DE102005014550A1

DE102005014550A1 - Brake By-Wire Steuersystem

Info

Publication number: DE102005014550A1
Application number: DE102005014550A
Authority: DE
Inventors: Sanjeev M. Troy Naik; Pradyumna K. Royal Oak Mishra; Thomas E. Shelby Township Fuhrman; Mark N. Rochester Hills Howell; Rami I. Dearaborn Debouk; Mutsim A. Rochester Hills Salman
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: General Motors LLC
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: DE102005014550B4; US20050225165A1

Abstract

Ein Bremssteuersystem für Brake-by-wire-Anwendungen, das eine duale Fail-Silent-Paar-Controllerarchitektur aufweist. Das System verwendet zwei Aufsichtscontroller und einen geteilten Überwachungscontroller, um die duale Fail-Silent-Paarkonfiguration zu erreichen. Das Bremssteuersystem weist auch einen Mechanismus auf, wodurch der Überwachungscontroller in dem Fall von bestimmten unerwünschten Ereignissen, die in dem System auftreten, durch Annehmen der Steuerung der beeinflussten Bremssteuereinheiten den Fail-Silent-Betrieb der Bremssteuereinheiten sicherstellt. Das Steuersystem stellt des Weiteren sicher, dass kein einzelnes Ereignis, umfassend ein Ereignis, das den Überwachungscontroller betrifft, einen Verlust von mehr als der Hälfte der Bremsfunktionalität bewirkt. Das Steuersystem weist auch eine zusätzliche Redundanz in Bezug auf die Bremsbefehlsignale durch Teilen eines separaten unverarbeiteten Bremsbefehlsignals mit jedem der Aufsichtscontroller und dem Überwachungscontroller auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsteuersysteme. Spezieller betrifft diese Erfindung fehlertolerante By-wire-Fahrzeugsteuersysteme. Insbesondere betrifft diese Erfindung fehlertolerante By-wire-Bremssteuersysteme.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Brake-by-wire-Bremssteuersysteme bieten eine Anzahl an Vorteilen in Bezug auf den Bremssystemeinbau. Die dazugehörigen elektronischen Steuersysteme und die Implementierung verbesserter Computersteueralgorithmen vereinfachen eine Anzahl an neuen Bremssteuermerkmalen. Solche Systeme beseitigen jedoch typischerweise auch jeden direkten mechanischen oder hydraulischen Kraftübertragungspfad zwischen dem Fahrzeugbediener und den Bremssteuereinheiten. Deshalb wurde dem Entwerfen von Brake-by-wire-Bremssteuersystemen und -Bremssteuerarchitekturen, die einen robusten Betrieb sicherstellen, viel Aufmerksamkeit gewidmet. Allgemeine Entwurfstechniken, die in solchen Systemen eingesetzt werden, sind Redundanz, Fehlertoleranz gegenüber unerwünschten Ereignissen (z.B. Ereignissen, die Steuersignale, Daten, Hardware, Software oder andere Elemente solcher Systeme beeinflussen), Fehlerüberwachung und -aufbereitung, um zu bestimmen, ob und wann solch ein Ereignis aufgetreten ist, und um eine Maßnahme zu ergreifen oder vorzuschlagen und somit die Bremssteuerung des Fahrzeugs sicherzustellen. Ein Entwurfsansatz, eine Fehlertoleranz bereitzustellen, die bei Brake-by-wire-Bremssteuersystemen verwendet wird, ist, Steuersysteme und Steuerarchitekturen zu entwerfen, die sicherstellen, dass kein einzelnes Ereignis, das in dem System auftritt, einen vollständigen Verlust der Bremssteuerung des Fahrzeugs bewirkt.

1 erläutert schematisch ein Brake-by-wire-Bremssteuersystem 10 nach dem Stand der Technik. Das System 10 ist ein Fail-Silent-Paar-Bremssteuersystem. Das Bremssteuersystem 10 umfasst im Allgemeinen ein Paar im Wesentlichen identische Bremscontroller 20, 22. Jeder der Controller 20, 22 ist ausgebildet, um das Bremsen von zwei der Räder 26, 28, 30, 32 zu steuern. In der gezeigten Konfiguration ist der Controller 20 ausgebildet, um das Bremsen der Vorderräder 26, 28 zu steuern, und der Controller 22 ist ausgebildet, um das Bremsen der Hinterräder 30, 32 zu steuern. Das Bremsen der Räder 26, 28, 30 bzw. 32 wird durch den Betrieb von Bremssteuerungen 34, 36, 38 bzw. 40 ausgeführt. Der Controller 20 steht in einer Signalverbindung mit den Bremssteuerungen 34, 36 und der Controller 22 steht in einer Signalverbindung mit den Bremssteuerungen 38, 40. Die Controller 20 bzw. 22 umfassen ein Paar im Wesentlichen identische Bremssteuermodule 40, 42 bzw. 44, 46. Die Bremssteuermodule 40, 42 bzw. 44, 46 sind ausgebildet, um über einen Steuerbus 48 und einen Steuerbus 50 eine redundante Steuerung der Bremssteuerungen 34, 36 bzw. 38, 40 bereitzustellen. Die Controller 20, 22 und ihre jeweiligen Steuermodule 40, 42 und 44, 46 und die Bremssteuerungen 34, 36 und 38, 40 weisen einen Fail-Silent-Entwurf auf, so dass sie entweder zur korrekten Zeit das korrekte Ergebnis erzeugen oder dass sie überhaupt kein Steuerergebnis erzeugen. Die Controller 20, 22 und ihre jeweiligen Steuermodule 40, 42 und 44, 46 stehen auch über einen Steuerbus 52 miteinander in einer Signalverbindung. Jeder Controller ist ausgebildet, um den Zustand seiner Steuermodule und den anderen Controller und ihrer Steuermodule zu überwachen, insbesondere um jegliche unerwünschten Ereignisse zu detektieren, die mit einem der Steuermodule in Verbindung stehen. In dieser Konfiguration weist jeder Controller eine duale Redundanz auf und das System ist ausgebildet, mindestens die Hälfte seiner Bremsfunktion in Ansprechen auf jedes einzelne Ereignis bereitzustellen, sei es in einem Controller/Steuermodul, einem Kommunikationsbus oder einem Bremscontroller. Während das System, das in 1 gezeigt ist, ein im Allgemeinen akzeptables Redundanzniveau und eine im allgemeinen akzeptable Fehlertoleranz in Bezug auf Einzelereignisse bietet, bleiben die Kosten und die Systemkomplexität, die mit dualen Controllern und dualen Steuermodulen in Verbindung stehen, unerwünscht hoch.

Ähnlich erläutert 2 ein Bremssteuersystem 60 nach dem Stand der Technik, das eine duale Redundanz in Bezug auf einen Controller 62 bzw. 64 und eine dreifach modulare Redundanz in Bezug auf Steuermodule 66, 68, 70 bzw. 72, 74, 76 aufweist. Dieser Entwurf bietet im Allgemeinen einen größeren Grad an Redundanz und Fehlertoleranz in Bezug auf unerwünschte Ereignisse, die mit den Controllern in Verbindung stehen; er weist jedoch den gleichen Nachteil der zusätzlichen Kosten und der Systemkomplexität, die mit dualen Controllern in Verbindung stehen, wie der Entwurf in 1, und sogar größere Kosten und eine größere Komplexität, die mit einer dreifachen Redundanz unter den Steuermodulen in Verbindung stehen, auf.

Deshalb ist es wünschenswert, ein Bremssteuersystem und eine Bremssteuerarchitektur zu identifizieren, die eine Redundanz und eine Fehlertoleranz auf Systemebene mit reduzierter Systemkomplexität, insbesondere eine reduzierte Anzahl an Controllern und Steuermodulen, verglichen mit Systemen nach dem Stand der Technik, bereitstellen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Bremssteuersystem und eine Steuerarchitektur, die eine Redundanz und eine Fehlertoleranz auf Systemebene mit reduzierter Systemkomplexität, insbesondere eine reduzierte Anzahl an Controllern und Steuermodulen, verglichen mit früheren Bremssteuersystemen, bereitstellen.

Die Schlüsselmerkmale des Steuersystems und der Architektur der vorliegenden Erfindung sind Flexibilität und Einfachheit. Die Architektur ist flexibel genug, um ein Vorder-/Hinter-Paar-Bremsen, das zur Verwendung bei Autos häufig erwünscht ist, sowie ein Diagonal-Paar-Bremsen, das zur Verwendung bei Lastkraftwagen häufig erwünscht ist, zu erlauben. Die Einfachheit rührt von der Tatsache her, dass drei Controller verwendet werden, um durch das Teilen eines Überwachungscontrollers zwei Fail-Silent-Controller-Paare zu erhalten. Das System bietet auch einen Mechanismus, durch den der Überwachungscontroller eine Fehlertoleranz und den Fail-Silent-Betrieb der Bremssteuereinheiten sicherstellt, wenn ein unerwünschtes Ereignis entweder in den Aufsichtscontrollern oder den Kommunikationsbussen, die eine Signalverbindung zwischen den Aufsichtscontrollern und der Bremssteuerung bereitstellen, auftritt.

Das Steuersystem bietet auch eine zusätzliche Redundanz in Bezug auf die Bremsbefehlsignale. Das System verwendet drei unverarbeitete Bremspedalsensorsignale, um ein verarbeitetes Bremsbefehlssignal, wie es bekannt ist, zu erzeugen. Jedes der drei unverarbeiteten Bremsbefehlssignale wird jedoch auch zusammen mit dem verarbeiteten Bremsbefehlssignal an einen der drei Controller geliefert, wodurch eine gesteigerte Redundanz und Fehlertoleranz in Bezug auf die Bestimmung des Bremsbefehlssignals ermöglicht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird durch die Zeichnungen vollständiger verstanden, in denen:
1 eine schematische Darstellung eines ersten Bremssteuersystems des Stands der Technik ist;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Bremssteuersystems des Stands der Technik ist;
3 eine schematische Darstellung eines Bremssteuersystems der vorliegenden Erfindung mit einer Vorder-/Hintertrennung der Bremssteuerfunktion ist; und
4 eine schematische Darstellung eines Bremssteuersystems der vorliegenden Erfindung mit einer diagonalen Trennung der Bremssteuerfunktion ist; und
5 ein Blockdiagramm eines Mechanismus zum Sicherstellen des Fail-Silent-Betriebs der Bremssteuereinheiten ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
3 erläutert eine Ausführungsform eines Brake-by-wire-Bremssteuersystems 100 der vorliegenden Erfindung. Allgemein beschrieben umfassen das Bremssteuersystem 100 und seine Bestandteile ein Fail-Silent-Bremssteuersystem, so dass entweder zur korrekten Zeit der korrekte Bremssteuerbefehl und das korrekte Steuerergebnis geliefert werden, oder dass überhaupt kein Steuerergebnis geliefert wird. Das Bremssteuersystem 100 umfasst im Allgemeinen zwei im Wesentlichen identische Aufsichtsbremscontroller 120, 122 und einen Überwachungscontroller 123. Die Controller 120, 122, 123 können in einem einzelnen Controller als separate Steuermodule oder als Teile von diesem enthalten sein. Es wird jedoch angenommen, dass es bevorzugt ist, die Controller 120, 122, 123 als separate und getrennte Controller oder Steuermodule zu implementieren, wie es in 3 gezeigt ist, um einen zusätzlichen Schutz gegen Ereignisse allgemeiner Art zu bieten. Jeder der Aufsichtscontroller 120, 122 ist ausgebildet, um das Bremsen eines Paars Räder 126, 128, 130, 132 zu steuern. Die Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, erläutert eine Vorderpaar-/Hinterpaar-Anordnung. Der Aufsichtscontroller 120 ist ausgebildet, um das Bremsen des Paars, das das rechte Vorderrad 126 und das linke Vorderrad 128 umfasst, zu steuern, und der Aufsichtscontroller 122 ist ausgebildet, um das Bremsen des Paars, das das rechte Hinterrad 130 und das linke Hinterrad 132 umfasst, zu steuern. Das Bremsen der Räder 126, 128, 130, 132 wird durch den Betrieb ihrer jeweiligen Bremssteuereinheiten 134, 136, 138, 140 ausgeführt. Der Aufsichtscontroller 120 steht über einen ersten Bremssteuerbus 142, mit dem er in einer Wirkverbindung steht, mit den Bremssteuereinheiten 134, 136 in einer Signalverbindung. Der Aufsichtscontroller 122 steht über einen zweiten Bremssteuerbus 144, mit dem er in einer Wirkverbindung steht, mit den Bremssteuerungen 138, 140 in einer Signalverbindung. Der Ausdruck "In einer Wirkverbindung stehen", wie er hierin verwendet wird, beabsichtigt, alle Verbindungen, die mechanische, elektrische, optische oder andere Verbindungen umfassen und die notwendig sind, um den Betrieb eines Bestandelements des Systems 100 mit einem anderen zu ermöglichen, allgemein zu umfassen. Der Ausdruck Signalverbindung beabsichtigt, alle Formen von Signalen und Verfahren des Übertragens von Signalen von einem Element des Systems 100 zu einem anderen zu umfassen. Die Aufsichtscontroller 120, 122 und der Überwachungscontroller 123 stehen jeweils über einen Controllerbus 146 miteinander in einer Signalverbindung und stehen jeweils mit ihm in einer Wirkverbindung. Das Bremssteuersystem 100 umfasst auch eine Bremsbetätigungseinrichtung 148, wie beispielsweise ein Bremspedal 150. Das Bremspedal 150 steht mit einer Vielzahl an Bremssensoren 152, wie beispielsweise die Bremssensoren 154, 156 und 158, zum Erfassen eines Bedienereingangs in einer Wirkverbindung. Die Bremssensoren 154, 156, 158 stehen jeweils in einer Signalverbindung und in einer Wirkverbindung mit einem Bremsbetätigungsmodul 160, das ausgebildet ist, um von den Bremssensoren 154, 156, 158 unverarbeitete Signale zu empfangen und aus diesen ein verarbeitetes Bremssignal 162 zu erzeugen. Das Bremsbetätigungsmodul 160 steht mit einer Signalleitung in einer Wirkverbindung, die auch mit jedem der Controller 120, 122, 123 in einer Wirkverbindung steht, so dass das Bremsbetätigungsmodul 160 in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um an jeden der Controller 120, 122, 123 das verarbeitete Bremssignal 162 zu liefern. Die Bremssensoren 154, 156 bzw. 158 stehen auch jeweils in einer Wirkverbindung mit Leitungen 164, 166 bzw. 168 für rohe bzw. unverarbeitete Sensorsignale, die auch in einer Wirkverbindung mit den Controllern 120, 122 bzw. 123 stehen, so dass jeder mit seinem jeweiligen Controller in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um sein jeweiliges rohes Sensorsignal 170, 172, 174 an diesen zu liefern. Es ist bevorzugt, dass das System 100 auch ein Bremssteuerabschaltmodul 176 enthält. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht in einer Wirkverbindung mit mindestens einer Controllersignalleitung 178, die auch in einer Wirkverbindung mit der Steuerüberwachung 123 steht, so dass die Steuerüberwachung 123 mit dem Bremssteuerabschaltmodul 176 in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um einen Steuereingang an das Bremssteuerabschaltmodul 176 zu liefern. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht auch in einer Wirkverbindung mit einer ersten Bremssteuersignalleitung 180, die auch in einer Wirkverbindung mit jeder der jeweiligen des ersten Paars Bremssteuereinheiten 134, 136 steht, so dass das Bremssteuerabschaltmodul in einer Signalverbindung mit dem ersten Paar Bremssteuereinheiten 134, 136 steht, und ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal an das erste Paar Bremssteuereinheiten 134, 136 zu liefern. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht auch in einer Wirkverbindung mit einer zweiten Bremssteuersignalleitung 182, die auch in einer Wirkverbindung mit jeder der jeweiligen des zweiten Paars Bremssteuereinheiten 138, 140 steht, so dass das Bremssteuerabschaltmodul in einer Signalverbindung mit dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten 138, 140 steht und ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal an das zweite Paar Bremssteuereinheiten 138, 140 zu liefern. Es wird angenommen, dass das Steuersystem 100 der vorliegenden Erfindung auch ausgebildet sein kann, um bestimmte Merkmale des Steuersystems und des Verfahrens, die in der in Verbindung stehenden, gemeinschaftlich übertragenen, parallelen US-Patentanmeldung Serien-Nr. _/__ (Anwaltsaktenzeichen Nr. GP-303743) offenbart sind, die am gleichen Tag mit dieser eingereicht ist, und die hierdurch in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme mit einbezogen ist, zu implementieren.
Eine zweite Ausführungsform des Systems 100 ist in 4 erläutert. In 4 ist jeder der Controller 120, 122 ausgebildet, um das Bremsen eines Paars Räder 126, 128, 130, 132 zu steuern. Die Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, erläutert eine diagonale Überkreuz-Paaranordnung. Der Controller 120 ist ausgebildet, um das Bremsen des diagonalen Paars, das das rechte Vorderrad 126 und das linke Hinterrad 132 umfasst, zu steuern, und der Controller 122 ist ausgebildet, um das Bremsen des diagonalen Paars, das das rechte Hinterrad 130 und das linke Vorderrad 128 umfasst, zu steuern. Das Bremsen der Räder 126, 128, 130, 132 wird durch den Betrieb deren jeweiligen Bremssteuereinheiten 134, 136, 138, 140 ausgeführt. Der Controller 120 steht über einen ersten Bremssteuerbus 142, mit dem er in einer Wirkverbindung steht, mit den Bremssteuereinheiten 134, 140 in einer Signalverbindung. Der Controller 122 steht über einen zweiten Bremssteuerbus 144, mit dem er in einer Wirkverbindung steht, mit den Bremssteuerungen 136, 138 in einer Signalverbindung. Die Aufsichtscontroller 120, 122 und ein Überwachungscontroller 123 stehen jeweils über einen Controllerbus 146 miteinander in einer Signalverbindung, und stehen jeweils mit ihm in einer Wirkverbindung. Das Bremssteuersystem 100 umfasst auch eine Bremsbetätigungseinrichtung 148, wie beispielsweise ein Bremspedal 150. Das Bremspedal 150 steht mit einer Vielzahl an Bremssensoren 152, wie beispielsweise Bremssensoren 154, 156 und 158, zum Erfassen eines Bedienereingangs in einer Wirkverbindung. Die Bremssensoren 154, 156, 158 stehen jeweils in einer Signalverbindung und in einer Wirkverbindung mit einem Bremsbetätigungsmodul 160, das ausgebildet ist, um ein verarbeitetes Bremssignal 162 zu erzeugen. Das Bremsbetätigungsmodul 160 steht mit einer Signalleitung in einer Wirkverbindung, die auch mit jedem der Controller 120, 122, 123 in einer Wirkverbindung steht, so dass das Bremsbetätigungsmodul 160 in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um an jeden der Controller 120, 122, 123 das verarbeitete Bremssignal 162 zu liefern. Die Bremssensoren 154, 156 bzw. 158 stehen auch jeweils in einer Wirkverbindung mit einer Leitung 164, 166 bzw. 168 für rohe Sensorsignale, die auch in einer Wirkverbindung mit den Controllern 120, 122 bzw. 123 steht, so dass jeder mit seinem jeweiligen Controller in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um sein jeweiliges rohes Sensorsignal 170, 172, 174 an diesen zu liefern. Es ist bevorzugt, dass das System 100 auch ein Bremssteuerabschaltmodul 176 enthält. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht in einer Wirkverbindung mit mindestens einer Controllersignalleitung 178, die auch in einer Wirkverbindung mit der Steuerüberwachung 123 steht, so dass die Steuerüberwachung 123 mit dem Bremssteuerabschaltmodul 176 in einer Signalverbindung steht und ausgebildet ist, um einen Steuereingang an das Bremssteuerabschaltmodul 176 zu liefern. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht auch in einer Wirkverbindung mit einer ersten Bremssteuersignalleitung 180, die auch mit dem ersten Bremssteuerbus 142 bei einer ersten Bussteuerung 184 in einer Wirkverbindung steht, so dass das Bremssteuerungsabschaltmodul 176 in einer Signalverbindung mit der ersten Bussteuerung 184 steht und ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal an die erste Bussteuerung 184 zu liefern. Das Bremssteuerabschaltmodul 176 steht auch mit dem zweiten Bremssteuerbus 144 bei einer zweiten Bussteue rung 186 in einer Wirkverbindung, so dass das Bremssteuerabschaltmodul in einer Signalverbindung mit der zweiten Bussteuerung 186 steht und ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal an die zweite Bussteuerung 186 zu liefern.
In 3 und 4 können die Merkmale, die die Unterschiede zwischen diesen Ausführungsformen umfassen, nämlich die Gruppierung der Steuerpaare vorne/hinten gegenüber der Gruppierung der Steuerpaare diagonal über Kreuz, und die Verbindung des Bremssteuerabschaltmoduls mit den Bremssteuerbussen gegenüber der Verbindung des Bremssteuerabschaltmoduls direkt mit den Bremssteuereinheiten in jeder Kombination ausgetauscht werden. Nachdem die Elemente des Systems 100 und deren allgemeine Beziehung zueinander beschrieben wurden, werden diese Elemente und ihre Funktion und ihr Betrieb miteinander nachstehend detaillierter diskutiert.
Das System 100 im Allgemeinen, und die Controller 120, 122, 123 im Speziellen umfassen ein echtzeitverteiltes Rechensystem. Die Aufsichtscontroller 120, 122 umfassen ein Paar im Wesentlichen identische Aufsichtsbremssteuermodule, die die Steuerung des Systems 100 beaufsichtigen und ausführen, und der Überwachungscontroller 123 überwacht den Betrieb des Systems 100 und der Aufsichtscontroller 120, 122. Die Controller 120, 122, 123 weisen vorzugsweise eine im Wesentlichen identische Konstruktion in Bezug auf ihre dazugehörige Steuerhardware und ihre dazugehörigen Bauteile auf, sie können jedoch geringfügig verschiedene Steueralgorithmen implementieren, z.B. um eine Unterscheidung zwischen der Anwendung der Vorder- bzw. Hinterbremsen in dem Fall der Überwachungscontroller 120 bzw. 122 vorzusehen, und um in dem Fall des Überwachungscontrollers 123 die System- und Controllerüberwachungsfunktion vorzusehen. Es sind Verfahren und Steueralgorithmen zum Bereitstellen einer Differenzierung der Bremsfunktion zwischen Vorder- und Hinterräder, sowie Verfahren zum Bereitstellen einer bestimmten Systemüberwachung und einer Überwachung der Aufsichtscontroller bekannt. Die Aufsichtscontroller 120, 122 und der Überwachungscontroller 123 weisen eine herkömmliche Konstruktion auf und sind weithin bekannt, wie beispielsweise die Motorola PowerPC Controller-Serie. Diese Konstruktion kann z.B. zwei Grundsteuereinheiten, eine Kommunikationssteuereinheit (CCU) und eine Rechnereinheit (CU) umfassen. Die CCU kann einen Mikrocontroller mit einem internen Direktzugriffsspeicher (RAM) und eine interne Zeitverarbeitungseinheit (TPU) umfassen, die gut geeignet ist, um die genauen Zeitmessungen, die durch bestimmte Zeit-getriggerte Kommunikationsprotokolle erforderlich sind, auszuführen. Der Mikrocontroller kann auch einen internen Datenbus umfassen. Das Programm des Mikrocontrollers und die Datenstrukturen, die die Nachrichten steuern, die auf dem ersten Bremssteuerbus 142, dem zweiten Bremsesteuerbus 144 und dem Controllerbus 146 gesendet und empfangen werden sollen, sind in Form eines Nur-Lesespeichers (ROM) umfasst. Die Nachrichten werden durch einen Schnittstellencontroller assembliert und disassembliert. Der Schnittstellencontroller generiert und empfängt die logischen Übermittlungssignale von Bustreibern, die mit den Bussen 142, 144, 146 verbunden sind. Die Schnittstelle zwischen der CCU und der CU ist im Allgemeinen durch eine digitale Ausgangsleitung und eine Form von geteiltem Speicher, wie beispielsweise ein Dualport-Direktzugriffsspeicher (DPRAM) realisiert, auf den von sowohl der CCU als auch der CU zugegriffen werden kann. Die digitale Ausgangsleitung liefert von der CCU ein global synchronisiertes Zeitsignal an die CU. Dieses unidirektionale Signal ist im Allgemeinen das einzige Steuersignal, das die Schnittstelle zwischen der CCU und der CU passiert. Der geteilte Speicher enthält die Datenstrukturen, die von der Host-CU an die CCU gesendet werden und umgekehrt, sowie Steuer- und Zustandsinformationen. Die Hardwarearchitektur der CU kann im Allgemeinen eine zentrale Rechnereinheit (CPU), einen RAM und eine Eingangs-/Ausgangseinheit, die ausgebildet ist, um den Bremssteuereinheiten, die die Bremsfunktionen von diesen Einheiten steuern, Eingangs-/Ausgangssignale zu liefern, umfassen. Die Einrichtungen der CU sind auch im Allgemeinen durch einen Industriestandardbus miteinander verbunden. Dies ist eine beispielhafte Beschreibung einer Controllerarchitektur, die zur Verwendung in dem System 100 und den Controllern 120, 122, 123 ausgebildet ist. Es sind gemäß der hier gelieferten Beschreibung auch andere Controllerarchitekturen möglich, um die Steuerung des Systems 100 bereitzustellen und in Controllern 120, 122, 123 verwendet zu werden.
In 3 beaufsichtigen die Aufsichtscontroller und Steuermodule 120, 122 dadurch, dass sie Steuerbefehle liefern und den Zustand der Implementierung und der Ausführung dieser Steuerbefehle durch ihre jeweiligen Bremssteuereinheiten 134, 136 bzw. 138, 140 über den ersten Bremssteuerbus 142 bzw. den zweiten Bremssteuerbus 144 überwachen. Die Aufsichtscontroller 120, 122 und ihre jeweiligen Bremssteuerungen 134, 136 und 138, 140 arbeiten auf Fail-Silent-Weise, so dass sie entweder das korrekte Ergebnis zur korrekten Zeit erzeugen oder dass sie überhaupt kein Steuerergebnis erzeugen. Die Aufsichtscontroller 120, 122 stehen auch jeweils miteinander und mit dem Überwachungscontroller 123 über den Controllerbremssteuerbus 146 in einer Signalverbindung.
Die Bremssteuerbusse 142, 144 und der Steuerbus 146 sind herkömmliche Datenkommunikationsbusse mit zugehörigen Kommunikationsprotokollen und Kommunikationsschnittstellen, wie sie bei Fahrzeuganwendungen weit verbreitet sind, und können die gleiche Konstruktion aufweisen. Die Bremssteuerbusse 142, 144 und der Controllerbus 146 können jedoch jedes geeignete Busmedium und jedes geeignete Kommunikationsprotokollumfassen, einschließlich verschiedene Formen von drahtlosen Kommunikationsverfahren und -protokollen. Beispiele für geeignete Busse/Kommunikationsprotokolle umfassen den MOST-(Media Oriented Systems Transport)-Bus, den SAE J1850-Bus, den Byteflight-Bus, den F1exRay-Bus, den TTP-Bus, den IDB-1394-(Intelligent Transportation System Data Bus)-Bus und den CAN-(Controller Area Network)-Bus.
Es ist bevorzugt, dass der Überwachungscontroller 123 auch im Wesentlichen identisch mit den Aufsichtsbremscontrollern 120, 122 ist, um die Gesamtsystemkomplexität zu reduzieren und die Interoperabilität zu steigern, wobei der Überwachungscontroller 123 jedoch auch in Bezug auf sowohl Hardware als auch Software zum Zweck des Überwachens der Ausführung der Aufsichtscontroller 120, 122 oder zum Zweck des Bereitstellens der Steuerung der Bremssteuereinheiten 134, 136 und 138, 140 speziell ausgebildet sein kann, wie es hierin des Weiteren beschrieben ist.
Die Bremssteuereinheiten 134, 136, 138, 140 in 3 können jede Bremssteuereinheit sein, die zum Steuern des Bremsens der Räder 126, 128, 130 bzw. 132 geeignet ist. Die Bremssteuereinheiten 134, 136, 138, 140 können eine herkömmliche Konstruktion aufweisen und im Allgemeinen ein Bremssteuermodul, einen Bremsaktuator und ein Bremselement (nicht dargestellt) umfassen. Das Bremssteuermodul ist ausgebildet, um Steuerbefehle von einem der Controller 120, 122 zu empfangen und Informationen, die die Implementierung und Ausführung dieser Steuerbefehle betreffen, zurück zu den Controllern zu übertragen. Das Steuermodul ist auch ausgebildet, um den Bremsaktuator auf der Grundlage der Steuerbefehle, die von einem der Controller 120, 122 empfangen werden, zu steuern. Der Bremsaktuator kann z.B. einen elektrischen Bremsensattel mit einem Sattelaufbau umfassen, der durch den Betrieb eines Elektromotors oder eines Solenoids betätigt wird. Das Bremsenelement kann verschiedene Reibungsmedien, wie sie weit verbreitet bekannt sind, umfassen, die in einem betriebsbereiten Eingriff mit dem elektrischen Sattel stehen, und zur Anwendung durch den Betrieb des Sattels auf eine Bremsscheibe, die mechanisch an die Räder gekoppelt ist, ausgebildet sind. In einer anderen Ausführungsform kann die Bremssteuereinheit ein Bremssteuermodul umfassen, das ausgebildet ist, um einen elektrischen Antrieb zu steuern, der wiederum ausgebildet ist, um ein Gegendrehmoment zu erzeugen und somit der Bewegung der Räder standzuhalten, und dadurch das Bremsen der Räder 126, 128, 130, 132 zu gewährleisten.
Das Bremssteuersystem 100 in 3 und 4 umfasst auch eine Bremsbetätigungseinrichtung 148 wie beispielsweise ein Bremspedal 150. Das Bremspedal 150 steht in einer Wirkverbindung mit einer Vielzahl an Bremsbetätigungssensoren 152, wie beispielsweise die Bremsbetätigungssensoren 154, 156, 158, zum Erfassen eines Bedienereingangs und zur Betätigung der Bremsbetätigungseinrichtung 148. Die Bremsbetätigungssensoren weisen eine herkömmliche Konstruktion wie beispielsweise verschiedene Formen von Druck-, Kraft- oder Wegsensoren oder Wandler auf. Die Bremsbetätigungssensoren 154, 156 bzw. 158 sind ausgebildet, um rohe oder unverarbeitete Sensorausgangssignale 170, 172 bzw. 174 zu liefern. Die Bremsbetätigungssensoren 154, 156, 158 stehen jeweils mit einer Signalleitung in einer Wirkverbindung, die wiederum mit einem Bremsbetätigungsmodul 160 in einer Wirkverbindung steht, so dass jeder Sensor in einer Signalverbindung mit einem Bremsbetätigungsmodul 160 steht. Das Bremsbetätigungsmodul 160 steht in einer Wirkverbindung mit einer Leitung 162 für verarbeitete Signale, die wiederum in einer Wirkverbindung mit jedem der Controller 120, 122, 123 steht, so dass das Modul 160 mit jedem von diesen in einer Signalverbindung steht. Das Bremsbetätigungsmodul 160 ist ausgebildet, um an jeden der Controller 120, 122, 123 ein verarbeitetes Bremssignal 162 zu liefern. Das Bremsbetätigungsmodul 160 ist ausgebildet, um die rohen Signale, die von den Sensoren eingegeben werden, zu verarbeiten, und ein verarbeitetes Bremssignal 162 zu bestimmen, das die Befehlseingabe des Bedieners darstellt. Das Bremsbetätigungsmodul 160 kann ausgebildet sein, um die rohen Signale unter Verwendung von jeder einer Anzahl an bekannten Techniken zum Detektieren von unerwünschten Ereignissen, die mit den rohen Eingangssignalen in Beziehung stehen, wie beispielsweise die Detektion von fehlerhaften oder fehlenden rohen Signalen, zu verarbeiten. Die Bremssensoren 154, 156 bzw. 158 stehen auch in einer Signalverbindung mit den Controllern 120, 122 bzw. 123, und sind ausgebildet, um ihnen über die Leitungen 170, 172 bzw. 174 für rohe Signale ihre jeweiligen rohen Sensorsignale 164, 166 bzw. 168 zu liefern. Es wird vorgezogen, dass die Signalverbindung von sowohl dem verarbeiteten Sensorsignal 162 als auch den rohen Sensorsignalen 164, 166, 168 unter Verwendung von fest verdrahteten Verbindungen im Gegensatz zu einem Bremssteuerbus oder Bremssteuerbussen bereitgestellt ist. Die Verwendung von sowohl rohen als auch verarbeiteten Sensorsignalen wurde zuvor verwendet, wie es in 1 und 2 zu sehen ist, um eine Redundanz in Bezug auf das erfasste Signal bereitzustellen, die von den Controllern 120, 122 verwendet wird, um den/die mit einer Bedienereingabe verbundene(n) Steuerbefehle) zu entwickeln. Die vorliegende Erfindung liefert auch ein drittes rohes Bremssensorsignal 168 und ein drittes verarbeitetes Sensorsignal 162 an den Überwachungscontroller 123. Dies bietet zusätzliche Grundlagen für den Vergleich dieser erfassten Werte mit denen der rohen Bremssensorsignale 164 und/oder 166 und/oder den verarbeiteten Sensorsignalen 162, die von den Controllern 120, 122 empfangen werden. Diese Informationen ermöglichen zusätzliche Vergleiche und Tests zwischen diesen Werten und bieten eine Grundlage zum Bereitstellen einer gesteigerten Redundanz und Fehlertoleranz des Systems 100 im Gesamten, sowie im Speziellen zum Sicherstellen einer gesteigerten Redundanz und Fehlertoleranz, die mit den Werten der erfassten Signale, die von den Controllern 120, 122 empfangen werden, in Beziehung stehen. Z.B. stellen das rohe Bremssensorsignal 168 und der zusätzliche Wert des verarbeiteten Sensorsignals 162 zusätzliche Abstimmungselemente bereit, die dann für die Anwendung von weit bekannten Abstimmungstechniken verfügbar sind, um den korrekten Wert zur Verwendung für die Entwicklung von Bremssteuerbefehlen durch die Controller 120, 122 in dem Fall festzustellen, dass eine Diskrepanz zwischen den Werten von entweder den rohen oder den verarbeiteten Sensorsignalen, die entweder von diesen oder dem Controller 123 empfangen werden, besteht, wie sie durch ein unerwünschtes Ereignis, das mit einer der Signalleitungen 162, 164, 166, 168 in Verbindung steht, verursacht werden könnte.
Wie hierin beschrieben, ist in 3 bis 5 die primäre Funktion des Überwachungscontrollers 123, den Betrieb des Systems 100 zu überwachen, insbesondere die Controller 120, 122 und die Bremssteuerbusse 142, 144, um sicherzustellen, dass alle Elemente des Systems 100 entweder normal oder sonst in Ansprechen auf ein unerwünschtes Ereignis, das in ihnen auftritt, auf Fail-Silent-Weise arbeiten. Er stellt im Allgemeinen keine direkte Steuerung des Systems 100 oder der Elemente von diesem bereit, oder dient als ein Ersatz oder eine Datensicherung für einen der Controller 120, 122 in Bezug auf deren Aufsichtsautorität in Ansprechen auf unerwünschte Ereignisse, die in ihnen auftreten. Für bestimmte unerwünschte Ereignisse jedoch, wie beispielsweise jene, die entweder in einem der Controller 120, 122 oder ihren jeweiligen Bremssteuerbussen 142, 144 auftreten, kann eine Unsicherheit, die mit dem Fail-Silent-Zustand ihrer jeweiligen Bremssteuereinheitenpaare 134, 136 oder 138, 140 in Verbindung steht, vorhanden sein. Um unter solchen Umständen den Fail-Silent-Betrieb von entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten 134, 136 oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten 138, 140 sicherzustellen, wird es vorgezogen, dass der Überwachungscontroller 123 ausgebildet ist, um eine begrenzte Steuerfunktionalität bereitzustellen und somit den Fail-Silent-Betrieb von entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten zu beeinflussen. Dies kann durch derartiges Ausbilden des Überwachungscontrollers 123 erreicht werden, dass ein Sperr- oder Abschaltsteuerbefehl oder ein Sperr- oder Abschaltsteuersignal an eines der Bremssteuereinheitenpaare oder eine der Bussteuerungen in dem Fall eines Ereignisses geliefert wird, das erfordert, dass er eine begrenzte Steuerautorität ausübt. Diese begrenzte Steuerautorität wird durch Einführen eines Mittels zum Sperren von entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten, wie beispielsweise das Bremssteuerabschaltmodul 176, erreicht, das ausgebildet ist, um den Sperr- oder Abschaltsteuerbefehl oder das Sperr- oder Abschaltsteuersignal von dem Überwa chungscontroller zu empfangen und einen Steuerausgang bereitzustellen, der ausgebildet ist, um den Fail-Silent-Betrieb oder das Sperren von entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten zu bewirken. Dies kann entweder direkt durch Beeinflussen der Steuerung von einem der Bremssteuereinheitenpaare (siehe 3) oder indirekt durch Beeinflussen der Steuerung des Bremssteuerbusses, der mit solch einem Paar in Verbindung steht, wie beispielsweise durch entweder die Bussteuerung 184 oder die Bussteuerung 186, erreicht werden. Das indirekte Verfahren beruht auf dem Fail-Silent-Entwurf der Bremssteuereinheit, so dass ihre mit ihr in Verbindung stehenden Steuermodule ausgebildet sind, um den Fail-Silent-Betrieb der Bremssteuereinheit in dem Fall, dass die Buskommunikation unterbrochen wird, zu beeinflussen. Ein wichtiges Merkmal des Mittels zum Sperren, wie beispielsweise das Bremssteuerabschaltmodul 176, ist, dass es so ausgebildet ist, dass es nur die Steuerung von einem der Bremssteuereinheitenpaare zu einer Zeit beeinflusst, so dass durch die Aktion des Überwachungscontrollers 123 nicht beide Bremssteuereinheitenpaare gleichzeitig gesperrt werden können.
Die Steuerung der Bremssteuereinheitenpaare oder der Bremssteuerbusse kann durch jedes geeignete Mittel zum Sperren (d.h. Verursachen des Fail-Silent-Betriebs) dieser Einrichtungen erreicht werden. Ein Mittel zum Sicherstellen deren Fail-Silent-Betriebs ist das Bremssteuerabschaltmodul 176, das in 3 bis 5 gezeigt ist. In einer Ausführungsform umfasst das Bremssteuerabschaltmodul 176 ein Verriegelungslogikrelais 188 mit einer ersten UND-NICHT-Kombination von Logikgattern 190 und einer zweiten UND-NICHT-Kombination von Logikgattern 192, bei der jedes der NICHT-Gatter mit einem gegenüberliegenden Eingang der UND-Gatter in Verbin dung steht, wie es in 5 gezeigt ist. Die erste Logikkombination 190 und die zweite Logikkombination 192 sind so miteinander verbunden, dass jede ausgebildet ist, um in Ansprechen auf einen Steuerbefehl von dem Controller 123, der mit einem der Paare Bremssteuereinheiten in Verbindung steht, einen Ausgang zu liefern. Es wird vorgezogen, dass die Logikkombinationen separate Logiknetzwerke umfassen, um eine gesteigerte Redundanz in Bezug auf bestimmte Ereignismechanismen in der allgemeinen Betriebsart bereitzustellen. Wenn das Verriegelungslogikrelais 188 als Mittel zum Sicherstellen des Fail-Silent-Betriebs von einem der Paare Bremssteuereinheiten verwendet wird, ist es wünschenswert, dass die erste Bremssteuersignalleitung 180 und die zweite Bremssteuersignalleitung 182 fest verdrahtete Logikleitungen umfassen. Wie es in 3 gezeigt ist, ist die Logikkombination 190 ausgebildet, um einen Eingang in Form eines Steuersignals 178 oder in Form von Steuersignalen 178 von dem Controller 123 zu empfangen, und einen Ausgang bereitzustellen, um das Relais 188 auf der Bremssteuerleitung 180, wie beispielsweise einer fest verdrahteten Logikleitung zum Zwecke des Übertragens eines Signals zu dem ersten Paar Bremssteuereinheiten 134, 136 in den geschlossenen Zustand zu verriegeln. Im Falle einer fest verdrahteten Logikleitung kann dies z.B. ein Ändern des Zustands dieser Leitung von freigegeben auf gesperrt umfassen. Ähnlich ist die Logikkombination 192 ausgebildet, um einen Eingang in Form eines Steuersignals 178 oder in Form von Steuersignalen 178 von dem Controller 123 zu empfangen, und einen Ausgang bereitzustellen, um das Relais 188 auf der Bremssteuerleitung 182, wie beispielsweise einer fest verdrahteten Logikleitung zum Zwecke des Übertragens eines Signals zu dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten 138, 140 in den geschlossenen Zustand zu verriegeln. Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Logikkombination 190 ausgebildet, um einen Eingang in Form eines Steuersignals 178 oder in Form von Steuersignalen 178 von dem Controller 123 zu empfangen, und einen Ausgang bereitzustellen, um das Relais 188 auf der Bremssteuerleitung 180, wie beispielsweise einer fest verdrahteten Logikleitung zum Zwecke des Übertragens eines Signals zu der ersten Bussteuerung 184 in den geschlossenen Zustand zu verriegeln. Im Falle einer fest verdrahteten Logikleitung kann dies z.B. ein Ändern des Zustands dieser Leitung von freigegeben auf gesperrt umfassen und ein Bewirken, dass die Bussteuerung 184 den Bus 142 sperrt, umfassen. Ähnlich ist die Logikkombination 192 ausgebildet, um einen Eingang in Form eines Steuersignals 178 oder in Form von Steuersignalen 178 von dem Controller 123 zu empfangen, und einen Ausgang bereitzustellen, um das Relais 188 auf der Bremssteuerleitung 182, wie beispielsweise einer fest verdrahteten Logikleitung, zum Zwecke des Übertragens eines Signals zu der zweiten Bussteuerung 186 in den geschlossenen Zustand zu verriegeln.
Die Verwendung des Verriegelungsrelais 188 und der Logikkombination 190 und 192 stellen ein Mittel zum Sicherstellen, dass zu jeder Zeit nur eines der Bremssteuereinheitenpaare durch den Überwachungscontroller 123 gesperrt werden kann, dar, wodurch durch Sicherstellen, dass eine Hälfte der Bremsfunktion in Ansprechen auf ein einzelnes Ereignis, das in dem System 100, und speziell in den Controllern 120, 122, 123 oder den Bremssteuerbussen 142, 144 auftritt, erhalten bleibt, sowohl der Fail-Silent-Betrieb des Systems 100 als auch die Fehlertoleranz in Bezug auf die Bremsfunktion sichergestellt sind.
In 3 bis 5 bildet die Kombination aus Aufsichtscontroller 120 und Überwachungscontroller 123 ein erstes Fail-Silent-Paar. Ähnlich bildet die Kombination aus Aufsichtscontroller 122 und Überwachungscontroller 123 ein zweites Fail-Silent-Paar. Die folgende Beschreibung erläutert den Betrieb des Systems 100 und bestimmte seiner Fehlertoleranz- und Redundanzmerkmale.
In 3 bis 4 detektieren die Aufsichtscontroller 120, 122 in Ansprechen auf ein Ereignis, das mit jeder einzelnen Bremssteuereinheit in Beziehung steht, das Ereignis unter Verwendung von Fahrzeugdynamikinformationen und bekannten Verfahren von Ereignisdetektion, und schalten das andere Element des Bremssteuereinheitenpaars ab, und das System 100 behält eine Hälfte seiner Bremsfunktion bei.
Wenn ein Ereignis die Überwachungsfunktion des Überwachungscontrollers 123 beeinflusst, detektieren die Aufsichtscontroller 120, 122 das Ereignis unter Verwendung von verschiedenen bekannten Verfahren, wie beispielsweise Plausibilitätsprüfungen, die mit den unter ihnen geteilten Informationen in Beziehung stehen, und eine geeignete Maßnahme kann ergriffen werden, wie beispielsweise Herausgeben einer Warnnachricht an den Fahrzeugbediener, die volle Bremsfunktionalität bleibt jedoch erhalten. Wenn der Controller 123 nicht betriebsfähig ist (d.h. mehr als ein Verlust seiner Überwachungsfunktion), wird dies durch die Aufsichtscontroller 120, 122 detektiert, und eine volle Bremsfunktionalität bleibt erhalten. Die Controller 120, 122 behalten die Steuerung des Bremssystems bei und eine geeignete Steuermaßnahme kann durchgeführt werden, z.B. ein Herausgeben einer Warnnachricht an den Fahrzeugbediener. Wenn ein unerwünschtes Ereignis den Teil des Überwachungscontrollers 123 beeinflusst, der den Ausgang auf der Signalleitung 178 leitet, ist es möglich, dass als ein Ergebnis eine Hälfte der Bremsfunktion gesperrt sein kann.
Wenn ein unerwünschtes Ereignis in einem der Aufsichtscontroller 120, 122 auftritt, wird es durch den Überwachungscontroller 123 über Diagnosen, geteilte Sensoren und Überwachen detektiert, und entweder der Controller, in dem das Ereignis auftritt, verursacht die Abschaltung der Bremsfunktion für seine Hälfte des Systems 100, oder das Bremssteuerabschaltmodul wird durch den Überwachungscontroller 123 aktiviert, um die Hälfte des Systems 100, die von diesem Controller gesteuert wird, zu sperren, und eine Hälfte der Bremsfunktion bleibt erhalten.
In dem Fall eines Ereignisses, das mit einem der Bremssteuerbusse 142, 144 in Beziehung steht, detektieren alle Controller 120, 122, 123 das Ereignis, da sie alle die Busaktivität überwachen. In dem Fall eines Ereignisses, das mit dem Bremssteuerbus 142 oder dem Bremssteuerbus 144 in Beziehung steht, werden die Bremssteuereinheiten, die durch den Bus, in dem das Ereignis auftritt, gesteuert werden, entweder durch eine Maßnahme des Aufsichtscontrollers oder durch die Fail-Silent-Entwurfsmerkmale der Bremssteuereinheiten oder durch eine Maßnahme des Überwachungscontrollers 123 und die Aktivierung des Bremssteuerabschaltmoduls 176 abgeschalten. In jedem Fall bleibt eine Hälfte der Bremsfunktion erhalten.
In dem Fall eines Ereignisses, das den Controllerbus 146 betrifft, detektieren alle Controller das Ereignis, da sie alle die Aktivität des Controllerbusses 146 überwachen. Unter der Annahme, dass die Controller 120, 122 normal arbeiten, fahren sie fort, ihre jeweiligen Bremssteuereinheiten zu steuern, und der Überwachungscontroller 123 überwacht die Kommunikationen über die Bremssteuerbusse 142, 144 auf Anzeichen für jegliche Ereignisse, die entweder mit den Controllern 120, 122 oder den Bremssteuerbussen 142, 144 in Beziehung stehen. Wenn kein Ereignis detektiert wird, bleibt die volle Bremsfunktion des Systems 100 erhalten. Wenn durch den Controller 123 ein Ereignis detektiert wird, aktiviert er das Bremssteuerabschaltmodul, um das Bremssteuereinheitenpaar zu sperren, das mit dem Teil, in dem das Ereignis auftritt, in Verbindung steht, und eine Hälfte der Bremsfunktion des Systems 100 bleibt erhalten.
Aus der obigen Beschreibung ist klar, dass das System 100 eine duale Fail-Silent-Paararchitektur bereitstellt, die sicherstellt, dass bei einem Einzelereignis mindestens die Hälfte der Bremsfunktionalität erhalten bleibt.
Der weitere Schutzumfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus den Zeichnungen und dieser detaillierten Beschreibung, sowie den folgenden Ansprüchen ersichtlich. Es sei jedoch angemerkt, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, während sie die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur zur Erläuterung gegeben sind, da verschiedene Änderungen und Abwandlungen in dem Geist und Schutzumfang der Erfindung für Fachleute klar sind.

Claims

Bremssteuersystem, umfassend: ein erstes Paar Bremssteuereinheiten; ein zweites Paar Bremssteuereinheiten; einen ersten Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des ersten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; ein zweiter Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des zweiten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; einen ersten Aufsichtscontroller, der mit dem ersten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des ersten Bremssteuereinheitenpaars über den ersten Steuerbus zu steuern; einen zweiten Aufsichtscontroller, der mit dem zweiten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des zweiten Bremssteuereinheitenpaars über den zweiten Steuerbus zu steuern; und einen Controllerbus, der mit dem ersten Aufsichtscontroller und dem zweiten Aufsichtscontroller in einer Wirkverbindung steht; und einen Überwachungscontroller, der mit dem Controllerbus in einer Wirkverbindung steht, und ausgebildet ist, um die Ausführung des ersten Aufsichtscontrollers, des zweiten Aufsichtscontrollers, des ersten Bremssteuerbusses und des zweiten Bremssteuerbusses zu überwachen.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Bremssteuerabschaltmodul, wobei das Modul durch mindestens eine Controllersignalleitung mit dem Überwachungscontroller in einer Wirkverbindung steht, das Modul auch über eine erste Bremssteuerleitung mit dem ersten Paar Bremssteuereinheiten und über eine zweite Bremssteuerleitung mit dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ausgebildet ist, um von dem Überwachungscontroller ein Steuereingangssignal zu empfangen und selektiv entweder dem ersten Bremssteuereinheitenpaar oder dem zweiten Bremssteuereinheitenpaar ein Steuerausgangssignal zu liefern, und wobei das Steuerausgangssignal einen Abschaltbefehl für das eine der Paare, das das Steuerausgangssignal empfängt, umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 2, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ein Verriegelungsrelais mit einer eingebetteten Steuerlogik zum Steuern der Verriegelung des Relais umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 3, wobei das Steuerausgangssignal selektiv gemäß der Steuerlogik entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten geliefert wird.
Bremssteuersystem nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Signalleitung eine erste Logikleitung und eine zweite Logikleitung umfasst, und wobei die erste Logikleitung selektiv über die Steuerlogik mit der ersten Bremssteuerleitung in einer Wirkverbindung ste hen kann, und die zweite Logikleitung selektiv über die Logik mit der zweiten Bremssteuerleitung in einer Wirkverbindung stehen kann.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Bremssteuerabschaltmodul, wobei das Modul durch mindestens eine Controllersignalleitung mit dem Überwachungscontroller in einer Wirkverbindung steht, wobei das Modul auch durch eine erste Bremssteuerleitung mit einer ersten Bussteuerung, die mit dem ersten Bremsbus in einer Wirkverbindung steht, und durch eine zweite Bremssteuerleitung mit einer zweiten Bussteuerung, die mit dem zweiten Bremsbus in einer Wirkverbindung steht, in einer Wirkverbindung steht, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ausgebildet ist, um von dem Überwachungscontroller ein Steuereingangssignal zu empfangen und selektiv entweder der ersten Bussteuerung oder der zweiten Bussteuerung ein Steuerausgangssignal zu liefern, und wobei das Steuerausgangssignal einen Abschaltbefehl für entweder die erste Bussteuerung oder die zweite Bussteuerung, die das Steuerausgangssignal empfängt, umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 6, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ein Verriegelungsrelais mit einer eingebetteten Steuerlogik zum Steuern der Verriegelung des Relais umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 7, wobei das Steuerausgangssignal selektiv gemäß der Steuerlogik entweder der ersten Bussteuerung oder der zweiten Bussteuerung geliefert wird.
Bremssteuersystem nach Anspruch 8, wobei die mindestens eine Signalleitung eine erste Logikleitung und eine zweite Logikleitung umfasst, und wobei die erste Logikleitung selektiv über die Steuerlogik mit der ersten Bremssteuerleitung in einer Wirkverbindung stehen kann, und die zweite Logikleitung selektiv über die Steuerlogik mit der zweiten Bremssteuerleitung in einer Wirkverbindung stehen kann.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein Mittel zum selektiven Sperren von entweder dem ersten Paar Bremssteuereinheiten oder dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten, wobei das Mittel in Signalverbindung mit dem Überwachungscontroller steht, das Mittel durch eine erste Signalleitung mit dem ersten Paar Bremssteuereinheiten verbunden ist und in einer Signalverbindung mit dem ersten Paar Bremssteuereinheiten steht, und durch eine zweite Signalleitung mit dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten verbunden ist und in einer Signalverbindung mit dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten steht, das Mittel ausgebildet ist, um ein Steuereingangssignal von dem Überwachungscontroller zu empfangen, und ein Steuerausgangssignal in Ansprechen darauf zu übertragen, um entweder das erste Bremssteuereinheitenpaar oder das zweite Bremssteuereinheitenpaar zu sperren.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Überwachungscontroller ausgebildet ist, in dem Fall, dass entweder das erste Bremssteuereinheitenpaar oder das zweite Bremssteuereinheitenpaar gesperrt ist, eine Warnanzeige an einen Bediener zu liefern.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, wobei der erste Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein erstes Fail-Silent-Paar und der zweite Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein zweites Fail-Silent-Paar umfassen.
Bremssteuersystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: einen ersten Bremssensor, der mit einer Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um einen Bedienereingang zu erfassen und ein erstes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern, einen zweiten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein zweites unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; einen dritten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein drittes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; ein Bremsbetätigungsmodul, das ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal, das zweite unverarbeitete Bremssignal und das dritte unverarbeitete Bremssignal zu empfangen und diese Ausgangssignale zu verarbeiten, um ein verarbeitetes Bremssignal zu liefern, wobei der erste Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das erste Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der zweite Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das zweite unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das zweite Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der Überwachungscontroller ausgebildet ist, um das dritte unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen.
Bremssteuersystem, umfassend: ein erstes Paar Bremssteuereinheiten; ein zweites Paar Bremssteuereinheiten; einen ersten Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des ersten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; einen zweiten Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des zweiten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; einen ersten Aufsichtscontroller, der mit dem ersten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des ersten Bremssteuereinheitenpaars über den ersten Steuerbus zu steuern; einen zweiten Aufsichtscontroller, der mit dem zweiten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des zweiten Bremssteuereinheitenpaars über den zweiten Steuerbus zu steuern; einen Controllerbus, der mit dem ersten Aufsichtscontroller und dem zweiten Aufsichtscontroller in einer Wirkverbindung steht; und einen Überwachungscontroller, der mit dem Controllerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um die Ausführung des ersten Aufsichtscontrollers, des zweiten Aufsichtscontrollers, des ersten Bremssteuerbusses und des zweiten Bremssteuerbusses zu überwachen; und ein Bremssteuerabschaltmodul, wobei das Modul durch mindestens eine Controllersignalleitung mit dem Überwachungscontroller in einer Wirkverbindung steht, das Modul auch über eine erste Bremssteuerleitung mit dem ersten Paar Bremssteuereinheiten und über eine zweite Bremssteuerleitung mit dem zweiten Paar Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ausgebildet ist, um von dem Überwachungscontroller ein Steuereingangssignal zu empfangen und selektiv entweder dem ersten Bremssteuereinheitenpaar oder dem zweiten Bremssteuereinheitenpaar ein Steuerausgangssignal zu liefern, und wobei das Steuerausgangssignal einen Abschaltbefehl für das eine der Paare, das das Steuerausgangssignal empfängt, umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 14, des Weiteren umfassend: einen ersten Bremssensor, der mit einer Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um einen Bedienereingang zu erfassen und ein erstes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern, einen zweiten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein zweites unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; einen dritten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein drittes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; ein Bremsaktuatormodul, das ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal, das zweite unverarbeitete Bremssignal und das dritte unverarbeitete Bremssignal zu empfangen und diese Ausgangssignale zu verarbeiten, um ein verarbeitetes Bremssignal zu liefern, wobei der erste Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das erste Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der zweite Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das zweite unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das zweite Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der Überwachungscontroller ausgebildet ist, um das dritte unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen.
Bremssteuersystem nach Anspruch 15, wobei der erste Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein erstes Fail-Silent-Paar bilden und der zweite Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein zweites Fail-Silent-Paar bilden.
Bremssteuersystem, umfassend: ein erstes Paar Bremssteuereinheiten; ein zweites Paar Bremssteuereinheiten; einen ersten Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des ersten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; einen zweiten Bremssteuerbus, der mit jeder der jeweiligen des zweiten Paars Bremssteuereinheiten in einer Wirkverbindung steht; einen ersten Aufsichtscontroller, der mit dem ersten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des ersten Bremssteuereinheitenpaars über den ersten Steuerbus zu steuern; einen zweiten Aufsichtscontroller, der mit dem zweiten Bremssteuerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um jede der jeweiligen des zweiten Bremssteuereinheitenpaars über den zweiten Steuerbus zu steuern; einen Controllerbus, der mit dem ersten Aufsichtscontroller und dem zweiten Aufsichtscontroller in einer Wirkverbindung steht; einen Überwachungscontroller, der mit dem Controllerbus in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um die Ausführung des ersten Aufsichtscontrollers, des zweiten Aufsichtscontrollers, des ersten Bremssteuerbusses und des zweiten Bremssteuerbusses zu überwachen; und ein Bremssteuerabschaltmodul, wobei das Modul durch mindestens eine Controllersignalleitung mit dem Überwachungscontroller in einer Wirkverbindung steht, das Modul auch über eine erste Bremssteuerleitung mit einer ersten Bussteuerung, die mit dem ersten Bremsbus in einer Wirkverbindung steht, und über eine zweite Bremssteuerleitung mit einer zweiten Bussteuerung, die mit dem zweiten Bremsbus in einer Wirkverbindung steht, in einer Wirkverbindung steht, wobei das Bremssteuerabschaltmodul ausgebildet ist, um von dem Überwachungscontroller ein Steuereingangssignal zu empfangen und selektiv entweder der ersten Bussteuerung oder der zweiten Bussteuerung ein Steuerausgangssignal zu liefern, und wobei das Steuerausgangssignal einen Abschaltbefehl für entweder die erste Bussteuerung oder die zweite Bussteuerung, die das Steuerausgangssignalempfängt, umfasst.
Bremssteuersystem nach Anspruch 17, des Weiteren umfassend: einen ersten Bremssensor, der mit einer Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um einen Bedienereingang zu erfassen und ein erstes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern, einen zweiten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein zweites unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; einen dritten Bremssensor, der mit der Bremsbetätigungseinrichtung in einer Wirkverbindung steht und ausgebildet ist, um den Bedienereingang zu erfassen und ein drittes unverarbeitetes Bremssignal zu liefern; ein Bremsaktuatormodul, das ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal, das zweite unverarbeitete Bremssignal und das dritte unverarbeitete Bremssignal zu empfangen und diese Ausgangssignale zu verarbeiten, um ein verarbeitetes Bremssignal zu liefern, wobei der erste Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das erste unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das erste Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der zweite Aufsichtscontroller ausgebildet ist, um das zweite unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen, und ausgebildet ist, um das zweite Bremssteuereinheitenpaar in Ansprechen darauf zu steuern, und der Überwachungscontroller ausgebildet ist, um das dritte unverarbeitete Bremssignal und das verarbeitete Bremssignal zu empfangen.
Bremssteuersystem nach Anspruch 18, wobei der erste Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein erstes Fail-Silent-Paar bilden, und der zweite Aufsichtscontroller und der Überwachungscontroller ein zweites Fail-Silent-Paar bilden.