WO2008074649A1

WO2008074649A1 - Datenverarbeitungssystem für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: WO2008074649A1
Application number: PCT/EP2007/063453
Authority: WO
Inventors: Eberhard Boehl; Werner Harter
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2008-06-26
Also published as: JP2010501411A; EP2114741A1; DE102006059919A1

Abstract

Ein Datenverarbeitungssystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Mehrzahl von zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) und einen bidirektionalen Ringbus (8), über den miteinander zu kommunizieren die zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) eingerichtet sind. Jeder zentralen Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) ist eine Gruppe von Rädern (10) eines Fahrzeugs zugeordnet, deren Bremsen (9) durch die betreffende zentrale Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) steuerbar sind, und jede zentrale Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) ist über eine dedizierte Leitung (6) mit wenigstens einem die Stellung eines Bremspedals (7) erfassenden Pedalstellungssensor (5) verbunden.

Description

Beschreibung

Titel

Datenverarbeitungssystem für ein Kraftfahrzeug

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von zentralen Steuereinheiten und einem bidirektionalen Ringbus, über den miteinander zu kommunizieren die zentralen Steuereinheiten eingerichtet sind. Ein solches Datenverarbeitungssystem ist zum Beispiel aus der

DE 102 23 007 Al bekannt.

Datenverarbeitungssysteme dieser Art werden für sicherheitsrelevante Steuerungsaufgaben in Kraftfahrzeugen, sogenannte X-by-wire- Funktionalitäten, in Be- tracht gezogen, da der bidirektionale Ringbus auch dann noch eine Kommunikation aller an ihn angeschlossenen Steuereinheiten ermöglicht, wenn ein Segment des Ringbusses zwischen zwei dieser Einheiten unterbrochen ist. Wenn also in einem Datenverarbeitungssystem mit einer Steuereinheit, die ein Bremspedal überwacht und ein vom Fahrer gewünschtes Bremsverhalten anhand der Pedal- Stellung abschätzt, und einer Steuereinheit, die den Bremsdruck an den Bremsen des Fahrzeuges anhand dieser Abschätzung steuert, ein Bussegment zwischen den beiden Steuereinheiten ausfällt, so ist stets ein weiteres vorhanden, auf dem die Einheiten weiterhin kommunizieren können. Ein solches System ist daher zwar gegen Busstörungen abgesichert, nicht aber gegen Störungen der Steuer- einheiten selbst.

Offenbarung der Erfindung

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Datenverarbeitungssystem für die Bremsensteuerung in einem Fahrzeug geschaffen, das ein hohes Maß an Aus- fallsicherheit bei einfachem Aufbau realisiert. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass jeder zentralen Steuereinheit eine Gruppe von Rädern des Fahrzeuges zugeordnet ist, deren Bremse(n) durch die betreffende zentrale Steuereinheit steuerbar is1/sind, und dass jede Steuereineinheit über eine dedizierte Leitung mit wenigstens einem die Stellung eines Bremspedals erfassenden Pedalstellungssensor verbunden ist. Die auf dem Ringbus kommunizierenden Steuereinheiten versehen gleichartige Steueraufgaben an den Rädern jeweils einer Gruppe, können also gleich aufgebaut oder ggf. im Wesentlichen gleich programmiert sein. Ein Ausfall einer solchen Steuereinheit beeinträchtigt a priori lediglich die Brems- fähigkeit der von ihr gesteuerten Räder, wohingegen die Bremsfähigkeit der übrigen Räder nicht betroffen ist. Auch eine fehlerhafte Funktion eines Pedalstellungssensors oder einer einen Pedalstellungssensor mit der zugeordneten zentralen Steuereinheit verbindenden Leitung kann lediglich die Bremsfähigkeit eines Teiles der Räder beeinträchtigen.

Einer ersten Ausgestaltung zufolge ist wenigstens eine der zentralen Steuereinheiten mit zwei der Pedalstellungssensoren verbunden. Dadurch kann die betreffende Steuereinheit die Pedalstellung redundant erfassen und ggf. einen Fehler in der Erfassung erkennen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Zahl der zentralen Steuereinheiten selbst klein, insbesondere nicht größer als zwei ist.

Zusätzlich zu den bereits erwähnten zentralen Steuereinheiten kann eine Mehrzahl von jeweils einer Bremse an einem Fahrzeugrad zugeordneten peripheren Steuereinheiten vorgesehen sein, die jeweils von einer zentralen Einheit gelieferte Steuerbefehle ausführen. Vorzugsweise sind den Rädern einer Gruppe zugeordnete periphere Steuereinheiten jeweils eingerichtet, ihre Bremse betreffende Steuerbefehle von der der Gruppe zugeordneten zentralen Steuereinheit zu empfangen und auszuführen.

Die zentralen und peripheren Steuereinheiten sind miteinander zweckmäßigerweise ebenfalls über den Ringbus verbunden.

Es können je zwei der peripheren Steuereinheiten derselben zentralen Steuer- einheit zugeordnet sein. Diese peripheren Steuereinheiten gehören vorzugswei- se jeweils zu Rädern einer gleichen Achse oder sich diagonal am Fahrzeug gegenüberliegenden Rädern.

Es kann auch jede periphere Steuereinheit genau einer der zentralen Steuerein- heiten zugeordnet sein.

Wenn in einem solchen System wenigstens eine der Bremsen durch zwei periphere Steuereinheiten gesteuert ist, kann die Bremsfähigkeit dieser Bremse auch bei Ausfall einer dieser peripheren Steuereinheiten oder der zugeordneten zent- ralen Steuereinheit aufrechterhalten werden.

Anstatt einer Bremse zwei periphere Steuereinheiten zuzuordnen, kann auch eine einzelne periphere Steuereinheit zwei zentralen Steuereinheiten zugeordnet sein; hierdurch ergibt sich eine beträchtliche Kostenersparnis.

Eine weitere Verbesserung der Ausfallsicherheit ist erreichbar, wenn die zentralen Steuereinheiten von wenigstens zwei verschiedenen Spannungsversorgungen versorgt sind.

Jede periphere Steuereinheit ist vorzugsweise von derselben Spannungsversorgung versorgt wie die zentrale Steuereinheit, der sie zugeordnet ist, um die Gefahr einer Unterbrechung der Befehlskette zwischen zentraler Steuereinheit und Bremsen aufgrund von Spannungsausfall zu minimieren.

Der Ringbus ist vorzugsweise rekonfigurierbar, das heißt, in zu einer Unterbrechung benachbarten Steuereinheiten des Ringbusses werden bei Erfassung der Unterbrechung Datenübertragungswege von und zu den benachbarten Steuereinheiten umgeschaltet, so dass die Ringstruktur erhalten bleibt. So ist gewährleistet, dass Daten, die von einer Steuereinheit nur in einer einzigen Richtung auf den Ringbus ausgegeben werden, auch im Falle einer Unterbrechung eines Bussegmentes jede andere Steuereinheit an dem Bus erreichen können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beige- fügten Figuren. - A -

Fig. 1 bis 10 zeigen jeweils verschiedene Ausgestaltungen von elektronischen Bremssystemen gemäß der vorliegenden Erfindung.

In dem Blockdiagramm der Fig. 1 sind durch einen Ringbus 8 verbundene zentrale Steuereinheiten mit 1, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 bezeichnet. Jede der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 ist über eine von dem Ringbus 8 unabhängige Leitung 6 mit einem von vier an einem Bremspedal 7 angeordneten Pedalstellungssensoren 5 verbunden. Anhand der von dem jeweils zugeordneten Sensor 5 ge- messenen Pedalstellung berechnet jede Steuereinheit

2-1 bis 2-4 einen Bremsdruck-Sollwert und übermittelt diesen an eine periphere Steuereinheit 3-1, 3-2, 3-3 bzw. 3-4, die diesen Druck an einer Bremse 9 eines der betreffenden Steuereinheit zugeordneten Rades 10 einstellt. Die Verbindung der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 über den Ringbus 8 ermöglicht es die- sen, zum Beispiel erfasste Werte der Pedalstellung oder berechnete Werte des

Bremsdruckes miteinander zu vergleichen und anhand dieses Vergleiches auf eine eventuelle Fehlfunktion eines Sensors 5 oder einer der Steuereinheiten 2-1, ..., 3-4 zu schließen und ggf. bei der Einstellung des Bremsdruckes zu berücksichtigen.

Die nicht zwingend erforderliche, keiner peripheren Steuereinheit zugeordnete Steuereinheit 1 kann insbesondere eine an sich bekannte ESP-(Elektronisches Stabilitätsprogramm, Electronic Stability Program) -Einheit sein, die von Sensoren der peripheren Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 ermittelte Messdaten, die beispiels- weise die Drehgeschwindigkeit oder Verzögerung der einzelnen Räder 10 betreffen, über den Ringbus 8 empfängt, auswertet, und wenn nötig Korrekturanweisungen zum Anpassen des Bremsdruckes an die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 sendet.

Die zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-3 und die mit ihnen verbundenen peripheren

Steuereinheiten 3-1, 3-3 sind durch dieselbe Spannungsversorgung 4-1 gespeist, während die zentralen Steuereinheiten 2-2, 2-4 und die mit ihnen verbundenen peripheren Steuereinheiten 3-2, 3-4 von einer zweiten Spannungsversorgung 4-2 gespeist sind. Wenn eine dieser Spannungsversorgungen gestört ist, fallen dem- nach entweder nur die Steuereinheiten 2-1, 2-3, 3-1, 3-3 oder die Steuereinhei- ten 2-2, 2-4, 3-2, 3-4 aus. Indem zwischen den zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 und dem Ringbus 8 jeweils eine Potentialtrennvorrichtung 14, z. B. in Form eines Optokopplers oder einer kapazitiven Kopplung, vorgesehen ist, kann der Wegfall einer Spannungsversorgung nicht über den Ringbus 8 andere, von der jeweils anderen Versorgungsspannung gespeiste Einheiten in Mitleidenschaft ziehen. So ist sichergestellt, dass bei Ausfall einer der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 eine Betätigung des Bremspedals 7 von den jeweils nicht betroffenen zentralen Steuereinheiten und den mit ihnen verbundenen peripheren Steuereinheiten erfasst und verarbeitet werden kann. Da sich die Räder 10, deren Steuer- einheiten jeweils von derselben Spannungsversorgung 4-1 oder 4-2 gespeist sind, diagonal gegenüberliegen, ist auch bei Ausfall einer dieser Spannungsversorgungen eine Bremsung an Vorder- und Hinterachse sowie auf der rechten und der linken Seite des Fahrzeuges gewährleistet.

Die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 sind an den Ringbus 8 jeweils über

Schnittstellen 16 angebunden, die bei Ausfall der Versorgungsspannung der zugeordneten zentralen Steuereinheit diese automatisch vom Ringbus 8 abkoppeln und die an der Schnittstelle 16 aufeinandertreffenden Segmente des Ringbusses 8 miteinander verbinden. Beispiele solcher Schnittstellen sind in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2006 006 435.6 mit Bezug auf die Fig. 2 bis 5 ausführlich beschrieben. Bei Ausfall einer an den Ringbus 8 angeschlossenen zentralen Steuereinheit bleiben somit die Ringstruktur und die Bidirektionalität des Ringbusses 8 erhalten, so dass die in Betrieb bleibenden Steuereinheiten weiterhin uneingeschränkt miteinander kommunizieren können. Die ESP-Einheit 1 kann ausgelegt sein, in einem solchen Fall das Fehlen einer der anderen zentralen

Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 an dem Ringbus 8 zu erkennen und bei der Erzeugung von Korrekturanweisungen für die jeweils verbleibenden zentralen Steuereinheiten zu berücksichtigen.

Weitere Störungen neben dem Ausfall einer Spannungsversorgung, die in dem

System der Fig. 1 auftreten können, sind:

der Ausfall eines Pedalstellungssensors 5 oder einer diesen mit einer der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 verbindenden Leitung 6. Indem die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 die von dem jeweils ihnen zugeordne- ten Pedalstellungssensor 5 erfassten Werte der Pedalstellung untereinander kommunizieren, kann eine von einer Störung des Sensors 5 oder der Leitung 6 betroffene zentrale Steuereinheit die Störung erkennen und die ihr zugeordnete Bremse 9 anhand der von den anderen zentralen Steuereinheiten kommunizierten Pedalstellung ansteuern. Die Bremsfähigkeit des Rades geht nicht verloren.

der Ausfall einer einzelnen zentralen Steuereinheit 2-1 bis 2-4. Die von einer jeweils anderen zentralen Steuereinheit kontrollierten Räder 10 bleiben bremsfähig. Der Ausfall kann von den anderen zentralen Steuereinheiten durch entsprechende Ansteuerung ihrer Bremsen unter Umständen wenigstens teilweise kompensiert werden. Die für die Steuerung der Kompensation erforderlichen Berechnungen können jeweils in jeder der ungestörten zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2, 2-3 oder 2-4 stattfinden, oder sie können von der ESP-Einheit 1 durchgeführt und in Form von Korrekturbefehlen an die ungestörten zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 übermittelt werden.

der Ausfall eines Bussegmentes des Ringbusses 8 hat keine Auswirkung auf die Bremsfähigkeit.

beim Ausfall von mehreren Bussegmenten des Ringbusses 8 bleibt die Bremswirkung an allen Rädern erhalten; es entfällt lediglich die Möglichkeit für die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4, sich untereinander zu koordinieren.

der Ausfall einer einzelnen peripheren Steuereinheit, zum Beispiel der Einheit 3-1, kann von der damit verbundenen zentralen Steuereinheit 2-1 erfasst und der ESP-Einheit 1 oder den anderen zentralen Steuereinheiten 2-2 bis 2-4 gemeldet werden, um von diesen bei der Ansteuerung der übrigen peri- pheren Steuereinheiten 3-2 bis 3-4 berücksichtigt zu werden. Bei einem Ausfall von zwei peripheren Steuereinheiten bleibt im ungünstigsten Fall die Bremsfähigkeit auf einer Seite des Fahrzeuges erhalten.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssteuersys- tems, die sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung durch das Vorhanden- sein von zwei weiteren Spannungsversorgungen 4-3, 4-4 unterscheidet, die jeweils die Steuereinheiten 2-3, 3-3 und 2-4, 3-4 der Hinterräder 10 versorgen. Der Ausfall einer Spannungsversorgung führt hier zum Verlust der Bremsfähigkeit an maximal einem Rad 10; ansonsten ist die Störungsfestigkeit im Wesentlichen dieselbe wie in der Ausgestaltung der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremssteuervorrichtung, bei der die Anzahl der zentralen Steuereinheiten auf zwei, mit 2-1 bzw. 2-2 bezeichnet, reduziert ist. Jede dieser zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2 ist mit zwei Pedalstellungssensoren 5 am Bremspedal 7 über zwei Leitungen 6 verbunden, d. h. die Abtastung der Pedalstellung erfolgt an jeder der zwei zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2 redundant. Eine Störung eines der Sensoren 5 oder der ihn mit der zugehörigen zentralen Steuereinheit 2-1 oder 2-2 verbindenden Leitung 6 wird auf Seiten dieser zentralen Steuereinheit durch Vergleich mit dem Erfas- sungsergebnis des jeweils anderen Sensors 5 erkannt. Da der Vergleich allein im

Allgemeinen keine Beurteilung erlaubt, welcher der beiden Sensoren 5 gestört ist, trifft die zentrale Steuereinheit hierüber eine Entscheidung durch Vergleich mit von der jeweils anderen zentralen Steuereinheit über den Bus 8 kommunizierten Messwerten der Pedalstellung. So kann die von der Sensorstörung be- troffene zentrale Steuereinheit den gestörten Sensor identifizieren und mit dem jeweils ungestörten weiterarbeiten.

Jede zentrale Steuereinheit 2-1, 2-2 steuert jeweils eine Gruppe von zwei peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-3 bzw. 3-2, 3-4 an, die zu sich jeweils diagonal gegenüberliegenden Rädern 10 gehören. Der Ringbus 8 ist so geführt, dass zwischen jeder zentralen Steuereinheit 2-1, 2-2 und den von ihr gesteuerten peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-3 bzw. 3-2, 3-4 genau ein Bussegment liegt. So ist die Wahrscheinlichkeit einer Busunterbrechung zwischen zu einer Gruppe gehörigen zentralen und peripheren Steuereinheiten minimiert. Des Weiteren sind die zusammengehörigen Steuereinheiten 2-1, 3-1, 3-3 bzw. 2-2, 3-2, 3-4 jeweils durch dieselbe Spannungsversorgung 4-1 bzw. 4-2 gespeist. So sind von dem Ausfall einer Spannungsversorgung jeweils nur zur gleichen Gruppe gehörige Steuereinheiten betroffen, und die Bremswirkung der von den jeweils nicht betroffenen Steuereinheiten gesteuerten Bremsen 9 bleibt auf einer Fahrzeugdia- gonalen erhalten. Die Ausgestaltung der Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 3 durch die Hinzufügung einer weiteren zentralen Steuereinheit 2-3, die zwischen den peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 der Vorderräder in den Ringbus 8 eingefügt ist. Die zentrale Steuereinheit 4-1 ist von derselben Spannungsversorgung 4-1 gespeist wie die zentrale Steuereinheit 2-1; jeder dieser beiden Steuereinheiten ist jeweils ein Sensor 5 am Bremspedal 7 zugeordnet, wohingegen die Steuereinheit 2-2 wie in Fig. 3 mit zwei Sensoren 5 verbunden ist. Beim Ausfall einer Spannungsversorgung 4-1 oder 4-2 bleiben somit zwei der Sensoren 5 mit betriebsbe- reiten Steuereinheiten verbunden.

Die zentrale Steuereinheit 2-3 führt die Steuerungsaufgaben der Einheiten 2-1, 2- 2 jeweils redundant für die peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 der Vorderräder 10 aus. So bleibt bei einem Ausfall einer der Einheiten 2-1, 2-2 die komplette Vorderachse bremsfähig. Ein Ausfall der Einheit 2-3 hat keine Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des Systems.

Die Auswirkungen des Ausfalles eines Bussegmentes, einer peripheren Steuereinheit oder einer Spannungsversorgung auf die Bremsfähigkeit sind dieselben wie bei der Ausgestaltung der Fig. 3.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 4 dadurch, dass die zentrale Steuereinheit 2-3 an beide Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 angeschlossen ist und eine Gruppe von redundanten peripheren Steuer- einheiten 3-5, 3-6 an den beiden Vorderrädern 10 ansteuert. Um zu verhindern, dass ein Ausfall einer der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 über die gemeinsam gespeiste Steuereinheit 2-3 auf die andere rückwirkt, sind die Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 mit einem gemeinsamen Versorgungsanschluss der Einheit 2-3 über Entkopplungselemente 20 wie etwa Dioden oder Schalter verbunden. Jede Spannungsversorgung 4-1 bzw. 4-2 speist eine der zwei peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-5 bzw. 3-4, 3-6 an den beiden Vorderrädern.

Der Ausfall einer der beiden Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 führt lediglich zum Verlust der Bremsfähigkeit an einem der Hinterräder, genauso wie der Ausfall ei- ner der Steuereinheiten 2-1, 2-2. Ein Ausfall der Steuereinheit 2-3 bleibt ohne Auswirkungen. Wenn zwei der Steuereinheiten 2-1, 2-2, 2-3 ausfallen, bleiben entweder die Räder der Vorderachse oder zwei sich diagonal gegenüberliegende Räder bremsfähig.

Die Zahl der Pedalstellungssensoren 5 ist auf drei reduziert, und jeder dieser

Sensoren 5 ist mit einer der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-3 verbunden. Da bei Ausfall einer Spannungsversorgung zwei zentrale Steuereinheiten funktionsfähig bleiben, bleiben somit trotz ihrer reduzierten Anzahl die Sensoren 5 bei einem Versorgungsausfall redundant.

Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Abwandlung der Fig. 5, bei der wie bei der Ausgestaltung der Fig. 4 jeweils die zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-3 die periphere Steuereinheit 3-1 des rechten Vorderrades und die zentralen Steuereinheiten 2- 2, 2-3 die periphere Steuereinheit 3-4 des linken Vorderrades ansprechen. Um die Ausfallsicherheit der peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 zu verbessern, sind diese wie die zentrale Steuereinheit 2-3 selbst durch beide Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 über Entkopplungselemente 20 gespeist.

Die Ausgestaltung der Fig. 7 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen durch eine dritte Spannungsversorgung 4-3, die die zentrale Steuereinheit 2-3 und mit ihr verbundene periphere Steuereinheiten 3-5, 3-6 an den beiden Vorderrädern speist. Bei dieser Ausgestaltung können zwei der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 ausfallen; je nachdem, um welche es sich handelt, bleibt entweder die Bremsfähigkeit der Vorderachse oder von sich diagonal gegenüberlie- genden Rädern erhalten.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 8 steuern wiederum die zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-3 gemeinsam die periphere Steuereinheit 3-1 und die zentralen Steuereinheiten 2-2, 2-3 die periphere Steuereinheit 3-4, und die peripheren Steuereinhei- ten 3-1, 3-4 sind durch die zwei voneinander entkoppelten Spannungsversorgungen 4-1, 4-3 bzw. 4-2, 4-3 gespeist. Selbst wenn durch einen Kurzschluss in einer der beiden gemeinsam gespeisten peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 beide daran angeschlossenen Spannungsversorgungen ausfallen, bleibt eine der drei Spannungsversorgungen, entweder 4-1 oder 4-2, verschont, so dass die Brems- Wirkung auf einer Diagonalen bestehen bleibt. Die Ausgestaltung der Fig. 9 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 7 dadurch, dass auch die Hinterräder mit redundanten peripheren Steuereinheiten 3- 7, 3-8 versehen sind, die jeweils von einer anderen Spannungsversorgung ge- speist sind als derjenigen, an die die andere dem gleichen Rad 10 zugeordnete periphere Steuereinheit 3-2 bzw. 3-3 angeschlossen ist. Jede redundante periphere Steuereinheit 3-7, 3-8 und die ihr zugeordnete zentrale Steuereinheit 3-3 bzw. 3-2 sind an die gleiche Spannungsversorgung 4-3 bzw. 4-2 angeschlossen. Eine Spannungsversorgung, eine zentrale Steuereinheit, ei- ne periphere Steuereinheit, ein Segment des Ringbusses 8 oder ein Sensor 5 kann ohne Auswirkung auf die Bremsfähigkeit ausfallen. Bei Ausfall von zwei Spannungsversorgungen bleibt die Bremsfähigkeit wenigstens auf einer Diagonalen erhalten. Die Auswirkungen eines Ausfalles von zwei Segmenten des Ringbusses 8 sind je nach Lage der Segmente unterschiedlich; auch im ungüns- tigsten Fall bleibt jedoch die Bremsfähigkeit an der Vorderachse erhalten.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 10 sind anstelle der an jedem Rad 10 doppelt vorgesehenen peripheren Steuereinheiten der Ausgestaltung von Fig. 9 jeweils nur einfache periphere Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 an jedem Rad 10 vorgesehen, von denen allerdings jede durch zwei verschiedene Spannungsversorgungen 4-

1, 4-2 oder 4-3 versorgt und durch zwei mit den gleichen Spannungsversorgungen verbundene zentrale Steuereinheiten 2-1, 2-2 oder 2-3 gesteuert ist. Bei Ausfall einer der peripheren Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 geht die Bremsfähigkeit des zugehörigen Rades 10 verloren, ansonsten entspricht die Störungssicherheit im Wesentlichen derjenigen der Ausgestaltung von Fig. 9. Wie bei der Ausgestaltung der Fig. 8 kann ein Kurzschluss in einer peripheren Steuereinheit maximal zwei Spannungsversorgungen in Mitleidenschaft ziehen; die dann verbleibende Spannungsversorgung gewährleistet die Bremsfähigkeit entweder der Vorderachse oder einer Diagonalen.

Wie die diversen Ausführungsbeispiele zeigen, ermöglicht das Grundkonzept der Erfindung, mit einer kleinen Zahl von verschiedenen Komponenten zahlreiche Varianten zu realisieren, deren Redundanzgrad gegebenen Anforderungen leicht anpassbar ist. AIs eine weitere Maßnahme zur Vergrößerung der Ausfallsicherheit kann vorgesehen werden, dass jede zentrale Steuereinheit nicht nur jeweils ihr zugeordnete, im Allgemeinen an die gleiche Spannungsversorgung wie die zentrale Steuereinheit angeschlossene periphere Steuereinheiten mit Steuerbefehlen versorgt, sondern dass sämtliche zentralen Steuereinheiten konkurrierende Befehle für alle peripheren Steuereinheiten auf dem Bus 8 senden. So kann eine periphere Steuereinheit, wenn Befehle von der ihr zugeordneten zentralen Steuereinheit ausbleiben, stattdessen auf die redundanten Befehle einer anderen Steuereinheit zurückgreifen. Im Falle eines Systems mit mehr als zwei zentralen Steuer- einheiten, wie in den Figuren 4 bis 10 gezeigt, kann eine periphere Steuereinheit auch durch Vergleichen der von den verschiedenen zentralen Steuereinheiten an sie gesendeten Befehle erkennen, welcher Befehl von der Mehrheit der zentralen Steuereinheiten gesendet wird, und einen von einer Minderheit gesendeten Befehl ignorieren.

Fehler, die in dem Bremssystem auftreten und erfasst werden, werden zweckmäßigerweise dem Fahrer angezeigt, damit dieser die Reparatur veranlassen kann. Eine Schaltung, die Fehlermeldungen des Systems empfängt und in Warnhinweise für den Fahrer umsetzt, kann als eine weitere Einheit an beliebiger Stelle in den Ringbus 8 eingefügt sein; sie kann auch über dedizierte, vom Bus 8 unabhängige Leitungen mit jeder der zentralen und peripheren Einheiten einzeln verbunden sein.

Daten zirkulieren auf dem Bus 8 in einem festen Zeitraster, in welchem jeder Steuereinheit ein regelmäßig wiederkehrender Zeitschlitz zugeordnet ist. Die

Steuereinheiten und ihre Schnittstellen 16 unterstützen mehrere verschiedene Betriebszustände, einen Normalmodus, in dem einerseits jede Einheit nicht für sie bestimmte Daten über ein erstes Bussegment empfängt und mit einer geringen Verzögerung von zwei bis drei Taktzyklen auf einem anderen Bussegment weiterleitet und in einem ihr zugeordneten Sendezeitschlitz Daten sendet, einen

Bypass- Betriebszustand, in welchem, wenn die Einheit aus irgendeinem Grunde nicht aktiv ist, die Schnittstelle sämtliche über das erste Bussegment eintreffenden Daten auf das zweite Bussegment weiterleitet (wobei sie ggf. die im Normalmodus von der Steuereinheit bewirkte Verzögerung nachbildet), und ei- nen Umleitungsbetriebszustand, in welchem die Schnittstelle, wenn über eines der an sie angeschlossenen Bussegmente keine oder physikalisch fehlerhafte Signale empfangen werden, auf einer ersten Leitung des anderen Segmentes eintreffende Daten auf einer zweiten Leitung dieses anderen Segmentes zurücksendet. Hierdurch wird der normalerweise bidirektionale Ringbus in einen unidi- rektionalen Ringbus mit verdoppelter Knotenzahl um konfiguriert.

Claims

Ansprüche

1. Datenverarbeitungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) und einem bidirektionalen Ringbus (8), über den miteinander zu kommunizieren die zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zentralen Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) eine Gruppe von Rädern (10) eines Fahrzeugs zugeordnet ist, deren Bremsen (9) durch die betreffende zentrale Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) steuerbar sind, und dass jede zentrale Steuereinheit (2-1, 2-2, 2-3, 2-4) über eine dedizierte Leitung (6) mit wenigstens einem die Stellung eines

Bremspedals (7) erfassenden Pedalstellungssensor (5) verbunden ist.

2. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-2) mit zwei der Pedalstellungssensoren (5) verbunden ist.

3. Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Mehrzahl von jeweils einer Bremse (9) an einem Fahrzeugrad (10) zugeordneten peripheren Steuereinheiten (3-1, 3-2, ..., 3-8) umfasst, wobei den Rädern (10) einer Gruppe zugeordnete periphere Steuereinheiten (3-1, 3-3; 3-2, 3-4) jeweils eingerichtet sind, ihre Bremse (9) betreffende Steuerbefehle von der der Gruppe zugeordneten zentralen Steuereinheit (2-1; 2-2) zu empfangen und auszuführen.

4. Bremssteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Steuereinheiten (2-1, ..., 2-4) mit den peripheren Steuereinheiten (3-1, 3-2, ..., 3-8) über den Ringbus (8) verbunden sind.

5. Bremssteuersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass je zwei der peripheren Steuereinheiten (3-1, 3-3; 3-2, 3-4) derselben zentralen Steuereinheit (2-1; 2-2) zugeordnet sind.

6. Bremssteuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede periphere Steuereinheit (3-1, ..., 3-4) genau einer der zentralen Steuereinheiten (2-1, ..., 2-4) zugeordnet ist.

7. Bremssteuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Bremsen (9) durch zwei periphere Steuereinheiten

(3-1, 3-5; 3-4, 3-6; 3-2, 3-7; 3-3, 3-8) gesteuert ist.

8. Bremssteuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine periphere Steuereinheit (3-1, 3-4) zwei zentralen Steuereinheiten (2-1, 2-3; 2-2, 2-3) zugeordnet ist.

9. Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentralen Steuereinheiten (2-1, ..., 2-4) von wenigstens zwei verschiedenen Spannungsversorgungen (4-1, 4-2) versorgt sind.

10. Bremssteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede periphere Steuereinheit (3-1, ..., 3-8) von derselben Spannungsversorgung (4-1, 4-2, 4-3) versorgt ist wie die zentrale Steuereinheit (2-1, 2- 2, 2-3), der sie zugeordnet ist.

11. Bremssteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbus (8) rekonfigurierbar ist.