DE102017119396A1

DE102017119396A1 - Brake-by-wire-system

Info

Publication number: DE102017119396A1
Application number: DE102017119396.0A
Authority: DE
Inventors: Eric E. Krueger; Brandon C. Pennala; Christopher C. Chappell; Alan J. Houtman; Kevin S. Kidston; Patrick J. Monsere; Michael C. Roberts; Paul A. Kilmurray; Steven J. Weber
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2018-03-01
Also published as: CN107839678A; US20180056961A1

Abstract

Ein Fahrzeug umfasst eine Vielzahl von elektronischen Bremssystem(EBS)-Steuerungen, die dazu konfiguriert ist, mindestens ein Bremsereignis und eine Vielzahl von Bremsanlagen zu erfassen. Jede Bremsanlage ist mit einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs gekoppelt und enthält ein verbessertes intelligentes Stellglied. Das verbesserte intelligente Stellglied umfasst ferner ein elektromechanisches Stellglied und mindestens einen Leistungskreis. Das elektromechanische Stellglied ist so konfiguriert, dass es eine Drehmomentkraft einstellt, die auf das jeweilige Rad ausgeübt wird. Der mindestens eine elektronische Leistungskreis ist so konfiguriert, dass er ein hochfrequent geschaltetes Hochleistungsstrom-Antriebssignal ausgibt, das das elektromechanische Stellglied antreibt. Die EBS-Steuerung steuert eine erste Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern, die die verbesserten intelligenten Stellglieder der ersten Gruppe ausschließen.

Description

HINTERGRUND
Die hierin offenbarte Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugbremssysteme und insbesondere auf ein Fahrzeug mit einem Brake-by-Wire-System (BBW-System).
Gegenwärtige industrielle Automobiltrends zur Reduzierung der Anzahl der gesamten mechanischen Komponenten des Fahrzeugs und des Gesamtgewichts des Fahrzeugs haben zur Entwicklung von System-by-Wire-Anwendungen beigetragen, die typischerweise als X-by-Wire-Systeme bezeichnet werden. Ein solches X-by-Wire-System, das vor kurzem mehr Aufmerksamkeit erlangt hat, ist ein Brake-by-Wire(BBW)-System, das manchmal als elektronisches Bremssystem (EBS) bezeichnet wird.
Im Gegensatz zu herkömmlichen mechanischen Bremssystemen betätigen BBW-Systeme eine oder mehrere Fahrzeugbremskomponenten über ein elektrisches Signal, das von einem Bordprozessor/einer Steuerung erzeugt oder von einer außerhalb des Fahrzeugs befindlichen Quelle empfangen wird. In einigen Systemen wird ein BBW-System durch das Ersetzen einer herkömmlichen hydraulischen Fluid-basierten Betriebsbremsanlage mit einem elektrischen Basissystem durchgeführt, um grundlegende Bremsfunktionen auszuführen. Ein solches System ist typischerweise mit einem manuell betätigten Sicherungssystem versehen, das hydraulisch betätigt werden kann.
Da BBW-Systeme in der Regel jegliche direkten mechanischen Verbindungen und/oder hydraulischen Kraftübertragungswege zwischen dem Fahrzeugführer und den Bremssteuereinheiten entfernen, wurde viel Aufmerksamkeit auf die Gestaltung von BBW-Steuersystemen und Steuerungsarchitekturen gelegt, die einen zuverlässigen und robusten Betrieb gewährleisten. Es wurden verschiedene Designtechniken implementiert, um die Zuverlässigkeit des BBW-Systems zu fördern, einschließlich beispielsweise Redundanz, Fehlertoleranz gegenüber unerwünschten Ereignissen (z. B. Ereignisse, die Steuersignale, Daten, Hardware, Software oder andere Elemente solcher Systeme betreffen), Fehlerüberwachung und Wiederherstellung. Ein Entwurfsansatz zur Bereitstellung von Fehlertoleranz, der in BBW-Steuersystemen verwendet wurde, bestand darin, ein mechanisches Sicherungssystem einzuschließen, das als ein alternatives Mittel zum Bremsen des Fahrzeugs verwendet werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein fehlertolerantes elektronisches Brake-by-Wire(BBW)-System enthält. Das Fahrzeug umfasst eine Vielzahl von elektronischen Bremssystem(EBS)-Steuerungen, die dazu konfiguriert ist, mindestens ein Bremsereignis und eine Vielzahl von Bremsanlagen zu erfassen. Jede Bremsanlage ist mit einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs gekoppelt und enthält ein verbessertes intelligentes Stellglied. Das verbesserte intelligente Stellglied umfasst ferner ein elektromechanisches Stellglied und mindestens einen Leistungskreis. Das elektromechanische Stellglied ist so konfiguriert, dass es eine Drehmomentkraft einstellt, die auf das jeweilige Rad ausgeübt wird. Der mindestens eine elektronische Leistungskreis ist so konfiguriert, dass er ein hochfrequent geschaltetes Hochleistungsstrom-Antriebssignal ausgibt, das das elektromechanische Stellglied antreibt. Die EBS-Steuerung steuert eine erste Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern, die die verbesserten intelligenten Stellglieder der ersten Gruppe ausschließen.
Gemäß einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst ein Fahrzeug mit einem fehlertoleranten elektronischen Brake-by-Wire(BBW)-System eine Vielzahl von elektronischen Bremssystem(EBS)-Steuerungen, die konfiguriert sind, um mindestens ein Bremsereignis und eine Vielzahl von Bremsanlagen zu erfassen. Jede Bremsanlage ist mit einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs gekoppelt und enthält ein verbessertes intelligentes Stellglied. Das verbesserte intelligente Stellglied umfasst ferner ein elektromechanisches Stellglied und mindestens einen elektronischen Leistungskreis. Das verbesserte intelligente Stellglied ist so konfiguriert, dass es eine Drehmomentkraft einstellt, die auf das jeweilige Rad ausgeübt wird. Dieser mindestens eine elektronische Leistungskreis ist so konfiguriert, dass er ein hochfrequenzgeschaltetes Hochleistungsstrom-Antriebssignal ausgibt, das das elektromechanische Stellglied antreibt. Jede EBS-Steuerung unter der Vielzahl von EBS-Steuerungen steht in Signalverbindung mit jeder Bremsanlage unter der Vielzahl von Bremsanlagen.
Gemäß einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Steuern eines fehlertoleranten elektronischen Brake-by-Wire(BBW)-Systems das Erfassen einer Bremsanforderung, um wenigstens ein Rad des Fahrzeugs zu bremsen. Das Verfahren umfasst ferner das Ausgeben eines ersten Datenbefehlssignals über eine erste elektronische Bremssystem(EBS)-Steuerung, um eine erste Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unter einer Vielzahl von verbesserten intelligenten Stellgliedern zu steuern. Das Verfahren umfasst ferner das Ausgeben eines zweiten Datenbefehlssignals über eine zweite EBS-Steuerung, um eine zweite Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unter der Vielzahl von verbesserten intelligenten Stellgliedern zu steuern, wobei die zweite Gruppe die verbesserten intelligenten Stellglieder der ersten Gruppe ausschließt. Das Verfahren umfasst ferner das Steuern jedes verbesserten intelligenten Stellglieds unabhängig voneinander unter Verwendung mindestens eines der ersten und zweiten Datenbefehlssignale.
Die vorstehend genannten Eigenschaften und Funktionen gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen und Patentansprüchen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht, worin gilt:
1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem fehlertoleranten BBW-System gemäß einer Ausführungsform;
2 veranschaulicht ein verbessertes intelligentes Stellglied, das in einer Bremsanlage gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform integriert ist;
3A ist eine schematische Ansicht eines BBW-Systems, das auf einer Split-EBS-Steuerung-Topologie gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform basiert;
3B ist eine schematische Ansicht eines BBW-Systems, das auf einer Split-EBS-Steuerung-Topologie basiert, gemäß einer anderen nicht einschränkenden Ausführungsform;
3C ist eine schematische Ansicht eines BBW-Systems, basierend auf einer Full-EBS-Steuerung-Topologie gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Vielzahl von EBS-Steuerungen darstellt, die in einem BBW-System gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform enthalten sind; und
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines fehlertoleranten BBW-Systems gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform darstellt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
Verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen stellen ein fehlertolerantes BBW-System bereit, das eine Datenschnittstelle enthält, die elektronische Bremssystem(EBS)-Steuerungen und verbesserte intelligente Bremsstellglieder verbindet. In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Fahrzeug eine Vielzahl von Bremsanlagen. Jede Bremsenanordnung integriert darin ein elektromechanisches Stellglied, einen Leistungskreis, der das elektromechanische Stellglied antreibt, und eine Stellgliedsteuerung.
Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform wird ein erstes verbessertes intelligentes Stellglied, das in einer ersten Bremsanlage enthalten ist, durch eine erste EBS-Steuerung gesteuert, während ein zweites verbessertes intelligentes Stellglied, das in einer zweiten Bremsanlage enthalten ist, durch eine zweite EBS-Steuerung gesteuert wird. Jede EBS-Steuerung kann Niederspannungs-Datenbefehlssignale an eine jeweilige Bremsanlage über eine Niederspannungs-Benachrichtigungsbasierte Schnittstelle, wie beispielsweise einen CAN(Controller Area Network)-Bus, ausgeben. Dementsprechend ist ein flexibles BBW-System vorgesehen, das eine flexible Designwahl, eine Drahtlängenverringerung und eine flexible Bremsenalgorithmenimplementierung ermöglicht, während immer noch eine Fehlertoleranz in dem System eingesetzt wird.
Mit Bezug auf 1 ist ein Fahrzeug 100 mit einem fehlertoleranten BBW-System 102, das konfiguriert ist, um das Bremsen des Fahrzeugs 100 elektronisch zu steuern, gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform dargestellt. Das Fahrzeug 100 wird gemäß einem Antriebsstrangsystem angetrieben, das einen Motor 104, ein Getriebe 108 und ein Verteilergetriebe 110 beinhaltet. Der Motor 104 umfasst beispielsweise einen Verbrennungsmotor 104, der so konfiguriert ist, dass er ein Antriebsdrehmoment erzeugt, das die Vorderräder 112a und 112b und die Hinterräder 114a und 114b unter Verwendung verschiedener Komponenten des Fahrzeugantriebs antreibt. In dem Fahrzeug 100 können verschiedene Arten von Motoren 104 verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf z. B. einen Dieselmotor, einen Benzinmotor, ein Batterie-Elektrofahrzeug mit einem Elektromotor und einen Hybridmotor, der einen Verbrennungsmotor mit einem Kombi-Elektromotor. Der Fahrzeugantriebsstrang kann so verstanden werden, dass er die verschiedenen Antriebsstrangkomponenten umfasst, mit Ausnahme des Motors 104. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform wird das Motor-Antriebsmoment über eine drehbare Kurbelwelle (nicht dargestellt) auf das Getriebe 108 übertragen. Somit kann das an das Getriebe 108 gelieferte Drehmoment auf verschiedene Arten einschließlich beispielsweise durch Steuerbetrieb des Motors 104 eingestellt werden, was Fachleute verstehen werden.
Das fehlertolerante BBW-System 102 umfasst eine Pedalanordnung 116, Bremsanlagen 118a–118d (d. h. Bremseckenmodule), eine oder mehrere Stellgliedeinheiten 120a–120d, einen oder mehrere Radsensoren 122a und 122b und eine elektronische Bremssystem(EBS)-Steuerung 200. In zumindest einer Ausführungsform umfassen die Stellgliedeinheiten 120a–120d mindestens ein verbessertes intelligentes Stellglied 203 (2). Obwohl zwei Radsensoren gezeigt sind, versteht sich jedoch, dass vier Radsensoren enthalten sein können. Desgleichen versteht es sich, dass, obwohl vier Bremsanlagen dargestellt sind, eine unterschiedliche Anzahl von Bremsanlagen (z. B. zwei Bremsanlagen) ohne Änderung des Umfangs der Erfindung enthalten sein kann.
Unter Bezugnahme auf 2, umfasst das verbesserte intelligente Stellglied 203 eine Stellgliedsteuerung 201, ein elektronisch gesteuertes Stellglied 120, wie beispielsweise einen elektronischen Bremssattel (e-Bremssattel) 203 und eine Stellgliedantriebseinheit 202. Die Stellgliedantriebseinheit 202 kann einen oder mehrere elektronische Leistungskreise umfassen. Das Kombinieren der Stellgliedsteuerung 201, des Stellglieds 120 und der Stellgliedantriebseinheit /des Leistungskreises 202, um ein verbessertes intelligentes Stellglied 203 zu bilden, das in eine einzelne Bremsanlage 118 integriert ist, bietet eine schnelle, robuste und diagnosefähige Kommunikation zwischen dem EBS 200 und jeder jeweiligen Stellgliedsteuerung 201, bei gleichzeitiger Reduzierung der Datenlatenz.
Die Aktuatorsteuerung 201 gibt selektiv ein Niedrigleistungs-Befehlssignal (z. B. ein Niedrigleistungs-Digitalsignal) aus, das die Stellgliedantriebseinheit 202 als Reaktion auf ein oder mehrere erkannte Bremsereignisse initiiert. Die Stellgliedsteuerung 201 ist auch so konfiguriert, dass sie eine Flash-Software speichert, um Flexibilität für die Produktionsimplementierung zu schaffen. Auf diese Weise sind die Gesamtzahl der Komponenten und die Verbindungskomplexität des fehlertoleranten BBW-Systems 102 gegenüber herkömmlichen BBW-Systemen reduziert. Zusätzlich eliminiert das verbesserte intelligente Stellglied 203 auch Langstrecken-Hochstrom-Schaltdrähte, wodurch EMI-Emissionen, die typischerweise bei herkömmlichen BBW-Systemen auftreten, verringert oder sogar eliminiert werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist die Pedalbaugruppe 116 mit der EBS-Steuerung 200 in Signalkommunikation und beinhaltet ein Bremspedal 124, einen Pedalkraftsensor 126 und einen Pedalwegsensor 128. Die EBS-Steuerung 200 ist konfiguriert zum Erfassen von Bremspedalweg und/oder auf das Bremspedal aufgebrachter Bremskraft 124 basierend auf jeweiligen Signalausgaben von Pedalkraftsensor 126 und Pedalwegsensor 128. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist der Pedalkraftsensor 126 als ein Druckwandler oder ein anderer geeigneter Drucksensor ausgebildet, der so konfiguriert ist, dass er einen von dem Bediener von Fahrzeugs 100 auf das Bremspedal 124 ausgeübten Aufbringungsdruck oder Kraft präzise erfassen, messen oder anderweitig bestimmen kann. Der Pedalwegsensor 128 kann als ein Pedalpositions- und ein Bereichssensor konfiguriert oder eingestellt sein, sodass er die relative Position und die Fahrtrichtung des Bremspedals 124 entlang eines festen Bewegungsbereichs präzise erfasst, misst oder anderweitig bestimmt, wenn das Bremspedal 124 heruntergedrückt oder betätigt wird.
Die Messungen oder Messwerte, die durch den Pedalkraftsensor 126 und den Pedalwegsensor 128 erhalten werden, sind übertragbar oder mit einem oder mehreren EBS-Steuerungen 200 kommunizierbar oder sind ansonsten so bestimmbar, wie es für die Verwendung mit einem oder mehreren in dem Speicher der EBS-Steuerung 200 gespeicherten Bremsalgorithmen erforderlich ist. Die EBS-Steuerung 200 ist auch konfiguriert, um eine entsprechende Bremsanforderung oder ein Bremsereignis als Reaktion auf die erkannten und aufgezeichneten Messungen oder Messwerte, die von den Radsensoren 122a–122b ausgegeben werden, zu berechnen, auszuwählen und/oder zu bestimmen. Basierend auf der bestimmten Bremsanforderung oder dem Bremsereignis gibt die EBS-Steuerung 200 ein Niederspannungs-Datenbefehlssignal aus, das eine Bremswirkung aufruft, um das Fahrzeug 100 zu verlangsamen, wie dies hier ausführlicher erörtert wird.
Die Radsensoren 122a–122b können verschiedene Arten von Fahrzeugdaten bereitstellen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, Fahrzeugwinkel in Bezug auf den Untergrund und Radschlupf. In zumindest einer Ausführungsform kann das fehlertolerante BBW-System 102 einen oder mehrere Objekterkennungssensoren 129 umfassen, die an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs 100 angeordnet sind. Die Objekterkennungssensoren 129 sind konfiguriert zum Erfassen der Bewegung und/oder Existenz von verschiedenen Objekten, die das Fahrzeug umgeben, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, umgebende Fahrzeuge, Fußgänger, Verkehrszeichen und Fahrbahn-Gefahrstellen. Die EBS-Steuerung 200 kann ein Szenario (z. B. eine Anforderung und/oder ein Bedarf) bestimmen, um das Fahrzeug auf der Grundlage der von der Pedaleinheit 116, den Radsensoren 122a–122d und/oder dem Objekterkennungssensor 129 bereitgestellten Daten zu verlangsamen und/oder zu stoppen. In Reaktion auf das Bestimmen des Bremsszenarios kommuniziert die EBS-Steuerung 200 ein Bremsbefehlssignal an eine oder mehrere Bremsanlagen 118a–118d zum Verlangsamen oder Anhalten des Fahrzeugs 100.
In mindestens einer Ausführungsform gibt die EBS-Steuerung 200 über eine Datenverbindung ein Niederspannungs-Datensignal (z. B. ein digitales Bremsbefehlssignal) an eine Treiberkomponente oder eine Stromversorgungsschaltung aus. In mindestens einer Ausführungsform werden ein oder mehrere Bremsbefehlssignale über einen oder mehrere Befehlssignal-Übertragungskanäle übertragen, oder Leitungen initiieren den Betrieb eines Treibers, der einen Stellantrieb der Bremsanlage 118a–118d antreibt. Die Signalübertragungskanäle können gemäß verschiedener Kommunikationsprotokolle aufgebaut sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, FlexRay^TM, Ethernet und eine Niederspannungs-Benachrichtigungsbasierte Schnittstelle, wie beispielsweise einen CAN(Controller Area Network)-Bus. FlexRay^TM ist ein hochgeschwindigkeits- und fehlertolerantes zeitgesteuertes Protokoll mit statischen und dynamischen Frames. FlexRay^TM kann hohe Datenraten von bis zu 10 Mbit/s unterstützen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann das fehlertolerante BBW-System 102 auch ein Trennmodul (nicht in 1 dargestellt) und eine oder mehrere Leistungsquellen (nicht in 1 dargestellt) aufweisen. Das Trennmodul kann als elektrische Schaltung ausgebildet sein und ist so konfiguriert, dass es Wire-to-Wire-Kurzschlüsse auf einer Signalleitungsschaltung (Signaling Line Circuit – SLC) schaltet. Das Trennmodul begrenzt auch die Anzahl der Module oder Detektoren, die durch einen Schaltungsfehler (z. B. Masseschluss/Spannungsschluss, Überspannung usw.) auf der SLC-Schleife oder durch einen Schaltungsfehler einer oder mehrerer Leistungsquellen 204a und 204b in Betrieb genommen werden können (z. B. Unterspannung, Überspannung, usw.). Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das Trennmodul, wenn ein Schaltungsfehlerzustand auftritt, die SLC-Schleife automatisch erzeugen und unterbrechen (trennen), um die Bremsanlagen 118a–118d von einem Schaltungsfehlerzustand zu trennen. Zusätzlich kann, wenn ein Ausfall einer Leistungsquelle auftritt, das Trennmodul die ausgefallene Leistungsquelle unter Beibehaltung der verbleibenden Leistungsquellen trennen. Auf diese Weise stellt das fehlertolerante BBW-System 102 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform wenigstens ein fehlertolerantes Merkmal bereit, das es einer oder mehreren Bremsanlagen 118a–118d ermöglichen kann, einen Ausfall zu vermeiden, falls ein Schaltungsfehlerzustand in dem EBS 200 auftritt. Wenn der Schaltungsfehlerzustand behoben wird, kann das Trennmodul den isolierten Abschnitt der SLC-Schleife, z. B. die Bremsanlagen 118a–118d, automatisch wieder verbinden.
In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die EBS-Steuerung 200 programmierbaren Speicher (nicht in 1 dargestellt) und einen Mikroprozessor (nicht dargestellt). Auf diese Weise ist die EBS-Steuerung 200 in der Lage, schnell die erforderliche Steuerlogik zum Implementieren und Steuern der Stellglieder 120a–120d durch Verwenden eines Bremspedal-Übergangslogik-Verfahrens oder Algorithmus, der im Speicher programmiert oder gespeichert ist, auszuführen.
Die EBS-Steuerung 200 (z. B. der Speicher) kann mit einer oder mehreren Bremsmoment-Nachschlagetabellen (LUTs), d. h. Bremsmoment-Datentabellen, die vom Mikroprozessor leicht zugänglich sind, um einen Bremsalgorithmus durchzuführen oder auszuführen, vorgeladen oder vorprogrammiert sein. In zumindest einer Ausführungsform speichert die Bremsmoment-LUT aufgezeichnete Messungen oder Messwerte des Pedalkraftsensors 126 und enthält eine zugeordnete befohlene Bremsanforderung, die für jede der erfassten Kraftmessungen geeignet ist, wie sie durch den Pedalkraftsensor 126 bestimmt wird. In einer ähnlichen Weise speichert die EBS-Steuerung 200 eine Pedalpositions-LUT, die den Messungen oder Messwerten des Pedalwegsensors 128 entspricht und eine angewiesene Bremsanforderung für die erfasste Position des Pedalwegsensors 128 enthält.
In 3A–3C sind verschiedene Ausführungsformen eines BBW-Systems dargestellt. Zunächst mit Bezug auf 3A (und auch unter zeitweiliger Bezugnahme auf 2) ist ein fehlertolerantes BBW-System 102 basierend auf einer Split-EBS-Steuerung-Topologie gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform dargestellt. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet die Split-EBS-Steuerung-Topologie eine erste EBS-Steuerung 200a und eine zweite EBS-Steuerung 200b. Die erste EBS-Steuerung 200a steht in elektrischer Verbindung mit einer ersten Bremsanlage 118b, die konfiguriert ist, um ein erstes Rad 112b zu bremsen, das sich an einer Beifahrerseite des Fahrzeugs 100 befindet (z. B. das beifahrerseitige Rad 112b) und eine zweite Bremsanlage 118d, um ein zweites Rades 114a zu bremsen, das diagonal von der ersten Bremsanlage 118b angeordnet ist, d. h. an der Fahrerseite des Fahrzeugs 100 (z. B. das hintere fahrerseitige Rad 114a). Ähnlich steht die zweite EBS-Steuerung 200b in elektrischer Verbindung mit einer dritten Bremsanlage 118a, die konfiguriert ist, um ein an der Fahrerseite des Fahrzeugs 100 angeordnetes drittes Rad 112a (z. B. das vordere fahrerseitige Rad 112a) zu bremsen und eine vierte Bremsanlage 118c, um ein viertes Rad 114b zu bremsen, das diagonal von der dritten Bremsanlage 118c angeordnet ist, d. h. an der Beifahrerseite des Fahrzeugs 100 (z. B. dem hinteren beifahrerseitigen Rad 114b). Dementsprechend kann die in 3A gezeigte Split-Steuerung-Topologie als eine diagonale Split-Steuerung-Topologie bezeichnet werden. Auf diese Weise können die ersten und zweiten EBS-Steuerungen 200a und 200b so konfiguriert sein, dass sie eine erste Gruppe von Bremsanlagen unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern steuern, die die Bremsanlagen der ersten Gruppe ausschließen.
In einer anderen Ausführungsform kann die Split-Steuerung-Topologie als eine Front-/Heck-Split-Steuerung-Topologie konstruiert werden, wie in 3B dargestellt. In dieser Ausführungsform befindet sich die erste EBS-Steuerung 200a in elektrischer Verbindung mit der Bremsanlage 118a, die an der vorderen Fahrerseite des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, und der Bremsanlage 118d, die sich an der hinteren Fahrerseite des Fahrzeugs 100 befindet. Ähnlich steht die zweite EBS-Steuerung 200b in elektrischer Verbindung mit der Bremsanlage 118b, die an der Beifahrerseite des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, und der Bremsanlage 118c, die sich an der Beifahrerseite des Fahrzeugs 100 befindet.
Die Bremsanlagen 118a–118d steuern das Bremsdrehmoment, das auf ein jeweiliges Rad 112 und 112b und 114a und 114b angewendet wird. Jede Bremsanlage 118a–118d enthält ein integriertes verbessertes intelligentes Stellglied 203a–203d. Wie oben mit Bezug auf 2 gezeigt ist, umfassen die verbesserten intelligenten Stellglieder 203a–203d eine Stellgliedsteuerung, ein elektronisch gesteuertes Stellglied, wie beispielsweise einen elektronischen Bremssattel (e-Bremssattel) und elektronische Leistungskreise, die zu einer einzigen Bremsanlage 118a–118d kombiniert sind.
Das Stellglied (z. B. Motor) arbeitet in Reaktion auf einen hochfrequent geschalteten Hochleistungsstromausgang durch einen jeweiligen Leistungskreis und treibt wiederum den E-Bremssattel an, der eine variable (d. h. einstellbare) Reibungskraft anwendet, um ein jeweiliges Rad 112a und 112b und 114a–114b zu verlangsamen, in Reaktion gemäß eines durch den Fahrzeugführer eingegebenen Stoppbefehls. Die elektronischen Leistungskreise können verschiedene Leistungselektronikkomponenten umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf H-Brücken, Kühlkörper, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), Controller Area Network(CAN)-Sender-Empfänger oder Temperatur- oder Stromsensoren.
Jeder in eine jeweilige Bremsanlage 118a–118d integrierte elektronische Leistungskreis ist so konfiguriert, dass er ein konstantes Hochleistungssignal und auch ein Niedrigleistungs-Befehlssignal empfängt. Das Hochleistungssignal (z. B. Hochstrom) wird von einer oder mehreren Leistungsquellen 204a und 204b ausgegeben, die sich am Fahrzeug 100 befinden. Das Niedrigleistungs-Befehlssignal wird von einer oder mehreren EBS-Steuerungen 200a und 200b ausgegeben und kann einem jeweiligen Leistungskreis befehlen, den E-Bremssattel anzutreiben, was wiederum die auf ein jeweiliges Rad 112a und 112b und 114a und 114b angewendete Bremskraft einstellt. Da die Leistungskreise in einer jeweiligen Bremsanlage 118a–118d integriert sind, können sich die Leistungskreise in unmittelbarer Nähe eines jeweiligen verbesserten intelligenten Stellglieds 203a–203d befinden. Auf diese Weise kann die Länge der Hochstromdrähte, die die schaltenden Hochfrequenzstromsignale (dargestellt als gestrichelte Pfeile) zum Ansteuern eines jeweiligen verbesserten intelligenten Stellglieds 203a–203d liefern, reduziert werden. In zumindest einer Ausführungsform kann die Leistungselektronik dem jeweiligen verbesserten intelligenten Stellglied 203a–203d anliegen, um herkömmliche Hochstromdrähte, die typischerweise erforderlich sind, um geschaltete hochfrequente Hochstromsignale zu den verbesserten intelligenten Stellgliedern 203a–203d zu liefern, vollständig zu eliminieren.
Wie in 4 gezeigt, befindet sich die erste EBS-Steuerung 200a entfernt von der zweiten EBS-Steuerung 200b. Dementsprechend können die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b so konfiguriert sein, dass sie eine erste Gruppe von Bremsanlagen unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern steuern, die die Bremsanlagen der ersten Gruppe ausschließen. So können beispielsweise die EBS-Steuerungen 200a und 200b eine erste Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern steuern, die die verbesserten intelligenten Stellglieder der ersten Gruppe ausschließen.
Die EBS-Steuerungen 200a und 200b empfangen ein oder mehrere Eingabedatensignale 300, die von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren (z. B. Radsensoren 122a–122d) geliefert werden, und geben ein oder mehrere Ausgabedatensignale 302 an eine oder mehrere elektronische Leistungskreise aus, die in einem jeweils verbesserten intelligenten Stellglied 203a–203d integriert sind. In mindestens einer Ausführungsform steht die erste EBS-Steuerung 200a in elektrischer Verbindung mit der zweiten EBS-Steuerung 200b. Auf diese Weise können die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b Daten miteinander teilen. Auf diese Weise können die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b auch verschiedene Daten 304 untereinander teilen. Die gemeinsam genutzten Daten umfassen beispielsweise erkannte Bremsanforderungen und Diagnoseergebnisse, die nach Durchführung von Selbstdiagnosetests erhalten wurden.
Weiterhin mit Verweis auf 4 enthält jede EBS-Steuerung 200a und 200b einen Hardwareprozessor 306 und einen Speicher 308, der ausführbare Befehle speichert, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Bremsalgorithmen und Selbstdiagnosealgorithmen. Der Hardwareprozessor 306 ist so konfiguriert, dass er die in dem Speicher 308 gespeicherten Befehle liest und ausführt, um das fehlertolerante BBW-System 102 zu steuern, wie dies hierin detaillierter beschrieben wird.
Zu 3A zurückkehrend überwachen die EBS-Steuerungen 200a und 200b den Zustand des Fahrzeugs 100 auf der Grundlage von Eingaben, die von einem oder mehreren Sensoren bereitgestellt werden. Die Sensoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf die Radsensoren 122a–122d und Datensignale, die von der Pedaleinheit 116 ausgegeben werden. Obwohl in 3A nicht dargestellt, enthält die Pedaleinheit 116 verschiedene Sensoren, die das Pedal 124 überwachen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Pedalkraftsensor und einen Pedalwegsensor. Die Ausgaben des Pedalkraftsensors und des Pedalwegsensors können sowohl der ersten EBS-Steuerung 200a als auch der zweiten EBS-Steuerung 200b zugeführt werden, um eine Ausgaberedundanz zu liefern. Basierend auf dem Zustand des Fahrzeugs 100 bestimmt die erste EBS-Steuerung 200a und/oder die zweite EBS-Steuerung 200b, ob ein Bremsereignis aufgerufen werden soll, um das Fahrzeug 100 zu verlangsamen und/oder zu stoppen. Wenn ein Bremsereignis bestimmt wird, geben die ersten und zweiten EBS-Steuerungen 200a und 200b jeweils ein Niederspannungs-Datenbefehlssignal an eine jeweilige Bremsanordnung 118a–118d aus.
So gibt beispielsweise die erste EBS-Steuerung 200a ein Bremsereignis-Datenbefehlssignal an einen erstes verbesserte intelligente Stellglied 203b aus, das in einer ersten Bremsanlage 118b integriert ist, und an ein zweites verbessertes intelligente Stellglied 203d, das in einer zweiten Bremsanlage 118d integriert ist, aus. Die zweite EBS-Steuerung 200b gibt Bremsereignisdaten-Befehlssignale an ein drittes verbessertes intelligentes Stellglied 203a, das in einer dritten Bremsanlage 118a integriert ist, und an ein viertes verbessertes intelligentes Stellglied 203c, das in einer vierten Bremsanlage 118c integriert ist, aus. In zumindest einer Ausführungsform kommunizieren die EBS-Steuerungen 200a und 200b elektrisch mit den verbesserten intelligenten Stellgliedern 203a–203d über eine Kommunikationsschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle umfasst, ist aber nicht beschränkt auf, FlexRay^TM, Ethernet und eine Niederspannungs-Benachrichtigungsbasierte Schnittstelle, wie beispielsweise einen CAN(Controller Area Network)-Bus. Auf diese Weise können zusätzliche Ausgaben bequem zu dem fehlertoleranten BBW-System 102 hinzugefügt werden, ohne dass eine zusätzliche schwere Verdrahtung erforderlich ist.
Durch das Implementieren einer Niederspannungs-Benachrichtigungsbasierten Schnittstelle können auch die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b zweckmäßigerweise Daten miteinander kommunizieren. Auf diese Weise kann die erste EBS-Steuerung 200a die zweite EBS-Steuerung 200b über verschiedene erkannte Bremsereignissen informieren und umgekehrt. Die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b können auch Selbstdiagnosedaten untereinander teilen. Daher kann jede Steuerung Daten vergleichen, die voneinander empfangen werden, um das fehlertolerante BBW-System 102 zu diagnostizieren, z. B. um zu bestimmen, ob das fehlertolerante BBW-System 102 korrekt arbeitet.
Die Leistungskreise, die mit jedem jeweiligen verbesserten intelligenten Stellglied 203a und 203d integriert sind, empfangen ein Hochleistungs-Eingangssignal (z. B. Hochleistungs-Eingangsstrom) von einer oder mehreren Leistungsquellen 204a und 204b. Das Hochleistungs-Eingangssignal kann ein Hochleistungs-Stromsignal im Bereich von ungefähr 0 Ampere bis ungefähr 200 Ampere umfassen. In mindestens einer Ausführungsform werden die Hochleistungssignale durch Lastverteilung zwischen dem Gerät oder, wenn sie isoliert sind und nur eine Stromquelle verwenden, durchgeführt.
Als Reaktion auf das Empfangen eines Bremsereignis-Befehlssignals von einer jeweiligen EBS-Steuerung 200a und 200b ist jeder Leistungskreis 202a und 202d so konfiguriert, dass er ein hochfrequenzgeschaltetes Hochleistungssignal an ein jeweiliges elektromechanischen Stellglied ausgibt, das mit einem jeweiligen verbesserten intelligenten Stellglied 203a–203d integriert ist. So kann beispielsweise die erste EBS-Steuerung 200a ein erstes Bremsereignis-Befehlssignal an den in einer ersten Bremsanlage 118b integrierten ersten Leistungskreis ausgeben und/oder ein zweites Bremsereignis-Befehlssignal an den in einer zweiten Bremsanlage 118d integrierten zweiten Leistungskreis ausgeben. Als Reaktion auf das Empfangen der Datenbefehlssignale können der erste Leistungskreis und/oder der zweite Leistungskreis arbeiten, um das kontinuierliche Hochleistungsstromsignal, das von dem ersten Leistungskreis 204a ausgegeben wird, in ein hochfrequenzgeschaltetes Hochstromsignal umzuwandeln, das dann an das erste verbesserte intelligente Stellglied 203b geliefert, das in der ersten Bremsanlage 118b installiert ist.
In mindestens einer Ausführungsform wird das hochfrequenzgeschaltete Hochstromsignal durch eine Pulsbreitenmodulations-Schaltung (PWM-Schaltung) erzeugt, die in einem in der jeweiligen Bremsanlage 118a–118d integrierten Leistungskreis enthalten ist. Das hochfrequenzgeschaltete Hochstromsignal kann eine Frequenz im Bereich von etwa 15 Kilohertz (kHz) bis etwa 65 kHz aufweisen und kann einen Stromwert von etwa 0 A bis etwa 200 A aufweisen. Im Gegenzug treibt das hochfrequenzgeschaltete Hochstromsignal das elektromechanische Stellglied an, z. B. einen Motor, der den E-Bremssattel so einstellt, dass eine Bremskraft auf ein jeweiliges Rad 112a und 112b und 114a und 114b ausgeübt wird, die zum Verlangsamen oder Stoppen des Fahrzeugs 100 notwendig ist, wie es durch die erste EBS-Steuerung 200a bestimmt wird. Obwohl nur ein durch die erste EBS-Steuerung 200a gesteuerter Abschnitt des fehlertoleranten BBW-Systems 102 beschrieben worden ist, versteht es sich jedoch, dass der zweite durch die zweite EBS-Steuerung 200b gesteuerte Abschnitt des fehlertoleranten BBW-Systems 102 in ähnlicher Weise arbeiten kann wie oben erörtert.
In mindestens einer Ausführungsform ist ein Trennmodul 206 zwischen der ersten und die zweiten Leistungsquelle 204a und 204b und dem verbleibenden elektrischen System des fehlertoleranten BBW-Systems 102 angeschlossen. Das Trennmodul 206 ist so konfiguriert, dass es konstante Hochleistungssignale empfängt, die von der ersten und zweiten Leistungsquelle 204a und 204b erzeugt werden. Basierend auf den konstanten Hochleistungssignalen erzeugt das Trennmodul 206 eine Vielzahl von individuellen Leistungs-Eingangssignalen, die an die EBS-Steuerungen 200a und 200b und die Leistungskreise 202a und 202d geliefert werden. So gibt beispielsweise das Trennmodul 206 erste und zweite konstante Hochspannungs-Leistungssignale an jeden Leistungskreis 202a und 202d aus, der in einer jeweiligen Bremsanlage 118a–118d integriert ist, wie oben detailliert beschrieben. Das Trennmodul 206 gibt auch erste und zweite Niedrigleistungssignale aus, die die erste und zweite EBS-Steuerung 200 bzw. 200b versorgen. In mindestens einer Ausführungsform stehen die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b in elektrischer Verbindung mit dem Trennmodul 206. Auf diese Weise können die erste und zweite EBS-Steuerung 200a und 200b verschiedene Diagnoseinformationen erhalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Kurzschlussereignisse, Leerlaufereignisse und Überspannungsereignisse.
Wie oben erwähnt, kann das Trennmodul 206 auch so konfiguriert sein, dass es Wire-to-Wire-Kurzschlüsse auf einer Signalleitungsschleife (SLC-Schleife) isoliert und in der Lage ist, die Anzahl von Modulen oder Detektoren zu begrenzen, die durch einen Schaltungsfehler auf der SLC-Schleife inaktiviert werden können. Der Schaltungsfehler kann Kurzschluss, Masseschluss und Überspannung einschließen, ist aber nicht darauf beschränkt. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform kann das Trennmodul 206, wenn ein Wire-to-Wire-Schaltungsfehler auftritt, die SLC-Schleife automatisch erzeugen und unterbrechen (trennen), um die Bremsanlagen 118a–118d von einem Schaltungsfehlerzustand zu trennen. Auf diese Weise stellt das fehlertolerante BBW-System 102 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform wenigstens ein fehlertolerantes Merkmal bereit, das es einer oder mehreren Bremsanlagen 118a–118d ermöglichen kann, einen Ausfall zu vermeiden, falls ein Schaltungsfehlerzustand in dem EBS 200 auftritt. Wenn der Schaltungsfehlerzustand behoben wird, kann das Trennmodul 206 den isolierten Abschnitt der SLC-Schleife, z. B. die Bremsanlagen 118a–118d, automatisch wieder verbinden.
Unter jetziger Bezugnahme auf 3C ist ein fehlertolerantes BBW-System 102 basierend auf einer vollständigen elektronischen Bremssystem(Voll-EBS)-Steuerungs-Topologie gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform dargestellt. Die Voll-EBS-Steuerung-Topologie von 3C arbeitet ähnlich zu den oben beschriebenen Split-EBS-Steuerung-Topologien unter Bezugnahme auf die 3A und 3B. Das Voll-EBS-System von 3C unterscheidet sich dadurch, dass jede EBS-Steuerung 200a und 200b mit jeder Bremsanlage 118a–118d in Signalverbindung steht. Beispielsweise kommuniziert jede EBS-Steuerung 200a und 200b elektrisch mit jedem Leistungskreis und/oder jeder Stellgliedsteuerung, der/die in einer jeweiligen Bremsanlage 118a–118d integriert ist. Zusätzlich können die EBS-Steuerungen 200a und 200b Daten von jeder einzelnen Stellgliedsteuerung empfangen und die empfangenen Daten untereinander teilen. Auf diese Weise können ein oder mehrere verbesserte intelligente Stellglieder 203a–203d (z. B. die Stellgliedsteuerung 201, Leistungskreise 202 und/oder eE-Bremssättel 120) abgeschaltet und/oder überschrieben werden, wenn ihre Daten nicht in Einklang mit den von den verbleibenden verbesserten intelligenten Stellgliedern bereitgestellten Daten stehen. Dementsprechend kann die Vollsteuerung-BBW-Topologie zusätzliche Fehlertoleranzfunktionalität bereitstellen.
Gemäß mindestens einer Ausführungsform sind die EBS-Steuerungen 200a und 200b so konfiguriert, dass sie selektiv basierend auf überwachten Daten in einem Split-Topologiemodus und einem Volltopologiemodus arbeiten. Die überwachten Daten umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, diagnostische Ergebnisse, die als Reaktion auf Selbstdiagnoseoperationen erhalten wurden, die von der ersten und/oder zweiten EBS-Steuerung 200a und 200b ausgeführt werden. Beim Betreiben des Split-Topologiemodus steuert beispielsweise die erste EBS-Steuerung 200a eine erste Gruppe von Bremsanlagen 118b/118d, während die zweite EBS-Steuerung 200b eine zweite Gruppe von Bremsanlagen 118a/118c steuert. Wenn jedoch im Volltopologiemodus gearbeitet wird, steuert entweder die erste EBS-Steuerung 200a oder die zweite EBS-Steuerung 200b sowohl die erste Gruppe von Bremsanlagen 118b/118d als auch die zweite Gruppe von Bremsanlagen 118a/118c. Das heißt, während des Betriebs im Volltopologiemodus steuert entweder die erste EBS-Steuerung 200a oder die zweite EBS-Steuerung 200b alle Bremsanlagen 118a–118d.
Wie oben erwähnt, können die EBS-Steuerungen 200a und 200b in den Voll-EBS-Topologiemodus übergehen, basierend auf diagnostischen Ergebnissen, die als Reaktion auf die Durchführung eines Selbstdiagnosetests erhalten wurden. Beispielsweise kann die erste EBS-Steuerung 200a eine erste Selbstdiagnoseoperation durchführen und erste Diagnoseergebnisse an die zweite EBS-Steuerung 200b übermitteln. Ähnlich kann die zweite EBS-Steuerung 200b ihre eigene zweite Selbstdiagnoseoperation ausführen und kann zweite Diagnoseergebnisse an die ersten EBS-Steuerung 200a übermitteln. Ein Voll-EBS-Topologiemodus kann dann initiiert werden, wenn die ersten Diagnoseergebnisse und/oder die zweiten Diagnoseergebnisse einen Fehler anzeigen. Wenn zum Beispiel die zweiten Diagnoseergebnisse, die von der zweiten EBS-Steuerung 200b geliefert werden, einen Fehler anzeigen, kann die erste EBS-Steuerung 200a der zweiten EBS-Steuerung 200b befehlen, einen Standby-Modus oder einen Offline-Modus aufzurufen, den Voll-EBS-Topologiemodus aufzurufen und wiederum alle in dem fehlertoleranten BBW-System 102 enthaltenen Bremsanlagen 118a–118d steuern. Auf diese Weise kann, wenn die zweite EBS-Steuerung 200b einen Fehler enthält, das fehlertolerante BBW-System 102 noch vollständig durch die erste EBS-Steuerung 200a betrieben werden, wodurch ein Fehlertoleranzmerkmal bereitgestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 5 zeigt ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Steuern eines fehlertoleranten BBW-Systems gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform. Das Verfahren beginnt bei Betrieb 400 und bei Betrieb 402 werden Sensordaten an eine erste EBS-Steuerung und eine zweite EBS-Steuerung ausgegeben. Die Sensordaten können von verschiedenen an dem Fahrzeug installierten Sensoren ausgegeben werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Radsensoren, Bremspedalsensoren und/oder Objekterkennungssensoren. Bei Betrieb 404 wird bestimmt, ob mindestens eine EBS-Steuerung ein Bremsereignis erkennt. Das Bremsereignis basiert auf den oben beschriebenen Sensordaten. Wenn kein Bremsereignis erkannt wird, kehrt das Verfahren zu Betrieb 402 zurück und setzt die Überwachung der Sensordaten fort.
Wenn mindestens einer der EBS-Steuerungen ein Bremsereignis erkennt, kommunizieren jedoch die erste und zweite EBS-Steuerung miteinander, um ihre jeweiligen erkannten Bremsereignisdaten bei Betrieb 406 zu vergleichen. Beispielsweise kann eine erste EBS-Steuerung ein erstes Bremsereignis erkennen und eine Bestätigung anfordern, dass die zweite EBS-Steuerung das gleiche oder ein ähnliches Bremsenereignis erkannt hat. Wenn die von der ersten EBS-Steuerung überwachten und erzeugten Bremsereignisdaten mit den von der zweiten EBS-Steuerung überwachten und erzeugten Bremsereignisdaten übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen, geht das Verfahren zu Betrieb 408 über, wo die erste EBS-Steuerung ein erstes Datenbefehlssignal an ein erstes verbessertes intelligentes Stellglied ausgibt, das in einer ersten Bremsanlage integriert ist, und die zweite EBS-Steuerung gibt ein zweites Datenbefehlssignal an ein zweites verbessertes intelligentes Stellglied aus, der in einer zweiten Bremsanlage integriert ist. Auf diese Weise werden zwei separate und individuelle Befehlssignale von der ersten EBS-Steuerung bzw. der zweiten EBS-Steuerung ausgegeben. Bei Betrieb 410 treibt ein in der ersten Bremsanlage integrierter erster Leistungskreis in Reaktion auf das Empfangen des ersten Datensignals ein erstes elektromechanisches Stellglied an, das in dem ersten verbesserten intelligenten Stellglied enthalten ist. Ähnlich treibt der in der zweiten Bremsanlage integrierte zweite Leistungskreis in Reaktion auf das Empfangen des zweiten Datensignals ein zweites elektromechanisches Stellglied an, das in dem ersten verbesserten intelligenten Stellglied enthalten ist. In mindestens einer Ausführungsform steuert die erste Bremsanlage ein erstes Rad und die zweite Bremsanlage befindet sich entfernt von der ersten Bremsanlage und steuert ein zweites Rad, das sich von dem ersten Rad unterscheidet. Bei Betrieb 412 stellt das erste elektromechanische Stellglied ein erstes Bremsdrehmoment ein, das auf das erste Rad aufgebracht wird, und das zweite elektromechanische Stellglied stellt ein zweites Bremsmoment ein, das auf das zweite Rad aufgebracht wird. Auf diese Weise kann das Fahrzeug gemäß des durch die erste und zweite EBS-Steuerung erfassten Bremsereignisses verlangsamt oder gestoppt werden, und das Verfahren endet bei 414.
Unter Bezugnahme auf den Betrieb 406 kann ein Szenario auftreten, bei dem die von der ersten EBS-Steuerung überwachten und erzeugten Bremsereignisdaten nicht mit den von der zweiten EBS-Steuerung überwachten und erzeugten Bremsereignisdaten übereinstimmen oder im Wesentlichen übereinstimmen. In diesem Fall geht das Verfahren zu Betrieb 416 über, wo entweder die erste EBS-Steuerung oder die zweite EBS-Steuerung ein Datenbefehlssignal an alle Bremsanordnungen ausgibt. Dementsprechend treibt der in jede jeweilige Bremsanlage integrierte Leistungskreis bei Betrieb 418 basierend auf dem Datensignal, das von einer einzelnen EBS-Steuerung ausgegeben wird, ein zugehöriges elektromechanisches Stellglied an (das ebenfalls in der jeweiligen Bremsanlage integriert ist). Diese fehlertolerante Funktion ermöglicht den Betrieb der Fahrzeugbremsanlagen, falls eine EBS-Steuerung und/oder ein Abschnitt des BBW (einschließlich der mit einer bestimmten EBS-Steuerung kommunizierenden Sensoren), die mit einer bestimmten EBS-Steuerung verbunden sind, einen Fehler erfährt. Bei Betrieb 420 stellt das erste Stellglied ein erstes Bremsdrehmoment ein, das auf das erste Rad aufgebracht wird, und ein zweites Stellglied stellt ein zweites Bremsdrehmoment ein, das auf das zweite Rad aufgebracht wird, und das Verfahren endet bei Betrieb 414. Auf diese Weise können die einzelnen Bremsanlagen in Reaktion auf ein erkanntes Bremsereignis gesteuert werden, auch wenn eine oder mehrere der EBS-Steuerungen nicht gemäß den erwarteten Bedingungen arbeiten.
Wie oben im Detail erörtert, stellen verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen ein BBW-System bereit, das eine Datenschnittstelle enthält, die elektronische Bremssystem-Steuerungen und verbesserte intelligente Bremsstellglieder verbindet. Gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform wird ein erstes verbessertes intelligentes Stellglied, das in einer ersten Bremsanordnung enthalten ist, durch eine erste EBS-Steuerung gesteuert, während ein zweites verbessertes intelligentes Stellglied, das in einer zweiten Bremsanordnung enthalten ist, durch eine zweite EBS-Steuerung gesteuert wird. Jede EBS-Steuerung kann Niederspannungs-Datenbefehlssignale an eine jeweilige Bremsanlage über eine Niederspannungs-Benachrichtigungsbasierte Schnittstelle, wie beispielsweise einen CAN(Controller Area Network)-Bus, ausgeben. Dementsprechend ist ein flexibles BBW-System vorgesehen, das eine flexible Designwahl, eine Drahtlängenverringerung und eine flexible Bremsenalgorithmenimplementierung ermöglicht, während immer noch eine Fehlertoleranz in dem System eingesetzt wird.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Modul“ oder „Einheit“ auf eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine Field-programmierbare Gate-Anordnung (FPGA), eine elektronische Schaltung, einen elektronischen Computerprozessor (gemeinsam genutzt oder dediziert oder Gruppe) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten. Bei der Implementierung in einer Software kann ein Modul im Speicher als nicht flüchtiges computerlesbares Speichermedium ausgebildet sein, das von einem Verarbeitungsschaltkreis eingelesen werden kann und Anweisungen speichert, die von dem Verarbeitungsschaltkreis zur Durchführung eines Verfahrens ausgeführt werden.
Während die Ausführungsform mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne von dem Umfang der Ausführungsformen abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder bestimmte Materialien an die Lehren der exemplarischen Ausführungsformen anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass die Offenbarung auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Fahrzeug mit einem fehlertoleranten elektronischen Brake-by-Wire(BBW)-System, das Fahrzeug umfassend: eine Vielzahl von elektronischen Bremssystem(EBS-)-Steuerungen, die dazu konfiguriert sind, mindestens ein Bremsereignis zu erfassen; eine Vielzahl von Bremsanlagen, worin jede Bremsanlage mit einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs verbunden ist und ein verbessertes intelligentes Stellglied enthält, das verbesserte intelligente Stellglied ferner umfassend: ein elektromechanisches Stellglied, das so konfiguriert ist, dass es eine Drehmomentkraft einstellt, die auf das jeweilige Rad ausgeübt wird; mindestens einen elektronischen Leistungskreis, der so konfiguriert ist, dass er ein hochfrequenzgeschaltetes Hochleistungsstrom-Antriebssignal ausgibt, das das elektromechanische Stellglied antreibt, worin eine Vielzahl von EBS-Steuerungen dazu konfiguriert ist, eine erste Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern unabhängig von einer zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern, die die verbesserten intelligenten Stellglieder der ersten Gruppe ausschließen, zu steuern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin eine erste EBS-Steuerung unter der Vielzahl der EBS-Steuerungen so konfiguriert ist, dass sie ein erstes Datenbefehlssignal als Reaktion auf das mindestens eine Bremsereignis ausgibt, um einen ersten Leistungskreis zu steuern, der in der ersten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern enthalten ist, und worin eine zweite EBS-Steuerung unter der Vielzahl der EBS-Steuerungen konfiguriert ist, um ein zweites Datenbefehlssignal als Reaktion auf das mindestens eine Bremsereignis auszugeben, um einen zweiten Leistungskreis zu steuern, der in der zweiten Gruppe von verbesserten intelligenten Stellgliedern enthalten ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin das verbesserte intelligente Stellglied ferner eine Stellgliedsteuerung umfasst, die dazu konfiguriert ist, ein Bremsereignis zu erkennen und ein Niedrigleistungs-Befehlssignal auszugeben, das dem elektronischen Leistungskreis befiehlt, das hochfrequenzgeschaltete Hochleistungsstrom-Antriebssignal auszugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 3, worin die Stellgliedsteuerung Betriebsdaten basierend auf mindestens einer Drehmomentkraft erzeugt, die auf ein jeweiliges Rad und die Radgeschwindigkeit des Rades angewendet wird, das mit der jeweiligen Bremsanlage gekoppelt ist, und worin mindestens eine EBS-Steuerung den Betrieb einer Bremsanlage basierend auf den von einer jeweiligen Stellgliedsteuerung ausgegebenen Betriebsdaten diagnostiziert.
Fahrzeug nach Anspruch 2, worin die erste EBS-Steuerung in elektrischer Verbindung mit einer ersten Bremsanlage steht, die konfiguriert ist, um ein an einer Fahrerseite des Fahrzeugs angeordnetes erstes Rad zu bremsen, und eine zweite Bremsanlage, die konfiguriert ist, um ein an einer Beifahrerseite des Fahrzeugs angeordnetes zweites Rad zu bremsen, und worin die zweite EBS-Steuerung in elektrischer Verbindung mit einer dritten Bremsanlage steht, die so konfiguriert ist, dass sie ein an der Fahrerseite des Fahrzeugs angeordnetes drittes Rad bremst und eine vierte Bremsanlage, die so konfiguriert ist, dass sie ein viertes Rad bremst, das sich auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs befindet.
Fahrzeug nach Anspruch 5, worin die erste Bremsanlage sich von der dritten Bremsanlage unterscheidet, und worin sich die zweite Bremsanlage von der vierten Bremsanlage unterscheidet.
Fahrzeug mit einem fehlertoleranten elektronischen Brake-by-Wire(BBW)-System, worin das Fahrzeug umfasst: eine Vielzahl von elektronischen Bremssystem(EBS-)-Steuerungen, die dazu konfiguriert ist, mindestens ein Bremsereignis zu erfassen; eine Vielzahl von Bremsanlagen, worin jede Bremsanlage mit einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs verbunden ist und ein verbessertes intelligentes Stellglied enthält, das verbesserte intelligente Stellglied ferner umfassend: ein elektromechanisches Stellglied, das so konfiguriert ist, dass es eine Drehmomentkraft einstellt, die auf das jeweilige Rad ausgeübt wird; mindestens einen elektronischen Leistungskreis, der so konfiguriert ist, dass er ein hochfrequenzgeschaltetes Hochleistungsstrom-Antriebssignal ausgibt, das das elektromechanische Stellglied antreibt, worin jede EBS-Steuerung der Vielzahl von EBS-Steuerungen in Signalverbindung mit jeder Bremsanlage der Vielzahl von Bremsanlagen steht.
Fahrzeug nach Anspruch 7, worin die Vielzahl von EBS-Steuerungen so konfiguriert ist, dass sie ein entsprechendes Datenbefehlssignal als Reaktion auf mindestens ein Bremsereignis ausgibt, wobei das Datenbefehlssignal konfiguriert ist, um einen Leistungskreis des in einer jeweiligen Bremsanlage enthaltenen verbesserten intelligenten Stellglieds zu steuern.
Fahrzeug nach Anspruch 8, worin das verbesserte intelligente Stellglied ferner eine Stellgliedsteuerung umfasst, die dazu konfiguriert ist, ein Bremsereignis zu erkennen und ein Niedrigleistungs-Befehlssignal auszugeben, das dem elektronischen Leistungskreis befiehlt, das hochfrequenzgeschaltete Hochleistungsstrom-Antriebssignal auszugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 9, worin die Stellgliedsteuerung Betriebsdaten basierend auf mindestens einer Drehmomentkraft erzeugt, die auf ein jeweiliges Fahrzeug und die Radgeschwindigkeit des Rades angewendet wird, das mit der jeweiligen Bremsanlage gekoppelt ist, und worin mindestens eine EBS-Steuerung den Betrieb einer Bremsanlage basierend auf den von einer jeweiligen Stellgliedsteuerung ausgegebenen Betriebsdaten diagnostiziert.