WO2023198257A1

WO2023198257A1 - Bremssystem und verfahren zum betreiben eines bremssystems

Info

Publication number: WO2023198257A1
Application number: PCT/DE2023/200070
Authority: WO
Inventors: Andreas Kohl; Rüdiger PUFF; Martin Baechle
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2022-04-14
Filing date: 2023-04-04
Publication date: 2023-10-19
Also published as: DE102022203770A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (2), umfassend: • ein trockenes Bremspedal (72) mit einem Pedalsensor zur Erfassung des Fahrerwunsches; • vier elektrisch ansteuerbare Radbremsmodule (6, 10, 40, 44), jeweils umfassend eine elektrisch ansteuerbare Radbremse (20, 24, 54, 58), wobei zwei Achskontroller (28, 60) vorgesehen sind, und wobei einem ersten Achskontroller (28) zwei Radbremsmodule (6, 10) und einem zweiten Achskontroller (60) zwei weitere Radbremsmodule (40, 44) zugeordnet sind, und wobei jeder der beiden Achskontroller (28, 60) signaleingangsseitig mit dem Bremspedal (72) verbunden ist, und wobei jeder der beiden Achskontroller (28, 60) zwei Steuergeräte (32, 36; 64, 68) umfasst, die jeweils eine Radbremse (20, 24, 54, 58) ansteuern.

Description

Beschreibung

Bremssystem und Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem, umfassend

• ein trockenes Bremspedal mit einem Pedalsensor zur Erfassung des Fahrerwunsches;

• vier elektrisch ansteuerbare Radbremsmodule, jeweils umfassend eine elektrisch ansteuerbare Radbremse.

Sie betrifft weiterhin ein entsprechendes Betriebsverfahren.

In der Kraftfahrzeugtechnik finden „Brake-by-Wire“-Bremsanlagen eine immer größere Verbreitung. Derartige Bremsanlagen umfassen oftmals ein Bremspedal, welches als E-Pedal ausgebildet ist. Das Bremspedal erfasst einen Fahrerbremswunsch mit Hilfe eines Pedalwegsensors bzw. Pedalwinkelsensors und generiert daraus ein Fahrerbremswunschsignal. Bei diesen Bremssystemen ist der Fahrer von dem direkten Zugriff auf die Bremsen entkoppelt. Der erfasste Bremswunsch führt zu der Bestimmung eines Sollbremsmomentes, woraus dann der Sollbremsdruck für die Bremsen ermittelt wird. Das Fahrerbremswunschsignal wird dazu an ein zentrales Steuergerät weitergegen, welches die elektrische Ansteuerung der Radbremsen übernimmt. Die Radbremsen können dabei als elektromechanische (trockene) Bremsen ausgebildet sein.

Nachteilig bei einer derartigen Architektur des Bremssystems ist, dass bei einem Ausfall des Zentralsteuergerätes sofort in eine Rückfallebene geschaltet werden muss und die Bremskraftverstärkung (BKV) nicht aufrechterhalten werden kann, wodurch die Beherrschbarkeit des Fahrzeuges stark herabgesetzt und die Sicherheit der Fahrzeuginsassen bedroht wird.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Betriebssystem mit verbesserter Sicherheit bereitzustellen. Weiterhin soll ein entsprechendes Betriebsverfahren angegeben werden. In Bezug auf das Bremssystem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwei Achskontroller vorgesehen sind, wobei einem ersten Achskontroller zwei Radbremsmodule und einem zweiten Achskontroller zwei weitere Radbremsmodule zugeordnet sind, wobei jeder der beiden Achskontroller signaleingangsseitig mit dem Bremspedal verbunden ist, und wobei jeder der beiden Achskontroller zumindest ein oder auch zwei Steuergeräte umfasst, die jeweils eine Radbremse ansteuern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass im Falle einer Fehlfunktion des Steuergeräts die Beherrschbarkeit des Fahrzeuges bei einer Bremsung noch soweit wie möglich erhalten werden sollte. Im Fehlerfall sollte die BKV aufrechterhalten werden. Die Regelfunktionen dagegen dürfen im Erstfehlerfall abgeschaltet werden. Letztendlich sollte das Design eines Bremssystems dafür sorgen, dass jeder beliebige Erstfehler im Sensor/ Aktuator nicht die Bremskraftverstärkung (BKV) abwirft.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeder der beiden Achskontroller zumindest ein Steuergerät umfasst, das jeweils zumindest eine Radbremse ansteuert. In bestimmten Ausführungsformen, auf die weiter unten vertiefend eingegangen wird, kann ein Steuergerät auch zwei Radbremsen, etwa die beiden einer Achse zugeordneten Räder, ansteuern. Unter einem Achskontroller kann verstanden werden, dass ein oder zwei Steuergeräte in einem gemeinsamen Modul oder Gehäuse, also zentral, zusammengefasst und nicht einzelnen Radbremsen dezentral zugeordnet sind.

Im Fall von nur einem Steuergerät in einem Achskontroller kann dieses Steuergerät dazu ausgebildet sein, jeweils die zwei Radbremsen der zugeordneten Achse anzusteuern. Dies stellt somit in Bezug auf die Kosten eine besonders günstige Anordnung dar, allerdings ist hier kaum eine Redundanz gegeben, da bei Ausfall des Steuergerätes hier unter bestimmten Bedingungen beide Radbremsen einer Achse nicht mehr angesteuert werden können. Von daher kommt diese Ausführungsform hauptsächlich für die Hinterachse in Betracht.

Vorteilhaft ist es daher, wenn zumindest ein Achskontroller, vorzugsweise der der Vorderachse zugeordnete Achskontroller, zumindest zwei Steuergeräte umfasst, wobei jedes Steuergerät zumindest jeweils eine Radbremse ansteuern kann. Bei Ausfall eines Steuergerätes in diesem Achskontroller steht damit zumindest ein weiteres Steuergerät zur Verfügung, welches das andere Rad ansteuern kann, so dass zumindest ein Rad weiterhin gebremst werden kann, wenn ein Steuergerät ausfällt.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, auf die weiter unten noch vertiefend eingegangen wird, ist vorgesehen, dass der Achskontroller dazu ausgebildet ist, dass bei Ausfall eines Steuergerätes in dem Achskontroller das andere Steuergerät in dem gleichen Achskontroller die Ansteuerung der Radbremsen der Räder der Achse übernehmen kann.

Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein Bremssystem zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Achskontroller, vorzugsweise der der Hinterachse zugeordnete Achskontroller, nur ein Steuergerät und ein anderer Achskontroller, vorzugsweise der der Vorderachse zugeordnete Achskontroller, zwei Steuergeräte umfasst. Diese Anordnung stellt somit ein Bremssystem mit drei Steuergeräten bereit und bietet eine hohe Redundanz, insbesondere bei Ausfall eines Steuergerätes, bei gleichzeitig moderateren Kosten im Vergleich zu Lösungen mit zwei Steuergeräten pro Achskontroller, also insgesamt vier Steuergeräten.

Wie nunmehr erkannt wurde, können die weiter oben genannten Anforderungen erfüllt werden, indem statt eines zentralen Steuergerätes für alle Bremsen zwei Achskontroller bereitgestellt werden, welche jeweils zwei Steuergeräte umfassen, welche vom Bremspedal direkt das Fahrerbremswunschsignal erhalten. Es wurde erkannt, dass zur Reduzierung der ungefederten Massen nur die wirklich notwendigen Bauteile am Rad montiert sein sollten, dies sind jeweils der Motorpositionssensor und der Raddrehzahlsensor. Die Ansteuerungselektronik ist in den Achskontroller integriert und daher vor Erschütterungen weitgehend geschützt.

Das Bremspedal ist hierbei ausgebildet, aus dem gemessenen Fahrerbremswunsch ein entsprechendes Signal zu generieren, welches an die beiden Achskontroller übermittelt wird.

Vorteilhafterweise weist das jeweilige Radbremsmodul wenigstens einen Bremsaktuator und/oder einen Sensor und/oder ein Ventil und/oder wenigstens eine Warnlampe auf, wobei der jeweilige Achskontroller dazu ausgebildet ist, dass bei Ausfall eines Steuergerätes in dem Achskontroller das andere Steuergerät in dem gleichen Achskontroller die Ansteuerung des Bremsaktuators und/oder des jeweiligen Ventils und/oder die Auswertung des jeweiligen Sensorsignals und/oder den Betrieb der jeweiligen Warnlampe durchführt. Im Falle eines Sensors bedeutet dies, dass das jeweilige Sensorsignal substituiert wird. Im Falle einer Warnlampe bedeutet dies, dass die Warnlampe auf der Seite mit dem ausgefallenen Steuergerät von dem noch funktionierenden Steuergerät synchron zur Warnlampe auf der Seite des funktionierenden Steuergeräts an und aus geschaltet wird. Im Fall eines Ventils bedeutet dies, dass das Ventil synchron zum Ventil auf der intakten Seite angesteuert wird. Im Fall eines Aktuators bedeutet dies insbesondere, dass der Aktuator synchron zum Aktuator auf der intakten Seite angesteuert wird. Dies betrifft insbesondere die Ansteuerung eines Elektromotors. Das Radbremsmodul umfasst jeweils insbesondere einen Raddrehzahlsensor und/oder einen Motorpositionssensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Steuergeräte in einem Achskontroller derart miteinander verbunden, dass bei Ausfall eines Steuergerätes in einem Achskontroller das andere Steuergerät in diesem Achskontroller die Ansteuerung der Radbremse in dem Radbremsmodul übernimmt, das dem ausgefallen Steuergerät zugeordnet ist. Auf diese Weise können bei Ausfall eines Steuergerätes für eine Radbremse beide Radbremsen, die dem jeweiligen Achskontroller zugeordnet sind, durch das noch funktionierende Steuergerät angesteuert werden. Dazu ist bevorzugt in jedem der beiden Achskontroller eine bidirektionale, vorteilhafterweise, redundante Signalleitung zwischen den beiden Steuergeräten des gleichen Achskontrollers vorgesehen.

Auch bei Ausfall der Signalverbindung zwischen Bremspedal und einem Achskontroller kann die Ansteuerung der Radbremsen weiterhin erfolgen, sodass die Bremskraftverstärkung (BKV) nicht abgeworfen wird und erhalten bleibt. Die beiden Achskontroller sind bevorzugt gleich ausgebildet, sodass die Produktionskosten verringert werden.

Das jeweilige Steuergerät umfasst bevorzugt eine Ansteuerverbindung mit einer B6- Brücke zur Verbindung mit dem weiteren Steuergerät. Auf diese Weise können insbesondere die drei Phasen eines Elektromotors einer Radbremse mit dem andere Steuergerät verbunden werden. Zur Sicherstellung der elektronischen Redundanz wird die B6 Brücke/GDU einer Seite im Fehlerfall einer B6 Brücke/GDU der anderen Seite dazu genutzt, um beide Motoren der Radbremsen, die in diesem Fall als elektromechanische Bremse ausgebildet ist, synchron anzusteuern. Die Motoren können in diesem Fall nur noch synchron verfahren werden, dies genügt allerdings für eine BKV. Voraussetzung hier ist, dass beide Motoren den gleichen Alignment Winkel haben, was durch eine synchronisierte Fahrt zu Beginn der Motoransteuerung ermöglicht wird.

In der jeweiligen Ansteuerverbindung ist vorteilhafterweise ein Kreuzschalter angeordnet. In der jeweiligen Verbindung einer B6-Brücke zu einer Radbremse sind bevorzugt durchbrennbare Sicherungen angeordnet. Die-B6 Brücke auf der Seite des funktionierenden Steuergerätes wird genutzt, um die Sicherungen, die bevorzugt als ETFs (electric thermal fuses) ausgebildet sind, in der Ansteuerverbindung des nicht funktionierenden Steuergerätes durchzubrennen. Deshalb sind von jeder Seite ein Kreuzschalter bzw. Cross Switch hinter die ETFs der anderen Seite notwendig.

Bevorzugt führt jeweils wenigstens eine redundante bidirektionale Signalleitung vom ersten Achskontroller zum zweiten Achskontroller, wobei die beiden Achskontroller ausgebildet sind, dass jedes der beiden Steuergeräte des ersten Achskontrollers die Funktionalität jedes der beiden Steuergeräte im zweiten Achskontroller übernehmen kann und umgekehrt. D.h., jedes der beiden Steuergeräte des zweiten Achskontrollers bzw. Achssteuergerätes ist dazu ausgebildet, die Steuerung einer Radbremse am anderen Achskontroller zu übernehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine der Signalleitungen über das Bremspedal geführt. Das Bremspedal fungiert hierbei als Hub bzw. Router. Die Leitungen für die Übermittlungen des Fahrerbremswunsches und die Leitungen für das Routing zwischen den Achskontrollern können die gleichen sein, oder es sind zusätzliche Routingleitungen vorgesehen. Die entsprechende Signalleitung ist bevorzugt als CAN-Leitung ausgebildet.

Das Bremspedal kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung über eine erste Signalleitung mit dem ersten Achskontroller und über eine zweite, vorzugsweise von der ersten Signalleitung getrennte Signalleitung, mit dem zweiten Achskontroller verbunden sein.

Bevorzugt ist die jeweilige Radbremse als elektromechanische Bremse ausgebildet, d.h. alle Radbremsen sind als elektromechanische Bremsen (EMB) ausgebildet.

Vorteilhafterweise ist in wenigstens zwei Radmodulen eine Sperrklinke integriert. Die Sperrklinke dient dabei bevorzugt zum Verriegeln des Radmoduls bei Anliegen einer bestimmten Zuspannkraft, sodass das Radmodul mit der Sperrklinke als Ersatz für eine integrierte Parkbremse (IPB) dienen kann. Insbesondere kann dabei die Sperrklinke zum Verriegeln des Antriebs des Radmoduls ausgebildet sein.

Besonders bevorzugt sind die Radmodule mit einer Sperrklinke der Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der jeweilige Achskontroller nur einen Prozessor auf mit wenigstens zwei Cores bzw. Kernen. Hierbei ist das jeweilige Steuergerät als jeweils ein Kern dieses Prozessors ausgebildet. Beispielsweise ist in dem Achskontroller das Steuergerät für das linke Rad als Cored und das Steuergerät für das rechte Rad als Corel ausgebildet. Der Cored führt softwareseitig dazu die Software aus, welche die Steuerfunktionen für das linke Rad umfassen, und der Corel führt dazu softwareseitig die Software aus, welche die Steuerfunktionen für das rechte Rad umfassen. Die Software auf beiden Kernen ist dabei so ausgebildet, dass bei Ausfall eines der beiden Kerne der andere Kem die Steuerungsfunktionen des ausgefallenes Kems übernehmen kann. Durch diese Ausbildung wird eine weitere Kostenoptimierung ermöglicht. Die Steuergeräte eines Achskontrollers sind somit als zwei Kerne des gleichen Prozessors ausgebildet.

In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem bei einer Fehlfunktion oder Ausfall eines Steuergeräts ein anderes Steuergerät über eine Signalleitung die Ansteuerung des ausgefallenen oder fehlfunktionierenden Steuergerätes übernimmt.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass nur eine geringe Anzahl an Bauteilen als ungefederte Massen benötigt werden, woraus ein kleinerer Bauraum am Rad resultiert. Das Achssteuergerät ist intern in zwei unabhängige Radsteuergeräte mit separater Stromversorgung aufgeteilt, sodass kein Zentralmodul notwendig ist, da eine redundante und baugleiche Art in jedem Achssteuergerät vorliegt, wodurch die Kosten für die Architektur des zentralen Steuergerätes gespart werden.

Es ist nur der Entwurf einer Achskontroller-Architektur notwendig, die für beide Achsen gleich ist. Die Anzahl der Komponenten an ungefederten Massen lässt sich so auf ein Minimum reduzieren. Das vorgeschlagene Bremssystem ist kostengünstiger und haltbarer als aktuelle Architekturen für eine trockene Bremse und umfasst weniger Bauteile an ungefederten Massen.

Da in einem Steuergerät alle Komponenten redundant, bezogen auf zwei Räder, vorhanden sind, kann im Fehlerfall eine Seite die Ansteuerung der anderen Seite mit übernehmen, sodass die redundanten Komponenten für ein Rad komplett entfallen können. Damit kann mit jedem Erstfehler die BKV aufrechterhalten werden.

Es wird eine redundante Verbindung zur Fahrerwunscherfassung via E-Pedal direkt und von einem Steuergerät via interne Verbindung zum anderen realisiert, wodurch die Sicherheit erhöht wird. Eine Erhöhung der Sicherheit erfolgt ebenfalls bei der Variante mit einer Kommunikation von einem Radmodul zum anderen via E-Pedal.

Durch eine jeweils eine Sperrklinke in jedem der Radmodule kann eine elektronische Parkbremsfunktionalität für alle vier Räder realisiert werden.

Da sich zwei Steuergeräte in einem gemeinsamen Gehäuse befinden, kann die Redundanz vereinfacht werden: Alle Komponenten sind redundant vorhanden, dient aber gleichzeitig für zwei Motoransteuerungen. Ein einfacher MCU / PCU-Ausfall würde eine funktionale Degradierung zur Folge haben, jedoch bleibt bei jedem Einzelfehler in Aktuatorik / Sensorik die BKV erhalten. In der Rückfallebene (RFE) übernimmt dann die verbleibende MCU/ PCU die Ansteuerung beider Seiten.

Zur Sicherstellung der elektronischen Redundanz ist die B6 Brücke/GDU einer Seite im Fehlerfall einer B6 Brücke/GDU der anderen Seite dazu nutzbar, um beide Motoren synchron anzusteuern, damit kann man zwar die Motoren auch nur noch synchron verfahren, aber für eine BKV reicht das. Voraussetzung hierfür ist, dass beide Motoren den gleichen Alignment-Winkel haben. Eine Sync-Fahrt zu Beginn der Motoransteuerung ist dann notwendig.

Durch die interne Kommunikation ist auch eine diagonale Kreis-Aufteilung möglich: fällt ein Aktuator aus, kann der entsprechende diagonale Aktuator stillgelegt werden, somit sind auch „diagonale Fahrzeuge“ abdeckbar. Auch die Stromversorgung kann derart ausgebildet sein, dass ein Steuergerät für die rechte Fahrzeugseite in einem der beiden Achskontroller und ein Steuergerät für die linke Fahrzeugseite im anderen Achskontroller mit einer ersten Versorgungsspannung und die anderen beiden Steuergeräte entsprechend mit einer zweiten Versorgungsspannung versorgt werden. Natürlich ist auch eine Schwarz-Weiß Verschaltung der Radmodule denkbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung: FIG. 1 ein Bremssystem in einer ersten bevorzugten Ausführungsform;

FIG. 2 ein Bremssystem in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, und

FIG. 3 eine Schaltungsanordnung eines Achskontrollers eines Bremssystems.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein in FIG. 1 dargestelltes Bremssystem 2 weist zwei Radbremsmodule 6, 10 auf, welche einer Hinterradachse 14 zugeordnet sind und jeweils eine erste und zweite ausgebildete Hinterradbremse 20, 24 (dargestellt sind jeweils die Motoren) aufweisen. Das Bremssystem 2 weist einen Achskontroller 28 bzw. ein Achssteuergerät auf, welcher ein Steuergerät 32 zur Ansteuerung der ersten Hinterradbremse 20 (bspw. für ein linkes Fahrzeugrad) und ein zweites Steuergerät 36 zur Ansteuerung der zweiten Hinterradbremse 24 (bspw. für ein rechtes Fahrzeugrad) aufweist.

Das Bremssystem 2 weist weiterhin zwei Radbremsmodule 40, 44 auf, welche einer Vorderradachse 50 zugeordnet sind und jeweils eine erste und zweite Vorderradbremse 54, 58 aufweisen. Das Bremssystem 2 weist einen Achskontroller 60 auf, welcher ein Steuergerät 64 zur Ansteuerung der ersten Vorderradbremse 54 (bspw. für ein linkes Fahrzeugrad) und ein zweites Steuergerät 68 zur Ansteuerung der zweiten Vorderradbremse 58 (bspw. für ein rechtes Fahrzeugrad) aufweist.

Die Radbremsen 20, 24, 54, 58 sind vorliegend als elektromechanische Bremsen ausgebildet und weisen jeweils einen Motor auf, der bedarfsweise ein Bremselement gegen eine Bremsscheibe drückt. Das jeweilige Achssteuergerät bzw. der jeweilige Achskontroller 28, 60 ist somit intern in zwei unabhängige Radsteuergeräte aufgeteilt, welche bevorzugt eine separate Stromversorgung KI30 je Platine aufweisen. Die beiden Steuergeräte 32, 36 bzw. 64, 68 sind galvanisch voneinander getrennt und in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Auch wenn sich die nachfolgenden Betrachtungen im Wesentlichen auf Ausführungsformen mit je zwei Steuergeräten 32, 36, 64, 68 pro Achskontroller 28, 60 beziehen, so sei verstanden, dass auch Ausführungsformen mit nur einem Steuergerät wie weiter oben ausgeführt denkbar und möglich sind, insbesondere auch Ausführungsformen mit einem Steuergerät 32 an dem Achskontroller 28, zum Beispiel der Hinterachse, und zwei Steuergeräten 64, 68 an dem Achskontroller 60, zum Beispiel der Vorderachse. Das Bremssystem 2 kann demnach zum Beispiel auch drei Steuergeräte 32, 36, 64, 68, verteilt auf zwei Achskontroller 28, 60, umfassen.

Die Radbremsmodule 6, 10, 40, 44 gehören zu den ungefederten Massen des Fahrzeuges, während die Achskontroller 28, 60 zu den gefederten Massen gehören. Die Radbremsen 20, 24, 54, 58 können in anderen bevorzugten Ausführungsformen auch anders, beispielsweise elektrohydraulisch, ausgebildet sein, sofern sie elektrisch mit Hilfe eines Steuergerätes ansteuerbar sind.

Das Bremssystem 2 ist als trockenes By-Wire-Bremssystem ausgebildet und weist ein (trockenes) Bremspedal 72 auf (E-Pedal im vorliegenden Fall), welches einen Sensor zur Erfassung des Fahrerbremswunsches umfasst, der bevorzugt als Pedalwegsensor bzw. Pedalwinkelsensor ausgebildet ist, sowie eine Einheit zur Generierung eines Bremswunschsignals.

Das Bremspedal 72 ist jeweils mit Hilfe einer Bremswunschsignalleitung 76, 78 mit den beiden Achskontrollern 28, 60 verbunden. Die beiden Bremswunschsignalleitungen 76, 78 sind vorliegend bidirektional ausgebildet. Der jeweilige Achskontroller 28, 60 steuert in Abhängigkeit von dem vom Bremspedal 72 übermittelten Bremswunsch seine entsprechenden Steuergeräte 20, 24 bzw. 64, 68 an.

Das Bremssystem 2 weist eine bidirektionale Signalleitung 82, 86 auf (dargestellt durch zwei Pfeile), welche den Achskontroller 28 signaltechnisch mit dem Achskontroller 60 verbindet und mithin eine redundante Kommunikation zwischen den Achskontrollern 28 und 60 ermöglicht. Auf diese Weise kann bei Ausfall einer der Bremswunschsignalleitungen 76, 78 das Steuergerät 32, 64 des Achskontrollers 28, 60, der noch signaleingangsseitig mit dem Bremspedal 72 verbunden ist, das Signal an das Steuergerät 64, 32 des anderen Achskontrollers 28, 60 übermitteln.

Aufgrund der direkten Übermittlung des Bremswunsches vom Bremspedal 72 über zwei Bremswunschsignalleitungen 76, 78 kann auf ein Zentralsteuergerät verzichtet werden.

Zwischen den Steuergeräten 32 und 36 des Achskontrollers 28 ist eine redundante und bidirektionale Signalleitung 200 vorgesehen. Zwischen den Steuergeräten 64 und 68 des Achskontrollers 60 ist eine redundante und bidirektionale Signalleitung 204 vorgesehen. Im Zusammenhang mit den Signalleitungen 82, 86 ist auch vorgesehen, dass die Signale eines Steuergerätes 32, 36, 64, 68 bzw. Radmoduls 6, 10, 40, 44 aus einem der beiden Achskontroller 28, 60 zu einem Steuergerät 32, 36, 64, 68 des anderen Steuergerätes 36, 32, 86, 64 weitergeleitet werden. So können zum Beispiel die Signale des Radmoduls 6, z.B. Sensorsignale über die Leitung 200 und die Leitung 82 an das Steuergerät 68 des anderen Achskontrollers 60 weitergeleitet werden. Das Steuergerät 68 kann über diesen Signalweg insbesondere auch die Ansteuerung von Komponenten des Radmoduls 6 übernehmen.

Die beiden Radbremsmodule 6, 10 weisen jeweils eine Sperrklinke auf bzw. diese ist in das Radbremsmodul integriert, wodurch die Funktionalität einer elektronischen Parkbremse realisiert wird. In anderen bevorzugten Ausführungen können alle Radbremsmodule 6, 10, 40, 44 eine Sperrklinke aufweisen.

Das Bremspedal 72 umfasst bevorzugt zwei Sensoren, die vorteilhafterweise auf zwei verschiedenen Messprinzipien beruhen. So werden beispielhaft ein Kraftsensor, der misst wie stark der Fahrer das Pedal tritt, und ein Wegsensor, der misst, wie weit der Fahrer das Pedal durchgedrückt, verwendet. Bei diesen verschiedenen redundanten Sensoren sind die Fehlerbilder unterschiedlich, sodass beispielsweise ein verklemmtes Pedal dadurch erkannt werden kann, dass Kraft auf das Pedal ausgeübt wird, ohne dass es sich bewegt. Bevorzugt werden vom Bremspedal 72 jeweils die beiden Signale dieser beiden Sensoren an den jeweiligen Achskontroller 28, 60 gesendet bzw. ein kombiniertes Signal.

Wie in der Fig. 1 gezeigt, können dazu zwei getrennte Signalleitungen 76, 78 vorgesehen sein, welche unabhängig voneinander Signale an den jeweiligen Achskontroller 28, 60 von dem Bremspedal 72 übertragen können. Die Signalleitungen 76, 78 können demnach baulich voneinander getrennt sein.

In FIG. 2 ist ein Bremssystem 2 in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Bremssystem 2 entspricht hinsichtlich der Radbremsmodule 6, 10, 40, 44 und der Achskontroller 28, 60 dem Bremssystem 2 gemäß FIG. 1 , wobei in FIG. 2 die Radbremsmodle 6, 40 nicht eingezeichnet sind. Das Bremssystem 2 weist nicht die Signalleitung 82 auf. Die Signalleitung 86 verbindet bidirektional das Steuergerät 36 mit dem Steuergerät 68. Die Bremswunschsignalleitungen 76, 78 dienen bei dieser Ausführung des Bremssystems 2 zusätzlich als Leitung 82, über die ein Signal eines Achskontrollers 28, 60 zum anderen Achskontroller 60, 28 übermittelt werden kann. Das Bremspedal 72 fungiert somit als Router bzw. Hub.

In FIG. 3 ist eine Schaltung im Achskontroller 28 des Bremssystems gemäß FIG. 1 bzw. FIG. 2 dargestellt mit Steuergeräten 32, 36 (nicht dargestellt). Die beiden Steuergeräte 32, 36 sind voneinander galvanisch getrennt. Das Steuergerät 32 weist eine B6-Brücke 100 auf und das Steuergerät 36 weist eine B6-Brücke 104 auf. Von der B6-Brücke 100 führen drei Leitungen 120, 124, 128 zum Motor der Radbremse 20. Von der B6-Brüvke 104 führen drei Leitungen 132, 136, 140 zum Motor der Radbremse 24. Die Leitungen 120 und 132, die Leitungen 124 und 136 und die Leitungen 128 und 140 sind jeweils mit einer Verbindungsleitung 150, 154, 158 und mit einer Verbindungsleitung 16, 164, 168 verbunden. In das Bündel der Verbindungsleitungen 150, 154, 158 ist ein Kreuzschalter 170 bzw. Cross Switch geschaltet. In das Bündel der Verbindungsleitungen 160, 164, 168 ist ein weiterer Kreuzschalter 172 bzw. Cross Switch geschaltet.

In die Leitungen 120, 124, 128 ist jeweils eine durchbrennbare Sicherung 180, 184, 188 vom Typ ETF geschaltet. In die Leitungen 132, 136, 140 ist jeweils eine durchbrennbare Sicherung 190, 194, 198 vom Typ ETF geschaltet. Die Verbindungsleitungen 150, 154, 158 verzweigen von den Leitungen 120, 124, 128 zwischen der Brücke 100 und den durchbrennbaren Sicherungen 180, 184, 188. Sie münden in die Leitungen 132, 136, 140 zwischen den durchbrennbaren Sicherungen 190, 194, 198 und der Radbremse 24. Die Verbindungsleitungen 160, 164, 168 verzweigen von den Leitungen 120, 124, 128 zwischen den durchbrennbaren Sicherungen 180, 184, 188 und der Radbremse 20. Sie münden in die Leitungen 132, 136, 140 zwischen der Brücke 104 und den durchbrennbaren Sicherungen 190, 194, 198. Diese Anordnung erlaubt folgende Funktionalität: Die B6-Brücke des funktionierenden Steuergeräts wird genutzt, um die ETF's bzw. Sicherungen 180-188 bzw. 190-194 der ausgefallenen Seite durchzubrennen. Auf diese Weise kann das defekte Steuergerät 32, 36 von der Radbremse 20, 24 elektronisch getrennt werden. Deshalb ist von jeder Seite ein Cross Switch hinter den ETF's der anderen Seite notwendig. Der entsprechende Cross Switch kann auch bei jeder anderen Art von Motorfehlem (MPS, Stromsensor) genutzt werden.

Die Leitungen 120-128 bzw. 132-140 sind bevorzugt als spezielle Leiterbahnen auf einer Platine realisiert und so ausgeführt, dass sie im Normalbetrieb nicht durchbrennen. Im Fehlerfall können sie aber durchgebrannt werden, wie oben beschrieben, sodass die Brücke von der Radbremse 20, 24 elektronisch bzw. physikalisch abgetrennt werden kann.

Das beschriebene Bremssystem 2 ist redundant aufgebaut mit hoher Fehlertoleranz, sodass bei Ausfall eines bremssteuergeräts die Bremskraftverstärkung nicht direkt abgeschaltet werden muss. Im erfindungsgemäßen Bremssystem 2 sind möglichst wenig Bauteile als ungefederte Massen ausgebildet, woraus ein kleinerer Bauraum am Rad resultiert. Dazu ist das jeweilige Achssteuergerät bzw. der jeweilige Achskontroller 28, 60 intern in zwei unabhängige Steuergeräte 32, 36 bzw. 64, 68 bzw. Radsteuergeräte aufgeteilt mit separater Stromversorgung KI30 pro Platine. Dadurch werden die Vibrationen der Steuergeräte 32, 36, 64, 68 reduziert.

In dem Bremssystem 2 kann eine diagonale Aufteilung der Spannungsversorgung vorgesehen sein, die beispielhaft dargestellt ist. Eine erste Versorgungspannung 210 versorgt über Versorgungsleitungen 214 das Radmodul 6 (links hinten) und über Versorgungsleitungen 218 das Radmodul 44 (rechts vorne). Eine zweite Versorgungspannung 220 versorgt über Versorgungsleitungen 224 das Radmodul 10 (rechts hinten) und über Versorgungsleitungen 228 das Radmodul 40 (links vorne).

Die Erfindung stellt zusammenfassend ein Bremssystem 2 bereit, umfassend

• ein trockenes Bremspedal 72 mit einem Pedalsensor zur Erfassung des Fahrerwunsches;

• vier elektrisch ansteuerbare Radbremsmodule 6, 10, 40, 44, jeweils umfassend eine elektrisch ansteuerbare Radbremse 20, 24, 54, 58, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Achskontroller 28, 60 vorgesehen sind, wobei einem ersten Achskontroller 28 zwei Radbremsmodule 6, 10 und einem zweiten Achskontroller 60 zwei weitere Radbremsmodule 40, 44 zugeordnet sind, und wobei jeder der beiden Achskontroller 28, 60 signaleingangsseitig mit dem Bremspedal 72 verbunden ist, und wobei jeder der beiden Achskontroller 28, 60 zwei Steuergeräte 32, 36; 64, 68 umfasst, die jeweils eine Radbremse 20, 24, 54, 58 ansteuern.

Bezugszeichenliste

2 Bremssystem

6 Radbremsmodul

10 Radbremsmodul

14 Hinterachse

20 Hinterradbremse

24 Hinterradbremse

28 Achskontroller

32 Steuergerät

36 Steuergerät

40 Radbremsmodul

44 Radbremsmodul

50 Vorderradachse

54 Vorderradbremse

58 Vorderradbremse

60 Achskontroller

64 Steuergerät

68 Steuergerät

72 Bremspedal

76 Bremswunschsignalleitung

78 Bremswunschsignalleitung

82 Signalleitung

86 Signalleitung

100 B6-Brücke

104 B6-Brücke

120 Leitung

124 Leitung

128 Leitung

132 Leitung

136 Leitung

140 Leitung

150 Verbindungsleitung Verbindungsleitung

Verbindungsleitung

Kreuzschalter

Sicherung

Signalleitung

Versorgungsspannung

Versorgungsleitungen

Versorgungsspannung

Versorgungsleitungen

Claims

Patentansprüche

1 . Bremssystem (2), umfassend

• ein trockenes Bremspedal (72) mit einem Pedalsensor zur Erfassung des Fahrerwunsches;

• vier elektrisch ansteuerbare Radbremsmodule (6, 10, 40, 44), jeweils umfassend eine elektrisch ansteuerbare Radbremse (20, 24, 54, 58), dadurch gekennzeichnet, dass zwei Achskontroller (28, 60) vorgesehen sind, wobei einem ersten Achskontroller (28) zwei Radbremsmodule (6, 10) und einem zweiten Achskontroller (60) zwei weitere Radbremsmodule (40, 44) zugeordnet sind, und wobei jeder der beiden Achskontroller (28, 60) signaleingangsseitig mit dem Bremspedal (72) verbunden ist, und wobei jeder der beiden Achskontroller (28, 60) zumindest ein Steuergerät (32, 36; 64, 68), bevorzugt zwei Steuergeräte (32, 36; 64, 68), umfasst, die dazu ausgebildet sind, jeweils zumindest eine Radbremse (20, 24, 54, 58) ansteuern.

2. Bremssystem (2) nach Anspruch 1 , wobei zumindest ein Achskontroller (28, 60), vorzugsweise der einer Vorderachse (50) zugeordnete Achskontroller (28, 60), zwei Steuergeräte (32, 36; 64, 68) umfasst, wobei jedes Steuergerät (32, 36; 64, 68) zumindest jeweils eine Radbremse (20, 24, 54, 58) ansteuert.

3. Bremssystem (2) nach Anspruch 1 , wobei ein Achskontroller (28, 60), vorzugsweise der der Hinterachse (14) zugeordnete Achskontroller (28, 60), nur ein Steuergerät (32, 36; 64, 68) und ein anderer Achskontroller (28, 60), vorzugsweise der der Vorderachse (50) zugeordnete Achskontroller (28, 60), zwei Steuergeräte (32, 36; 64, 68) umfasst.

4. Bremssystem (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im Fall von einem Steuergerät (32, 36; 64, 68) in einem Achskontroller dieses Steuergerät (32, 36; 64, 68) ausgebildet ist, jeweils zwei Radbremsen (20, 24, 54, 58) einer Achse (14, 50) anzusteuern.

5. Bremssystem (2) nach Anspruch 1 , wobei das jeweilige Radbremsmodul (6, 10, 40, 44) wenigstens einen Bremsaktuator und/oder einen Sensor und/oder ein Ventil und/oder wenigstens eine Warnlampe umfasst.

6. Bremssystem (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Achskontroller (28, 60) zwei Steuergeräte (36, 32; 68, 64) umfasst und dazu ausgebildet ist, dass bei Ausfall eines Steuergerätes (36, 32; 68, 64) in dem Achskontroller das andere Steuergerät (32, 36; 64, 68) in dem gleichen Achskontroller (28, 60) die Ansteuerung des Bremsaktuators und/oder des jeweiligen Ventils und/oder die Auswertung des jeweiligen Sensorsignals und/oder den Betrieb der jeweiligen Warnlampe durchführt.

7. Bremssystem (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beide Achskontroller (28, 60) zwei Steuergeräte (32, 36; 64, 68) umfassen und die beiden Steuergeräte (32, 36; 64, 68) in einem Achskontroller (28, 60) derart miteinander verbunden sind, dass bei Ausfall eines Steuergerätes (32, 36; 64, 68) in einem Achskontroller (28, 60) das andere Steuergerät (36, 32; 68, 64) in diesem Achskontroller (28, 60) die Ansteuerung der Radbremse (20, 24, 56, 58) in dem Radbremsmodul (6, 10, 40, 44) übernimmt, das dem ausgefallen Steuergerät (32, 36; 64, 68) zugeordnet ist.

8. Bremssystem (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Steuergerät (32, 36, 64, 68) eine Ansteuerverbindung mit einer B6-Brücke (100, 104) zur Verbindung mit dem weiteren Steuergerät (32, 36, 64, 68) aufweist, und wobei vorzugsweise in der jeweiligen Ansteuerverbindung ein Kreuzschalter (170, 172) angeordnet ist, und/oder wobei vorzugsweise in der jeweiligen Verbindung einer B6- Brücke (100, 104) zu einer Radbremse (20, 24, 56, 58) durchbrennbare Sicherungen (180-198) angeordnet sind.

9. Bremssystem (2) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeweils wenigstens eine redundante bidirektionale Signalleitung (82, 86) vom ersten Achskontroller (28) zum zweiten Achskontroller (60) führt, und wobei die beiden Achskontroller (28, 60) ausgebildet sein, dass jedes der Steuergeräte (32, 36) des ersten Achskontrollers (28) die Funktionalität jedes der Steuergeräte (84, 68) im zweiten Achskontroller (60) übernehmen kann und umgekehrt.

10. Bremssystem (2) nach vorstehendem Anspruch, wobei wenigstens eine der Signalleitungen (82, 86) über das Bremspedal (72) geführt ist.

11 . Bremssystem (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Bremspedal (72) über eine erste Signalleitung (76, 78) mit einem ersten Achskontroller (28) und über eine zweite Signalleitung (76, 78) mit einem zweiten Achskontroller (28) verbunden ist.

12. Bremssystem (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die jeweilige Radbremse (20, 24, 54, 58) als elektromechanische Bremse ausgebildet ist.

13. Bremssystem (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei in wenigstens zwei Radmodulen (6, 10, 40 ,44) eine Sperrklinke integriert ist.

14. Bremssystem (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuergeräte (32, 36; 40, 44) eines Achskontrollers (28, 60) als zwei Kerne des gleichen Prozessors ausgebildet sind.

15. Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei Fehlfunktion oder Ausfall eines Steuergeräts (32, 36, 40 44) ein anderes Steuergerät (32, 36, 40 ,44) über eine Signalleitung (82, 86; 76, 78) die Ansteuerung des ausgefallenen oder fehlfunktionierenden Steuergerätes (32, 36, 40, 44) übernimmt.