-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Selbsttests eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
-
Aus dem Stand der Technik ist es allgemein bekannt, dass insbesondere vor einem Start einer ferngesteuerten Fahrfunktion eines Fahrzeugs, zum Beispiel eines Einparkassistenten, ein Selbsttest eines Bremssystems des Fahrzeugs durchgeführt wird, um einen ordnungsgemäßen Arbeitszustand sicherzustellen.
-
Des Weiteren wird in der
DE 10 2009 046 339 A1 ein Verfahren zur Durchführung eines Notbremsvorgangs in einem Fahrzeug beschrieben. In dem Verfahren wird im Falle einer Notsituation mindestens ein elektrisches Stellglied im Bremssystem zur Erzeugung einer erhöhten Bremskraft selbsttätig betätigt. Das elektrische Stellglied wird mit einer Maximalspannung beaufschlagt, die die Bemessungsspannung des Stellglieds übersteigt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Durchführung eines Selbsttests eines Bremssystems eines Fahrzeugs anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Durchführung eines Selbsttests eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
-
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Durchführung eines Selbsttests eines Bremssystems mit mindestens zwei Bremskreisen eines Fahrzeugs wird ein elektromechanischer Bremskraftverstärker oder eine andere Aktoreinheit zum Aufbau eines Bremsfluiddrucks im Bremssystem aktiviert, ein Umschaltventil im jeweiligen Bremskreis, das in einem Strömungsweg zwischen einem Hauptbremszylinder und Radbremsvorrichtungen des jeweiligen Bremskreises angeordnet ist, wird geöffnet, und zusätzlich wird ein Pumpenmotor zum Antrieb einer Pumpe im jeweiligen Bremskreis aktiviert. Mindestens mittels eines Vordrucksensors wird der Bremsfluiddruck überprüft und des Weiteren wird eine Aktivität des Pumpenmotors überprüft und/oder der Bremsfluiddruck wird mittels Raddrucksensoren überprüft.
-
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere vor einem Start einer ferngesteuerten Fahrfunktion, zum Beispiel eines ferngesteuerten Parkassistenten, und/oder vor einer Durchführung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetriebs, das Bremssystem des Fahrzeugs den eigenen fehlerfreien Arbeitszustand feststellen. Insbesondere bei Systemen, welche den automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetrieb ermöglichen, müssen hierfür zwei Aktuatoreinheiten gestestet werden, der elektromechanische Bremskraftverstärker oder die andere Aktoreinheit und, insbesondere als Rückfallebene, eine Hydraulikaktuatorik, insbesondere der Pumpenmotor und vorteilhafterweise die von ihm angetriebenen Pumpen.
-
Dabei wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens der gleichzeitige Test dieser beiden Aktuatoreinheiten ermöglicht, so dass gegenüber einem sequenziellen Testablauf, d. h. gegenüber einer Durchführung dieser beiden Tests nacheinander, aufgrund der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichten Parallelisierung dieser beiden Tests eine Wartezeit bis zur Funktionsfreigabe der Fahrfunktion verkürzt wird. Dadurch wird ein Komfort für einen Nutzer des Fahrzeugs erhöht.
-
Durch die andere Aktoreinheit wird insbesondere eine so genannte OneBox-Lösung realisiert. Dabei existiert keine mechanische Verbindung zwischen einem Bremspedal und dem Bremsfluid. Dies wird beispielsweise auch als brake-by-wire bezeichnet. Dennoch existiert auch hier ein redundantes System mit einem Aktor, insbesondere einem Linearaktor, am Hauptbremszylinder in Form der anderen Aktoreinheit und einer Hydraulikaktuatorik, d. h. einer Hydraulikpumpeneinheit, insbesondere in Form des Pumpenmotors und der Pumpen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
-
Dabei zeigt:
- 1 schematisch einen hydraulischen Schaltplan einer Bremsanlage eines Fahrzeugs mit einem Vorderachsbremskreis und einem Hinterachsbremskreis sowie mit einer elektronischen Stabilitätsprogrammvorrichtung, welche eine elektrische Pumpeneinheit umfasst.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines hydraulischen Schaltplans einer Bremsanlage 1 eines Fahrzeugs. Ein in diesem Hydraulikschaltplan dargestelltes hydraulisches Bremssystem in der Bremsanlage 1 weist einen Vorderachsbremskreis 2 und einen Hinterachsbremskreis 3 zur Versorgung von Radbremsvorrichtungen 8, 9 an Vorderrädern und von Radbremsvorrichtungen 10, 11 an Hinterrädern mit einem hydraulischen Bremsfluid auf.
-
Die beiden Bremskreise 2, 3 sind an einem gemeinsamen Hauptbremszylinder 4 angeschlossen, der über einen Bremsflüssigkeitsvorratsbehälter 5 mit Bremsfluid versorgt wird. Der Hauptbremszylinder 4 wird beispielsweise von einem Fahrzeugführer über ein Bremspedal 6 betätigt. Es kann beispielsweise ein Pedalwegsensor 7 vorgesehen sein, um einen vom Fahrzeugführer ausgeübten Pedalweg zu messen.
-
Des Weiteren ist ein, insbesondere vakuum-unabhängiger, elektromechanischer Bremskraftverstärker 16 vorgesehen, welcher die Betätigung des Hauptbremszylinders 4 durch den Fahrzeugführer unterstützt. Zusätzlich kann der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 auch unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals 6 angesteuert werden, insbesondere von einem Assistenzsystem zur Durchführung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetriebs des Fahrzeugs und/oder zur Durchführung einer ferngesteuerten Fahrfunktion.
-
Der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 weist als Aktor einen Elektromotor 17 auf, welcher mit dem Hauptbremszylinder 4, insbesondere mit einem Kolben des Hauptbremszylinders 4, gekoppelt ist, im dargestellten Beispiel über ein Getriebe 20. Eine Steuerung und/oder Regelung dieses Aktors erfolgt im dargestellten Beispiel über eine Steuereinheit 21 des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16.
-
Des Weiteren weist der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 im dargestellten Beispiel einen Wegsensor 28 auf, welcher einen Betätigungsweg der jeweiligen Betätigung des Hauptbremszylinders 4 ermittelt. Daher könnte in anderen Ausführungsbeispielen auch auf den Pedalwegsensor 7 verzichtet werden.
-
In jedem Bremskreis 2, 3 ist ein Umschaltventil 12 angeordnet, das in einem Strömungsweg zwischen dem Hauptbremszylinder 4 und den Radbremsvorrichtungen 8, 9 an den Vorderrädern bzw. zwischen dem Hauptbremszylinder 4 und den Radbremsvorrichtungen 10, 11 an den Hinterrädern liegt. Die Umschaltventile 12 sind in einer stromlosen Grundstellung geöffnet. Jedem Umschaltventil 12 ist ein parallel geschaltetes Rückschlagventil zugeordnet, das in Richtung der jeweiligen Radbremsvorrichtungen 8, 9, 10, 11 durchströmbar ist.
-
Zwischen den jeweiligen Umschaltventilen 12 und den jeweiligen Radbremsvorrichtungen 8, 9, 10, 11 befinden sich Einlassventile 13, die ebenfalls stromlos geöffnet sind und denen Rückschlagventile zugeordnet sind, welche in Gegenrichtung, also von den Radbremsvorrichtungen 8, 9, 10, 11 in Richtung zum Hauptbremszylinder 4, durchströmbar sind.
-
Jeder Radbremsvorrichtung 8, 9, 10, 11 ist jeweils ein Auslassventil 14 zugeordnet, das stromlos geschlossen ist. Die Auslassventile 14 sind jeweils mit einer Saugseite einer Pumpeneinheit 15 verbunden, die in jedem Bremskreis 2, 3 eine Pumpe 18, 19 aufweist. Der Pumpeneinheit 15 ist ein elektrischer Antriebs- bzw. Pumpenmotor 22 zugeordnet, der über eine Welle 23 beide Pumpen 18, 19 betätigt. Eine Druckseite der jeweiligen Pumpe 18, 19 ist an einen jeweiligen Leitungsabschnitt zwischen dem jeweiligen Umschaltventil 12 und dem jeweiligen Einlassventil 13 des jeweiligen Bremskreises 2, 3 angeschlossen.
-
Die Saugseiten der Pumpen 18, 19 sind mit jeweils einem Hauptschaltventil 24 verbunden, das an den Hauptbremszylinder 4 hydraulisch angeschlossen ist. Bei einem fahrdynamischen Regeleingriff können für einen schnellen Bremsdruckaufbau die in einem stromlosen Zustand geschlossenen Hauptschaltventile 24 geöffnet werden, so dass die Pumpen 18, 19 unmittelbar aus dem Hauptbremszylinder 4 Bremsfluid ansaugen. Dieser Bremsdruckaufbau kann unabhängig von einer Betätigung der Bremsanlage 1 durch den Fahrzeugführer und beispielsweise auch unabhängig von einer Ansteuerung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 durch das Assistenzsystem zur Durchführung des automatisierten Fahrbetriebs durchgeführt werden. Die Pumpeneinheit 15 mit den beiden Pumpen 18, 19, dem elektrischen Pumpenmotor 22 und der Welle 23 gehört zu einem Fahrerassistenzsystem und bildet insbesondere ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) und/oder eine Vorrichtung hierfür.
-
Zwischen den Auslassventilen 14 und der Saugseite der Pumpen 18, 19 befindet sich pro Bremskreis 2, 3 ein Hydrospeicher 25, der zur Zwischenspeicherung von Bremsfluid dient, das während eines fahrdynamischen Eingriffs durch die Auslassventile 14 aus den Radbremsvorrichtungen 8, 9, 10, 11 ausgelassen wird. Jedem Hydrospeicher 25 ist ein Rückschlagventil zugeordnet, das in Richtung der Saugseite der jeweiligen Pumpen 18, 19 öffnet.
-
Zur Druckmessung befindet sich in jedem Bremskreis 2, 3 im Bereich der Radbremsvorrichtungen 8, 9 an den Vorderrädern bzw. im Bereich der Radbremsvorrichtungen 10, 11 an den Hinterrädern jeweils ein Raddrucksensor 26. Ein Vordrucksensor 27 ist im Vorderachsbremskreis 2 benachbart zum Hauptbremszylinder 4 angeordnet.
-
Vor einem Start einer ferngesteuerten Fahrfunktion, beispielsweise eines so genannten Remote Park Assist, d. h. eines ferngesteuerten Parkassistenten, muss eine einwandfreie, d. h. insbesondere fehlerfreie, Funktionsweise des Bremssystems inklusive dessen mindestens einer Rückfallebene sichergestellt sein. Die Rückfallebene bildet hier die Hydraulikaktuatorik in Form des Pumpenmotors 22 mit den von ihm angetriebenen Pumpen 18, 19.
-
Die ferngesteuerte Fahrfunktion, insbesondere der ferngesteuerte Parkassistent, kann beispielsweise aus zwei Szenarien heraus aktiviert werden.
-
Im ersten Szenario wurde das Fahrzeug kurz zuvor noch bewegt, so dass das Bremssystem aus während des Betriebs laufenden Diagnoseroutinen den eigenen Zustand kennt. Ist dieser Zustand fehlerfrei, kann es ohne zusätzlichen Test die ferngesteuerte Fahrfunktion freigeben.
-
Im zweiten Szenario kommt ein Nutzer an das seit längerer Zeit abgestellte Fahrzeug. Das Bremssystem hat daher zunächst keine Kenntnis über den eigenen Zustand und muss diesen folglich vor einer Funktionsfreigabe prüfen.
-
Für dieses zweite Szenario, d. h. wenn das Bremssystem seinen Zustand nicht kennt, wird zum Prüfen des Zustands des Bremssystems ein Selbsttest durchgeführt. Dieser Selbsttest umfasst zwei Einzeltests.
-
In einem Einzeltest wird die Hydraulikaktuatorik geprüft, d. h. die Pumpeneinheit 15. Hierfür wird der Pumpenmotor 22 für kurze Zeit, beispielsweise für ca. 0,5 Sekunden, betrieben.
-
Weist das Bremssystem die Raddrucksensoren 26 und/oder andere Bremskreissensoren auf, wie im dargestellten Beispiel gemäß 1, so werden die Umschaltventile 12 geschlossen und die Hauptschaltventile 24 geöffnet. Der erfolgreiche Einzeltest wird dann über einen Druckaufbau im Bremssystem festgestellt. Wird der Druckaufbau festgestellt, insbesondere mittels der Raddrucksensoren 26 und/oder der anderen Bremskreissensoren, ist die Hydraulikaktuatorik, d. h. die Pumpeneinheit 15 inklusive deren Pumpenmotor 22, funktionsfähig und dieser Einzeltest ist somit bestanden. Wird kein Druckaufbau festgestellt, ist dieser Einzeltest nicht bestanden.
-
Weist das Bremssystem keine weitere Sensorik auf, insbesondere keine Raddrucksensoren 26 und auch keine anderen Bremskreissensoren, sondern nur den Vordrucksensor 27, werden die Ventile 12, 24 so angesteuert, dass Bremsfluid im Kreis bewegt wird. Insbesondere werden hierzu die Umschaltventile 12 und Hauptschaltventile 24 geöffnet. Beispielsweise können auch andere Ventilansteuerungen dazu führen, dass Bremsfluid im Kreis bewegt wird. Es wird lediglich die Funktion des Pumpenmotors 22 geprüft und nicht der Druckaufbau. Der Einzeltest ist bestanden, wenn der Pumpenmotor 22 läuft. D. h. es wird festgestellt, dass der Pumpenmotor 22 funktionsfähig ist, und keine Aussage über die gesamte Pumpeneinheit 15 getroffen. Der Einzeltest ist nicht bestanden, wenn der Pumpenmotor 22 nicht läuft, beispielsweise wenn keine induzierte Spannung und/oder keine Drehzahl ermittelt wird.
-
In einem weiteren Einzeltest wird der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 geprüft, insbesondere dessen elektrischer Aktor, d. h. dessen Elektromotor 17, und/oder ein anderer elektrischer Aktor am Bremspedal 6. Der elektrische Aktor wird angesteuert und ein zurückgelegter Weg und/oder ein bewegtes Volumen des Bremsfluids wird verifiziert und mittels Druckmessung durch den Vordrucksensor 27 ermittelt. Daran wird beurteilt, ob der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 funktionsfähig ist.
-
Diese beiden Einzeltests laufen bisher sequenziell ab. Das im Folgenden beschriebene Verfahren zur Durchführung des Selbsttests des Bremssystems ermöglicht eine Parallelisierung dieser beiden Testroutinen, d. h. dieser beiden Einzeltests, insbesondere bei Assistenzsystemen zur Durchführung des automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetriebs.
-
In diesem Verfahren wird der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 aktiviert, d. h. der elektrische Aktor in Form des Elektromotor 17 des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 wird angesteuert, so dass mittels des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 Bremsfluiddruck im Bremssystem aufgebaut wird. Die Umschaltventile 12 sind geöffnet oder werden geöffnet. Die Drucksensorik, umfassend den Vordrucksensor 27 und/oder die Raddrucksensoren 26 und/oder andere Bremskreissensoren, meldet den erfolgreichen Druckaufbau.
-
Zusätzlich, wird der Pumpenmotor 22 der Pumpeneinheit 15, welcher die Pumpen 18, 19 antreibt, aktiviert, vorteilhafterweise zeitgleich zur Aktivierung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 oder zumindest noch während der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 aktiviert ist, insbesondere unmittelbar nach Aktivierung des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16.
-
Weist das Bremssystem die Raddrucksensoren 26 und/oder andere Bremskreissensoren auf, sind sowohl der Druckaufbau durch den elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 als auch eine Druckerhöhung durch die Pumpeneinheit 15 messbar. D. h. die Funktionsfähigkeit des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16, insbesondere dessen Elektromotors 17, und die Funktionsfähigkeit der Pumpeneinheit 15 können beurteilt werden, indem insbesondere mittels des Vordrucksensors 27 und der Raddrucksensoren 26 der Bremsfluiddruck überprüft wird.
-
Der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 baut einen erhöhten Vordruck auf, zum Beispiel 10 bar, d. h. der Druckaufbau erfolgt so, wie er in einem normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs durch eine Bremspedalbetätigung erfolgen würde. Die Pumpeneinheit 15 mit ihrem aktivierten Pumpenmotor 22 überhöht diesen Vordruck auf ein höheres Niveau, zum Beispiel auf 20 bar. Die Drucksensoren, d. h. der Vordrucksensor 27 und die Raddrucksensoren 26 und/oder die anderen Bremskreissensoren, liefern vorteilhafterweise Messergebnisse für beide Aktoren, d. h. für den Elektromotor 17 des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 und für den Pumpenmotor 22 der Pumpeneinheit 15, so dass mittels dieses einen zeitgleichen Tests des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 und der Pumpeneinheit 15 beurteilt werden kann, ob der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 und die Pumpeneinheit 15 funktionsfähig sind. Mittels des Vordrucksensors 27 ist insbesondere der durch den elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 verursachte erhöhte Vordruck messbar. Mittels der Raddrucksensoren 26 und/oder der anderen Bremskreissensoren ist insbesondere der mittels der Pumpeneinheit 15 im Vergleich zum Vordruck überhöhte Bremsfluiddruck messbar.
-
Weist das Bremssystem keine weitere Sensorik auf, insbesondere keine Raddrucksensoren 26 und auch keine anderen Bremskreissensoren, sondern nur den Vordrucksensor 27, kann mittels des Vordrucksensors 27 der vom elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 erzeugte Druckaufbau, d. h. der erhöhte Vordruck, gemessen werden. D. h. es wird dann mittels des Vordrucksensors 27 der Bremsfluiddruck überprüft, um die Funktionsfähigkeit des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16, insbesondere von dessen Elektromotor 17, zu beurteilen. Unabhängig des vom elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 aufgebauten Bremsfluiddrucks wird zur gleichen Zeit auch der Pumpenmotor 22 betrieben. Ob die Pumpeneinheit 15 Bremsflüssigkeit mit 1 bar oder zum Beispiel 20 bar im Kreis bewegt, ist für das binäre Testergebnis, d. h. der Pumpenmotor 22 läuft oder läuft nicht, unerheblich. Es wird dann ebenfalls, wie oben schon beschrieben, lediglich die Aktivität und somit die Funktion des Pumpenmotor 22 überprüft und nicht der durch die Pumpeneinheit 15 verursachte Druckaufbau. Ob der Pumpenmotor 22 läuft, kann auch hier beispielsweise anhand der induzierten Spannung und/oder der Drehzahl ermittelt werden. Somit kann auch bei dieser Variante des Verfahrens mittels dieses einen zeitgleichen Tests des elektromechanischen Bremskraftverstärkers 16 und der Pumpeneinheit 15 beurteilt werden, ob der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 und die Pumpeneinheit 15, zumindest deren Pumpenmotor 22, funktionsfähig sind.
-
Alternativ zum elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 kann auch eine Aktoreinheit vorgesehen sein, welche beispielsweise durch eine Betätigung des Bremspedals 6 ansteuerbar ist und auch unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals 6 angesteuert werden kann, insbesondere von einem Assistenzsystem zur Durchführung eines automatisierten, insbesondere hochautomatisierten oder autonomen, Fahrbetriebs des Fahrzeugs und/oder zur Durchführung einer ferngesteuerten Fahrfunktion.
-
Auch diese Aktoreinheit weist als Aktor vorteilhafterweise einen Elektromotor 17 auf, welcher mit dem Hauptbremszylinder 4, insbesondere mit einem Kolben des Hauptbremszylinders 4, gekoppelt ist, beispielsweise über ein Getriebe 20. Die Steuerung und/oder Regelung dieses Aktors kann ebenfalls über eine Steuereinheit 21 erfolgen.
-
Auch diese Aktoreinheit kann einen Wegsensor 28 aufweisen, welcher einen Betätigungsweg der jeweiligen Betätigung des Hauptbremszylinders 4 ermittelt.
-
Der Unterschied zum in 1 dargestellten und oben beschriebenen elektromechanischen Bremskraftverstärker 16 ist insbesondere, dass hier keine mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal 6 und dem Bremsfluid besteht, d. h. insbesondere keine mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal 6 und dem Hauptbremszylinder 4. Die Betätigung des Bremspedals 6 wird dabei mittels einer Sensorik erfasst, zum Beispiel mittels des Pedalwegsensors 7, und an die Aktoreinheit übertragen, welche daraufhin den Hauptbremszylinder betätigt. Dies wird beispielsweise als OneBox-Lösung, brake-by-wire oder elektrohydraulische Bremse bezeichnet.
-
Bei Verwendung dieser Aktoreinheit existiert somit keine mechanische Verbindung zwischen dem Bremspedal 6 und dem Bremsfluid, wie bereits erwähnt. Dennoch ist, wie auch in der in 1 dargestellten und oben beschriebenen Lösung, ein redundantes System mit einem Aktor am Hauptbremszylinder, insbesondere einem Linearaktor, beispielsweise realisiert durch Elektromotor 17, Getriebe 20 und Kolben des Hauptbremszylinders 4, und einer Hydraulikpumpeneinheit, insbesondere in Form der Pumpeneinheit 15 mit ihrem Pumpenmotor 22, vorhanden.
-
Die oben beschriebene Testvorgehensweise bleibt dabei gleich, wobei dann nicht der elektromechanische Bremskraftverstärker 16 bzw. dessen Elektromotor 17 aktiviert wird, sondern entsprechend die Aktoreinheit bzw. deren Elektromotor 17.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009046339 A1 [0003]
