DE102010006061A1

DE102010006061A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010006061A1
Application number: DE201010006061
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. 71272 Rupp; Daniel 71032 Widmann
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-18
Also published as: WO2011091996A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals eines Bremslichtausgangssignals (BLA) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug. Erfindungemäß werden mehrere, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Signale (S1, S2) von mindestens zwei redundanten und diversitären Sensoren (2, 3) bestimmt, sensorbezogen ausgewertet und einer Kontrolleinrichtung (6) zugeführt, mittels d4) auf Funktionalität und/oder Plausibilität geprüft werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals (BLA) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, wobei zur Bestimmung mehrerer, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnender Signale (S1, S2) zwei redundante und diversitäre Sensoren (2, 3) vorgesehen sind, die jeweils mit einer zugehörigen Signalverarbeitungseinheit (4, 5) gekoppelt sind, wobei die Signalverarbeitungseinheiten (4, 5) redundant und diversitär ausgelegt sind und mit einer schaltungstechnisch unabhängigen Kontrolleinrichtung verbunden sind, mittels der die redundanten und diversitären Signale (S3, S4) auf Funktionalität und/oder Plausibilität prüfbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Aus der DE 10 2006 053 701 A1 ist eine Bremsanlage für ein Fahrzeug mit mindestens zwei Drucksignalgebern zum Erzeugen von Bremsdrücke wiedergebenden Signalen bekannt. Anhand von mindestens zwei Signalen ist feststellbar, ob ein Fahrer des Fahrzeuges bremst, wobei die Bremsanlage keinen Bremslichtschalter aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug werden mehrere einen Fahrerbremswunsch erfassende Signale, zum Beispiel eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Signale wie Pedalwinkelsignal oder Pedalwegsignal, und ein Bremsdrucksignal von mindestens zwei redundanten und diversitären Sensoren bestimmt, sensorbezogen ausgewertet und einer Kontrolleinrichtung zugeführt. Durch eine derartige Auslegung der Erzeugung des Bremslichtausgangssignals mittels einer verfahrenstechnischen Redundanz und somit einer Funktionsdiversität anstelle einer herkömmlichen Mehrkanaligkeit von Systemen zur Erzeugung des Bremslichtausgangssignals, ist ohne Verwendung eines Bremslichtschalters eine hohe Sicherheit bei der Signalerzeugung ermöglicht.
Unter Redundanz im Sinne der Erfindung wird dabei das zusätzliche Vorhandensein funktional gleicher oder vergleichbarer Komponenten und/oder Bauelemente oder Baugruppen einer technischen Vorrichtung verstanden, wenn diese bei einem störungsfreien Betrieb im Normalfall nicht benötigt werden. Die Redundanz zielt somit darauf ab, sicherheitstechnische Vorrichtungen mehrfach parallel auszulegen, damit beim Ausfall einer Komponente die andere, eine geforderte fehlerfreie Funktion ermöglicht, oder einen Fehler einer Komponente und/oder eines Bauelements zu erkennen, um ein System in einen sicheren Zustand zu bringen. Zusätzlich versucht man, die redundanten Komponenten voneinander räumlich zu trennen. Dadurch minimiert man das Risiko, dass sie einer gemeinsamen Störung unterliegen.
Unter Diversität wird im Sinne der Erfindung eine Maßnahme zur Erhöhung der Ausfallsicherheit eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung verstanden. Dabei werden Vorrichtungen und/oder Verfahrensschritte redundant ausgelegt, allerdings werden bewusst verschiedene Ausführungsformen von Komponenten und/oder Bauelementen oder Baugruppen einer technischen Vorrichtung und keine baugleichen Einzelvorrichtungen verwendet. Hinter dieser Vorgehensweise steht die Idee, dass Vorrichtungen oder Verfahren, die das Gleiche leisten, aber unterschiedlich ausgeführt sind, auch gegen unterschiedliche Störungen empfindlich bzw. unempfindlich sind und daher möglichst nicht alle gleichzeitig ausfallen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals einer Bremsanlage für ein Fahrzeug sind zur Bestimmung mehrerer, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnender Signale zwei redundante und diversitäre Sensoren vorgesehen, die jeweils mit einer zugehörigen Signalverarbeitungseinheit gekoppelt sind, wobei die Signalverarbeitungseinheiten redundant und diversitär ausgelegt sind und mit einer schaltungstechnisch unabhängigen Kontrolleinrichtung verbunden sind. Durch die modulare Auslegung der Vorrichtung mit redundanten und diversitären Sensoren und Signalverarbeitungseinheiten ist datentechnisch und funktional eine Trennung der eine Bremspedalbetätigung funktional unterschiedlich repräsentierenden Signale ermöglicht.
Besonders vorteilhafterweise ist durch die Nutzung eines einen Fahrerbremswunsch erkennenden Sensors, z. Bsp. eines Pedalwinkelsensors oder eines Pedalwegsensors, und eines herkömmlichen Drucksensors, sowie der Auswertung der Signale dieser redundanten und diversitären Sensoren in zwei schaltungstechnisch unabhängigen Signalverarbeitungseinheiten ein zusätzlicher Bremslichtschalter eingespart.
Dadurch entfällt die Montage und Justage des Bremslichtschalters und somit sind die Herstellungskosten verringert und die Produktionszeit verkürzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 schematisch einen Ausfall einer ersten Signalverarbeitungseinheit,
3 schematisch einen Ausfall einer Kontrolleinrichtung,
4 schematisch einen Ausfall einer zweiten Signalverarbeitungseinheit, und
5 schematisch einen Ausfall einer Auswerteeinheit und/oder eines Ausgangstreibers.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit 1, welche mit zumindest zwei redundanten und diversitären Sensoren 2 und 3 gekoppelt ist. Diese Kopplung erfolgt beispielsweise mittels herkömmlicher elektrischer Leitungen.
Die Steuereinheit 1 ist beispielsweise als eine herkömmliche Steuereinheit eines elektronischen Stabilitätsprogramms ausgebildet, wobei diese herkömmliche Steuereinheit eines elektronischen Stabilitätsprogramms zwei schaltungstechnisch voneinander unabhängige Signalverarbeitungseinheiten 4 und 5 umfasst.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Signalverarbeitungseinheiten 4 und 5 innerhalb der Steuereinheit 1 räumlich integriert.
Das Signal S₁ des Sensors 2 wird in herkömmlicher Art und Weise an die Signalverarbeitungseinheit 4 übermittelt. Der Sensor 2 ist dabei als ein Fahrerbremswunsch erkennender Sensor, zum Beispiel als Pedalwinkelsensor oder Pedalwegsensor ausgeformt.
Das Signal S₂ des Sensors 3 wird in herkömmlicher Art und Weise an die Signalverarbeitungseinheit 5 übermittelt. Der Sensor 3 ist beispielsweise ein herkömmlicher Drucksensor, welcher einen Bremsdruck detektiert.
Die Sensoren 2 und 3 sind diversitär und redundant ausgebildet. Das heißt, sie repräsentieren eine Betriebsfunktion, wobei sie physikalisch unterschiedlich ausgebildet sind. Hierdurch ist die Erzeugung des Bremslichtausgangssignals weitgehend ausfallsicher ausgeführt, da unterschiedliche Störungen berücksichtigt sind. Zudem ist die Erzeugung des Bremslichtausgangssignals bei Auftreten von Störungen weiterhin sichergestellt.
Besonders vorteilhaft ist durch die Nutzung eines einen Fahrerbremswunsch erkennenden Sensors, zum Beispiel eines Pedalwinkelsensors oder Pedalwegsensors, und eines Drucksensors, sowie der Auswertung der Signale S₁ und S₂ dieser redundanten und diversitären Sensoren 2 und 3 in zwei schaltungstechnisch unabhängigen Signalverarbeitungseinheiten 4 und 5 ein zusätzlicher, herkömmlicher Bremslichtschalter eingespart. Mittels der Signalverarbeitungseinheiten 4 und 5 werden die messtechnisch erfassten Signale S₁ und S₂ zu korrespondierenden datentechnischen Signalen S₃ bzw. S₄ verarbeitet, welche die Bremspedalbetätigung näher in physikalisch unterschiedlicher Art und Weise beschreiben.
Die Signalverarbeitungseinheiten 4 und 5 sind jeweils mit einer Kontrolleinrichtung 6, beispielsweise einem Mikroprozessor, elektrisch gekoppelt. Die Signalverarbeitungseinheit 4 übermittelt das eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Signal S₃ an die Kontrolleinrichtung 6. Darüber hinaus übermittelt die Signalverarbeitungseinheit 5 das eine Bremspedalbetätigung diversitär zum Signal S₃ kennzeichnende und aus dem messtechnischen Signal S₂ gebildete datentechnische Signal S₄ ebenfalls an die Kontrolleinrichtung 6.
Die Signalverarbeitungseinheit 4 ist zusätzlich elektrisch mit einer Auswerteeinheit 7, welche als logische Verknüpfung, vorzugsweise als so genanntes Oder-Gatter ausgebildet ist, verbunden und übermittelt das datentechnische Signal S₃ an diese Auswerteeinheit 7.
Alternativ kann die Auswerteeinheit 7 über weitere, nicht näher dargestellte Signale aktiviert oder deaktiviert werden.
Die Kontrolleinrichtung 6 ist mit einem Bussystem 8 des Fahrzeugs und mit der Auswerteeinheit 7 gekoppelt und übermittelt ein aus den datentechnischen Signalen S₃ und/oder S₄ gebildetes und eine Bremspedalbetätigung kennzeichnendes Schaltsignal S₅ an das Bussystem 8 und die Auswerteeinheit 7.
Das Bussystem 8 ist als herkömmliches Bussystem, beispielsweise als so genannter Flexray-Bus oder CAN-Bus, ausgebildet und mit dem Steuergerät 10, welches das Bremslicht ansteuert, gekoppelt.
Die Auswerteeinheit 7 ist mit einem Ausgangstreiber 9 gekoppelt, welcher das oder die eine Bremspedalbetätigung kennzeichnenden Signale S₃ und das Schaltsignal S₅ verstärkt und logisch verknüpft und ein Bremslichtausgangssignal BLA erzeugt, durch welches zumindest ein Steuergerät 10, welches das Bremslicht ansteuert, ansteuerbar ist.
Im Betrieb der Vorrichtung werden mittels der zwei redundanten und diversitären Sensoren 2 und 3 entsprechende, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende messtechnische Signale S₁ und S₂ erfasst. Dabei wird mittels des Sensors 2 das einen Fahrerbremswunsch erkennende Signal, zum Beispiel der momentane Pedalwinkel oder Pedalweg des Bremspedals, und mittels des Sensors 4 als Signal S₂ der momentane Bremsdruck erfasst.
Die erfassten Signale S₁ und S₂ werden sensorbezogen und somit separat voneinander mittels der schaltungstechnisch unabhängigen Signalverarbeitungseinheiten 4 bzw. 5 ausgewertet. Aus der Auswertung und Verarbeitung resultierende und die Bremspedalbetätigung kennzeichnende redundante und diversitäre Signale S₃ und S₄ werden der Kontrolleinrichtung 6 zugeführt. Mittels der Kontrolleinrichtung 6 werden die redundanten und diversitären Signale S₃ und S₄ überwacht und können auch auf Plausibilität hin geprüft werden. Die Kontrolleinrichtung 6 ist beispielsweise als Programmablauf auf dem Mikroprozessor ausgebildet.
Bei vorliegen der beiden, der Bremspedalbetätigung repräsentierenden Signale S₃ und S₄ wird mindestens ein Schaltsignal S₅ erzeugt und redundant an das Bussystem 8 und die Auswerteeinheit 7 ausgegeben.
Die Auswerteeinheit 7 ist als logische Verknüpfung, vorzugsweise als ein so genanntes Oder-Gatter, oder durch nicht näher dargestellte Signale aktivierbar oder deaktivierbar ausgebildet, und vergleicht das direkt aus der Pedalstellung abgeleitete Signal S₃ mit dem Schaltsignal S₅. Bei Vorliegen der Signale S₃ oder S₅ und deren logischen Verknüpfung wird der Ausgangstreiber 9 angesteuert, so dass ein Bremslichtausgangssignal BLA erzeugt und das Steuergerät 10 ansteuert wird, welches wiederum das Bremslicht ansteuert.
In 2 ist schematisch ein Ausfall der Signalverarbeitungseinheit 4 und/oder des Sensors 2 schraffiert dargestellt. In diesem Fall generiert der Sensor 3 das Signal S₄, welches von der Signalverarbeitungseinheit 5 und der Kontrolleinrichtung 6 in das eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Schaltsignal S₅ umgewandelt und an das Bussystem 8 und die Auswerteeinheit 7 ausgegeben wird.
In 3 ist schematisch ein Ausfall der Kontrolleinrichtung 6 und/oder des Bussystems 8 schraffiert dargestellt. In diesem Fall generiert der Sensor 2 das Signal S₃, welches von der Signalverarbeitungseinheit 4 in das eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Signal S₃ umgewandelt und an die Auswerteeinheit 7 ausgegeben wird.
In 4 ist schematisch ein Ausfall der Signalverarbeitungseinheit 5 und/oder des Sensors 3 schraffiert dargestellt. In diesem Fall generiert der Sensor 2 das Signal S₃, welches von der Signalverarbeitungseinheit 4 und der Kontrolleinrichtung 6 in das eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Schaltsignal S₅ umgewandelt und an das Bussystem 8 und die Auswerteeinheit 7 ausgegeben wird. Zusätzlich wird das Signal S₃ direkt von der Signalverarbeitungseinheit 3 an die Auswerteeinheit 7 ausgegeben.
In 5 ist schematisch ein Ausfall der Auswerteeinheit 7 und/oder des Ausgangstreibers 9 schraffiert dargestellt. Die von den Sensoren 2 und 3 erzeugten Signale S₃ und S₄ werden mittels der Signalverarbeitungseinheiten 4 bzw. 5 und der Kontrolleinrichtung 6 in das eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Schaltsignal S₅ umgewandelt und an das Bussystem 8 ausgegeben.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ist eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Bremslichtausgangssignals BLA und/oder des, eine Bremspedalbetätigung redundant zum Bremslichtausgangssignal BLA kennzeichnenden und auf dem Bussystem 8 ausgegebenen Schaltsignals S₅ signifikant verringert.
Bezugszeichenliste

1: Steuereinheit
2: Sensor
3: Sensor
4: Signalverarbeitungseinheit
5: Signalverarbeitungseinheit
6: Mikroprozessor
7: Auswerteeinheit
8: Bussystem
9: Ausgangstreiber
10: Steuergerät, welches das Bremslicht ansteuert
BLA: Bremslichtausgangssignal
S1 bis: S₂ messtechnisch erfasste Signale
S3 bis: S₄ datentechnische Signale
S5: Schaltsignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006053701 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals (BLA) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnende Signale (S₁, S₂) von mindestens zwei redundanten und diversitären Sensoren (2, 3) bestimmt, sensorbezogen ausgewertet und einer Kontrolleinrichtung (6) zugeführt werden, mittels der die erfassten redundanten und diversitären Signale (S₁, S₂) und/oder daraus abgeleitete Signale (S₃, S₄) auf Funktionalität und/oder Plausibilität geprüft werden, wobei die Bremsanlage keinen Bremslichtschalter aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorliegender Funktionalität und/oder Plausibilität für jedes Signal (S₁ bis S₄) mindestens ein Bremslichtausgangssignal (BLA) erzeugt wird und die daraus resultierenden mehreren Bremslichtausgangssignale (BLA) redundant ausgegeben werden.
Vorrichtung zur Erzeugung eines Bremslichtausgangssignals (BLA) einer Bremsanlage für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung mehrerer, eine Bremspedalbetätigung kennzeichnender Signale (S₁, S₂) zwei redundante und diversitäre Sensoren (2, 3) vorgesehen sind, die jeweils mit einer zugehörigen Signalverarbeitungseinheit (4, 5) gekoppelt sind, wobei die Signalverarbeitungseinheiten (4, 5) redundant und diversitär ausgelegt sind und mit einer schaltungstechnisch unabhängigen Kontrolleinrichtung (6) verbunden sind, mittels der die redundanten und diversitären Signale (S₁, S₂) und/oder daraus abgeleiteter Signale (S₃, S₄) auf Funktionalität und/oder Plausibilität prüfbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 3) von unterschiedlichem Typ sind, wobei zumindest einer der Sensoren ein Pedalwinkelsensor oder ein Pedalwegsensor und zumindest ein anderer der Sensoren ein Drucksensor sind.