DE102013007857B4 - Method for operating a braking system in fully automatic driving and motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems (4) in einem ein zur vollautomatischen, unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildetes Fahrerassistenzsystem (2) aufweisenden Kraftfahrzeug (1),dadurch gekennzeichnet,dass in einer fehlerfreien Betriebsphase des Bremssystems (4) ein einen den Stillstand des Kraftfahrzeugs umfassenden sicheren Zustand des Kraftfahrzeugs (1) herbeiführender, Bremsmaßnahmen in einem zeitlichen Ablauf umfassender Aktionsplan in Abhängigkeit von Betriebsparametern, umfassend wenigstens einen den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (1) beschreibenden Egoparameter und/oder wenigstens einen die Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibenden Umgebungsparameter, ermittelt und ständig anhand aktueller Betriebsparameter aktualisiert wird, wobei der jeweils aktuelle Aktionsplan in einem Speichermittel (10) gespeichert wird,und dass durch ein Notfallmodul (19) bei Auftreten eines Fehlers des Bremssystems (4) das Kraftfahrzeug (1) unter Verwendung des aktuellen Aktionsplans in den sicheren Zustand verbracht wird,wobei die Speicherung und/oder Verwendung des Aktionsplans in einer von einer die Funktionen des Bremssystems (4) realisierenden Steuereinheit (7) unabhängigen Zusatzsteuereinheit (9) erfolgt.Method for operating a brake system (4) in a motor vehicle (1) having a driver assistance system (2) designed for fully automatic, independent vehicle guidance, characterized in that in an error-free operating phase of the brake system (4) a safe state of the motor vehicle, including the standstill of the motor vehicle, is maintained Motor vehicle (1) bringing about braking measures in a chronological sequence of action plan as a function of operating parameters, comprising at least one ego parameter describing the current operating state of the motor vehicle (1) and/or at least one environmental parameter describing the environment of the motor vehicle (1), determined and constantly based on current operating parameters is updated, the current action plan being stored in a storage means (10), and that an emergency module (19) when an error occurs in the brake system (4) the motor vehicle (1) using the current action plan ns is brought into the safe state, the action plan being stored and/or used in an additional control unit (9) that is independent of a control unit (7) that implements the functions of the braking system (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems in einem ein zur vollautomatischen, unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildetes Fahrerassistenzsystem aufweisenden Kraftfahrzeug. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a brake system in a motor vehicle having a driver assistance system designed for fully automatic, independent vehicle guidance. In addition, the invention relates to a motor vehicle.
Bremssysteme in modernen Kraftfahrzeugen vereinen eine Vielzahl von Funktionen, so dass sie gemäß ihrer Auslegung immer komplexer werden. Beispiele für Regelfunktionen, die üblicherweise auf Bremssysteme angewendet werden, sind die elektronische Bremskraftverteilung (EBV), Antiblockiersysteme (ABS) und die elektronische Stabilitätskontrolle (ESC), die das Bremsen insgesamt sicherer und komfortabler gestalten. Die Steuerung des Betriebs moderner Bremssysteme ist daher meist so organisiert, dass beispielsweise als übergeordnete Regelfunktion eine elektronische Stabilitätskontrolle vorgesehen ist, der untergeordnet ABS-Regler und/oder EBV-Regler vorgesehen sind. Insgesamt baut die Reglerstruktur eines Bremssystems heutzutage auf einer Vielzahl von Sensorsignalen, Signalen anderer Fahrzeugsysteme, Plausibilisierungen, Verteilungen und Regelkreisen zur Fahrzeugbewegung sowie zur Rad- und Motorregelung auf, so dass sich ein äußerst komplexes Zusammenwirken ergibt.Brake systems in modern motor vehicles combine a large number of functions so that their design is becoming increasingly complex. Examples of control functions commonly applied to braking systems are electronic brake force distribution (EBV), anti-lock braking systems (ABS) and electronic stability control (ESC), all of which make braking safer and more comfortable. The control of the operation of modern brake systems is therefore usually organized in such a way that, for example, electronic stability control is provided as a superordinate control function, with ABS controllers and/or EBV controllers being provided subordinately. Overall, the controller structure of a brake system today is based on a large number of sensor signals, signals from other vehicle systems, plausibility checks, distributions and control loops for vehicle movement as well as for wheel and engine control, resulting in an extremely complex interaction.
Entsprechend sind derartige moderne Bremssysteme derart konzipiert, dass sie bei Fehlerfällen in einen sicheren Systemzustand übergehen. Das bedeutet, moderne Bremssysteme werden häufig als sogenannte „Failsafe“-Bremssysteme realisiert. Dabei werden Rückfallebenen definiert, die teilweise noch elektronisch sein können, häufig aber mechanisch und/oder hydraulisch sind. Bei Auftreten eines sicherheitsrelevanten Fehlers in der das Bremssystem steuernden Elektronik wird die Fahrzeugsicherheit durch Deaktivierung der elektronischen Komponenten unter Rückgriff auf die mechanischen und hydraulischen Komponenten gewährleistet, das bedeutet, wenigstens der mechanische Durchgriff des Fahrers über das Bremspedal ist grundsätzlich als Rückfallebene gewährleistet.Accordingly, such modern braking systems are designed in such a way that they switch to a safe system state in the event of a fault. This means that modern braking systems are often implemented as so-called "failsafe" braking systems. Fallback levels are defined, some of which can still be electronic, but are often mechanical and/or hydraulic. If a safety-relevant error occurs in the electronics that control the brake system, vehicle safety is guaranteed by deactivating the electronic components while resorting to the mechanical and hydraulic components, which means that at least the driver's mechanical intervention via the brake pedal is guaranteed as a fallback level.
Es sind auch komplexere Strukturen von Failsafe-Bremssystemen bekannt, bei denen Unterregler noch aktiv bleiben und dergleichen. So ist es beispielsweise möglich, dass in einem Fehlerfall, wenn beispielsweise die elektronische Stabilitätskontrolle als Fahrdynamikregelsystem ausfällt, der Fahrer zunächst keine unmittelbare Beeinträchtigung der Fahreigenschaften fühlt, nachdem der ABS-Regler und der EBV-Regler noch aktiv sind. Selbst im Falle des Ausfalls des ABS-Reglers ist die Grundfunktion des Bremssystems, nämlich stabiles Bremsen mit Bremskraftverteilung, noch immer vorhanden. In dieser Ausgestaltung existiert also, ausgehend vom ESC-Vollsystem, eine Mehrzahl von Rückfallebenen, nämlich beispielsweise bei einem Signalfehler, einem Bordnetzfehler, einem Plausibilitätsfehler oder einem Kommunikationsfehler zunächst die Aktivierung einer ABS-Rückfallebene, wobei dann, wenn ein Signalfehler der Drehzahlsensorik und/oder ein Spannungseinbruch unter 7V vorliegt, auf eine EBV-Rückfallebene zurückgefallen werden kann. Ist selbst diese nicht mehr betreibbar, existiert schließlich noch immer der mechanische Durchgriff.More complex structures of fail-safe braking systems are also known, in which sub-controllers still remain active and the like. It is possible, for example, that in the event of a fault, for example if the electronic stability control as the driving dynamics control system fails, the driver initially does not feel any immediate impairment of the driving characteristics after the ABS controller and the EBV controller are still active. Even if the ABS controller fails, the basic function of the braking system, namely stable braking with brake force distribution, is still available. In this embodiment, starting from the full ESC system, there are a number of fallback levels, namely, for example, in the event of a signal error, an on-board electrical system fault, a plausibility error or a communication error, the activation of an ABS fallback level is the first step, whereby if a signal fault in the speed sensors and/or there is a voltage dip below 7V, it is possible to fall back to an EBV fallback level. If even this is no longer operable, the mechanical penetration still exists.
Derartige Failsafe-Rückfallebenenkonzepte bzw. insgesamt also Failsafe-Bremssysteme stellen in ihrer Auslegung darauf ab, dass sich der Fahrer „im Loop“ befindet, also mit der Fahraufgabe betraut ist und das Kraftfahrzeug führt.Such failsafe fallback level concepts, or failsafe braking systems as a whole, are designed in such a way that the driver is “in the loop”, ie is entrusted with the driving task and is driving the motor vehicle.
In letzter Zeit ist die Forschungstätigkeit an vollautomatisierten, zur unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystemen erhöht. Auf derartige Systeme lässt sich die hier beschriebene Fail-operational-Bremse nicht anwenden, da diese davon ausgeht, dass der Fahrer während des Betriebs des Bremssystems die Aufmerksamkeit und Verantwortung für den Fahrbetrieb innehat. Ist beispielsweise bei einem vollautomatisierten Fahrerassistenzsystem ein Kommunikationsausfall zwischen dem eine Bremsverzögerung anfordernden Steuergerät und dem die Bremsverzögerung umsetzenden, mithin den Betrieb des Bremssystems steuernden Steuergerät gegeben, könnte die gewünschte Bremsverzögerung nicht aufrechterhalten werden, wobei zudem der Fahrer, welcher bei vollautomatisierter Fahrt durch andere Tätigkeiten abgelenkt sein kann, nicht kurzfristig bei einem erkannten und kommunizierten Fehler die Fahrzeugführung wieder übernehmen kann. Ein großer Unterschied zwischen einem Sicherheitskonzept für nicht- bzw. teilautomatisierte Fahrerassistenzsystemfunktionen und vollautomatisierte Fahrerassistenzsystemfunktionen ist die Zeitreserve, bis der Fahrer den Fahrbetrieb selbst wieder vollständig übernehmen sollte. Bei teilautomatisierten Fahrerassistenzsystemen, beispielsweise ACC-Systemen und dergleichen, wird die Fahraufgabe durch den Fahrer nicht abgegeben, das bedeutet, der Fahrer ist weiterhin für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs verantwortlich und sollte „im Loop“ sein, so dass jederzeit eine vollständige Übernahme des Fahrbetriebs durch den Fahrer umgesetzt werden können sollte.Research activity on fully automated driver assistance systems designed for independent vehicle control has recently increased. The fail-operational brake described here cannot be applied to such systems, since it assumes that the driver has the attention and responsibility for driving while the braking system is in operation. If, for example, in a fully automated driver assistance system there is a communication failure between the control unit requesting a braking deceleration and the control unit that implements the braking deceleration and thus controls the operation of the braking system, the desired braking deceleration could not be maintained, and the driver, who was distracted by other activities during fully automated driving, could also be prevented can be, can not take over the vehicle guidance again at short notice in the event of a detected and communicated error. A big difference between a safety concept for non- or partially automated driver assistance system functions and fully automated driver assistance system functions is the time reserve until the driver should take over driving again completely. In the case of partially automated driver assistance systems, such as ACC systems and the like, the driving task is not handed over by the driver, which means that the driver is still responsible for driving the vehicle and should be "in the loop" so that driving operation can be completely taken over at any time by the driver the driver should be able to be implemented.
Eine solche dauerhafte Überwachung ist für vollautomatisierte, zur unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildete Fahrerassistenzsysteme nicht mehr notwendig, so dass eine längere Zeit vergehen kann, bis der Fahrer tatsächlich die Fahraufgabe wieder selbst wahrnehmen kann. Daher sind zusätzliche Vorkehrungen erforderlich, um die Sicherheit des Kraftfahrzeugs weitgehend sicherzustellen, sobald beim Betrieb des Bremssystems eine Systemgrenze und/oder ein Systemausfall, zusammengefasst als Fehlerfall, auftritt.Such permanent monitoring is no longer necessary for fully automated driver assistance systems designed for independent vehicle control, so that it can take a long time before the driver can actually perform the driving task himself again. Therefore, additional precautions are required to largely ensure the safety of the motor vehicle as soon as a system limit and/or a system failure, summarized as an error, occurs during operation of the braking system.
Die nachveröffentlichte
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Bremssystems anzugeben, das auch bei einer unabhängigen Fahrzeugführung durch ein vollautomatisiertes Fahrerassistenzsystem eine Gewährleistung eines sicheren Zustands des Kraftfahrzeugs innerhalb einer ausreichenden Zeitreserve ermöglicht.The invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a braking system which, even when the vehicle is being driven independently by a fully automated driver assistance system, makes it possible to ensure that the motor vehicle is in a safe state within a sufficient time reserve.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einer fehlerfreien Betriebsphase des Bremssystems ein einen den Stillstand des Kraftfahrzeugs umfassenden sicheren Zustand des Kraftfahrzeugs herbeiführender, Bremsmaßnahmen in einem zeitlichen Ablauf umfassender Aktionsplan in Abhängigkeit von Betriebsparametern, umfassend wenigstens einen den aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beschreibenden Egoparameter und/oder wenigstens ein die Umgebung des Kraftfahrzeugs beschreibenden Umgebungsparameter, ermittelt und ständig anhand aktueller Betriebsparameter aktualisiert wird, wobei der jeweils aktuelle Aktionsplan in einem Speichermittel gespeichert wird, und dass durch ein Notfallmodul bei Auftreten eines Fehlers des Bremssystems das Kraftfahrzeug unter Verwendung des aktuellen Aktionsplans in den sicheren Zustand verbracht wird, wobei die Speicherung und/oder Verwendung des Aktionsplans in einer von einer die Funktionen des Bremssystems realisierenden Steuereinheit unabhängigen Zusatzsteuereinheit erfolgt.In order to achieve this object, a method of the type mentioned at the outset provides that, in a fault-free operating phase of the brake system, an action plan that brings about a safe state of the motor vehicle, including the standstill of the motor vehicle, and includes braking measures in a time sequence, as a function of operating parameters, including at least one ego parameters describing the current operating state of the motor vehicle and/or at least one environmental parameter describing the surroundings of the motor vehicle is determined and constantly updated using current operating parameters, with the current action plan being stored in a storage medium, and that by an emergency module if a fault occurs in the brake system the motor vehicle is brought into the safe state using the current action plan, the storage and/or use of the action plan in one of the functions n of the braking system realizing control unit independent additional control unit.
Dabei ist der Ausdruck des Fehlers des Bremssystems hier weit zu verstehen, denn er umfasst alle den normalen Betrieb des Bremssystems stark beeinträchtigenden oder völlig ausschließenden Fehler, welche auch außerhalb des Bremssystems vorliegen können, beispielsweise bei einem Ausfall eine Kommunikationsverbindung, des vollautomatischen Fahrerassistenzsystems oder bei einem Ausfall elektrischer Energie. Das Verfahren wird durch ein oder mehrere Steuergeräte eines Kraftfahrzeugs oder allgemein Steuereinrichtungen ausgeführt.The term "fault in the brake system" is to be understood broadly here, because it includes all faults that severely impair or completely exclude the normal operation of the brake system, which can also be present outside of the brake system, for example in the event of a failure of a communication link, the fully automatic driver assistance system or a failure of electrical energy. The method is carried out by one or more control units of a motor vehicle or by control devices in general.
Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es also, einen sicheren Zustand zu definieren, beispielsweise den Stillstand des Kraftfahrzeugs auf der aktuell befahrenen Fahrspur oder einer benachbarten Fahrspur, beispielsweise einem Standstreifen. Ausgehend vom aktuellen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, beschrieben durch die Betriebsparameter, kann mithin ein Bremsmaßnahmen, mithin gewünschte Bremsverzögerungen, umfassender Aktionsplan ermittelt werden, der diesen sicheren Zustand, gegebenenfalls unter Beachtung weiterer Randbedingungen, herbeiführt. Es wird mithin während des fehlerfreien Betriebs ein Bremsprofil als Aktionsplan erzeugt und ständig aktuell gehalten, wobei dann im Fehlerfall der Aktionsplan zur Anwendung kommt. Für die maximal mögliche Zeit wurde dabei mithin der Zustand des Kraftfahrzeugs und der Umgebung berücksichtigt, so dass beispielsweise auch, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, durch das Bremssystem und/oder ein Längssystem realisierte Lenkeingriffe zeitaktuell passend in dem Aktionsplan vorhanden sein können, beispielsweise wenn die aktuell befahrene Fahrspur gehalten werden soll. Wird mithin beispielsweise als sicherer Zustand der Stillstand des Kraftfahrzeugs auf der aktuell befahrenen Fahrspur herbeigeführt, bedeutet dies, dass bei Ausführung des Aktionsplans das Kraftfahrzeug automatisch das Fahrmanöver „Geschwindigkeitsabbau bis zum Stillstand auf der aktuell befahrenen Fahrspur“ durchführt. Der übliche Betrieb des Bremssystems wird also ersetzt durch die Umsetzung des Aktionsplans, welcher daher vorteilhaft in einem unabhängigen, dedizierten Speichermittel abgelegt ist. Die im Aktionsplan enthaltenen Bremsbefehle werden der aktuellen Situation des Kraftfahrzeugs angepasst generiert und führen zu einem möglichst sicheren Ergebnis, welches eine Zeitreserve zur Verfügung stellt, in der dann doch der Fahrer die Fahraufgabe wieder übernehmen kann. Der Aktionsplan erlaubt eine Überführung des Kraftfahrzeugs in den sicheren Zustand ohne Eingriff durch den Fahrer. Für typische Fehlerfälle, in denen die übliche Umsetzung einer von dem Fahrerassistenzsystem generierten Verzögerungsanforderung nicht mehr möglich ist, beispielsweise Signalfehler, Plausibilisierungsfehler oder Kommunikationsfehler, kann damit, trotzdem die eigentliche Regelfunktion, beispielsweise eine elektronische Stabilitätskontrolle, nicht mehr zur Verfügung steht, mithin eine Rückfallebene für das Bremssystem verwendet wird, das Kraftfahrzeug in den sicheren Zustand verbracht werden.The basic idea of the present invention is therefore to define a safe state, for example when the motor vehicle is stationary in the lane currently being traveled on or in an adjacent lane, for example an emergency lane. Based on the current operating state of the motor vehicle, described by the operating parameters, an action plan comprising braking measures and therefore desired braking decelerations can be determined, which brings about this safe state, possibly taking into account further boundary conditions. A braking profile is therefore generated as an action plan during error-free operation and is constantly kept up to date, with the action plan then being used in the event of an error. For the maximum possible time, the state of the motor vehicle and the environment was therefore taken into account, so that, for example, also by the brake, which will be discussed in more detail below system and/or a longitudinal system, steering interventions implemented in a timely manner can be present in the action plan, for example if the lane currently being traveled is to be kept. If, for example, the motor vehicle is brought to a standstill in the lane currently being traveled as a safe state, this means that when the action plan is executed, the motor vehicle automatically performs the driving maneuver “decelerate to a standstill in the lane currently being traveled”. The usual operation of the braking system is thus replaced by the implementation of the action plan, which is therefore advantageously stored in an independent, dedicated storage medium. The braking commands contained in the action plan are generated adapted to the current situation of the motor vehicle and lead to the safest possible result, which provides a time reserve in which the driver can then take over the task of driving again. The action plan allows the motor vehicle to be brought into a safe state without intervention by the driver. For typical error cases in which the usual implementation of a deceleration request generated by the driver assistance system is no longer possible, for example signal errors, plausibility errors or communication errors, a fallback level can thus be created even though the actual control function, for example electronic stability control, is no longer available the braking system is used, the motor vehicle is brought into a safe state.
Diese Realisierung einer letztlich die übliche Bremsregelung ersetzenden Notfallbremsregelung anhand des Aktionsplans kann besonders vorteilhaft erreicht werden, da die Speicherung und/oder Verwendung des Aktionsplans in einer von einer die Funktionen des Bremssystems realisierenden Steuereinheit unabhängigen Zusatzsteuereinheit erfolgt. Das bedeutet, die Steuerung des Bremssystems erfolgt nicht mehr durch die in der fehlerfreien Betriebsphase zuständige Steuereinheit, die aufgrund des Fehlers nicht mehr zur Durchführung ihrer Aufgabe geeignet ist, sondern wird von der Zusatzsteuereinheit übernommen, welche allein für die Speicherung und Verwendung des Aktionsplans zuständig ist und funktional unabhängig von der in der fehlerfreien Betriebsphase zuständigen Steuereinheit ist. Dabei sei jedoch darauf hingewiesen, dass es durchaus möglich ist, dass noch zur Verfügung stehende Unterfunktionen der in der fehlerfreien Betriebsphase zuständigen Steuereinheit durchaus durch die Zusatzsteuereinheit angesprochen werden können, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Auf diese Weise existiert insgesamt eine von der Funktionsfähigkeit der eigentlich zuständigen Steuereinheit unabhängige Zusatzsteuereinheit, welche den Aktionsplan dennoch ausführen kann, so dass das Kraftfahrzeug in einen sicheren Zustand verbracht wird. Erfüllt die in der fehlerfreien Betriebsphase zuständige Steuereinheit beispielsweise allgemein die Funktion einer elektronischen Stabilitätskontrolle, kann die Umsetzsteuereinheit als eine Art ESC-Addon verstanden werden.This implementation of an emergency brake control ultimately replacing the usual brake control based on the action plan can be achieved particularly advantageously since the action plan is stored and/or used in an additional control unit that is independent of a control unit that implements the functions of the brake system. This means that the braking system is no longer controlled by the control unit responsible in the error-free operating phase, which is no longer suitable for carrying out its task due to the error, but is taken over by the additional control unit, which is solely responsible for storing and using the action plan and is functionally independent of the control unit responsible in the error-free operating phase. However, it should be pointed out that it is quite possible that subfunctions of the control unit responsible in the error-free operating phase that are still available can certainly be addressed by the additional control unit, which will be discussed in more detail below. In this way, there is an additional control unit that is independent of the functionality of the control unit that is actually responsible and that can still execute the action plan, so that the motor vehicle is brought into a safe state. For example, if the control unit responsible in the error-free operating phase generally fulfills the function of an electronic stability control, the conversion control unit can be understood as a kind of ESC add-on.
Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn eine in einem Steuergerät, insbesondere einem ESC-Steuergerät, für das Bremssystem verbaute Zusatzsteuereinheit verwendet wird. Mit anderen Worten wird das Steuergerät, welches ohnehin für die Steuerung des Bremssystems zuständig ist, um die Zusatzeinheit erweitert, welche sich mithin auch in räumlicher Nähe zu den gegebenenfalls anzusprechenden Schnittstellen und dergleichen befindet, mithin idealerweise von längeren, fehleranfälligen Kommunikationsverbindungen weitgehend unabhängig ist. Die Zusatzsteuereinheit gliedert sich in die schon vorhandene Infrastruktur ein. Es ist also eine Integration der die Funktionen des Bremssystems realisierenden Steuereinheit und der Zusatzsteuereinheit in dem Steuergerät, insbesondere dem ESC-Steuergerät gegeben. Es sei darauf hingewiesen, dass es selbstverständlich auch denkbar ist, die Zusatzsteuereinheit in andere Steuergeräte zu integrieren oder gar als eigene Baueinheit vorzusehen.It is particularly expedient here if an additional control unit installed in a control device, in particular an ESC control device, is used for the brake system. In other words, the control unit, which is already responsible for controlling the brake system, is expanded to include the additional unit, which is therefore also located in close proximity to the interfaces and the like that may need to be addressed, and is therefore ideally largely independent of longer, error-prone communication links. The additional control unit is integrated into the existing infrastructure. The control unit that implements the functions of the brake system and the additional control unit are therefore integrated in the control unit, in particular the ESC control unit. It should be pointed out that it is of course also conceivable to integrate the additional control unit into other control devices or even to provide it as a separate structural unit.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Zusatzsteuereinheit, zumindest bei Verwendung des Aktionsplans, mit einer nur der Zusatzsteuereinheit zugeordneten Energiequelle versorgt wird. Ein möglicher Fehlerfall ist es auch, dass die elektrische Energieversorgung des Kraftfahrzeugs ausfällt, so dass es äußerst zweckmäßig sein kann, wenn die Zusatzsteuereinheit, die ja das Notfallmodul realisiert, trotzdem weiter aktiv bleiben kann. Auch bei einem vollständigen Ausfall der elektrischen Energieversorgung wird mithin dem Fahrer eine Zeitreserve zur Verfügung gestellt, bis dieser beispielsweise für den immer noch vorhandenen mechanischen Durchgriff die Kontrolle selbst übernehmen kann, wobei die Sicherheit des Kraftfahrzeugs möglichst weitgehend aufrechterhalten wird, da ja dem situationsgerechten, zuvor ständig aktuell gehaltenen Aktionsplan gefolgt wird und aufgrund der unabhängigen Energieversorgung der Zusatzsteuereinheit auch gefolgt werden kann.It is also particularly advantageous if the additional control unit, at least when using the action plan, is supplied with an energy source that is assigned only to the additional control unit. It is also a possible error that the electrical energy supply of the motor vehicle fails, so that it can be extremely useful if the additional control unit, which implements the emergency module, can nevertheless remain active. Even in the event of a complete failure of the electrical energy supply, the driver is therefore provided with a time reserve until he can take over control himself, for example for the mechanical intervention that is still present, with the safety of the motor vehicle being maintained as far as possible, since the situation-appropriate, previously constantly updated action plan is followed and can also be followed due to the independent energy supply of the additional control unit.
Wie bereits angedeutet wurde, ist es zudem äußerst zweckmäßig, wenn die das Notfallmodul realisierende Zusatzsteuereinheit eine auch von der die Funktionen des Bremssystems realisierenden Steuereinheit angesprochene Schnittstelle für die Ausgabe von Stellgrößen an Komponenten des Bremssystems zur Realisierung des Aktionsplans nutzt. Das bedeutet nicht nur, dass das vorgegebene Ausgabeformat für Stellgrößen, also Ansteuerungsparameter, das im fehlerfreien Betrieb genutzt wird, auch durch die Zusatzsteuereinheit realisiert wird, sondern zudem, dass auch Hardware-Komponenten, die diese Schnittstelle realisieren, von beiden Steuereinheiten angesprochen werden. Hierdurch ergibt sich eine vereinfachte Realisierung.As already indicated, it is also extremely expedient if the additional control unit that implements the emergency module uses an interface that is also addressed by the control unit that implements the functions of the brake system for the output of manipulated variables to components of the brake system to implement the action plan. This not only means that the specified output format for manipulated variables, i.e. control parameters, which is used in error-free operation, is also realized by the additional control unit, but also that hardware components that implement this interface are also addressed by both control units. This results in a simplified realization.
Die das Notfallmodul realisierende Zusatzsteuereinheit lässt sich zudem, allgemein gesagt, kostengünstig zu realisieren, da sie lediglich eine Hinzufügung standardmäßig vorhandener Komponenten insbesondere in ein ohnehin dem Bremssystem zugeordnetes Steuergerät erfordert. Ein Speichermittel und eine darauf zugreifende Recheneinrichtung, insbesondere ein Mikroprozessor, können bereits ausreichend sein, wobei zusätzlich noch die der Zusatzsteuereinheit zugeordnete Energiequelle, beispielsweise eine Batterie, einzubauen sein kann.The additional control unit that implements the emergency module can also, generally speaking, be implemented cost-effectively, since it only requires the addition of standard components, particularly in a control unit that is assigned to the brake system anyway. A storage device and a computing device that accesses it, in particular a microprocessor, can already be sufficient, in which case the energy source assigned to the additional control unit, for example a battery, can also be installed.
In üblichen Systemarchitekturen wird eine Verzögerungsanforderung für das Bremssystem durch Fahrzeugsysteme geliefert, die in ihrer Rolle „Entscheider“ sind. Im vorliegenden Fall liefert das vollautomatische, zur unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildete Fahrerassistenzsystem die Vorgabe, die dann im Bremssystem, insbesondere also der während der fehlerfreien Betriebsphase genutzten Steuereinheit, umgesetzt wird, um die weiteren Funktionalitäten, insbesondere ESC, ABS und EBV, zu realisieren. Das bedeutet, das vollautomatische Fahrerassistenzsystem wertet ohnehin Betriebsparameter, insbesondere auch die zur Ermittlung des Aktionsplanes genutzten Betriebsparameter, aus. Daher ist es zweckmäßig, wenn der Aktionsplan durch das Fahrerassistenzsystem ermittelt und aktualisiert wird. Sind zweckmäßigerweise eine Steuereinheit und die das Notfallmodul realisierende Zusatzsteuereinheit in einem Steuergerät realisiert, werden sowohl der aktuelle Aktionsplan als auch die für den Betrieb des Fahrerassistenzsystems nötigen Verzögerungsanforderungen an das Steuergerät gesendet.In common system architectures, a deceleration request for the braking system is provided by vehicle systems that are “deciders” in their role. In the present case, the fully automatic driver assistance system designed for independent vehicle guidance provides the specification, which is then implemented in the braking system, in particular in the control unit used during the error-free operating phase, in order to implement the other functionalities, in particular ESC, ABS and EBV. This means that the fully automatic driver assistance system evaluates operating parameters anyway, in particular the operating parameters used to determine the action plan. It is therefore expedient if the action plan is determined and updated by the driver assistance system. If a control unit and the additional control unit that implements the emergency module are expediently implemented in a control unit, both the current action plan and the deceleration requirements necessary for the operation of the driver assistance system are sent to the control unit.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zur Ermittlung und Aktualisierung des Aktionsplans wenigstens ein auf die Sicherheit des Kraftfahrzeugs und/oder wenigstens eines anderen Verkehrsteilnehmers bezogenes Sicherheitskriterium und/oder wenigstens ein weitere Anforderungen beschreibendes Anforderungskriterium berücksichtigt werden. Beispielsweise dann, wenn der sichere Zustand als „Stillstand auf der aktuell befahrenen Fahrspur“ definiert wurde, ist es zweckmäßig, den Aktionsplan so zu ermitteln, dass zum einen die Sicherheit des eigenen und der anderen, umgebenden Kraftfahrzeuge gegeben ist, aber auch sonstige Randbedingungen bzw. Anforderungen, beispielsweise was eine Hinweiswirkung auf den Fahrer angeht, zu berücksichtigen. Beispielsweise ist es denkbar, als Aktionsplan eine Art kaskadiertes Bremsen vorzusehen, wobei beispielsweise zunächst für eine bestimmte Zeitspanne, beispielsweise zwei Sekunden, ein eher schwaches Bremsen vorgesehen ist, welches sich dann für weitere Zeitspannen langsam erhöht, bis der Stillstand erreicht ist. Auf diese Weise tritt zum einen kein zu plötzliches, starkes Bremsen auf, was die Sicherheit des Fahrers erhöht und einen Überraschungseffekt bei anderen Verkehrsteilnehmern vermeidet, zum anderen wird der Fahrer schonend darauf hingewiesen, dass ein Fehlerfall vorliegt, wenn das Kraftfahrzeug beginnt, zunehmend stark zu bremsen. Um solche konkreten Aktionspläne ermitteln zu können, sind erfindungsgemäß die Sicherheits- und/oder Anforderungskriterien vorgesehen. Sicherheits- und/oder Anforderungskriterien können auch die Leistungsfähigkeit des Bremssystems betreffen. Wurde der Aktionsplan ausgehend von einer aktuell gewünschten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs durch das Fahrerassistenzsystem ermittelt, kann ein Anforderungskriterium beispielsweise die Tatsache betreffen, dass die mittlere Bremsverzögerung abhängig von der Definition des sicheren Zustands durch das Bremssystem auch umsetzbar ist. Anforderungen können auch zur Erfüllung gesetzlicher Vorgaben dienen, so dass ein Anforderungskriterium beispielsweise vorsehen kann, dass die maximale Bremsdruckaufbauzeit den gesetzlichen Anforderungen genügen muss. Diese Beispiele zeigen, dass die Ermittlung des Aktionsplanes auf verschiedene Weise so parametrierbar bzw. mit Randbedingungen versehbar ist, so dass eine möglichst hohe Sicherheit genauso wie die Ausführbarkeit des Aktionsplans gewährleistet werden kann, wobei sich selbstverständlich auch Anforderungskriterien auf den Komfort des Fahrers richten lassen.In a further embodiment of the invention, at least one safety criterion related to the safety of the motor vehicle and/or at least one other road user and/or at least one requirement criterion describing further requirements can be taken into account for determining and updating the action plan. For example, if the safe state was defined as "standstill in the lane currently being traveled on", it is useful to determine the action plan in such a way that on the one hand the safety of one's own vehicle and that of the other vehicles in the vicinity is given, but other boundary conditions or Requirements, for example with regard to an indication effect on the driver, have to be taken into account. For example, it is conceivable to provide a type of cascaded braking as an action plan, with, for example, a rather weak braking being initially provided for a certain period of time, for example two seconds, which then slowly increases for further periods of time until standstill is reached. In this way, on the one hand, there is no sudden, heavy braking, which increases the safety of the driver and avoids surprising other road users, and on the other hand, the driver is gently informed that there is a fault when the motor vehicle starts to accelerate brake. In order to be able to determine such concrete action plans, the security and/or requirement criteria are provided according to the invention. Safety and/or requirement criteria can also relate to the performance of the braking system. If the action plan was determined by the driver assistance system based on a currently desired speed of the motor vehicle, a request criterion can, for example, relate to the fact that the average braking deceleration can also be implemented by the braking system depending on the definition of the safe state. Requirements can also serve to meet legal requirements, so that a requirement criterion can provide, for example, that the maximum brake pressure build-up time must meet the legal requirements. These examples show that the determination of the action plan can be parameterized in various ways or provided with boundary conditions, so that the highest possible level of security and the executability of the action plan can be guaranteed, with requirement criteria of course also being able to focus on the comfort of the driver.
In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, wenn durch das Notfallmodul wenigstens ein Sicherheitskriterium und/oder Anforderungskriterium erneut und/oder wenigstens ein zusätzliches Kriterium, insbesondere eine maximal zulässige Bremsverzögerung, überprüft wird. Mithin kann eine Art Plausibilisierung im Notfallmodul erfolgen, wobei auch eine Prüfung gegen allgemein gültige globale Grenzwerte, beispielsweise für die Bremsverzögerung, folgen kann. Insbesondere sind Subsysteme des Bremssystems bekannt, die nicht die volle Bremsleistung erbringen können, beispielsweise bei einzelne Räder ansteuernden Bremskomponenten. Derartiges kann (insbesondere zusätzlich) auch im Rahmen der Verwendung des Aktionsplans (insbesondere nochmals) überprüft werden.In this context, it can be expedient if at least one safety criterion and/or requirement criterion is checked again and/or at least one additional criterion, in particular a maximum permissible braking deceleration, is checked by the emergency module. A kind of plausibility check can therefore take place in the emergency module, which can also be followed by a check against generally applicable global limit values, for example for the braking deceleration. In particular, subsystems of the brake system are known that cannot provide the full braking power, for example in the case of brake components that control individual wheels. Such things can (particularly additionally) also be checked (particularly again) as part of the use of the action plan.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Aktionsplan wenigstens eine durch radselektives Bremsen und/oder ein Lenksystem zu realisierende Lenkmaßnahme enthält. Dabei wird es bevorzugt, Lenkmaßnahmen durch radselektives Bremsen zu realisieren, nachdem dann keine Abhängigkeit der Verfügbarkeit eines elektrisch getriebenen Lenksystems, welches auch von dem Fehler betroffen sein kann, notwendig ist. Jedoch kann ein solches selbstverständlich auch mit in das erfindungsgemäße Verfahren einbezogen werden. Die Einprägung von Lenkmomenten in die Bewegung eines Kraftfahrzeugs durch radselektives Bremsen ist im Stand der Technik bereits bekannt und muss hier nicht im Detail dargelegt werden. Jedoch lässt sich eine derartige Funktionalität besonders vorteilhaft im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzen, so dass eine Richtungskorrektur, beispielsweise um eine aktuell befahrene Fahrspur zu halten oder auf eine benachbarte Fahrspur, beispielsweise einen Standstreifen, zu wechseln, durch das Bremssystem selbst erzeugt werden kann, indem radselektive bzw. seitenindividuelle Bremseingriffe über die Komponenten des Bremssystems realisiert werden.A particularly advantageous development of the method according to the invention provides that the action plan contains at least one steering measure to be implemented by wheel-selective braking and/or a steering system. It is preferred to implement steering measures by wheel-selective braking, after which no dependency Availability of an electrically driven steering system, which can also be affected by the error, is necessary. However, such a process can of course also be included in the method according to the invention. The impressing of steering torques in the movement of a motor vehicle by wheel-selective braking is already known in the prior art and need not be explained in detail here. However, such a functionality can be used particularly advantageously in the context of the present invention, so that a directional correction, for example to keep a lane currently being traveled on or to change to an adjacent lane, for example a hard shoulder, can be generated by the braking system itself by Wheel-selective or side-specific braking interventions can be implemented via the components of the braking system.
Dabei ist es, wie bereits angedeutet, zweckmäßig, wenn die Lenkmaßnahmen in Abhängigkeit eines durch Umfelddaten beschriebenen weiteren Verlaufs einer von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur ermittelt werden. Dies zeigt erneut deutlich auf, wie vorteilhaft es ist, den Aktionsplan ständig aktuell zu halten, da auf diese Weise beispielsweise vermieden werden kann, dass das Kraftfahrzeug beim Überführen in den sicheren Zustand die aktuelle Fahrspur verlässt bzw. eine Zielfahrspur, beispielsweise einen Standstreifen, gar nicht erreicht.As already indicated, it is expedient if the steering measures are determined as a function of a further course of a lane in which the motor vehicle is driving, which is described by environmental data. This again clearly shows how advantageous it is to keep the action plan constantly up to date, since in this way it can be avoided, for example, that the motor vehicle leaves the current lane or even a target lane, for example a hard shoulder, when changing to the safe state not reached.
Das Notfallmodul kann durch geeignete Unterfunktionen realisiert werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass durch das Notfallmodul in einer Diagnoseunterfunktion ein Fehler festgestellt wird und/oder in einer Aktionsplanmanagement-Unterfunktion des Notfallmoduls wenigstens ein die konkrete Ausführung des Aktionsplans bestimmender Ausführungsparameter ermittelt wird und/oder in einer Umsetzungsunterfunktion aus den Bremsmaßnahmen des Aktionsplans als Ausgabeparameter des Notfallmoduls zu verwendende Ansteuerungsparameter für wenigstens eine Bremskomponente des Bremssystems ermittelt werden. Es kann mithin eine zweckmäßige Unterteilung des Notfallmoduls in Unterfunktionen, die auch als Untermodule bezeichnet werden können und durch unterschiedliche Hardware- und/oder Softwarekomponenten realisiert werden können, erfolgen, die bestimmte konkrete Funktionalitäten unterstützen.The emergency module can be implemented using suitable sub-functions. In a particularly advantageous embodiment, it can be provided that the emergency module detects an error in a diagnostic subfunction and/or in an action plan management subfunction of the emergency module at least one execution parameter that determines the specific execution of the action plan is determined and/or in an implementation subfunction from the braking measures of the action plan to be used as output parameters of the emergency module control parameters for at least one brake component of the brake system are determined. Consequently, the emergency module can be expediently subdivided into sub-functions, which can also be referred to as sub-modules and can be implemented using different hardware and/or software components that support specific specific functionalities.
So kann zunächst eine Diagnoseunterfunktion vorgesehen sein, die für die Feststellung notwendig ist, ob ein Fehler vorliegt. Erst dann, wenn ein Fehler vorliegt, kann eine Aktionsplanmanagement-Unterfunktion aufgerufen werden, was insbesondere dann gilt, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, wenn die konkrete Ausführung des Aktionsplans noch durch weitere Ausführungsparameter genauer definiert werden soll. Schließlich kann eine Umsetzungsunterfunktion vorgesehen werden, die die in dem Aktionsplan gegebenenfalls noch abstrakt vorliegenden Bremsmaßnahmen in entsprechende Ausgabeparameter umsetzt, die beispielsweise für Schnittstellen zur Ansteuerung der Bremskomponenten des Bremssystems eingesetzt werden können. Die Diagnoseunterfunktion kann auch im Rahmen einer Plausibi-Itätsprüfung genutzt werden, das bedeutet, es kann, beispielsweise durch Datenaustausch mit dem Bremsmodul, überprüft werden, ob die Aktivierung des Notfallmoduls korrekt war. Insgesamt ergibt sich dadurch eine gut wartbare Gesamtstruktur des Notfallmoduls.A diagnostic sub-function can first be provided, which is necessary for determining whether an error is present. An action plan management subfunction can only be called if there is an error, which applies in particular, which will be discussed in more detail below, if the specific execution of the action plan is to be defined more precisely by further execution parameters. Finally, a conversion sub-function can be provided, which converts the braking measures that may still be abstractly present in the action plan into corresponding output parameters that can be used, for example, for interfaces for controlling the brake components of the brake system. The diagnosis sub-function can also be used as part of a plausibility check, which means it can be checked, for example by exchanging data with the brake module, whether the activation of the emergency module was correct. Overall, this results in an easily maintainable overall structure of the emergency module.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in der Diagnoseunterfunktion eine Fehlerart des vorliegenden Fehlers festgestellt wird, woraufhin die Aktionsplanmanagement-Unterfunktion in Abhängigkeit der Fehlerart eine von mehreren in dem Aktionsplan enthaltenen Ausführungsvarianten des Aktionsplans wählt und/oder den Aktionsplan anpasst und/oder ein Ausgabeziel für auszugebende Ausgabeparameter wählt. Die grundlegende Idee hier ist, dass dann, wenn die Fehlerart des aufgetretenen Fehlers bekannt ist, der Aktionsplan bzw. der Betrieb des Notfallmoduls auch auf die Art des Fehlerfalls angepasst werden kann und somit eine bestmögliche Umsetzung des Aktionsplans realisiert wird. Dies sei anhand von Beispielen näher erläutert.In a particularly preferred embodiment, it can be provided that an error type of the present error is determined in the diagnosis sub-function, whereupon the action plan management sub-function selects one of several variants of the action plan contained in the action plan and/or adapts the action plan and/or depending on the error type selects an output destination for output parameters to be output. The basic idea here is that if the type of error that has occurred is known, the action plan or the operation of the emergency module can also be adapted to the type of error and thus the best possible implementation of the action plan is realized. This is explained in more detail using examples.
So kann vorgesehen sein, dass bei einem als Fehler festgestellten Ausfall eines Eingangsdaten für ein in der fehlerfreien Betriebsphase den Betrieb des Bremssystems steuerndes Bremsmodul liefernden Sensors und/oder einer Kommunikationsverbindung zu dem Bremsmodul als Ausgabeziel eine der Signalverarbeitung nachgeschaltete Unterfunktion des Bremsmoduls gewählt wird, wobei insbesondere die Ausgabeparameter unmittelbar von der Aktionsplanmanagement-Unterfunktion ermittelt und ausgegeben werden. Liegt ein Fehler mithin beispielsweise nicht im Bremsmodul selbst, dessen Funktionen beispielsweise in der während der fehlerfreien Betriebsphase den Betrieb des Bremssystems steuernden Steuereinheit realisiert werden kann, wären Unterfunktionen des Bremsmoduls weiterhin vorteilhaft nutzbar, solange es mit geeigneten Daten versorgt wird. Liefert beispielsweise eine Kommunikationsverbindung üblicherweise gewollte Bremsverzögerungen vom Fahrerassistenzsystem, können diese Bremsverzögerungen ersatzweise auch vom Notfallmodul unter Nutzung des Aktionsplans geliefert werden, wobei zweckmäßigerweise dann keine Umsetzung in Ansteuerungsparameter mehr erfolgen muss, sondern die Bremsverzögerung des Aktionsplans unmittelbar an eine entsprechende, der Signalverarbeitung nachgeschaltete Unterfunktion des Bremsmoduls geliefert werden kann, welches seine weiteren Funktionen dann vorteilhafterweise noch immer ausführen kann. In einer anderen Ausgestaltung ist es auch denkbar, Sensordaten mit in dem Aktionsplan abzuspeichern, so dass in diesem die letzten bei der Ermittlung des Aktionsplans vorliegenden Sensordaten vorliegen und ebenso gegebenenfalls an das Bremsmodul weitergegeben werden können. Somit sind trotz eines Kommunikationsausfalls oder Sensorausfalls dennoch weiterhin ein Großteil der üblichen Funktionen des Bremssystems vorhanden und können genutzt werden, nur mit einer geänderten Datenquelle, da entsprechende Eingangsdaten nun von dem Notfallmodul zur Verfügung gestellt werden. Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass bei jedem Systemabwurf bzw. jeder Systemgrenze des vollautomatischen, zur unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystems ein derartiger Fehler für das Bremssystem generiert werden kann, der dann ebenso die hier genannten Konsequenzen auslöst, nachdem das Fahrerassistenzsystem als Quelle für Bremsverzögerungen wegfällt und durch das Notfallmodul ersetzt werden kann.It can be provided that, if a failure of an input data for a brake module that controls the operation of the brake system in the error-free operating phase and/or a communication link to the brake module is detected as an error, a subfunction of the brake module downstream of the signal processing is selected as the output destination, with in particular the output parameters are determined and output directly by the action plan management sub-function. If an error is therefore not in the brake module itself, for example, the functions of which can be implemented in the control unit that controls the operation of the brake system during the error-free operating phase, subfunctions of the brake module could still be used advantageously as long as it is supplied with suitable data. If, for example, a communication connection usually delivers desired braking decelerations from the driver assistance system, these braking decelerations can alternatively also be delivered by the emergency module using the action plan, in which case it is expedient no longer necessary to convert them into control parameters, but instead the braking deceleration of the action plan must be sent directly to a corresponding signal processing downstream sub-function of the brake module can be supplied, which can then advantageously still perform its other functions. In another embodiment, it is also conceivable to store sensor data in the action plan, so that the last sensor data available when the action plan was determined are available there and can also be forwarded to the brake module if necessary. Thus, despite a communication failure or sensor failure, a large part of the usual functions of the brake system are still available and can be used, only with a changed data source, since corresponding input data are now made available by the emergency module. It should also be noted at this point that with every system drop or every system limit of the fully automatic driver assistance system designed for independent vehicle guidance, such an error can be generated for the brake system, which then also triggers the consequences mentioned here, after the driver assistance system as a source of braking deceleration is omitted and can be replaced by the emergency module.
Ein anderes zweckmäßiges Ausführungsbeispiel, welches selbstverständlich in Kombination zum vorgenannten Beispiel eingesetzt werden kann, sieht vor, dass bei einem als Fehler festgestellten Ausfall des Bremsmoduls als Ausgabeziel eine Ausgabeparameter des Bremsmoduls entgegennehmende Schnittstelle und/oder wenigstens eine Bremskomponente des Bremssystems gewählt wird, wobei insbesondere die Ausgabeparameter des Notfallmoduls durch die Umsetzungsunterfunktion bestimmt werden. Ist also das Bremsmodul selbst ausgefallen, steht es auch nicht mehr als Ausgabeziel zur Verfügung, so dass hier besonders zweckmäßig das Umsetzungsunterfunktion eingesetzt werden kann, um die hier zweckmäßigen Ausgabeziele, das bedeutet geeignete Schnittstellen zur Entgegennahme von Ansteuerungsparametern oder gar die Komponenten des Bremssystems selber, entsprechend anzusteuern.Another expedient exemplary embodiment, which can of course be used in combination with the aforementioned example, provides that if the failure of the brake module is determined to be an error, an interface that receives output parameters from the brake module and/or at least one brake component of the brake system is selected as the output target, with the Output parameters of the emergency module are determined by the translation subfunction. So if the brake module itself has failed, it is also no longer available as an output target, so that the conversion subfunction can be used here particularly expediently to output the output targets that are appropriate here, i.e. suitable interfaces for receiving control parameters or even the components of the brake system itself, to be controlled accordingly.
Wie bereits kurz angedeutet wurde, existieren verschiedene Möglichkeiten der Ansteuerung von Bremskomponenten eines Bremssystems, beispielsweise zum rad- oder zumindest seitenselektiven Bremsen oder aber zum üblichen Bremsbetrieb. Ein radselektives Bremsen erlaubt dabei teilweise nur geringere Bremsverzögerungen, jedoch zusätzlich die Möglichkeit einer Lenkbeeinflussung. Mithin können unterschiedliche Aktionspläne für unterschiedliche Ansteuerungsvarianten geeignet sein, so dass zweckmäßigerweise auch verschiedene Umsetzungsunterfunktionen für diese Ansteuerungsvarianten vorgesehen sein können. So sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass eine für ein Bremsen mit allen Rädern und eine für ein radselektives Bremsen ausgebildete Umsetzungsunterfunktion verwendet werden, wobei letztere auch als ein „lateral dynamic interface“ bezeichnet werden kann.As already briefly indicated, there are various options for controlling brake components of a brake system, for example for wheel-selective or at least side-selective braking or for normal braking operation. In some cases, wheel-selective braking only allows lower braking decelerations, but also the possibility of influencing the steering. Consequently, different action plans can be suitable for different control variants, so that different implementation sub-functions can expediently also be provided for these control variants. An advantageous embodiment of the invention provides that a conversion subfunction configured for braking with all wheels and a conversion subfunction for wheel-selective braking are used, the latter also being referred to as a “lateral dynamic interface”.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Kommunikation von und zu dem Notfallmodul über eine nur dem Notfallmodul zugeordnete Kommunikationsverbindung erfolgt. Es ist mithin zur weiteren Absicherung der Funktionsfähigkeit des Notfallmoduls zweckmäßig, auch spezielle Kommunikationsverbindungen vorzusehen, die unabhängig von sonstigen Kommunikationsverbindungen des Kraftfahrzeugs sind, insbesondere von einem Bussystem des Kraftfahrzeugs, und mithin auch bei Ausfall des üblichen Kommunikationssystems des Kraftfahrzeugs eingesetzt werden können. Zweckmäßig sind diese nicht nur dazu geeignet, dass das Notfallmodul Daten erhalten kann, sondern insbesondere auch, dass eine Möglichkeit zur Ansteuerung der Bremskomponenten des Bremssystems durch das Notfallmodul sichergestellt wird. Mithin sind dem Notfallmodul unabhängige Kommunikationseinrichtungen zur Übertragung von Daten zugeordnet.A further advantageous embodiment of the present invention provides that at least one communication from and to the emergency module takes place via a communication link assigned only to the emergency module. It is therefore expedient to further ensure the functionality of the emergency module to also provide special communication links that are independent of other communication links of the motor vehicle, in particular of a bus system of the motor vehicle, and can therefore also be used if the usual communication system of the motor vehicle fails. These are expediently suitable not only for the emergency module to be able to receive data, but in particular also for ensuring that the emergency module can actuate the brake components of the brake system. Consequently, independent communication devices for the transmission of data are assigned to the emergency module.
Neben dem Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Bremssystem und wenigstens eine zum Betrieb des Bremssystems ausgebildete Steuereinrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin auch die genannten Vorteile erhalten werden können. Insbesondere kann die Steuereinrichtung also durch wenigstens ein Steuergerät gebildet werden, das die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend ausführt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn, wie beschrieben, das Kraftfahrzeug ein Bremssteuergerät umfasst, welches zwei Funktionseinheiten aufweist, nämlich eine in der fehlerfreien Betriebsphase zum Betrieb des Bremssystems zu verwendende, dem in den Unteransprüchen so bezeichneten Bremsmodul zugeordnete Steuereinheit und eine Zusatzsteuereinheit, die das Notfallmodul realisiert. Der Zusatzsteuereinheit ist vorteilhaft eine Energiequelle zugeordnet, die bei Ausfall der sonstigen elektrischen Energieversorgung des Kraftfahrzeugs die Zusatzsteuereinheit speist.In addition to the method, the present invention also relates to a motor vehicle, comprising a brake system and at least one control device designed to operate the brake system, which is designed to carry out the method according to the invention. All statements regarding the method according to the invention can be transferred analogously to the motor vehicle according to the invention, with which the advantages mentioned can therefore also be obtained. In particular, the control device can therefore be formed by at least one control device that correspondingly executes the steps of the method according to the invention. It is particularly advantageous if, as described, the motor vehicle includes a brake control unit which has two functional units, namely a control unit to be used in the error-free operating phase to operate the brake system, assigned to the brake module and an additional control unit, which is the emergency module realized. The additional control unit is advantageously assigned an energy source which feeds the additional control unit if the other electrical energy supply of the motor vehicle fails.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, -
2 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens, und -
3 eine Zeichnung zur Wechselwirkung der Funktionskomponenten und Module der vorliegenden Erfindung.
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1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention, -
2 a flow chart of the method according to the invention, and -
3 a drawing of the interaction of the functional components and modules of the present invention.
Als Eingangsdaten verarbeitet das Fahrerassistenzsystem dabei Sensordaten verschiedener Sensoren sowie Daten sonstiger Fahrzeugsysteme, die den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs beschreiben (Ego-Parameter) und/oder die Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 beschreiben (Umgebungsparameter). Vollautomatische, zur unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildete Fahrerassistenzsysteme wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen und sollen hier nicht im Detail beschrieben werden.The driver assistance system processes sensor data from various sensors and data from other vehicle systems as input data, which describe the operating state of the motor vehicle (ego parameters) and/or describe the surroundings of motor vehicle 1 (environmental parameters). Fully automatic driver assistance systems designed for independent vehicle guidance have already been proposed in the prior art and will not be described in detail here.
Die von dem Fahrerassistenzsystem 2 übersandte Bremsverzögerungsanforderung wird von einer Steuereinheit 7 des Bremssteuergeräts 5 empfangen, wo sie im fehlerfreien Betrieb dazu verwendet wird, unter Realisierung verschiedener Funktionen verschiedene, hier nicht näher spezifizierte Bremskomponenten 8 des Bremssystems 4 über entsprechende Ansteuerungsparameter (Stellgrößen) anzusteuern. Die gesamten Funktionen/Unterfunktionen, mit denen das Bremssystem 4 in fehlerfreien Betriebsphasen betrieben wird, sollen im Folgenden zusammengefasst als Bremsmodul bezeichnet werden, das bedeutet, die Steuereinheit 7 realisiert die Unterfunktionen des Bremsmoduls.The braking deceleration request sent by the
Ein beispielhafter Aufbau des Bremssystems 4 bzw. dessen Betriebsebenen sei im Folgenden kurz erläutert. Das Bremsmodul, welches durch die Steuereinheit 7 realisiert ist, kann eine Unterfunktion zur Signalverarbeitung aufweisen, in der empfangene Daten entsprechend aufbereitet werden. Eine Anpassungsfunktion ermittelt daraus, gegebenenfalls ausgehend von übersandten Daten modifiziert, Sollwerte für die Fahrzeugbewegung, beispielsweise unter Berücksichtigung der Giergeschwindigkeit, des Schwimmwinkels und dergleichen. Zentraler Inhalt des Bremsmoduls ist eine Regelung für die Fahrzeugbewegung selbst, aus der die konkreten Ansteuerungsparameter hervorgehen, die dann über eine Schnittstelle an nachgeordnete, nicht in der Steuereinheit 7 enthaltene Regelkreise ausgegeben werden können. Derartige nachgeordnete Regler können beispielsweise eine Bremsschlupfregelung und eine Antriebsschlupfregelung sein, die über eigene Hardware- und/oder Softwarekomponenten realisiert werden. Ein Sollwert für den Bremsschlupf und Sollwerte für den Antriebsschlupf und das Sperrmoment werden entsprechend an die Bremsschlupfregelung respektive die Antriebsschlupfregelung weitergegeben. Dem nachgeordnet sind die eigentlich ausführenden Komponenten, beispielsweise noch ein Hydraulik- und Kraftmodell, aus welchem dann die tatsächlichen Stellwerte für Ventile, Pumpen und andere Bremskomponenten 8 erzeugt werden, wobei darauf hingewiesen sei, dass selbstverständlich auch Einfluss auf das Motormoment des in
Treten nun bestimmte Fehler auf, ist es grundsätzlich bekannt, den Betrieb des Bremssystems 4 in Stufen über bestimmte Rückfallebenen zu degradieren („ESC-Degradation“). Liegen beispielsweise Signalfehler, Bordnetzfehler, Plausibilitätsfehler oder Kommunikationsfehler vor, wird vom ESC-Vollsystem auf eine ABS-Rückfallebene degradiert, die noch die Funktionen des Antiblockiersystems (ABS) und der elektronischen Bremskraftverteilung (EBV) liefert. Liegt nun auch noch ein Signalfehler der Drehzahlsensorik oder ein Spannungseinbruch unter 7V vor, liegt als nächste Rückfallebene die EBV-Rückfallebene vor, in der nur noch die elektronische Bremskraftverteilung zur Verfügung gestellt wird. Weitere Fehler führen dazu, dass nur noch die mechanische Rückfallebene existiert, mithin eine Bremsbetätigung allein aufgrund der vom Fahrer betätigten Mechanik erfolgt.If certain faults now occur, it is known in principle to downgrade the operation of the
Ist nun aber das Fahrerassistenzsystem 3 aktiv, steht der Fahrer als Rückfallebene nicht mehr unmittelbar zur Verfügung, da er seine Aufmerksamkeit nicht unbedingt noch der Fahraufgabe widmet, so dass dem Fahrer ein Zeitfenster gegeben werden soll, innerhalb dessen das Kraftfahrzeug 1 sicher weiterbetrieben werden soll, trotzdem die volle Funktionsfähigkeit des Bremssystems 4 bzw. diesem Eingangsdaten liefernder Fahrzeugsysteme nicht mehr gegeben ist. Hierzu ist vorliegend vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug 1 auf eine sichere und komfortable Art und Weise in den Stillstand auf der eigenen Fahrspur oder einem benachbarten Standstreifen verbracht wird.However, if the
Um dies möglichst unabhängig von den möglicherweise auftretenden Fehlern zu realisieren, ist nun zunächst vorgesehen, dass das Steuergerät 3 dazu ausgebildet ist, in einer fehlerfreien Betriebsphase des Bremssystems 4 einen Bremsmaßnahmen in einem zeitlichen Ablauf (Verzögerungsprofil) umfassenden Aktionsplan zu ermitteln. Dieser Aktionsplan, wenn durchgeführt, führt den sicheren Zustand des Kraftfahrzeugs 1 herbei. Er wird in Abhängigkeit von wenigstens einem Teil der genannten Betriebsparameter, umfassend die Egoparameter und die Umgebungsparameter, ermittelt und sodann ständig aktuell gehalten, beispielsweise in bestimmten Zeitabständen auf die aktuelle Situation des Kraftfahrzeugs 1 angepasst. Der jeweils aktuelle Aktionsplan wird über den Fahrzeugbus 6 oder eine dedizierte Kommunikationsverbindung an das Steuergerät 5 übertragen, dort konkret eine Zusatzsteuereinheit 9, die die Funktion eines Notfallmoduls realisiert. In der Steuereinheit 9 wird der aktuelle Aktionsplan in einem Speichermittel 10 abgelegt.In order to achieve this as independently as possible of the faults that may occur, it is now initially provided that the
Tritt ein Fehlerfall ein, übernimmt das Notfallmodul wenigstens teilweise die Steuerungsaufgaben von dem zuvor beschriebenen Bremsmodul, wobei, um dies auch im Fall des Ausfalls einer elektrischen Energieversorgung des Kraftfahrzeugs 1 zu realisieren, der Zusatzsteuereinheit 9 (und nur dieser) eine elektrische Energiequelle 11 zugeordnet ist. Das Notfallmodul steuert das Bremssystem 4 bei Auftreten eines Fehlers unter Verwendung des aktuellen, im Speichermittel 10 vorgehaltenen Aktionsplans derart, dass das Kraftfahrzeug 1 in den sicheren Zustand verbracht wird.If an error occurs, the emergency module at least partially takes over the control tasks of the brake module described above, whereby, in order to implement this even in the event of a failure of an electrical energy supply of the
Mithin bilden das Steuergerät 3 und das Steuergerät 5 eine Steuereinrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren realisiert.Consequently,
Ein konkretes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun mit Hilfe der
In einem Schritt 14 wird der Aktionsplan ermittelt bzw. aktualisiert, wozu die dafür vorgesehene Betriebsparameter beachtet werden. Neben den Betriebsparametern gehen in die Ermittlung des Aktionsplans auch Sicherheitskriterien und Anforderungskriterien ein, so dass letztendlich ein Fahrmanöver durch den Aktionsplan beschrieben wird, das auf die Sicherheit bezogenen und sonstigen Anforderungen, die beispielsweise Leistungsfähigkeiten des Bremssystems 4, Komfortanforderungen und gesetzliche Anforderungen sein können, genügende Art den Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 herbeiführt, wobei durch die Beachtung der Betriebsparameter auf die aktuelle Situation des Kraftfahrzeugs 1 abgestellt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der Aktionsplan neben den Bremsmaßnahmen (und/oder beschrieben durch Bremsmaßnahmen) auch Lenkmaßnahmen umfassen kann, die entweder durch das Bremssystems 4 an sich oder durch Ansteuerung eines Lenksystems erfüllt werden können, beispielsweise, wenn während des Überführens in den sicheren Zustand die aktuelle Fahrspur des Kraftfahrzeugs gehalten werden soll oder auf eine andere Spur, beispielsweise einen Standstreifen, gelenkt werden soll, wobei es erfindungsgemäß bevorzugt wird, auf die Ansteuerung eines Lenksystems zu verzichten, da dieses auch von dem bzw. einem Fehler betroffen sein könnte. Nachdem das Notfallmodul in dem Bremssteuergerät 5 realisiert ist, befindet es sich letztlich bereits „vor Ort“, um die Bremskomponenten 8 anzusteuern.In a
Die genaue Ermittlung eines derartigen Aktionsplans ist hier nicht beschrieben, da im Stand der Technik eine Vielzahl von Varianten und Vorgehensweisen zur Bestimmung eines derartigen Fahrmanövers bekannt sind, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll.The precise determination of such an action plan is not described here, since a large number of variants and procedures for determining such a driving maneuver are known in the prior art, which will not be discussed in any more detail here.
Der Aktionsplan, der als Ergebnis erhalten wird, beispielsweise eine sich kaskadierend verstärkende Bremsung auf der aktuellen Fahrspur, wird in seiner jeweils aktualisierten Version in einem Schritt 15 an die Zusatzsteuereinheit 9 übertragen und in dem Speichermittel 10 abgelegt, nachdem er durch das Steuergerät 3 des Fahrerassistenzsystems 2 bestimmt wurde. Setzt sich die normale, fehlerfreie Betriebsphase gemäß der geschweiften Klammer 12 fort, schematisch angezeigte Überprüfung in Schritt 16, erfolgt weiter die Aktualisierung des Aktionsplans und die Übersendung des aktuellen Aktionsplans.The action plan that is obtained as a result, for example cascading braking in the current lane, is transmitted in its updated version in a
Tritt jedoch ein Fehler auf, wird in einem Schritt 17 das Notfallmodul aktiv und führt den Aktionsplan aus dem Speichermittel 10 aus.However, if an error occurs, the emergency module becomes active in a
Dies und die dabei bestehenden Optionen sollen durch
Dabei stellt
Das Notfallmodul 19 weist nun zunächst eine Diagnoseunterfunktion 20 auf, die letztlich überwacht, ob ein Fehlerfall vorliegt, der die Funktionsfähigkeit des Bremssystems 4 beeinträchtigt, und wenn ja, auch eine Fehlerart bestimmt, welche dann an eine Aktionsplanmanagement-Unterfunktion 21 weitergeleitet wird. Die Aktionsplanmanagement-Unterfunktion hat Zugriff auf die Fehlerart und den Aktionsplan in dem Speichermittel 10, welcher gemäß dem Pfeil 22 von dem Steuergerät 3 erhalten wurde, und bestimmt nun gewisse Ausführungsparameter, die beschreiben, wie das Notfallmodul 19 bei der nun vorliegenden Fehlerart den Aktionsplan tatsächlich umsetzt.The
Dabei sei zunächst darauf hingewiesen, dass der Aktionsplan mehrere Varianten enthalten kann, die verschiedenen Fehlerarten zugeordnet sind, um adäquat auf unterschiedliche Fehler reagieren zu können, wobei dann die Aktionsplanmanagement-Unterfunktion die der Fehlerart entsprechende Variante auswählt. Denkbar ist auch eine Anpassung des Aktionsplans, wenn dieser nur in einer Variante vorliegt, in Abhängigkeit der Fehlerart. So kann beispielsweise unterschieden werden, ob ein Lenksystem des Kraftfahrzeugs 1 noch ansteuerbar ist, wobei eine Variante, die auch Lenkmaßnahmen für das Lenksystem enthält, verworfen werden kann, wenn das Lenksystem auch nicht mehr verfügbar ist, beispielsweise bei einem vollständigen Ausfall der elektrischen Energieversorgung des Kraftfahrzeugs 1.It should first be pointed out that the action plan can contain several variants that are assigned to different error types in order to be able to react adequately to different errors, the action plan management sub-function then selecting the variant corresponding to the error type. An adjustment of the action plan is also conceivable if it is only available in one variant, depending on the type of error. For example, a distinction can be made as to whether a steering system of
Zum anderen wählt die Aktionsplanmanagement-Unterfunktion 21 auch den konkreten Modus Operandi des Notfallmoduls 19, hier das Ausgabeziel und die Form der Ausgabeparameter, die das Notfallmodul 19 erzeugt. Liegt beispielsweise ein Fehler vor, der dem Bremsmodul 18 lediglich notwendige Eingangsdaten verweigert, beispielsweise ein Ausfall des Fahrerassistenzsystems 2 oder der Kommunikationsverbindung, hier dem Fahrzeugbus 6, kann das Ausgabeziel eine Unterfunktion 23 des Bremsmoduls 18 sein, die einer Signalverarbeitungsunterfunktion 24 des Bremsmoduls 18 nachgeordnet ist. In diesem Fall können als Ausgabeparameter, hier unmittelbar von der Aktionsplanmanagement-Unterfunktion 21, vergleiche Pfeil 25, der Unterfunktion 23 genau die Eingangsparameter geliefert werden, beispielsweise eine Bremsverzögerungsanforderung, die ansonsten die Signalverarbeitungsunterfunktion 24 geliefert hätte. Es werden auf diese Weise noch die meisten der vorteilhaften Funktionen des Bremsmoduls 18, insbesondere weitgehend die elektronische Stabilitätskontrolle, erhalten.On the other hand, the action
Betrifft der Fehler jedoch einen vollständigen Ausfall des Bremsmoduls 18 (also konkret der Steuereinheit 7), wird eine Umsetzungsunterfunktion 26 des Notfallmoduls 19 verwendet, um aus dem Aktionsplan als Ausgabeparameter Ansteuerungsparameter abzuleiten, die im Format den Ausgabewerten des Bremsmoduls 18 entsprechen und an einen dem Bremsmodul 18 nachgeordneten Reglerkreis 27 über eine entsprechende Schnittstelle gegeben werden, Pfeil 28. Dies kann im Prinzip die Ausnutzung der oben beschriebenen ABS-Rückfallebene oder der oben beschriebenen EBV-Rückfallebene, die weiterhin vorhanden sind, sein. Dabei werden die Ausgabeparameter des Notfallmoduls 19 also an die oberste noch funktionsfähige Komponente der entsprechenden Rückfallebene geliefert, wobei darauf hingewiesen sei, dass bei schwerwiegenderen Ausfällen auch eine unmittelbare Ansteuerung der Bremskomponenten 8 des Bremssystems möglich ist, Pfeil 29. Entsprechende Ausgabeziele und das Format der Ausgabeparameter sind durch die Aktionsplanmanagement-Unterfunktion 21 ausgewählt. Entsprechend wird die Umsetzungsunterfunktion eingesetzt.However, if the error relates to a complete failure of the brake module 18 (i.e. specifically the control unit 7), a
Dabei ist vorliegend die Umsetzungsunterfunktion 26 so ausgebildet, dass sie die Ausgabeparameter auf eine radselektive Steuerung hin ermittelt, das bedeutet, ein Bremsvorgang kann rad- oder seitenselektiv durchgeführt werden, um dem Kraftfahrzeug so ein Lenkmoment aufzuprägen, welches dazu dienen kann, die aktuell befahrene Fahrspur zu halten oder auf eine benachbarte Fahrspur, beispielsweise einen Standstreifen, zu wechseln. Entsprechende Maßnahmen sind im Aktionsplan dann bereits enthalten. Nachdem allerdings die maximale Bremsverzögerung bei einer solchen radselektiven Bremssteuerung reduziert ist, kann in anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass für eine komplette Bremsung mit allen Rädern eine weitere Umsetzungsunterfunktion realisiert wird.In this case, the
Dabei sei an dieser Stelle noch angemerkt, was in den Figuren hier nicht näher dargestellt ist, dass für die das Notfallmodul 19 realisierende Steuereinheit 9 auch eigene Kommunikationseinrichtungen vorgesehen sein können, beispielsweise eigene Leitungen zu Komponenten, denen die Ausgabeparameter weitergeleitet werden können, aber auch eine eigene Kommunikationsverbindungen zu anderen Fahrzeugsystemen, beispielsweise dem Fahrerassistenzsystem 2, wenn eine Kommunikation auch bei Ausfall des Fahrzeugbusses 6 noch möglich sein soll. Hierdurch ist eine weitere Absicherung erfolgt.It should also be noted at this point, which is not shown in more detail here in the figures, that separate communication devices can also be provided for the
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