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Die
Erfindung betrifft den Test eines Notbremssystems auf einer Abfahrrampe.
Mit dem Notbremstest gelingt die funktionale Überprüfung eines in ein Kraftfahrzeug
eingebauten Notbremssystems unter weitgehend realen Bedingungen.
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Zunächst wird
zur Begriffsklärung
ein Stand der Technik diskutiert, in dem die Notbremsfähigkeit einer
elektrohydraulischen Bremsanlage überprüft wird. Die Notbremsfähigkeit
ist vom dem Begriff eines Notbremssystems, wie er im Zusammenhang
mit der hier offenbarten Erfindung auftritt streng zu trennen. So
ist z.B. aus der
DE
10060225 A1 ein Verfahren zur Überwachung der Notbremsfähigkeit
einer elektrohydraulischen Bremsanlage offenbart. Die Notbremsfähigkeit
meint hier, bei Ausfall der elektrohydraulischen Betätigungsmitteln
zur Not immer noch eine Bremsung mittels direktem Pedaldruck auf
den Hauptbremszylinder durchführen
zu können.
Hierzu muss bei der elektrohydraulischen Bremsanlage sichergestellt
werden, dass der Vorrat an Bremsflüssigkeit im Hauptbremszylinder
immer ausreichend groß ist,
um noch einen Bremsdruck in den Radbremszylindern aufbauen zu können. Dies
ist bei einem Ausfall eines elektrohydraulischen Bremssystems zunächst nicht
selbstverständlich.
Der Begriff der Notbremsung und der Notbremsfähigkeit meint hier also die
Existenz einer Rückfallebene,
deren Funktion sichergestellt wird, falls das Primärsystem ausfällt.
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Diagnosesysteme,
Diagnoseprogramme und Tests für
Bremssysteme sind heute üblicherweise
in Steuergeräten
und Diagnosegeräten
implementiert, wobei die Diagnosegeräte über eine Kommunikationsschnittstelle
an die verbauten Steuergeräte
im Kraftfahrzeug angeschlossen werden können. Eine solche Vorrichtung
ist beispielsweise aus der
DE 19833815
B4 von der Firma Bosch bekannt. Solche Diagnosesysteme
werden zur Funktionsüberprüfung von
elektrohydraulischen, elektropneumatischen oder elektromechanischen
Bremsanlagen eingesetzt. Die wesentlichen Einheiten einer solchen Bremsanlage
sind die Bremsensteuereinheit, eine Recheneinheit zur Ermittlung
des Fahrerbremswunsches, die elektrisch angetriebenen Bremsensteller, die
Radbremsen, ein Servicespeicher und ein Fehlerspeicher, ein Fahrerinformationsdisplay
und eine Echtzeituhr. Im Zusammenwirken mit weiteren Fahrzeugsystemen
und insbesondere mit verschiedenen Beschleunigungssensoren, lassen
sich mit derartigen Bremsanlagen selbsttätige Bremseingriffe realisieren,
die unter den Begriffen Antiblockierschutz, Antriebsschlupfregelung
und Fahrstabilitätsregelung in
heutigen Fahrzeugen eingebaut sind. Die Überprüfung solcher Bremsanlagen im
Rahmen eines Kundendienstservices wird mit einem Diagnosegerät durchgeführt, dessen
Diagnoseprogramm variantenspezifisch für die eingebaute Bremsanlage
ausgewählt
und gestartet wird. Das ausgewählte
Diagnoseprogramm führt
hierbei eine Funktionsüberprüfung des
gesamten Bremssystems durch und überprüft die korrekte
Funktion der Anlage und den korrekten Bremsdruckaufbau in den Radbremsen.
Kommt es zu Funktionsabweichungen oder zu nicht tolerierbaren Abweichung
beim Bremsdruck oder beim Bremsdruckaufbau, wird dies bei der Serviceüberprüfung vom
Diagnosegerät
als Fehler gewertet und je nach Art der aufgetretenen Regelabweichung
von dem Diagnoseprogramm ein spezifischer Fehlercode in den Fehlerspeicher
abgelegt. Als besonderes Feature bietet das Diagnosesystem nach
der
DE 19833815 B4 bei
einem Werkstattaufenthalt dem Fachpersonal die Möglichkeit, Prüfprogramme
in die Bremsanlage zu übertragen
und damit in die Funktionsweise der Bremsanlage einzugreifen. Dieses
letztgenannte Feature wird auch für die hier offenbarte Erfindung benötigt.
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Aus
der
DE 10254388 A1 ,
die der Erfindung am nächsten
kommen dürfte,
ist schließlich
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bandende- oder Werkstatt-Test
von Fahrer Assistenzsystemen bekannt. Die Fahrerassistenzsysteme
umfassen hierbei auch Collision Avoidance Systeme oder Automatische
Notbremseinrichtungen. Die beiden letztgenannten Systeme sind Notbremssysteme
im Sinne der hier offenbarten Erfindung. Zum Bandende Test der automatischen
Notbremseinrichtung wird die Bremse an ein Messgerät und an
ein Steuergerät
angeschlossen, mittels dessen von außen simulierte Messdaten in
das Bremsensteuergerät
eingeschrieben werden. Hierzu wird das Bremsensteuergerät in einen
Test-Modus umgeschaltet.
In diesem Testmodus werden die Daten für die Geschwindigkeit, insbesondere
für die
Relativgeschwindigkeit zwischen stehendem Fahrzeug und bewegtem
Hindernis nicht mehr aus den Fahrzeugsensoren ermittelt, sondern es
wird auf die übertragenen
simulierten Geschwindigkeitsdaten zurückgegriffen. Wird nun das Testhindernis
soweit auf das Fahrzeug zu bewegt, dass der zur simulierten Geschwindigkeit
zugehörige
Sicherheitsabstand unterschritten wird, muss die Bremsanlage selbsttätig eine
Notbremsung am stehenden Fahrzeug einleiten. Weiterhin kann die
Reaktionszeit der Bremsanlage ermittelt werden, wenn das Testhindernis
plötzlich
in den Sicherheitsabstand hinein verbracht wird. Dies kann z.B.
durch anfängliches
Verdecken des Testhindernisses mit einem Shutter durchgeführt werden.
Vorteil von diesem Bandendetest ist, dass alle Assistenzsysteme
am Bandende einen Test durchlaufen können, ohne dass hierzu das Fahrzeug
bewegt werden müsste.
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Nachteil
an dem vorgenannten Stand der Technik ist es, dass im Grunde nur
die Bremsenauslösung
in Folge eines Hindernisses getestet wird. Das Zusammenspielen aller
hierfür
in der Realität notwendigen
Sensoren und Betriebsmittel kann nicht getestet werden, da entscheidende
Sensorwerte simuliert werden, so dass mit dem Test keine Aussage möglich ist,
ob die Notbremsung auch beim bewegten Fahrzeug ausgelöst werden
würde.
Der Test von Betriebsmitteln, die bei realen Notbremssystemen dafür sorgen,
dass der Fahrer die letzte Kontrolle über den Bremsvorgang ausüben kann,
bzw. den Notbremsvorgang abbrechen kann, ist mit den vorgenannten
Techniken auch nicht möglich.
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Ausgehend
von dem vordiskutierten Sachverhalt, ist es daher Aufgabe, der hier
offenbarten Erfindung einen Notbremstest anzugeben, der am Bandende
bei bewegtem Fahrzeug durchgeführt
werden kann, und der mit Echtdaten aller zusammenwirkenden Sensoren
und Betriebsmittel arbeitet.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einem Notbremstest mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Vorteilhafte
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Notbremstest
sind in der folgenden Beschreibung und in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Die
Lösung
gelingt hauptsächlich
mit einer Teststrecke mit einer Abfahrrampe und einem bewegten Hindernis.
Auf der Teststrecke wird der Notbremstest mit einem fahrenden Fahrzeug
durchgeführt.
Die Fahrzeuge werden mittels eines Diagnosegerätes zunächst auf den Notbremstest vorbereitet, indem
die Bremsanlage und die am Notbremstest beteiligten Steuergeräte in einen
Testmodus versetzt werden. Nach Einfahren in eine Teststrecke wird nach
Durchfahren einer Lichtschranke das bewegliche Hindernis in Bewegung
gesetzt, wobei die Geschwindigkeit des Hindernisses im Vergleich
zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs so zu wählen ist, dass der Bewertungsalgorithmus
des Notbremssystems mit fortschreitender Fahrt des Fahrzeugs von einer
stetig steigenden Gefahrensituation ausgeht, und die simulierte
Gefahrensituation eine Notbremsung auslöst, noch bevor das Fahrzeug
die Abfahrrampe erreicht hat. Der Auslösepunkt der Notbremsung soll
hierbei so frühzeitig
liegen, dass das Fahrzeug mit der Notbremsung noch vor Erreichen
der Abfahrrampe zum Stehen kommt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Notbremstests
wird bei der Umschaltung der Steuergeräte in den Testmodus die vom
Drehzahlsensor des Fahrzeugs abgeleitete Fahrzeuggeschwindigkeit
im Testmodus mit einem Verstärkungsfaktor
zu einer modifizierten Geschwindigkeit vergrößert. Damit können unter
Verwendung von Echtdaten größere Geschwindigkeiten
simuliert werden und die Längenmaße der Teststrecke
können möglichst
kompakt gehalten werden, da die Teststrecke nicht auf die modifizierte
Geschwindigkeit ausgelegt werden muss, sondern lediglich auf die
tatsächlich
gefahrene Geschwindigkeit.
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Damit
werden hauptsächlich
folgende Vorteile erzielt:
Der Notbremstest ermöglicht eine
vollständige
Prüfung
aller Bestandteile des Notbremssystems im Fluss und unter Verwendung
von Echtdaten aus dem Fahrzeug. Es kann sowohl das Zusammenwirken
der verschiedenen Sensoren und Steuergeräte am fahrenden Fahrzeug überprüft werden,
als auch der korrekte Ablauf der Notbremsung. Hierzu gehört auch, dass
der Fahrzeugführer
auf der Teststrecke überprüfen kann,
ob die verschiedenen Warnstufen des Notbremssystems alle richtig
funktionieren und ansprechen. Weiterhin kann der Fahrzeugführer auf
der Teststrecke überprüfen, ob
ein systemseitig vorgesehener Fahrereingriff zum Übersteuern
des Notbremssystems richtig funktioniert. Am Ende der Teststrecke gibt
der Fahrer ein Testat ab, ob alle Funktionen des Notbremssystems
einwandfrei arbeiten.
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Sollte
entweder die Notbremsung nicht eingeleitet werden oder sollte die
Teststrecke nicht richtig funktionieren, weil entweder die eingangsseitige Lichtschranke
versagt oder weil das bewegliche Hindernis nicht anfährt, so
werden Fahrzeugbeschädigung
dadurch vermieden, dass das Fahrzeug eine Rampe hinunter fahren
kann und damit ohne Kollision unter dem Hindernis hindurch fahren
kann.
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Die
ganze Teststrecke kann sehr kompakt gehalten werden, so dass sie
auch in einem Gebäude
aufgebaut werden kann. Das hat den Vorteil, dass das Notbremssystem
von Umwelteinflüssen
wie Regen, Wind, Eis oder Schnee weitgehend unabhängig getestet
werden kann.
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Im
Folgenden wird der Notbremstest anhand von graphischen Darstellungen
erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
graphische Darstellung für
den zeitlichen Ablauf der verschiedenen Warnstufen des Notbremssystems
bis hin zur Notbremsung,
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2 eine
schematische Darstellung der Teststrecke auf der der Notbremstest
mit fahrendem Fahrzeug durchgeführt
wird.
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Allgemein
handelt es sich bei Notbremssystemen um Assistenzsysteme. Die Notbremssysteme gewinnen
hierbei besonders im Nutzfahrzeugbereich immer größere Bedeutung.
Notbremssysteme haben zum Ziel das Auffahren auf ein bewegtes Hindernis zu
verhindern und versuchen schon im Vorfeld durch Warnstufen kritische
Situationen im Straßenverkehr vorbeugend
zu vermeiden. Dies ist durch eskalierende Warnung realisiert, die
es dem Fahrer rechtzeitig ermöglicht,
eine kritische Verkehrssituation selbst zu meistern. Wird keine
entsprechende Fahrerreaktion von dem Notbremssystem erkannt, wird
eine automatische Vollbremsung ausgelöst, so dass unter optimalen
Bedingungen ein Auffahrunfall gerade noch vermieden werden kann.
Notbremssysteme springen in der Regel nur auf bewegte Hindernisse
an. Stehende Fahrzeuge sollen keine Notbremsung auslösen.
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1 veranschaulicht
graphisch die Funktionsweise eines Notbremssystems, wie es schon heute
im Einsatz ist und wie es in der
DE 10258617 A1 beschrieben ist. Das Notbremssystem
schätzt permanent
die Verkehrssituation ein, indem es Daten des eigenen Fahrzeugs
heranzieht, den Abstand zu vorausfahrenden Objekt beobachtet und
dessen Geschwindigkeit überwacht.
Wird aufgrund der aktuellen Fahrsituation ein möglicher Zusammenstoss mit dem
vorausfahrenden Objekt erkannt, beginnt die Auswertung der Fahreraktivität, veranschaulicht
in
1 mit dem Zeitpunkt T3, der vor einer potentiellen
Notbremsung liegt. Wird keine regulierende Fahreraktivität erkannt,
erfolgt zum Zeitpunkt T2 eine optische und/oder akustische Warnung.
Der Zeitpunkt T2 liegt hierbei ebenfalls vor Einleitung der Notbremsung.
Nach einer weiteren Zeitspanne, die Zeitspanne kann hierbei je nach
geschätzter
Kritikalität
der Situation variieren, wird eine haptische Warnung des Fahrers
vorgenommen. Diese haptische Warnung erfolgt vorzugsweise durch
einen ersten leichten Bremseingriff, der im Fahrzeug als Bremsruck
spürbar
ist. Erfolgt nach einer weiteren Zeitspanne immer noch kein Fahrereingriff,
wird die automatische Notbremsung zum Zeitpunkt T0, der vom Notbremssystem
relativ zur berechneten Kollisionszeit berechnet wird, so dass eine
Kollision gerade noch vermieden werden kann, eingeleitet. Bis zum
Einsetzen der Notbremsung kann der automatische Eingriff durch eine entsprechende
Reaktion des Fahrers z.B. Blinker setzen, Bremsen, progressives
Gaswegnehmen, Beschleunigen, Abschalten, Ausweichen mit Objektverlust,
Ausschalten des Tempomaten jederzeit unterbrochen werden. Eine bereits
eingeleitete Notbremsung kann vom Fahrer dann nur noch durch einen Kickdown
mit dem Gaspedal oder durch Abschalten des Notbremssystems abgebrochen
werden.
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Ist
ein solches Notbremssystem im Fahrzeug eingebaut, kann in der Fahrzeugfertigung
am Bandende der hier offenbarte erfindungsgemäße Notbremstest vorgesehen
sein. 2 zeigt eine schematische Darstellung für den erfindungsgemäßen Notbremstest.
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Der
Notbremstest umfasst hierbei:
- a) den Anschluss
eines Diagnosegerätes
an die Diagnoseschnittstelle des stehenden Fahrzeugs und das Überprüfen der
am Notbremssystem zusammenwirkenden Funktionen und Komponenten,
- b) die Überprüfung der
Eingriffsmöglichkeiten,
bei deren Betätigung
durch den Fahrer ein temporäres
Aussetzen der Notbremssequenz aus eskalierender Warnsequenz und
Notbremsung erfolgen soll,
- c) das Versetzen des Abstandssensor in einen Diagnosemode und
das Versetzen des Steuergerätes
des Notbremssystems in einen Testmode,
- d) eine Fahrt in einer Abfahrumgebung mit schiefer Ebene und
mit Durchlaufprüfung
der eskalierenden Warnsequenzen und Einleitung einer automatischen
Notbremsung.
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Für die Durchführung eines
solchen Notbremstestes ist eine Teststrecke vorgesehen, die vorteilhafter
Weise in einem Gebäude,
am besten am Ende der Fertigungsstraße untergebracht ist. Hauptbestandteile
der Teststrecke sind hierbei eine Abfahrrampe 20 und ein
bewegliches Hindernis 21. Die Abfahrrampe ist hierbei so
ausgestaltet, dass das Testfahrzeug unter dem beweglichen Hindernis
hindurch fahren kann. Vor Einfahrt in die Teststrecke wird das zu
testende Fahrzeug mit einem Diagnosegerät auf den durchzuführenden
Notbremstest vorbereitet. Diese vorbereitenden Schritte umfassen
hauptsächlich
die folgenden Schritte:
- a) den Anschluss eines
Diagnosegerätes
an die Diagnoseschnittstelle des stehenden Fahrzeugs und das Überprüfen der
am Notbremssystem zusammenwirkenden Funktionen und Komponenten,
- b) die Überprüfung der
Eingriffsmöglichkeiten,
bei deren Betätigung
durch den Fahrer ein temporäres
Aussetzen der Notbremssequenz aus eskalierender Warnsequenz und
Notbremsung erfolgen soll,
- c) das Versetzen des Abstandssensor in einen Diagnosemode und
das Versetzen des Steuergerätes
des Notbremssystems in einen Testmode,
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Der
Hardwaretest wird hierbei mit dem Diagnosegerät durchgeführt, indem ein Testprogramm
in Gang gesetzt wird, mit dem vordefinierte Fehler festgestellt
werden können.
Für die Überprüfung der
Aktoren muss der Fahrer anhand einer Checkliste die vorgesehenen
Aktoren betätigen
und überprüfen. Das
Ergebnis dieser Betätigung
und Überprüfung kann
mit dem angeschlossenen Diagnosegerät festgestellt, diagnostiziert
und kontrolliert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Notbremstests
kann nach Umschalten des Abstandsensors und des Notbremssystemsteuergerätes in einen
Diagnose- bzw. Testmodus, das Geschwindigkeitssignal, das z.B. aus
der Raddrehzahl, abgeleitet wird, mit einem Vergrößerungsfaktor
multipliziert werden, und dieser vergrößerte Geschwindigkeitswert
auf den Kommunikationssystemen des Bordnetzes verbreitet werden.
Im Testmodus des Notbremstestes erhalten dann die beteiligten Systeme
des Notbremssystems nicht den realen Geschwindigkeitswert sondern
den vergrößerten Geschwindigkeitswert
zur weiteren Verarbeitung und Auswertung. Beispielsweise kann dieser
Vergrößerungsfaktor
den Wert 3 haben. Bei einer tatsächlich
gefahrenen Geschwindigkeit von 20 km/h wird dann im Bordnetz eine
Testfahrt mit 60 km/h kommuniziert. Vorzugsweise sind für den Vergrößerungsfaktor
Werte im Bereich von 2 bis 10, ganz besonders bevorzugt im Bereich
von 2 bis 5 vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass wenn man eine
Notbremsung aus z.B. 80 km/h testen will, bei einem Verstärkungsfaktor
von 4 lediglich eine tatsächliche
Geschwindigkeit des Testfahrzeugs von 20 km/h gefahren werden muss.
Trotzdem können
die Echtdaten aller beteiligten Sensoren und Systeme verwendet werden
und damit das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten in Echtzeit
und mit Echtdaten getestet werden. Das hat auch den Vorteil, dass
die Teststrecke auf viel kleinere Geschwindigkeit hin ausgelegt
werden kann. Auch wird das Risiko für den Fahrer des Fahrzeugs
während
des Tests vermindert, da er bei kleinen Geschwindigkeiten besser
in das Geschehen eingreifen kann, sollte die Notbremsung versagen.
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Ein
möglicher
Aufbau der Testrecke ist in 2 gezeigt.
Eine Anlaufstrecke d3 zu Beginn der Teststrecke ermöglicht dem
Fahrer, das Fahrzeug auf eine vorgesehene Testgeschwindigkeit zu
bringen. Am Ende der Anlaufstrecke fährt das Fahrzeug durch eine
Lichtschranke 22. Mit dem Durchfahren der Lichtschranke
wird mit dem Lichtschrankensignal das Anfahren des beweglichen Hindernisses 21 getriggert.
Während
der Testfahrt wird mit dem Abstandssensor 23 des Fahrzeugs
laufend der Abstand d5 zum Hindernis 21 gemessen. Das Hindernis
bewegt sich während
des Test mit einer konstanten Geschwindigkeit v(Hindernis) in gleicher
Richtung wie das Testfahrzeug. Die tatsächliche Geschwindigkeit des
Fahrzeugs von beispielsweise vEigen=20 km/h wird im Testmodus beispielsweise
auf eine modifizierte Geschwindigkeit vRel>50 km/h vergrößert. Das Hindernis bewegt
sich beispielsweise im Schritttempobereich mit einer Geschwindigkeit
von v(Hindernis)=7,5 km/h.
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Das
Notbremssystem kann nun mit den laufend eingehenden Abstandsdaten
aus dem Abstandssensor und der vorgespiegelten modifizierten Geschwindigkeit
des Fahrzeugs eine Situationsbewertung durchführen und berechnen, wann spätestens
eine Notbremsung einzuleiten ist, sofern keine Fahrereingriffe erfolgen,
die die Situation entschärfen.
Der Test sieht deshalb vor, dass während den ersten beiden Warnstufen
der Fahrer einmal in das Geschehen entschärfend eingreifen soll, damit
auch die Eingriffe mit Echtdaten getestet werden können. Außerdem hat
der Fahrer mit zu protokollieren ob die Warnstufen wie vorgesehen
eskalieren und wie vorgesehen arbeiten. Die reale Fahrgeschwindigkeit nach
der Anlaufstrecke ist dabei so auf die Teststrecke abzustimmen,
dass noch im Bereich des horizontalen Teils der Teststrecke d1 eine
Notbremsung erfolgen soll und das Fahrzeug auch noch auf diesem Teil
der Teststrecke zum stehen kommt. In 2 ist der
Anbremspunkt für
die Notbremsung im Abstand d6 vor Beginn der schiefen Ebene der
Abfahrrampe eingetragen.
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Sollte
entweder bei der Bewegungsmechanik des Hindernisses, bei der Lichtschranke
oder bei dem Notbremstest etwas schief laufen, so ist die Abfahrrampe
mit ihrer schiefen Ebene derart dimensioniert, dass das Testfahrzeug
durch Befahren der schiefen Ebene auf alle Fälle unter dem Hindernis hindurch
fahren kann. Auch dann, wenn das Hindernis überhaupt nicht in Bewegung
versetzt wurde, sich noch am Anfangspunkt A seiner Lauflänge l befindet und
die Notbremsung versagt. Dies muss zum Beispiel auch deshalb berücksichtigt
werden, weil Notbremssysteme in der Regel auf stehende Hindernisse
nicht ansprechen sollen. Höhe
h2 und Länge
d2 der schiefen Ebene sind entsprechend der Fahrzeuggröße und der
Unterkante des Hindernisses zu bemessen. Um Platz zu sparen kann
das Hindernis an der Hallendecke an einer Laufkatze aufgehängt sein. Die
Höhe h1
ist dann mit in die Dimensionsüberlegungen
für die
Unfallvermeidung einzubeziehen. Die Deckenmontage des Hindernisses
hat den Vorteil, dass auch die Länge
der schiefen Ebene für
den Fahrweg des Hindernisses ausgenutzt werden kann. Die Gesamtlänge der
in einem Gebäude
untergebrachten Teststrecke wird dadurch kürzer. Als letzte Auslegungsparameter
der Teststrecke seien noch der Neigungswinkel der schiefen Ebene
und der Abstand d4, des Beginns der schiefen Ebene von der Position
des Hindernisses in seiner Anfangsstellung genannt. Diese beiden
Parameter werden abgestimmt auf die maximale Fahrzeughöhe so gewählt, dass
das Fahrzeug auch dann unter dem Hindernis hindurch fahren kann,
wenn das Hindernis in seiner Anfangsposition verharrt.