DE102020200495A1

DE102020200495A1 - Brake system for a motor vehicle, method for operating a brake system and a plurality of control units for a brake system of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020200495A1
Application number: DE102020200495.1A
Authority: DE
Inventors: Frank Baehrle-Miller; Steffen Zechmeister; Sven Plecko
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2021-07-22

Abstract

Ein Bremssystem (14) für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erste elektromechanisch betriebene Bremseinrichtung (16), eine zweite elektromechanisch betriebene Bremseinrichtung (18), ein erstes Steuergerät (20) zur Ansteuerung mindestens einer der Bremseinrichtungen (16, 18) und ein zweites Steuergerät (22) zur Ansteuerung mindestens einer der Bremseinrichtungen (16, 18). Es wird vorgeschlagen, dass es eine erste Schalteinrichtung (38) aufweist, mit der die erste Bremseinrichtung (16) wahlweise mit dem ersten Steuergerät (20) oder dem zweiten Steuergerät (22) verbunden werden kann, und eine zweite Schalteinrichtung (40) aufweist, mit der die zweite Bremseinrichtung (18) wahlweise mit dem ersten Steuergerät (20) oder dem zweiten Steuergerät (22) verbunden werden kann, wobei mindestens eines der beiden Steuergeräte (22) zur Ansteuerung der ersten Bremseinrichtung (16) und/oder der zweiten Bremseinrichtung (18) lediglich eine einzige Endstufe (30) aufweist.A braking system (14) for a motor vehicle comprises a first electromechanically operated braking device (16), a second electromechanically operated braking device (18), a first control device (20) for controlling at least one of the braking devices (16, 18) and a second control device (22) ) for controlling at least one of the braking devices (16, 18). It is proposed that it have a first switching device (38) with which the first braking device (16) can be optionally connected to the first control device (20) or the second control device (22), and that it has a second switching device (40), with which the second braking device (18) can optionally be connected to the first control device (20) or the second control device (22), at least one of the two control devices (22) for controlling the first braking device (16) and / or the second braking device (18) has only a single output stage (30).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems, und eine Mehrzahl von Steuergeräten für ein solches Bremssystem nach den Oberbegriffen der nebengeordneten Ansprüche.The invention relates to a brake system for a motor vehicle, a method for operating such a brake system, and a plurality of control devices for such a brake system according to the preambles of the independent claims.

Bekannt sind Park- bzw. Feststellbremsen, über die eine das Fahrzeug im Stillstand festsetzende Klemmkraft erzeugt wird. Die Parkbremse ist typischerweise als eine elektromechanische Bremsvorrichtung mit einem Elektromotor ausgeführt. Eine derartige elektromechanische Bremsvorrichtung ist beispielsweise in der DE 10 2012 205 576 A1 beschrieben. Ferner sind Fahrzeuge bekannt, mit denen ein sogenanntes „hochautomatisiertes Parken“ (bekannt auch als „HPA“) möglich ist. Diese weisen beispielsweise zwei Bremseinrichtungen mit dazugehöriger Leistungselektronik auf mit zwei Steuergeräten („ECU“ - 2-Box-System). Bei Ausfall einer ECU kann die intakte ECU weiterhin eine Bremseinrichtung ansteuern und damit eine Stillstandssicherung des Fahrzeugs mit verminderter Haltefähigkeit erwirken. Diese Fahrzeuge verfügen also über eine redundante Parkbremse. Bekannt ist auch ein Bremssystem, bei dem beide Steuergeräte grundsätzlich beide Bremseinrichtungen ansteuern können.Parking brakes are known, by means of which a clamping force which locks the vehicle at a standstill is generated. The parking brake is typically designed as an electromechanical braking device with an electric motor. Such an electromechanical braking device is for example in DE 10 2012 205 576 A1 described. Furthermore, vehicles are known with which so-called “highly automated parking” (also known as “HPA”) is possible. These have, for example, two braking devices with associated power electronics with two control units (“ECU” - 2-box system). In the event of an ECU failure, the intact ECU can continue to control a braking device and thus secure the vehicle at a standstill with reduced holding ability. These vehicles therefore have a redundant parking brake. A braking system is also known in which both control units can basically control both braking devices.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird durch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems sowie eine Mehrzahl von Steuergeräten für ein solches Bremssystem mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.The problem on which the invention is based is solved by a brake system for a motor vehicle, a method for operating such a brake system and a plurality of control units for such a brake system with the features of the independent claims. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Bremssystem hat den Vorteil, dass mit einem minimalen Zusatzaufwand eine Infrastruktur bereitgestellt wird, die es erlaubt, dass beide Bremseinrichtungen, auch in einem Einfach-Fehlerfall eines der beiden Steuergeräte, angesteuert werden können. Indem mindestens eines der Steuergeräte für die Ansteuerung der beiden Bremseinrichtungen lediglich eine Endstufe aufweist, werden erhebliche Kosten gespart.The brake system according to the invention has the advantage that, with minimal additional effort, an infrastructure is provided which allows both brake devices to be activated, even in the event of a single fault in one of the two control units. Since at least one of the control devices for controlling the two braking devices has only one output stage, considerable costs are saved.

Erreicht wird dies konkret durch ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem es sich vorzugsweise um ein Bremssystem zur Stillstandssicherung und Verzögerung während eines hochautomatisierten Parkvorgangs (HPA) handelt. Das erfindungsgemäße Bremssystem umfasst eine erste vorzugsweise elektromechanisch betriebene Bremseinrichtung und eine zweite vorzugsweise elektromechanisch betriebene Bremseinrichtung. Die erste und die zweite Bremseinrichtung können auf dasselbe Rad oder auf unterschiedliche Räder des Kraftfahrzeugs einwirken.This is achieved specifically by a braking system for a motor vehicle, which is preferably a braking system for securing a standstill and decelerating during a highly automated parking process (HPA). The brake system according to the invention comprises a first, preferably electromechanically operated brake device and a second, preferably electromechanically operated, brake device. The first and the second braking device can act on the same wheel or on different wheels of the motor vehicle.

Zu dem erfindungsgemäßen Bremssystem gehören ein erstes Steuergerät zur Ansteuerung mindestens einer der Bremseinrichtungen und ein zweites Steuergerät ebenfalls zur Ansteuerung mindestens einer der Bremseinrichtungen. Das erste Steuergerät kann beispielsweise eine Bremssystem-ECU sein, wie es beispielsweise für ein ESP-System verwendet wird. Das zweite Steuergerät kann ein anderes Steuergerät sein, beispielsweise ein solches, wie es für einen elektromechanischen Bremskraftverstärker („iBooster“) eingesetzt wird.The brake system according to the invention includes a first control device for controlling at least one of the braking devices and a second control device also for controlling at least one of the braking devices. The first control device can be, for example, a brake system ECU, such as is used for an ESP system, for example. The second control device can be another control device, for example one such as is used for an electromechanical brake booster (“iBooster”).

Vorgesehen ist ferner eine erste Schalteinrichtung, mit der die erste Bremseinrichtung wahlweise mit dem ersten Steuergerät oder dem zweiten Steuergerät verbunden werden kann, und eine zweite Schalteinrichtung, mit der die zweite Bremseinrichtung wahlweise mit dem ersten Steuergerät oder dem zweiten Steuergerät verbunden werden kann. Die Schalteinrichtungen können durch entsprechende elektronische oder elektromagnetische Bauteile realisiert sein, die die zwischen einer Endstufe eines Steuergeräts und einer Bremseinrichtung fließenden Ströme schalten können. Erfindungsgemäß weist mindestens eines der beiden Steuergeräte zur Ansteuerung der ersten Bremseinrichtung und/oder der zweiten Bremseinrichtung lediglich eine einzige Endstufe auf, und dies, obwohl diese einzige Endstufe über die Schalteinrichtungen sowohl mit der ersten Bremseinrichtung als auch mit der zweiten Bremseinrichtung verbunden werden kann.A first switching device is also provided, with which the first braking device can be optionally connected to the first control device or the second control device, and a second switching device, with which the second braking device can be optionally connected to the first control device or the second control device. The switching devices can be implemented by corresponding electronic or electromagnetic components that can switch the currents flowing between an output stage of a control device and a braking device. According to the invention, at least one of the two control devices for controlling the first braking device and / or the second braking device has only a single output stage, although this single output stage can be connected to both the first braking device and the second braking device via the switching devices.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die erste Schalteinrichtung ein erstes Paar von Schaltern im ersten Steuergerät und ein zweites Paar von Schaltern im zweiten Steuergerät umfasst und die zweite Schalteinrichtung ein erstes Paar von Schaltern im ersten Steuergerät und ein zweites Paar von Schaltern im zweiten Steuergerät umfasst. Diese Art der Schalteinrichtungen ist sehr preiswert. Als Schalter können beispielsweise ansteuerbare und reversible schaltende elektromagnetische Schalter oder Halbleiterschalter eingesetzt werden, welche geeignet sind, die zu den jeweiligen Bremseinrichtungen fließenden Ströme zu schalten.In a further development, it is proposed that the first switching device comprises a first pair of switches in the first control device and a second pair of switches in the second control device and the second switching device comprises a first pair of switches in the first control device and a second pair of switches in the second control device . This type of switching device is very inexpensive. For example, controllable and reversible switching electromagnetic switches or semiconductor switches which are suitable for switching the currents flowing to the respective braking devices can be used as switches.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das zweite Steuergerät eine einzige Endstufe umfasst, welche eine einzige H-Brücke aufweist, wobei die beiden Bremseinrichtungen in der H-Brücke parallel verschaltet sind. Eine H-Brücke ist eine einfache Schaltung zur Leistungssteuerung, und durch die parallele Verschaltung der beiden Bremseinrichtungen in der H-Brücke kann diese auf sehr einfache Art und Weise entweder die erste Bremseinrichtung oder die zweite Bremseinrichtung oder, normalerweise eher weniger wünschenswert, gleichzeitig beide Bremseinrichtungen ansteuern.In a further development, it is proposed that the second control device comprises a single output stage which has a single H-bridge, the two braking devices in the H-bridge being connected in parallel. An H-bridge is a simple circuit for power control, and due to the parallel connection of the two braking devices in the H-bridge, this can be done in a very simple way Way either the first braking device or the second braking device or, normally rather less desirable, control both braking devices at the same time.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das erste Steuergerät eine einzige Endstufe umfasst, welche eine einzige H-Brücke aufweist, wobei die beiden Bremseinrichtungen in der H-Brücke parallel verschaltet sind. Hier gelten die oben genannten Vorteile.In a further development, it is proposed that the first control device comprises a single output stage which has a single H-bridge, the two braking devices in the H-bridge being connected in parallel. The advantages mentioned above apply here.

Bei einer hierzu alternativen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die erste Bremseinrichtung einer ersten Endstufe des ersten Steuergeräts und die zweite Bremseinrichtung einer zweiten Endstufe des ersten Steuergeräts zuordenbar ist. In an alternative development to this, it is proposed that the first braking device can be assigned to a first output stage of the first control device and the second braking device can be assigned to a second output stage of the first control device.

Somit ist auch eine Betriebsart realisierbar, bei der beide Bremseinrichtungen unabhängig voneinander durch ein einziges Steuergerät angesteuert werden.An operating mode can thus also be implemented in which both braking devices are controlled independently of one another by a single control device.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass ein Steuergerät mit nur einer Endstufe eine Steuereinrichtung aufweist, welche die erste Bremseinrichtung und die zweite Bremseinrichtung sequenziell mit der einzigen Endstufe verbinden kann. Somit ist es möglich, beide Bremseinrichtungen mit dem maximalen von der Endstufe bereitstellbaren Strom zu versorgen, wodurch beide Bremseinrichtungen ihre maximal mögliche Klemm- bzw. Haltekraft erreichen bzw. auf das Rad ausüben können. Bei dieser Variante ist es also möglich, dass beide Bremseinrichtungen eine gewünschte „Zielklemmkraft“ erreichen. Es kann also mit dieser Konfiguration dieselbe Klemmkraft aufgebaut werden, die erreicht werden könnte, wenn die beiden Bremseinrichtungen von zwei unterschiedlichen Endstufen bzw. H-Brücken heraus angesteuert werden. Auch kann bei dieser Konfiguration mithilfe einer Strom- und Spannungsmessung die jeweilige Klemmkraft abgeschätzt und eingestellt werden. Zwar dauert dies zeitlich länger als ein paralleler Betrieb von zwei separaten Endstufen. Dies kann jedoch in Kauf genommen werden, wenn es sich um eine Konfiguration handelt, die lediglich als Rückfallebene dient, also in einem Fehlerfall. Ein solcher tritt jedoch sehr selten auf.In a further development, it is proposed that a control device with only one output stage has a control device which can connect the first braking device and the second braking device sequentially to the single output stage. It is thus possible to supply both braking devices with the maximum current that can be provided by the output stage, as a result of which both braking devices can achieve their maximum possible clamping or holding force or exert on the wheel. With this variant it is therefore possible for both braking devices to achieve a desired “target clamping force”. With this configuration, the same clamping force can be built up that could be achieved if the two braking devices are controlled by two different output stages or H-bridges. With this configuration, the respective clamping force can also be estimated and set with the aid of a current and voltage measurement. It is true that this takes longer than a parallel operation of two separate output stages. However, this can be accepted if it is a configuration that only serves as a fall-back level, i.e. in the event of an error. However, this occurs very rarely.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Bremssystem eine Fehlererkennungseinrichtung aufweist, die bei einem erkannten Fehler in einem Steuergerät die Ansteuerung der zunächst diesem Steuergerät zugeordneten Bremseinrichtung dem anderen Steuergerät überträgt. Somit wird eine in einem Fehlerfall dennoch zuverlässige und ausreichende Ansteuerung jeder Bremseinrichtung sichergestellt.In a further development, it is proposed that the brake system have an error detection device which, when a fault is detected in a control device, transfers the activation of the braking device initially assigned to this control device to the other control device. In this way, reliable and sufficient control of each braking device is ensured in the event of a fault.

Bei einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Bremssystem eine Fehlererkennungseinrichtung aufweist, die bei einem erkannten Fehler einer ersten Endstufe eines Steuergeräts die Ansteuerung der zunächst der ersten Endstufe zugeordneten Bremseinrichtung einer zweiten Endstufe dieses Steuergeräts überträgt. Hier gelten die gleichen Vorteile wie oben.In a further development, it is proposed that the brake system has an error detection device which, when a fault is detected in a first output stage of a control device, transmits the activation of the braking device initially assigned to the first output stage to a second output stage of this control device. The same advantages apply here as above.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:

1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform eines Bremssystems;
2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Bremssystems; und
3 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahren zum Betreiben eines der Bremssysteme der 1 und 2.

Embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. In this show:

1 a block diagram of a first embodiment of a braking system;
2 a block diagram of a second embodiment of a braking system; and
3 a flowchart for explaining a method for operating one of the brake systems of FIG 1 and 2 .

In der Zeichnung tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen.In the drawing, functionally equivalent elements and areas in different embodiments have the same reference symbols.

Ein Bremssystem trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 14. Es umfasst eine erste Bremseinrichtung 16 und eine zweite Bremseinrichtung 18. Beide Bremseinrichtungen 16 und 18 sind vorzugsweise elektromechanisch wirkende Bremseinrichtungen, bei denen ein Elektromotor mittels einer Spindel mittelbar oder unmittelbar einen Bremsbacken (nicht gezeichnet) beaufschlagt, der eine Klemmkraft auf eine Bremsscheibe eines Rads eines Kraftfahrzeugs ausübt. In der Zeichnung sind die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 vereinfacht durch vor allem die beiden Elektromotoren symbolisierende Kreise dargestellt.A braking system carries in 1 overall the reference number 14th . It comprises a first braking device 16 and a second braking device 18th . Both braking devices 16 and 18th are preferably electromechanically acting braking devices in which an electric motor directly or indirectly acts on a brake shoe (not shown) by means of a spindle, which exerts a clamping force on a brake disc of a wheel of a motor vehicle. In the drawing are the two braking devices 16 and 18th Simplified shown by mainly the two electric motors symbolizing circles.

Zu dem Bremssystem 14 gehören ferner zwei Steuergeräte, nämlich ein erstes Steuergerät 20 und ein zweites Steuergerät 22. Die beiden Steuergeräte 20 und 22 werden auch als „ECUs“ bezeichnet. Bei dem ersten Steuergerät 20 kann es sich beispielsweise um ein Bremsensteuergerät handeln, welches beispielsweise für ein ESP oder eine integrierte Parkbremse („IPB“) verwendet wird. Bei dem zweiten Steuergerät 22 kann es sich um ein übliches anderes Steuergerät handeln, welches beispielsweise normalerweise zur Steuerung eines elektromechanischen Bremskraftverstärkers verwendet wird. Das erste Steuergerät 20 ist in 1 vereinfacht dargestellt, wohingegen das zweite Steuergerät 22 etwas stärker detailliert gezeichnet ist.To the braking system 14th also include two control units, namely a first control unit 20th and a second control unit 22nd . The two control units 20th and 22nd are also known as “ECUs”. With the first control unit 20th For example, it can be a brake control device that is used for an ESP or an integrated parking brake ("IPB"), for example. With the second control unit 22nd it can be another conventional control device which is normally used, for example, to control an electromechanical brake booster. The first control unit 20th is in 1 shown in simplified form, whereas the second control unit 22nd is drawn a little more in detail.

Das erste Steuergerät 20 weist vorliegend beispielhaft eine erste Endstufe 24 und eine zweite Endstufe 26 auf. Beide Endstufen 24, 26 können jeweilige H-Brücken umfassen, die aus Vereinfachungsgründen in 1 jedoch nicht gezeichnet sind. Die erste Endstufe 24 ist dabei der ersten Bremseinrichtung 16 und die zweite Endstufe 26 der zweiten Bremseinrichtung 18 zugeordnet bzw. zuordenbar.The first control unit 20th in the present case has, for example, a first output stage 24 and a second output stage 26th on. Both power amplifiers 24 , 26th can include respective H-bridges, which for reasons of simplicity are in 1 however not drawn are. The first power amplifier 24 is the first braking device 16 and the second output stage 26th the second braking device 18th assigned or assignable.

Das zweite Steuergerät 22 weist nur eine einzige Endstufe 28 auf, die wiederum eine schematisch gezeichnete H-Brücke 30 umfasst. Die H-Brücke wiederum umfasst vier MOSFETs 32a-d und zwei Mess-Shunts 34a-b. Die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 sind in der H-Brücke 30 der Endstufe 28 über Anschluss-Pins 36a-d parallel verschaltet.The second control unit 22nd has only a single power amplifier 28 on, which in turn is a schematically drawn H-bridge 30th includes. The H-bridge in turn comprises four MOSFETs 32a-d and two measuring shunts 34a-b . The two braking devices 16 and 18th are in the H-bridge 30th the power amplifier 28 via connection pins 36a-d connected in parallel.

Zu dem Bremssystem 14 gehören ferner eine erste Schalteinrichtung 38 und eine zweite Schalteinrichtung 40. Die erste Schalteinrichtung 38 umfasst ein erstes Paar von Schaltern 42a-b im ersten Steuergerät 20 und ein zweites Paar von Schaltern 44a-b im zweiten Steuergerät 22. Die zweite Schalteinrichtung 40 umfasst ein erstes Paar von Schaltern 46a-b im ersten Steuergerät 20 und ein zweites Paar von Schaltern 48a-b im zweiten Steuergerät 22. Die Verwendung des Begriffs „im“ Steuergeräts bedeutet vorliegend jedoch nicht zwingend eine räumlich-körperliche Anordnung im jeweiligen Schaltgerät 20 bzw. 22, sondern ist funktional zu verstehen im Sinne einer Zuordnung.To the braking system 14th also include a first switching device 38 and a second switching device 40 . The first switching device 38 includes a first pair of switches 42a-b in the first control unit 20th and a second pair of switches 44a-b in the second control unit 22nd . The second switching device 40 includes a first pair of switches 46a-b in the first control unit 20th and a second pair of switches 48a-b in the second control unit 22nd . In the present case, however, the use of the term “in” the control device does not necessarily mean a spatial and physical arrangement in the respective switching device 20th or. 22nd but is to be understood functionally in the sense of an assignment.

Schließlich sind in 1 noch ein Batterieanschluss 50 und ein Masseanschluss 52 des zweiten Steuergeräts 22 gezeichnet. Es versteht sich, dass auch das erste Steuergerät 20 einen solchen Batterieanschluss und einen solchen Masseanschluss hat, auch wenn diese in 1 nicht gezeichnet sind.After all, in 1 another battery connection 50 and a ground connection 52 of the second control unit 22nd drawn. It goes without saying that the first control unit 20th has such a battery connection and such a ground connection, even if these are in 1 are not drawn.

Das Bremssystem 14 wird folgendermaßen betrieben: in einer ersten möglichen Betriebsart (Alternative 1) in einem Normalbetrieb des Bremssystems sind die Schalter 44a-b und 48a-b im zweiten Steuergerät 22 geöffnet, so dass das zweite Steuergerät 22 die Bremseinrichtungen 16 und 18 nicht ansteuern kann. Gleichzeitig sind die Schalter 42a-b und 46a-b im ersten Steuergerät 20 geschlossen. Die Ansteuerung erfolgt damit ausschließlich durch das zweite Steuergerät 22 identisch zu bekannten Systemen mit automatischer Parkbremse („APB-Systeme“), wie sie beispielsweise in der Empfehlung VDA 305-100 beschrieben ist. Die Mess-Shunts 34a-b ermöglichen eine Strom- und Spannungsmessung, mittels der die jeweilige Klemmkraft der Bremseinrichtungen 16 und 18 abgeschätzt und auf eine Zielklemmkraft eingestellt werden kann.The braking system 14th is operated as follows: in a first possible operating mode (alternative 1 ) The switches are in normal operation of the brake system 44a-b and 48a-b in the second control unit 22nd opened so that the second control unit 22nd the braking devices 16 and 18th can not drive. At the same time are the switches 42a-b and 46a-b in the first control unit 20th closed. The control is therefore carried out exclusively by the second control unit 22nd identical to known systems with automatic parking brakes ("APB systems"), such as those in the VDA recommendation 305-100 is described. The measuring shunts 34a-b enable a current and voltage measurement, by means of which the respective clamping force of the braking devices 16 and 18th can be estimated and adjusted to a target clamping force.

In einer zweiten möglichen Betriebsart (Alternative 2) in einem Normalbetrieb des Bremssystems 14 ist entweder die erste Schalteinrichtung 38 geschlossen und die zweite Schalteinrichtung 40 geöffnet, oder die erste Schalteinrichtung 38 ist offen und die zweite Schalteinrichtung 40 ist geschlossen. Im erstgenannten Fall wird die erste Bremseinrichtung 16 vom ersten Steuergerät 20 angesteuert, und die zweite Bremseinrichtung 18 wird vom zweiten Steuergerät 22 angesteuert. Im zweitgenannten Fall wird die erste Bremseinrichtung 16 vom zweiten Steuergerät 22 angesteuert, und die zweite Bremseinrichtung 18 wird vom ersten Steuergerät 20 angesteuert. Durch die Auftrennung ist jedes Steuergerät 20, 22 für die korrekte Ansteuerung der ihm zugeordneten Bremseinrichtung 16, 18 verantwortlich. In jedem Steuergerät 20, 22 kann für sich mithilfe der dort vorhandenen Mess-Shunts 34a-b (in 1 für das erste Steuergerät 20 jedoch nicht gezeichnet) mittels einer Strom- und Spannungsmessung die jeweilige Klemmkraft abgeschätzt und auf eine Zielklemmkraft eingestellt werden.In a second possible operating mode (alternative 2 ) in normal operation of the brake system 14th is either the first switching device 38 closed and the second switching device 40 opened, or the first switching device 38 is open and the second switching device 40 is closed. In the former case, the first braking device 16 from the first control unit 20th controlled, and the second braking device 18th is from the second control unit 22nd controlled. In the second case, the first braking device 16 from the second control unit 22nd controlled, and the second braking device 18th is from the first control unit 20th controlled. Due to the separation, each control unit is 20th , 22nd for the correct control of the braking device assigned to it 16 , 18th responsible. In every control unit 20th , 22nd can for itself with the help of the measuring shunts available there 34a-b (in 1 for the first control unit 20th but not shown) the respective clamping force can be estimated by means of a current and voltage measurement and adjusted to a target clamping force.

In einer dritten möglichen Betriebsart (Alternative 3) in einem Normalbetrieb des Bremssystems 14 wird das erste Steuergerät 20 durch Öffnen des ersten Paars an Schaltern 42a-b der ersten Schalteinrichtung 38 und des ersten Paars an Schaltern 46a-b der zweiten Schalteinrichtung 40 vollständig abgetrennt. Im Steuergerät 22 sind dagegen die zweiten Paare an Schaltern 44a-b der ersten Schalteinrichtung 38 und 48a-b der zweiten Schalteinrichtung 40 geschlossen. Beide Bremseinrichtungen 16 und 18 werden somit ausschließlich vom zweiten Steuergerät 22 und der einzigen dort vorhandenen H-Brücke 30 angesteuert.In a third possible operating mode (alternative 3 ) in normal operation of the brake system 14th becomes the first control unit 20th by opening the first pair of switches 42a-b the first switching device 38 and the first pair of switches 46a-b the second switching device 40 completely separated. In the control unit 22nd on the other hand are the second pairs of switches 44a-b the first switching device 38 and 48a-b the second switching device 40 closed. Both braking devices 16 and 18th are therefore only used by the second control unit 22nd and the only existing H-bridge there 30th controlled.

Dies bedeutet jedoch, dass die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 nicht mehr unabhängig voneinander angesteuert werden können. Vielmehr müssen beide immer in dieselbe Richtung betrieben werden, oder sie müssen sequenziell, also zeitlich nacheinander angesteuert werden, was aber im Normalbetrieb zu einer verlängerten Applikationszeit beim Schließen/Öffnen der jeweiligen Bremseinrichtung 16, 18 führt. Dies ist beispielsweise durch ein alternierendes Öffnen und Schließen der Schalter 44a-b und 48a-b möglich. Aufgrund der genannten Nachteile ist diese dritte mögliche Betriebsart im Normalbetrieb jedoch weniger gewünscht.However, this means that the two braking devices 16 and 18th can no longer be controlled independently of each other. Rather, both must always be operated in the same direction, or they must be activated sequentially, that is to say one after the other, which in normal operation results in an extended application time when the respective braking device is closed / opened 16 , 18th leads. This is for example through an alternating opening and closing of the switches 44a-b and 48a-b possible. However, because of the disadvantages mentioned, this third possible operating mode is less desirable in normal operation.

Anders ist dies jedoch dann, wenn durch eine Steuereinrichtung 54, die eine Fehlererkennungseinrichtung umfasst, festgestellt wird, dass vorliegend beispielhaft das erste Steuergerät 20 einen Fehler aufweist. Dieser kann beispielsweise ein Fehler der Spannungsversorgung sein, ein Kontaktfehler eines Pins, oder ein Hardwarefehler beispielsweise eines Mikrocontrollers (nicht gezeichnet) des Steuergeräts 20. Die Steuereinrichtung 54 mit der Fehlererkennungseinrichtung kann dabei in einem externen Diagnosemodul durch eine entsprechende Software realisiert sein.This is different, however, if by a control device 54 , which includes an error detection device, it is determined that in the present case, for example, the first control device 20th has an error. This can be, for example, an error in the voltage supply, a contact error on a pin, or a hardware error, for example in a microcontroller (not shown) of the control device 20th . The control device 54 the error detection device can be implemented in an external diagnostic module using appropriate software.

Bei einem solchen festgestellten Ausfall des ersten Steuergeräts 20 übernimmt das zweite Steuergerät 22 die Ansteuerung beider Bremseinrichtungen 16 und 18, obwohl im zweiten Steuergerät 22 nur eine einzige H-Brücke 30 für beide Bremseinrichtungen 16 und 18 vorgesehen ist. Damit dennoch die volle Haltefähigkeit des Bremssystems 14 sichergestellt werden kann, werden von der Steuereinrichtung 54 zeitlich sequenziell zunächst die erste Bremseinrichtung 16 und dann die zweite Bremseinrichtung 18 in Richtung Schließen angesteuert.In the event of such a detected failure of the first control unit 20th the second control unit takes over 22nd the control of both Braking devices 16 and 18th , although in the second control unit 22nd only a single H-bridge 30th for both braking devices 16 and 18th is provided. This still means that the braking system has the full holding capacity 14th can be ensured by the control device 54 first braking device sequentially in time 16 and then the second braking device 18th controlled in the closing direction.

Dies wird dadurch erreicht, dass beispielsweise zunächst die beiden Schalter 44a-b geschlossen werden, während die beiden Schalter 48a-b noch geöffnet bleiben. Somit wird die erste Bremseinrichtung 16 so lange mithilfe der Strom- und Spannungsmessung mittels der Mess-Shunts 34a-b angesteuert, bis eine gewünschte Zielklemmkraft erreicht ist. Anschließend werden die Schalter 44a-b von der Steuereinrichtung 54 geöffnet und die Schalter 48a-b geschlossen. Somit wird nun vom zweiten Steuergerät 22 und dessen einziger H-Brücke 30 die zweite Bremseinrichtung 18 angesteuert, wobei wiederum mithilfe der Strom- und Spannungsmessung mittels der Mess-Shunts 34a-b eine gewünschte Zielklemmkraft eingestellt werden kann. Dabei versteht es sich, dass zur Vermeidung von Rückwirkungen die Schalter 42a-b und 46a-b vorzugsweise geöffnet sind, so dass das erste (fehlerhafte) Steuergerät 20 vollständig abgekoppelt ist.This is achieved in that, for example, first the two switches 44a-b be closed while the two switches 48a-b remain open. Thus, the first braking device 16 as long as the current and voltage measurement using the measuring shunts 34a-b controlled until a desired target clamping force is reached. Then the switches 44a-b from the control device 54 open and the switch 48a-b closed. This means that the second control unit now 22nd and its only H-bridge 30th the second braking device 18th controlled, in turn using the current and voltage measurement by means of the measuring shunts 34a-b a desired target clamping force can be set. It goes without saying that in order to avoid repercussions, the switches 42a-b and 46a-b are preferably open, so that the first (faulty) control unit 20th is completely disconnected.

Der Nachteil, dass diese Vorgehensweise aufgrund der sequenziellen Ansteuerung zeitlich länger dauert als bei einer parallelen Ansteuerung, wird in Kauf genommen, da es sich hierbei um eine Vorgehensweise handelt, die lediglich in einem Fehlerfall angewendet wird, es sich also um eine reine „Rückfallebene“ handelt, die während des normalen Betriebs eines Kraftfahrzeugs nur sehr selten auftritt.The disadvantage that this procedure takes longer due to the sequential control than with a parallel control, is accepted because this is a procedure that is only used in the event of a fault, i.e. it is a pure "fall-back level" which occurs very rarely during normal operation of a motor vehicle.

Ein weiterer mit dem Bremssystem 14 abdeckbarer Fehlerfall ist jener, bei dem das zweite Steuergerät 22 einen Fehler aufweist. Auch dies kann mittels der Steuereinrichtung 54 bzw. der dort vorhandenen Fehlererkennungseinrichtung festgestellt werden. In diesem Fall wird die Ansteuerung der beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 dem ersten Steuergerät 20 zugeordnet. Hierzu werden die Schalter 42a-b und 46a-b geschlossen, und die Schalter 44a-b und 48a-b werden geöffnet. Die erste Endstufe 24 steuert somit die erste Bremseinrichtung 16 und die zweite Endstufe 26 die zweite Bremseinrichtung 18 an. Die Bremseinrichtungen 16 und 18 können somit ohne Einschränkungen gleichzeitig auf eine gewünschte Zielklemmkraft eingestellt werden.Another with the braking system 14th The fault that can be covered is that in which the second control unit 22nd has an error. This can also be done by means of the control device 54 or the error detection device present there. In this case, the two braking devices are controlled 16 and 18th the first control unit 20th assigned. To do this, the switches 42a-b and 46a-b closed, and the switch 44a-b and 48a-b are opened. The first power amplifier 24 thus controls the first braking device 16 and the second output stage 26th the second braking device 18th on. The braking devices 16 and 18th can thus be set to a desired target clamping force at the same time without restrictions.

Oben wurden die jeweiligen Betriebsweisen für ein Verriegeln der Bremseinrichtungen 16 und 18 beschrieben. Es versteht sich, dass vollkommen analog vorgegangen werden kann, wenn die Bremseinrichtungen 16 und 18 gelöst werden sollen.Above are the respective modes of operation for locking the braking devices 16 and 18th described. It goes without saying that a completely analogous procedure can be used when the braking devices 16 and 18th should be solved.

In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Bremssystems 14 gezeigt. Im Unterschied zu der Ausführungsform von 1 verfügt das erste Steuergerät 20 nicht über zwei Endstufen, sondern lediglich über eine einzige Endstufe 24 mit einer einzigen gezeichneten H-Brücke 56. Die MOSFETs der H-Brücke 56 sind mit 58a-d bezeichnet, die beiden Mess-Shunts mit 60a-b. Auch ein Batterieanschluss 62 und ein Masseanschluss 64 sind gezeigt.In 2 is an alternative embodiment of a braking system 14th shown. In contrast to the embodiment of 1 has the first control unit 20th not via two output stages, but only via a single output stage 24 with a single drawn H-bridge 56 . The H-Bridge MOSFETs 56 are denoted by 58a-d, the two measuring shunts by 60a-b. Also a battery connector 62 and a ground connection 64 are shown.

Vom Grundsatz her ist die Betriebsweise des Bremssystems 14 von 2 ähnlich zu jener der 1. Im Normalbetrieb werden beispielsweise die erste Bremseinrichtung 16 vom ersten Steuergerät 20 und die zweite Bremseinrichtung 18 vom zweiten Steuergerät 22 angesteuert. Dies ist dann der Fall, wenn die Schalter 42a-b geschlossen und die Schalter 46a-b geöffnet sind, und wenn die Schalter 44a-b geöffnet und die Schalter 48a-b geschlossen sind.The basic principle is the operating mode of the braking system 14th from 2 similar to that of 1 . In normal operation, for example, the first braking device 16 from the first control unit 20th and the second braking device 18th from the second control unit 22nd controlled. This is the case when the switches 42a-b closed and the switch 46a-b are open and when the switches 44a-b open and the switch 48a-b are closed.

Wird von der Steuereinrichtung 54 und deren Fehlererkennungseinrichtung ein Fehler eines Steuergeräts 20, 22 festgestellt, wird die Ansteuerung beider Bremseinrichtungen 16, 18 dem jeweils anderen Steuergerät 20, 22 zugeordnet. Used by the control device 54 and the error detection device of which is an error in a control unit 20th , 22nd is determined, the activation of both braking devices 16 , 18th the other control unit 20th , 22nd assigned.

In diesem Fehlerfall erfolgt die Ansteuerung der beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 vorzugsweise sequenziell, so dass die volle Haltekraft der beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 bereitgestellt werden kann.In this case, the two braking devices are activated 16 and 18th preferably sequentially, so that the full holding force of the two braking devices 16 and 18th can be provided.

Bei einem Ausfall des ersten Steuergeräts 20 werden beispielsweise, um Rückwirkungsfreiheit sicherzustellen, die Schalter 42a-b und 46a-b geöffnet, sodass die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 nur noch vom zweiten Steuergerät 22 angesteuert werden können. Für eine Ansteuerung der ersten Bremseinrichtung 16 werden dann die Schalter 44a-b geschlossen und die Schalter 48a-b geöffnet. Für eine Ansteuerung der Bremseinrichtung 18 dagegen werden die Schalter 44a-b geöffnet und die Schalter 48a-b geschlossen.If the first control unit fails 20th are, for example, the switches to ensure freedom from interference 42a-b and 46a-b opened so that the two braking devices 16 and 18th only from the second control unit 22nd can be controlled. For controlling the first braking device 16 then become the switches 44a-b closed and the switch 48a-b open. For controlling the braking device 18th however, the switches 44a-b open and the switch 48a-b closed.

Nun wird unter Bezugnahme auf 3 ein Verfahren zum Betreiben eines der Bremssysteme 14 gemäß der 1 und 2 erläutert. Nach einem Startblock 66 wird in einem Block 68 abgefragt, ob eines der Steuergeräte 20 und 22 fehlerhaft arbeitet. Diese Information wird von der Fehlererkennungseinrichtung der Steuereinrichtung 54 bereitgestellt. Ist die Antwort Nein, wird im Block 70 das Bremssystem 14 ganz normal betrieben, beispielsweise wird die Bremseinrichtung 16 vom ersten Steuergerät 20 und die Bremseinrichtung 18 vom zweiten Steuergerät 22 angesteuert.Referring now to FIG 3 a method of operating one of the braking systems 14th according to the 1 and 2 explained. After a starting block 66 will be in a block 68 asked whether one of the control units 20th and 22nd works incorrectly. This information is provided by the error detection device of the control device 54 provided. If the answer is no, it will be in the block 70 the braking system 14th operated completely normally, for example the braking device 16 from the first control unit 20th and the braking device 18th from the second control unit 22nd controlled.

Ist die Antwort im Abfrageblock 68 Ja, wird in einem Block 72 abgefragt, welches Steuergerät 20 bzw. 22 defekt ist. Ist das Steuergerät 20 defekt, wird dies im Block 74 festgestellt, und im Block 76 werden die Schalteinrichtungen 38 und 40 von der Steuereinrichtung 54 so geschaltet, dass beide Bremseinrichtungen 16 und 18 dem zweiten Steuergerät 22 zugeordnet sind. In einem Block 78 werden durch eine entsprechende alternierende Schaltung der Schalter 44a-b bzw. 48ab die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 sequenziell angesteuert, sodass sie eine gewünschte Zielklemmkraft erreicht werden kann.Is the answer in the query block 68 Yes, it will be in a block 72 queried which control unit 20th or. 22nd is defective. Is the control device 20th defective, will this in the block 74 noted and in the block 76 the switching devices 38 and 40 from the control device 54 switched so that both braking devices 16 and 18th the second control unit 22nd assigned. In a block 78 are switched by a corresponding alternating switching of the switch 44a-b or. 48ab the two braking devices 16 and 18th sequentially controlled so that a desired target clamping force can be achieved.

Ist das Steuergerät 22 defekt, wird dies im Block 80 festgestellt, und im Block 82 werden die Schalteinrichtungen 38 und 40 von der Steuereinrichtung 54 so geschaltet, dass beide Bremseinrichtungen 16 und 18 dem ersten Steuergerät 20 zugeordnet sind. In einem Block 84 werden im Falle des ersten Steuergeräts 20 von 1 beide Bremseinrichtungen 16 und 18 von den beiden Endstufen 24 und 26 gleichzeitig und unabhängig voneinander angesteuert. Im Falle des ersten Steuergeräts 20 von 2 (nur eine Endstufe 24 mit einer H-Brücke 56) werden die beiden Bremseinrichtungen 16 und 18 durch eine entsprechende alternierende Schaltung der Schalter 42a-b und 46a-b sequenziell angesteuert, so dass sie eine gewünschte Zielklemmkraft erreichen. Das Verfahren endet in einem Block 86.Is the control device 22nd defective, this will be in the block 80 noted and in the block 82 the switching devices 38 and 40 from the control device 54 switched so that both braking devices 16 and 18th the first control unit 20th assigned. In a block 84 in the case of the first control unit 20th from 1 both braking devices 16 and 18th of the two power amplifiers 24 and 26th controlled simultaneously and independently of each other. In the case of the first control unit 20th from 2 (only one power amplifier 24 with an H-bridge 56 ) the two braking devices 16 and 18th by a corresponding alternating switching of the switches 42a-b and 46a-b sequentially controlled so that they achieve a desired target clamping force. The process ends in a block 86 .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102012205576 A1 [0002]

Claims

Brake system (14) for a motor vehicle, comprising a first, preferably electromechanically operated, braking device (16), a second, preferably electromechanically operated, braking device (18), a first control device (20) for controlling at least one of the braking devices (16, 18) and a second control device (22) for controlling at least one of the braking devices (16, 18), characterized in that it has a first switching device (38) with which the first braking device (16) can be operated with either the first control device (20) or the second control device (22 ) can be connected, and has a second switching device (40) with which the second braking device (18) can optionally be connected to the first control device (20) or the second control device (22), with at least one of the two control devices (22; 20, 22) for controlling the first braking device (16) and / or the second braking device (18) has only a single output stage (30; 24, 30) shows.

Braking system (14) Claim 1 , characterized in that the first switching device (38) comprises a first pair of switches (42 ab) in the first control device (20) and a second pair of switches (44 ab in the second control device (22) and the second switching device (40) on comprises a first pair of switches (46 ab) in the first control device (20) and a second pair of switches (48 ab in the second control device (22)).

Brake system (14) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second control device (22) comprises a single output stage (28) which has a single H-bridge (30), the two braking devices (16, 18) in the H-bridge (30) are connected in parallel.

Brake system (14) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first control device (20) comprises a single output stage (24) which has a single H-bridge (56), the two braking devices (16, 18) in the H-bridge (56) are connected in parallel.

Brake system (14) according to at least one of the preceding Claims 1 - 3 , characterized in that the first braking device (16) can be assigned to a first output stage (24) of the first control device (20) and the second braking device (18) can be assigned to a second output stage (26) of the first control device (20).

Brake system (14) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a control device (22; 20, 22) with only one output stage (30; 24, 30) has a control device (54) which the first braking device (16) and the second braking device (18) can sequentially connect to the output stage (30; 24, 30).

Brake system (14) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has an error detection device (54) which, when an error is detected in a control device (20, 22), activates the braking device ( 16, 18) to the other control unit (20, 22).

Brake system (14) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it has an error detection device (54) which, when an error is detected in a first output stage (24) of a control device (20), activates the first output stage (24) assigned to the first output stage (24) Braking device (16) of a second output stage (26) of this control unit (22) transmits.

Method for operating a braking system (14) according to one of the preceding claims, characterized in that the first braking device (16) can be optionally connected to the first control device (20) or the second control device (22) by means of a first switching device (38), and that the second braking device (18) can be optionally connected to the first control device (20) or the second control device (22) by means of a second switching device (40).

A plurality of control devices (20, 22) for a braking system (14) of a motor vehicle, characterized in that it comprises a first control device (20) and a second control device (22) of the braking system (14) according to at least one of the preceding claims.