WO2021185611A1 - Bremssystem und fahrzeug mit dem bremssystem - Google Patents

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WO2021185611A1
WO2021185611A1 PCT/EP2021/055741 EP2021055741W WO2021185611A1 WO 2021185611 A1 WO2021185611 A1 WO 2021185611A1 EP 2021055741 W EP2021055741 W EP 2021055741W WO 2021185611 A1 WO2021185611 A1 WO 2021185611A1
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control unit
force
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PCT/EP2021/055741
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Kerim Florian HUGE
Andreas MÜLLER
Fabian UTERMÖHLEN
Claus Viethen
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • B60T2270/82—Brake-by-Wire, EHB

Definitions

  • the present invention relates to a brake system for a vehicle with a brake pedal, a position sensor unit for determining position data on an adjustment path and / or a pivot angle of the brake pedal of the vehicle and a force sensor unit for determining force data on an actuation force with which the brake pedal is actuated.
  • the invention also relates to a vehicle with such a braking system.
  • a force sensor and a position or displacement sensor are integrated into the brake pedal, the force sensor being designed as a sensor that measures the differential path with an elastic unit and sharing a common printed circuit board with the position sensor.
  • all data can be too higher-level control units and processed there by comparing the sensor channels and signal processing. The driver's braking request can then be determined on the basis of the processed data.
  • One disadvantage of this concept is that, as a rule, a lot of redundant sensor information is sent to the control units.
  • so-called fail-operational systems two separate brake control devices are usually used. The basic idea here is that the two brake control units share one channel for measuring the brake pedal position.
  • Position sensors with established protocols such as "SENT” or "PSI5" cannot send to two receivers in parallel. Furthermore, communication between the two brake control units in order to exchange the information on the brake pedal position is implemented either too slowly or not at all in order to ensure complete independence. In addition, the integration of system components on a printed circuit board can result in an availability and security problem, since independence from errors cannot be adequately ensured.
  • the object of the present invention is to at least partially take into account the problems described above.
  • a braking system for a vehicle has a brake pedal, a position sensor unit for determining position data on an adjustment path and / or a pivot angle of the brake pedal of the vehicle, and a force sensor unit for determining force data on an actuation force with which the brake pedal is actuated.
  • the brake system also has a control unit and an additional control unit, wherein the position sensor unit for transmitting the position data to the control unit and to the additional control unit is in signal connection with the control unit and the additional control unit, and the force sensor unit for transmitting the force data to the control unit and to Additional control unit is in signal connection with the control unit and the additional control unit.
  • the known prior art is developed in such a way that two control units, in particular two control units arranged separately from one another, are made available in a brake system. That is, the redundancy is extended from the sensors to the control units or corresponding ECUs.
  • the control unit and the additional control unit can each be understood to be a generic or essentially generic control device or a corresponding ECU.
  • the control unit and the additional control unit can be designed independently and differently from one another.
  • the position sensor unit and the force sensor unit can each send in parallel to the two control units, that is to say the control unit and the additional control unit, that is to say transmit the position data or the force data.
  • control unit and the additional control unit for the respective signal processing of the force data and the position data makes it possible to achieve an increased failure safety of the brake system in a simple manner.
  • conventional Brake systems have always required a mechanical and / or hydraulic emergency system for actuating the brake pedal. This can in principle be dispensed with when using the brake system according to the invention.
  • the control unit and the additional control unit can each themselves be configured redundantly with multiple channels. In this case, each sensor channel can be connected in parallel to the control unit and the additional control unit.
  • the fact that the position sensor unit is configured to determine the position data can be understood to mean that the position data can be determined and / or corresponding position values, in particular values for the pivot angle and / or for the adjustment path, can be measured by means of the position sensor unit.
  • the fact that the force sensor unit is configured to determine the force data can be understood to mean that the force data can be determined and / or corresponding force values, in particular values for the actuation force, can be measured by means of the force sensor unit.
  • the signal connection can be implemented or be wired or wireless.
  • the brake system can have a first signal line for transmitting the position data from the position sensor unit to the control unit and a second signal line running at least partially parallel to the first signal line for transmitting the position data from the position sensor unit to the additional control unit.
  • the brake system can have a third signal line for transmitting the force data from the position sensor unit to the control unit and a fourth signal line running at least partially parallel to the third signal line for transmitting the force data from the position sensor unit to the additional control unit.
  • the position sensor unit for transmitting the position data to the control unit and to the additional control unit is in signal connection with the control unit and the additional control unit
  • the position sensor unit for transmitting the position data to the control unit with the Control unit is in signal connection and is in signal connection to the transmission of the position data to the additional control unit with the additional control unit.
  • the force sensor unit for transmitting the force data to the control unit as well as to the additional control unit is in signal connection with the control unit and the additional control unit, that the force sensor unit is in signal connection with the control unit for the transmission of the force data to the control unit and for the transmission of the Force data for the additional control unit is in signal connection with the additional control unit.
  • the force sensor can be understood to be a pedal force sensor.
  • a position of a force simulator unit of the brake system can be measured by means of the force sensor unit. Distance measurements can therefore also be carried out by means of the force sensor unit.
  • the position sensor can be understood to be a pedal travel sensor.
  • the braking system is preferably in the form of a brake-by-wire system and / or in the form of an electrical braking system, in particular in the form of an exclusively electrical braking system with regard to the generation of braking force possible by the driver, which is based on purely mechanical and / or purely hydraulic emergency systems waived for the driver to press the brake pedal, configured.
  • control unit and the additional control unit in a brake system it is possible for the control unit and the additional control unit in a brake system to be arranged at a distance from one another. It is also possible that the control unit and the additional control unit are designed to be diverse with respect to one another. In addition, it is possible that, in a braking system according to the invention, the sensor channel pairs of the position sensor unit and / or the force sensor unit are each at least partially galvanically separated from one another. In this way, the operational reliability of the brake system can be further improved or the reliability can be increased.
  • the fact that the control unit and the additional control unit are designed to be diverse with respect to one another can be understood to mean that the two control units are not only redundantly but also consciously configured and / or equipped with different functional components.
  • the position sensor unit and / or the force sensor unit each have at least two pairs of sensor channels arranged separately from one another, with one pair of sensor channels for transmitting the position data or the force data to the control unit being in signal connection with the control unit and another pair of sensor channels for transmitting the position data or the force data to the additional control unit is in signal connection with the additional control unit.
  • the reliability can be increased even further.
  • the position sensor unit and / or the force sensor unit each have at least two separately arranged sensor channel pairs, that the position sensor unit can have at least two separately arranged sensor channel pairs and the force sensor unit can also have at least two separately arranged sensor channel pairs.
  • a pair of sensor channels for transmitting the position data or the force data to the control unit is in signal connection with the control unit and another pair of sensor channels for transmitting the position data or the force data to the additional control unit is in signal connection with the additional control unit
  • a pair of sensor channels of the position sensor unit for transmitting the position data to the control unit can be in signal connection with the control unit and another pair of sensor channels of the position sensor unit for transmitting the position data to the additional control unit can be in signal connection with the additional control unit
  • a pair of sensor channels of the force sensor unit for transmission the force data for the control unit can be in signal connection with the control unit and another pair of sensor channels of the force sensor unit for transmitting the force data to the additional control unit with the additional control unit can be in signal connection.
  • the sensor channel pairs of the position sensor unit and / or the force sensor unit can each be integrated on a common printed circuit board.
  • the braking system can thus be made available in a particularly simple and compact manner.
  • it is possible that the sensor channel pairs of the position sensor unit and / or the force sensor unit are each integrated on different, spaced-apart printed circuit boards. As a result, the failure safety can be increased in relation to an inadvertent or incorrect braking request of the braking system.
  • control unit has a preprocessing means for receiving and preprocessing the position data and the force data and a main control means, which is in signal connection with the preprocessing means, for further processing the preprocessed position data and the preprocessed force data
  • additional Control unit has an additional preprocessing means for receiving and preprocessing the position data and the force data and an additional main control means which is in signal connection with the additional preprocessing means for further processing the preprocessed position data and the preprocessed force data.
  • long and / or double connecting lines between the preprocessing means and the main processing means are not required.
  • the preprocessing means and / or the additional preprocessing means are each configured to carry out at least one of the following processes:
  • the essential data processing processes can thus already be carried out in the preprocessing means. Only a simple signal transmission then takes place between the preprocessing means and the main control means, which can also be implemented without problems via longer signal lines.
  • the following processes can also be carried out in the preprocessing means or the preprocessing means and the additional preprocessing means:
  • the preprocessing means and the additional preprocessing means are integrated in the brake pedal and the main control means and the additional main control means are installed outside the brake pedal.
  • the braking system can thus be made available in a particularly space-saving manner. Only two simple signal lines are required from the brake pedal to transmit the signals and / or the data from the preprocessing means installed in the brake pedal to the main control means installed outside the brake pedal, which are preferably designed in the form of suitable ECUs.
  • wireless or wireless signal or data transmission from the preprocessing means to the main control means is of course also possible by means of a transmission unit for wireless data and / or information transmission from the braking system.
  • the position sensor unit has at least one inductively measuring sensor and the force sensor unit has at least one non-inductively measuring sensor.
  • the at least one non-inductively measuring sensor can have a magnetic sensor, for example a Hall sensor, a TMR sensor, an AMR sensor, or a GMR sensor, or a capacitive sensor.
  • these sensors preferably share an inductive excitation at a voltage source. Nevertheless, several sensor channels can have a common voltage supply.
  • control unit and each sensor channel in signal connection with the control unit is connected to a voltage source and the additional control unit and each sensor channel in signal connection with the additional control unit is connected to an additional Voltage source is connected.
  • control unit, at least one sensor channel of the force sensor unit that is signal-connected to the control unit and at least one sensor channel of the position sensor unit that is signal-connected to the control unit can be connected to the voltage source for a voltage supply of the respective unit.
  • the additional control unit, at least one sensor channel of the force sensor unit that is in signal connection with the additional control unit and at least one sensor channel of the position sensor unit that is in signal connection with the additional control unit can be connected to the additional voltage source for a Be connected to the power supply of the respective unit.
  • the voltage source and the additional voltage source are preferably configured separately and / or spatially separated from one another.
  • a vehicle with a braking system as described above is provided.
  • the vehicle according to the invention thus has the same advantages as have been described in detail with reference to the braking system according to the invention.
  • the vehicle is preferably provided in the form of a motor vehicle, in particular a road vehicle.
  • FIG. 1 is a block diagram for describing a brake system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a vehicle with a brake system according to the first embodiment shown in FIG. 1,
  • Embodiment of the present invention is a block diagram for describing a brake system according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows a brake pedal in a front view for explaining the second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram for describing a brake system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a block diagram for explaining a brake system 10a for a vehicle 11 according to a first embodiment of the present invention.
  • the brake system 10a shown in FIG. 1 has a brake pedal 12 shown in FIGS. 3 and 4, a position sensor unit 13 for determining position data on an adjustment path and / or a pivot angle of the brake pedal 12 of the vehicle 11, a force sensor unit 14 for determining Force data relating to an actuation force with which the brake pedal 12 is actuated, a control unit 15 and an additional control unit 16.
  • the position sensor unit 13 is in signal connection with the control unit 15 and the additional control unit 16 in order to transmit the position data to the control unit 15 and to the additional control unit 16.
  • the force sensor unit 14 is in signal connection with the control unit 15 and the additional control unit 16 for transmitting the force data to the control unit 15 and to the additional control unit 16.
  • the signal connection is in each case established by wire through respective signal lines between the sensor units 13, 14 and the control units 15, 16.
  • control unit 15 and the additional control unit 16 are arranged at a distance from one another. Furthermore, the control unit 15 and the additional control unit 16 are designed to be diverse with respect to one another. More precisely, the position sensor unit 13 has inductively measuring sensors and the Force sensor unit 14 has non-inductively measuring sensors.
  • the control unit 15 and the sensor channels 14a, 13a, 13b which are in signal connection with the control unit 15 are connected to a voltage source 21.
  • the additional control unit 16 and the sensor channels 14b, 13c, 13d which are in signal connection with the additional control unit 16 are connected to an additional voltage source 22.
  • the position sensor unit 13 has two pairs of sensor channels 13a, 13b, 13c, 13d arranged separately from one another.
  • a pair of sensor channels 13a, 13b for transmitting the position data to the control unit 15 is in signal connection with the control unit 15 and another pair of sensor channels 13c, 13d is in signal connection with the additional control unit 16 for transmitting the position data to the additional control unit 16.
  • the sensor channel pairs 13a, 13b, 13c, 13d of the position sensor unit 13 are each designed to be galvanically separated from one another.
  • the sensor channel pairs 13a, 13b, 13c, 13d of the position sensor unit 13 shown in FIG. 1 are integrated on a common printed circuit board 17.
  • the two sensor channels 14a, 14b of the force sensor unit 14 are also integrated on a common printed circuit board 18.
  • FIG. 2 shows a vehicle 11 in the form of a passenger car with a braking system 10a described in accordance with FIG. 1.
  • a brake pedal 12 is shown in different views in each of FIGS. 3 and 4.
  • the brake pedal 12 shown has a pedal arm 27 and a pedal plate 28.
  • the pedal arm 27 is arranged to be pivotable about a first axis of rotation 30 and a second axis of rotation 31.
  • the position sensor unit 13 is configured and arranged to determine a rotation or a rotation value of the pedal arm 27 about the first axis of rotation 30.
  • the force sensor unit 14 is configured and arranged to determine the force data when the pedal arm 27 is rotated and / or when a mechanism 32, not shown in detail, is adjusted about a second axis of rotation 31.
  • An elastic or resilient unit 29 is arranged between the pedal arm 27 and the mechanism 32.
  • the elastic unit 29 arranged in the force flow decelerates the rotation about the second axis of rotation 31 relative to the Pedal force on the pedal plate 28 relative to the first axis of rotation 30.
  • the force applied to the pedal plate 28 is determined from the difference between the position of the position sensor unit 13 and the force sensor unit 14 and the spring stiffness of the elastic unit 29.
  • FIG. 5 shows a block diagram for explaining a brake system 10b according to a second embodiment.
  • the sensor channel pairs 13a, 13b, 13c, 13d of the position sensor unit 13 are integrated on different, spaced apart printed circuit boards 19, 20. More precisely, a pair of sensor channels 13a, 13b is integrated on a printed circuit board 19 and a further pair of sensor channels 13c, 13d is integrated on a further printed circuit board 20.
  • Each sensor channel pair 13a, 13b, 13c, 13d can be understood to be one sensor.
  • the circuit boards 19, 20 with the sensor channel pairs 13a, 13b, 13c, 13d are arranged separately on opposite sides of the pedal arm 27 or the first axis of rotation 30.
  • the control unit 15 has a preprocessing means 23 for receiving and preprocessing the position data and the force data and a main control means 24, which is in signal connection with the preprocessing means 23, for further processing the preprocessed position data and the preprocessed force data.
  • the additional control unit 16 has an additional preprocessing means 25 for receiving and preprocessing the position data and the force data and an additional main control means 26 in signal connection with the additional preprocessing means 25 for further processing the preprocessed position data and the preprocessed force data.
  • the preprocessing means 23 and the auxiliary preprocessing means 24 are each configured to perform the following processes:
  • preprocessing means 23 and the additional preprocessing means 25 are integrated in the brake pedal 12 and the main control means 24 and the additional main control means 26 are installed outside the brake pedal 12.
  • the pedal force and the pedal travel can be determined.
  • the information about the pedal travel can be determined directly from the sensor channels 14a, 14b of the force sensor unit 14.
  • the sensor channels 14a, 14b of the force sensor unit 14 must first be offset against a transfer function that is determined from the mechanism 32, which is not mentioned in detail, so that the sensor channels 14a, 14b are virtually are located on the first axis of rotation 30.
  • the associated signal of the force sensor unit 14 can then be subtracted from the signals of the position sensor unit 13 in order to then calculate the result with a stiffness of the elastic unit 29 and obtain the pedal force. If there is a preload on the brake pedal 12 or on the elastic unit 29, this must also be taken into account. Otherwise, only changes in pedal force can be determined, but not the absolute force present.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem (10a; 10b; 10c) für ein Fahrzeug (11), aufweisend ein Bremspedal (12), eine Positionssensoreinheit (13) zum Ermitteln von Positionsdaten zu einem Verstellweg und/oder einem Schwenkwinkel des Bremspedals (12) des Fahrzeugs (11), eine Kraftsensoreinheit (14) zum Ermitteln von Kraftdaten zu einer Betätigungskraft, mit welcher das Bremspedal (12) betätigt wird, eine Kontrolleinheit (15) und eine Zusatz-Kontrolleinheit (16), wobei die Positionssensoreinheit (13) zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit (15) sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit (16) mit der Kontrolleinheit (15) und der Zusatz- Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung steht und wobei die Kraftsensoreinheit (14) zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit (15) sowie zur Zusatz- Kontrolleinheit (16) mit der Kontrolleinheit (15) und der Zusatz-Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung steht. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (11) mit einem erfindungsgemäßen Bremssystem (10a; 10b; 10c).

Description

Bremssystem und Fahrzeug mit dem Bremssystem
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem Bremspedal, einer Positionssensoreinheit zum Ermitteln von Positionsdaten zu einem Verstellweg und/oder einem Schwenkwinkel des Bremspedals des Fahrzeugs und einer Kraftsensoreinheit zum Ermitteln von Kraftdaten zu einer Betätigungskraft, mit welcher das Bremspedal betätigt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem solchen Bremssystem.
Durch die steigende Elektrifizierung des Antriebsstranges von Kraftfahrzeugen als auch in Folge erhöhter Abgasanforderungen ist es notwendig, neue Möglichkeiten der Bremswirkungserzeugung zu entwickeln. Aktuelle Bremssysteme sind bereits derart ausgestaltet, dass die Bremswirkung nicht mehr vakuumbasiert verstärkt wird, sondern servoelektrisch. Dabei ist allerdings immer noch ein mechanischer Durchgriff auf die Bremswirkung gegeben. Das heißt, dass selbst bei Ausfall des Bremskraftverstärkers durch Drücken des Bremspedals eine Bremswirkung erzielt werden kann.
Systeme der nächsten Generation sollen nun dahingehend weiterentwickelt werden, dass der Bremsbefehl vom Fahrer sowie die Bremswirkung vollkommen entkoppelt werden, so wie es auch schon bei heutigen Gaspedalen bekannt ist. Da gegenüber dem Gaspedal die Anforderungen aus Sicht der Sicherheit bei einem Bremspedal deutlich höher sind, ist eine höhere diversitäre Redundanz erforderlich, um Fehler zu detektieren. Folglich ist eine hohe Anzahl an Kanälen mit entsprechend hohem Aufwand der Signalverarbeitung im Steuergerät auf Fahrzeugebene notwendig.
Es ist bekannt, dass in das Bremspedal ein Kraft- sowie ein Positions- bzw. Wegsensor integriert sind, wobei der Kraftsensor als differenzwegmessender Sensor mit einer elastischen Einheit ausgeführt ist und sich mit dem Positionssensor eine gemeinsame Leiterplatte teilt. In einem solchen System können alle Daten zu übergeordneten Steuergeräten übertragen und dort durch Vergleich der Sensorkanäle sowie einer Signalverarbeitung verarbeitet werden. Anhand der verarbeiteten Daten kann anschließend der Bremswunsch des Fahrers ermittelt werden. Nachteilig an diesem Konzept ist zum einen, dass in der Regel viele redundante Sensorinformationen an die Steuergeräte geschickt werden. In sogenannten Fail- Operational-Systemen werden üblicherweise zwei voneinander getrennte Bremssteuergeräte verwendet. Grundidee hierbei ist es, dass sich die beiden Bremssteuergeräte einen Kanal der Bremspedalpositionsmessung teilen. Positionssensoren mit etablierten Protokollen wie „SENT“ oder „PSI5“ können jedoch nicht an zwei Empfänger parallel senden. Ferner ist eine Kommunikation der beiden Bremssteuergeräte, um die Information der Bremspedalposition auszutauschen, entweder zu langsam oder gar nicht implementiert, um eine komplette Unabhängigkeit zu gewährleisten. Außerdem kann sich durch die Integration von System kom ponenten auf eine Leiterplatte ein Verfügbarkeits- und Sicherheitsproblem ergeben, da eine Unabhängigkeit gegenüber Fehlern nicht ausreichend sichergestellt werden kann.
Ein der vorstehenden Beschreibung entsprechendes, gattungsgemäßes Bremssystem kann der internationalen Patentanmeldung WO 2012/136293 A1 entnommen werden. Dort werden die Signale eines Kraftsensors und eines Positionssensors einer zentralen Auswerteeinheit zugeführt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfach aufgebautes und zuverlässig funktionierendes, elektrisches Bremssystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Bremssystem zu schaffen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch das Bremssystem gemäß Anspruch 1 sowie das Fahrzeug gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Bremssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bremssystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Das Bremssystem weist ein Bremspedal, eine Positionssensoreinheit zum Ermitteln von Positionsdaten zu einem Verstellweg und/oder einem Schwenkwinkel des Bremspedals des Fahrzeugs, und eine Kraftsensoreinheit zum Ermitteln von Kraftdaten zu einer Betätigungskraft, mit welcher das Bremspedal betätigt wird, auf. Das Bremssystem weist ferner eine Kontrolleinheit und eine Zusatz-Kontrolleinheit auf, wobei die Positionssensoreinheit zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit und der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht und wobei die Kraftsensoreinheit zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit und der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht.
Damit wird der bekannte Stand der Technik dahingehend weitergebildet, dass in einem Bremssystem zwei Kontrolleinheiten, insbesondere zwei getrennt voneinander angeordnete Kontrolleinheiten zur Verfügung gestellt werden. D.h., die Redundanz wird von der Sensorik auf die Kontrolleinheiten bzw. entsprechende ECUs erweitert. Unter der Kontrolleinheit und der Zusatz-Kontrolleinheit kann jeweils ein gattungsgemäßes oder im Wesentlichen gattungsgemäßes Steuergerät bzw. eine entsprechende ECU verstanden werden. Die Kontrolleinheit und die Zusatz- Kontrolleinheit können voneinander unabhängig und unterschiedlich ausgestaltet sein. In dem vorgeschlagenen Bremssystem können die Positionssensoreinheit und die Kraftsensoreinheit jeweils parallel an die beiden Kontrolleinheiten, also die Kontrolleinheit und die Zusatz-Kontrolleinheit, senden, also die Positionsdaten bzw. die Kraftdaten übertragen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kontrolleinheit und der Zusatz-Kontrolleinheit zur jeweiligen Signalverarbeitung der Kraftdaten und der Positionsdaten kann auf einfache Weise eine erhöhte Ausfallsicherheit des Bremssystems erzielt werden. Bei konventionellen Bremssystemen war bislang stets ein mechanisches und/oder hydraulisches Notsystem zur Betätigung des Bremspedals erforderlich. Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Bremssystems kann darauf grundsätzlich verzichtet werden. Die Kontrolleinheit und die Zusatz-Kontrolleinheit können jeweils selbst mehrkanalig redundant ausgestaltet sein. In diesem Fall kann jeder Sensorkanal parallel mit der Kontrolleinheit und der Zusatz-Kontrolleinheit verbunden sein.
Darunter, dass die Positionssensoreinheit zum Ermitteln der Positionsdaten konfiguriert ist kann verstanden werden, dass mittels der Positionssensoreinheit die Positionsdaten ermittelt und/oder entsprechende Positionswerte, insbesondere Werte zum Schwenkwinkel und/oder zum Verstellweg, gemessen werden können. Darunter, dass die Kraftsensoreinheit zum Ermitteln der Kraftdaten konfiguriert ist kann verstanden werden, dass mittels der Kraftsensoreinheit die Kraftdaten ermittelt und/oder entsprechende Kraftwerte, insbesondere Werte zur Betätigungskraft, gemessen werden können.
Die Signalverbindung kann drahtgebunden oder drahtlos realisiert werden oder sein. Insbesondere kann das Bremssystem eine erste Signalleitung zur Übertragung der Positionsdaten von der Positionssensoreinheit zur Kontrolleinheit und eine signaltechnisch wenigstens teilweise parallel zur ersten Signalleitung verlaufende zweite Signalleitung zur Übertragung der Positionsdaten von der Positionssensoreinheit zur Zusatz-Kontrolleinheit aufweisen. Entsprechend kann das Bremssystem eine dritte Signalleitung zur Übertragung der Kraftdaten von der Positionssensoreinheit zur Kontrolleinheit und eine signaltechnisch wenigstens teilweise parallel zur dritten Signalleitung verlaufende vierte Signalleitung zur Übertragung der Kraftdaten von der Positionssensoreinheit zur Zusatz-Kontrolleinheit aufweisen.
Darunter, dass die Positionssensoreinheit zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit und der Zusatz- Kontrolleinheit in Signalverbindung steht kann verstanden werden, dass die Positionssensoreinheit zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung steht und zur Übertragung der Positionsdaten zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht. Darunter, dass die Kraftsensoreinheit zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit und der Zusatz- Kontrolleinheit in Signalverbindung steht kann verstanden werden, dass die Kraftsensoreinheit zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung steht und zur Übertragung der Kraftdaten zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht.
Unter dem Kraftsensor kann ein Pedalkraftsensor verstanden werden. Mittels der Kraftsensoreinheit kann eine Position einer Kraftsimulatoreinheit des Bremssystems gemessen werden. Mittels der Kraftsensoreinheit können mithin auch Wegmessungen durchgeführt werden. Unter dem Positionssensor kann ein Pedalwegsensor verstanden werden. Das Bremssystem ist vorzugsweise in Form eines Brake-by-Wire- Systems und/oder in Form eines elektrischen Bremssystems, insbesondere in Form eines hinsichtlich der durch den Fahrer möglichen Erzeugung der Bremskraft ausschließlich elektrischen Bremssystems, welches auf rein mechanische und/oder rein hydraulische Notsysteme für den Fahrer zur Betätigung des Bremspedals verzichtet, konfiguriert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Bremssystem die Kontrolleinheit und die Zusatz-Kontrolleinheit beabstandet voneinander angeordnet sind. Ferner ist es möglich, dass die Kontrolleinheit und die Zusatz-Kontrolleinheit diversitär zueinander ausgestaltet sind. Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Bremssystem die Sensorkanalpaare der Positionssensoreinheit und/oder der Kraftsensoreinheit jeweils wenigstens teilweise galvanisch voneinander getrennt ausgestaltet sind. Damit kann jeweils die Betriebssicherheit des Bremssystems weiter verbessert bzw. die Ausfallsicherheit erhöht werden. Darunter, dass die Kontrolleinheit und die Zusatz- Kontrolleinheit diversitär zueinander ausgestaltet sind kann verstanden werden, dass die beiden Kontrolleinheiten nicht nur redundant, sondern auch noch bewusst mit unterschiedlichen Funktionsbauteilen konfiguriert und/oder ausgestattet sind. Bei einem Bremssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist es ferner möglich, dass die Positionssensoreinheit und/oder die Kraftsensoreinheit jeweils wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare aufweisen, wobei jeweils ein Sensorkanalpaar zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung steht und ein anderes Sensorkanalpaar zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Zusatz- Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht. Damit kann die Ausfallsicherheit noch weiter erhöht werden. Darunter, dass die Positionssensoreinheit und/oder die Kraftsensoreinheit jeweils wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare aufweisen ist zu verstehen, dass die Positionssensoreinheit wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare aufweisen kann und die Kraftsensoreinheit ebenfalls wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare aufweisen kann. Darunter, dass jeweils ein Sensorkanalpaar zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung steht und ein anderes Sensorkanalpaar zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung steht ist zu verstehen, dass ein Sensorkanalpaar der Positionssensoreinheit zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung stehen kann und ein anderes Sensorkanalpaar der Positionssensoreinheit zur Übertragung der Positionsdaten zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung stehen kann, und dass ein Sensorkanalpaar der Kraftsensoreinheit zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung stehen kann und ein anderes Sensorkanalpaar der Kraftsensoreinheit zur Übertragung der Kraftdaten zur Zusatz-Kontrolleinheit mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung stehen kann.
Die Sensorkanalpaare der Positionssensoreinheit und/oder der Kraftsensoreinheit können bei einem erfindungsgemäßen Bremssystem jeweils auf einer gemeinsamen Leiterplatte integriert sein. Damit kann das Bremssystem besonders einfach und kompakt zur Verfügung gestellt werden. Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die Sensorkanalpaare der Positionssensoreinheit und/oder der Kraftsensoreinheit jeweils auf unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Leiterplatten integriert sind. Dadurch kann die Ausfallsicherheit gegenüber einem versehentlichen bzw. falschen Bremswunsch des Bremssystems erhöht werden.
Bei einem erfindungsgemäßen Bremssystem ist es ferner möglich, dass die Kontrolleinheit ein Vorverarbeitungsm ittel zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Vorverarbeitungsm ittel in Signalverbindung stehendes Hauptkontrollm ittel zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten aufweist, und die Zusatz-Kontrolleinheit ein Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Zusatz- Vorverarbeitungsm ittel in Signalverbindung stehendes Zusatz-Hauptkontrollm ittel zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung entfallen lange und/oder doppelte Verbindungsleitungen zwischen den Vorverarbeitungsm itteln und den Hauptverarbeitungsmitteln. Darüber hinaus können zwischen den Sensoreinheiten und den Vorverarbeitungsmitteln aufgrund einer möglichen, kurzen Signalübertragungsdistanz digitale Protokolle wie PSI5 eingesetzt werden, die bei längeren Übertragungswegen nicht verwendbar sind. Außerdem können Materialkosten gespart werden. Durch die Verwendung der Vorverarbeitungsm ittel müssen nur konsolidierte Positionsdaten und/oder Kraftdaten an die zugeordnete und/oder übergeordnete Kontrolleinheit gesendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremssystems ist es möglich, dass das Vorverarbeitungsm ittel und/oder das Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel jeweils zum Durchführen von wenigstens einem der folgenden Prozesse konfiguriert ist:
Einlesen der Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
Korrigieren der eingelesenen Kraftdaten und/oder Positionsdaten, Verrechnen unterschiedlicher Kraftdaten und/oder unterschiedlicher Positionsdaten miteinander,
Vergleichen unterschiedlicher Kraftdaten und/oder unterschiedlicher Positionsdaten miteinander.
In den Vorverarbeitungsm itteln können damit bereits die Wesentlichen Datenverarbeitungsprozesse durchgeführt werden. Zwischen den Vorverarbeitungsm itteln und den Hauptkontrollm itteln findet anschließend nur noch eine einfache Signalübertragung statt, welche auch über längere Signalleitungen problemlos realisiert werden kann. Neben den vorstehend genannten Prozessschritten können in den Vorverarbeitungsm itteln bzw. dem Vorverarbeitungsmittel und dem Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel noch folgende Prozesse durchgeführt werden:
Filtern von Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
Subtraktion von Offsets bzw. Abweichungswerten,
Verrechnen einzelner Signaldaten miteinander, beispielsweise für eine Mittelwertbildung von mehreren Signaldaten, also insbesondere von mehreren Werten zu Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
Vergleichen der unterschiedlichen Kraftdaten und/oder der unterschiedlichen Positionsdaten miteinander für eine Gleichlaufüberwachung,
Bewerten von Diagnosedaten von einzelnen Signaldaten, insbesondere Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
Berechnen eines Weiterleitungssignals und/oder von Weiterleitungsdaten zur Weiterleitung an das Hauptkontrollm ittel bzw. das Zusatz-Hauptkontrollm ittel bzw. ein entsprechendes, übergeordnetes Steuergerät, insbesondere in Form einer ECU.
Bei einerweiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass das Vorverarbeitungsm ittel und das Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel im Bremspedal integriert sind und das Hauptkontrollm ittel und das Zusatz- Hauptkontrollm ittel außerhalb des Bremspedals installiert sind. Damit kann das Bremssystem besonders platzsparend zur Verfügung gestellt werden. Aus dem Bremspedal müssen nur zwei einfache Signalleitungen zum Übertragen der Signale und/oder der Daten von den im Bremspedal installierten Vorverarbeitungsm itteln zu den außerhalb des Bremspedals installierten Hauptkontrollmitteln, die bevorzugt in Form von geeigneten ECUs ausgestaltet sind, herausgeführt werden. Alternativ ist natürlich auch eine kabellose bzw. drahtlose Signal- bzw. Datenübertragung von den Vorverarbeitungsmitteln zu den Hauptkontrollmitteln, mittels einer Übertragungseinheit zur drahtlosen Daten- und/oder Informationsübertragung des Bremssystems, möglich.
Zudem ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Bremssystem die Positionssensoreinheit wenigstens einen induktiv messenden Sensor aufweist und die Kraftsensoreinheit wenigstens einen nicht-induktiv messenden Sensor aufweist. Mit einer solchen Diversität kann eine erhöhte Ausfallsicherheit des Bremssystems erreicht werden. Der wenigstens eine nicht-induktiv messende Sensor kann einen magnetischen Sensor, beispielsweise einen Hall-Sensor, einen TMR-Sensor, einen AMR-Sensor, oder einen GMR-Sensor, oder einen kapazitiven Sensor aufweisen. Bei der Verwendung von induktiv messenden Sensoren teilen diese Sensoren bevorzugt an einer Spannungsquelle eine induktive Erregung. Gleichwohl können mehrere Sensorkanäle eine gemeinsame Spannungsversorgung aufweisen.
Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn bei einem Bremssystem der vorliegenden Erfindung die Kontrolleinheit und jeder mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung stehende Sensorkanal mit einer Spannungsquelle verbunden ist und die Zusatz- Kontrolleinheit und jeder mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung stehende Sensorkanal mit einer Zusatz-Spannungsquelle verbunden ist. Auch damit kann die Ausfallsicherheit verbessert werden. Erfindungsgemäß können die Kontrolleinheit, wenigstens ein mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung stehender Sensorkanal der Kraftsensoreinheit sowie wenigstens ein mit der Kontrolleinheit in Signalverbindung stehender Sensorkanal der Positionssensoreinheit mit der Spannungsquelle für eine Spannungsversorgung der jeweiligen Einheit verbunden sein. Entsprechend können die Zusatz-Kontrolleinheit, wenigstens ein mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung stehender Sensorkanal der Kraftsensoreinheit sowie wenigstens ein mit der Zusatz-Kontrolleinheit in Signalverbindung stehender Sensorkanal der Positionssensoreinheit mit der Zusatz-Spannungsquelle für eine Spannungsversorgung der jeweiligen Einheit verbunden sein. Die Spannungsquelle und die Zusatz-Spannungsquelle sind bevorzugt separat und/oder räumlich getrennt voneinander ausgestaltet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit einem wie vorstehend beschriebenen Bremssystem zur Verfügung gestellt. Damit bringt das erfindungsgemäße Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Bremssystem beschrieben worden sind. Das Fahrzeug ist bevorzugt in Form eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Straßenfahrzeugs bereitgestellt.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Beschreiben eines Bremssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Fahrzeug mit einem in Fig. 1 dargestellten Bremssystem gemäß der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 ein Bremspedal in einer Vorderansicht zum Erläutern der ersten
Ausführungsform vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 ein Bremspedal in einer Seitenansicht zum Erläutern der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 5 ein Blockschaltbild zum Beschreiben eines Bremssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 ein Bremspedal in einer Vorderansicht zum Erläutern der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 7 ein Blockschaltbild zum Beschreiben eines Bremssystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild zum Erläutern eines Bremssystems 10a für ein Fahrzeug 11 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 1 dargestellte Bremssystem 10a weist ein in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigtes Bremspedal 12, eine Positionssensoreinheit 13 zum Ermitteln von Positionsdaten zu einem Verstellweg und/oder einem Schwenkwinkel des Bremspedals 12 des Fahrzeugs 11, eine Kraftsensoreinheit 14 zum Ermitteln von Kraftdaten zu einer Betätigungskraft, mit welcher das Bremspedal 12 betätigt wird, eine Kontrolleinheit 15 und eine Zusatz-Kontrolleinheit 16 auf. Die Positionssensoreinheit 13 steht zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit 15 sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit 16 mit der Kontrolleinheit 15 und der Zusatz-Kontrolleinheit 16 in Signalverbindung. Ferner steht die Kraftsensoreinheit 14 zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit 15 sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit 16 mit der Kontrolleinheit 15 und der Zusatz-Kontrolleinheit 16 in Signalverbindung. Die Signalverbindung ist jeweils drahtgebunden durch jeweilige Signalleitungen zwischen den Sensoreinheiten 13, 14 und den Kontrolleinheiten 15, 16 hergestellt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Kontrolleinheit 15 und die Zusatz-Kontrolleinheit 16 beabstandet voneinander angeordnet. Ferner sind die Kontrolleinheit 15 und die Zusatz-Kontrolleinheit 16 diversitär zueinander ausgestaltet. Genauer gesagt weist die Positionssensoreinheit 13 induktiv messende Sensoren auf und die Kraftsensoreinheit 14 weist nicht-induktiv messende Sensoren auf. Die Kontrolleinheit 15 und die mit der Kontrolleinheit 15 in Signalverbindung stehenden Sensorkanäle 14a, 13a, 13b sind mit einer Spannungsquelle 21 verbunden. Die Zusatz- Kontrolleinheit 16 und die mit der Zusatz-Kontrolleinheit 16 in Signalverbindung stehenden Sensorkanäle 14b, 13c, 13d sind mit einer Zusatz-Spannungsquelle 22 verbunden.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Positionssensoreinheit 13 zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare 13a, 13b, 13c, 13d auf. Hierbei steht ein Sensorkanalpaar 13a, 13b zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit 15 mit der Kontrolleinheit 15 in Signalverbindung und ein anderes Sensorkanalpaar 13c, 13d steht zur Übertragung der Positionsdaten zur Zusatz- Kontrolleinheit 16 mit der Zusatz-Kontrolleinheit 16 in Signalverbindung. Die Sensorkanalpaare 13a, 13b, 13c, 13d der Positionssensoreinheit 13 sind jeweils galvanisch voneinander getrennt ausgestaltet. Ferner sind die in Fig. 1 gezeigten Sensorkanalpaare 13a, 13b, 13c, 13d der Positionssensoreinheit 13 auf einer gemeinsamen Leiterplatte 17 integriert. Die beiden Sensorkanäle 14a, 14b der Kraftsensoreinheit 14 sind ebenfalls auf einer gemeinsamen Leiterplatte 18 integriert. Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug 11 in Form eines PKWs mit einem gemäß Fig. 1 beschriebenen Bremssystem 10a.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist jeweils ein Bremspedal 12 in unterschiedlichen Ansichten dargestellt. Das gezeigte Bremspedal 12 weist einen Pedalarm 27 und eine Pedalplatte 28 auf. Der Pedalarm 27 ist verschwenkbar um eine erste Drehachse 30 und eine zweite Drehachse 31 angeordnet. Die Positionssensoreinheit 13 ist zum Ermitteln einer Verdrehung bzw. eines Verdrehwertes des Pedalarms 27 um die erste Drehachse 30 konfiguriert und angeordnet. Die Kraftsensoreinheit 14 ist zum Ermitteln der Kraftdaten bei einer Verdrehung des Pedalarms 27 und/oder bei einer Verstellung einer nicht im Detail dargestellten Mechanik 32 um eine zweite Drehachse 31 konfiguriert und angeordnet. Zwischen dem Pedalarm 27 und der Mechanik 32 ist eine elastische bzw. federnde Einheit 29 angeordnet. Die im Kraftfluss angeordnete, elastische Einheit 29 verzögert die Drehung um die zweite Drehachse 31 relativ zur Pedalkraft an der Pedalplatte 28 gegenüber der ersten Drehachse 30. Die an der Pedalplatte 28 anliegende Kraft wird aus der Differenz der Position der Positionssensoreinheit 13 und der Kraftsensoreinheit 14 sowie der Federsteifigkeit der elastischen Einheit 29 ermittelt.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild zum Erläutern eines Bremssystems 10b gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Bremssystem 10b sind die Sensorkanalpaare 13a, 13b, 13c, 13d der Positionssensoreinheit 13 auf unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Leiterplatten 19, 20 integriert. Genauer gesagt ist ein Sensorkanalpaar 13a, 13b auf einer Leiterplatte 19 integriert und ein weiteres Sensorkanalpaar 13c, 13d ist auf einer weiteren Leiterplatte 20 integriert. Unter jedem Sensorkanalpaar 13a, 13b, 13c, 13d kann jeweils ein Sensor verstanden werden. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind die Leiterplatten 19, 20 mit den Sensorkanalpaaren 13a, 13b, 13c, 13d separat auf gegenüberliegenden Seiten des Pedalarms 27 bzw. der ersten Drehachse 30 angeordnet.
Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild zum Erläutern eines Bremssystems 10c gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die Kontrolleinheit 15 ein Vorverarbeitungsm ittel 23 zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Vorverarbeitungsm ittel 23 in Signalverbindung stehendes Flauptkontrollm ittel 24 zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten auf. Außerdem weist die Zusatz-Kontrolleinheit 16 ein Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel 25 zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel 25 in Signalverbindung stehendes Zusatz- Hauptkontrollm ittel 26 zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten auf. Das Vorverarbeitungsm ittel 23 und das Zusatz- Vorverarbeitungsm ittel 24 sind jeweils zum Durchführen von den folgenden Prozessen konfiguriert:
- Einlesen der Kraftdaten und Positionsdaten,
- Korrigieren der eingelesenen Kraftdaten und Positionsdaten, - Verrechnen unterschiedlicher Kraftdaten und unterschiedlicher Positionsdaten miteinander, und
- Vergleichen unterschiedlicher Kraftdaten und unterschiedlicher Positionsdaten miteinander.
Ferner sind das Vorverarbeitungsmittel 23 und das Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel 25 im Bremspedal 12 integriert und das Hauptkontrollmittel 24 und das Zusatz- Hauptkontrollm ittel 26 sind außerhalb des Bremspedals 12 installiert.
Zur Detektion von elektrischen und mechanischen Fehlern im Bremssystem können die Pedal kraft als auch der Pedalweg bestimmt werden. Die Information des Pedalwegs kann direkt aus den Sensorkanälen 14a, 14b der Kraftsensoreinheit 14 bestimmt werden. Zur Bestimmung der Pedalkraft bzw. der Betätigungskraft zum Betätigen des Bremspedals 12 müssen hingegen zunächst die Sensorkanäle 14a, 14b der Kraftsensoreinheit 14 mit einer Übertragungsfunktion verrechnet werden, welche sich aus der nicht näher genannten Mechanik 32 bestimmt, so dass sich die Sensorkanäle 14a, 14b virtuell auf der ersten Drehachse 30 befinden. Im Anschluss kann von den Signalen der Positionssensoreinheit 13 das zugehörige Signal der Kraftsensoreinheit 14 abgezogen werden, um im Anschluss das Ergebnis mit einer Steifigkeit der elastischen Einheit 29 zu verrechnen und die Pedalkraft zu erhalten. Liegt am Bremspedal 12 bzw. an der elastischen Einheit 29 eine Vorspannung vor, muss diese zusätzlich berücksichtigt werden. Andernfalls können nur Pedalkraftänderungen bestimmt werden, nicht aber die absolut vorliegende Kraft.
Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen aber auch weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D.h., die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden. Bezugszeichenliste
10a, 10b, 10c Bremssystem
11 Fahrzeug
12 Bremspedal
13 Positionssensoreinheit 13a, 13b, 13c, 13d Sensorkanal
14 Kraftsensoreinheit 14a, 14b Sensorkanal
15 Kontrolleinheit
16 Zusatz-Kontrolleinheit
17 Leiterplatte
18 Leiterplatte
19 Leiterplatte
20 Leiterplatte
21 Spannungsquelle
22 Zusatz-Spannungsquelle
23 Vorverarbeitungsm ittel
24 Hauptkontrollm ittel
25 Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel
26 Zusatz-Hauptkontrollmittel
27 Pedalarm
28 Pedalplatte
29 elastische Einheit
30 Drehachse
31 Drehachse
32 Mechanik

Claims

Bremssystem und Fahrzeug mit dem Bremssystem Patentansprüche
1. Bremssystem (10a; 10b; 10c) für ein Fahrzeug (11), aufweisend ein Bremspedal (12), eine Positionssensoreinheit (13) zum Ermitteln von Positionsdaten zu einem Verstellweg und/oder einem Schwenkwinkel des Bremspedals (12) des Fahrzeugs (11), eine Kraftsensoreinheit (14) zum Ermitteln von Kraftdaten zu einer Betätigungskraft, mit welcher das Bremspedal (12) betätigt wird, eine Kontrolleinheit (15) und eine Zusatz- Kontrolleinheit (16), wobei die Positionssensoreinheit (13) zur Übertragung der Positionsdaten zur Kontrolleinheit (15) sowie zur Zusatz-Kontrolleinheit (16) mit der Kontrolleinheit (15) und der Zusatz-Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung steht und wobei die Kraftsensoreinheit (14) zur Übertragung der Kraftdaten zur Kontrolleinheit (15) sowie zur Zusatz- Kontrolleinheit (16) mit der Kontrolleinheit (15) und der Zusatz- Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung steht.
2. Bremssystem (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (15) und die Zusatz-Kontrolleinheit (16) beabstandet voneinander angeordnet sind.
3. Bremssystem (10a; 10b) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (15) und die Zusatz-Kontrolleinheit (16) diversitär zueinander ausgestaltet sind.
4. Bremssystem (10a; 10b; 10c) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoreinheit (13) und/oder die Kraftsensoreinheit (14) jeweils wenigstens zwei voneinander getrennt angeordnete Sensorkanalpaare (13a, 13b, 13c, 13d) aufweisen, wobei jeweils ein Sensorkanalpaar (13a, 13b) zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Kontrolleinheit (15) mit der Kontrolleinheit (15) in Signalverbindung steht und ein anderes Sensorkanalpaar (13c, 13d) zur Übertragung der Positionsdaten bzw. der Kraftdaten zur Zusatz- Kontrolleinheit (16) mit der Zusatz-Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung steht.
5. Bremssystem (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkanalpaare (13a, 13b, 13c, 13d) der Positionssensoreinheit (13) und/oder der Kraftsensoreinheit (14) jeweils wenigstens teilweise galvanisch voneinander getrennt ausgestaltet sind.
6. Bremssystem (10a) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkanalpaare (13a, 13b, 13c, 13d) der Positionssensoreinheit (13) und/oder der Kraftsensoreinheit (14) jeweils auf einer gemeinsamen Leiterplatte (17) integriert sind.
7. Bremssystem (10b; 10c) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkanalpaare (13a, 13b, 13c, 13d) der Positionssensoreinheit (13) und/oder der Kraftsensoreinheit (14) jeweils auf unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Leiterplatten (19, 20) integriert sind.
8. Bremssystem (10c) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (15) ein Vorverarbeitungsm ittel (23) zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Vorverarbeitungsm ittel (23) in Signalverbindung stehendes Hauptkontrollm ittel (24) zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten aufweist, und die Zusatz- Kontrolleinheit (16) ein Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel (25) zum Empfangen und Vorverarbeiten der Positionsdaten und der Kraftdaten und ein mit dem Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel (25) in Signalverbindung stehendes Zusatz- Hauptkontrollm ittel (26) zur Weiterverarbeitung der vorverarbeiteten Positionsdaten und der vorverarbeiteten Kraftdaten aufweist.
9. Bremssystem (10c) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorverarbeitungsm ittel (23) und/oder das Zusatz- Vorverarbeitungsm ittel (24) jeweils zum Durchführen von wenigstens einem der folgenden Prozesse konfiguriert ist:
- Einlesen der Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
- Korrigieren der eingelesenen Kraftdaten und/oder Positionsdaten,
- Verrechnen unterschiedlicher Kraftdaten und/oder unterschiedlicher Positionsdaten miteinander,
- Vergleichen unterschiedlicher Kraftdaten und/oder unterschiedlicher Positionsdaten miteinander.
10. Bremssystem (10c) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorverarbeitungsm ittel (23) und das Zusatz-Vorverarbeitungsm ittel (25) im Bremspedal (12) integriert sind und das Hauptkontrollm ittel (24) und das Zusatz-Hauptkontrollm ittel (26) außerhalb des Bremspedals (12) installiert sind.
11. Bremssystem (10a; 10b; 10c) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoreinheit (13) wenigstens einen induktiv messenden Sensor aufweist und die Kraftsensoreinheit (14) wenigstens einen nicht induktiv messenden Sensor aufweist.
12. Bremssystem (10a) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (15) und jeder mit der Kontrolleinheit (15) in Signalverbindung stehende Sensorkanal (14a, 13a, 13b) mit einer Spannungsquelle (21) verbunden ist und die Zusatz-Kontrolleinheit (16) und jeder mit der Zusatz-Kontrolleinheit (16) in Signalverbindung stehende Sensorkanal (14b, 13c, 13d) mit einer Zusatz-Spannungsquelle (22) verbunden ist.
13. Fahrzeug (11) mit einem Bremssystem (10a; 10b; 10c) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
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