EP2160310A1 - Kombinierte bremsanlage, insbesondere für kraftfahrzeuge - Google Patents

Kombinierte bremsanlage, insbesondere für kraftfahrzeuge

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EP2160310A1
EP2160310A1 EP08774121A EP08774121A EP2160310A1 EP 2160310 A1 EP2160310 A1 EP 2160310A1 EP 08774121 A EP08774121 A EP 08774121A EP 08774121 A EP08774121 A EP 08774121A EP 2160310 A1 EP2160310 A1 EP 2160310A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control unit
electronic control
brake system
combined brake
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08774121A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Heise
Burkhard Warmbier-Leiding
Ralf Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2160310A1 publication Critical patent/EP2160310A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a combined brake system, in particular for motor vehicles, associated with a first vehicle axle, electromechanically or hydraulically actuated wheel brakes and associated with a second vehicle axle actuated by electromechanical actuators wheel brakes, wherein the second vehicle axle associated, electromechanically actuated wheel brakes in accordance with one of the the first vehicle axle associated wheel brakes applied braking request or derived therefrom data via a vehicle bus (eg CAN) and / or in accordance with output signals of a redundant pedal travel sensor, which determines the actuation of a brake pedal, actuated, and wherein some or all e electromechanically actuable wheel brakes comprise a parking brake device, which can be activated by means of a control element, with one of the first vehicle axle
  • a vehicle bus eg CAN
  • a redundant pedal travel sensor which determines the actuation of a brake pedal, actuated
  • some or all e electromechanically actuable wheel brakes comprise a parking brake device, which can be activated by means
  • electrohydraulic control unit each with one of the electromechanical actuators of the second vehicle axle associated electronic control unit, with wheel speed sensors whose signals are supplied to the electro-hydraulic control unit and / or the electronic control units, and a communication bus between the electrohydraulic control unit and the electronic control units.
  • each of the electromechanical actuators associated electronic control unit has at least two high-speed buses, one of which directly with another electronic control unit and the other directly or indirectly with the electro-hydraulic control and Control unit is connected.
  • the pedal travel sensor is connected on two separate paths indirectly or directly connected to the electromechanical actuators associated electronic control and regulation units.
  • the separate paths are preferably formed by buses or signal lines.
  • the distributed to the individual control units control pedal position information which need not be redundant as a single, can be processed by communication of the control units with each other with respect to the information available in each case to a redundant (secure) information, which in turn acts autonomously the control devices, for example, methods of brake pads or applying the brake pads, or even perform brake operations are used.
  • a further increase in the operational safety of the brake system according to the invention is achieved in another embodiment variant of the invention in that at least one of the high-speed buses is used as a point-to-point connection. Point connection is performed, although the bus system is usually designed for use with many partners.
  • the operating element for actuating the parking brake is connected directly to an electronic control and regulating unit.
  • the electronic control unit is the electro-hydraulic control unit or another control and regulating unit, such as a motor control and regulating unit or a chassis controller.
  • the connection to the electrohydraulic control unit makes it possible, without routing the signals via other partners, etc., directly via the e.g. hydraulically operated wheels immediately initiate allrädrig initiated dynamic deceleration.
  • a parking brake switch coupled in via another control unit allows the parking brake to be operated even in the event of complete failure of the control unit (for example the electrohydraulic control unit).
  • a further advantageous embodiment of the subject of the invention is that in the event of a fault of a high-speed bus, all system-relevant data (eg braking request) are automatically or indirectly fed directly via another high-speed bus to the electronic control unit connected thereto.
  • This important part of the design makes it possible to ensure the full functionality of the system (braking, parking, etc.) even in the event of a "big mistake", such as the failure of a high-speed bus and not to put any restrictions on the performance.
  • An indication eg by warning lamp or reference to workshop service, however, makes sense.
  • a particularly reliable working variant provides that the electrical supply of one or more electromechanical actuators individually or jointly by the control of one or more electrical switches by a logical OR operation of a signal supplied by the electro-hydraulic control unit and an ignition signal or a is carried by a further electronic control unit signal supplied.
  • a further increase in the reliability of the brake system according to the invention is achieved in one embodiment of the subject invention in that all high-speed buses are used in normal operation continuously for data transfer and thus monitored.
  • the pedal travel sensor information is used for the activation of electromechanical actuators. If the electrohydraulic control unit has failed, the hydraulically operated wheels are still used hydraulically, ie usually without electronic control.
  • the electromechanically braked wheels no longer receive all the information and can still perform a braking function in a fallback level.
  • the brake function can be done because of the twice supplied pedal sensor and possibly additional wheel speed information to the electromechanical actuators.
  • the electromechanical actuators associated electronic control and regulation units communicate the braking request with each other and / or plausibility. Equal and plausibility check as well as possibility to build up the brake force etc. equally.
  • the electronic control and regulating units assigned to the electromechanical actuators are each designed to be intrinsically safe and thereby perform the braking request and / or the parking brake request with a reliable single or redundant command.
  • the intrinsic safety ie own fault detection and redundant own Abschaltpfade for safety-critical functions, allows it without intervention, eg hardwire release line, a second or third control unit to perform functions such as braking or deceleration.
  • a plurality of commands of at least one electronic control unit e.g. Electro-hydraulic control unit on at least two high-speed buses (such as CAN), that is redundantly sent, and the data are indirectly or directly supplied to the different ways, so redundant, of the electronic control units of the electromechanical actuators.
  • Electro-hydraulic control unit on at least two high-speed buses such as CAN
  • a further increase in the operational safety of the brake system according to the invention is achieved according to an embodiment of the subject invention in that at least one electronic control unit of an electromechanical actuator using the data of the other data path in case of failure of the data of one data path.
  • the data transmission on the high-speed buses can be considered safe by suitable monitoring mechanisms.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment of the brake system according to the invention with hydraulically and electromechanically actuated brakes.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the brake system according to the invention in a simplified representation compared with FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of a third embodiment of the brake system according to the invention with hydraulically and electromechanically actuated brakes
  • FIG. 4 shows a circuit diagram of a fourth embodiment of the brake system according to the invention in a representation corresponding to FIG. 3; 5 shows a circuit diagram of a fifth embodiment of the brake system according to the invention in a representation corresponding to FIG. 4; and
  • Fig. 6 is a circuit diagram of a sixth embodiment of the brake system according to the invention in a Fig. 5 corresponding representation.
  • the first embodiment of the motor vehicle brake system according to the invention shown in FIG. 1 essentially has an actuating unit 1 which can be actuated by means of a brake pedal 2.
  • the actuation unit 1 in turn consists of a pneumatic brake booster or a vacuum brake booster 3 and a brake master cylinder 4 connected downstream of the vacuum brake booster 3, to which an electro-hydraulic control unit 5 is connected by means of a hydraulic line 6.
  • an electro-hydraulic control unit 5 is connected to the electro-hydraulic control and regulation unit 5 by means of hydraulic lines 15, 16, which are assigned in the example shown a first vehicle axle or front axle.
  • wheel brakes 9, 10 are assigned to a second vehicle axle or the rear axle, the actuation of which is effected by electromechanical actuators 11, 12 in accordance with the hydraulic pressure applied in the hydraulically actuated wheel brakes 7, 8.
  • the mentioned hydraulic pressure is determined by means of pressure sensors, not shown, which are integrated in the electro-hydraulic control unit 5.
  • the electromechanical nisch operable wheel brakes 9, 10 driven, ie, taking into account a braking force distribution function between the front and rear axles Zuspannkraft the wheel brakes 9, 10 is set.
  • the electromechanically actuated brakes 9, 10 can be controlled in accordance with the actuation path of the brake pedal 2, ie in accordance with the driver deceleration request.
  • the actuating travel of the brake pedal 2 is determined by means of a preferably redundantly designed pedal travel sensor 22.
  • the control of the rear axle associated with wheel brakes 9, 10 is decentralized by an electronic control and regulation unit 19, 20 made.
  • the brake system shown is equipped with a parking brake functionality.
  • the electromechanically actuable wheel brakes 9, 10 have parking brake devices, not shown, with which the wheel brakes 9, 10 can be locked in the tightened state.
  • the parking brake devices can be controlled by means of a control element 14, which is designed as a button and the three switch positions for the commands "clamping", "neutral” and "release” has.
  • a first high-speed bus 23 forms a direct connection between the aforementioned electrohydraulic control unit (HECU) 5 and the further electronic control unit. and control unit 18, which is directly connected by means of another high-speed bus 24 with the electronic control unit 19 of the electromechanical actuator 11.
  • a second signal line 28 is used for signal transmission between the parking brake control element 14 and the electro-hydraulic control unit (HECU) 5, which is directly connected by means of a third Hoch effetsbusses 25 with the electronic control unit 20 of the electromechanical actuator 12, so that the Output signals of the parking brake control element 14 of said electronic control and regulation unit 20 are supplied.
  • a fourth high-speed bus 26 forms a direct connection between the electronic control and regulation units 20 and 19 of the electromechanical actuators 12 and 11.
  • the dashed line 28 represents an optionally existing line to possibly further control and regulating units all power supply terminals of the elements shown in Fig. 1 denotes. From the illustration in Fig. 1 it can be seen that the high-speed buses 23 and 24 form a first indirect connection of the HECU 5 with the electronic control unit 19 of the electromechanical actuator 11, while a second, indirect connection between said elements through the high-speed buses 25 and 26 is formed.
  • the actuating unit 1 is formed by a brake pedal 102 with a pedal travel sensor 122 assigned to it.
  • a first high-speed bus 123 connects the actuator unit 1 with the HECU 5, while a second high speed bus 124 connects the actuator unit 1 to the electronic control unit 19 of the electromechanical actuator 11.
  • a sensor cluster 30 and another, freely selectable electronic control unit 31 are connected.
  • z. B. a vehicle bus 32 is connected.
  • the circuit shown in Fig. 2 corresponds to the circuit of FIG. 1, wherein corresponding components are provided with the same reference numerals.
  • the embodiment of the actuation unit 1 of the third embodiment shown in FIG. 3 corresponds to that of the actuation unit 1 according to FIG. 2.
  • the signal transmission between the pedal travel sensor 122 and the electronic control units 19 and 20 of the electromechanical actuators 11, 12 serve signal lines 33, 34 , wherein the HECU 5 is directly connected to the electronic control unit 19 by means of another high-speed bus 35.
  • the circuit diagrams shown both in FIG. 2 and in FIG. 3 show that both variants shown can only operate in the "brake-by-wire" mode.
  • the construction of the fourth embodiment of the subject invention shown in Fig. 4 corresponds largely to that of the embodiment of FIG. 3.
  • the difference is that at the HECU 5 with the electronic control unit 19 directly connecting high-speed bus 35 both in connection with Fig. 1 mentioned electronic control unit 18 as well the optionally existing line 27 are connected to the components 30, 31 shown in FIG.
  • the output signals of the parking brake control element 14 are supplied via a signal line 36 of the electronic control unit 18 and from there via the high-speed buses 35 and 26 to the electronic control units 19 and 20 of the electromechanical actuators 11, 12 connected.
  • the construction of the fifth embodiment of the subject invention shown in Fig. 5 largely corresponds to that of the embodiment of FIG. 2. The difference is that the power supply of the electromechanical actuators 11, 12 by means of a switching relay 38, 39 is switched.
  • the switching relays 38, 39 are driven by output signals of two logical OR circuits 40, 41, the inputs of which are supplied by the HECU 5 generated signals 42 and signals IGN, which are generated for example by the vehicle ignition.
  • a further electronic control and regulating unit 18 is connected in the signal path (23, 24) between the HECU 5 and the electromechanical actuator 11 associated electronic control unit 19, for example, in connection was mentioned with Fig. 1 and the signal generated via the signal line 17 from the brake pedal sensor 122 Bremsfracsignale be supplied.
  • corresponding switched power supply of the electromechanical actuators 11, 12 are the inputs of the two switching relays 38, 39 associated with OR circuits 40, 41 instead of the ignition signals IGN Control signals 43 supplied, which are generated by the further electronic control unit 18.

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Abstract

Bei einer kombinierten Bremsanlage, die einer Fahrzeugachse zugeordnete hydraulische Bremsen (7, 8) und einer anderen Fahrzeugachse mittels elektromechanischer Aktuatoren (11, 12) betätigbare Bremsen (9, 10) aufweist, verfügt jede den elektromechanischen Aktuatoren (11, 12) zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinheit (19, 20) über mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsbusse (24,26 bzw. 25,26), von denen einer (24) unmittelbar mit einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit (18) und der andere (26) mittelbar oder unmittelbar mit einer den hydraulischen Bremsen (7, 8) zugeordneten elektronischen oder elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (5) verbunden sind.

Description

Kombinierte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine kombinierte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer ersten Fahrzeugachse zugeordneten, elektromechanisch oder hydraulisch betätigbaren Radbremsen sowie mit einer zweiten Fahrzeugachse zugeordneten, durch elektromechanische Aktuatoren betätigbaren Radbremsen, wobei die der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten, elektromechanisch betätigbaren Radbremsen nach Maßgabe einer an den der ersten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremsen eingesteuerten Bremsanforderung bzw. daraus abgeleiteter Daten über einen Fahrzeugbus (z. B. CAN) und/oder nach Maßgabe von Ausgangssignalen eines redundant ausgeführten Pedalwegsensors, der den Betätigungsweg eines Bremspedals ermittelt, betätigbar sind, und wobei einige oder alle e- lektromechanisch betätigbaren Radbremsen eine Feststellbremsvorrichtung umfassen, die mittels eines Bedienelementes ansteuerbar ist, mit einer der ersten Fahrzeugachse zu-
geordneten z.B. elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit, mit jeweils einer den elektromechanischen Aktuatoren der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, mit Raddrehzahlsensoren, deren Signale der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit und/oder auch den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten zugeführt werden, sowie mit einem Kommunikationsbus zwischen der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit und den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten.
Eine derartige kombinierte Bremsanlage ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 002007014952 Al bekannt. Als nachteilig ist bei der vorbekannten Bremsanlage die Tatsache anzusehen, dass wenn ein von der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit zu einer einem elektromechanischen Aktuator zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheit führender Kommunikationsbus defekt ist bzw. gestört wird, das System in eine Rückfallebene mit eingeschränkter Funktionalität übergeht oder sogar vollständig ausfällt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verfügbarkeit der Bremsfunktionalität bei elektrischen Fehlern bei einer kombinierten Bremsanlage der eingangs genannten Gattung zu erhöhen. Weiterhin soll die Robustheit durch Verwendung von Standardbussystemen, wie z. B. CAN, erhöht werden. Außerdem soll die Verwendung von Sonder- und Steuerleitungen bzw. Bussen sowie speziellen Feststellbrems- Bedienelementen vermieden werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Anzahl von Versorgungs- und Steuerleitungen am elektromechanischen Aktuator zu verringern und eine volle Diagnostizierbarkeit an einem elektro- mechanischen Aktuator auch bei einem Busfehler zu gewährleisten .
Die vorhin aufgezählten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jede den elektromechanischen Aktuatoren zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinheit über mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsbusse verfügt, von denen einer unmittelbar mit einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit und der andere mittelbar oder unmittelbar mit der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit verbunden ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Pedalwegsensor auf zwei voneinander getrennten Wegen mittelbar oder unmittelbar mit den den elektromechanischen Aktuatoren zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten verbunden. Die voneinander getrennten Wege sind dabei vorzugsweise durch Busse oder Signalleitungen gebildet. Die auf die einzelnen Steuer- und Regeleinheiten verteilten Pedalstellungsinformationen, die als einzelne nicht redundant sein müssen, können durch Kommunikation der Steuer- und Regeleinheiten untereinander bzgl. der jeweils vorliegenden Information zu einer redundanten (sicheren) Information verarbeitet werden, welche dann wiederum ein autarkes Agieren der Steuergeräte z.B., Verfahren der Bremsbeläge oder Anlegen der Bremsbeläge, oder sogar ausführen von Bremsoperationen verwendet werden.
Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Bremsanlage wird bei einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung dadurch erreicht, dass mindestens einer der Hochgeschwindigkeitsbusse als eine Punkt-zu- Punkt-Verbindung ausgeführt ist, obwohl das Bussystem üblicherweise für die Nutzung mit vielen Partnern ausgelegt ist .
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Bedienelement zum Betätigen der Feststellbremse unmittelbar an eine e- lektronische Steuer- und Regeleinheit angeschlossen ist. Die elektronische Steuer- und Regeleinheit ist dabei die elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit oder eine weitere Steuer- und Regeleinheit, beispielsweise eine Motorsteuer- und -regeleinheit oder ein Chassiscontroller. Der Anschluss an der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit erlaubt es, ohne Routen der Signale über andere Partner etc., unmittelbar eine auch über die z.B. hydraulisch bedienten Räder eingeleitete dynamische Abbremsung unmittelbar allrädrig einzusteuern. Ein über ein weiteres Steuergerät eingekoppelter Parkbremsschalter erlaubt auch bei Komplettausfall der Steuer- und Regeleinheit (z.B. der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit) die Parkbremse noch zu bedienen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass bei einer Störung eines Hochgeschwindigkeitsbusses sämtliche systemrelevanten Daten (z. B. Bremswunsch) automatisch über einen anderen Hoch- geschwindigkeits-bus mittelbar oder unmittelbar der daran angeschlossenen elektronischen Steuer- und Regeleinheit zugeführt werden. Dieser wichtige Teil der Ausführung ermöglicht es auch bei einem „großen Fehler", wie dem Ausfall eines Hochgeschwindigkeits-busses, die volle Funktionalität des Systems (Bremsen, Parken..) weiterhin zu gewährleisten und keine Einschränkungen in der Performance aufkommen zu lassen. Eine Anzeige, z.B. durch Warnlampe oder Hinweis auf Werkstattservice, erscheint jedoch sinnvoll.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass bei Ausfall einer einem elektromechanischen Aktuator zugeordneten Steuer- und Regeleinheit bzw. deren elektrischen Anschlusses mit Störung daran angeschlossener einzelner oder mehrerer Signal-/ und/oder Versorgungsleitungen das Restsystem noch voll verfügbar ist und für Feststellbrems- sowie Betriebsbremsfunktion genutzt werden kann. Bei Ausfall einer Radeinheit oder der Versorgung dieser kann das Restsystem noch vollkommen autark weiterarbeiten, d.h. ein dynamisches Abbremsen kann dann über zwei bis drei Fahrzeugräder noch geregelt erfolgen. Ein Abstellen und wieder Lösen der Parkbremse kann weiterhin auf Wunsch mit einem Radaktuator erfolgen. Eine Einschränkung durch die Parkbremse mit nur einem Rad ist selbstverständlich in der Hanghaltekraft vorhanden .
Eine besonders zuverlässig funktionierende Ausführungsvariante sieht vor, dass die elektrische Versorgung eines oder mehrerer elektromechanischer Aktuatoren einzeln oder gemeinsam durch die Ansteuerung eines oder mehrerer elektrischer Schalter durch eine logische ODER-Verknüpfung eines von der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit gelieferten Signals und eines Zündungssignals bzw. eines von einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit gelieferten Signals erfolgt. Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Bremsanlage wird bei einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, dass alle Hochgeschwindigkeitsbusse im Normalbetrieb kontinuierlich für Datentransfer genutzt und somit überwacht werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Ausfall der elektrohydrauli- schen Steuer- und Regeleinheit, bei dem eine Erkennung des Bremswunsches durch die elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit bzw. deren Übermittlung an die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten erfolgt, die Pedalwegsensorinformation für die Aktivierung der elektromechanischen Aktu- atoren genutzt wird. Ist die elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit ausgefallen, so werden die hydraulisch bedienten Räder noch hydraulisch, also üblicherweise ohne e- lektronische Regelung verwendet.
Die elektromechanisch gebremsten Räder erhalten nun nicht mehr alle Informationen und können in einer Rückfallebene eine Bremsfunktion dennoch ausführen. Die Bremsfunktion kann wegen des zweimal zugeführten Pedalsensors und ggf. zusätzlicher Raddrehzahlinformationen an den elektromechanischen Aktuatoren erfolgen.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die den elektromechanischen Aktuatoren zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten den Bremswunsch untereinander kommunizieren und/oder plausibilisieren . Ab- gleich und Plausibilisierung sowie Möglichkeit die Bremskraft etc. gleichermaßen aufzubauen. (Satzaufbau ???) Bei einer besonders zuverlässig arbeitenden Bremsanlage nach der Erfindung sind schließlich die den elektromechani- schen Aktuatoren zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten jeweils eigensicher ausgelegt und führen dadurch bei sicherem Einzel- oder redundantem Kommando den Bremswunsch und/oder den Feststellbremswunsch aus. Die Eigensicherheit, d. h. eigene Fehlererkennung und redundante eigene Abschaltpfade für sicherheits-kritische Funktionen, erlaubt es ohne Eingriff, z.B. hardwire Freigabeleitung, einer zweiten oder dritten Steuer- und Regeleinheit Funktionen z.B. Bremsen oder Entbremsen vorzunehmen.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung werden eine Vielzahl von Kommandos mindestens einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit z.B. elektrohydrau- lischen Steuer- und Regeleinheit auf mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsbussen (z.B. CAN), also redundant versandt, und die Daten werden mittelbar oder unmittelbar auf den unterschiedlichen Wegen, also redundant, der oder den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten der elektromechani- schen Aktuatoren zugeführt. (Bitte, durch die Maßnahmen erreichte, vorteilhafte Wirkungen ergänzen !)
Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen Bremsanlage wird nach einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht, dass mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinheit eines elektro- mechanischen Aktuators bei Ausfall der Daten eines Datenwegs die Daten des anderen Datenwegs verwendet. Die Datenübertragung auf den Hochgeschwindigkeitsbussen kann durch geeignete Überwachungsmechanismen als sicher gelten .
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Daten, die eine elektronische Steuer- und Regeleinheit eines elektromechanischen Aktua- tors erreichen, jedoch nicht für diesen Aktuator bestimmt sind, auf den anderen Hochgeschwindigkeitsbus des elektromechanischen Aktuators, z, B. zum eigentlichen Empfänger, weitergereicht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit sechs Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage mit hydraulisch und elektromecha- nisch betätigbaren Bremsen;
Fig. 2 eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage in einer gegenüber Fig. 1 vereinfachten Darstellung;
Fig. 3 ein Schaltbild einer dritten Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage mit hydraulisch und elektromecha- nisch betätigbaren Bremsen;
Fig. 4 ein Schaltbild einer vierten Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage in einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung; Fig. 5 ein Schaltbild einer fünften Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung; und
Fig. 6 ein Schaltbild einer sechsten Ausführung der erfindungsgemäßen Bremsanlage in einer Fig. 5 entsprechenden Darstellung.
Die in Fig. 1 gezeigte erste Ausführung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Bremsanlage weist im Wesentlichen eine Betätigungseinheit 1 auf, die mittels eines Bremspedals 2 betätigbar ist. Die Betätigungseinheit 1 besteht ihrerseits aus einem pneumatischen Bremskraftverstärker bzw. einem Un- terdruckbremskraftverstärker 3 sowie einem dem Unterdruck- bremskraftverstärker 3 nachgeschalteten Hauptbremszylinder 4, mit dem mittels einer hydraulischen Leitung 6 eine e- lektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 5 verbunden ist. An die elektrohydraulische Steuer- und Regeleinheit 5 sind mittels hydraulischer Leitungen 15, 16 hydraulisch betätigbare Radbremsen 7, 8 angeschlossen, die im gezeigten Beispiel einer ersten Fahrzeugachse bzw. Vorderachse zugeordnet sind.
Wie Fig. 1 weiterhin entnehmbar ist, sind einer zweiten Fahrzeugachse bzw. der Hinterachse Radbremsen 9, 10 zugeordnet, deren Betätigung nach Maßgabe des in den hydraulisch betätigbaren Radbremsen 7, 8 eingesteuerten hydraulischen Druckes durch elektromechanische Aktuatoren 11, 12 erfolgt. Der erwähnte hydraulische Druck wird mit Hilfe von nicht gezeigten Drucksensoren ermittelt, die in der elekt- rohydraulischen Steuer- und Regeleinheit 5 integriert sind. Auf Grundlage dieses Druckwertes werden die elektromecha- nisch betätigbaren Radbremsen 9, 10 angesteuert, d. h. unter Berücksichtigung einer Bremskraftverteilungsfunktion zwischen Vorder- und Hinterachse wird eine Zuspannkraft der Radbremsen 9, 10 eingestellt. Außerdem können die elektro- mechanisch betätigbaren Bremsen 9, 10 nach Maßgabe des Betätigungsweges des Bremspedals 2, d.h. gemäß dem Fahrerverzögerungswunsch, angesteuert werden. Zu diesem Zweck wird der Betätigungsweg des Bremspedals 2 mit Hilfe eines vorzugsweise redundant ausgeführten Pedalwegsensors 22 ermittelt . Die Ansteuerung der der Hinterachse zugeordneten Radbremsen 9, 10 wird dezentral durch je eine elektronische Steuer- und Regeleinheit 19, 20 vorgenommen.
Wie in Fig. 1 lediglich schematisch angedeutet ist, ist die dargestellte Bremsanlage mit einer Feststellbremsfunktionalität ausgestattet. Zu diesem Zweck weisen die elektrome- chanisch betätigbaren Radbremsen 9, 10 nicht gezeigte Feststellbremsvorrichtungen auf, mit denen die Radbremsen 9, 10 im zugespannten Zustand verriegelbar sind. Die Feststellbremsvorrichtungen sind mit Hilfe eines Bedienelementes 14 ansteuerbar, der als Taster ausgebildet ist und der drei Schaltstellungen für die Befehle „Spannen", „Neutral" und „Lösen" aufweist.
Die vorliegende Erfindung sieht nun vor, dass die Ausgangssignale des Pedalwegsensors 22 über eine Signalleitung 17 einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit 18 zugeführt wird, die beispielsweise durch einen Chassiscontroller gebildet werden kann. Ein erster Hochgeschwindigkeitsbus 23 bildet eine unmittelbare Verbindung zwischen der vorhin erwähnten elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (HECU) 5 und der weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit 18, die mittels eines weiteren Hochgeschwindigkeitsbusses 24 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 des elektromechanischen Aktuators 11 unmittelbar verbunden ist. Eine zweite Signalleitung 28 dient der Signalübertragung zwischen dem Feststellbrems- Bedienelement 14 und der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (HECU) 5, die mittels eines dritten Hochgeschwindigkeitsbusses 25 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 20 des elektromechanischen Aktuators 12 unmittelbar verbunden ist, so dass die Ausgangssignale des Feststellbrems-Bedienelementes 14 der genannten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 20 zugeführt werden. Ein vierter Hochgeschwindigkeitsbus 26 bildet eine unmittelbare Verbindung zwischen den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten 20 und 19 der elektromechanischen Aktuatoren 12 und 11. Die gestrichelt gezeichnete Linie 28 stellt eine optional vorhandene Leitung zu ggf. weiteren Steuer- und Regeleinheiten dar. Mit dem Bezugszeichen 29 sind sämtliche Stromversor-gungsanschlüsse der in Fig. 1 gezeigten Elemente bezeichnet. Der Darstellung in Fig. 1 ist zu entnehmen, dass die Hochgeschwindigkeitsbusse 23 und 24 eine erste mittelbare Verbindung der HECU 5 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 des elektromechanischen Aktuators 11 bildet, während eine zweite, mittelbare Verbindung zwischen den genannten Elementen durch die Hochgeschwindigkeitsbusse 25 und 26 gebildet ist.
Bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen kombinierten Bremsanlage ist die Betätigungseinheit 1 durch ein Bremspedal 102 mit einem ihm zugeordneten Pedalwegsensor 122 gebildet. Ein erster Hochgeschwindigkeitsbus 123 verbindet die Betätigungseinheit 1 mit der HECU 5, während ein zweiter Hochgeschwindigkeitsbus 124 die Betätigungseinheit 1 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 des elektromechanischen Aktuators 11 verbindet. An die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte Leitung 27 sind beispielsweise ein Sensorcluster 30 sowie eine weitere, frei wählbare elektronische Steuer- und Regeleinheit 31 angeschlossen. An die HECU 5 ist eine weitere Kommunikationsschnittstelle, z. B. ein Fahrzeugbus 32 angeschlossen. Ansonsten entspricht die in Fig. 2 dargestellte Schaltung der Schaltung gemäß Fig. 1, wobei einander entsprechende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Die Ausbildung der Betätigungseinheit 1 der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsvariante entspricht der der Betätigungseinheit 1 gemäß Fig. 2. Der Signalübertragung zwischen dem Pedalwegsensor 122 und den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten 19 und 20 der elektromechanischen Aktuatoren 11, 12 dienen Signalleitungen 33, 34, wobei die HECU 5 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 mittels eines weiteren Hochgeschwindigkeitsbusses 35 unmittelbar verbunden ist. Den sowohl in Fig. 2 als auch in Fig. 3 gezeigten Schaltbildern ist zu entnehmen, dass beide dargestellten Varianten nur in der Betriebsart „Bra- ke-by-wire" arbeiten können.
Der Aufbau der in Fig. 4 gezeigten vierten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes entspricht weitgehend dem der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Der Unterschied besteht darin, dass an den die HECU 5 mit der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 unmittelbar verbindenden Hochgeschwindigkeitsbus 35 sowohl die im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte elektronische Steuer- und Regeleinheit 18 als auch die optional vorhandene Leitung 27 mit den in Fig. 2 gezeigten Komponenten 30, 31 angeschlossen sind. Die Ausgangssignale des Feststellbrems-Bedienelementes 14 werden über eine Signalleitung 36 der elektronischen Steuer- und Regeleinheit 18 zugeführt und von dort über die Hochgeschwindigkeitsbusse 35 und 26 an die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten 19 und 20 der elektromechanischen Aktua- toren 11, 12 geschaltet.
Der Aufbau der in Fig. 5 gezeigten fünften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes entspricht weitgehend dem der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Der Unterschied besteht darin, dass die Spannungsversorgung der elektromechanischen Aktuatoren 11, 12 mittels je eines Schaltrelais 38, 39 geschaltet wird. Die Schaltrelais 38, 39 werden durch Ausgangssignale zweier logischer ODER-Schaltungen 40, 41 angesteuert, deren Eingängen von der HECU 5 erzeugte Signale 42 sowie Signale IGN zugeführt werden, die beispielsweise von der Fahrzeugzündung erzeugt werden.
Bei der in Fig. 6 gezeigten sechsten Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes ist im Signalweg (23, 24) zwischen der HECU 5 und der dem elektromechanischen Aktuator 11 zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheit 19 eine weitere elektronische Steuer- und Regeleinheit 18 geschaltet, die beispielsweise im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnt wurde und der über die Signalleitung 17 vom Bremspedalsensor 122 erzeugte Bremswunschsignale zugeführt werden. Bei der Fig. 5 entsprechenden geschalteten Spannungsversorgung der elektromechanischen Aktuatoren 11, 12 werden den Eingängen der den beiden Schaltrelais 38, 39 zugeordneten ODER-Schaltungen 40, 41 anstelle der Zündungssignale IGN Steuersignale 43 zugeführt, die von der weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit 18 erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Kombinierte Bremsanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer ersten Fahrzeugachse zugeordneten, elektromechanisch oder hydraulisch betätigbaren Radbremsen sowie mit einer zweiten Fahrzeugachse zugeordneten, durch elektromechanische Aktuatoren betätigbaren Radbremsen, wobei die der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten, elektromechanisch betätigbaren Radbremsen nach Maßgabe einer an den der ersten Fahrzeugachse zugeordneten Radbremsen vorgegebenen Bremsanforderung bzw. daraus abgeleiteter Daten über einen Fahrzeugbus und/oder nach Maßgabe von Ausgangssignalen eines redundant ausgeführten Pedalwegsensors oder Fahrerbrems- wunscherfassungssensors, der den Betätigungsweg eines Bremspedals oder Bremsenbedienelements ermittelt, betätigbar sind, und wobei die mindestens zwei elektromechanisch betätigbare Radbremsen eine Feststellbremsvorrichtung umfassen, die mittels eines Parkbrems- Bedienelementes ansteuerbar sind, mit einer der ersten Fahrzeugachse zugeordneten elektronischen oder elekt- rohydraulischen Steuer- und Regeleinheit, mit jeweils einer den elektromechanischen Aktuatoren der zweiten Fahrzeugachse zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheit, mit Raddrehzahlsensoren, deren Signale der elektronischen- oder elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit und/oder den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten der elektromechanischen Aktuatoren zugeführt werden , sowie mit einem Kommunikationsbus zwischen der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit und den elektronischen Steuer- und Regelein- heiten, dadurch gekennzeichnet, dass jede den elektro- mechanischen Aktuatoren (11, 12) zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinheit (19, 20) über mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsbusse (24,26 bzw. 25,26) verfügt, von denen einer (24) unmittelbar mit einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit (18) und der andere (26) mittelbar oder unmittelbar mit der elektronischen oder elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (5) verbunden sind.
2. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalwegsensor (22, 122) auf zwei voneinander getrennten Wegen mittelbar oder unmittelbar mit den den elektromechanischen Aktuatoren
(11, 12) zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (19, 20) verbunden ist.
3. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander getrennten Wege durch Busse (24, 26) oder Signalleitungen (33, 34) gebildet sind.
4. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
3 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Hochgeschwindigkeitsbusse (23, 24, 25, 26) als eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung ausgeführt ist.
5. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
4 dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (14) zum Betätigen der Feststellbremse unmittelbar an eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (5, 18) ange- schlös sen i st .
6. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinheit die elektrohydrau-lische Steuer- und Regeleinheit (5) ist.
7. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuer- und Regeleinheit eine weitere Steuer- und Regeleinheit (18) ist .
8. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
7 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Störung eines Hochgeschwindigkeitsbusses (23 - 26) sämtliche systemrelevanten Daten wie beispielsweise einen Bremswunsch automatisch über einen anderen Hochgeschwindigkeitsbus (23 - 26) mittelbar oder unmittelbar der daran angeschlossenen elektronischen Steuer- und Regeleinheit (19, 20) zugeführt werden bzw. dass die dort ohnehin dauernd mit aufgelegten Daten bei der Störung verwendet werden.
9. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
8 dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall einer einem elektromechanischen Aktuator (11, 12) zugeordneten Steuer- und Regeleinheit (19, 20) bzw. deren elektrischen Anschlusses mit Störung daran angeschlossener einzelner oder mehrerer Signal-/ und/oder Versorgungsleitungen das Restsystem noch voll verfügbar ist und für Feststellbrems- sowie Betriebsbremsfunktion ge- nutzt werden kann.
10. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
9 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Versorgung eines oder mehrerer elektromechanischer Aktuato- ren (11, 12) einzeln oder gemeinsam durch die Ansteuerung eines oder mehrerer elektrischer Schalter (38, 39) durch eine logische ODER-Verknüpfung (40, 41) eines von der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (5) gelieferten Signals (42) und eines Zündungssignals (IGN) bzw. eines von einer weiteren elektronischen Steuer- und Regeleinheit (18) gelieferten Signals (43) erfolgt.
11. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
10 dadurch gekennzeichnet, dass alle Hochgeschwindigkeitsbusse (23 - 26) im Normalbetrieb kontinuierlich für Datentransfer genutzt und somit überwacht werden.
12. Kombinierte Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
11 dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (5), bei dem eine Erkennung des Bremswunsches durch die elektrohyd- raulische Steuer- und Regeleinheit (5) bzw. deren Ü- bermittlung an die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (19, 20) nicht mehr sicher möglich ist, die Pedalwegsensorinformation für die Aktivierung der e- lektromechanischen Aktuatoren (11, 12) genutzt wird.
13. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die den elektromechanischen Aktuatoren (11, 12) zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (19, 20) den Bremswunsch untereinander kommunizieren und/oder plausibilisieren .
14. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet, dass die den elektromechanischen Aktuatoren (11, 12) zugeordneten elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (19, 20) jeweils eigensicher ausgelegt sind und dadurch bei sicherem Einzel- oder redundantem Kommando den Bremswunsch und/oder den Feststellbremswunsch ausführen.
15. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Kommandos mindestens einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit (5, 18, 19, 20) z.B. elektrohydraulischen Steuer- und Regeleinheit (5) auf mindestens zwei Hochgeschwindigkeitsbussen redundant versandt werden und die Daten mittelbar oder unmittelbar auf den unterschiedlichen Wegen also redundant der oder den elektronischen Steuer- und Regeleinheiten (19, 20) der elektromechanischen Aktuatoren (11, 12) zugeführt werden.
16. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (19, 20) eines elektromechanischen Aktuators (11, 12) bei Ausfall der Daten eines Datenwegs die Daten des anderen Datenwegs verwendet .
17. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung auf den Hochgeschwindigkeitsbussen (23 - 26) durch geeignete Überwachungsmechanismen als sicher gelten kann.
18. Kombinierte Bremsanlage nach Anspruch 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass Daten, die eine elektronische Steuer- und Regeleinheit (19, 20) eines elektromecha- nischen Aktuators (11, 12) erreichen, jedoch nicht für diesen Aktuator bestimmt sind, auf den anderen Hochgeschwindigkeitsbus (?) des elektromechanischen Aktuators (11, 12) weitergereicht werden, z.B. zum eigentlichen Empfänger.
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