Study of new interfaces for upcoming BMW electric parking brakes

This thesis deals with the Electric Parking Brake (EPB) systems mounted in current and upcoming BMW vehicles and in particular with the interface between software and actuator. The analysis of new and more efficient configurations of an EPB was the main aim of the project. The actual state of the art has been considered taking into account books, patents, BMW documents as well as international standards. Once a basic knowledge has been built, possible new concepts have been developed. A modification in the configuration of an EPB system requires to take into account many different aspects like the communication between colleagues and external partners, the financial requirements as well as the software adaptation to the new concept. Also the matching of interests between the EPB department and the other ones related to it at BMW is fundamental for guaranteeing a good collaboration for the new system. Several interviews with colleagues from the EPB department where done in order to identify positive and negative aspects of the actual development interfaces. Then possible new interfaces where designed and presented during building-block development meetings. These new concepts where than evaluated through marks by the same colleagues verifying if they were even feasible considering the development effort, the communication effort, the financial effort, the flexibility as well as the test & hedging requirements. Finally the best idea that has been evaluated was about an EPB component that could be developed at the same time by several different suppliers as an industrial standard. Even if the idea was original, it would be rather difficult to really implement it, since a cooperation of suppliers is not easily feasible. The second choice was then studied in more detail since it was considered as the more feasible one. In future a standardized BMW interface could be defined between actuator, developed together with BMW, and caliper, bought externally, in order to reduce the communication paths between actuator and caliper. To do this the actual mechanical interfaces of the actuator-caliper assemblies implemented in BMW models have been analyzed and a possible new solution has been conceived.

Il sistema che verrà discusso in questa tesi sarà il freno di stazionamento, in inglese Electric Parking Brake (EPB,) presente nei veicoli attuali e futuri del marchio BMW. Delle varie parti di cui è costituito questo sistema, sarà proprio l’interfaccia tra software e attuatore quello su cui ci si focalizzerà. L’obiettivo principale di questa trattazione è l’analisi di configurazioni nuove e più efficenti della EPB. L’attuale avanguardia della tecnica è stata poi considerata facendo riferimento a libri, brevetti, documenti di proprietà di BMW così come standard internazionali. Una volta costruita la conoscenza di base, sono stati sviluppate nuove idee. Una modifica della configurazione del sistema EPB, oltre che dover rispettare gli standard internazionali richiede l’esaminazione di diversi aspetti come la comunicazione tra colleghi interni ed esterni all’azienda, le richieste finanziarie nonchè l’adattamento della parte software al nuovo sistema. Anche gli interessi del dipartimento EPB e di coloro che sono connessi tematicamente all’EPB in BMW devono combaciare in modo da garantire una buona collaborazione tra i colleghi per la realizzazione del nuovo sistema. Sono state svolte diverse interviste con colleghi del dipartimento EPB in modo tale da definire aspetti positivi e negativi delle attuali interfacce di sviluppo. Successivamente sono state progettate nuove interfacce e presentate durante una riunione di sviluppo ai colleghi del dipartimento. Sono quindi state valutate attraverso un sistema di votazione matriciale dagli stessi in modo tale da analizzare la praticabilità delle idee considerando lo sforzo di sviluppo, lo sforzo comunicativo, lo sforzo finanziario, la flessibilità della soluzione nonché lo sforzo dovuto ai test per verificare le nuove interfacce. Infine l’idea che ha ottenuto la miglior votazione è stata quella relativa allo sviluppo di una componente EPB che potesse essere sviluppata allo stesso tempo da diversi fornitori attraverso un’unico standard industriale. Tuttavia anche se l’idea è originale, sarebbe difficilmente implementabile, dal momento che una collaborazione tra diversi fornitori risulterebbe di difficile realizzazione. L’idea che è stata valutata come seconda migliore è stata studiata più nel dettaglio perché considerata più praticabile. In futuro l’interfaccia pinza-attuatore potrebbe essere standardizzata da BMW in modo tale da ridurre i canali di comunicazione tra attuatore, sviluppato assieme al PBC e pinza, acquistata esternamente. Per mettere in pratica questa idea sono state analizzate le diverse interfacce dei tre attuali fornitori per veicoli BMW, quindi è stata ideata una possibile nuova soluzione.