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Die
Erfindung betrifft Systeme in Kraftfahrzeugen, und bezieht sich
insbesondere auf eine automatische Konfiguration und Kommunikation
zwischen Teilsystemen in Nutzfahrzeugen mit zusätzlichem
Datenübertragungsweg.
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Derzeit
kommen insbesondere auf dem Gebiet der Nutzfahrzeuge elektronische
Bremssysteme (EBS) zur Anwendung, welche das Fahrverhalten eines
Nutzfahrzeugs verbessern und die Sicherheit für andere
Verkehrsteilnehmer sowie den Komfort für den Fahrer erhöhen.
Es wurden daher Standards und gesetzliche Regelungen eingeführt,
die eine grundsätzliche Funktionalität eines elektronischen
Bremssystems bei unterschiedlichen Kombinationen verschiedener Hersteller
innerhalb der in einem elektronischen Bremssystem verbauten Komponenten
und Teilsysteme gewährleisten.
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Beispielsweise
erfolgt in einem Nutzfahrzeug die Kommunikation zwischen den beteiligten
Komponenten und Untersystemen in der Regel über den Controller
Area Network bzw. CAN J1939 Bus mit einem auf CAN basierenden Protokoll
im Nutzfahrzeugbereich, das von jeweiligen Herstellern des Nutzfahrzeugs
definiert wird und gesetzlich durch die EU-Richtlinie ECE R13 geregelt
ist. Die Kommunikation zwischen Komponenten in einem Zugfahrzeug und
einem Anhängefahrzeug erfolgt grundsätzlich ebenfalls
auf Grundlage des CAN J1939 Bus, sofern im Anhängefahrzeug
ebenfalls ein elektronisches Bremssystem installiert und eine Schnittstelle
nach ISO 11922 bereitgestellt ist. Somit wird die
Art und der Umfang der Kommunikation durch die Hersteller des Fahrzeugs
sowie durch die Gesetzgebung mittels etwa einem "Kompatibilitätsdiagramm"
festgelegt und dadurch auch beschränkt.
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Während
bei einem allein fahrenden Nutzfahrzeug die Komponenten des elektronischen Bremssystems
vom Fahrzeughersteller zumindest in diesem Rahmen aufeinander abgestimmt
sind und innerhalb dem Gesamtsystem zusammenarbeiten, besteht dennoch
die Möglichkeit, dass zum einen in einem Zugfahrzeug selbst
EBS-Komponenten verschiedener Hersteller zum Einsatz kommen, und zum
anderen in einem Zugfahrzeug und/oder in einem Anhängefahrzeug
EBS-Komponenten verschiedener Hersteller zum Einsatz kommen, da
beispielsweise Kombinationen aus Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug
regelmäßig wechseln.
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Dies
wiederum führt nachteilig zu einer Einschränkung
einer möglichen Funktionalität und Leistung des
Gesamtsystems sowie auch zu hinsichtlich des Fahrverhaltens verringertem
Komfort für den Fahrer des Nutzfahrzeugs, und zwar auch
dann, wenn im Zugfahrzeug und/oder im Anhängerfahrzeug
Komponenten desselben Herstellers verbaut sind. Denn diese werden
auch bei einer ihnen eigenen, jeweils höheren Leistungsfähigkeit
auf die festgelegten Standards und Kompatibilitätserfordernisse beschränkt,
da derzeit aufgrund der vorgenannten Beschränkungen keine
der Komponenten oder Untersysteme eines Herstellers in einem Zugfahrzeug oder
einem Anhängefahrzeug das Vorhandensein einer weiteren
Komponente desselben Herstellers erkennen kann.
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In
anderen Worten sieht die derzeitige Festlegung der Daten- und Signalkommunikation
zwischen Komponenten eines elektronischen Bremssystems keine Übermittlung
herstellerspezifischer Daten zur wechselseitigen Erkennung von Komponenten
ein und desselben Herstellers und darauf basierend einen erweiterten
Kommunikationsumfang oder einen Austausch zusätzlicher
Informationen vor, so dass eine mögliche höhere
Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems bei Vorhandensein
von EBS-Komponenten und diesem zugeordneten Systemen ein und desselben
Herstellers in Zugfahrzeug und Anhängefahrzeug ungenutzt
bleiben muss.
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Der
Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, die vorgenannten
Nachteile zu lösen und eine verbesserte Kommunikation zwischen
elektronischen Komponenten in einem Nutzfahrzeugzug zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1,
8 und 10 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten
Unteransprüche.
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Somit
wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Verfahren
zur Kommunikation zwischen Teilsystemen gleicher Herkunft in einem
Fahrzeug mit einer Vielzahl von Teilsystemen unterschiedlicher Herkunft,
wobei die Vielzahl der Teilsysteme unterschiedlicher Herkunft jeweils
mit einer elektronischen Steuereinheit kommunizieren und mit dieser
funktional ein fahrzeugbezogen in Wirkzusammenhang stehendes Gesamtsystem
bilden. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte des
Durchführens einer ersten, leitungsgebundenen Kommunikation
in einer zu allen der Vielzahl von Teilsystemen unterschiedlicher
Herkunft kompatiblen Form unter Einbezug der Teilsysteme gleicher
Herkunft, des Durchführens einer zweiten, nicht leitungsgebundenen
Kommunikation in einer zu Teilsystemen anderer Herkunft als der
gleichen Herkunft nicht kompatiblen Form zwischen den Teilsystemen
gleicher Herkunft und unter Ausschluss der Teilsysteme anderer Herkunft, und
des Austauschens vordefinierter Daten nur zwischen den Teilsystemen
gleicher Herkunft nach erfolgter Erkennung der Teilsysteme gleicher
Herkunft während der zweiten, nicht leitungsgebundenen Kommunikation.
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Bevorzugt
ist hierbei die zweite, nicht leitungsgebundene Kommunikation eine
drahtlose Kommunikation, welche vorteilhaft eine WLAN-Kommunikation,
eine Bluetooth-Kommunikation, eine Kommunikation unter Verwendung
eines proprietären Protokolls zur drahtlosen Datenübertragung, oder
auch eine wechselnd oder gleichzeitig ausgeführte Mischform
dieser Kommunikationsarten sein kann.
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Vorzugsweise
ist die zweite, nicht leitungsgebundene Kommunikation eine drahtlose
Kommunikation in einem genehmigungsfreien Frequenzbereich, welcher
beispielsweise das 2,4 GHz-Band sein kann.
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Besonders
vorteilhaft wird mittels er zweiten, nicht leitungsgebundenen Kommunikation
eine gegenüber der ersten, leitungsgebundenen Kommunikation
verbesserte Abstimmung eines elektronischen Bremssystems eines Nutzfahrzeugs
oder Nutzfahrzeugzugs durchgeführt, die stärker
vorteilhaft in einem verbesserten Fahrverhalten aufgrund zusätzlicher
Information über Bremskennlinien eines Zugfahrzeugs und
eines Anhängefahrzeugs und/oder einer verbesserten Bremsdruck regelung
aufgrund zusätzlicher Information über einen Vorratsdruck
eines elektronischen Luftaufbereitungssystems besteht.
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Diese
Aufgabe wird auch gelöst durch ein elektronisches Bremssystem
für Nutzfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit,
eine Vielzahl leitungsgebundener Kommunikationspfade und eine Vielzahl
von Teilsystemen unterschiedlicher Herkunft, welche über
die Vielzahl der leitungsgebundenen Kommunikationspfade in einer
zu der Vielzahl von Teilsystemen unterschiedlicher Herkunft und
zu der Steuereinheit kompatiblen Form kommunizieren, wobei die Vielzahl
von Teilsystemen unterschiedlicher Herkunft eine Vielzahl von Teilsystemen
gleicher Herkunft und eine Vielzahl von Teilsystemen anderer Herkunft
beinhaltet, zumindest ein nicht leitungsgebundener Kommunikationspfad
bereitgestellt ist, über welchen die Teilsysteme gleicher
Herkunft in einer zu den Teilsystemen anderer Herkunft und der Steuereinheit
nicht kompatiblen Form kommunizieren, und der zumindest eine, nicht
leitungsgebundene Kommunikationspfad einen Austausch vordefinierter
Daten nur zwischen den Teilsystemen gleicher Herkunft nach erfolgter
Erkennung der Teilsysteme gleicher Herkunft während einer
der nicht leitungsgebundenen Kommunikation durchführt.
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Hierbei
kann der zumindest eine, nicht leitungsgebundene Kommunikationspfad
aus einem Funkmodul und einer Antenne zur Durchführung
einer drahtlosen Funkkommunikation bestehen.
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Ein
Teilsystem für ein elektronisches Bremssystem für
Nutzfahrzeuge löst diese Aufgabe ebenfalls und ist gekennzeichnet
durch ein Funkmodul und eine Antenne zur nicht leitungsgebundenen Kommunikation
mit zumindest einem weiteren Teilsystem gleicher Herkunft innerhalb
einem fahrzeugbezogen in Wirkverbindung stehenden Gesamtsystem und
in einer zu Teilsystemen anderer Herkunft in dem Gesamtsystem nicht
kompatiblen Art und Weise, wobei das Teilsystem während
der nicht leitungsgebundenen Kommunikation mit dem zumindest einen
weiteren Teilsystem gleicher Herkunft einen Austausch vordefinierter
Daten nach erfolgter Erkennung der ein und derselben Herkunft zur
Verbesserung der Abstimmung eines Nutzfahrzeugs oder Nutzfahrzeugzugs
und/oder eine automatische Konfiguration der beteiligten Teilsysteme
gleicher Herkunft durchführt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 vereinfacht
eine Anordnung eines elektronischen Bremssystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
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2 vereinfacht
eine Darstellung eines Nutzfahrzeugzugs gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt
vereinfacht eine Anordnung eines elektronischen Bremssystems (EBS)
für ein Nutzfahrzeug. In 1 bezeichnet 2 eine
Steuereinheit des elektronischen Bremssystems, mit welcher über
Datenbusse Untereinheiten und Teilsysteme verbunden sind. Diese
Untereinheiten und Teilsysteme sind lediglich Beispiele von Komponenten,
deren Anzahl, Art und Ausführung nicht auf die dargestellten
beschränkt ist, oder die diesbezüglich einen Mindestumfang
darstellen.
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Im
Einzelnen bezeichnet das Bezugszeichen 22 einen Lenkwinkelsensor,
und bezeichnet das Bezugszeichen 24 einen Gierraten- und
Querbeschleunigungs-Sensor, welche über einen CAN Sensorbuszweig 28 mit
der Steuereinheit 2 gekoppelt sind. Das Bezugszeichen 36 bezeichnet
ein Fußbremsmodul, über welches ein Fahrer mittels
dem Bremspedal ein elektrisches Signal zur Übermittlung
an die Steuereinheit 2 generiert. Die Bezugszeichen 42, 44 und 46 bezeichnen
jeweils Beispiele für elektronische Steuereinheiten für
eine Luftfederung, eine Luftaufbereitung und ein Retardersystem
des Nutzfahrzeugs, welche über einen CAN J1939 Buszweig 48 mit
der Steuereinheit 2 kommunizieren. Des weiteren bezeichnen
die Bezugszeichen 62 und 64 1-Kanal Puls-Code-Moulationseinheiten
bzw. 2-Kanal Puls-Code-Modulationseinheiten, welche über
einen CAN Bremsenbuszweig 66 mit der Steuereinheit 2 gekoppelt
sind. Ferner bezeichnen das Bezugszeichen 82 ein Anhängefahrzeug-Steuermodul
und das Bezugszeichen 84 einen CAN ISO 11992 Anhängefahrzeugzweig
zur fehlertoleranten Zugfahrzeug-Anhängefahrzeug-Kommunikation.
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Die
busgebundene Funktionsweise des in 1 dargestellten
elektronischen Bremssystems ist grundlegend bekannt, so dass auf
eine nähere Beschreibung derselben nicht weiter eingegangen
wird.
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Arbeitet
das in 1 dargestellte elektronische Bremssystem auf die
bekannte Art und Weise, d. h. leitungs- oder busgebunden, so verlaufen
sämtliche Kommunikationen zwischen den Komponenten und
Teilsystemen über die jeweiligen Datenbusse und gemäß dem
definierten Umfang und der gesetzlichen Regelungen "kompatibel".
In diesem Fall können sich beispielsweise die Steuereinheit 42 für
die Luftfederung eines Herstellers A und die Steuereinheit 44 für
die Luftaufbereitung desselben Herstellers A gegenseitig nicht erkennen.
Sie dürfen somit ebenfalls lediglich "kompatibel" kommunizieren,
und eine zusätzliche Funktionalität, mit der sie
von ihrem Hersteller A ausgestattet wurden, kann nicht genutzt werden.
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In
der vorgeschlagenen Ausführungsform hingegen sind die Steuereinheiten 42 und 44 des Herstellers
A zusätzlich mit jeweils einem Funkkommunikationsmodul
(nicht gezeigt) und einer Sende/Empfangs-Antenne 90 versehen,
mittels welchen die Steuereinheiten 42 und 44 als
Komponenten desselben Herstellers A zusätzliche Daten und
Informationen untereinander austauschen. Hierdurch wird eine verbesserte
Abstimmung der einzelnen Systeme dieses Herstellers A untereinander
erzielt, können sich die so miteinander kommunizierenden
Systeme automatisch konfigurieren, und kann ein Mehr an Leistungsfähigkeit
und/oder Komfort bereitgestellt werden, ohne die Kompatibilität
zum Gesamtsystem zu verringern oder Komponenten anderer Hersteller, beispielsweise
die Steuereinheit 46 für das Retardersystem eines
Herstellers B, zu beeinträchtigen. Übliche Standardfunktionen
werden nach wie vor busgebunden bereitgestellt, so dass auch bei
Ausfall der Funkkommunikationsfunktion oder in Fällen,
in welchen eine Funkkommunikation unzulässig ist, die Funktion
des Gesamtsystems nicht beeinträchtigt wird.
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Eine
derartige Funkkommunikation wird bevorzugt als drahtlose Übertragung
mittels WLAN (Wireless Local Area Network), als Bluetooth-Verbindung
oder mittels einer Eigenentwicklung bzw. einem proprietären Übertragungsprotokoll
in einem freigegebenen Funkfrequenzband, beispielsweise dem 2,4 GHz-Band
oder – Bereich, aufgebaut.
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Eine
Trennung eines Teilsystems in Grundmodul oder -komponente mit vorbereiteter
Schnittstelle und separatem Funkkommunikationsmodul gewährleistet
vorteilhaft die Nachrüstbarkeit und damit die Erweiterbarkeit
eines vorhandenen elekt ronischen Bremssystems. In Abhängigkeit
von der erforderlichen Reichweite und der verfügbaren oder
zulässigen Sendeleistung ist es darüber hinaus
möglich, dass eine mit Funkkommunikationsfähigkeit
versehene Komponente mehrere Funkkommunikationsarten bereitstellt
und diese gleichzeitig, wahlweise oder mehrfach wahlweise betreiben
kann. So kann beispielsweise zwischen zwei oder mehr nahe beieinander
angeordneten Komponenten energiesparend mittels einer Bluetooth-Verbindung
kommuniziert werden, und/oder kann zu zumindest einer weiter entfernten
Komponente, beispielsweise einer sich in einem längeren
Anhängerfahrzeug in der Nähe dessen Achse befindenden
Komponente, mittels WLAN mit höherer Sendeleistung kommuniziert
werden, und/oder kann ein Mischbetrieb durchgeführt werden,
wenn zwei oder mehr unterschiedliche Systeme des Herstellers A in
einem Fahrzeug oder Fahrzeugzug erkannt werden.
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Jedenfalls
werden zwischen auf diese Weise kommunizierenden Systemen nach der
Erkennung vordefinierte Daten ausgetauscht, die der Durchführung
des Kommunikationsprotokolls, der verbesserten Abstimmung des Nutzfahrzeugs
oder Nutzfahrzeugzugs durch zusätzlich übertragene
Daten zwischen Komponenten und Systemen desselben Herstellers und
einer automatischen Konfiguration dieser Komponenten und Systeme
mittels der zusätzlich übertragenen Daten dienen.
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2 zeigt
vereinfacht eine Darstellung eines Nutzfahrzeugzugs gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Funkkommunikation
zwischen einem Zugfahrzeug 100 und einem Anhängefahrzeug 120,
etwa einem Anhänger oder einem Auflieger, erfolgt, welche über
eine Kuppelvorrichtung 110 auf bekannte Art und Weise miteinander verbunden
sind.
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In
dem Zugfahrzeug 100 ist ein elektronisches Bremssystem 102 angeordnet,
welches dem in 1 gezeigten elektronischen Bremssystem
entspricht. Ein CAN ISO 11922 Bus 128,
welcher dem CAN ISO 11922 Bus 84 in 1 entspricht,
verbindet die das elektronische Bremssystem 102 bzw. dessen elektronische
Steuereinheit (Bezugszeichen 2 in 1) mit einer
in dem Anhängefahrzeug angeordneten Steuereinheit 122.
Das elektronische Bremssystem 102, der CAN ISO
11922 Bus 128 und die Steuereinheit 122 bilden
ein erweitertes elektroni sches Bremssystem für Nutzfahrzeuge
mit Anhängerfahrzeugen in Form eines so genannte TEES (Trailer
EBS).
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Über
den CAN ISO 11922 Bus 128 können (und
dürfen zur Gewährleistung der Betriebssicherheit)
lediglich die gesetzlich und in Gremien der beteiligten Hersteller
festgelegten Signale übertragen werden, d. h. es ist eine
Kommunikation nur innerhalb einer eingeschränkten Spezifikation
möglich. Diese eingeschränkte Spezifikation erlaubt
es zwar, dass in Zugfahrzeug 100 und Anhängefahrzeug 120 verbaute
Komponenten des (auf das Anhängerfahrzeug erweiterten)
elektronischen Bremssystems verschiedener Hersteller so zusammenwirken,
dass die geforderte Spezifikation erfüllt wird.
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Befindet
sich dagegen eine Komponente oder ein System 42, 46 oder 122 des
Herstellers A nicht nur im EBS des Zugfahrzeugs 100, sondern auch
im Anhängefahrzeug 120, so verhindert diese eingeschränkte
Spezifikation wie bereits im Fall der 1 jedoch
auch, dass sich diese Komponenten des Herstellers A im Zugfahrzeug 100 und
im Anhängerfahrzeug 120 gegenseitig erkennen.
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Gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel sind daher für die
Anordnung in einem Anhängefahrzeug 120 vorgesehene
Komponenten, Systeme und Teilsysteme 122 des Herstellers
A wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Funkkommunikationsfähigkeit
mittels einem (nicht gezeigten) Funkmodul und einer Antenne 90 versehen
und in der Lage, etwa bei Ankopplung des Anhängefahrzeugs 120 an
das Zugfahrzeug 100 mit ebenfalls Komponenten, Systemen
und Teilsystemen desselben Herstellers A, diese zu erfassen bzw.
auf ein Ansprechen durch diese zu antworten.
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Mit
der vorgeschlagenen Lösung der zusätzlichen, eigenen
Kommunikation zwischen den Teilsystemen ein und desselben Herstellers
können somit elektronische Komponenten in Zugfahrzeugen und
Anhängefahrzeugen besser aufeinander abgestimmt und/oder
automatisch konfiguriert werden. Insbesondere wird bei Nutzfahrzeugzügen
eine verbesserte Abstimmung des Nutzfahrzeugzugs mittels an den
Komponenten, die an der Funkkommunikation beteiligt sind, verfügbarer
Information über die Bremskennlinie(n) von Zugfahrzeug
und Anhängefahrzeug möglich, und ist eine verbesserte
Qualität beispielsweise der Bremsdruckre gelung aufgrund verfügbarer
Information über einen Vorratsdruck eines elektronischen
Luftaufbereitungssystems (EAC) darstellbar.
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Modifikationen,
die zu der detaillierten Beschreibung der Erfindung hierin ähnlich
sind, sind für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich und
sind daher nicht als Abweichen von dem Gegenstand der Erfindung
wie in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert zu
werten.
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- 2
- Steuereinheit
elektronisches Bremssystem
- 22
- Lenkwinkelsensor
- 24
- Gierraten-
und Querbeschleunigungssensor
- 28
- CAN
Sensorbuszweig
- 36
- Fußbremsmodul
- 42
- Steuereinheit
Luftfederung Hersteller A
- 44
- Steuereinheit
Luftaufbereitung Hersteller A
- 46
- Steuereinheit
Retarder Hersteller B
- 48
- CAN
J1939 Buszweig
- 62
- 1-Kanal-PCM-Einheit
- 64
- 2-Kanal-PCM-Einheit
- 66
- CAN
Bremsenbuszweig
- 82
- Anhänger-Steuermodul
- 84
- CAN
ISO 11992 Anhängefahrzeugzweig
- 90
- Antenne
- 100
- Zugfahrzeug
- 102
- EBS
Zugfahrzeug
- 110
- Kuppelvorrichtung
- 120
- Anhängefahrzeug
- 122
- Steuereinheit
Auflieger Hersteller A
- 128
- CAN
ISO 11992 Anhängefahrzeugzweig
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - ISO 11922 [0003]
- - CAN ISO 11992 [0021]
- - CAN ISO 11922 [0029]
- - CAN ISO 11922 [0029]
- - CAN ISO 11922 [0029]
- - CAN ISO 11922 [0030]
- - CAN ISO 11992 [0034]
- - CAN ISO 11992 [0034]