DE102022105729A1 - Integriertes elektronisches bremssystem und steuerverfahren hiefür - Google Patents

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Ju Ho Lee
Jae Hyun Park
In Soo JEON
Bo Min KIM
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Hyundai Mobis Co Ltd
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Abstract

Ein integriertes elektronisches Bremssystem weist auf: einen Hauptsteuerungsabschnitt, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, um einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein EPB-Signal zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein Hauptbremsventil und einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs anzusteuern, und ein Zusatzbremsventil für den Zusatzbremsvorgang anzusteuern, einen Substeuerungsabschnitt, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, um den Wert von dem Pedalsensor und/oder den Wert von dem Raddrehzahlsensor und/oder das EPB-Signal zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein das Hauptbremsventil und den Bremsmotoüber eine Bypass-Schaltung anzusteuern, und einen Verbindungsbus, der den ersten Bereich und den zweiten Bereich, die in einer Box angebracht sind, miteinander verbindet, um Signale zwischen dem Hauptsteuerungsbereich und dem Substeuerungsabschnitt zu übertragen.

Description

  • HINTERGRUND
  • GEBIET
  • Exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen ein integriertes elektronisches Bremssystem und ein Steuerverfahren hierfür, und insbesondere ein integriertes elektronisches Bremssystem, bei welchem ein Steuermodul desselben in zwei unabhängigen Bereichen in derselben Box als ein Hauptsteuerungsabschnitt und ein Substeuerungsabschnitt ausgebildet ist, die über einen inneren Verbindungsbus verbunden sind, derart, dass im Falle einer Störung des Hauptsteuerungsabschnitts ein Hauptbremsventil und ein Bremsmotor durch den Substeuerungsabschnitt gesteuert werden kann, und betreffen ferner ein Steuerverfahren hierfür.
  • DISKUSSION DES HINTERGRUNDS
  • Ein Bremssystem ist für ein Fahrzeug absolut erforderlich. Dies ist darin begründet, dass ein Fahrzeug, das nicht in der Lage ist, zu bremsen, nicht in der Lage ist, zu fahren. Dementsprechend kann die Stabilität eines Bremssystems im Hinblick auf die Sicherheit der Insassen nicht überbetont werden.
  • Daher werden ein Antiblockiersystem (ABS), das den Bremsweg verkürzt, indem es ein Blockieren der Räder verhindert und ein plötzliches Betätigen eines Lenkrads verhindert, um Gefahren während des plötzlichen Bremsens zu vermeiden, eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC), welche eine stabile Fahrzeuglage beibehält, indem sie die Bremskraft des Fahrzeugs und die Motorleistung in einer Gefahrensituation einstellt, in welcher das Fahrzeug rutscht, und eine elektronische Feststellbremse (EPB) verwendet, die automatisch arretiert wird, um ein Zurückrollen eines Fahrzeugs zu verhindern, wenn das Fahrzeug an einer Steigung hält oder anfährt, und die automatisch gelöst wird, wenn das Fahrzeug startet, wobei anstelle des herkömmlichen Hydrauliksystems ein elektronischer Hauptverstärker verwendet wird, um den hydraulischen Bremsdruck zu verstärken und bereitzustellen.
  • Mit dem in jüngerer Zeit steigenden Interesse an autonomen Fahrzeugen oder Elektrofahrzeugen erfordert das Bremssystem auch eine größere Bremskraft und -stabilität, und wird daher als Kombination derartiger elektronisch gesteuerten Bremsvorrichtungen verwendet.
  • Der Hintergrund der vorliegenden Offenbarung ist in dem Koreanischen Patent Nr. 10-1417863 (veröffentlicht am 09. Juli 2014 mit dem Titel „Electronically Controlled Brake System“) offenbart.
  • Beim Implementieren einer Bremsvorrichtung durch das Kombinieren der elektronisch gesteuerten Bremssysteme wie beschrieben, besteht das Problem, dass eine große Anzahl von Drähten zur Betätigung der jeweiligen Bremssysteme erforderlich ist.
  • Um die jeweiligen elektronisch gesteuerten Bremssysteme zu installieren, sind ferner Montagepositionen zum Montieren der jeweiligen Systeme erforderlich, so dass ein Problem hinsichtlich der Sicherstellung von Raum in einem Fahrzeug besteht.
  • Wenn andererseits während der Fahrt eine Störung in einem Fahrzeug auftritt, so dass die elektronisch gesteuerten Bremssysteme dysfunktional werden, kann dies zu einem schweren Unfall führen, so dass es erforderlich ist, auf den dysfunktionalen Zustand der elektronisch gesteuerten Bremssysteme vorbereitet zu sein.
  • ÜBERBLICK
  • Die vorliegende Offenbarung wurde entwickelt, um die genannten Probleme zu lösen, und nach einem Aspekt ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ein integriertes elektronisches Bremssystem zu schaffen, bei welchem ein Steuermodul desselben in zwei unabhängigen Bereichen in derselben Box als ein Hauptsteuerungsabschnitt und ein Substeuerungsabschnitt ausgebildet ist, die über einen inneren Verbindungsbus verbunden sind, derart, dass im Falle einer Störung des Hauptsteuerungsabschnitts ein Hauptbremsventil und ein Bremsmotor durch den Substeuerungsabschnitt gesteuert werden kann, und ferner ein Steuerverfahren hierfür zu schaffen.
  • Zahlreiche Ausführungsbeispiele betreffen ein integriertes elektronisches Bremssystem mit: einem Hauptsteuerungsabschnitt, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, um einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein elektronisches Feststellbremssignal (EPB) zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein Hauptbremsventil und einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals anzusteuern, und ein Zusatzbremsventil für den Zusatzbremsvorgang anzusteuern; einem Substeuerungsabschnitt, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, um, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, den Wert von dem Pedalsensor und/oder den Wert von dem Raddrehzahlsensor und/oder das EPB-Signal zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein das Hauptbremsventil und dem Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals über eine Bypass-Schaltung anzusteuern; und einem Verbindungsbus, der dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich, die in einer Box angebracht sind, miteinander zu verbinden, um Sende-/Empfangssignale zwischen dem Hauptsteuerungsbereich und dem Substeuerungsabschnitt zu übertragen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann das Ansteuersignal ein Watchdog-Signal und/oder ein Fehlersignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzer-Auswahlsignal aufweisen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann das elektronische Bremssystem ferner aufweisen: einen ersten Konnektor, der in dem ersten Bereich angebracht ist, um den Hauptsteuerungsabschnitt und eine Peripherievorrichtung zu verbinden; und einen zweiten Konnektor, der in dem zweiten Bereich angebracht ist, um den Substeuerungsabschnitt und eine Peripherievorrichtung zu verbinden.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel können der Hauptsteuerungsabschnitt und der Substeuerungsabschnitt die Validität einer Pedalsignaleingabe von dem Hauptsteuerungsabschnitt bzw. einer Pedalsignaleingabe von dem Substeuerungsabschnitt bestimmen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Hauptsteuerungsabschnitt aufweisen: einen ersten Pedalsignaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Pedalhubwert von dem Pedalsensor zu empfangen; einen Zylinderdruckeingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Zylinderdruckwert von dem Zylinderdrucksensor zu empfangen; einen ersten Raddrehzahleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Raddrehzahlwert von dem Raddrehzahlsensor zu empfangen und den Raddrehzahlwert zu decodieren; einen EPB-Signaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, ein EPB-Signal zu empfangen; einen EPB-Ansteuerteil, der zum Betätigen einer Feststellbremse ausgebildet ist; einen Hauptbremsventilansteuerteil, der dazu ausgebildet ist, das Hauptbremsventil für die Hauptbremsung eines Fahrzeugs anzusteuern; einen Zusatzbremsventilansteuerteil, der dazu ausgebildet ist, das Zusatzbremsventil für das Zusatzbremsen eines Fahrzeugs anzusteuern; einen Motoransteuerteil, der zum Ansteuern des Bremsmotors ausgebildet ist; einen ersten Watchdog-Signalerzeugungsteil, die zum Erzeugen eines Watchdog-Signals ausgebildet ist; und eine erste Mikrosteuerungseinheit (MCU), die dazu ausgebildet ist, den Hauptbremsventilansteuerteil, den Zusatzbremsventilansteuerteil, den Motoransteuerteil und den EPB-Ansteuerteil in Abhängigkeit von Signalen zu steuern, welche von dem ersten Pedalsignaleingabeteil und/oder dem Zylinderdruckeingabeteil und/oder dem ersten Raddrehzahleingabeteil und/oder dem EPB-Signaleingabeteil eingegeben werden.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann das Zusatzbremsventil ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweisen, um den an Radzylinder gelieferten Hydraulikdruck zum Antreiben eines Anti-Blockiersystems (ABS) und einer elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC) zu steuern.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Hauptsteuerungsabschnitt ferner einen ersten Kommunikationsteil zur Kommunikation mit einer peripheren Steuervorrichtung durch fahrzeuginterne Kommunikation aufweisen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Hauptsteuerungsabschnitt ferner einen ersten Bremslichtschalter aufweisen, der zum Betätigen eines Bremslichts ausgebildet ist.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Substeuerungsabschnitt aufweisen: einen zweiten Pedalsignaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Pedalhubwert von dem Pedalsensor zu empfangen; einen zweiten Raddrehzahleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Raddrehzahlwert von dem Raddrehzahlsensor zu empfangen und den Raddrehzahlwert zu decodieren; eine Bypass-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, einen Steuerpfad umzuschalten, um den Hauptbremsventilansteuerteil und den Motoransteuerteil des Hauptsteuerabschnitts zu steuern; einen Watchdog-Sensierteil, der dazu ausgebildet ist, ein Watchdog-Signal zu sensieren; und eine zweite Microsteuerungseinheit (MCU), die dazu ausgebildet ist, den Hauptbremsventilansteuerteil, den Motoransteuerteil und einen EPB-Ansteuerteil in Abhängigkeit von Signalen zu steuern, welche von dem zweiten Pedalsignaleingabeteil und/oder dem zweiten Raddrehzahleingabeteil und/oder dem EPB-Signaleingabeteil eingegeben werden.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Substeuerungsabschnitt ferner einen zweiten Kommunikationsteil zur Kommunikation mit einer peripheren Steuervorrichtung durch fahrzeuginterne Kommunikation aufweisen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Substeuerungsabschnitt ferner einen zweiten Bremslichtschalter aufweisen, der zum Betätigen eines Bremslichts ausgebildet ist.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann die zweite MCU eine geringere Leistungsspezifikation aufweisen als die erste MCU des Hauptsteuerungsabschnitts.
  • Zahlreiche Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren zum Steuern eines integrierten elektronischen Bremssystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Überwachen, durch eine zweite Mikrosteuerungseinheit (MCU), eine Eingabe eines Ansteuersignals zum Ansteuern eines Substeuerungsabschnitts; wenn die Eingabe des Ansteuersignals geprüft wurde, Empfangen, durch die MCU, eines Pedalhubwerts, eines Raddrehzahlwerts, und eines Feststellbremsensignals (EPB) von einem zweiten Pedalsignaleingabeteil und/oder einem zweiten Raddrehzahleingabeteil und/oder einem EPB-Signaleingabeteil; und Steuern, durch die zweite MCU, eines Hauptbremsventilansteuerteils, eines Motoransteuerteils, und eines EPB-Ansteuerteils eines Hauptsteuerungsabschnitts über einen Bypass-Schaltungsteil in Abhängigkeit von dem Pedalhubwert, dem Raddrehzahlwert, und dem EPB-Signal.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann das Ansteuersignal ein Watchdog-Signal und/oder ein Fehlersignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzer-Auswahlsignal aufweisen.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann das Verfahren ferner aufweisen: das durch die zweite MCU erfolgende Bestimmen der Validität eines von dem zweiten Pedalsignaleingabeteil eingegebenen Pedalsignals und eines von dem ersten Pedalsignaleingabeteil des Hauptsteuerungsabschnitts eingegebenen Pedalsignals.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt des Steuerns des Hauptbremsventilansteuerteils und des Motoransteuerteils aufweisen: Durchführen, durch die zweite MCU, der Bremssteuerung durch kooperatives Steuern in Verbindung mit einer fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung über ein zweites Kommunikationsteil.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel kann der Schritt des Steuerns des Hauptbremsventilansteuerteils und des Motoransteuerteils aufweisen: Betätigen eines Bremslichtschalters durch die zweite MCU.
  • Das integrierte elektronische Bremssystem und das Steuerverfahren hierfür nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind derart beschaffen, dass das Steuermodul mit dem Hauptsteuerungsabschnitt und dem Substeuerungsabschnitt, welche über den internen Verbindungsbus miteinander verbunden sind, in zwei jeweils unabhängigen Bereichen in der einzelnen Box auszubilden, so dass im Fall einer Störung des Hauptsteuerungsabschnitts das Hauptbremsventil und der Bremsventil durch den Substeuerungsabschnitt gesteuert werden, wodurch die Größe und das Gewicht des elektronischen Bremssystems verringert werden sowie die Stabilität bei der Implementierung eines kleinen autonomen Fahrzeugs verbessert wird.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung eines integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist ein exemplarisches Diagramm zur Darstellung der Struktur eines Steuermoduls des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
    • 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie auf dem entsprechenden Gebiet üblich, können einige exemplarische Ausführungsbeispiele in den Zeichnungen als Funktionsblöcke, Einheiten und/oder Module dargestellt sein. Dem Fachmann ist verständlich, dass diese Blöcke, Einheiten und/oder Module physisch durch elektronische (oder optische) Schaltungen, wie Logikschaltungen, diskrete Komponenten, Prozessoren, verdrahtete Schaltungen, Speicherelemente, Verdrahtungen und dergleichen implementiert sind. Wenn die Blöcke, Einheiten und/oder Module durch Prozessoren oder ähnliche Hardware implementiert sind, können sie unter Verwendung von Software (beispielsweise einen Code) programmiert und gesteuert werden, um verschiedene, hier erörterte Funktionen auszuführen. Alternativ kann jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul durch gewidmete Hardware oder eine Kombination von gewidmeter Hardware implementiert sein, um einige Funktionen durchzuführen, und als ein Prozessor (beispielsweise ein oder mehrere programmierte Prozessoren und zugehörige Schaltungen) implementiert sein, um andere Funktionen durchzuführen. Jeder Block, jede Einheit und/oder jedes Modul einiger exemplarischer Ausführungsbeispiele können physisch in zwei oder mehr zusammenwirkende und diskrete Blöcke, Einheiten und/oder Module aufgeteilt werden, ohne von dem des Rahmen des Erfindungsgedankens abzuweichen. Ferner können Blöcke, Einheiten und/oder Module einiger exemplarischer Ausführungsbeispiele physisch zu komplexeren Blöcken, Einheiten und/oder Module kombiniert werden, ohne von dem des Rahmen des Erfindungsgedankens abzuweichen.
  • Im Folgenden werden ein integriertes elektronisches Bremssystem und ein Steuerungsverfahren hierfür unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen durch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben. In der Beschreibung können die Dicke von Linien oder die Größe von Komponenten, die in den Zeichnungen dargestellt sind, aus Gründen der Klarheit und der Einfachheit der Erläuterung übertrieben dargestellt sein. Darüber hinaus sind die nachfolgend beschriebenen Begriffe unter Berücksichtigung von Funktionen in der vorliegenden Offenbarung definiert, welche je nach Benutzer oder den Absichten des Bedieners oder der auf diesem Gebiet üblichen Praxis variieren können. Daher sollten diese Begriffe in der gesamten Beschreibung basierend auf dem Inhalt definiert werden.
  • 1 ist ein exemplarisches Diagramm zur Darstellung der Struktur eines Steuermoduls des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und 2 ist ein exemplarisches Diagramm zur Darstellung der Struktur eines Steuermoduls des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, kann das integrierte elektronische Bremssystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung derart ausgebildet sein, dass es einen Hauptsteuerungsabschnitt 100, einen Substeuerungsabschnitt 200 und einen Verbindungsbus 30 aufweist.
  • Der Hauptsteuerungsabschnitt 100 ist in einem ersten Bereich 10 ausgebildet, um einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein elektronisches Feststellbremssignal (EPB) zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen; ein Hauptbremsventil und einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals anzusteuern; ein Zusatzbremsventil für den Zusatzbremsvorgang eines Fahrzeugs anzusteuern; und ein Watchdog-Signal zu erzeugen.
  • Der Substeuerungsabschnitt 200 ist in einem zweiten Bereich 20 ausgebildet, um, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein EPB-Signal zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen, und das Hauptbremsventil und den Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs über eine Bypass-Schaltung in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals anzusteuern.
  • Hierbei kann das Ansteuersignal ein Watchdog-Signal und/oder ein Fehlersignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzer-Auswahlsignal aufweisen.
  • Der Verbindungsbus 30 kann den ersten Bereich 10 und den zweiten Bereich 20, die in einer Box 50 eingebaut sind, verbinden, um ein Signal über einen universellen Eingang/Ausgang (GPIO) oder einen universellen asynchronen Empfänger/Sender (UART) zwischen dem Hauptsteuerungsbereich 100 und dem Substeuerungsbereich 200 zu übertragen.
  • Wie in 2 dargestellt, kann der Verbindungsbus 30 den ersten Bereich 10 und den zweiten Bereich 20, die auf unabhängigen PCBs in mehreren Lagen angeordnet ausgebildet sind, in Form eines Konnektors verbinden. Alternativ kann der Verbindungsbus 30 den ersten Bereich 10 und den zweiten Bereich 20, die separat auf einem einlagigen PCB ausgebildet sind, durch ein Muster verbinden.
  • Das heißt, dass bei dem Steuermodul des integrierten elektronischen Bremssystems nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 2 dargestellt, der erste Bereich 10, in welchem der Hauptsteuerungsabschnitt 100 angebracht ist, und der zweite Bereich 20, in welchem der Substeuerungsabschnitt 200 angebracht ist, in einer Box 50 vorgesehen sein können, so dass sie durch den Verbindungsbus 30 verbunden sind, und dass sie mit einer Peripherievorrichtung durch einen mit einem ersten Konnektor 15 und einem zweiten Konnektor 25 verbundenen Kabelbaum verbunden sind.
  • Wenn der Hauptsteuerungsabschnitt 100 und der Substeuerungsabschnitt 200 in dem ersten Bereich 10 bzw. dem zweiten Bereich 20 auf dem einlagigen PCB ausgebildet sind, können der Hauptsteuerungsabschnitt und der Substeuerungsabschnitt darüber hinaus mit einer Peripherievorrichtung durch den ersten Konnektor 15 oder den zweiten Konnektor 25 verbunden sein, und Daten sowie Strom können separat durch den Verbindungsbus 30 zugeführt werden.
  • Hierbei können der Hauptsteuerungsabschnitt 100 und der Substeuerungsabschnitt 200 die Validität einer Pedalsignaleingabe von dem Hauptsteuerungsabschnitt 100 bzw. einer Pedalsignaleingabe von dem Substeuerungsabschnitt 200 bestimmen.
  • Das heißt, dass der Hauptsteuerungsabschnitt 100 und der Substeuerungsabschnitt 200 einen Pedalhubwert über einen ersten Kanalausgang und einen Pedalhubwert über einen zweiten Kanalausgang des Pedalsensors empfangen können, um die Validität des Pedalsignals zu bestimmen.
  • In diesem Fall können die Hauptsteuerungseinheit 100 und die Substeuerungseinheit 200 den Pedalhubwert über den ersten Kanalausgang des Pedalsensors bzw. den Pedalhubwert über den zweiten Kanalausgang des Pedalsensors empfangen, oder die Hauptsteuerungseinheit 100 und die Substeuerungseinheit 200 können alternativ sowohl den Pedalhubwert über den ersten Kanalausgang als auch den Pedalhubwert über den zweiten Kanalausgang empfangen.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in welchem der Hauptsteuerungsbereich 100 den Pedalhubwert über den ersten Kanalausgang empfängt und die Substeuerungseinheit 200 den Pedalhubwert über den zweiten Kanalausgang empfängt.
  • Genauer gesagt kann die Hauptsteuerungseinheit 100 einen ersten Pedalsignaleingabeteil 124, einen Zylinderdruckeingabeteil 110, einen ersten Raddrehzahleingabeteil 114, einen EPB-Signaleingabeteil 116, einen EPB-Ansteuerteil 118, einen Hauptbremsventilansteuerteil 120, einen Zusatzbremsventilansteuerteil 106, einen Motoransteuerteil 122, einen Watchdog-Erzeugungsteil 104, und eine erste Mikrosteuerungseinheit (MCU) 102 aufweisen.
  • Der erste Pedalsignaleingabeteil 124 kann dazu ausgebildet sein, einen Pedalhubwert über den ersten Kanalausgang eines Pedalsensors zu empfangen und den empfangenen Wert an die erste MCU 102 zu senden. Dementsprechend kann die erste MCU 102 den Bremszustand des Fahrers anhand des Pedalhubwerts bestimmen und einen Bremssteuervorgang durchführen.
  • Der Zylinderdruckeingabeteil 110 kann dazu ausgebildet sein, einen Hauptbremszylinderdruckwert und einen Hilfsbremszylinderdruckwert von einem Zylinderdrucksensor zu empfangen und die empfangenen Werte an die erste MCU 102 zu übermitteln.
  • Der erste Raddrehzahleingabeteil 114 kann dazu ausgebildet sein, einen Raddrehzahlwert von einem Raddrehzahlsensor zu empfangen, den Raddrehzahlwert in einem ASIC-Chip zu decodieren und den decodierten Wert an die erste MCU 102 zu übermitteln, wodurch diese nicht nur die Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch die Drehzahl jedes Rads empfängt.
  • Der EPB-Signaleingabeteil 116 kann dazu ausgebildet sein, ein EPB-Signal für die Betätigung der Feststellbremse zu empfangen und das EPB-Signal an die erste MCU 102 zu übermitteln.
  • Der EPB-Ansteuerteil 118 kann die Feststellbremse betätigen.
  • Der Hauptbremsventilansteuerteil 120 kann dazu ausgebildet sein, ein Hauptbremsventil zum Einstellen des Hydraulikdrucks eines Hauptbremszylinders für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs entsprechend der Betätigung eines Pedals anzusteuern.
  • Der Zusatzbremsventilansteuerteil 106 kann dazu ausgebildet sein, ein Zusatzbremsventil, das ein Einlassventil und ein Auslassventil zum Steuern des an einen Radzylinder gelieferten Hydraulikdrucks, anzusteuern, um den Zusatzbremsvorgang entsprechend der ABS- oder ESC-Funktion durchzuführen.
  • Der Motoransteuerteil 122 kann dazu ausgebildet sein, einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs anzusteuern.
  • Der Watchdog-Erzeugungsteil 104 kann dazu ausgebildet sein, im Fall einer Störung ein Watchdog-Signal zu erzeugen, indem er durch Kommunikation mit der ersten MCU 102 zählt, ob ein Betriebszustand normal ist oder nicht.
  • Die erste MCU 102 kann den Hauptbremsventilansteuerteil 120, den Zusatzbremsventilansteuerteil 106, den Motoransteuerteil 122, und den EPB-Ansteuerteil 118 entsprechend einem Pedalhubwert, einem Druckwert, einem Raddrehzahlwert, und einem EPB-Signal steuern, die von dem ersten Pedalsignaleingabeteil 124 und/oder dem Zylinderdruckeingabeteil 110 und/oder dem ersten Raddrehzahleingabeteil 114 und/oder dem EPB-Signaleingabeteil 116 eingegeben werden.
  • Ein erster Kommunikationsteil 108 kann mit einer fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung durch P-CAN oder C-CAN kommunizieren. Dementsprechend kann die erste MCU 102 den Bremssteuervorgang durch kooperative Steuerung zusammen mit der fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung durchführen.
  • Ein erster Bremslichtschalter 112 kann ein Bremslicht entsprechend einem Pedalhubwert durch die erste MCU 102 betätigen.
  • Darüber hinaus kann der Substeuerungsabschnitt 200 einen zweiten Pedalsignaleingabeteil 210, einen zweiten Raddrehzahleingabeteil 208, einen Bypass-Schaltungsteil 206, einen Watchdog-Sensierteil 202, und eine zweite MCU 204 aufweisen.
  • Der zweite Pedalsignaleingabeteil 210 kann einen Pedalhubwert über den zweiten Kanalausgang eines Pedalsensors empfangen und den Pedalhubwert an die zweite MCU 204 übermitteln. Dementsprechend kann die zweite MCU 204 den Bremszustand des Fahrers anhand des Pedalhubwerts bestimmen und einen Bremssteuervorgang durchführen.
  • Der zweite Raddrehzahleingabeteil 208 kann einen Raddrehzahlwert von einem Raddrehzahlsensor empfangen, den Raddrehzahlwert in einem ASIC-Chip decodieren und den decodierten Wert an die zweite MCU 204 übermitteln, wodurch diese nicht nur die Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch die Drehzahl jedes Rads empfängt.
  • Der Bypass-Schaltungsteil 206 kann einen Steuerpfad für die zweite MCU 204 umschalten, um den Hauptbremsventilansteuerteil 120 und den Motoransteuerteil 122 des Hauptsteuerungsabschnitts 100 zu steuern.
  • Hierbei kann der Bypass-Schaltungsteil 206 den Pfad so umschalten, dass die zweite MCU 204 den EPB-Ansteuerteil 118 entsprechend dem EPB-Signal steuern kann, oder kann ansonsten derart arbeiten, dass ein Rad von der ersten MCU 102 EPB-gesteuert wird und das andere Rad von der zweiten MCU 204 EPB-gesteuert wird.
  • Der Watchdog-Sensierteil 202 sensiert ein Watchdog-Signal und überträgt das Watchdog-Signal an die zweite MCU 204, wodurch es möglich ist, eine Störung der ersten MCU 102 festzustellen.
  • Die zweite MCU 204 kann der Hauptbremsventilansteuerteil 120 und der Motoransteuerteil 122 für die Hauptbremsung eines Fahrzeugs durch den Bypass-Schaltungsteil 206 entsprechend einem Pedalhubwert, einem Raddrehzahlwert und einem EPB-Signal, welche von dem zweiten EPB-Signaleingabeteil 210 und/oder dem Raddrehzahleingabeteil 208 und/oder dem EPB-Signaleingabeteil 116 eingegeben werden, steuern, wenn ein oder mehrere Ansteuersignale, nämlich ein Watchdog-Signal zum Ansteuern des Substeuerungsabschnitts 200 und/oder ein Störungssignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzerwahlsignal, eingegeben werden.
  • Wenn das EPB-Signal eingegeben wird, kann die zweite MCU 204 den EPB-Ansteuerteil 118 ebenfalls über den Bypass-Schaltungsteil 206 steuern, um die EPB-Steuerung durchzuführen.
  • Ein zweiter Kommunikationsteil 212 kann mit einer fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung durch P-CAN oder C-CAN kommunizieren. Dementsprechend kann die zweite MCU 204 den Bremssteuervorgang durch kooperative Steuerung zusammen mit der fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung durchführen.
  • Ein zweiter Bremslichtschalter 214 kann ein Bremslicht entsprechend einem Pedalhubwert durch die zweite MCU 204 betätigen.
  • Da die erste MCU 102 die Haupt- und die Zusatzbremssteuerung durchführt, während die zweite MCU 204 nur die Hauptbremssteuerung durchführt, kann die zweite MCU 204 eine geringere Leistungsspezifikation aufweisen als die erste MCU 102 des Hauptsteuerungsabschnitts 100, um so wirtschaftliche Einsparungen zu erreichen.
  • Wie zuvor beschrieben, ist bei dem integrierten elektronischen Bremssystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung das Steuermodul desselben mit dem Hauptsteuerungsabschnitt und dem Substeuerungsabschnitt, welche über den internen Verbindungsbus miteinander verbunden sind, in zwei jeweils unabhängigen Bereichen in der einzelnen Box ausgebildet, so dass im Fall einer Störung des Hauptsteuerungsabschnitts das Hauptbremsventil und das Bremsventil durch den Substeuerungsabschnitt gesteuert werden, wodurch die Größe und das Gewicht des elektronischen Bremssystems verringert werden sowie die Stabilität bei der Implementierung eines kleinen autonomen Fahrzeugs verbessert wird.
  • 3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
  • Wie in 3 dargestellt, kann bei dem Steuerverfahren des integrierten elektronischen Bremssystems der Hauptsteuerungsabschnitt 100 einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein EPB-Signal empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein Hauptbremsventil sowie einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Anhängigkeit von der Betätigung eines Pedals ansteuern, ein Zusatzbremsventil für den Zusatzbremsvorgang eines Fahrzeugs anzusteuern, und ein Watchdog-Signal zu erzeugen.
  • Das Verfahren zur Steuerung des integrierten elektronischen Bremssystems durch den Hauptsteuerungsabschnitt 100 ist ein herkömmliches Steuerverfahren, weshalb ein detaillierte Beschreibung desselben hier entfällt, und in diesem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren zur Steuerung des integrierten elektronischen Bremssystems durch den Substeuerungsabschnitt 200 beschrieben.
  • Wie zuvor beschrieben, wird ein Watchdog-Signal erzeugt, wenn eine Anomalie in der ersten MCU 102 auftritt, während das integrierte elektronische Bremssystem durch den normalen Betrieb des Hauptsteuerabschnitts 100 gesteuert wird.
  • Andererseits überwacht die zweite MCU 204, ob ein Watchdog-Signal von dem Watchdog-Sensierteil 202, ein Fehlersignal oder ein Benutzer-Auswahlsignal als ein Ansteuersignal zum Ansteuern des Substeuerungsabschnitts 200 in den Hauptsteuerabschnitt 100 eingegeben wird oder nicht (S10).
  • Wenn im Schritt S10 überwacht wird, dass das Ansteuersignal eingegeben wird, empfängt die zweite MCU 204 einen Pedalhubwert, einen Raddrehzahlwert, und ein EPB-Signal von einem zweiten Pedalsignaleingabeteil 210 und/oder einem zweiten Raddrehzahleingabeteil 208 und einem EPB-Signaleingabeteil 116 (S20).
  • Hierbei kann die zweite MCU 204 die Validität eines von dem zweiten Pedalsignaleingabeteil 210 eingegebenen Pedalsignals und eines von dem ersten Pedalsignaleingabeteil 124 des Hauptsteuerungsabschnitts 100 eingegebenen Pedalsignals bestimmen.
  • Nach dem Empfang des Pedalhubwerts, des Raddrehzahlwerts und des EPB-Signals im Schritt S20, steuert die zweite MCU 204 einen Hauptbremsventilansteuerteil 120, einen Motoransteuerteil 122, und einen EPB-Ansteuerteil 118 des Hauptsteuerabschnitts 100 durch eine Bypass-Schaltung 206 in Abhängigkeit von dem Pedalhubwert, dem Raddrehzahlwert, und dem EPB-Signal, um die Hauptbremssteuerung und die EPB-Steuerung eines Fahrzeugs durchzuführen (S30).
  • Hierbei kann die zweite MCU 204 den Bremssteuervorgang durch kooperative Steuerung zusammen mit einer fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung durch einen zweiten Kommunikationsteil 212 durchführen.
  • Während die Fahrzeughauptbremsung im Schritt S30 gesteuert wird, betätigt die Zweite MCU 204 einen Bremslichtschalter 214, um ein Bremslicht einzuschalten (S40).
  • Wie zuvor beschrieben, ist bei dem Steuerverfahren des integrierten elektronischen Bremssystems nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung das Steuermodul mit dem Hauptsteuerungsabschnitt und dem Substeuerungsabschnitt, welche über den internen Verbindungsbus miteinander verbunden sind, in zwei jeweils unabhängigen Bereichen in der einzelnen Box ausgebildet, so dass im Fall einer Störung des Hauptsteuerungsabschnitts das Hauptbremsventil und das Bremsventil durch den Substeuerungsabschnitt gesteuert werden, wodurch die Größe und das Gewicht des elektronischen Bremssystems verringert werden sowie die Stabilität bei der Implementierung eines kleinen autonomen Fahrzeugs verbessert wird.
  • Vorliegend beschriebene Implementierungen können beispielsweise durch ein Verfahren oder einen Prozess, eine Vorrichtung, ein Softwareprogramm, einen Datenstrom oder ein Signal implementiert werden. Auch wenn diese nur im Zusammenhang mit einer einzelnen Form der Implementierung (beispielsweise nur als ein Verfahren) erörtert wurden, können Implementierungen der erörterten Merkmale auch in anderer Formen (beispielsweise eine Vorrichtung oder ein Programm) implementiert werden. Die Vorrichtung kann durch geeignete Hardware, Software, und Firmware und dergleichen implementiert werden. Das Verfahren kann in einer Vorrichtung implementiert werden, beispielsweise einem Prozessor, der im Allgemeinen eine Verarbeitungsvorrichtung betrifft, darunter ein Computer, ein Mikroprozessor, eine integrierte Schaltung oder eine programmierbare Logikvorrichtung und dergleichen. Prozessoren umfassen auch Kommunikationsvorrichtungen wie Computer, Mobiltelefone, Portable/Personal Digital Assistants („PDA“) und andere Vorrichtungen, welche die Kommunikation von Informationen zwischen Endnutzern vereinfachen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 101417863 [0005]

Claims (17)

  1. Integriertes elektronisches Bremssystem mit: einem Hauptsteuerungsabschnitt, der in einem ersten Bereich ausgebildet ist, um einen oder mehrere Werte von einem Pedalsensor, einem Zylinderdrucksensor und einem Raddrehzahlsensor sowie ein elektronisches Feststellbremssignal (EPB) zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein Hauptbremsventil und einen Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals anzusteuern, und ein Zusatzbremsventil für den Zusatzbremsvorgang anzusteuern; einem Substeuerungsabschnitt, der in einem zweiten Bereich ausgebildet ist, um, wenn ein Ansteuersignal eingegeben wird, den Wert von dem Pedalsensor und/oder den Wert von dem Raddrehzahlsensor und/oder das EPB-Signal zu empfangen, um die EPB-Steuerung durchzuführen und ein das Hauptbremsventil und dem Bremsmotor für den Hauptbremsvorgang eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Betätigung eines Pedals über eine Bypass-Schaltung anzusteuern; und einem Verbindungsbus, der dazu ausgebildet ist, den ersten Bereich und den zweiten Bereich, die in einer Box angebracht sind, miteinander zu verbinden, um Sende-/Empfangssignale zwischen dem Hauptsteuerungsbereich und dem Substeuerungsabschnitt zu übertragen.
  2. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Ansteuersignal ein Watchdog-Signal und/oder ein Fehlersignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzer-Auswahlsignal aufweist.
  3. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 1, ferner mit: einem ersten Konnektor, der in dem ersten Bereich angebracht ist, um den Hauptsteuerungsabschnitt und eine Peripherievorrichtung zu verbinden; und einem zweiten Konnektor, der in dem zweiten Bereich angebracht ist, um den Substeuerungsabschnitt und eine Peripherievorrichtung zu verbinden.
  4. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei welchem der Hauptsteuerungsabschnitt und der Substeuerungsabschnitt die Validität einer Pedalsignaleingabe von dem Hauptsteuerungsabschnitt bzw. einer Pedalsignaleingabe von dem Substeuerungsabschnitt bestimmen.
  5. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei welcher der Hauptsteuerungsabschnitt aufweist: einen ersten Pedalsignaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Pedalhubwert von dem Pedalsensor zu empfangen; einen Zylinderdruckeingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Zylinderdruckwert von dem Zylinderdrucksensor zu empfangen; einen ersten Raddrehzahleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Raddrehzahlwert von dem Raddrehzahlsensor zu empfangen und den Raddrehzahlwert zu decodieren; einen EPB-Signaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, ein EPB-Signal zu empfangen; einen EPB-Ansteuerteil, der zum Betätigen einer Feststellbremse ausgebildet ist; einen Hauptbremsventilansteuerteil, der dazu ausgebildet ist, das Hauptbremsventil für die Hauptbremsung eines Fahrzeugs anzusteuern; einen Zusatzbremsventilansteuerteil, der dazu ausgebildet ist, das Zusatzbremsventil für das Zusatzbremsen eines Fahrzeugs anzusteuern; einen Motoransteuerteil, der zum Ansteuern des Bremsmotors ausgebildet ist; einen ersten Watchdog-Signalerzeugungsteil, die zum Erzeugen eines Watchdog-Signals ausgebildet ist; und eine erste Mikrosteuerungseinheit (MCU), die dazu ausgebildet ist, den Hauptbremsventilansteuerteil, den Zusatzbremsventilansteuerteil, den Motoransteuerteil und den EPB-Ansteuerteil in Abhängigkeit von Signalen zu steuern, welche von dem ersten Pedalsignaleingabeteil und/oder dem Zylinderdruckeingabeteil und/oder dem ersten Raddrehzahleingabeteil und/oder dem EPB-Signaleingabeteil eingegeben werden.
  6. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, bei welchem das Zusatzbremsventil ein Einlassventil und ein Auslassventil aufweist, um den an Radzylinder gelieferten Hydraulikdruck zum Antreiben eines Anti-Blockiersystems (ABS) und einer elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC) zu steuern.
  7. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, bei welchem der Hauptsteuerungsabschnitt ferner einen ersten Kommunikationsteil zur Kommunikation mit einer peripheren Steuervorrichtung durch fahrzeuginterne Kommunikation aufweist.
  8. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 5, bei welcher der Hauptsteuerungsabschnitt ferner einen ersten Bremslichtschalter aufweist, der zum Betätigen eines Bremslichts ausgebildet ist.
  9. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 1, bei welcher der Substeuerungsabschnitt aufweist: einen zweiten Pedalsignaleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Pedalhubwert von dem Pedalsensor zu empfangen; einen zweiten Raddrehzahleingabeteil, der dazu ausgebildet ist, einen Raddrehzahlwert von dem Raddrehzahlsensor zu empfangen und den Raddrehzahlwert zu decodieren; eine Bypass-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, einen Steuerpfad umzuschalten, um den Hauptbremsventilansteuerteil und den Motoransteuerteil des Hauptsteuerabschnitts zu steuern; einen Watchdog-Sensierteil, der dazu ausgebildet ist, ein Watchdog-Signal zu sensieren; und eine zweite Microsteuerungseinheit (MCU), die dazu ausgebildet ist, den Hauptbremsventilansteuerteil, den Motoransteuerteil und einen EPB-Ansteuerteil in Abhängigkeit von Signalen zu steuern, welche von dem zweiten Pedalsignaleingabeteil und/oder dem zweiten Raddrehzahleingabeteil und/oder dem EPB-Signaleingabeteil eingegeben werden.
  10. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 9, bei welchem der Substeuerungsabschnitt ferner einen zweiten Kommunikationsteil zur Kommunikation mit einer peripheren Steuervorrichtung durch fahrzeuginterne Kommunikation aufweist.
  11. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 9, bei welcher der Substeuerungsabschnitt ferner einen zweiten Bremslichtschalter aufweist, der zum Betätigen eines Bremslichts ausgebildet ist.
  12. Integriertes elektronisches Bremssystem nach Anspruch 9, bei welcher die zweite MCU eine geringere Leistungsspezifikation aufweist als die erste MCU des Hauptsteuerungsabschnitts.
  13. Verfahren zum Steuern eines integrierten elektronischen Bremssystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Überwachen, durch eine zweite Mikrosteuerungseinheit (MCU), einer Eingabe eines Ansteuersignals zum Ansteuern eines Substeuerungsabschnitts; wenn die Eingabe des Ansteuersignals geprüft wurde, Empfangen, durch die MCU, eines Pedalhubwerts, eines Raddrehzahlwerts, und eines Feststellbremsensignals (EPB) von einem zweiten Pedalsignaleingabeteil und/oder einem zweiten Raddrehzahleingabeteil und/oder einem EPB-Signaleingabeteil; und Steuern, durch die zweite MCU, eines Hauptbremsventilansteuerteils, eines Motoransteuerteils, und eines EPB-Ansteuerteils eines Hauptsteuerungsabschnitts über einen Bypass-Schaltungsteil in Abhängigkeit von dem Pedalhubwert, dem Raddrehzahlwert, und dem EPB-Signal.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem das Ansteuersignal ein Watchdog-Signal und/oder ein Fehlersignal des Hauptsteuerungsabschnitts und/oder ein Benutzer-Auswahlsignal aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit dem Schritt des durch die zweite MCU erfolgenden Bestimmens der Validität eines von dem zweiten Pedalsignaleingabeteil eingegebenen Pedalsignals und eines von dem ersten Pedalsignaleingabeteil des Hauptsteuerungsabschnitts eingegebenen Pedalsignals.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem der Schritt des Steuerns des Hauptbremsventilansteuerteils und des Motoransteuerteils aufweist: Durchführen, durch die zweite MCU, der Bremssteuerung durch kooperatives Steuern in Verbindung mit einer fahrzeuginternen peripheren Steuervorrichtung über ein zweites Kommunikationsteil.
  17. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem der Schritt des Steuerns des Hauptbremsventilansteuerteils und des Motoransteuerteils aufweist: Betätigen eines Bremslichtschalters durch die zweite MCU.
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