-
Stand der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungssystem für
ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl von zentralen Steuereinheiten
und einem bidirektionalen Ringbus, über den miteinander
zu kommunizieren die zentralen Steuereinheiten eingerichtet sind.
Ein solches Datenverarbeitungssystem ist zum Beispiel aus der
DE 102 23 007 A1 bekannt.
-
Datenverarbeitungssysteme
dieser Art werden für sicherheitsrelevante Steuerungsaufgaben
in Kraftfahrzeugen, sogenannte X-by-wire-Funktionalitäten,
in Betracht gezogen, da der bidirektionale Ringbus auch dann noch
eine Kommunikation aller an ihn angeschlossenen Steuereinheiten
ermöglicht, wenn ein Segment des Ringbusses zwischen zwei dieser
Einheiten unterbrochen ist. Wenn also in einem Datenverarbeitungssystem
mit einer Steuereinheit, die ein Bremspedal überwacht und
ein vom Fahrer gewünschtes Bremsverhalten anhand der Pedalstellung
abschätzt, und einer Steuereinheit, die den Bremsdruck
an den Bremsen des Fahrzeuges anhand dieser Abschätzung
steuert, ein Bussegment zwischen den beiden Steuereinheiten ausfällt,
so ist stets ein weiteres vorhanden, auf dem die Einheiten weiterhin
kommunizieren können. Ein solches System ist daher zwar
gegen Busstörungen abgesichert, nicht aber gegen Störungen
der Steuereinheiten selbst.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Durch
die vorliegende Erfindung wird ein Datenverarbeitungssystem für
die Bremsensteuerung in einem Fahrzeug geschaffen, das ein hohes
Maß an Aus fallsicherheit bei einfachem Aufbau realisiert. Dieses
Ziel wird dadurch erreicht, dass jeder zentralen Steuereinheit eine
Gruppe von Rädern des Fahrzeuges zugeordnet ist, deren
Bremse(n) durch die betreffende zentrale Steuereinheit steuerbar
ist/sind, und dass jede Steuereineinheit über eine dedizierte Leitung
mit wenigstens einem die Stellung eines Bremspedals erfassenden
Pedalstellungssensor verbunden ist. Die auf dem Ringbus kommunizierenden Steuereinheiten
versehen gleichartige Steueraufgaben an den Rädern jeweils
einer Gruppe, können also gleich aufgebaut oder ggf. im
Wesentlichen gleich programmiert sein. Ein Ausfall einer solchen Steuereinheit
beeinträchtigt a priori lediglich die Bremsfähigkeit
der von ihr gesteuerten Räder, wohingegen die Bremsfähigkeit
der übrigen Räder nicht betroffen ist. Auch eine
fehlerhafte Funktion eines Pedalstellungssensors oder einer einen
Pedalstellungssensor mit der zugeordneten zentralen Steuereinheit verbindenden
Leitung kann lediglich die Bremsfähigkeit eines Teiles
der Räder beeinträchtigen.
-
Einer
ersten Ausgestaltung zufolge ist wenigstens eine der zentralen Steuereinheiten
mit zwei der Pedalstellungssensoren verbunden. Dadurch kann die
betreffende Steuereinheit die Pedalstellung redundant erfassen und
ggf. einen Fehler in der Erfassung erkennen. Dies ist insbesondere
dann zweckmäßig, wenn die Zahl der zentralen Steuereinheiten
selbst klein, insbesondere nicht größer als zwei
ist.
-
Zusätzlich
zu den bereits erwähnten zentralen Steuereinheiten kann
eine Mehrzahl von jeweils einer Bremse an einem Fahrzeugrad zugeordneten peripheren
Steuereinheiten vorgesehen sein, die jeweils von einer zentralen
Einheit gelieferte Steuerbefehle ausführen. Vorzugsweise
sind den Rädern einer Gruppe zugeordnete periphere Steuereinheiten jeweils
eingerichtet, ihre Bremse betreffende Steuerbefehle von der der
Gruppe zugeordneten zentralen Steuereinheit zu empfangen und auszuführen.
-
Die
zentralen und peripheren Steuereinheiten sind miteinander zweckmäßigerweise
ebenfalls über den Ringbus verbunden.
-
Es
können je zwei der peripheren Steuereinheiten derselben
zentralen Steuereinheit zugeordnet sein. Diese peripheren Steuereinheiten
gehören vorzugswei se jeweils zu Rädern einer gleichen
Achse oder sich diagonal am Fahrzeug gegenüberliegenden
Rädern.
-
Es
kann auch jede periphere Steuereinheit genau einer der zentralen
Steuereinheiten zugeordnet sein.
-
Wenn
in einem solchen System wenigstens eine der Bremsen durch zwei periphere
Steuereinheiten gesteuert ist, kann die Bremsfähigkeit
dieser Bremse auch bei Ausfall einer dieser peripheren Steuereinheiten
oder der zugeordneten zentralen Steuereinheit aufrechterhalten werden.
-
Anstatt
einer Bremse zwei periphere Steuereinheiten zuzuordnen, kann auch
eine einzelne periphere Steuereinheit zwei zentralen Steuereinheiten zugeordnet
sein; hierdurch ergibt sich eine beträchtliche Kostenersparnis.
-
Eine
weitere Verbesserung der Ausfallsicherheit ist erreichbar, wenn
die zentralen Steuereinheiten von wenigstens zwei verschiedenen
Spannungsversorgungen versorgt sind.
-
Jede
periphere Steuereinheit ist vorzugsweise von derselben Spannungsversorgung
versorgt wie die zentrale Steuereinheit, der sie zugeordnet ist, um
die Gefahr einer Unterbrechung der Befehlskette zwischen zentraler
Steuereinheit und Bremsen aufgrund von Spannungsausfall zu minimieren.
-
Der
Ringbus ist vorzugsweise rekonfigunierbar, das heißt, in
zu einer Unterbrechung benachbarten Steuereinheiten des Ringbusses
werden bei Erfassung der Unterbrechung Datenübertragungswege von
und zu den benachbarten Steuereinheiten umgeschaltet, so dass die
Ringstruktur erhalten bleibt. So ist gewährleistet, dass
Daten, die von einer Steuereinheit nur in einer einzigen Richtung
auf den Ringbus ausgegeben werden, auch im Falle einer Unterbrechung
eines Bussegmentes jede andere Steuereinheit an dem Bus erreichen
können.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten Figuren.
-
1 bis 10 zeigen
jeweils verschiedene Ausgestaltungen von elektronischen Bremssystemen
gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
In
dem Blockdiagramm der 1 sind durch einen Ringbus 8 verbundene
zentrale Steuereinheiten mit 1, 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 bezeichnet.
Jede der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 ist über
eine von dem Ringbus 8 unabhängige Leitung 6 mit
einem von vier an einem Bremspedal 7 angeordneten Pedalstellungssensoren 5 verbunden.
Anhand der von dem jeweils zugeordneten Sensor 5 gemessenen
Pedalstellung berechnet jede Steuereinheit 2-1 bis 2-4 einen
Bremsdruck-Sollwert und übermittelt diesen an eine periphere
Steuereinheit 3-1, 3-2, 3-3 bzw. 3-4, die
diesen Druck an einer Bremse 9 eines der betreffenden Steuereinheit
zugeordneten Rades 10 einstellt. Die Verbindung der zentralen
Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 über den
Ringbus 8 ermöglicht es diesen, zum Beispiel erfasste
Werte der Pedalstellung oder berechnete Werte des Bremsdruckes miteinander
zu vergleichen und anhand dieses Vergleiches auf eine eventuelle
Fehlfunktion eines Sensors 5 oder einer der Steuereinheiten 2-1,
..., 3-4 zu schließen und ggf. bei der Einstellung
des Bremsdruckes zu berücksichtigen.
-
Die
nicht zwingend erforderliche, keiner peripheren Steuereinheit zugeordnete
Steuereinheit 1 kann insbesondere eine an sich bekannte ESP-(Elektronisches
Stabilitätsprogramm, Electronic Stability Program)-Einheit
sein, die von Sensoren der peripheren Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 ermittelte Messdaten,
die beispielsweise die Drehgeschwindigkeit oder Verzögerung
der einzelnen Räder 10 betreffen, über
den Ringbus 8 empfängt, auswertet, und wenn nötig
Korrekturanweisungen zum Anpassen des Bremsdruckes an die zentralen
Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 sendet.
-
Die
zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-3 und die mit
ihnen verbundenen peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-3 sind
durch dieselbe Spannungsversorgung 4-1 gespeist, während
die zentralen Steuereinheiten 2-2, 2-4 und die
mit ihnen verbundenen peripheren Steuereinheiten 3-2, 3-4 von
einer zweiten Spannungsversorgung 4-2 gespeist sind. Wenn
eine dieser Spannungsversorgungen gestört ist, fallen demnach
entweder nur die Steuereinheiten 2-1, 2-3, 3-1, 3-3 oder
die Steuereinhei ten 2-2, 2-4, 3-2, 3-4 aus.
Indem zwischen den zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 und
dem Ringbus 8 jeweils eine Potentialtrennvorrichtung 14,
z. B. in Form eines Optokopplers oder einer kapazitiven Kopplung,
vorgesehen ist, kann der Wegfall einer Spannungsversorgung nicht über
den Ringbus 8 andere, von der jeweils anderen Versorgungsspannung
gespeiste Einheiten in Mitleidenschaft ziehen. So ist sichergestellt,
dass bei Ausfall einer der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 eine Betätigung
des Bremspedals 7 von den jeweils nicht betroffenen zentralen
Steuereinheiten und den mit ihnen verbundenen peripheren Steuereinheiten
erfasst und verarbeitet werden kann. Da sich die Räder 10, deren
Steuereinheiten jeweils von derselben Spannungsversorgung 4-1 oder 4-2 gespeist
sind, diagonal gegenüberliegen, ist auch bei Ausfall einer
dieser Spannungsversorgungen eine Bremsung an Vorder- und Hinterachse
sowie auf der rechten und der linken Seite des Fahrzeuges gewährleistet.
-
Die
zentralen Steuereinheiten
2-1 bis
2-4 sind an
den Ringbus
8 jeweils über Schnittstellen
16 angebunden,
die bei Ausfall der Versorgungsspannung der zugeordneten zentralen
Steuereinheit diese automatisch vom Ringbus
8 abkoppeln
und die an der Schnittstelle
16 aufeinandertreffenden Segmente des
Ringbusses
8 miteinander verbinden. Beispiele solcher Schnittstellen
sind in der
deutschen Patentanmeldung
Nr. 10 2006 006 435.6 mit Bezug auf die
2 bis
5 ausführlich
beschrieben. Bei Ausfall einer an den Ringbus
8 angeschlossenen
zentralen Steuereinheit bleiben somit die Ringstruktur und die Bidirektionalität
des Ringbusses
8 erhalten, so dass die in Betrieb bleibenden
Steuereinheiten weiterhin uneingeschränkt miteinander kommunizieren
können. Die ESP-Einheit
1 kann ausgelegt sein,
in einem solchen Fall das Fehlen einer der anderen zentralen Steuereinheiten
2-1 bis
2-4 an
dem Ringbus
8 zu erkennen und bei der Erzeugung von Korrekturanweisungen
für die jeweils verbleibenden zentralen Steuereinheiten
zu berücksichtigen.
-
Weitere
Störungen neben dem Ausfall einer Spannungsversorgung,
die in dem System der 1 auftreten können,
sind:
- – der Ausfall eines Pedalstellungssensors 5 oder einer
diesen mit einer der zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 verbindenden
Leitung 6. Indem die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 die
von dem jeweils ihnen zugeordne ten Pedalstellungssensor 5 erfassten
Werte der Pedalstellung untereinander kommunizieren, kann eine von
einer Störung des Sensors 5 oder der Leitung 6 betroffene
zentrale Steuereinheit die Störung erkennen und die ihr
zugeordnete Bremse 9 anhand der von den anderen zentralen
Steuereinheiten kommunizierten Pedalstellung ansteuern. Die Bremsfähigkeit des
Rades geht nicht verloren.
- – der Ausfall einer einzelnen zentralen Steuereinheit 2-1 bis 2-4.
Die von einer jeweils anderen zentralen Steuereinheit kontrollierten
Räder 10 bleiben bremsfähig. Der Ausfall
kann von den anderen zentralen Steuereinheiten durch entsprechende
Ansteuerung ihrer Bremsen unter Umständen wenigstens teilweise
kompensiert werden. Die für die Steuerung der Kompensation
erforderlichen Berechnungen können jeweils in jeder der
ungestörten zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2, 2-3 oder 2-4 stattfinden,
oder sie können von der ESP-Einheit 1 durchgeführt
und in Form von Korrekturbefehlen an die ungestörten zentralen
Steuereinheiten 2-1 bis 2-4 übermittelt
werden.
- – der Ausfall eines Bussegmentes des Ringbusses 8 hat
keine Auswirkung auf die Bremsfähigkeit.
- – beim Ausfall von mehreren Bussegmenten des Ringbusses 8 bleibt
die Bremswirkung an allen Rädern erhalten; es entfällt
lediglich die Möglichkeit für die zentralen Steuereinheiten 2-1 bis 2-4, sich
untereinander zu koordinieren.
- – der Ausfall einer einzelnen peripheren Steuereinheit,
zum Beispiel der Einheit 3-1, kann von der damit verbundenen
zentralen Steuereinheit 2-1 erfasst und der ESP-Einheit 1 oder
den anderen zentralen Steuereinheiten 2-2 bis 2-4 gemeldet werden,
um von diesen bei der Ansteuerung der übrigen peripheren
Steuereinheiten 3-2 bis 3-4 berücksichtigt
zu werden. Bei einem Ausfall von zwei peripheren Steuereinheiten
bleibt im ungünstigsten Fall die Bremsfähigkeit
auf einer Seite des Fahrzeuges erhalten.
-
2 zeigt
eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Bremssteuersystems, die sich von der in 1 gezeigten
Ausgestaltung durch das Vorhanden sein von zwei weiteren Spannungsversorgungen 4-3, 4-4 unterscheidet,
die jeweils die Steuereinheiten 2-3, 3-3 und 2-4, 3-4 der
Hinterräder 10 versorgen. Der Ausfall einer Spannungsversorgung führt
hier zum Verlust der Bremsfähigkeit an maximal einem Rad 10;
ansonsten ist die Störungsfestigkeit im Wesentlichen dieselbe
wie in der Ausgestaltung der 1.
-
3 zeigt
eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bremssteuervorrichtung,
bei der die Anzahl der zentralen Steuereinheiten auf zwei, mit 2-1 bzw. 2-2 bezeichnet,
reduziert ist. Jede dieser zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2 ist
mit zwei Pedalstellungssensoren 5 am Bremspedal 7 über
zwei Leitungen 6 verbunden, d. h. die Abtastung der Pedalstellung
erfolgt an jeder der zwei zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-2 redundant.
Eine Störung eines der Sensoren 5 oder der ihn
mit der zugehörigen zentralen Steuereinheit 2-1 oder 2-2 verbindenden
Leitung 6 wird auf Seiten dieser zentralen Steuereinheit durch
Vergleich mit dem Erfassungsergebnis des jeweils anderen Sensors 5 erkannt.
Da der Vergleich allein im Allgemeinen keine Beurteilung erlaubt,
welcher der beiden Sensoren 5 gestört ist, trifft
die zentrale Steuereinheit hierüber eine Entscheidung durch Vergleich
mit von der jeweils anderen zentralen Steuereinheit über
den Bus 8 kommunizierten Messwerten der Pedalstellung.
So kann die von der Sensorstörung betroffene zentrale Steuereinheit
den gestörten Sensor identifizieren und mit dem jeweils
ungestörten weiterarbeiten.
-
Jede
zentrale Steuereinheit 2-1, 2-2 steuert jeweils
eine Gruppe von zwei peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-3 bzw. 3-2, 3-4 an,
die zu sich jeweils diagonal gegenüberliegenden Rädern 10 gehören.
Der Ringbus 8 ist so geführt, dass zwischen jeder
zentralen Steuereinheit 2-1, 2-2 und den von ihr
gesteuerten peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-3 bzw. 3-2, 3-4 genau
ein Bussegment liegt. So ist die Wahrscheinlichkeit einer Busunterbrechung
zwischen zu einer Gruppe gehörigen zentralen und peripheren
Steuereinheiten minimiert. Des Weiteren sind die zusammengehörigen
Steuereinheiten 2-1, 3-1, 3-3 bzw. 2-2, 3-2, 3-4 jeweils
durch dieselbe Spannungsversorgung 4-1 bzw. 4-2 gespeist.
So sind von dem Ausfall einer Spannungsversorgung jeweils nur zur
gleichen Gruppe gehörige Steuereinheiten betroffen, und
die Bremswirkung der von den jeweils nicht betroffenen Steuereinheiten
gesteuerten Bremsen 9 bleibt auf einer Fahrzeugdiagonalen
erhalten.
-
Die
Ausgestaltung der 4 unterscheidet sich von derjenigen
der 3 durch die Hinzufügung einer weiteren
zentralen Steuereinheit 2-3, die zwischen den peripheren
Steuereinheiten 3-1, 3-4 der Vorderräder
in den Ringbus 8 eingefügt ist. Die zentrale Steuereinheit 4-1 ist
von derselben Spannungsversorgung 4-1 gespeist wie die
zentrale Steuereinheit 2-1; jeder dieser beiden Steuereinheiten
ist jeweils ein Sensor 5 am Bremspedal 7 zugeordnet,
wohingegen die Steuereinheit 2-2 wie in 3 mit
zwei Sensoren 5 verbunden ist. Beim Ausfall einer Spannungsversorgung 4-1 oder 4-2 bleiben
somit zwei der Sensoren 5 mit betriebsbereiten Steuereinheiten
verbunden.
-
Die
zentrale Steuereinheit 2-3 führt die Steuerungsaufgaben
der Einheiten 2-1, 2-2 jeweils redundant für
die peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 der Vorderräder 10 aus.
So bleibt bei einem Ausfall einer der Einheiten 2-1, 2-2 die
komplette Vorderachse bremsfähig. Ein Ausfall der Einheit 2-3 hat
keine Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des Systems.
-
Die
Auswirkungen des Ausfalles eines Bussegmentes, einer peripheren
Steuereinheit oder einer Spannungsversorgung auf die Bremsfähigkeit sind
dieselben wie bei der Ausgestaltung der 3.
-
Die
in 5 gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich von
derjenigen der 4 dadurch, dass die zentrale
Steuereinheit 2-3 an beide Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 angeschlossen
ist und eine Gruppe von redundanten peripheren Steuereinheiten 3-5, 3-6 an
den beiden Vorderrädern 10 ansteuert. Um zu verhindern,
dass ein Ausfall einer der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 über
die gemeinsam gespeiste Steuereinheit 2-3 auf die andere
rückwirkt, sind die Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 mit einem
gemeinsamen Versorgungsanschluss der Einheit 2-3 über
Entkopplungselemente 20 wie etwa Dioden oder Schalter verbunden.
Jede Spannungsversorgung 4-1 bzw. 4-2 speist eine
der zwei peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-5 bzw. 3-4, 3-6 an
den beiden Vorderrädern.
-
Der
Ausfall einer der beiden Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 führt
lediglich zum Verlust der Bremsfähigkeit an einem der Hinterräder,
genauso wie der Ausfall einer der Steuereinheiten 2-1, 2-2.
Ein Ausfall der Steuereinheit 2-3 bleibt ohne Auswirkungen.
Wenn zwei der Steuereinheiten 2-1, 2-2, 2-3 ausfallen,
bleiben entweder die Räder der Vorderachse oder zwei sich
diagonal gegenüberliegende Räder bremsfähig.
-
Die
Zahl der Pedalstellungssensoren 5 ist auf drei reduziert,
und jeder dieser Sensoren 5 ist mit einer der zentralen
Steuereinheiten 2-1 bis 2-3 verbunden. Da bei
Ausfall einer Spannungsversorgung zwei zentrale Steuereinheiten
funktionsfähig bleiben, bleiben somit trotz ihrer reduzierten
Anzahl die Sensoren 5 bei einem Versorgungsausfall redundant.
-
6 zeigt
eine vereinfachte Abwandlung der 5, bei der
wie bei der Ausgestaltung der 4 jeweils
die zentralen Steuereinheiten 2-1, 2-3 die periphere
Steuereinheit 3-1 des rechten Vorderrades und die zentralen
Steuereinheiten 2-2, 2-3 die periphere Steuereinheit 3-4 des
linken Vorderrades ansprechen. Um die Ausfallsicherheit der peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 zu
verbessern, sind diese wie die zentrale Steuereinheit 2-3 selbst
durch beide Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 über
Entkopplungselemente 20 gespeist.
-
Die
Ausgestaltung der 7 unterscheidet sich von den
bisher beschriebenen durch eine dritte Spannungsversorgung 4-3,
die die zentrale Steuereinheit 2-3 und mit ihr verbundene
periphere Steuereinheiten 3-5, 3-6 an den beiden
Vorderrädern speist. Bei dieser Ausgestaltung können
zwei der Spannungsversorgungen 4-1, 4-2, 4-3 ausfallen;
je nachdem, um welche es sich handelt, bleibt entweder die Bremsfähigkeit
der Vorderachse oder von sich diagonal gegenüberliegenden
Rädern erhalten.
-
Bei
der Ausgestaltung der 8 steuern wiederum die zentralen
Steuereinheiten 2-1, 2-3 gemeinsam die periphere
Steuereinheit 3-1 und die zentralen Steuereinheiten 2-2, 2-3 die
periphere Steuereinheit 3-4, und die peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 sind
durch die zwei voneinander entkoppelten Spannungsversorgungen 4-1, 4-3 bzw. 4-2, 4-3 gespeist.
Selbst wenn durch einen Kurzschluss in einer der beiden gemeinsam
gespeisten peripheren Steuereinheiten 3-1, 3-4 beide
daran angeschlossenen Spannungsversorgungen ausfallen, bleibt eine der
drei Spannungsversorgungen, entweder 4-1 oder 4-2,
verschont, so dass die Bremswirkung auf einer Diagonalen bestehen
bleibt.
-
Die
Ausgestaltung der 9 unterscheidet sich von derjenigen
der 7 dadurch, dass auch die Hinterräder
mit redundanten peripheren Steuereinheiten 3-7, 3-8 versehen
sind, die jeweils von einer anderen Spannungsversorgung gespeist
sind als derjenigen, an die die andere dem gleichen Rad 10 zugeordnete
periphere Steuereinheit 3-2 bzw. 3-3 angeschlossen
ist. Jede redundante periphere Steuereinheit 3-7, 3-8 und
die ihr zugeordnete zentrale Steuereinheit 3-3 bzw. 3-2 sind
an die gleiche Spannungsversorgung 4-3 bzw. 4-2 angeschlossen.
Eine Spannungsversorgung, eine zentrale Steuereinheit, eine periphere
Steuereinheit, ein Segment des Ringbusses 8 oder ein Sensor 5 kann
ohne Auswirkung auf die Bremsfähigkeit ausfallen. Bei Ausfall
von zwei Spannungsversorgungen bleibt die Bremsfähigkeit wenigstens
auf einer Diagonalen erhalten. Die Auswirkungen eines Ausfalles
von zwei Segmenten des Ringbusses 8 sind je nach Lage der
Segmente unterschiedlich; auch im ungünstigsten Fall bleibt
jedoch die Bremsfähigkeit an der Vorderachse erhalten.
-
Bei
der Ausgestaltung der 10 sind anstelle der an jedem
Rad 10 doppelt vorgesehenen peripheren Steuereinheiten
der Ausgestaltung von 9 jeweils nur einfache periphere
Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 an jedem Rad 10 vorgesehen,
von denen allerdings jede durch zwei verschiedene Spannungsversorgungen 4-1, 4-2 oder 4-3 versorgt
und durch zwei mit den gleichen Spannungsversorgungen verbundene
zentrale Steuereinheiten 2-1, 2-2 oder 2-3 gesteuert
ist. Bei Ausfall einer der peripheren Steuereinheiten 3-1 bis 3-4 geht
die Bremsfähigkeit des zugehörigen Rades 10 verloren,
ansonsten entspricht die Störungssicherheit im Wesentlichen
derjenigen der Ausgestaltung von 9. Wie bei
der Ausgestaltung der 8 kann ein Kurzschluss in einer
peripheren Steuereinheit maximal zwei Spannungsversorgungen in Mitleidenschaft
ziehen; die dann verbleibende Spannungsversorgung gewährleistet
die Bremsfähigkeit entweder der Vorderachse oder einer Diagonalen.
-
Wie
die diversen Ausführungsbeispiele zeigen, ermöglicht
das Grundkonzept der Erfindung, mit einer kleinen Zahl von verschiedenen
Komponenten zahlreiche Varianten zu realisieren, deren Redundanzgrad
gegebenen Anforderungen leicht anpassbar ist.
-
Als
eine weitere Maßnahme zur Vergrößerung
der Ausfallsicherheit kann vorgesehen werden, dass jede zentrale
Steuereinheit nicht nur jeweils ihr zugeordnete, im Allgemeinen
an die gleiche Spannungsversorgung wie die zentrale Steuereinheit
angeschlossene periphere Steuereinheiten mit Steuerbefehlen versorgt,
sondern dass sämtliche zentralen Steuereinheiten konkurrierende
Befehle für alle peripheren Steuereinheiten auf dem Bus 8 senden.
So kann eine periphere Steuereinheit, wenn Befehle von der ihr zugeordneten
zentralen Steuereinheit ausbleiben, stattdessen auf die redundanten
Befehle einer anderen Steuereinheit zurückgreifen. Im Falle
eines Systems mit mehr als zwei zentralen Steuereinheiten, wie in
den 4 bis 10 gezeigt, kann eine periphere
Steuereinheit auch durch Vergleichen der von den verschiedenen zentralen
Steuereinheiten an sie gesendeten Befehle erkennen, welcher Befehl von
der Mehrheit der zentralen Steuereinheiten gesendet wird, und einen
von einer Minderheit gesendeten Befehl ignorieren.
-
Fehler,
die in dem Bremssystem auftreten und erfasst werden, werden zweckmäßigerweise dem
Fahrer angezeigt, damit dieser die Reparatur veranlassen kann. Eine
Schaltung, die Fehlermeldungen des Systems empfängt und
in Warnhinweise für den Fahrer umsetzt, kann als eine weitere
Einheit an beliebiger Stelle in den Ringbus 8 eingefügt
sein; sie kann auch über dedizierte, vom Bus 8 unabhängige
Leitungen mit jeder der zentralen und peripheren Einheiten einzeln
verbunden sein.
-
Daten
zirkulieren auf dem Bus 8 in einem festen Zeitraster, in
welchem jeder Steuereinheit ein regelmäßig wiederkehrender
Zeitschlitz zugeordnet ist. Die Steuereinheiten und ihre Schnittstellen 16 unterstützen
mehrere verschiedene Betriebszustände, einen Normalmodus,
in dem einerseits jede Einheit nicht für sie bestimmte
Daten über ein erstes Bussegment empfängt und
mit einer geringen Verzögerung von zwei bis drei Taktzyklen
auf einem anderen Bussegment weiterleitet und in einem ihr zugeordneten Sendezeitschlitz
Daten sendet, einen Bypass-Betriebszustand, in welchem, wenn die
Einheit aus irgendeinem Grunde nicht aktiv ist, die Schnittstelle sämtliche über
das erste Bussegment eintreffenden Daten auf das zweite Bussegment
weiterleitet (wobei sie ggf. die im Normalmodus von der Steuereinheit bewirkte
Verzögerung nachbildet), und einen Umleitungsbetriebszustand,
in welchem die Schnittstelle, wenn über eines der an sie
angeschlossenen Bussegmente keine oder physikalisch fehlerhafte
Signale empfangen werden, auf einer ersten Leitung des anderen Segmentes
eintreffende Daten auf einer zweiten Leitung dieses anderen Segmentes
zurücksendet. Hierdurch wird der normalerweise bidirektionale Ringbus
in einen unidirektionalen Ringbus mit verdoppelter Knotenzahl umkonfiguriert.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10223007
A1 [0001]
- - DE 102006006435 [0019]