DE102017012110A1

DE102017012110A1 - Einrichtung zur Bremsdruckberechnung

Info

Publication number: DE102017012110A1
Application number: DE102017012110.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Passmann
Original assignee: Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-04
Also published as: US11590946B2; CN111527012B; CN111527012A; WO2019129533A1; US20210070268A1

Abstract

Es wird eine Signalverarbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Antiblockier-Einrichtung und mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist, angegeben. Die Vorrichtung ist ausgebildet zum Erkennen eines Ausfalls eines Radsignals, zum Bilden eines Ersatzsignals für das ausgefallene Radsignal unter Verwendung des Radsignals wenigstens eines Sensors, der einem von dem Ausfall nicht betroffenen Rad zugeordnet ist, und zum Zuführen des Ersatzsignals der Antiblockier-Einrichtung. Auch angegeben wird eine Einrichtung, die ausgebildet ist zum Bestimmen, ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist, zum Erhalten von den Rädern zugeordneten Radsignalen, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenes Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird, und zum Berechnen eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Fahrzeug-Bremsanlagen. Konkret werden Aspekte im Zusammenhang mit dem Betrieb einer solchen Bremsanlage bei Ausfall eines Radsignals beschrieben.
Hintergrund
Bekannte hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, die als Brake-By-Wire- (BBW-) System ausgeführt oder mit einem Elektric Brake Boost- (EBB-) System ausgerüstet sind, umfassen einen elektrisch ansteuerbaren Aktuator, der im Betriebsbremsbetrieb einen Hydraulikdruck an den Radbremsen des Kraftfahrzeugs erzeugt oder einen vom Fahrer erzeugten Hydraulikdruck verstärkt. Hierzu wird eine vom Fahrer an einem Bremspedal angeforderte Fahrzeugverzögerung sensorisch erfasst und in ein Ansteuersignal für den Aktuator gewandelt.
Derartige Bremsanlagen umfassen in der Regel auch einen mittels des Bremspedals mechanisch betätigbaren Hauptzylinder, über den ebenfalls Hydraulikfluid zu den Radbremsen gefördert werden kann. Der mittels des Bremspedals betätigbare Hauptzylinder schafft eine aus Gründen der Betriebssicherheit unabdingbare Redundanz bezüglich des elektrisch ansteuerbaren BBW- oder EBB-Systems.
Moderne Bremsanlagen umfassen des Weiteren ein Fahrdynamikregelsystem (auch Electronic Stability Control, ESC, genannt), welches beispielsweise eine oder mehrere Funktionen wie eine Antriebsschlupfregelung (ASR), ein Antiblockiersystem (ABS) oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) umfasst. Es existieren Forderungen, auch das Fahrdynamikregelsystem redundant auszulegen. Mit anderen Worten soll auch bei einem Funktionsverlust des Fahrdynamikregelsystems noch eine zumindest rudimentäre Fahrdynamikregelung möglich sein, um die Fahrzeugstabilität oder das Verzögerungsvermögen zumindest teilweise aufrechterhalten zu können.
Auch Bremsanlagen für autonome oder teilautonome Fahrzeuge müssen redundant ausgelegt werden, zumal sich der Fahrer nicht unbedingt im Fahrzeug befindet (z. B. in einem Remote Controlled Parking-, RCP-, Betrieb) oder nicht unverzüglich in den Fahrzeugbetrieb eingreifen kann. Dem Fahrdynamikregelsystem, und hier insbesondere dem ABS, kommt in diesem Zusammenhang eine große Bedeutung zu. So werden an das ABS hohe Anforderungen bezüglich dessen Verfügbarkeit gestellt. Bei einem herkömmlichen Fahrzeug kann das ABS nämlich im Fehlerfall einfach abgeschaltet und der Fahrer auf diese Abschaltung aufmerksam gemacht werden, um ihn zu einer vorsichtigeren Fahrweise anzuhalten. Beim autonomen oder teilautonomen Fahren bleibt das Fahrzeugsystem hingegen über einen langen Zeitraum oder sogar dauerhaft in der vollen Verantwortung.
Ein häufiger Fehlerfall, der bei einem herkömmlichen Fahrzeug zum Abschalten des ABS führt, ist der Ausfall eines Radsignals, das von dem ABS zur Schlupferkennung und Schlupfregelung an dem entsprechenden Fahrzeugrad verwendet wird. Um diesem Fehlerfall vorzubeugen, kann die entsprechende Radsensorik (ggf. einschließlich der Zuleitungen) redundant ausgelegt werden. Eine solche Redundanz ist allerdings mit hohen Kosten verbunden. Alternativ hierzu könnte bei einem Radsignalausfall beispielsweise für ein Vorderrad eine Regelung an den Rädern der Vorderachse ausgeschaltet werden und eine Konzentration auf die Räder der Hinterachse erfolgen, um wenigstens ein Übersteuern zu Verhindern. Die aus diesem Ansatz resultierenden Stabilitätseinschränkungen sind jedoch in vielen Fällen, so etwa beim autonomen oder teilautonomen Fahren, nicht akzeptabel.
Kurzer Abriss
Der vorliegenden Offenbarung liegt die Aufgabe zugrunde, technische Lösungen anzugeben, die weniger anfällig für den Ausfall eines Radsignals sind.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Signalverarbeitungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Antiblockier-Einrichtung und mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist, angegeben. Die Vorrichtung ist ausgebildet zum Erkennen eines Ausfalls eines Radsignals, zum Bilden eines Ersatzsignals für das ausgefallene Radsignal unter Verwendung des Radsignals wenigstens eines Sensors, der einem von dem Ausfall nicht betroffenen Rad zugeordnet ist, und zum Zuführen des Ersatzsignals der Antiblockier-Einrichtung.
Die Vorrichtung kann Teil eines ABS sein. So kann die Vorrichtung in einem ABS-Steuergerät verbaut oder anderweitig (z. B. unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und Software) implementiert sein.
Gemäß einer Variante ist die Vorrichtung ferner ausgebildet zum Treffen einer Auswahl unter Radsignalen derjenigen Sensoren, die vom Ausfall nicht betroffenen Rädern zugeordnet sind. In diesem Fall kann das Ersatzsignal mit dem ausgewählten Radsignal übereinstimmen oder zumindest maßgeblich darauf basieren. Es ist demgemäß möglich, das Ersatzsignal maßgeblich auf der Grundlage des ausgewählten Radsignals zu bilden, wobei jedoch zusätzlich ein oder mehrere weitere vorhandene Radsignale und/oder anderweitige Sensorsignale bei der Bildung des Ersatzsignals berücksichtigt werden können. Das Ersatzsignal basiert beispielsweise dann maßgeblich auf dem ausgewählten Radsignal, wenn eine Abweichung zwischen dem Ersatzsignal und dem ausgewählten Radsignal weniger als 20%, insbesondere weniger als 10% oder weniger als 5%beträgt.
Das Treffen der Auswahl unter den Radsignalen kann in Abhängigkeit einer erkannten Split-µ-Situation durchgeführt werden. In einer Split-µ-Situation herrschen für ein erstes Rad auf einer ersten Fahrzeugseite und ein zweites Fahrzeugrad auf einer gegenüberliegenden zweiten Fahrzeugseite unterschiedliche Fahrbahnreibwerte vor. Die beiden gegenüberliegenden Fahrzeugräder mit unterschiedlichen Fahrbahnreibwerten können insbesondere derselben Fahrzeugachse zugeordnet sein.
In einer Variante ist das ausgefallene Radsignal einem Hinterrad zugeordnet. Gemäß dieser Variante ist die Vorrichtung ferner ausgebildet zum Durchführen einer Split-µ-Erkennung oder einer Split-µ-Plausibilisierung auf der Grundlage von Radsignalen von Sensoren, die Vorderrädern zugeordnet sind. Gemäß einer anderen Variante ist das ausgefallene Rad einem ersten Vorderrad zugeordnet. Gemäß dieser Variante ist die Vorrichtung ferner ausgebildet zum Durchführen einer Split-µ-Erkennung oder Split-µ-Plausibilisierung auf der Grundlage von Radsignalen von Sensoren, die einem vom Ausfall nicht betroffenen zweiten Vorderrad und einem dem zweiten Vorderrad diagonal gegenüberliegenden Hinterrad zugeordnet sind. Das Plausibilisieren einer Split-µ-Situation durch die Vorrichtung kann einer Verifizierung dienen, ob die vorher erkannte Split-µ-Situation noch immer anhält.
Das oben erwähnte Treffen einer Auswahl unter Radsignalen von Sensoren, die vom Ausfall nicht betroffenen Rädern zugeordnet sind, kann das Auswählen des Radsignals für dasjenige Rad umfassen, das der vom Ausfall betroffenen Radfahrzeugseite gegenüberliegt. Eine solche Auswahlstrategie kann insbesondere dann ausgeführt werden, wenn keine Split-µ-Situation vorliegt oder erkannt wird.
Des Weiteren kann bei einer erkannten Split-µ-Situation die Auswahl in Abhängigkeit davon getroffen werden, ob das Radsignal für ein Rad einer Hochreibwertseite oder einer Niedrigreibwertseite ausgefallen ist. Bei Ausfall eines Radsignals für ein erstes Hinterrad auf einer Hochreibwertseite kann das Radsignal für ein zweites Hinterrad auf einer Niedrigreibwertseite ausgewählt werden. Bei Ausfall eines Radsignals für ein Hinterrad auf einer Niedrigreibwertseite kann das Radsignal für ein Vorderrad auf der Niedrigreibwertseite ausgewählt werden. Bei Ausfall eines Radsignals für ein Vorderrad auf einer Hochreibwertseite kann das Radsignal für ein Hinterrad auf der Hochreibwertseite ausgewählt werden. Bei Ausfall eines Radsignals für ein erstes Vorderrad auf einer Niedrigreibwertseite kann das Radsignal für ein zweites Vorderrad auf der Niedrigreibwertseite ausgewählt werden.
Ebenfalls angegeben wird ein Antiblockier-System, welches die hier vorgestellte Signalverarbeitungsvorrichtung sowie eine Antiblockier-Einrichtung umfasst. Die Signalverarbeitungsvorrichtung und die Antiblockier-Einrichtung können gemeinsam in einem ABS-Steuergerät untergebracht sein.
Gemäß einer Variante umfasst die Antiblockier-Einrichtung für jeden Sensor (und damit jedes Rad) einen zugeordneten Radsignaleingang. In diesem Fall kann die Signalverarbeitungsvorrichtung ausgebildet sein, das Ersatzsignal demjenigen Radsignaleingang zuzuführen, der dem ausgefallenen Radsignal zugeordnet ist. Die Radsignaleingänge können physikalisch in Gestalt von Hardware und/oder logisch in Gestalt von Software implementiert sein.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung kann ferner ausgebildet sein, ein auf das vom Ausfall betroffene Rad hinweisendes Ausfallsignal zu erzeugen. Das Ausfallsignal kann beispielsweise angeben, dass der Ausfall ein rechtes Hinterrad, ein linkes Hinterrad, ein rechtes Vorderrad oder ein linkes Vorderrad betrifft. Die Antiblockier-Einrichtung kann einen Ausgang für das Ausfallsignal aufweisen. Über diesen Ausgang kann die Signalverarbeitungsvorrichtung das Ausfallsignal der Antiblockier-Einrichtung zuführen.
Die Antiblockier-Einrichtung kann ausgebildet sein, basierend auf wenigstens dem Ersatzsignal (und ggf. einem oder mehreren der noch vorhandenen Radsignale) eine Notwendigkeit für eine Antiblockier-Regelung an dem vom Ausfall betroffenen Rad zu erkennen und/oder eine Antiblockier-Regelung an dem vom Ausfall betroffenen Rad durchzuführen.
Bei Vorliegen einer Split-µ-Situation kann die Antiblockier-Einrichtung ausgebildet sein, eine Select-Low-Regelung der Hinterachse bei Ausfall eines Radsignals für ein Hinterrad durchzuführen. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Antiblockier-Einrichtung dazu ausgebildet sein, eine Individualregelung zum Erhalt einer Mindestverzögerung an der Hinterachse bei Ausfall eines Radsignals für ein Vorderrad zu aktivieren.
Das ausgefallene Radsignal kann einem Hinterrad zugeordnet sein. In diesem Fall kann das Antiblockier-System dazu ausgebildet sein, eine Split-µ-Erkennung oder eine Split-µ-Plausibilisierung auf der Grundlage von Radsignalen von Sensoren, die Vorderrädern zugeordnet sind, durchzuführen. Wenn das ausgefallene Radsignal einem ersten Vorderrad zugeordnet ist, kann das System ausgebildet sein, eine Split-µ-Erkennung oder Split-µ-Plausibilisierung auf der Grundlage von Radsignalen von Sensoren durchzuführen, die einem vom Ausfall nicht betroffenen zweiten Vorderrad und einem dem zweiten Vorderrad diagonal gegenüberliegenden Hinterrad zugeordnet sind.
In einer Variante ist die Antiblockier-Einrichtung dazu ausgebildet, ein auf die Split-µ-Situation hinweisendes Hinweissignal zu erzeugen. Das Hinweissignal kann beispielsweise für ein bestimmtes Fahrzeugrad oder eine bestimmte Fahrzeugseite (links/rechts) einen konkreten Fahrbahnreibwert oder allgemein einen Hinweis auf einen hohen Fahrbahnreibwert oder einen niedrigen Fahrbahnreibwert angeben. Die Signalverarbeitungsvorrichtung kann in diesem Fall einen Eingang für das Hinweissignal aufweisen, um das Hinweissignal von der Antiblockier-Einrichtung empfangen zu können.
Das System kann ferner ausgebildet sein zum Berechnen eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist. Der Bremsdruckaufbau kann im Zusammenhang mit einer regulären Betriebsbremsung oder einer ABS-unterstützten Betriebsbremsung oder anderweitig erforderlich sein. Das Berechnen des Zielbremsdrucks kann in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit einer Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist, erfolgen.
Die Antiblockier-Einrichtung kann ausgebildet sein, für das vom Ausfall betroffene Rad eine Schlupfschwelle für das Einsetzen einer Antiblockier-Regelung zu berechnen. Die Schlupfschwelle kann beispielsweise als eine maximal erlaubte Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der auf der Grundlage des Ersatzsignals geschätzten Radgeschwindigkeit des vom Ausfall betroffenen Rads definiert sein. Die für das vom Ausfall betroffene Rad berechnete Schlupfschwelle kann niedriger ausfallen, als wenn das Rad nicht von dem Ausfall betroffen wäre. Auf diese Weise kann die Schlupfschwelle für ein bestimmtes Rad herabgesetzt werden, wenn für dieses Rad ein Radsignalausfall erkannt wurde und die Schlupfregelung zumindest im Wesentlichen auf dem Ersatzsignal basiert.
Ebenfalls angegeben wird ein Fahrzeug, welches das hier beschriebene Antiblockier-System umfasst. Das Fahrzeug kann zum autonomen oder teilautonomen Fahren ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Signalverarbeitungsverfahren für ein Fahrzeug mit einer Antiblockier-Einrichtung und mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist. Das Verfahren umfasst ein Erkennen eines Ausfalls eines Radsignals, ein Bilden eines Ersatzsignals für das ausgefallene Radsignal unter Verwendung des Radsignals wenigstens eines Sensors, der einem von dem Ausfall nicht betroffenen Rad zugeordnet ist, und ein Zuführen des Ersatzsignals der Antiblockier-Einrichtung.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Einrichtung für ein Fahrzeug mit mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist. Die Einrichtung ist ausgebildet zum Bestimmen, ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist, zum Erhalten von den Rädern zugeordneten Radsignalen, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenes Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird, und zum Berechnen eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist.
Die Einrichtung kann Teil eines ABS sein. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann die Einrichtung auch Teil eines EBB- oder BBW-Systems sein. So kann die Einrichtung in einem ABS-Steuergerät und/oder in einem Steuergerät für ein EBB- oder BBW-System verbaut oder anderweitig (z. B. unter Verwendung einer Prozessoreinrichtung und Software) implementiert sein.
Das Ersatzsignal kann auf beliebige Art und Weise erzeugt worden sein. So kann das Ersatzsignal durch Schätzen auf der Grundlage anderweitig verfügbarer Sensorsignale, die nicht notwendigerweise Radsignale umfassen müssen, erfolgen.
Der Bremsdruckaufbau kann im Zusammenhang mit einer regulären Betriebsbremsung erforderlich werden, beispielsweise wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Der Bremsdruckaufbau kann auch für eine ABS-unterstützten Betriebsbremsung oder anderweitig (z. B. bei einer Notbremsung erfolgen).
Die Einrichtung kann ferner ausgebildet sein, um in solchen Fällen, in denen das Rad, an dem der Bremsdruckaufbau notwendig ist, vom Radsignalausfall betroffen ist, den Zielbremsdruck herabzusetzen. Konkret kann der auf der Grundlage des für dieses Rad erhaltenen Radsignals (also des Ersatzsignals) berechneten Zielbremsdruck niedriger angesetzt werden, als wenn das Rad nicht von einem Radsignalausfall betroffen wäre. Dabei kann ein Einregeln des Zielbremsdrucks ab Erreichen einer vorgegebenen Mindestfahrzeugverzögerung oder eines vorgegebenen Mindestbremsdrucks an dem vom Ausfall betroffenen Rad einsetzen.
Die Einrichtung kann ferner ausgebildet sein zum Bilden des Ersatzsignals unter Verwendung des Radsignals wenigstens eines Sensors, der einem von dem Ausfall nicht betroffenen Rad zugeordnet ist. Das Ersatzsignal kann insbesondere, wie oben dargelegt, mit einem Radsignal übereinstimmen (oder maßgeblich darauf basieren), welches einem vom Ausfall nicht betroffenen Vergleichsrad zugeordnet ist. In diesem Fall kann der Zielbremsdruck an dem vom Ausfall betroffenen Rad derart berechnet werden, dass er geringer ist als ein für das Vergleichsrad berechneter Radbremsdruck.
Zusätzlich oder alternativ hierzu kann eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem vom Ausfall betroffenen Rad und dem Vergleichsrad aufrechterhalten werden (insbesondere wenn diese derselben Fahrzeugachse zugeordnet sind). Dabei kann ein Betrag der Druckdifferenz davon abhängen, ob ein Signal wenigstens eines weiteren Sensors eines Fahrdynamik-Regelsystems verfügbar ist. Dieser weitere Sensor ist von den Sensoren zur Radsignalerzeugung verschieden und kann beispielsweise zur Erfassung einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung, eines Lenkwinkels, eines Hauptzylinderdrucks oder einer Gierrate ausgebildet sein.
Die Einrichtung kann ferner ausgebildet sein zum Kompensieren einer aus der Druckdifferenz (insbesondere an achsgleichen Rädern) resultierenden Schiefziehens des Fahrzeugs. Dies kann insbesondere durch Einstellen einer Bremsdruckdifferenz an gegenüberliegenden Rädern einer Fahrzeugachse erfolgen, die von dem Radsignalausfall nicht betroffen ist.
Des Weiteren kann die Einrichtung ausgebildet sein zum Bestimmen einer Schlupfschwelle, ab der an einem Rad eine Antiblockier-Regelung einsetzt. Das Bestimmen der Schlupfschwelle kann in Abhängigkeit der Bestimmung erfolgen, ob dieses Rad vom Radsignalausfall betroffen ist. Dabei kann die Schlupfschwelle für ein vom Radsignalausfall betroffenes Rad geringer angesetzt werden als die Schlupfschwelle für ein achsgleiches Rad, das nicht vom Radsignalausfall betroffen ist.
Ebenfalls wird ein Fahrzeug angegeben, das die hier vorgestellte Einrichtung umfasst. Das Fahrzeug kann insbesondere zum autonomen oder teilautonomen Fahren ausgebildet sein.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeug mit mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen, ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist, ein Erhalten von den Rädern zugeordneten Radsignalen, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenen Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird, und ein Berechnen eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist.
Die hier vorgestellten Verfahren können ferner Verfahrensschritte umfassen, die den Funktionen der hier beschriebenen Vorrichtungen und Einrichtungen entsprechen.
Ferner angeben wird ein Computerprogramm mit Programmcode zum Durchführen der hier beschriebenen Verfahren, wenn das Computerprogramm auf einer Prozessoreinrichtung ausgeführt wird.
Ebenfalls angegeben wird Steuergerät oder System aus mehreren Steuergeräten, umfassend wenigstens eine Prozessoreinrichtung und wenigstens einen Speicher, wobei der wenigstens eine Speicher Programmcode zum Durchführen des hier vorgestellten Verfahrens enthält, wenn dieser auf der wenigstens einen Prozessoreinrichtung abläuft.
Figurenliste
Weitere Aspekte, Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeug-Bremsanlage;
2 ein Ausführungsbeispiel eines Steuergerätesystems für die Bremsanlage gemäß 1;
3 ein Ausführungsbeispiel eines ABS für die Bremsanlage gemäß 1;
4 das ABS gemäß 3 in einem Zustand ohne Radsignalausfall;
5 das ABS gemäß 3 in einem Zustand mit Radsignalausfall;
6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben des ABS gemäß 4;
7A-D verschiedene Ausführungsbeispiele zum Erzeugen eines Ersatzsignals bei einem Radsignalausfall ohne Split-µ-Situation;
8A-D verschiedene Ausführungsbeispiele zum Erzeugen eines Ersatzsignals bei einem Radsignalausfall in einer Split-µ-Situation;
9 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Verfahrens zum Betreiben des ABS gemäß 4; und
10 ein schematisches Diagramm, welches das Einregeln einer Bremsdruckdifferenz im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß 9 veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung
In 1 ist das hydraulische Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Fahrzeug-Bremsanlage 100 gezeigt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die hier vorgestellten, auf den Ausfall eines Radsignals bezogenen Lehren nicht auf eine hydraulische Bremsanlage mit dem in 1 dargestellten Aufbau beschränkt sind, sondern nur anhand dieser Bremsanlage exemplarisch erörtert werden soll.
Die Bremsanlage 100 gemäß 1 umfasst eine mit einem Bremspedal (nicht gezeigt) koppelbare Baugruppe 110 zur Hydraulikdruckerzeugung sowie ein Hydrauliksteuerbaugruppe 120 (auch Hydraulic Control Unit, HCU, genannt) mit zwei separaten Bremskreisen I. und II. Die Bremsanlage 100 umfasst ferner vier Radbremsen. Zwei der vier Radbremsen 130 sind dem Bremskreis I. zugeordnet, während die beiden anderen Radbremsen 130 dem Bremskreis II. zugeordnet sind. Die Zuordnung der Radbremsen 130 zu den Bremskreisen I. und II. erfolgt gemäß einer Diagonalaufteilung derart, dass die Radbremsen 130A und 130B am rechten Hinterrad (HR) bzw. am linken Vorderrad (VL) dem Bremskreis I. zugeordnet sind, während die Radbremsen 130C und 130D am linken Hinterrad (HL) bzw. am rechten Vorderrad (VR) dem Bremskreis II. zugeordnet sind. Die Radbremsen 130 können alternativ hierzu auch achsweise auf die Bremskreise I. und II. verteilt werden.
Die Bremsanlage 100 umfasst ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine optionale elektrische Parkbremse (EPB) mit zwei separat voneinander elektrisch ansteuerbaren elektromechanischen Aktuatoren 140A, 140B. In 1 sind die Aktuatoren 140A, 140B jeweils nur in Form eines Elektromotors angedeutet. Es versteht sich, dass die Aktuatoren 140A, 140B weitere Komponenten umfassen, wie beispielsweise ein Getriebe, über das die Aktuatoren 140A, 140B beispielsweise auf Radbremszylinder wirken.
Die beiden Aktuatoren 140A, 140B sind unterschiedlichen der vier Radbremsen 130 zugeordnet. Konkret ist der Aktuator 140A der Radbremse 130A des rechten Hinterrads (HR) zugeordnet, während der Aktuator 140B der Radbremse 130C des linken Hinterrads (HL) zugeordnet ist. In anderen Varianten können die beiden Aktuatoren 140A, 140B auch den Radbremsen 130B, 130D des rechten Vorderrads (VR) bzw. des linken Vorderrads (VL) zugeordnet sein.
Die Baugruppe 110 zur Hydraulikdruckerzeugung umfasst einen Hauptzylinder 110A und kann gemäß dem EBB- und/oder dem BBW-Prinzip betrieben werden. Dies bedeutet, dass in der Baugruppe 110 ein elektrisch ansteuerbarer Aktuator in Gestalt eines Hydraulikdruckerzeugers 110B verbaut ist, der ausgebildet ist, für wenigstens einen der beiden Bremskreise I. und II. einen Hydraulikdruck zu verstärken oder zu erzeugen. Dieser Hydraulikdruckerzeuger 110B umfasst einen Elektromotor, der zur Hydraulikdruckerzeugung über ein mechanisches Getriebe unmittelbar oder mittelbar auf den Hauptzylinder 110A einwirkt. Eine mittelbare Einwirkung kann beispielsweise auf hydraulische Weise erfolgen (etwa indem das Getriebe auf eine Plunger-Anordnung einwirkt, deren Ausgang hydraulisch mit einem Eingang des Hauptzylinders 110A gekoppelt ist).
Die HCU 120 umfasst ein im vorliegenden Beispiel zweikreisig ausgebildetes Fahrdynamikregelsystem (auch als ESC-System bezeichnet) zur Durchführung von Regeleingriffen an den Radbremsen 130. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Fahrdynamikregelsystem auch in bekannter Weise einkreisig ausgebildet sein.
Konkret umfasst das zweikreisige Fahrdynamikregelsystem gemäß 1 einen ersten elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger 160 im ersten Bremskreis I. sowie einen zweiten elektrisch ansteuerbaren Hydraulikdruckerzeuger 170 im zweiten Bremskreis II. Jeder der beiden Hydraulikdruckerzeuger 160, 170 umfasst einen Elektromotor 160A, 170B sowie eine vom Elektromotor 160A, 170B betätigbare Pumpe 160B, 170B. Jede der beiden Pumpen 160B, 170B kann als Mehrkolbenpumpe, als Zahnradpumpe oder anderweitig ausgebildet sein. Jede Pumpe 160B, 170B ist entgegen ihrer Förderrichtung sperrend, wie anhand der Sperrventile am Ausgang und Eingang der Pumpen 160B, 170B dargestellt. Da die Drehzahl jedes der Elektromotoren 160A, 170A einstellbar ist, kann auch die Fördermenge jeder der Pumpen 160B, 170B durch entsprechende Ansteuerung des zugeordneten Elektromotors 160A, 170A eingestellt werden.
Die beiden Elektromotoren 160A, 170A - und damit die beiden Hydraulikdruckerzeuger 160, 170 - sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Dies bedeutet, dass jeder der beiden Hydraulikdruckerzeuger 160 und 170 unabhängig vom anderen Hydraulikdruckerzeuger 170 bzw. 160 im jeweiligen Bremskreis I. bzw. II. einen Hydraulikdruck aufbauen kann. Diese Redundanz ist ein optionales Merkmal der Bremsanlage 100, aber aus sicherheitstechnischen Überlegungen vorteilhaft.
Die Bremsanlage 100 arbeitet mittels eines Hydraulikfluids, das zum Teil in drei Reservoirs 110C, 190, 200 bevorratet ist. Während das Reservoir 110C ein druckloses Reservoir ist, das einen Teil der Baugruppe 110 bildet, sind die anderen beiden Reservoirs 190, 200 jeweils als Druckspeicher (z. B. als Low Pressure Accumulator, LPA) in einem der beiden Bremskreise I., II. verbaut. Die beiden Hydraulikdruckerzeuger 160 und 170 sind jeweils in der Lage, aus dem zugeordneten Reservoir 190 bzw. 200 oder aus dem zentralen Reservoir 110C Hydraulikfluid anzusaugen.
Das Reservoir 110C hat ein größeres Fassungsvermögen als jedes der beiden Reservoirs 190, 200. Das Volumen des in den beiden Reservoirs 190, 200 jeweils bevorrateten Hydraulikfluids reicht jedoch zumindest dafür aus, ein Fahrzeug auch bei einer erforderlichen Bremsdruckregelung an einer oder mehrerer der Radbremsen 130 sicher zum Stillstand bringen zu können (z. B. bei einer ABS-unterstützten Notbremsung).
Der Bremskreis I. umfasst einen Hydraulikdrucksensor 180A, welcher eingangsseitig des Bremskreises I. im Bereich von dessen Schnittstelle zur Baugruppe 110 angeordnet ist. Das Signal des Hydraulikdrucksensors 180A kann im Zusammenhang mit einer Ansteuerung des in der Baugruppe 110 verbauten Hydraulikdruckerzeugers 110B und/oder des im Bremskreis I. verbauten Hydraulikdruckerzeugers 160 ausgewertet werden. Die Auswertung und Ansteuerung erfolgt mittels eines in 1 nur schematisch gezeigten Steuergerätesystems 300. In entsprechender Weise ist im Bremskreis II. ein weiterer Hydraulikdrucksensor 180B verbaut.
Des Weiteren ist jedem Rad genau ein Radsensor S zugeordnet (in 1 mit S1 bis S4 bezeichnet). Die Radsensoren S sind ausgebildet, ein auf die Drehzahl oder Geschwindigkeit des entsprechenden Rades hinweisendes Radsignal zu erzeugen. Basierend auf den Radsignalen kann eine radbezogene Schlupferkennung und Schlupfregelung durch das ABS erfolgen.
Wie in 1 gezeigt, sind die beiden Bremskreise I. und II. in Bezug auf die darin verbauten Komponenten sowie die Anordnung dieser Komponenten identisch aufgebaut. Aus diesem Grund werden im Folgenden nur der Aufbau und die Funktionsweise des ersten Bremskreises I. näher erläutert.
Im Bremskreis I. ist eine Mehrzahl von durch Elektromagnete betätigbare Ventilen vorgesehen, die im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellten Grundstellungen einnehmen. In diesen Grundstellungen koppeln die Ventile die Baugruppe 110, insbesondere den Hauptzylinder 110A, mit den Radbremsen 130. So kann auch bei Funktionsverlust (z. B. einem Ausfall) der Energieversorgung und einem damit einhergehenden Ausfall des Hydraulikdruckerzeugers 110B noch immer vom Fahrer mittels des auf den Hauptzylinder 110A einwirkenden Bremspedals ein Hydraulikdruck an den Radbremsen 130 aufgebaut werden. Dieser Hydraulikdruck wird dann aber im Fall einer EBB-Implementierung eben nicht verstärkt oder es erfolgt im Fall einer BBW-Implementierung dann eine mechanische Kopplung des Bremspedals mit dem Hauptzylinder 110A (Push-Through-, PT-, Betrieb). Im BBW-Betrieb ist der Hauptzylinder 110A hingegen in bekannter Weise fluidisch vom Bremskreis I. entkoppelt.
Die Vielzahl von Ventilen umfasst zwei 2/2-Wegeventile 210, 220, die eine Abkopplung der beiden Radbremsen 130A und 130B von der Baugruppe 110 gestatten. Konkret ist das Ventil 210 dazu vorgesehen, im elektrisch angesteuerten Zustand die Radbremsen 130A, 130B von der Baugruppe 110 abzukoppeln, wenn mittels des Hydraulikdruckerzeugers 160 ein Regeleingriff an wenigstens einer der beiden Radbremsen 130A, 130B durchgeführt wird. Das Ventil 220 ermöglicht in seinem elektrisch angesteuerten Zustand, dass Hydraulikfluid aus dem Reservoir 110C angesaugt oder nachgesaugt werden kann (z. B. im Fall eines lang anhaltenden Regeleingriffes, falls dabei das Reservoir 190 vollständig entleert wird). Ferner ist in diesem elektrisch angesteuerten Zustand ein Druckabbau an den Radbremsen 130A, 130B möglich, indem ein Rückfluss von Hydraulikfluid aus den Radbremsen 130A, 130B in das drucklose Reservoir 110C ermöglicht wird.
Die hydraulische Verbindung der Radbremsen 130A, 130B mit der Baugruppe 110 und dem Hydraulikdruckerzeuger 160 wird von vier 2/2-Wegeventile 230, 240, 250, 260 bestimmt, die im unbetätigten, also elektrisch nicht angesteuerten Zustand die in 1 dargestellten Grundstellungen einnehmen. Dies bedeutet, dass die beiden Ventile 230 und 260 jeweils ihre Durchflussstellung einnehmen, während die beiden Ventile 240 und 250 jeweils ihre Sperrstellung einnehmen. Die beiden Ventile 230 und 240 bilden eine der Radbremse 130B zugeordnete erste Ventilanordnung, während die beiden Ventile 250 und 260 eine der Radbremse 130A zugeordnete zweite Ventilanordnung bilden.
Wie nachfolgend erläutert wird, sind die beiden Ventile 210 und 220, die beiden Ventilanordnungen 230, 240 bzw. 250, 260 sowie der Hydraulikdruckerzeuger 160 jeweils dazu ausgebildet, um für Radbremsdruckregeleingriffe an der jeweiligen Radbremse 130A, 130B angesteuert zu werden. Die Ansteuerung der beiden Ventile 210 und 220, der beiden Ventilanordnungen 230, 240 bzw. 250, 260 und des Hydraulikdruckerzeugers 160 im Rahmen der Regeleingriffe erfolgt mittels des Steuergerätesystems 300. Das Steuergerätesystem 300 implementiert beispielsweise die Radbremsdruck-Regelungseingriffe einer Fahrdynamikregelung, wobei die Fahrdynamikregelung gemäß der vorliegenden Offenbarung wenigstens ein Antiblockiersystem (ABS) umfasst. Zusätzlich können eine Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm (EPB) und/oder eine Bremsdruckregelung für eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC) hiervon umfasst sein.
Bei einer Antiblockierregelung gilt es, während einer Bremsung ein Blockieren der Räder zu verhindern. Dazu ist es erforderlich, den Hydraulikdruck in den Radbremsen 130A, 130B individuell in Abhängigkeit des vorherrschenden Radschlupfes zu modulieren. Wir oben erläutert, werden zur Radschlupfermittlung dies Signale der Radsensoren S1 bis S4 ausgewertet (hierzu später mehr). Die ABS-Druckmodulation geschieht durch Einstellen in zeitlicher Folge wechselnder Druckaufbau-, Druckhalte- und Druckabbauphasen, die sich durch geeignete Ansteuerung der den beiden Radbremsen 130B und 130A zugeordneten Ventilanordnungen 230, 240 bzw. 250, 260 sowie ggf. des Hydraulikdruckerzeugers 160 ergeben.
Während einer Druckaufbauphase nehmen die Ventilanordnungen 230, 240 bzw. 250, 260 jeweils ihre Grundstellung ein, so dass ein Erhöhen des Bremsdrucks in den Radbremsen 130A, 130B (wie bei einer BBW-Bremsung) mittels des Hydraulikdruckerzeugers 160 erfolgen kann. Für eine Druckhaltephase an einer der Radbremsen 130B und 130A wird nur das Ventil 230 bzw. 260 angesteuert, also in seine Sperrstellung überführt. Da ein Ansteuern des Ventils 240 bzw. 250 dabei nicht erfolgt, verbleibt es in seiner Sperrstellung. Dadurch ist die entsprechende Radbremse 130B bzw. 130A hydraulisch abgekoppelt, so dass ein in der Radbremse 130B bzw. 130A anstehender Hydraulikdruck konstant gehalten wird. Bei einer Druckabbauphase wird sowohl die Ventil 230 bzw. 260 als auch das Ventil 240 bzw. 250 angesteuert, also das Ventil 230 bzw. 260 in seine Sperrstellung und das Ventil 240 bzw. 250 in seine Durchflussstellung überführt. Somit kann Hydraulikfluid aus der Radbremse 130B bzw. 130A in Richtung der Reservoirs 110C und 190 abfließen, um einen in der Radbremse 130A bzw. 130B anstehenden Hydraulikdruck zu erniedrigen.
Andere Regeleingriffe im Normalbremsbetrieb erfolgen automatisiert und typischerweise unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer. Solche automatisierten Regelungen des Radbremsdrucks erfolgen beispielsweise im Zusammenhang mit einer Antriebsschlupfregelung, die ein Durchdrehen einzelner Räder bei einem Anfahrvorgang durch gezieltes Abbremsen verhindert, einer Fahrdynamikregelung im engeren Sinn, die das Fahrzeugverhalten im Grenzbereich durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder an den Fahrerwunsch und die Fahrbahnverhältnisse anpasst, oder einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung, die unter anderem durch selbsttätiges Bremsen einen Abstand des eigenen Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einhält.
Beim Ausführen einer automatischen Hydraulikdruckregelung kann an wenigstens einer der Radbremsen 130A bzw. 130B durch Ansteuern des Hydraulikdruckerzeugers 160 ein Hydraulikdruck aufgebaut werden. Dabei nehmen die den Radbremsen 130B, 130A Hydraulikdruckerzeugers 160 zugeordneten Ventilanordnungen 230, 240 bzw. 250, 260 zunächst deren in 1 veranschaulichten Grundstellungen ein. Ein Feineinstellen oder Modulieren des Hydraulikdrucks kann durch entsprechende Ansteuerung des Hydraulikdruckerzeugers 160 sowie der den Radbremsen 130B bzw. 130A zugeordneten Ventile 230, 240 bzw. 250, 260 vorgenommen werden, wie im Zusammenhang mit der ABS-Regelung oben beispielhaft erläutert.
Die Hydraulikdruckregelung geschieht mittels des Steuergerätesystems 300 allgemein in Abhängigkeit von einerseits das Fahrzeugverhalten beschreibenden sensorisch erfasster Parameter (z. B. Raddrehzahlen der Sensoren S1 bis S4, Gierrate, Querbeschleunigung, usw.) und andererseits den Fahrerwunsch beschreibenden und sensorisch erfasster Parameter (z. B. Betätigung des Bremspedals, Lenkradwinkel, usw.), soweit vorhanden. Ein Verzögerungswunsch des Fahrers kann beispielsweise mittels eines Wegsensors ermittelt werden, der mit dem Bremspedal oder einem Eingangsglied des Hauptzylinders 110A gekoppelt ist. Als den Fahrerwunsch beschreibende Messgröße kann alternativ oder zusätzlich hierzu der im Hauptzylinder 110A vom Fahrer erzeugte Bremsdruck herangezogen werden, der dann mittels des Sensors 180A (sowie des entsprechenden, dem Bremskreis II. zugeordneten Sensors 180B) erfasst und ggf. plausibilisiert wird. Der Verzögerungswunsch kann auch von einem System für autonomes oder teilautonomes Fahren initiiert sein.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Steuergerätesystems 300 aus 1. Wie in 2 veranschaulicht, umfasst das Steuergerätesystem 300 ein erstes Steuergerät 302, das ausgebildet ist, den Hydraulikdruckerzeuger 160 sowie den EPB-Aktuator 140A anzusteuern, sowie ein zweites Steuergerät 304, das ausgebildet ist, den Hydraulikdruckerzeuger 170 sowie den EPB-Aktuator 140B anzusteuern. Wie im Zusammenhang mit der 1 erläutert, kann diese Ansteuerung auf der Grundlage einer Mehrzahl von sensorisch erfassten Messgrößen erfolgen. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnten die beiden Steuergeräte 302 und 304 auch zu einem einzigen Steuergerät zusammengefasst werden, insbesondere bei einer einkreisigen Auslegung des Fahrdynamikregelsystems.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die beiden Steuergeräte 302 und 304 als räumlich zusammenhängende Steuergeräteeinheit 306 ausgebildet. So können die beiden Steuergeräte 302 und 304 in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein, aber getrennte Prozessoren 302A, 304A zur Verarbeitung der Messgrößen und zum Ansteuern der jeweils zugeordneten Komponenten 140A, 160 bzw. 140B, 170 und getrennte Speicher 302B, 304B umfassen. Zum Datenaustausch, beispielsweise im Zusammenhang mit der Plausibilisierung von Messgrößen und/oder Ansteuersignalen, sind die entsprechenden Prozessoren 302A, 304A der beiden Steuergeräte 302, 304 über eine Prozessorschnittstelle 308 miteinander kommunikativ verbunden. Die Prozessorschnittstelle 308 ist im Ausführungsbeispiel als seriell-parallel-Schnittstelle (Serial-Parallel Interface, SPI) ausgebildet.
Das Steuergerätesystem 300 umfasst ferner ein drittes Steuergerät 310, das ausgebildet ist, den in der Baugruppe 310 verbauten Hydraulikdruckerzeuger 110B und damit insbesondere dessen Elektromotor anzusteuern. Je nach Ausgestaltung der Bremsanlage 100 kann diese Ansteuerung gemäß dem EBB-Prinzip oder dem BBW-Prinzip erfolgen. Das Steuergerät 310 kann mit den beiden anderen Steuergeräten 302 und 304 eine räumlich zusammenhängende Steuergeräteeinheit bilden oder aber beabstandet hiervon vorgesehen werden. In einer Realisierung ist ein Gehäuse des Steuergeräts 310 in die Baugruppe 110 integriert. Bei einem System zum autonomen oder teilautonomen Fahren kann das Steuergerätesystem 300 ein weiteres Steuergerät (in 2 nicht dargestellt) umfassen, welches die entsprechenden Funktionen implementiert.
Wie in 2 gezeigt, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei parallele elektrische Versorgungssysteme K30-1 und K30-2 vorgesehen (in anderen Ausführungsbeispielen, insbesondere bei einer einkreisigen Auslegung des Fahrdynamikregelsystems könnte nur ein einziges dieser Versorgungssysteme K30-1 und K30-2 vorhanden sein). Jedes dieser beiden Versorgungssysteme K30-1 und K30-2 umfasst eine Spannungsquelle (nicht dargestellt) sowie dazugehörige Spannungsversorgungsleitungen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Versorgungssystem K30-1 dazu ausgebildet, den EPB-Aktuator 140A sowie den Hydraulikdruckerzeuger 160 zu versorgen, während das parallele Versorgungssystem K30-2 ausgebildet ist, den anderen EPB-Aktuator 140B sowie den Hydraulikdruckerzeuger 170 zu versorgen. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnten der EPB-Aktuator 140A und der Hydraulikdruckerzeuger 160 zusätzlich (also in redundanter Weise) vom Versorgungssystem K30-2 versorgbar sein, und der EPB-Aktuator 140B und der Hydraulikdruckerzeuger 170 könnten zusätzlich vom Versorgungssystem K30-1 versorgbar sein. Auf diese Weise wird die Systemredundanz weiter erhöht.
Jedes der drei Steuergeräte 302, 304 und 310 (sowie ein optionales Steuergerät für autonomes oder teilautonomes Fahren) wird in redundanter Weise sowohl über das Versorgungssystem K30-1 als auch über das Versorgungssystem K30-2 versorgt. Zu diesem Zweck kann jedes der Steuergeräte 302, 304, 310 mit zwei separaten Versorgungsanschlüssen versehen sein, die jeweils einem der beiden Versorgungssysteme K30-1 bzw. K30-2 zugeordnet sind.
Wie in 2 ferner veranschaulicht, sind in redundanter Weise zwei parallele Kommunikationssysteme Bus1 und Bus2 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel jeweils als ein Fahrzeugbus (z. B. gemäß dem CAN- oder LIN-Standard) ausgebildet sind. Die drei Steuergeräte 302, 304 und 310 (sowie ein optionales Steuergerät für autonomes oder teilautonomes Fahren) können über jedes dieser beiden Kommunikationssysteme Bus1, Bus2 miteinander kommunizieren. In einem anderen Ausführungsbeispiel könnte nur ein einziges Bussystem (z. B. Bus1) vorgesehen sein.
Die Radsensoren S1 bis S4 (und ggf. die weiteren Sensoren) sind ebenfalls an wenigstens eines der beiden Versorgungssysteme K30-1 und K30-2 sowie wenigstens eines beiden Kommunikationssysteme Bus1 und Bus 2 angeschlossen. Auf diese Weise werden die Steuergeräte 302, 304 mit Radsignalen für das darin implementierte ABS (und für ggf. weitere darin implementierte ESC-Funktionen) versorgt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 erfolgt die Ansteuerung der Komponenten 140A, 160 und 140B, 170 mittels der beiden Steuergeräte 302 bzw. 304 und die Ansteuerung des in der Baugruppe 110 verbauten Hydraulikdruckerzeugers 110B mittels des Steuergeräts 310 (oder mittels des optionalen Steuergeräts für autonomes oder teilautonomes Fahren) derart, dass das entsprechende Steuergerät 302, 304, 310 die Leistungsversorgung für die entsprechende Komponente ein- oder ausschaltet und ggf. moduliert (z. B durch Pulsweitenmodulation). In einem anderen Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere dieser Komponenten, insbesondere die EPB-Aktuatoren 140A, 140B, an eines oder beide der Kommunikationssysteme Bus1, Bus2 angeschlossen sein. In diesem Fall erfolgt die Ansteuerung dieser Komponenten mittels des zugeordneten Steuergeräts 302, 304, 310 dann über das entsprechende Kommunikationssystem Bus1, Bus2. Ferner kann in diesem Fall die entsprechende Komponente fortlaufend mit einem oder beiden der Versorgungssysteme K30-1, K30-2 verbunden sein.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Implementierung eines ABS 400, das in das Steuergerätesystem 300 der Bremsanlage 100 gemäß 1 oder ein anderweitig konfiguriertes Steuergerät oder Steuergerätesystem integriert sein kann.
Falls das Steuergerätesystem 300 zwei separate Steuergeräte 302 und 304 mit eigenständiger ESC-Funktionalität umfasst (vgl. 2), kann jedes der beiden Steuergeräte 302 und 304 in redundanter Weise das ABS 400 gemäß 3 umfassen. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, dass jedes der beiden Steuergeräte 302 und 304 nur einen Teil des ABS 400 für diejenigen beiden Räder implementiert, die dem entsprechenden Steuergerät 302, 304 zugeordnet sind. Auch anderweitige Implementierung des ABS 400 oder einer abgewandelten Form hiervon sind im Zusammenhang mit dem in 2 dargestellten Steuergerätesystem 300 denkbar.
Wie in 3 dargestellt, umfasst das ABS 400 eine Signalverarbeitungsvorrichtung 402 sowie eine ABS-Einrichtung 404. Die Signalverarbeitungseinrichtung 402 umfasst vier Eingänge E1 bis E 4 für Radsignale sowie vier Ausgänge A1 bis A4 ebenfalls für Radsignale. Die Eingänge E1 bis E4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 sind mit jeweils einem der Radsensoren S1 bis S4 über ein Kommunikationssystem verbunden (beispielsweise über die zwei parallelen Kommunikationssysteme Bus1 und Bus2 gemäß 2).
In 3 sind die vier Eingänge E1 bis E4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 als vier logisch getrennte Eingänge dargestellt. Selbstverständlich können diese vier logischen Eingänge E1 bis E4 auf einen einzigen physikalischen Eingang (Anschluss) abgebildet sein. Dies gilt in entsprechender Weise für die vier Ausgänge A1 bis A4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402.
Die vier Eingänge E1 bis E4 und die vier Ausgänge A1 bis A4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 sind über einen Multiplexer 406 miteinander gekoppelt. Der Multiplexer 406 erlaubt es, einen beliebigen Eingang E1 bis E4 mit einem beliebigen der Ausgänge A1 bis A4 zu koppeln. Auch kann ein beliebiger der Eingänge E1 bis E4 mit zwei oder mehr Ausgängen A1 bis A4 gekoppelt werden. In einer Weiterbildung ist der Multiplexer 406 des Weiteren in der Lage, die über die Eingänge E1 bis E4 empfangenen Radsignale zu verarbeiten (beispielsweise zu Mischen) und eines oder mehrere solchermaßen verarbeitete Signale über einen oder mehrere der Ausgänge A1 bis A4 auszugeben. So können beispielsweise die über mehrere der Eingänge E1 bis E4 erhaltenen Radsignale unterschiedlich gewichtet zu einem neuen Radsignal verarbeitet werden und einem oder mehreren der Ausgänge A1 bis A4 zugeführt werden.
Grundsätzlich ist es so, dass die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 ausgebildet ist, über die Eingänge E1 bis E4 Radsignale zu empfangen und über die Ausgänge A1 bis A4 Signale auszugeben. Die ausgegebenen Signale stellen aus Sicht der ABS-Einrichtung 404 ebenfalls Radsignale dar, obwohl sie von den von der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 empfangenen Radsignalen aufgrund der Operationen des Multiplexers 406 abweichen können.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 406 umfasst eine weitere Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle A/E5, um mit der ABS-Einrichtung 404 kommunizieren zu können. Die ABS-Einrichtung umfasst hierzu eine komplementäre Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle E/A5.
Die ABS-Einrichtung umfasst ferner vier Eingänge E1 bis E4, die mit den entsprechenden Ausgängen A1 bis A4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 koppelbar sind. Über diese Eingänge E1 bis E4 empfängt die ABS-Einrichtung 404 demgemäß Signale, die aus Sicht der ABS-Einrichtung 404 jeweils einem der Räder zugeordnet sind, an dem der entsprechend Radsensor S1 bis S4 verbaut ist. Mit anderen Worten ordnet die ABS-Einrichtung 404 jedem ihrer Eingänge E1 bis E4 einen der Radsensoren S1 bis S4 zu.
Die ABS-Einrichtung 404 umfasst des Weiteren eine ABS-Logik 408. Die ABS-Logik 408 ist ausgebildet, die über die Eingänge E1 bis E4 empfangenen Radsignale einer ABS-Verarbeitung zu unterziehen. Diese ABS-Verarbeitung umfasst beispielsweise das Berechnen eines Radschlupfes, das Erkennen des Überschreitens einer Schlupfschwelle durch ein bestimmtes Rad sowie das Durchführen einer ABS-Regelung an dem Rad, das die Schlupfschwelle überschreitet. Diese Schlupfregelung beinhaltet die Berechnung von Stellsignalen für eine auf ein Rad bezogene ABS-Druckmodulation, wie unter Bezugnahmen auf die in 1 dargestellten Ventilanordnungen und Hydraulikdruckerzeuger erläutert. Die entsprechenden Stellsignale werden über entsprechende Ausgänge A1 bis A4 von der ABS-Einrichtung 404 ausgegeben.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 erläutert, handelt es sich bei den Eingängen E1 bis E4 sowie den Ausgängen A1 bis A4 der ABS-Einrichtung 404 um logische Eingänge bzw. logische Ausgänge, die mittels eines oder mehrerer physikalischer Eingänge bzw. Ausgänge realisiert sein können.
4 zeigt einen Betriebszustand des ABS 400 in einem fehlerfreien Zustand der Bremsanlage 100. Der fehlerfreie Zustand bedeutet hier, dass von jedem der Radsensoren S1 bis S4 jeweils ein Radsignal am entsprechenden Eingang E1 bis E4 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 anliegt. Das an dem jeweiligen Eingang E1 bis E4 anliegende Radsignal wird von dem Multiplexer 406 ohne weitere Verarbeitung an den entsprechenden Ausgang A1 bis A1 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 weitergeleitet und an den entsprechenden Eingang E1 bis E4 der ABS-Einrichtung 404 ausgegeben. Die ABS-Logik 408 verarbeitet die Radsignale in bekannter Weise zur Schlupferkennung und erforderlichenfalls zur Schlupfregelung. Wird die Notwendigkeit einer Schlupfregelung an einem oder mehreren der Fahrzeugräder erkannt, werden über einen oder mehrere der Ausgänge A1 bis A4 der ABS-Einrichtung 404 entsprechende Stellsignale ausgegeben. Die ausgegebenen Stellsignale führen dann zu einer ABS-Druckmodulation an der zugeordneten Radbremse 130A bis 130D.
Im fehlerfreien Zustand der Bremsanlage 100 ist keine Kommunikation zwischen der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 und der ABS-Einrichtung 404 über die Schnittstellen E/A5 erforderlich.
5 veranschaulicht den Betrieb des ABS 400 bei Ausfall eines Radsignals. Konkret wird in dem in 5 dargestellten Beispiel davon ausgegangen, dass das Radsignal des Radsensors S1, der dem linken Vorderrad VL zugeordnet ist, ausgefallen ist. Der Ausfall des Radsignals des Radsensors S1 kann auf einen Ausfall dieses Sensors S1 selbst zurückzuführen sein oder kann andere Gründe haben (beispielsweise die Unterbrechung einer Signalübertragungsleitung zwischen dem Radsensor S1 und dem Eingang E1 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402).
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm 600 gemäß 6 erläutert, wie die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 auf den Ausfall des Radsignals des Radsensors S1 reagiert.
In einem ersten Schritt 602 erkennt die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 den Ausfall des Radsignals am Eingang E1. Gleichzeitig wird erkannt, dass an den verbleibenden Eingängen E2 bis E4 weiterhin Radsignale von den zugeordneten Sensoren S2 bis S4 empfangen werden. Der erkannte Ausfall des Radsignals des Radsensors S1 kann der ABS-Einrichtung 404 mittels einer Kommunikation über die Schnittstellen E/A5 in Form eines Ausfallsignals mitgeteilt werden.
In einem nächsten Schritt 604 bildet der Multiplexer 606 ein Ersatzsignal für das ausgefallene Radsignal unter Verwendung des Signals wenigstens eines der Sensoren S2 bis S4, von denen noch Radsignale empfangen werden (die also jeweils dem vom Ausfall nicht betroffen rechten Hinterrad HR, rechten Vorderrad VR und linken Hinterrad HL zugeordnet sind). Auch Signale von anderen, im Fahrzeug verbauten Sensoren können zur Erzeugung des Ersatzsignals herangezogen werden.
Das Ersatzsignal kann auf unterschiedliche Art und Weise gebildet werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 5 umfasst das Bilden des Ersatzsignals das Treffen einer Auswahl unter den Radsignalen derjenigen Sensoren S2 bis S4, die den vom Ausfall nicht betroffenen Rädern HR, VR und HL zugeordnet sind. Konkret wird in dem Beispiel gemäß 5 das Radsignal des Radsensors S2 ausgewählt, der dem rechten Hinterrad HR zugeordnet ist. Der Multiplexer 406 kopiert anschließend das vom Radsensor S2 gelieferte Radsignal auf den Ausgang A1. Mit anderen Worten stimmt das Ersatzsignal mit dem vom Sensor S2 gelieferten Radsignal überein und wird am Ausgang A1 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 wie ein reguläres Radsignal des Sensors S1 ausgegeben.
In anderen Realisierungen kann das Ersatzsignal zwar maßgeblich auf dem ausgewählten Radsignal (hier: dem Radsignal des Radsensors S2) basieren, aber etwas davon abweichen. So kann der Multiplexer 406 beispielsweise einen Anteil eines oder mehrerer der Radsignale der Radsensoren S3 und S4 mit dem Radsignal des Radsensors S2 derart mischen, dass das resultierende Ersatzsignal immer noch maßgeblich auf dem Radsignal des Radsensors S2 basiert.
In einem weiteren Schritt 606 wird das Ersatzsignal über den Ausgang A1 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 dem Eingang E1 der ABS-Einrichtung 404 zugeführt. Aus Sicht der ABS-Einrichtung 404 handelt es sich bei dem über den Eingang E1 erhaltenen Ersatzsignal um ein „reguläres“ Radsignal des Radsensors S1, da es über den Eingang E1 erhalten wurde.
Die ABS-Einrichtung 404 empfängt demgemäß trotz des Radsignalausfalls bezüglich des Sensors S1 an allen vier Eingängen E1 bis E4 ein Radsignal, welches sie demjenigen Rad zuordnet, das wiederrum dem entsprechenden Eingang E1 bis E4 zugeordnet ist. Wie oben erläutert, ist das am Eingang E1 empfangene Radsignal jedoch ein Ersatzsignal für das vom Ausfall betroffene Radsignal. Der Ausfall des Radsignals für das dem Sensor S1 zugeordnete Rad kann der ABS-Einrichtung 404 über die Schnittstellen E/A5 mitgeteilt werden (eine solche Mitteilung kann jedoch auch entfallen).
Basierend auf den über die Eingänge E1 bis E4 empfangenen Radsignalen führt die ABS-Logik 408 eine Schlupferkennung und, erforderlichenfalls, eine Schlupfregelung durch. Gemäß dem in 5 veranschaulichten Beispiel gelangt die ABS-Logik 408 zu dem Schluss, dass an den Radbremsen 130B und 130A jeweils ein Schlupfregeleingriff erforderlich ist. Dementsprechend werden über die Ausgänge A1 und A2 der ABS-Einrichtung 404 entsprechende Stellsignale ausgegeben.
Gemäß dem in 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann ein einzelner Radsensorfehler durch geeignete Substitution mit einem noch vorhandenen Radsignal eines anderen Radsensors ausgeglichen werden. Im einfachsten Fall wird also, wie in 5 veranschaulicht, ein ausgewähltes Radsignal auf das vom Ausfall betroffene Radsignal „kopiert“, sodass die ABS-Einrichtung 404 unverändert oder mit nur wenigen Anpassungen weiter betrieben werden kann. Natürlich muss das Ersatzsignal nicht notwendigerweise eine Kopie eines der verbleibenden Radsignale sein, sondern es können auch komplexere Verarbeitungen im Multiplexer 406 durchgeführt werden, um das Ersatzsignal zu erhalten. Diese weiteren Verarbeitungen können auf mehreren der noch vorhandenen Radsignale basieren und/oder auf zusätzlichen Sensorsignalen (wie beispielsweise einer Längsbeschleunigung, einer Querbeschleunigung, einer Gierrate, einem Lenkwinkel und/oder einem Hauptzylinderdruck). Eine solche Zusatzsensorik kann auch von der ABS-Logik 408 verwendet werden, um basierend auf dem Ersatzsignal das ABS-Regelverhalten an dem vom Ausfall betroffenen Rad zu verbessern. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es dann erforderlich, dass die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 die ABS-Einrichtung 404 über das vom Signalausfall betroffene Rad informiert.
Über die Radgeschwindigkeiten, die Gierrate oder beides findet eine Fahrbahnreibwertermittlung für jedes Rad statt. Auf diese Weise können insbesondere unterschiedliche Fahrbahnreibwerte auf unterschiedlichen Fahrzeugseiten erkannt werden (d. h. es kann eine Split-µ-Erkennung durchgeführt werden). Im Zusammenhang mit der ABS-Regelung soll es trotz der Verwendung des Ersatzsignals weiterhin möglich sein, unterschiedliche Fahrbahnreibwerte und damit eine Split-µ-Situation zu berücksichtigen. Beispielhafte Auswahlstrategien für unbekannten oder homogenen Untergrund einerseits und im Fall einer erkannten Split-µ-Situation andererseits werden nun im Zusammenhang mit den 7A bis 7D bzw. den 8A bis 8D erläutert.
Die 7A bis 7D zeigen Radsignalauswahlstrategien bei homogenem Untergrund (also gleichem Fahrbahnreibwert auf beiden Fahrzeugseiten) oder bei unbekanntem Untergrund (wenn also beispielsweise aus technischen oder anderen Gründen keine Split-µ-Erkennung durchgeführt werden kann).
In diesen Fällen werden die Radsignale im Wesentlichen seitenweise ersetzt. Ist also gemäß den 7A und 7B das einem Hinterrad zugeordnete Radsignal vom Ausfall betroffen, wird das ausgefallene Radsignal auf der Grundlage des Radsignals des dem vom Ausfall betroffenen Rad gegenüberliegenden Hinterrades erzeugt.
Da die Radsignale für die Räder der Vorderachse weiterhin vorhanden sind, kann eine Split-µ-Erkennung auf der Grundlage dieser Radsignale erfolgen. Die Split-µ-Erkennung kann entweder durch die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 oder durch die ABS-Einrichtung 404 oder durch beide dieser Komponenten unabhängig voneinander erfolgen. Erfolgt die Split-µ-Erkennung durch die ABS-Einrichtung 404, kann das Ergebnis dieser Erkennung über die Schnittstellen E/A5 der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 mitgeteilt werden. Die Signalverarbeitungsvorrichtung 402 kann dann auf der Grundlage dieser Mitteilung die Auswahl des oder der zu „kopierenden“ Radsignale im Zusammenhang mit der Ersatzsignalerzeugung treffen.
Soweit Signale von weiteren Sensoren vorliegen, die beispielsweise auf die Gierrate, die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung oder den Lenkwinkel hinweisen, können diese Informationen zusätzlich für die Split-µ-Erkennung verwendet werden.
Fällt, wie in den 7C und 7D veranschaulicht, das Radsignal für ein Vorderrad bei unbekanntem oder homogenem Fahrbahnreibwert aus, wird ebenfalls das Radsignal des jeweils gegenüberliegenden Vorderrades zur Bildung des Ersatzsignals herangezogen (z. B. kopiert). Jedoch kann nun keine herkömmliche Split-µ-Situation mehr erkannt werden, da nur noch ein einziges Radsignal an der Vorderachse zur Verfügung steht. Als Ausgleich für das ausgefallene Vorderradsignal wird deshalb für die Split-µ-Erkennung die Raddiagonale genutzt, wie ebenfalls in den 7C und 7D veranschaulicht. Konkret erfolgt die Split-µ-Erkennung auf der Grundlage der Radsignale von Sensoren, die einem Ausfall nicht betroffenen Vorderrad sowie einem diesem Vorderrad diagonal gegenüberliegenden Hinterrad zugeordnet sind. Auch hier können wieder Signale von weiteren Sensoren zur Verbesserung der Split-µ-Erkennung herangezogen werden.
Wurde eine Split-µ-Situation erkannt, wird die Radsignalauswahlstrategie entsprechend angepasst, wie in den 8A bis 8D veranschaulicht.
8A illustriert den Fall, dass ein Radsignal für ein Hinterrad auf der Hochreibwertseite ausgefallen ist. In dieser Split-µ-Situation wird zur Bildung des Ersatzsignals das Radsignal für das Hinterrad auf der Niedrigreibwertseite herangezogen. Bei einer ABS-Regelung kann eine Select-Low-Regelungsstrategie für die Hinterachse aktiviert werden, wobei diese Regelungsstrategie eigentlich für unbekannte oder homogene Oberflächen gedacht ist. Gemäß dem Prinzip des „Select-Low“ wird der Bremsdruck an den beiden Hinterrädern in übereinstimmender Weise geregelt, wobei als Grundlage für die Regelung dasjenige Hinterrad herangezogen wird, an dem der Schlupf am größten ist (oder allgemein: das die höchste Blockierneigung aufweist). Zur weiteren Plausibilisierung der Split-µ-Situation kann weiterhin auf die Radsignale der Vorderachse zurückgegriffen werden. Mit der Plausibilisierung ist hier gemeint, dass fortlaufend überprüft wird, ob die vorher erkannte Split-µ-Situation andauert. Sollte dies nicht mehr der Fall sein, kann auf eines der Szenarien gemäß den 7A bis 7D zurückgegriffen werden.
8B veranschaulicht den Fall, dass das Radsignal für ein Hinterrad auf der Niedrigreibwertseite von dem Ausfall betroffen ist. In diesem Fall wird das Radsignal eines Vorderrads auf der Niedrigreibwertseite zur Bildung des Ersatzsignals herangezogen. Erneut kann eine weitergehende Plausibilisierung der Split-µ-Situation durch die für die Vorderachse erhaltenen Radsignale durchgeführt werden.
In dem Szenario gemäß 8C wird von dem Ausfall eines Radsignals für ein Vorderrad auf der Hochreibwertseite ausgegangen. In diesem Fall ist das Radsignal für das Rad ausgefallen, welches das Hauptbremsmoment aufbringen müsste. Es erfolgt dann die Bildung des Ersatzsignals auf der Grundlage des Radsignals des seitengleichen Hinterrads. Des Weiteren wird zum Erhalt einer Mindestverzögerung an der Hinterachse eine Individualregelung aktiviert, sofern nötig (der Bremsdruck wird also radindividuell eingestellt). Zur Steigerung der Bremsleistung an dem Rad, das von dem Radsignalausfall betroffen ist, kann eine gierratenabhängige Stabilitätsregelung erfolgen, jedenfalls solange ein Gierratensignal vorhanden ist. In diesem Zusammenhang können die maximalen Bremsdrücke auf der Hochreibwertseite in geeigneter Weise begrenzt werden, sodass ein Schlupfeinlauf unwahrscheinlich wird. Eine weitergehende Plausibilisierung der erkannten Split-µ-Situation kann über die in 8C eingezeichnete Diagonale (Vorderrad auf der Niedrigreibwertseite und Hinterrad auf der Hochreibwertseite) erfolgen.
Schließlich veranschaulicht 8D den Ausfall des Radsignals für ein Vorderrad auf der Niedrigreibwertseite. In diesem Fall wird das Ersatzsignal für das Vorderrad auf der Niedrigreibwertseite durch das Radsignal für das seitengleiche Hinterrad auf der Niedrigreibwertseite ermittelt. Erneut kann zur weitergehenden Plausibilisierung der Split-µ-Situation die in 8D eingezeichnete Diagonale, also die Radsignale für das Vorderrad auf der Hochreibwertseite und das Hinterrad auf der Niedrigreibwertseite, verwendet werden.
Zu ergänzen ist, dass die Radauswahlstrategien zur Bildung des Ersatzsignals gespiegelt werden müssen, wenn abweichend von dem in den 8A bis 8D gezeigten Sachverhalt die rechte Fahrzeugseite die Hochreibwertseite und die linke Fahrzeugseite die Niedrigreibwertseite sein sollte.
Der exakte Fahrbahnreibwert eines von einem Radsignalausfall betroffenen Rades kann immer nur aufgrund des bekannten Reibwertes der verbleibenden drei Räder geschätzt werden. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, die Wahrscheinlichkeit für ein unbemerktes Blockieren des vom Radsignalausfall betroffenen Rades vorsorglich zu verringern. Zu diesem Zweck kann der Bremsdruckaufbau an dem Rad, für das ein Radsignalausfall ermittelt wurde, in geeigneter Weise angepasst werden. Insbesondere kann eine Bremsdruckregelstrategie zur Vergrößerung der Sicherheitsmarge zwischen dem Rad mit dem bekannten Reibwert, auf dessen Grundlage das Ersatzsignal erzeugt wurde, und dem Rad mit dem unbekannten Reibwert, das von dem Radsignalausfall betroffen ist, vorgesehen werden.
9 veranschaulicht in diesem Zusammenhang ein Ablaufdiagramm 900 für ein Verfahren, welches mittels des ABS 400 gemäß 4 und insbesondere durch die ABS-Einrichtung 404 durchgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann das entsprechende Verfahren auch in einem EBB- oder EBW-Steuergerät (vgl. z. B. Bezugszeichen 310 in 2) implementiert sein. Mit anderen Worten ist das Verfahren nicht auf eine Durchführung im Zusammenhang mit einer ABS-unterstützten Bremsung beschränkt.
Das Verfahren beginnt in Schritt 902 mit dem Bestimmen, ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist. Wird das Verfahren durch die ABS-Einrichtung 404 durchgeführt, kann die Bestimmung auf der Grundlage eines Ausfallsignals erfolgen, welches die ABS-Einrichtung 404 über die Schnittstellen E/A5 von der Signalverarbeitungsvorrichtung 402 erhalten hat (vgl. den entsprechenden Pfeil in 5).
Des Weiteren werden in Schritt 904 Radsignale für alle Räder erhalten, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenes Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird. In dem in 5 veranschaulichten Szenario wird also für das linke Vorderrad ein Ersatzsignal von dem Radsensor S2 erhalten.
Die Schritte 902 und 904 können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Mit anderen Worten könnte der Schritt 904 auch dem Schritt 902 vorausgehen oder die beiden Schritte 902 und 904 könnten gleichzeitig durchgeführt werden.
In einem weiteren Schritt 906 wird ein Zieldruck für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, berechnet. Der Bremsdruckaufbau kann für eine reguläre Betriebsbremsung, eine ABS-unterstützte Betriebsbremsung oder eine Notbremsung (mit oder ohne ABS-Unterstützung) erfolgen. Konkret erfolgt der Bremsdruckaufbau in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals einerseits und, andererseits, in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist. Dabei kann dann, wenn das Rad, an dem der Bremsdruckaufbau notwendig ist, vom Radsignalausfall betroffen ist, ein geringerer Zielbremsdruck vorgesehen werden, als wenn dieses Rad nicht von dem Radsignalausfall betroffen wäre.
Beispielsweise kann eine vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Rad, für das ein Radsignalausfall bestimmt wurde, und dem Rad, dessen Radsignal die Grundlage für die Berechnung des Ersatzsignals bildete („Vergleichsrad“), eingeregelt werden. Die Druckdifferenz kann derart vorgesehen sein, dass das Radbremsmoment an dem vom Radsignalausfall betroffenen Rad immer ein wenig kleiner bleibt als das Radbremsmoment an dem Vergleichsrad. Auf diese Weise wird eine Sicherheitsmarge eingeführt, die ein unbemerktes Blockieren des vom Radsignalausfall betroffenen Rades unwahrscheinlicher macht. Die Druckdifferenz kann derart eingeregelt werden, dass erst ab einer gewissen Fahrzeugverzögerung oder einem gewissen Radbremsdruck der weitere Druckanstieg an dem vom Radsignalausfall betroffenen Rad in geeigneter Weise zur Einstellung des Zieldrucks geregelt wird.
Ein aus der Bremsdruckdifferenz resultierende Druckunterschied an den einer bestimmten Fahrzeugachse zugeordneten Räder führt zu einem Radbremsmomentunterschied an diesen Rädern, wodurch das Fahrzeug schief ziehen könnte. Das Ausmaß dieses Schiefziehens hängt von dem Radbremsmomentunterschied ab. Eine sinnvolle Größe für den Raddrehmomentunterschied, und damit den Hydraulikdruckunterschied, kann von der Verfügbarkeit anderer Sensoren abhängig gemacht werden (beispielsweise eines Gierratensensors, eines Querbeschleunigungssensors usw.). Sind die entsprechenden Signale von einem oder mehreren anderen Sensoren (zusätzlich zu den Radsignalen) vorhanden, so kann ein größerer Bremsdruckunterschied eingeregelt werden. Ein in diesem Zusammenhang auftretendes Schiefziehen des Fahrzeugs kann durch bekannte Strategien wie Straight Line Braking (SLB), möglicherweise auch vorgesteuert, an der nicht vom Radsignalausfall betroffenen Achse ausgeregelt werden. Sind die weiteren Sensorsignale hingegen nicht verfügbar, so kann ein entsprechend kleinerer Hydraulikdruckunterschied eingeregelt werden, um die Situation besser beherrschbar zu machen.
Zur Erhöhung der Sicherheitsmarge bei einer ABS-unterstützten Bremsung kann die Schlupfschwelle des vom Radsignalausfall betroffenen Rades im Verhältnis zum achsgleichen Rad vorsorglich um einen gewissen Betrag oder Faktor reduziert werden. Auch dieses Vorgehen ermöglicht tendenziell ein etwas geringeres Bremsmoment an dem vom Radsignalausfall betroffenen Rad.
10 zeigt in einem schematischen Diagramm das Einregeln einer Hydraulikdruckdifferenz für eine Betriebsbremsung vor und während einer ABS-Unterstützung. Dabei wird davon ausgegangen, dass das rechte Vorderrad vom Radsignalausfall betroffen ist.
Im oberen Bereich der Graphik sind vier Linien gezeigt, die parallel zueinander versetzt die stetig abfallende Fahrzeuggeschwindigkeit veranschaulichen. Des Weiteren ist für jede dieser vier Linien die Radgeschwindigkeit dargestellt, wie diese aus dem Radsignal des entsprechenden Radsensors S1 bis S4 berechnet wurde. Aufgrund des Ausfalls des Sensors S3 für das rechte Vorderrad wurde das ausgefallene Radsignal durch das Radsignal des Sensors S1 für das linke Vorderrad ersetzt (vgl. Pfeil oben links).
Deutlich zu erkennen sind fortdauernde Abweichungen zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der jeweiligen Radgeschwindigkeit. Überschreitet eine derartige Abweichung eine Schlupfschwelle, erfolgt eine ABS-Unterstützung der Betriebsbremsung, wie auf der rechten Seite der Graphik veranschaulicht. Die Schlupfberechnung basiert auf der Berechnung einer Abweichung einer individuellen Radgeschwindigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann anhand der Radgeschwindigkeit eines schlupffreien Rades oder anderweitig (z. B. auf der Grundlage eines Satelliten-basierten Positionierungssystems) bestimmt werden.
Im unteren Bereich der 10 ist der Bremsdruckaufbau an den vier Radbremsen 130A bis 130D dargestellt. Insgesamt wird an den beiden Vorderrädern (VL, VR) ein höherer Bremsdruck aufgebaut als an den beiden Hinterrädern (HL, HR). Der Bremsdruck an den beiden Vorderrädern wird dabei derart eingeregelt, dass sich eine Druckdifferenz einstellt. Konkret ist der Bremsdruck am rechten Vorderrad, das vom Radsignalausfall betroffen ist, immer um ein gewisses „Druckdelta“ geringer als der Bremsdruck an dem nicht vom Radsignalausfall betroffenen linken Vorderrad. Dies gilt sowohl für die reguläre Betriebsbremsung als auch für die ABS-unterstützte Betriebsbremsung. In 10 ebenfalls eingezeichnet ist der Soll-Bremsdruck an den Vorderrädern, der beispielsweise von einem System für autonomes oder teilautonomes Fahren oder von einem Fahrer angefordert wird. Die Fahreranforderung lässt sich aus dem Hauptzylinderdruck ermitteln.
Besonders das Druckdelta vor der ABS-Unterstützung kann auch unter Berücksichtigung einer Geräusch- und/oder Vibrationsverringerung eingeregelt werden. Auf diese Weise lassen sich die Noise Vibration Harshness- (NVH-) Eigenschaften der Bremsanlage 100 verbessern. Die Hinterachse in 10 ist beispielsweise gemäß dem Prinzip des Dynamic Rear Proportioning (DRP) geregelt (und noch nicht im oben erwähnten SLB-Modus).
Wie sich aus den Ausführungsbeispielen ergibt, ermöglicht die hier vorgeschlagene Lösung eine höhere Verfügbarkeit der Fahrzeugbremsanlage, und insbesondere des ABS, im Fall eines Radsignalausfalls. Diese höhere Verfügbarkeit ist insbesondere für das autonome oder teilautonome Fahren unabdingbar, aber auch bei herkömmlichen Fahrzeugen wünschenswert.

Claims

Einrichtung (404) für ein Fahrzeug mit mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor (S) zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist, wobei die Einrichtung (404) ausgebildet ist zum: Bestimmen (902), ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist; Erhalten (904) von den Rändern zugeordneten Radsignalen, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenes Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird; und Berechnen (906) eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, ausgebildet, dann, wenn das Rad, an dem der Bremsdruckaufbau notwendig ist, vom Radsignalausfall betroffen ist, den auf der Grundlage des für dieses Rad erhaltenen Radsignals berechneten Zielbremsdruck niedriger anzusetzen, als wenn das Rad nicht von dem Radsignalausfall betroffen wäre.
Einrichtung nach Anspruch 2, ausgebildet zum Einregeln des Zielbremsdrucks ab Erreichen einer vorgegebenen Mindestfahrzeugverzögerung oder eines vorgegebenen Mindestbremsdrucks an dem vom Ausfall betroffenen Rad.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet zum Bilden des Ersatzsignals unter Verwendung des Radsignals wenigstens eines Sensors (S), der einem von dem Ausfall nicht betroffenen Rad zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, wobei das Ersatzsignal mit einem Radsignal, das einem vom Ausfall nicht betroffenen Vergleichsrad zugeordnet ist, übereinstimmt oder maßgeblich darauf basiert.
Einrichtung nach Anspruch 5, ausgebildet zum Berechnen des Zielbremsdrucks an dem vom Ausfall betroffenen Rad derart, dass er geringer ist als ein für das Vergleichsrad berechneter Radbremsdruck.
Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, ausgebildet zum Aufrechterhalten einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem vom Ausfall betroffenen Rad und dem Vergleichsrad.
Einrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Betrag der Druckdifferenz davon abhängig ist, ob ein Signal wenigstens eines weiteren Sensors eines Fahrdynamikregelsystems vorhanden ist, wobei der weitere Sensor von den Sensoren (S) zur Radsignalerzeugung verschieden ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, ausgebildet zum Kompensieren eines aus der Druckdifferenz resultierenden Schiefziehens des Fahrzeugs.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgebildet zum Bestimmen einer Schlupfschwelle, ab der an einem Rad eine Antiblockierregelung einsetzt, in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad vom Radsignalausfall betroffen ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schlupfschwelle für ein vom Radsignalausfall betroffenes Rad geringer ist als die Schlupfschwelle für ein achsgleiches Rad, das nicht vom Radsignalausfall betroffen ist.
Fahrzeug, ausgebildet zum autonomen oder teilautonomen Fahren und umfassend eine Einrichtung (404) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verfahren für ein Fahrzeug mit mehreren Rädern, denen jeweils ein Sensor (S) zur Radsignalerzeugung zugeordnet ist, umfassend: Bestimmen (902), ob eines der Räder von einem Ausfall des entsprechenden Radsignals betroffen ist; Erhalten (904) von den Rändern zugeordneten Radsignalen, wobei für ein von einem Radsignalausfall betroffenes Rad das entsprechende Radsignal in Form eines Ersatzsignals erhalten wird; und Berechnen (906) eines Zielbremsdrucks für ein Rad, an dem ein Bremsdruckaufbau notwendig ist, in Abhängigkeit des für dieses Rad erhaltenen Radsignals und in Abhängigkeit der Bestimmung, ob dieses Rad von einem Radsignalausfall betroffen ist.
Computerprogramm mit Programmcode zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 13, wenn das Computerprogramm auf einer Prozessoreinrichtung (302A, 304A) ausgeführt wird.
Steuergerät (302, 304) oder Steuergerätsystem (300) mit einer Prozessoreinrichtung (302A, 304A) und einem Speicher, der das Computerprogramm nach Anspruch 14 enthält.