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DE10104194B4 - X-by-wire system for a motor vehicle - Google Patents

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DE10104194B4
DE10104194B4 DE2001104194 DE10104194A DE10104194B4 DE 10104194 B4 DE10104194 B4 DE 10104194B4 DE 2001104194 DE2001104194 DE 2001104194 DE 10104194 A DE10104194 A DE 10104194A DE 10104194 B4 DE10104194 B4 DE 10104194B4
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bus
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Delphi Technologies Inc
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Abstract

X-By-Wire-System zum Steuern des Bremsens und Lenkens in einem Kraftfahrzeug mit einer Hauptsteuereinheit (14, 114), einem Bremssystem, das eine elektrisch bedienbare Bremse (16, 116) für jedes Rad des Fahrzeuges, eine Bremsensteuereinheit (38, 138) für jede elektrisch bedienbare Bremse und eine Handbremse (20, 120) umfaßt, einem Lenksystem, das eine elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung (24, 124) umfaßt, die die Vorderräder des Fahrzeuges verbindet, einem Kommunikationsmittel (26, 148, 150, 152) für die Hauptsteuereinheit, um Betätigungssignale zum Bremssystem zu schicken und um Betätigungssignale zum Lenksystem zu schicken, einem Überwachungsmittel (28, 148, 150, 152), das Sensoren umfaßt, die dem Bremssystem und dem Lenksystem zugeordnet sind, um vorbestimmte Parameter zu erfassen und der Hauptsteuereinheit (14, 114) Signale der vorbestimmten Parameter zu liefern, wobei die Hauptsteuereinheit (14, 114) das Bremssystem und das Lenksystem entweder unabhängig oder gemeinsam in Abhängigkeit von den Signalen von dem Überwachungsmittel (28, 148, 150, 152) betatigt, wobei die Handbremse (20, 120) mit der Bremsensteuereinheit...X-by-wire system for controlling the braking and steering in a motor vehicle with a main control unit (14, 114), a brake system having a electrically operated brake (16, 116) for each wheel of the vehicle, a brake control unit (38, 138) for each electrically operated one Brake and a handbrake (20, 120) comprises, a steering system, the one electrically operated steering device (24, 124), the the front wheels of the vehicle, a communication means (26, 148, 150, 152) for the main control unit to actuation signals to send to the brake system and to control signals to the steering system to send, a means of surveillance (28, 148, 150, 152) comprising sensors corresponding to the brake system and associated with the steering system to detect predetermined parameters and the main control unit (14, 114) signals the predetermined parameters to deliver, wherein the main control unit (14, 114), the brake system and the steering system either independently or collectively depending from the signals from the monitoring means (28, 148, 150, 152) actuated, wherein the handbrake (20, 120) with the brake control unit ...

Figure 00000001
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein X-By-Wire-System für ein Kraftfahrzeug zum Steuern von Brems- und Lenksystemen unter Verwendung einer elektronischen Steuerung.The The present invention relates to an X-by-wire system for a motor vehicle for controlling braking and steering systems using an electronic Control.

Es gibt ein Erfordernis, in einem Kraftfahrzeug elektrisch betätigte Brems- und Lenksysteme bereitzustellen.It There is a need to provide electrically operated brake and steering systems in a motor vehicle.

In der DE 195 26 250 A1 ist ein Brems- und Lenksystem für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Achsen beschrieben, das eine fehlertolerante Recheneinheit aufweist, die aufgrund von Sensorsignalen für jedes Rad des Fahrzeugs eine Sollbremswirkung und für jedes Rad mit Lenkfunktion eine Soll-Lenkwirkung berechnet. Das Bremssystem umfasst eine Betriebsbremse für jedes Rad des Fahrzeugs und einen Bremssteller für jede Bremse. Die Lenkeinrichtung umfasst mehrere Lenksteller. Eine fehlertolerante Kommunikationseinrichtung verbindet die Stellsysteme mit der Recheneinheit.In the DE 195 26 250 A1 For example, a braking and steering system for a vehicle having at least two axles is described having a fault-tolerant computing unit that calculates a desired braking effect based on sensor signals for each wheel of the vehicle and a desired steering action for each steering wheel. The brake system includes a service brake for each wheel of the vehicle and a brake actuator for each brake. The steering device comprises a plurality of steering plates. A fault-tolerant communication device connects the positioning systems with the computing unit.

Ein X-By-Wire-System gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die in Patentanspruch 1 beschriebenen Merkmale gekennzeichnet.One X-by-wire system according to the present invention Invention is characterized by the features described in claim 1 characterized.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein X-By-Wire-System für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem elektrisch bedienbare Bremsen auf vielfältige Weise betätigt werden können. Die vorliegende Erfindung kann auch ein System bereitstellen, bei dem alternative Steuerungsan ordnungen eingesetzt werden können, wenn eine oder mehrere Komponenten des Systems ausfallen.It The object of the present invention is an X-by-wire system for a To provide motor vehicle, in the electrically operated brakes on diverse Way pressed can be. The present invention can also provide a system in the alternative control arrangements can be used, if one or more components of the system fail.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in diesen ist:The The invention will be described below by way of example with reference to the drawings described in these is:

1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines X-By-Wire-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Kraftfahrzeug, und 1 a schematic view of a first embodiment of an X-by-wire system according to the present invention for a motor vehicle, and

2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines X-By-Wire-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 a schematic view of a second embodiment of an X-by-wire system according to the present invention.

Nach 1 der Zeichnungen ist die erste Ausführungsform des X-By-Wire-Systems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Kraftfahrzeug 12 vorgesehen. Das System 10 umfaßt eine Hauptsteuereinheit 14, ein Bremssystem, das eine elektrisch bedienbare Bremse 16 für jedes Rad, ein Bremspedal 18 und eine handbediente oder Notbremse 20 umfaßt, und ein Lenksystem, das eine Lenkradeinheit 22 und eine elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung 24 umfaßt, die die Vorderräder verbindet.To 1 of the drawings is the first embodiment of the X-by-wire system 10 according to the present invention for a motor vehicle 12 intended. The system 10 includes a main control unit 14 , a braking system that uses an electrically operated brake 16 for each wheel, a brake pedal 18 and a hand-operated or emergency brake 20 and a steering system comprising a steering wheel unit 22 and an electrically operated steering device 24 includes, which connects the front wheels.

Die Hauptsteuereinheit 14 ist mit den Bremsen 16, der Lenkradeinheit 22 und der Lenkeinrichtung 24 über einen Hauptkommunikationsbus 26 und über einen Sicherheits- und Überwachungskommunikationsbus 28 elektrisch verbunden. Die Steuereinheit 14 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren (die nicht alle gezeigt sind) mittels des Busses 28 und von anderen Quellen, und bestimmt aus den Signalen, ob eine Brems- und/oder Lenkaktion erforderlich ist. Die Steuereinheit 14 betätigt dann die Bremsen 16 und/oder die Lenkeinrichtung 24, falls dies erforderlich ist, mittels des Busses 26. Wenn der Bus 26 ausfallen sollte, kann der Sicherheitsbus 28 die Betätigungssignale liefern. Die Steuereinheit 14 kann mit anderen elektronischen Steuereinheiten innerhalb des Kraftfahrzeugs verbunden sein.The main control unit 14 is with the brakes 16 , the steering wheel unit 22 and the steering device 24 via a main communication bus 26 and via a security and supervisory communications bus 28 electrically connected. The control unit 14 receives signals from various sensors (not all shown) via the bus 28 and from other sources, and determines from the signals whether a braking and / or steering action is required. The control unit 14 then press the brakes 16 and / or the steering device 24 if necessary, by bus 26 , When the bus 26 should fail, the safety bus 28 provide the actuation signals. The control unit 14 may be connected to other electronic control units within the motor vehicle.

Das Bremssystem umfaßt eine Bremsensteuereinheit 38, die jeder Bremse 16 zugeordnet ist, und einen Bremsbus 30, der das Bremspedal 18 und die Handbremse 20 mit den Bremsen 16 mittels jeder Bremsensteuereinheit elektrisch verbindet. Jede Bremse 16 umfaßt eine elektrisch betätigbare Einrichtung 32 (wie beispielsweise einen Elektromotor, der mit einer Scheibenbremse integriert ist) zum Bremsen des zugehörigen Rades. Jede betätigbare Einrichtung 32 wird durch die zugeordnete Bremsensteuereinheit 38 gesteuert. Jede Bremsensteuereinheit 38 ist mit dem Bus 26, dem Sicherheitsbus 28 und dem Bremsbus 30 elektrisch verbunden. Jede Bremse 16 kann auch einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Bremskraft und Bremsenbetätigung, der Bremsenstellung und der Raddrehzahl umfassen, wobei die bestimmte Information zur Steuereinheit 14 geschickt wird. Das Bremspedal 18 kann einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Pedalstellung, der aufgebrachten Kraft und der Betätigung umfassen. Die Handbremse 20 kann eine Anzahl Schalter umfassen. Die Bremsen 16 können von Signalen betätigt werden, die auf dem Bremsbus 30 von dem Bremspedal 18 und/oder der Handbremse 20 zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich können Signale von dem Bremspedal 18 und der Handbremse 20 zur Steuereinheit 14 über die Bremsensteuereinheit 38 übertragen werden. Aus den verschiedenen durch die Steuereinheit 14 überwachten Signalen kann die Steuereinheit die Bremsen 16 zum Bremsen des Fahrzeugs 12 individuell betätigen.The brake system includes a brake control unit 38 everyone's brake 16 is assigned, and a brake bus 30 who has the brake pedal 18 and the handbrake 20 with the brakes 16 electrically connected by means of each brake control unit. Every brake 16 includes an electrically operable device 32 (Such as an electric motor, which is integrated with a disc brake) for braking the associated wheel. Each operable device 32 is determined by the associated brake control unit 38 controlled. Each brake control unit 38 is by bus 26 , the safety bus 28 and the brake bus 30 electrically connected. Every brake 16 may also include one or more sensors for determining the braking force and brake application, the brake position and the wheel speed, wherein the determined information to the control unit 14 is sent. The brake pedal 18 may include one or more sensors for determining the pedal position, the applied force, and the actuation. The handbrake 20 may include a number of switches. The brake 16 can be operated by signals on the brake bus 30 from the brake pedal 18 and / or the handbrake 20 be supplied. Alternatively or additionally, signals from the brake pedal 18 and the handbrake 20 to the control unit 14 via the brake control unit 38 be transmitted. From the various through the control unit 14 monitored signals, the control unit can apply the brakes 16 for braking the vehicle 12 operate individually.

Das Lenksystem umfaßt eine Lenksteuereinheit 40, die der Lenkeinrichtung 24 zugeordnet ist, eine Lenkradrückkopplungseinheit 42, die der Lenkradeinheit 22 zugeordnet ist, und einen Lenkbus 34, der die Lenkradeinheit 22 mit der Lenkeinrichtung 24 mittels der Lenksteuereinheit 40 und der Rückkopplungseinheit 42 elektrisch verbindet. Die Lenkeinrichtung 24 wird durch die Lenksteuereinheit 40 gesteuert. Die Lenksteuereinheit 40 und die Rückkopplungseinheit 42 sind mit dem Bus 26 und dem Sicherheitsbus 28 elektrisch verbunden. Die Lenkradeinheit 22 und die Rückkopplungseinheit 42 können einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Straßenrückkopplung, der Handradstellung und des Handraddrehmoments umfassen, wobei die bestimmte Information zur Hauptsteuereinheit 14 geschickt wird. Die Lenkeinrichtung 24 umfaßt eine elektrisch betätigbare Einrichtung 36 (wie beispielsweise einen Elektromotor, der eine Zahnstange antreibt) zum Lenken der Vorderräder. Die betätigbare Einrichtung 36 wird durch die Lenksteuereinheit 40 gesteuert. Die Lenkeinrichtung 24 kann einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Lenkkraftbetätigung und des Lenkkraftniveaus und der Lenkstellung umfassen, wobei die bestimmte Information zur Hauptsteuereinheit 14 geschickt wird. Die Lenkeinrichtung 24 kann von Signalen betätigt werden, die auf dem Lenkbus 34 von der Lenkradeinheit 22 zugeführt werden. Alternativ oder zusätzlich können Signale von der Lenkradeinheit 22 und der Lenkeinrichtung 24 zur Steuereinheit 14 übertragen werden. Aus den verschiedenen von der Steuereinheit 14 überwachten Signalen kann die Steuereinheit die Lenkeinrichtung 24 zum Lenken des Fahrzeugs 12 betätigen.The steering system includes a steering control unit 40 that of the steering device 24 is assigned, a steering wheel feedback unit 42 that the steering wheel unit 22 is assigned, and a steering bus 34 that the steering wheel unit 22 with the steering device 24 by means of the steering control unit 40 and the feedback unit 42 connects electrically. The steering device 24 is through the steering control unit 40 controlled. The steering control unit 40 and the feedback unit 42 are by bus 26 and the safety bus 28 electrically connected. The steering wheel unit 22 and the feedback unit 42 may include one or more sensors for determining the road feedback, the handwheel position, and the handwheel torque, wherein the determined information is the main control unit 14 is sent. The steering device 24 includes an electrically operable device 36 (such as an electric motor that drives a rack) for steering the front wheels. The operable device 36 is through the steering control unit 40 controlled. The steering device 24 may include one or more sensors for determining the steering effort and the steering force level and the steering position, wherein the determined information to the main control unit 14 is sent. The steering device 24 can be operated by signals on the steering bus 34 from the steering wheel unit 22 be supplied. Alternatively or additionally, signals from the steering wheel unit 22 and the steering device 24 to the control unit 14 be transmitted. From the various of the control unit 14 monitored signals, the control unit, the steering device 24 for steering the vehicle 12 actuate.

Nach 2 der Zeichnungen ist die zweite Ausführungsform eines X-By-Wire-Systems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Kraftfahrzeug 112 vorgesehen. Das System 100 umfaßt eine Hauptsteuereinheit 114, ein Bremssystem, das eine elektrisch bedienbare Bremse 116 für jedes Rad, ein Bremspedal 118 und eine handbediente oder Notbremse 120 umfaßt, und ein Lenksystem, das eine Lenkradeinheit 122 und eine elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung 124 umfaßt, die die Vorderräder verbindet. Das System 100 umfaßt ferner eine erste und eine zweite Stromquelle, wie beispielsweise eine erste und eine zweite Batterie 144, 146.To 2 of the drawings is the second embodiment of an X-by-wire system 100 according to the present invention for a motor vehicle 112 intended. The system 100 includes a main control unit 114 , a braking system that uses an electrically operated brake 116 for each wheel, a brake pedal 118 and a hand-operated or emergency brake 120 and a steering system comprising a steering wheel unit 122 and an electrically operated steering device 124 includes, which connects the front wheels. The system 100 further includes a first and a second power source, such as a first and a second battery 144 . 146 ,

Das Bremssystem umfaßt eine Bremsensteuereinheit 138, die jeder Bremse 116 zugeordnet ist, und einen Bremsbus 130, der das Bremspedal 118 und die Handbremse 120 mit der Hauptsteuereinheit 114 elektrisch verbindet. Jede Bremse 116 umfaßt eine elektrisch betätigbare Einrichtung 132 (wie beispielsweise einen Elektromotor, der mit einer Scheibenbremse integriert ist) zum Bremsen des zugehörigen Rades. Jede betätigbare Einrichtung 132 wird durch die zugeordnete Bremsensteuereinheit 138 gesteuert. Das Bremspedal 118 kann einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Pedalstellung, der aufgebrachten Kraft und der Betätigung umfassen. Die Handbremse 120 kann eine Anzahl Schalter umfassen. Jede Bremse 116 kann auch einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Bremspedalkraft und -betätigung, der Bremsenstellung und der Raddrehzahl umfassen, wobei die bestimmte Information zu den Bremsensteuereinheiten 138 und zur Hauptsteuereinheit 114 geschickt wird, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Bremsen 116 können von Signalen betätigt werden, die von der Hauptsteuereinheit 114 zugeführt werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Aus den verschiedenen von der Hauptsteuereinheit 114 überwachten Signalen kann die Hauptsteuereinheit die Bremsen 116 zum Bremsen des Fahrzeugs 112 individuell betätigen.The brake system includes a brake control unit 138 everyone's brake 116 is assigned, and a brake bus 130 who has the brake pedal 118 and the handbrake 120 with the main control unit 114 connects electrically. Every brake 116 includes an electrically operable device 132 (Such as an electric motor, which is integrated with a disc brake) for braking the associated wheel. Each operable device 132 is determined by the associated brake control unit 138 controlled. The brake pedal 118 may include one or more sensors for determining the pedal position, the applied force, and the actuation. The handbrake 120 may include a number of switches. Every brake 116 may also include one or more sensors for determining the brake pedal force and actuation, the brake position and the wheel speed, wherein the determined information to the brake control units 138 and to the main control unit 114 is sent, as will be described in more detail below. The brake 116 can be operated by signals coming from the main control unit 114 fed, as will be described in more detail below. From the various of the main control unit 114 monitored signals, the main control unit can apply the brakes 116 for braking the vehicle 112 operate individually.

Das Lenksystem umfaßt eine Lenksteuereinheit 140, die der Lenkeinrichtung 124 zugeordnet ist, eine Lenkradrückkopplungseinheit 142, die der Lenkradeinheit 122 zugeordnet ist, und einen Lenkbus 134, der die Lenksteuereinheit 140 und die Rückkopplungseinheit 142 mit der Hauptsteuereinheit 114 elektrisch verbindet. Die Lenkeinrichtung 124 wird durch die Lenksteuereinheit 140 gesteuert. Die Lenkradeinheit 122 kann einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Straßenrückkopplung, der Handradstellung und des Handraddrehmoments umfassen, wobei die bestimmte Information zur Lenkradrückkopplungseinheit 142 und zur Hauptsteuereinheit 114 geschickt wird, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Lenkeinrichtung 124 umfaßt eine elektrisch betätigbare Einrichtung 136 (wie beispielsweise einen Elektromotor, der eine Zahnstange antreibt) zum Lenken der Vorderräder. Die betätigbare Einrichtung 136 wird durch die Lenksteuereinheit 140 gesteuert. Die Lenkeinrichtung 124 kann auch einen oder mehrere Sensoren zum Bestimmen der Lenkkraftbetätigung und des Lenkkraftniveaus und der Lenkstellung umfassen, wobei die bestimmte Information zur Lenksteuereinheit 140 und zur Hauptsteuereinheit 114 geschickt wird, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die Lenkeinrichtung 124 kann von Signalen betätigt werden, die von der Hauptsteuereinheit 114 zugeführt werden, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Aus den verschiedenen von der Hauptsteuereinheit 114 überwachten Signalen kann die Hauptsteuereinheit die Lenkeinrichtung 124 zum Lenken des Fahrzeugs 112 betätigen. Die Hauptsteuereinheit 114 ist vorzugsweise in Verbindung mit der Lenkradeinheit 122 montiert, wobei die Rückkopplungseinheit 142 integral mit der Hauptsteuereinheit ist.The steering system includes a steering control unit 140 that of the steering device 124 is assigned, a steering wheel feedback unit 142 that the steering wheel unit 122 is assigned, and a steering bus 134 that the steering control unit 140 and the feedback unit 142 with the main control unit 114 connects electrically. The steering device 124 is through the steering control unit 140 controlled. The steering wheel unit 122 may include one or more sensors for determining the road feedback, the handwheel position, and the handwheel torque, wherein the determined information relates to the steering wheel feedback unit 142 and to the main control unit 114 is sent, as will be described in more detail below. The steering device 124 includes an electrically operable device 136 (such as an electric motor that drives a rack) for steering the front wheels. The operable device 136 is through the steering control unit 140 controlled. The steering device 124 may also include one or more sensors for determining the steering force and the steering force level and the steering position, wherein the specific information to the steering control unit 140 and to the main control unit 114 is sent, as will be described in more detail below. The steering device 124 can be operated by signals coming from the main control unit 114 fed, as will be described in more detail below. From the various of the main control unit 114 monitored signals, the main control unit, the steering device 124 for steering the vehicle 112 actuate. The main control unit 114 is preferably in connection with the steering wheel unit 122 mounted, the feedback unit 142 is integral with the main control unit.

Die erste Batterie 144 ist einzeln mit den Bremsensteuereinheiten 138, der Lenksteuereinheit 140, der Lenkradrückkopplungseinheit 142 und der Hauptsteuereinheit 114 mittels einer ersten Stromleitung 148 elektrisch verbunden. Ähnlich ist die zweite Batterie 146 einzeln mit den Bremsensteuereinheiten 138, der Lenksteuereinheit 140, der Lenkradrückkopplungseinheit 142 und der Hauptsteuereinheit 114 mittels einer zweiten Stromleitung 150 elektrisch verbunden. Die Verwendung der ersten und der zweiten Batterie 144, 146 zur getrennten und individuellen Lieferung elektrischer Energie an die erste und die zweite Stromleitung 148, 150 stellt Energie für das X-By-Wire-System 100 sicher, sollte eines der Stromversorgungssysteme ausfallen, und erlaubt auch die Wahlmöglichkeit, die dem Bremssystem und dem Lenksystem zugeführte Energie zu verdoppeln.The first battery 144 is single with the brake control units 138 , the steering control unit 140 , the steering wheel feedback unit 142 and the main control unit 114 by means of a first power line 148 electrically connected. Similar is the second battery 146 individually with the brake control units 138 , the steering control unit 140 , the steering wheel feedback unit 142 and the main control unit 114 by means of a second power line 150 electrical connected. The use of the first and the second battery 144 . 146 for the separate and individual supply of electrical energy to the first and the second power line 148 . 150 provides energy for the X-by-wire system 100 certainly, should one of the power systems fail, and also allows the option of doubling the power supplied to the braking system and the steering system.

Die erste und die zweite Stromleitung 148, 150 können auch dazu verwendet werden, eine Kommunikations- und Steuersignalisierung zwischen der Hauptsteuereinheit 114 und dem Bremssystem und zwischen der Hauptsteuereinheit und dem Lenksystem bereitzustellen, um erfaßte Parameter sowie Steuer- oder Betriebssignale zu kommunizieren. Die Busse 130 und 134 können auch zu Kommunikations- und Steuerzwecken verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine jede der Hauptsteuereinheit 114, der Bremsensteuereinheiten 138, der Lenksteuereinheit 140 (und der Lenkradrückkopplungseinheit 142, wenn diese von der Hauptsteuereinheit getrennt ist) einen Sender/Empfänger 152 zum Senden und Empfangen von Kommunikations- und Steuersignalen über drahtlose Übertragung zwischen den Bremsensteuereinheiten und der Hauptsteuereinheit, zwischen der Lenksteuereinheit und der Hauptsteuereinheit und zwischen der Lenkradrückkopplungseinheit und der Hauptsteuereinheit umfassen.The first and the second power line 148 . 150 can also be used to provide communication and control signaling between the main control unit 114 and the brake system and between the main control unit and the steering system to communicate detected parameters and control or operating signals. The buses 130 and 134 can also be used for communication and control purposes. Alternatively or additionally, each of the main control unit 114 , the brake control units 138 , the steering control unit 140 (and the steering wheel feedback unit 142 if separated from the main control unit) a transceiver 152 for transmitting and receiving communication and control signals via wireless transmission between the brake control units and the main control unit, between the steering control unit and the main control unit and between the steering wheel feedback unit and the main control unit.

Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Topologie und Zusammensetzung zur Kommunikationsvernetzung, Signalteilung, Sicherheit und Aufintegration von physikalischen Einheiten bereit. Bei der ersten Ausführungsform besteht die Hauptkommunikation aus zwei unabhängigen Bussystemen, die mit unterschiedlichen Protokollen (in einem heterogenen Konzept) laufen. Bei der zweiten Ausführungsform kann die Kommunikation durch ein drahtloses System und/oder durch Verwendung der Stromleitungen erfolgen. Manche Sensorsignale können aus Sicherheitserfordernissen separat über Draht übertragen werden. Die Lenk- und Bremssysteme empfangen Fahrzeugdynamikbefehle auf hohem Niveau von der Hauptsteuereinheit, die auch als ein mögliches Gateway für andere Fahrzeuginformation wirken kann. Die Systemarchitektur und -topologie erlaubt es, daß mehr als ein Fehler auftreten kann, ohne grundlegende Brems- und Lenkfunktionen zu verlieren. Sollte beispielsweise die Lenkeinrichtung ausfallen, können die Vorderbremsen unabhängig betätigt werden, um ein Lenken zu ermöglichen. Sollte ähnlich eine der Vorderbremsen ausfallen, kann das Lenksystem während des Bremsens betätigt werden, um jegliches Giermoment zu kompensieren. Die Hauptsteuereinheit kann auch dazu verwendet werden, Ausfälle zu speichern, und meldet sofort bestimmte Ereignisse einem sicheren Ort außerhalb des Fahrzeugs.The The present invention provides a new topology and composition for communication networking, signal division, security and integration ready by physical units. In the first embodiment The main communication consists of two independent bus systems with different ones Run protocols (in a heterogeneous concept). At the second Embodiment can communication by a wireless system and / or by use the power lines take place. Some sensor signals may be off Security requirements are transmitted separately via wire. The steering and brake systems receive vehicle dynamics commands at a high level from the main control unit, which also acts as a possible gateway for others Vehicle information can act. The system architecture and topology allows more can occur as a failure, without basic braking and steering functions to lose. For example, should the steering device fail, can they Independent front brakes actuated to enable steering. Should be similar If one of the front brakes fails, the steering system can during the Braking actuated to compensate for any yaw moment. The main control unit can also be used to save failures and reports Immediately make certain events a safe place outside of the vehicle.

Bei einer bevorzugten Anordnung sind die elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Steuereinheiten ohne die Verwendung von zweiteiligen elektrischen Verbindern hergestellt, das heißt, es sind permanente Verbindungen eingerichtet. Der Lenkradeinheit können Reibungserzeugungsmotoren zugeordnet sein, um dem Fahrzeugführer ein "Lenkgefühl" zu geben. Die Hauptsteuereinheit 14, 114 ist vorzugsweise eine elektronische Steuereinrichtung in der Form eines Mikroprozessors. Die Bremsensteuereinheiten 38, 138, die Lenksteuereinheit 40, 140 und die Lenkradrückkopplungseinheit 42, 142 sind vorzugsweise eine Kombination aus elektronischen Steuereinrichtungen und Strom- bzw. Leistungssteuereinrichtungen.In a preferred arrangement, the electrical connections between the various control units are made without the use of two-part electrical connectors, that is, permanent connections are established. The steering wheel unit may be associated with friction generating motors to give the driver a "steering feel". The main control unit 14 . 114 is preferably an electronic control device in the form of a microprocessor. The brake control units 38 . 138 , the steering control unit 40 . 140 and the steering wheel feedback unit 42 . 142 are preferably a combination of electronic controllers and power controllers.

Ein X-By-Wire-System zum Steuern des Bremsens und Lenkens in einem Kraftfahrzeug umfaßt eine Hauptsteuereinheit 14, ein Bremssystem, das eine elektrisch bedienbare Bremse 16 für jedes Rad des Fahrzeuges umfaßt, ein Lenksystem, das eine elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung 24 umfaßt, die die Vorderräder des Fahrzeuges verbindet, ein Kommunikationsmittel 26 für die Hauptsteuereinheit, um dem Bremssystem Betätigungssignale zu schicken, und für die Hauptsteuereinheit, um dem Lenksystem Betätigungssignale zu schicken, ein Überwachungsmittel 28, das Sensoren umfaßt, die dem Bremssystem und dem Lenksystem zugeordnet sind, um vorbestimmte Parameter zu erfassen und Signale der vorbestimmten Parameter der Hauptsteuereinheit zu liefern, wobei die Hauptsteuereinheit das Bremssystem und das Lenksystem entweder unabhängig oder gemeinsam in Abhängigkeit von den Signalen von dem Überwachungsmittel betätigt. Die Anordnung stellt ein Bremsen und Lenken unabhängig oder in Verbindung bereit.An X-by-wire system for controlling braking and steering in a motor vehicle includes a main control unit 14 , a braking system that uses an electrically operated brake 16 for each wheel of the vehicle, a steering system comprising an electrically operable steering device 24 comprising the front wheels of the vehicle, a communication means 26 for the main control unit to send operating signals to the brake system, and monitoring means for the main control unit to send actuating signals to the steering system 28 comprising sensors associated with the braking system and the steering system for detecting predetermined parameters and providing signals of predetermined parameters to the main control unit, the main control unit operating the braking system and the steering system either independently or jointly in response to the signals from the monitoring means , The arrangement provides braking or steering independently or in conjunction.

Claims (12)

X-By-Wire-System zum Steuern des Bremsens und Lenkens in einem Kraftfahrzeug mit einer Hauptsteuereinheit (14, 114), einem Bremssystem, das eine elektrisch bedienbare Bremse (16, 116) für jedes Rad des Fahrzeuges, eine Bremsensteuereinheit (38, 138) für jede elektrisch bedienbare Bremse und eine Handbremse (20, 120) umfaßt, einem Lenksystem, das eine elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung (24, 124) umfaßt, die die Vorderräder des Fahrzeuges verbindet, einem Kommunikationsmittel (26, 148, 150, 152) für die Hauptsteuereinheit, um Betätigungssignale zum Bremssystem zu schicken und um Betätigungssignale zum Lenksystem zu schicken, einem Überwachungsmittel (28, 148, 150, 152), das Sensoren umfaßt, die dem Bremssystem und dem Lenksystem zugeordnet sind, um vorbestimmte Parameter zu erfassen und der Hauptsteuereinheit (14, 114) Signale der vorbestimmten Parameter zu liefern, wobei die Hauptsteuereinheit (14, 114) das Bremssystem und das Lenksystem entweder unabhängig oder gemeinsam in Abhängigkeit von den Signalen von dem Überwachungsmittel (28, 148, 150, 152) betatigt, wobei die Handbremse (20, 120) mit der Bremsensteuereinheit (38) oder der Hauptsteuereinheit (114) elektrisch verbunden ist.X-by-wire system for controlling braking and steering in a motor vehicle with a main control unit ( 14 . 114 ), a braking system that uses an electrically operated brake ( 16 . 116 ) for each wheel of the vehicle, a brake control unit ( 38 . 138 ) for each electrically operated brake and a handbrake ( 20 . 120 ), a steering system having an electrically operable steering device ( 24 . 124 ) connecting the front wheels of the vehicle to a communication means ( 26 . 148 . 150 . 152 ) for the main control unit to send actuating signals to the brake system and to send actuating signals to the steering system, a monitoring means ( 28 . 148 . 150 . 152 ) comprising sensors associated with the braking system and the steering system for detecting predetermined parameters and the main control unit ( 14 . 114 ) To provide signals of the predetermined parameters, the main control unit ( 14 . 114 ) the brake system and the steering system either unab pending or in common depending on the signals from the monitoring means ( 28 . 148 . 150 . 152 ), whereby the handbrake ( 20 . 120 ) with the brake control unit ( 38 ) or the main control unit ( 114 ) is electrically connected. X-By-Wire-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsmittel (28, 148, 150, 152) ein Signal liefern kann, das einen Ausfall in dem Bremssystem oder einen Ausfall in dem Lenksystem anzeigt, und daß die Hauptsteuereinheit (14, 114) das Lenksystem steuern kann, um einen Ausfall in dem Bremssystem zu kompensieren, und/oder das Bremssystem steuern kann, um einen Ausfall in dem Lenksystem zu kompensieren.X-by-wire system according to claim 1, characterized in that the monitoring means ( 28 . 148 . 150 . 152 ) can provide a signal indicating a failure in the brake system or a failure in the steering system, and that the main control unit ( 14 . 114 ) may control the steering system to compensate for a failure in the brake system and / or control the brake system to compensate for a failure in the steering system. X-By-Wire-System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsteuereinheit (14, 114) jede elektrisch bedienbare Bremse mittels jeder Bremsensteuereinheit unabhängig betätigen kann.X-by-wire system according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the main control unit ( 14 . 114 ) can independently actuate each electrically operable brake by means of each brake control unit. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssystem ein Bremspedal (18) umfaßt, und daß jede Bremsensteuereinheit (38) mit dem Bremspedal und der Handbremse über einen Bremsbus (30) elektrisch verbunden ist.X-by-wire system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the brake system is a brake pedal ( 18 ) and that each brake control unit ( 38 ) with the brake pedal and the handbrake via a brake bus ( 30 ) is electrically connected. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssystem ein Bremspedal (118) umfaßt, und daß die Hauptsteuereinheit (114) mit dem Bremspedal und der Handbremse über einen Bremsbus (130) elektrisch verbunden ist.X-by-wire system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the brake system is a brake pedal ( 118 ) and that the main control unit ( 114 ) with the brake pedal and the handbrake via a brake bus ( 130 ) is electrically connected. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenksystem eine Lenksteuereinheit (40, 140) für die elektrisch bedienbare Lenkeinrichtung (24, 124) umfaßt.X-by-wire system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the steering system has a steering control unit ( 40 . 140 ) for the electrically operated steering device ( 24 . 124 ). X-By-Wire-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenksystem eine Lenkradeinheit (22) umfaßt, wobei die Lenkradeinheit mit der Lenksteuereinheit (40) über einen Lenkbus (34) elektrisch verbunden ist.X-by-wire system according to claim 6, characterized in that the steering system comprises a steering wheel unit ( 22 ), wherein the steering wheel unit with the steering control unit ( 40 ) via a steering bus ( 34 ) is electrically connected. X-By-Wire-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksteuereinheit (140) mit der Hauptsteuereinheit (114) über einen Lenkbus (134) elektrisch verbunden ist.X-by-wire system according to claim 6, characterized in that the steering control unit ( 140 ) with the main control unit ( 114 ) via a steering bus ( 134 ) is electrically connected. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationsmittel ein Kommunikationsbus (26) ist, der die Hauptsteuereinheit (14) mit dem Bremssystem und dem Lenksystem elektrisch verbindet, und daß das Überwachungsmittel einen Sicherheits- und Überwachungsbus (28) umfaßt, der die Hauptsteuereinheit mit dem Bremssystem und dem Lenksystem elektrisch verbindet, wobei der Sicherheits- und Überwachungsbus auch in der Lage ist, die Betätigungssignale zu übertragen.X-by-wire system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the communication means is a communication bus ( 26 ), which is the main control unit ( 14 ) electrically connects to the brake system and the steering system, and that the monitoring means comprises a safety and monitoring bus ( 28 ) electrically connecting the main control unit to the brake system and the steering system, the safety and monitoring bus also being able to transmit the actuating signals. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationsmittel und das Überwachungsmittel eine Stromleitung (148) umfaßt, um der Hauptsteuereinheit (114), dem Bremssystem und dem Lenksystem elektrische Energie von einer Stromquelle (144) zu liefern.X-by-wire system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the communication means and the monitoring means comprise a power line ( 148 ) to the main control unit ( 114 ), the brake system and the steering system electrical energy from a power source ( 144 ) to deliver. X-By-Wire-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationsmittel und das Überwachungsmittel eine zweite Stromleitung (150) umfaßt, um der Hauptsteuereinheit (114), dem Bremssystem und dem Lenksystem elektrische Energie von einer zweiten Stromquelle (146) zu liefern.X-by-wire system according to claim 10, characterized in that the communication means and the monitoring means comprise a second power line ( 150 ) to the main control unit ( 114 ), the brake system and the steering system electrical energy from a second power source ( 146 ) to deliver. X-By-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kommunikationsmittel und das Überwachungsmittel einen Sender/Empfänger (152) an einem jeden von der Hauptsteuereinheit (114), dem Bremssystem und dem Lenksystem umfaßt.X-by-wire system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the communication means and the monitoring means comprise a transmitter / receiver ( 152 ) on each of the main control unit ( 114 ), the brake system and the steering system.
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