DE-102024132515-A1 - Steuereinrichtung für ein redundant ansteuerbares Parksystem eines Fahrzeugs, Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer solchen Steuereinrichtung

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (100) für ein redundant ansteuerbares Parksystem (1000) eines Fahrzeugs (F), aufweisend ein Prozessorsystem (10), das dazu eingerichtet ist, das Parksystem (1000) zumindest teilweise redundant anzusteuern; eine erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1), die einem ersten Aktuator (200) des Parksystems (1000) zugeordnet ist, wobei der erste Aktuator (200) dazu eingerichtet ist, eine Bremsfunktion für einen ersten Fahrzeugreifen (R1) des Fahrzeugs (F) zu bewirken; eine von der ersten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC1) unterschiedliche zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2), die einem von dem ersten Aktuator (200) unter-schiedlichen zweiten Aktuator (400) des Parksystems (1000) zugeordnet ist, wobei der zweite Aktuator (400) dazu eingerichtet ist, eine Bremsfunktion für einen von dem ersten Fahrzeugreifen (R1) unterschiedlichen zweiten Fahrzeugreifen (R2) des Fahrzeugs (F) zu bewirken. Dabei ist vorgesehen, dass während eines autonomen oder teilautonomem Einparkvorgangs des Fahrzeugs (F) die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) ferner dazu eingerichtet sind, in einem Überwachungsmodus, das Prozessorsystem (10) unabhängig voneinander zu überwachen und bei Ausfall des Prozessorsystems (10) den jeweiligen Aktuator (200, 400) zu aktivieren.

Inventors

• Kilian Förster
• Philipp Hatje

Assignees

• AUDI AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (14)

1. Steuereinrichtung (100) für ein redundant ansteuerbares Parksystem (1000) eines Fahrzeugs (F), aufweisend ein Prozessorsystem (10), das dazu eingerichtet ist, das Parksystem (1000) zumindest teilweise redundant anzusteuern; eine erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1), die einem ersten Aktuator (200) des Parksystems (1000) zugeordnet ist, wobei der erste Aktuator (200) dazu eingerichtet ist, eine Bremsfunktion für einen ersten Fahrzeugreifen (R1) des Fahrzeugs (F) zu bewirken; eine von der ersten anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC1) unterschiedliche zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2), die einem von dem ersten Aktuator (200) unterschiedlichen zweiten Aktuator (400) des Parksystems (1000) zugeordnet ist, wobei der zweite Aktuator (400) dazu eingerichtet ist, eine Bremsfunktion für einen von dem ersten Fahrzeugreifen (R1) unterschiedlichen zweiten Fahrzeugreifen (R2) des Fahrzeugs (F) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet , dass während eines autonomen oder teilautonomem Einparkvorgangs des Fahrzeugs (F) die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) ferner dazu eingerichtet sind, in einem Überwachungsmodus, das Prozessorsystem (10) unabhängig voneinander zu überwachen und bei Ausfall des Prozessorsystems (10) den jeweiligen Aktuator (200, 400) zu aktivieren.
2. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Parksystem (1000) eine Kombination aus unabhängig voneinander steuerbarer Parkbremse und Parksperre aufweist.
3. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei die Steuereinrichtung (100) mit einer Energiequelle (20) des Fahrzeugs (F) verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, das Prozessorsystem (10), die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1), den ersten Aktuator (200), die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) und den zweiten Aktuator (400) mit elektrischer Energie zu versorgen.
4. Steuereinrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Prozessorsystem (10) aufweist: einen ersten Mikrocontroller (12), der dem ersten Aktuator (200) des Parksystems (1000) zugeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, den ersten Aktuator (200) anzusteuern, wobei die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) dazu eingerichtet ist, in dem Überwachungsmodus den ersten Mikrokontroller (12) während des autonomen oder teilweise autonomen Einparkvorgangs zu überwachen; und einen zweiten Mikrocontroller (14), der dem zweiten Aktuator (400) des Parksystems (1000) zugeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, den zweiten Aktuator (400) anzusteuern, wobei die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) dazu eingerichtet ist, in dem Überwachungsmodus den zweiten Mikrokontroller (14) während des autonomen oder teilweise autonomen Einparkvorgangs zu überwachen.
5. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 4 , wobei der erste Mikrokontroller (12) und der zweite Mikrokontroller (14) über ein Bussystem (30) des Fahrzeugs (F) miteinander kommunizieren.
6. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 4 oder 5 , wobei die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) bei Ausfall des ersten Mikrokontrollers (12) den ersten Aktuator (200) aktiviert, und der zweite Mikrokontroller (14) zeitverzögert den zweiten Aktuator (400) aktiviert, oder wobei die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) bei Ausfall des zweiten Mikrokontrollers (14) den zweiten Aktuator (400) aktiviert, und der erste Mikrokontroller (12) zeitverzögert den ersten Aktuator (200) aktiviert.
7. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 4 bis 6 , wobei die Energiequelle (20) ferner dazu eingerichtet ist, den ersten Mikrokontroller (12), die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und den ersten Aktuator (200) über einen ersten Versorgungsweg mit elektrischer Energie zu versorgen, und den zweiten Mikrokontroller (14), die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) und den zweiten Aktuator (400) über einen von dem ersten Versorgungsweg unabhängigen zweiten Versorgungsweg mit elektrischer Energie zu versorgen.
8. Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei das Prozessorsystem (10) einen Mikrokontroller (12, 14) aufweist, der dem ersten Aktuator (200) und dem zweiten Aktuator (400) des Parksystems (1000) zugeordnet ist und der dazu eingerichtet ist, den ersten Aktuator (200) und den zweiten Aktuator (400) anzusteuern, wobei die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) in dem Überwachungsmodus den Mikrokontroller (12, 14) während des autonomen oder teilweise autonomen Einparkvorgangs unabhängig voneinander überwacht.
9. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 8 , wobei bei Ausfall des Mikrokontrollers (12, 14) die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) den ersten Aktuator (200) aktiviert und die die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) den zweiten Aktuator (400) aktiviert.
10. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 8 oder 9 , wobei die Steuereinrichtung (100) ferner dazu eingerichtet ist, durch ein Bedienelement (40) des Fahrzeugs (F), eine Betätigung wenigstens eines Aktuators (200, 400) des Parksystems (1000) manuell bereitzustellen.
11. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 8 bis 10 , ferner mit einem Schalter (S), der dazu eingerichtet ist, zwischen mehreren in der Energiequelle (20) umfassten Stromquellen umzuschalten.
12. Steuereinrichtung (100) nach Anspruch 8 bis 10 , ferner mit einem Superkondensator-Modul (SCAP), das dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zu speichern und bereitzustellen.
13. Fahrzeug (F) mit einer Steuereinrichtung (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner mit einem Parksystem (1000), einer Energiequelle (20) und einem Bussystem (30).
14. Verfahren zum Betreiben einer Steuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 , das Verfahren aufweisend: während eines autonomen oder teilautonomem Einparkvorgangs des Fahrzeugs (F), in einem Überwachungsmodus, - Überwachen (S310) des Prozessorsystems (10) durch die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2) unabhängig voneinander; und bei Ausfall des Prozessorsystems (10), - Aktivierung (S320) des jeweiligen Aktuators (200, 400) durch die erste anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC1) und die zweite anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein redundant ansteuerbares Parksystem eines Fahrzeugs, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung und ein Verfahren zum Betrieben einer solchen Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann hierbei für verschiedene in Fahrzeugen verwendete Parksysteme bereitgestellt werden. Beispiele bekannter Parksysteme umfassen: elektrische Feststellbremsen, klassische Parksperren, sowie eine Kombination einer klassischen Parksperre mit einer einseitig ansteuerbaren elektrischen Parkbremse, die voneinander unabhängige Ansteuerungen aufweisen, und weitere gebräuchliche Parksysteme. Aus dem Stand der Technik sind Steuergeräte für elektrische Parkbremsen (englisch „Electric Parking Brake“, oder kurz EPB), die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden und die die konventionelle Feststellbremse ablösen, bekannt. Die elektrischen Parkbremsen können beispielswiese Aktuatoren umfassen, die mittels des Steuergeräts redundant angesteuert werden. Aus der Druckschrift DE 10 2016 218 214 A1 ist zum Beispiel ein Bremssystem-Steuergerät bekannt, das eine hydraulische Fahrzeugbremse und eine elektromechanische Bremsvorrichtung mit einem elektrischen Bremsmotor umfasst. Das Bremssystem-Steuergerät weist ferner einen Mikrocontroller, einen System-ASIC und einen Bremsmotor-ASIC auf. Bei einem Ausfall des Mikrocontrollers, des System-ASICs und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zwischen Mikrocontroller und System-ASIC bzw. zwischen Mikrocontroller und Bremsmotor-ASIC ist es möglich den elektrischen Bremsmotor der elektromechanischen Bremsvorrichtung selbsttätig oder auf Anforderung durch den Fahrer über den Bremsmotor-ASIC anzusteuern und auf elektromechanischem Wege eine Bremskraft zu erzeugen. Die Druckschrift DE 10 2016 015 544 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug-Steuergerät, das ein erstes Prozessorsystem umfasst, welches einen Aktuator einer elektrischen Parkbremse und wenigstens eine weitere Kraftfahrzeug-Funktionseinheit ansteuert. Ein zweites Prozessorsystem des Steuergeräts ermöglicht es ferner, in zumindest teilweiser redundanter Weise zum ersten Prozessorsystem, den Aktuator anzusteuern. Hierbei können beispielsweise einige Ansteueroptionen (z. B. ein Schließen des Aktuators) sowohl dem ersten Prozessorsystem als auch dem zweiten Prozessorsystem zur Verfügung stehen, um bei einem Ausfall von einem der beiden Prozessorsysteme noch eine (jedenfalls teilweise) Ansteuerung des Aktuators zu ermöglichen. Weiterhin betrifft die Druckschrift DE 11 2021 003 249 T5 eine Steuereinheit eines elektrischen Feststellbremssystems, das eine erste Mikrosteuereinheit (MCU) mit einer Treiberschaltung aufweist, die eine erste Treiberschaltung und eine zweite Treiberschaltung umfasst, die jeweils mit einem ersten Motor und einem zweiten Motor verbunden sind, um eine Antriebskraft für eine elektrische Feststellbremse bereitzustellen. Die Steuereinheit weist ferner eine Vielzahl von Kernprozessoren auf, um die erste Treiberschaltung und die zweite Treiberschaltung zu steuern, sowie eine weitere MCU mit einem Kernprozessor, die mit der zweiten Treiberschaltung verbunden ist. Die zweite MCU prüft, ob ein Fehler in der ersten MCU aufgetreten ist. Im Falle eines Fehlers steuert sie den zweiten Motor an, um eine Antriebskraft für die Feststellbremse bereitzustellen. Charakteristisch für diese bekannten redundant ansteuerbaren elektrischen Parkbremsen oder Parksysteme ist, dass diese in der Regel aus zwei Parkbremsaktuatoren und zwei getrennten Ansteuerungen bestehen können, von denen je ein Steuergerät einen Parkbremsaktuator ansteuert. Durch die Redundanz der Ansteuerung wird sichergestellt, dass auch im Fehlerfall immer einer der beiden Parkbremsaktuatoren schließen kann. In Anbetracht der rasanten Entwicklung von autonomen Fahrzeugen, die vollautomatische Fahrvorgänge, wie dem Vorgang des automatischen oder autonomen Parkens, durchführen können, werden hohe Anforderungen gesetzt. Beispielsweise wird gefordert, ein Einparken bei einer Geländeneigung von bis zu 15 % mit einer Ausfallwahrscheinlichkeit von weniger als 100 FIT (engl., „failure in time“, oder kurz FIT, was der Anzahl der Ausfälle bezogen auf ein Zeitintervall von 109 Betriebsstunden eines Geräts entspricht) zu ermöglichen. Bei klassischen Parksystemen mit Parksperre und Parkbremse, wird die elektrische Parkbremse durch ein Steuergerät angesteuert und erfüllt diese Anforderung bzw. die Parksperre erfüllt diese bei Ausfall der elektrischen Parkbremse. Bei vielen autonomen Elektrofahrzeugen kommt statt einer Parkbremse und einer Parksperre jedoch ausschließlich eine redundant angesteuerte elektrische Parkbremse zum Einsatz. Solche redundant angesteuerten Parksysteme haben daher in diesem Fehlerfall den Nachteil, dass nur ein Aktuator für das Parken herangezogen werden kann. Damit wird nur ein Rad gebremst bzw. zum Parken des Fahrzeugs wirksam. Bei nasser Straße führt das dazu, dass heutige Kraftfahrzeuge als sogenannte „Ein-Rad-Parker“ bis