzeugten Ansteuersignale werden über eine Ansteuerschnittstelle 110 des Steuergeräts 10 und entsprechende Steuerleitungen (vgl. Bezugszeichen 17 und 47 in 1) den EPB-Aktuatoren 13, 43 (als Versorgungs-Signale) zugeführt. Der Prozessor 100, der Hardware-Treiber 104 und die H-Brücke 106 bilden daher zusammen eine Ansteuerschaltung, die ausgebildet ist, Ansteuersignale für die EPB-Aktuatoren 13, 43 zu erzeugen.
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Wie in 2A veranschaulicht, umfasst das Steuergerät 10 ferner einen Codierer 112 sowie einen Modulator 114. Der Codierer 112 ist ausgebildet, einen den EPB-Aktuatoren 13, 43 zugeordneten Freigabe-Code zu ermitteln. Dieser Freigabe-Code ist im Codierer 112 selbst hinterlegt oder wird vom Codierer 112 aus dem Speicher 102 gelesen.
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Der Freigabe-Code kann einer mehrstelligen Zahlenfolge entsprechen, wie beispielsweise „136976“. Der Freigabe-Code kann allgemein auf eine beliebige, in Signalform übermittelbare Weise definiert sein, solange er in der Lage ist, die EPB-Aktuatoren 13, 43 in ausreichend sicherer Weise zu individualisieren.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass den beiden EPB-Aktuatoren 13, 43 derselbe Freigabe-Code zugeordnet ist, wobei der den EPB-Aktuatoren 13, 43 zugeordnete Freigabe-Code sich jedoch von denjenigen Freigabe-Codes unterscheidet, die in anderen Fahrzeugen verbauten EPB-Aktuatoren zugeordnet sind. Der den beiden EPB-Aktuatoren 13, 43 zugeordnete Freigabe-Code individualisiert die beiden EPB-Aktuatoren 13, 43 in diesem Fall gegenüber in anderen Fahrzeugen verbauten EPB-Aktuatoren.
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Der vom Codierer 112 ermittelte Freigabe-Code wird nach Maßgabe eines vom Prozessor 100 erhaltenen Befehls vom Codierer 112 an einen Modulator 114 ausgegeben. Der Modulator 114 ist ausgebildet, den vom Codierer 112 erhaltenen Freigabe-Code auf das Ansteuersignal aufzumodulieren. Zu diesem Zweck ist der Modulator 114 im vorliegenden Ausführungsbeispiel an eine Ausgangsleitung der H-Brücke 106 gekoppelt. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Modulator 114 auch Teil des Hardware-Treibers 104 oder anderweitig implementiert sein.
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Das Ansteuersignal mit dem darauf aufmodulierten Freigabe-Code wird über die Schnittstelle 110 ausgegeben. Die Schnittstelle 110 weist daher eine Doppelfunktion auf, da sie sowohl als Ansteuerschnittstelle des Steuergeräts 10 bezüglich der EPB-Aktuatoren 13, 43 fungiert als auch als Sendeschnittstelle für den Freigabe-Code.
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2B zeigt ein Ausführungsbeispiel des EPB-Aktuators 13. Der andere EPB-Aktuator 43 gemäß 1 weist denselben Aufbau auf.
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Wie in 2B dargestellt, umfasst der EPB-Aktuator 13 eine Eingangsschnittstelle 200 für das vom Steuergerät 10 ausgegebene Ansteuersignal. Diese Schnittstelle 200 fungiert daher gleichzeitig als Ansteuerschnittstelle für einen Motor 202 des EPB-Aktuators 13 sowie als Empfangsschnittstelle für den auf das Ansteuersignal aufmodulierte Freigabe-Code.
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Ein Demodulator 204 des EPB-Aktuators 13 ist an eine oder mehrere Ansteuerleitungen 206 des EPB-Aktuators 13 gekoppelt, die von der Schnittstelle 200 zum Motor 202 verlaufen. Der Demodulator 404 ist ausgebildet, das auf das Ansteuersignal aufmodulierte Freigabe-Signal mit dem Freigabe-Code vom Ansteuersignal zu trennen und an einen Decodierer 208 auszugeben. Der Decodierer 208 ermittelt den Freigabe-Code anhand des vom Demodulator 204 ausgebenden Freigabe-Signals und gibt den Freigabe-Code an eine Auswerte-Einrichtung 210 aus.
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Die Auswerte-Einrichtung 210 ist allgemein dazu ausgebildet, den über die Schnittstelle 200 empfangenen Freigabe-Code auf der Grundlage des dem EPB-Aktuator 13 zugeordneten Freigabe-Codes zu verifizieren und eine Ansteuerung des Motors 202 bei positiv verifiziertem Freigabe-Code freizugeben. Zu diesem Zweck besitzt die Auswerte-Einrichtung 210 Zugriff auf einen Speicher 212 des EPB-Aktuators 13. Im Speicher 212 ist der dem EPB-Aktuator 13 zugeordnete Freigabe-Code abgespeichert, so dass bei einer Übereinstimmung des über die Schnittstelle 200 empfangenen Freigabe-Codes und des im Speicher 212 hinterlegten Freigabe-Codes der über die Schnittstelle 200 empfangene Freigabe-Code positiv verifiziert werden kann. In diesem Fall gibt die Auswerte-Einrichtung 210 eine Ansteuerung des Motors 202 frei. Lässt sich hingegen keine Übereinstimmung ermitteln, wird die Ansteuerung des Motors 202 nicht freigegeben. Der Fall, dass keine Übereinstimmung ermittelt werden kann, schließt die Fälle mit ein, dass kein Freigabe-Code über die Schnittstelle 200 empfangen wird, dass der Demodulator 204 kein Freigabe-Signal demodulieren kann und dass der Decodierer 208 nicht in der Lage ist, einen Freigabe-Code zu decodieren.
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Es darauf hinzuweisen, dass der dem EPB-Aktuator 13 zugeordnete Freigabe-Code auf unterschiedliche Art und Weise im Speicher 212 abgespeichert sein kann. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Freigabe-Code im Speicher 212 aus Sicherheitsgründen verschlüsselt hinterlegt ist und nur mittels eines der Auswerte-Einrichtung 210 bekannten Schlüssels zu den oben angegebenen Vergleichszwecken entschlüsselbar ist. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann der über die Schnittstelle 200 empfangene Freigabe-Code vom Steuergerät 10 verschlüsselt worden sein. In diesem Fall kann entweder im Speicher 212 oder in der Auswerte-Einrichtung 210 ein passender Schlüssel hinterlegt sein, um den verschlüsselt empfangenen Freigabe-Code zu entschlüsseln.
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Wie bereits erwähnt, gibt die Auswerte-Einrichtung 210 bei positiv verifiziertem Freigabe-Code eine Ansteuerung des Motors 202 frei. Zu diesem Zweck wird einer Aktuator-Steuerung 214 des EPB-Aktuators 13 ein entsprechender Ansteuerbefehl erteilt. Basierend auf dem von der Auswerte-Einrichtung 210 erhaltenen Ansteuerbefehl wird von der Aktuator-Steuerung 214 ein Schalter 216 angesteuert. Wie in 2B dargestellt, ist der Schalter 216 in wenigstens einer der Ansteuerleitungen 206 zwischen der Schnittstelle 200 und dem Motor 202 angeordnet. Basierend auf dem Ansteuerbefehl von der Auswerte-Einrichtung 210 bringt die Aktuator-Steuerung 214 bei positiv verifiziertem Freigabe-Code den Schalter 216 in eine geschlossene Stellung (oder belässt den Schalter 216 in seiner geschlossenen Stellung). In seiner Grundstellung kann der Schalter 216 hingegen geöffnet sein, um eine unberechtigte Ansteuerung des Motors 202 zu verhindern.
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In seiner geschlossenen Stellung ermöglicht der Schalter 216 eine Ansteuerung des Motors 202 auf der Grundlage des über die Schnittstelle 200 von dem Steuergerät 10 empfangenen Ansteuersignals. Die daraus resultierende Betätigung des Motors 202 bewirkt je nach Polarität des Ansteuersignals eine Bewegung des mit dem Motor 202 über ein Getriebe gekoppelten Radbremszylinders zum Öffnen oder Schließen der elektrischen Parkbremse.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß den
2A und
2B ist die Motor-Ansteuerschaltung (einschließlich des Prozessors
100, des Hardware-Treibers
104 und der Leistungselektronik H-Brücke 106) im Steuergerät
10 angeordnet. Aus diesem Grund handelt es sich bei dem EPB-Aktuator
13 um einen nicht-intelligenten Aktuator im Sinn der
DE 10 2007 059 687 A . Dies bedeutet auch, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel das über die Schnittstelle
200 empfangene Ansteuersignal dem Versorgungssignal des Motors
202 entspricht. Die Spannungsversorgung des EPB-Aktuators
13 geschieht daher über das Steuergerät
10. In diesem Zusammenhang kann der Schalter
216 in manchen Varianten ferner dazu ausgebildet sein, die Polarität der Versorgungsspannung einzustellen. Über die Einstellung der Polarität erfolgt eine Vorgabe hinsichtlich der Drehrichtung des Motors
202.
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Um eine ungewollte Ansteuerung des Motors 202 zu verhindern, kann die Versorgungsspannung in einer Variante erst dann vom Steuergerät 10 zugeschaltet werden, wenn eine Ansteuerung des Motors 202 tatsächlich erfolgen soll. So kann erst dann, wenn ein Fahrer zum Abstellen des Fahrzeugs die Eingabe-Einrichtung der elektrischen Parkbremse betätigt, vom Steuergerät 10 die Versorgungsspannung an die EPB-Aktuatoren 13, 43 angelegt werden. Das Freigabe-Signal mit dem Freigabe-Code kann zeitgleich auf das entsprechende Ansteuersignal aufmoduliert werden.
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Durch eine Unterbrechung der Spannungsversorgung durch den Schalter 216 kann generell eine Fehlansteuerung der Aktuatoren 13, 43 in sicherheitskritischen Fahrzuständen verhindert werden. Die optionale Einstellung der Polarität der Versorgungsspannung mittels des Schalters 216 ermöglicht eine zulässige Vorab-Auswahl der Drehrichtung des Motors 202, was ebenfalls eine Fehlansteuerung verhindert.
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In den 3A und 3B sind alternative Ausführungsbeispiele des Steuergeräts 10 und des EPB-Aktuators 13 dargestellt. Im Hinblick auf die 2A und 2B sind übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede näher erläutert werden.
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Wie in 3A dargestellt, umfasst das Steuergerät 10 einen dem Codierer 112 nachgeschalteten Signalerzeuger 302 anstelle des Modulators 114. Der Signalerzeuger 302 ist ausgebildet, auf der Grundlage des vom Codierer 112 empfangenen Freigabe-Codes ein Freigabe-Signal zu erzeugen und über eine Sendeschnittstelle 304 sowie eine der Sendeschnittstelle 304 nachfolgende Freigabeleitung 306 an den EPB-Aktuator 13 zu senden. Die Sendeschnittstelle 304 ist parallel zur Ansteuerschnittstelle 110 vorgesehen.
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Der EPB-Aktuator 13 gemäß 3B wiederum umfasst eine komplementäre Empfangsschnittstelle 402, die mit der Freigabeleitung 306 gekoppelt ist. Diese Empfangsschnittstelle 402 ist parallel zur Ansteuerschnittstelle 200 vorgesehen. Ein der Schnittstelle 402 nachfolgender Signalempfänger 404 ist dazu ausgebildet, das Freigabe-Signal zu empfangen und an den Decodierer 208 weiterzuleiten. Der Decodierer 208 verarbeitet das Freigabe-Signal, um den darin enthaltenen Freigabe-Code zu ermitteln, woraufhin sich die bereits oben erläuterten weiteren Operationen anschließen.
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Die hier beschriebenen Schnittstellen können als Steckkontakte oder anderweitige Kontakte ausgebildet sein. Die Schnittstellen können über Leitungen oder Bussysteme miteinander verbunden sein.
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Als Freigabe-Code kommt allgemein jeglicher zur Individualisierung geeigneter Code in Frage, beispielsweise eine Ziffernfolge aus vier, fünf oder mehr Ziffern (z. B. Zahlen). Der Freigabe-Code kann in binärer Form im Freigabe-Signal enthalten sein, so dass der Freigabe-Code als Bitfolge ausgedrückt werden kann. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Freigabe-Code direkt oder unter Verwendung eines Hilfssignals auf ein anderes Signal aufmoduliert werden (z. B. auf das Freigabe-Signal und/oder das Ansteuersignal). Das Aufmodulieren kann mittels Frequenz-, Phasen-, Amplituden- und/oder Pulsweitenmodulation erfolgen.
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Das Hinterlegen des oder der Freigabe-Codes im Steuergerät 10 sowie in den zugeordneten EPB-Aktuatoren 13, 43 kann am Ende der jeweiligen Herstellungsprozess erfolgen, beispielweise im Rahmen der End-Of-Line-Tests, oder bei deren Einbau in ein Kraftfahrzeug. Um die Freigabe-Codes bei einem Austausch von EPB-Komponenten wieder ermitteln zu können, werden zweckmäßigerweise den Komponenten zugeordnete Identifikationsnummern mit den entsprechenden Freigabe-Codes in einer Datenbank in Verbindung gesetzt.
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In einer Variante ist eine positive Verifizierung des Freigabe-Codes sowohl für ein Schließen als auch ein Lösen der elektrischen Parkbremse erforderlich. Gemäß einer anderen Variante ist eine positive Verifizierung lediglich für ein Lösen der elektrischen Parkbremse notwendig, um jederzeit (also auch einer negativen oder keiner Verifizierung des Freigabe-Codes) ein Nachspannen der elektrischen Parkbremse zu ermöglichen. In diesem Fall ist noch immer ein Schutz vor einem unberechtigten Lösten der elektrischen Parkbremse gewährleistet. Auch eine zeitlich begrenzte Freigabe der elektrischen Parkbremse zumindest in Löserichtung ist denkbar, beispielweise für die Dauer der eingeschalteten Zündung. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist auch eine Freigabe der elektrischen Parkbremse zumindest in Löserichtung über Funk denkbar.
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Ein mögliches Anwendungsgebiet der hier vorgestellten technischen Lehren sind Fahrzeuge, die mit einem Automatikgetriebe ohne mechanische Getriebesperrre ausgerüstet sind. Aufgrund des Entfalls der mechanischen Getriebesperre ist kein ausreichender Diebstahlschutz des abgestellten Fahrzeugs mehr gegeben, da herkömmliche elektrische Parkbremsen auf einfache Weise durch unberechtigte Dritte gelöst werden können.
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Die Verwendung von individualisierenden Freigabe-Codes zumindest für das Lösen der EPB-Aktuatoren kann - neben anderen Zwecken - insbesondere einen verbesserten Diebstahlschutz gewährleisten. Zusätzlich hierzu können die EPB-Aktautoren mechanisch vor Gewalteinwirkungen von außen geschützt werden. So kann ein Aktuator-Gehäuse aus Metall gefertigt sein. Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Aktuator-Gehäuseteile mit besonderen Schrauben oder anderweitigen Befestigungsmitteln verbunden sein, die nicht mit herkömmlichen Werkzeugen gelöst werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19732168 A [0003, 0038]
- DE 102007059687 A [0004, 0006, 0008, 0025, 0059]
