DE102018100148B4

DE102018100148B4 - Fehlertolerantes bremssystem sowie damit ausgestattetes fahrzeug

Info

Publication number: DE102018100148B4
Application number: DE102018100148.7A
Authority: DE
Inventors: Paul A. Kilmurray; Alan J. Houtman; Christopher C. Chappell; Brandon C. Pennala
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2018-01-04
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-01-05
Also published as: US10239531B2; US20180194353A1; DE102018100148A1; CN108284843B; CN108284843A

Abstract

Fehlertolerantes Bremssystem (250), umfassend:eine Bremsanordnung (160a-160d), die mit einem Rad (105a-105d) eines Fahrzeugs (100) gekoppelt ist, wobei die Bremsanordnung (160a-160d) dazu konfiguriert ist, eine auf das Rad (105a-105d) ausgeübte Bremskraft einzustellen;ein Brake-by-Wire-System (BBW-System) (150), das dazu konfiguriert ist, die Bremsanordnung (160a-160d) in Reaktion auf eine Bremsanforderung zu steuern; undein Fahrzeugsteuermodul (FSM) (200) in elektrischer Verbindung mit dem BBW-System (150), wobei das FSM (200) dazu konfiguriert ist, einen Fehler der Bremsanordnung (160a-160d) und/oder des BBW-Systems (150) zu erfassen und das Fahrzeug (100) in mindestens einem verminderten Fahrmodus zu betreiben, der die Ausgangsleistung des Motors (130) in Reaktion auf das Erfassen des Fehlers reduziert, wobei das FSM (200) umfasst:ein Modul für einen verminderten Modus (306), das dazu konfiguriert ist, eine Schwere des Fehlers unter einer Vielzahl von unterschiedlichen Fehlerschweren zu identifizieren; undein Motor-/Getriebemodul (302), das den Motor (130) und/oder das Getriebe steuert, um basierend auf der Schwere des Fehlers gemäß unterschiedlicher Betriebsparameter zu arbeiten; dadurch gekennzeichnet , dassdas Modul des verminderten Modus (306) einen Fehler mit kritischem Schweregrad in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente kritischer Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, einen Fehler mit hohem Schweregrad in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente hoher Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, einen Fehler mittleren Schweregrads in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente mittlerer Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, und einen Fehler geringen Schweregrads in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente niedriger Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft ein fehlertolerantes Bremssystem und ein damit ausgestattetes Fahrzeug.
HINTERGRUND
Aktuelle industrielle Automobiltrends haben zur Entwicklung von Systemby-Wire-Anwendungen beigetragen, die typischerweise als X-by-Wire-Systeme bezeichnet werden, um die Anzahl der gesamten mechanischen Komponenten des Fahrzeugs und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. Ein solches X-by-Wire-System, das in letzter Zeit zunehmende Aufmerksamkeit erlangt hat, ist ein Brake-by-Wire (BBW)-System, das mitunter als elektronisches Bremssystem (EBS) bezeichnet wird.
Im Gegensatz zu herkömmlichen mechanischen Bremssystemen betätigen BBW-Systeme eine oder mehrere Fahrzeugbremskomponenten über ein elektrisches Signal, das von einem Bordprozessor/einer Steuerung erzeugt wird. BBW-Systeme entfernen in der Regel alle direkten mechanischen Verbindungen und/oder hydraulischen Kraftübertragungswege zwischen dem Fahrzeugführer und den Bremssteuereinheiten. In einigen Systemen ersetzt ein BBW-System ein herkömmliches hydraulisches fluidbasiertes Betriebsbremssystem mit einem elektrisch basierten System, um grundlegende Bremsfunktionen auszuführen.
Es wurden verschiedene Designtechniken implementiert, um die Zuverlässigkeit des BBW-Systems zu fördern, einschließlich beispielsweise Redundanz, Fehlertoleranz gegenüber unerwünschten Ereignissen (z. B. Ereignisse, die Steuersignale, Daten, Hardware, Software oder andere Elemente solcher Systeme betreffen), Fehlerüberwachung und Fehlerbeseitigung. Ein Designansatz zur Bereitstellung von Fehlertoleranz, der in BBW-Steuersystemen verwendet wurde, bestand darin, ein mechanisches Sicherungssystem einzuschließen, das von dem BBW-System getrennt ist und als ein alternatives Mittel zum Bremsen des Fahrzeugs arbeitet. Diese Systeme fügen jedoch dem Fahrzeug ein unerwünschtes Gewicht und eine zusätzliche Verpackungskomplexität hinzu.
Als weitere Hintergrundinformation sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 11 2009 005 203 T5 und DE 199 43 960 A1 verwiesen.
ZUSAMMENFASSUNG
Erfindungsgemäß werden ein fehlertolerantes Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgestellt.
Die oben genannten Merkmale sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen leicht ersichtlich.
Figurenliste
Andere Eigenschaften und Vorteile erscheinen, nur exemplarisch, in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:

1 veranschaulicht ein Fahrzeug mit einem fehlertoleranten Bremssystem gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform;
2 veranschaulicht ein BBW-System, das von dem in 1 dargestellten fehlertoleranten Bremssystem verwendet wird;
3 ist ein Signalflussdiagramm, das den Betrieb des fehlertoleranten BBW-Systems gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform darstellt; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Betreiben eines fehlertoleranten BBW-Systems gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, stellen ein fehlertolerantes Kraftfahrzeugbremssystem bereit, das ein BBW-System implementiert, während herkömmliche mechanische Bremssicherungssysteme ausgeschlossen sind. Mindestens eine Ausführungsform verwendet eine fehlertolerante Betriebszustandsmaschine, die auf Fahrzeugebene in die Architektur integriert ist, um ohne die Notwendigkeit eines separaten mechanischen Bremssicherungssystems normale Fahrzeugbetriebe und fehlertolerante Ziele aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise können das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Komplexität der Unterbringung verringert werden, während immer noch Fehlertoleranzziele des BBW-Systems erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist 1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 beinhaltet ein erstes Radpaar 105a-105b, eine erste Achse 110, ein zweites Radpaar 105c-105d, eine zweite Achse 120, einen Motor 130, ein Getriebe 135, eine Antriebswelle 140, eine Differentialanordnung 145, ein BBW-System 150, eine Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d und ein Fahrzeugsteuermodul (FSM) 200. Das FSM 200 kann als eine elektronischer Hardware-Steuerung verwendet werden, die einen Prozessor und einen Speicher enthält, wie für den Durchschnittsfachmann verständlich ist.
Das Fahrzeug 100 kann ein beliebiges Auto, ein beliebiger Lastkraftwagen, ein beliebiger Van, ein beliebiges Sport-Nutzfahrzeug oder dergleichen sein. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Fahrzeug“ nicht auf Automobil, LKW, Transporter, Van oder Sport-Nutzfahrzeug beschränkt, sondern beinhaltet alle selbstfahrenden oder geschleppten Fördermittel, die dafür geeignet sind, eine Last zu transportieren. Somit versteht es sich, dass das hierin beschriebene BBW-System 150 mit einer beliebigen Art von Fahrzeug verwendet werden kann.
Der Motor 130 kann verschiedene Motorarchitekturen beinhalten, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, eines mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsmotors. Der Motor 130 kann ferner ein Motor der Hybridart sein, der einen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor kombiniert, oder kann vollständig elektrisch sein.
Das erste Radpaar 105a-105b ist angrenzend an den Motor 130 angeordnet und empfängt ein Antriebsmoment gemäß den mechanischen Operationen des Getriebes 135, der Antriebswelle 140 und der Differentialanordnung 145, wie für den Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich ist. Der Motor 130 kann Antriebsmoment auch über die mechanischen Betriebe des Getriebes 135, der Antriebswelle 140 und der Differentialanordnung 145 an das zweite Radpaar 105c-105d ausgeben. Auf diese Weise empfangen die Räder 105a, 105b, 105c, 105d ein Antriebsmoment, das durch das Getriebe 135 individuell, paarweise oder in Verbindung miteinander umgewandelt wird.
Wenn beispielsweise der Motor 130 mit einem oder beiden Rädern des ersten Radpaars (105a und 105b) in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Frontantriebskonfiguration aufweisen. Wenn der Motor 130 mit einem oder beiden Rädern des zweiten Radpaars (105d und 105c) in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Heckantriebskonfiguration aufweisen. Wenn der Motor 130 gleichzeitig mit dem ersten Radpaar 105a-105b und dem zweiten Radpaar 105c-105d in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Vierrad- oder eine Allradantriebskonfiguration aufweisen.
Das Getriebe 135 kann so ausgeführt sein, dass es die Rotationsgeschwindigkeit verringert und einen Abtriebsdrehmoment des Motors 130 erhöht. In einer Ausführungsform kann dann ein modifizierter Abtrieb über die Antriebswelle 140 auf das Differenzial 145 übertragen werden. Die Differentialanordnung 145 überträgt das Abtriebsdrehmoment von der Antriebswelle 140 über die zweite Achse 120 durch ein Differentialgetriebe (nicht dargestellt) an das zweite Radpaar 105c-105d. Der Differenzialgetriebesatz ist innerhalb des Differenzials 145 angeordnet.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet das BBW-System 150 (oder Teilsystem) und mindestens eine der Bremsanordnungen 160a-160d. Die Bremsanordnungen 160a-160d können so angesehen werden, dass sie in dem BBW-System 150 enthalten sind, sodass das BBW-System 150 Bremsmoment an die Räder 105a, 105b, 105c und 105d steuern kann. Jede der Bremsanordnungen 160a-160d kann eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Bremsmoments auf die Räder 105a, 105b, 105c und 105d sein, um eine Bewegung des Fahrzeugs 100 zu verlangsamen oder zu stoppen, wie beispielsweise durch Kontaktreibung, magnetische Betätigung usw.
Das BBW- System 150 kann eine oder mehrere Komponenten beinhalten, wie Elektromotoren, Stellglieder, Fahrerschnittstellenvorrichtungen, Emulatoren, Isolatoren, Leistungselektronik, Steuerelektronik, Module, Treiber und die Bremsanordnungen 160a-160d. Die Komponenten können elektronisch gekoppelt sein und sich im gesamten Fahrzeug 100 befinden. Das BBW-System 150 steht auch mit einem oder mehreren Sensoren 170 in Signalverbindung. Der Sensor 170 kann als eine beliebige Vorrichtung implementiert werden, die physikalische Größen misst und diese physikalischen Größen in ein elektrisches Signal umwandelt (z. B. rohe Sensordaten, wie z. B. Spannung in analoger Form, die auch als analoge Sensordaten bezeichnet werden).
Somit kann der Sensor 170 eine beliebige Vorrichtung sein, die dazu konfiguriert ist, Status-/Zustandsinformationen der mechanischen Maschine des Fahrzeugs 100 zu erfassen und/oder Steuerelektroniken des Fahrzeugs 100 zu steuern und die analogen Sensordaten zu erzeugen. Beispiele von in dem Fahrzeug 100 installierten Sensoren beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Dehnungsmessstreifen, die die physikalische Belastung oder die angewandte Kraft messen (z. B. Faseroptikmessgeräte, Folienmessgeräte, kapazitive Messgeräte usw.); Fahrsensoren, die die Bewegung messen (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope usw.); Und Temperatursensoren, die die Temperaturkennwerte und/oder die physikalische Temperaturänderung messen (z. B. faseroptische Temperatursensoren, Wärmezähler, Infrarotthermometer, Flüssigkristallthermometer, Widerstandsthermometer, Temperaturstreifen, Thermistoren, Thermoelemente usw.) und Objekterfassungssensoren, die in der Nähe von Fahrzeug 100 befindliche Objekte erfassen und/oder identifizieren.
Das BBW-System 150 kann elektrische Energie von der Leistungselektronik, wie von den Batterie-Untersystemen des Fahrzeugs 100 oder vom BBW-System 150, verwenden und an die darin enthaltenen Komponenten verteilen. Ferner kann das BBW-System 150 auch mit verschiedenen Fahrerschnittstellenvorrichtungen (nicht in 1 dargestellt) kommunizieren, die an dem Fahrzeug 100 installiert sind. Die zusätzliche Fahrerschnittstellenvorrichtung kann einen Feststellbremshebel, eine Eingabetaste/einen Wählhebel/einen Lenkradkippschalter usw. beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt. Jede der Fahrerschnittstellenvorrichtungen kann die direkte Anwendung von Bremsmoment (z. B. Menge der Klemmkraft) auf die Räder 105a, 105b, 105c und 105d veranlassen, eine elektrische Verstärkung für mechanische und/oder hydraulische Bremssysteme bereitstellen und/oder eine Bremsung unterstützen, wenn keine Möglichkeit besteht, Bremsmoment durch Betätigung des Bremspedals zu erzeugen. Das Bremsmoment kann auch in Reaktion auf einen oder mehrere Objekterfassungssensoren (nicht dargestellt), die an dem Fahrzeug 100 installiert sind, angelegt werden.
In Bezug auf BBW-Systeme, die eine emulierte Bremspedalrückmeldung verwenden, wird eine elektrische Bremsverstärkungskraft anstelle von herkömmlichen Bremspedalkräften, die mit mechanischen Bremssystemen verbunden sind, angewendet. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das elektrische Bremsverstärkungsmerkmal zwei Modi: (i) Vollverstärkungsmodus und (ii) Teilverstärkungsmodus. Der Vollverstärkungsmodus simuliert das erwartete mechanische Verhalten eines herkömmlichen Bremspedals, wenn das Fahrzeug 100 in einem normalen Modus arbeitet (z. B. wenn das BBW-System 150 ohne Fehler arbeitet). Der Teilverstärkungsmodus wird aufgerufen, wenn das Fahrzeug 100 ein Fehlerereignis erfährt. Der Teilverstärkungsmodus erfordert eine größere Pedaleingabe, um eine von dem Fahrer eingegebene angeforderte Verzögerung zu erreichen. Da die Pedaleingabe, die zum Erreichen der angeforderten Verzögerung erforderlich ist, für den Fahrer deutlich spürbar ist, hilft der Teilverstärkungsmodus, den Fahrer darüber zu informieren, dass das BBW-System 150 in einem verminderten Zustand arbeitet.
In einer Ausführungsform können die Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d physikalisch und/oder elektrisch durch elektrische Leiter (z. B. Drähte) mit dem BBW-System 150 verbunden sein und können daher als darin eingeschlossen betrachtet werden. Jede der Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d kann als eine Bremsecke, eine Bremsanordnung, eine Sattel-/Rotor-Anordnung usw. bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann eine Bremsanordnung 160a-160d einen Bremssattel, einen Rotor, einen Antrieb und ein Stellglied beinhalten, wobei das Stellglied eine Klemmkraft von dem Bremssattel auf den Rotor ausübt, basierend auf einem Verzögerungssignal, dem Bremsmomentsignal und/oder dem Drucksignal. Somit kann jede der Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d dazu konfiguriert sein, die Drehung eines zugehörigen Rades 105a, 105b, 105c oder 105d selektiv zu verlangsamen.
Jeder der Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d kann konfiguriert werden, um unabhängig oder zusammen auf eine Verzögerungsaktion des BBW-Systems 150 zu reagieren. Wenn beispielsweise ein Bremsmoment auf ein Bremspedal angewendet, eine Feststellbremse betätigt, eine Eingabetaste oder ein Hebel usw. betätigt wird, bewirkt ein Fahrer des Fahrzeugs 100, dass ein Verzögerungssignal von dem BBW-System 150 zu der Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d gesendet wird.
Die Bremspedalanordnung kann Kraft- und Wegsensoren (nicht dargestellt) beinhalten, um eine Pedalkraft, eine Pedalwegstrecke, zu erfassen, und kann eine Höhe der Klemmkraft oder des Bremsmoments berechnen, die an ein oder mehrere der Räder 105a-105d angelegt wird. Die Klemmkraft oder das Bremsmoment kann durch das BBW-System 150 in das Verzögerungssignal umgesetzt werden. In wenigstens einer Ausführungsform sind mehrere Kraftsensoren und eine Vielzahl von Wegsensoren in einer Bremspedalanordnung enthalten, um eine zusätzliche Fehlertoleranz in dem Fahrzeug 100 zu verwenden.
Ein Wegsensor kann ebenfalls mit der Feststellbremse (nicht dargestellt) gekoppelt werden, um eine von dem BBW-System 150 übersetzbare Ein-Position zu erfassen, die in diesem Fall eine vorgegebene Klemmkraft anzeigen kann, die ein vollständiges Anhalten bereitstellt. Die/der Eingabetaste/Drehregler/Hebel kann auch zum Empfang einer Eingabe des Bedieners betrieben werden, um dem BBW-System 150 das Erzeugen, als Verzögerungssignal, einer vorbestimmten und/oder variablen Klemmkraft zu ermöglichen. Das Verzögerungssignal bewirkt, dass die Vielzahl von Bremsanordnungen 160a-160d, ob einzeln oder gemeinsam, ein Bremsmoment auf entsprechende Räder 105a-105d ausüben, die zu einer Raddrehverzögerung führen.
Das FSM 200 ist als ein elektronischer Hardware-Controller implementiert und kann den Motor 130 und das Getriebe 135 basierend auf elektrischen Daten steuern, die von einem oder mehreren Sensoren 170 ausgegeben werden. Die Daten, die von den Sensoren 170 an das FSM 200 geliefert werden, beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Raddrehzahl, Zündaktivierung/-deaktivierung, existierender Getriebegangzustand, Getriebegangzustandsanforderungen, Motortemperatur, Batteriespannung und Schaltungsfehlerereignisse. Das FSM 200 kann den Motor 130 und/oder das Getriebe 135 steuern, um den Fahrzeugbetrieb zu regeln oder zu begrenzen, wie zum Beispiel die Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, das Erzwingen des Abschaltens des Fahrzeugs, Verhinderung des Fahrzeugstarts usw. Die Sensoren 170 ermöglichen es dem FSM 200 auch, die Gesundheit des gesamten Fahrzeugsystems, den Status eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme und/oder verschiedene Umgebungsbedingungen zu ermitteln.
Das FSM 200 steht auch in Signalkommunikation mit dem BBW-System 150. Dementsprechend kann das FSM 200 Bremssystemdaten erhalten, die Diagnosedaten umfassen, die den Bremsanordnungen 160a-160d, Temperaturen der Bremsanordnungen 160a-160d und Bremsanforderungen entsprechen, jedoch nicht darauf beschränkt sind. Basierend auf den Daten, die von den Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden, kann das FSM 200 dem BBW 150 befehlen, gemäß einem normalen Betriebsmodus oder einem oder mehreren begrenzten Betriebsmodi, wie hierin beschrieben, zu arbeiten. Das FSM 200 kann auch ein Fahrzeugstatussignal ausgeben, das anzeigt, dass ein begrenzender Betriebsmodus aktiviert worden ist. Das Fahrzeugstatussignal kann eine oder mehrere Warnungen auslösen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine akustische Warnung, eine Beleuchtung oder eine grafische Warnung, die auf dem Fahrzeugarmaturenbrett angezeigt wird. Eine grafische Warnung kann den Fahrer auch darüber informieren, welcher spezielle begrenzte Fahrmodus aktiv ist. Obwohl das FSM 200 als ein separates Modul von dem BBW-System 150 dargestellt ist, sollte erkannt werden, dass das FSM 200 in das BBW-System 150 integriert sein kann. Zum Beispiel kann die Logik und/oder Hardware des FSM 200 in einer BBW-Steuerung (nicht in 1 dargestellt) implementiert sein, die in dem BBW-System 150 enthalten ist.
Unter jetziger Bezugnahme auf 2 wird das BBW-System 150 nun detaillierter beschrieben. Wie veranschaulicht, beinhaltet das BBW-System 150 eine BBW-Steuerung 205, Bremsstellglieder 210a-210d, eine Fahrerschnittstellenvorrichtung, wie zum Beispiel eine Bremspedalanordnung 215, und eine Leistungselektronik 220. Die Darstellungen in 2 sind und sollen nicht einschränkend sein. Somit kann jede Komponente eine Vielzahl dieser Komponente darstellen und/oder jede Vielzahl kann eine singuläre Wiederholung davon darstellen. Es sollte auch erkannt werden, dass das BBW-System 150 zusätzliche Komponenten oder weniger Komponenten beinhalten kann. Das BBW-System 150 kann auch mit anderen Komponenten, die in verteilter Weise in separaten Anordnungen verkörpert sind, kommunizieren (z. B. Signalkommunikation), und die Komponenten können in einem integrierten Steuerschema verkörpert sein. Die Bremsstellglieder 210a-210d können in eine jeweilige Bremsanordnung (siehe 1; 160a-160d) integriert sein und sind mit einem entsprechenden Rad 105a-105d des Fahrzeugs 100 ausgerichtet und steuern das Bremsen an diesem.
Die Komponenten des Systems 150 können elektronisch gekoppelt sein und sich im gesamten Fahrzeug 100 befinden sowie für die Kommunikation/Interaktion miteinander konfiguriert sein. Wie in 2 gezeigt, werden Signale und Stromleitungen durch verschiedene Pfeile und Linien identifiziert. Die Signale/Kommunikationen zwischen der BBW-Steuerung 205 und der Bremspedalanordnung 215 sind durch den Signalpfeil (A) angezeigt. Signale/Kommunikationen zwischen der BBW-Steuerung 205 und den Bremsstellgliedern 210a-210d werden durch die Signale B-LF, B-RR, B-LR und B-RF angezeigt. Die Leistungsverdrahtungen C-CT, C-LF, C-RR, C-LR und C-RF stellen die Kopplung der Leistungselektronik 220 und anderer Komponenten dar. Obwohl eine einzelne BBW-Steuerung 205 dargestellt ist, können mehrere BBW-Steuerungen 205 in dem BBW-System 150 enthalten sein, um Redundanz und erhöhte Fehlertoleranz bereitzustellen.
Im Allgemeinen ist das System 150 in der Lage, einen normalen Bremsbetrieb beizubehalten und/oder eine akzeptable Fehlertoleranz durch eine robuste Implementierung von mehreren Komponenten und/oder Algorithmen, die Eingaben von der Bremspedalanordnung 215 empfangen, zu erreichen. Die Bremspedalanordnung 215 kann eine elektromechanische Vorrichtung sein, die mechanische Pedalverhalten virtualisiert, die durch ein herkömmliches hydraulisches Bremssystem bereitgestellt werden. Die Bremspedalanordnung 215 gibt mindestens ein Bremssignal (z. B. Signal A) an die BBW-Steuerung 205 aus.
Die BBW-Steuerung 205 kann eine Verarbeitungs-Hardware, eine Verarbeitungs-Software oder eine Kombination von Hardware und Software beinhalten, die von dem System 150 verwendet werden, das Architekturen implementiert, um eine Fehlertoleranz für das System 150 zu erreichen. Die BBW-Steuerung 205 kann auch eine fehlertolerante Betriebszustandsmaschine in dem Speicher speichern, um normale Fahrzeugbetriebe und fehlertolerante Ziele aufrechtzuerhalten, ohne dass ein separates mechanisches Bremssicherungssystem wie hierin beschrieben benötigt wird. Obwohl die BBW-Steuerung 205 als eine einzelne unabhängige Steuerung dargestellt ist, sollte erkannt werden, dass die BBW-Steuerung 205 in andere Steuerungen integriert werden kann (z. B. die Bremsstellglieder 210a-210d des BBW-Systems 150), um Kosten zusätzlicher Hardware und/oder Software zu reduzieren.
Die BBW-Steuerung 205 empfängt eine Vielzahl von Eingaben, die Eingaben von der Bremspedalanordnung 215 beinhalten. Ferner kann die Vielzahl von Eingaben Motorumdrehungen pro Minute, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungstemperatur (z. B. innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs), Radgeschwindigkeit, Inertialmessungen usw. beinhalten. Die verschiedenen Sensoren 170 können die hierin beschriebenen Eingaben bereitstellen. Die Vielzahl von Eingaben kann von der BBW-Steuerung 205 verwendet werden, um Befehle und/oder Ströme zu erzeugen, die die Bremsstellglieder 210a-210d antreiben. Die Befehle und/oder Ströme können auf einen oder mehrere der Vielzahl von Eingaben ansprechen. Die Befehle und/oder Ströme sind wiederum Bremsbefehle von der BBW-Steuerung 205 an die Bremsstellglieder 210a-210d basierend auf dem Betrieb der Bremspedalanordnung 215.
Durch Anwenden von Druck auf ein Bremspedal der Bremspedalanordnung 215 bewirkt ein Bediener, dass das Signal A an die BBW-Steuerung 205 gesendet wird. Aus dem Signal A kann die BBW-Steuerung 205 feststellen, dass ein Bremssignal vom Bediener und den Verfahren beabsichtigt ist und eine Kraftmenge und einen bewegten Abstand verarbeiten. So kann die BBW-Steuerung 205 beispielsweise zum Erkennen des Bremssignals die Menge der Kraft und/oder den bewegten Abstand mit einem Schwellenwert oder einer Steigung vergleichen. Wenn das Bremssignal basierend auf diesem Vergleich erfasst wird, kann die BBW-Steuerung 205 mindestens einen Bremsbefehl an die Bremsstellglieder 210a-210d erzeugen. Jeder Bremsbefehl kann im Allgemeinen einem bestimmten Bremsstellglied 210a-210d entsprechen.
Mit Bezug auf 3 veranschaulicht ein Signalflussdiagramm den Betrieb eines fehlertoleranten Bremssystems 250 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform. Das fehlertolerante Bremssystem 250 beinhaltet das BBW-System 150 und das FSM 200. Das FSM 200 steht in Signalverbindung mit dem BBW-System 150, das verschiedene Untersysteme und Komponenten wie zum Beispiel einen oder mehrere BBW-Steuerungen 205, Bremsanordnungen 160a-160d, die in die Bremsanordnungen 160a-160d integrierten Bremsstellglieder 210a-210d, die Bremspedalanordnung 215 und die Leistungselektronik 220 (siehe 2) beinhaltet. In mindestens einer Ausführungsform sind die verschiedenen Untersysteme und Komponenten einem Prioritätswert zugeordnet. Zum Beispiel wird der BBW-Steuerung 205 ein erster Prioritätswert zugewiesen, während dem Bremsstellglied 210a ein zweiter Prioritätswert zugewiesen wird, der kleiner als der erste Prioritätswert ist. Das FSM 200 kann die verschiedenen Prioritätswerte verwenden, um die Schwere eines erkannten Fehlers zu identifizieren. Zum Beispiel kann das FSM 200 ermitteln, dass eine fehlerhafte Steuerung 205 ein kritischerer Fehler als ein fehlerhaftes Bremsstellglied 210a ist.
Das FSM 200 beinhaltet ein Start-Testmodul 300, ein Motor-/Getriebemodul 302, ein Servicemodus-Modul 304, ein Modul für den verminderten Fahrmodus 306, ein Fahrzeugabschaltmodul 308 und ein Kraft-Ausrollmodul 310. Obwohl nicht dargestellt, kann das FSM 200 auch einen Speicher und einen Mikroprozessor beinhalten, der dazu konfiguriert ist, verschiedene Programmanweisungen, Zustandsmaschinen und logische Operationen auszuführen, die in dem Speicher gespeichert sind. Es sollte klar sein, dass 3 nur ein Beispiel des fehlertoleranten Bremssystems 250 ist. So können beispielsweise ein oder mehrere der Module 300-310 in die BBW-Steuerung 205 (nicht in 3 dargestellt) integriert sein, die in dem BBW-System 150 enthalten ist.
Das Start-Testmodul 300 ist dazu konfiguriert, verschiedene Initialisierungs-Starttests beim Fahrzeugstart (z. B. Schlüsselstart oder Zündung ein) durchzuführen. Die Initialisierungs-Starttests können das Durchführen eines oder mehrerer Diagnosetests beinhalten, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Schaltungsfehlererfassungstests, Bremsanordnungsdiagnosetests, Bremsstellglieddiagnosetests, BBW-Systemdiagnosetests und Fahrzeugleistungsdiagnosetests. Die Daten, die zur Durchführung der Initialisierungs-Starttests verwendet werden, können von verschiedenen Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden. Wenn das Fahrzeug 100 die verschiedenen Initialisierungs-Starttests besteht, gibt das Start-Testmodul 300 ein PASS-Signal 303 an das Motor-/Getriebemodul 302 aus. Wenn jedoch das Fahrzeug 100 den/die Initialisierungs-Starttest(s) nicht besteht, gibt das Start-Testmodul 300 ein NO_PASS-Signal 305 an das Servicemodus-Modul 304 aus. In mindestens einer Ausführungsform kann der Test/können die Tests wiederholt werden (durch den Pfeil 301 angezeigt), bis die Anzahl der fehlgeschlagenen Tests einen Schwellenwert übersteigt. Nach dem Überschreiten des Fehlerschwellenwertes wird das NO_PASS-Signal 305 wie oben beschrieben ausgegeben.
Das PASS-Signal 303 informiert das Motor-/Getriebemodul 302, dass das Fahrzeug 100 in einem normalen Betriebsmodus betrieben werden kann. Dementsprechend gibt das Motor-/Getriebemodul 302 ein Motorsteuersignal 307 und ein Getriebesteuersignal 309 aus. Das Motorsteuersignal 307 befiehlt dem Motor 130, bei dem Start normal zu arbeiten, während das Getriebesteuersignal 309 dem Getriebe 135 befiehlt, entsprechend der Gangwahleingabe durch einen Fahrer des Fahrzeugs 100 zu arbeiten.
Das NO_PASS-Signal 305 informiert jedoch das Servicemodus-Modul 304, dass das Fahrzeug 100 einen oder mehrere Initialisierungs-Starttests nicht bestanden hat, die notwendig sind, um das Fahrzeug 100 in dem normalen Betriebsmodus zu betreiben. In Reaktion auf das Empfangen des NO_PASS-Signals 305 ruft das Servicemodus-Modul 304 einen Service-Wartungsmodus auf, der verhindert, dass das Fahrzeug 100 in dem normalen Fahrermodus arbeitet. So wird beispielsweise das Fahrzeug 100 in den Service-Wartungsmodus versetzt, um einen begrenzten Betrieb zu ermöglichen, der begrenzte Fahrzeugfunktionen zulässt. Das Eintreten in den Wartungsdienstmodus kann das Lösen einer Bremse, wie etwa einer Feststellbremse, und das Befehlen des Getriebes 135 zum Begrenzen der Gangwahl (z. B. Schalten nur in den Neutralgang) beinhalten. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 100 manuell geschoben, in eine Garage oder einen Servicebereich geschleppt oder mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten für Servicearbeiten an anderen nicht verwandten Fahrzeugproblemen bewegt werden.
In mindestens einer Ausführungsform werden die bestehenden Systembedingungen anhand vordefinierter Parameter überwacht. So überwacht beispielsweise das fehlertolerante System 250 vor und während des Service-Wartungsmodusbetriebs den aktuellen Status von Fahrzeug 100, um sicherzustellen, dass der normale Fahrzeugbetrieb und der Service-Wartungsmodus sich gegenseitig ausschließen, während Fahrzeuggefahren minimiert werden. Um diese exklusive Beziehung bereitzustellen, können Eingabedaten (Getriebeauswahl, spezifische Fahrzeugkommunikationen, Fahrereingabe usw.) die von den Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden, und Ausgaben (Warnmeldungen, Hinweistöne usw.) in die Überwachungsstrategie einbezogen werden, um Anforderungen an Fehlertoleranzziele zu erfüllen. So kann beispielsweise der Fahrzeugmotor 130 und/oder das Getriebe 135 deaktiviert werden, während der Service-Wartungsmodus aktiv ist.
Das fehlertolerante System 250 stellt mehrere verschiedene verminderte Fahrmodi zum Betreiben des Fahrzeugs 100 bereit. Jeder verminderte Fahrmodus begrenzt den Fahrbetrieb des Fahrzeugs 100 im Vergleich zu dem oben beschriebenen normalen Fahrmodus. Vor und während der Aktivierung eines verminderten Fahrmodus überwacht das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 den Status des Fahrzeugs 100, um sicherzustellen, dass der normale Fahrmodus und der aktivierte Fahrmodus sich gegenseitig ausschließen, während Umgebungsgefahren oder nicht ideale Fahrzeugbedingungen abgeschwächt werden. Um diese exklusive Beziehung bereitzustellen, stellen die Sensoren 170 und/oder das BBW-System 150 Fahrzeugdaten (z. B. Auswahl des Getriebegangs, spezifische Fahrzeugkommunikationen, Fahrereingabe usw.) bereit. Auf diese Weise können Fahrzeugausgabe- und Fahreingabeanforderungen begrenzt werden, um Fälle abzuschwächen, in denen das Fahrzeug 100 während gefährlicher Fahrbedingungen betrieben wird. Zum Beispiel kann eine Fahrzeugantriebsfähigkeit bei einer stark eingeschränkten Geschwindigkeit erlaubt sein oder der Fahrzeugbetrieb kann während eines aktiven verminderten Fahrmodus vollständig deaktiviert sein. Der Speicher des FSM 200 kann auch eine Historie des letzten verminderten Fahrmodus speichern, der in dem Fahrzeug 100 verwendet wird. Auf diese Weise kann das FSM 200 basierend darauf, ob der den vorherigen verminderten Fahrmodus verursachte Fehler immer noch existiert, ermitteln, ob ein begrenzter Fahrzeugbetrieb bei dem nächsten Zündstart zu erzwingen ist.
In mindestens einer Ausführungsform gibt das FSM 200 ein Verminderungsmodus-Statussignal an das BBW-System 150 aus, das anzeigt, welcher verminderte Fahrmodus aktiv ist. Die BBW-Steuerung 205 kann dann haptische oder taktische Rückkopplungseffekte verwenden, um den Fahrer zu informieren, dass ein verminderter Fahrmodus aktiviert worden ist. So kann beispielsweise das BBW-System 150 in Reaktion auf das Empfangen eines Verminderungsmodus-Statussignals von dem FSM 200 die Bremspedalanordnung 215 zum Pulsieren zwingen, wenn eine Kraft auf das Bremspedal 215 ausgeübt wird. Andere taktische Rückkopplungseffekte, die die Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers gewinnen, können ebenfalls implementiert werden.
Das Fahrzeugabschaltmodul 308 führt eine unabhängige Betriebszustandsbeurteilung des Fahrzeugs 100 durch, indem es verschiedene Systembedingungen analysiert, die durch von den Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellte Fahrzeugdaten angezeigt werden. Die von dem Fahrzeugabschaltmodul 308 verwendeten Fahrzeugdaten beinhalten Batteriespannung, Batteriekapazität, Radleerlauf, Rad-/Fahrzeuggeschwindigkeit, Systemkomponente ein/aus, Motorumdrehungen pro Minute, Umgebungstemperatur, Trägheitsmessungen, Zündstatus, Getriebegangzustand, Status der elektronischen Feststellbremse usw., sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Systembedingungen werden mit verschiedenen Schwellenwerten verglichen, um zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug 100 in einem ungefährlichen Zustand befindet (z. B. das Fahrzeug 100 ist stationär). So kann beispielsweise ermittelt werden, dass sich das Fahrzeug 100 in einem ungefährlichen Zustand befindet, wenn das Fahrzeug 100 stationär gehalten wird und daher vor bewegungsbedingten Gefahren geschützt ist. Stationäre Zustände des Fahrzeugs 100 können basierend auf dem Zustand des Getriebes 135 und/oder dem Zustand der Feststellbremse ermittelt werden.
Das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 erfasst verschiedene Fahrzeugfehler, identifiziert die Schwere des/der erkannten Fehler(s) und zwingt das Fahrzeug basierend auf der Schwere des/der Fehler(s) in einen verminderten Fahrmodus. Die Schwere der Fehler kann von einem Fehler mit der niedrigsten Priorität bis zu einem höchsten oder am meisten kritischen Fehler priorisiert werden. Zum Beispiel kann die Schwere der Fahrzeugfehler wie folgt kategorisiert werden: (i) eine übermäßige Betriebsbedingung (z. B. der Fehler mit der niedrigsten Priorität), (ii) ein Fehler mit niedrigem Schweregrad, (iii) ein Fehler mit mittlerem Schweregrad (iv) ein Fehler mit hohem Schweregrad und (v) ein Fehler mit kritischem Schweregrad (z. B. der Fehler mit der höchsten Priorität). In mindestens einer Ausführungsform kann das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 das Fahrzeug 100 kontinuierlich überwachen und ermitteln, ob der identifizierte Fehler hochgestuft oder heruntergestuft werden soll. So kann beispielsweise ein anfänglicher Fehler mit hohem Schweregrad auf einen Fehler mit kritischem Schweregrad aktualisiert werden, wenn die Dauer des Fehlers mit hohem Schweregrad einen Zeitdauerschwellenwert überschreitet. Andere Kriterien können ebenfalls verwendet werden, um die erfassten Fehler zu aktualisieren.
Eine übermäßige Betriebsbedingung wird durch das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 identifiziert, wenn ein Fahrzeuguntersystem oder eine Fahrzeugkomponente oberhalb einer typischen Betriebsschwelle arbeitet oder sich ihrer Betriebsgrenze nähert. Zum Beispiel kann eine Bremsanordnung 160a als unter übermäßigen Bedingungen arbeitend identifiziert werden, wenn die Temperatur der Bremsanordnung einen Temperaturschwellenwert überschreitet. Das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 kann die übermäßige Betriebsbedingung überwachen, um zu ermitteln, ob die übermäßige Bedingung beseitigt ist oder ob die übermäßige Bedingung andauert oder schlechter wird.
Ein Fehler mit niedrigem Schweregrad wird durch das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 identifiziert, wenn eine Komponente oder ein Untersystem, das als eine Komponente niedriger Priorität kategorisiert ist, einen Einzelpunktfehler erfährt. Ein Einzelpunktfehler mit niedriger Priorität kann beispielsweise einen fehlerhaften Raddrehzahlsensor oder einen fehlerhaften Objekterfassungssensor umfassen. Ein Einzelpunktfehler kann ermittelt werden, wenn zum Beispiel das Signal, das von der Komponente ausgegeben wird, aufhört und/oder wenn die Dauer einer erfassten übermäßigen Betriebsbedingung einen Zeitdauerschwellenwert überschreitet.
Ein Fehler mit mittlerem Schweregrad wird durch das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 identifiziert, wenn eine Komponente oder ein Untersystem, das als eine Komponente mittlerer Priorität kategorisiert ist, einen Einzelpunktfehler erfährt und/oder wenn eine Anzahl erfasster Fehler mit niedrigem Schweregrad einen Fehlerschwellenwert überschreitet. Ein Einzelpunktfehler mittlerer Priorität kann eine fehlerhafte Betätigungskomponente wie etwa ein Ventil, einen Motor oder einen Bremssattel und andere Komponenten der Bremsanordnung beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
Ein Fehler mit hohem Schweregrad wird durch das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 identifiziert, wenn eine Komponente oder ein Untersystem, das als Komponente mit hoher Priorität kategorisiert ist, einen Einzelpunktfehler erfährt und/oder wenn eine Anzahl von erfassten Fehlern mit mittlerem Schweregrad einen Fehlerschwellenwert überschreitet. Ein Einzelpunktfehler mit hoher Priorität kann eine fehlerhafte Steuerung, wie eine fehlerhafte BBW-Steuerung 205, oder eine vollständige Abschaltung einer der Bremsanordnungen 160a-160d beinhalten, ist aber nicht darauf beschränkt.
Ein Fehler mit kritischem Schweregrad wird durch das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 identifiziert, wenn ein Mehrpunktfehler erfasst wird, mehrere Fehler mit hohem Schweregrad erfasst werden und/oder die Dauer eines Fehlers mit hohem Schweregrad einen Zeitdauerschwellenwert überschreitet. Ein Mehrpunktfehler wird festgestellt, wenn mehrere Komponenten in dem BBW-System 150 gleichzeitig einen Fehler erfahren. Zum Beispiel kann die Erfassung einer fehlerhaften Bremsanordnung 160a-160d und auch ein nicht verwandter Ausfall der BBW-Steuerung 205 als ein Mehrpunktfehler identifiziert werden. Der ermittelte Fehler mit kritischem Schweregrad kann auch in Reaktion auf das Erfassen eines abnormalen Betriebs einer Komponente oder eines Untersystems identifiziert werden, die für den Betrieb mehrerer Komponenten in dem BBW-System 150 verantwortlich sind. Zum Beispiel kann eine fehlerhafte Stromversorgung oder ein Fehler in der Leistungselektronik 220, die für die Energieversorgung der verschiedenen Komponenten in den Bremsanordnungen 160a-160d und/oder der BBW-Steuerung(en) 205 verantwortlich ist, zu einem Mehrpunktfehler führen.
In mindestens einer Ausführungsform kann das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 einen verminderte Fahrmodus unter mehreren unterschiedlichen verfügbaren verminderten. Fahrmodi auswählen, die in dem Speicher des FSM 200 gespeichert sind. So können beispielsweise die verfügbaren verminderten Fahrmodi beinhalten: (i) einen Verminderten 0-Fahrmodus, (ii) einen Verminderten 1-Fahrmodus, (iii) einen Verminderten 2-Fahrmodus, (iv) einen Verminderten 3-Fahrmodus und (v) einen Verminderten 4-Fahrmodus. Diese verschiedenen verminderten Fahrmodi werden nachfolgend detaillierter beschrieben. Eine Zustandstabelle ist ebenfalls in dem Speicher gespeichert, die einen bestimmten verminderten Fahrmodus auf den Schweregrad eines erfassten Fahrzeugfehlers abbildet. Auf diese Weise ist das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 in der Lage, den geeigneten Modus für einen verminderten Antriebsmodus basierend auf der Schwere der Störung(en), die das Fahrzeug 100 beeinflussen, auszuwählen.
Der Verminderte 0-Fahrmodus wird aktiviert, wenn das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 einen oder mehrere übermäßige Betriebsbedingungen erfasst. Die Aktivierung des Verminderten 0-Fahrmodus ruft verschiedene Fahrerwarnungen auf, ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu begrenzen. Die Warnungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, grafische Alarme, Audiowarnungen, Armaturenbrettbeleuchtungen, usw. Zusätzlich können kleinere Fahrbeschränkungen, wie zum Beispiel das Begrenzen der Bremskraftverstärkung auf die Teilbremskraftverstärkungsausgabe, verwendet werden.
Der Verminderte 0-Fahrmodus kann als ein „Nicht Selbsthaltender“ - Fahrmodus bezeichnet werden, da das Fahrzeug 100 in den Normalfahrmodus zurückgewechselt werden kann, wenn die übermäßige(n) Betriebsbedingung(en) entfernt werden, während das Fahrzeug 100 in Betrieb ist. Zum Beispiel können die Warnungen und/oder begrenzten Fahrbeschränkungen automatisch entfernt werden, ohne eine Wartung und/oder einen Schlüsselzyklus zu erfordern, wenn die übermäßige(n) Betriebsbedingung(en) beseitigt werden (z. B. die Temperatur der Bremsanordnung 160a-106d kehrt zu normalen Betriebstemperaturen zurück).
Der Verminderte 1-Fahrmodus wird in Reaktion auf das Erfassen von einem Fehler mit niedrigem Schweregrad aktiviert. Die Aktivierung des Verminderten 1-Fahrmodus kann das Aufrufen verschiedener Fahrerwarnungen beinhalten, ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu begrenzen, wie es der Fall ist, wenn die Verminderten Fahrmodi 2-4 aufgerufen werden. Die Warnungen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, grafische Warnungen, Audiowarnungen, Armaturenbrettbeleuchtungen usw. Im Gegensatz zu dem Verminderten 0-Fahrmodus werden die Warnungen und/oder Fahrbeschränkungen, die in Reaktion auf das Aufrufen des Verminderten 1-Fahrmodus aktiviert werden, beibehalten, bis Start-Initialisierungstests bei dem nächsten Schlüsselstart bestanden oder Service-Wartungen an dem Fahrzeug 100 durchgeführt werden, und das fehlertolerante System 250 und das System von einem Servicetechniker zurückgesetzt werden. Dementsprechend kann der Verminderte 1-Fahrmodus (zusammen mit den nachstehend beschriebenen Verminderten Fahrmodi 2-4) als ein „Selbsthaltender“-Fahrmodus bezeichnet werden.
Der Verminderte 2-Fahrmodus wird in Reaktion auf das Erfassen eines Fehlers mit mittlerem Schweregrad aktiviert. Wenn der Verminderte 2-Fahrmodus aktiviert ist, können verschiedene Fahrbeschränkungen verwendet werden. In mindestens einer Ausführungsform begrenzt der Verminderte 2-Fahrmodus das Fahrzeug 100 auf eine reduzierte Maximalgeschwindigkeit (z. B. eine Geschwindigkeit, die höher ist als eine Notbetriebsgeschwindigkeit, aber niedriger als typische Autobahngeschwindigkeitsangaben). So kann beispielsweise das Fahrzeug 100 auf maximal 70 Kilometer pro Stunde (ungefähr 45 Meilen pro Stunde) begrenzt sein, im Gegensatz zu unbegrenzten Fahrgeschwindigkeiten oder Geschwindigkeiten, die typische Autobahngeschwindigkeiten im Bereich von ungefähr 90 km/h (ungefähr 55 Meilen pro Stunde) bis ungefähr 130 km/h (ungefähr 80 Meilen pro Stunde) erreichen können. Darüber hinaus kann der Verminderte 2-Fahrmodus zusätzliche Fahrmodifikationen oder -modi wie eine teilweise Bremskraftverstärkung hervorrufen
Der Verminderte 3-Fahrmodus wird in Reaktion auf das Erfassen eines Fehlers mit hohem Schweregrad aktiviert. Eine „Notbetrieb“ kann aufgerufen werden, wenn der Verminderte 3-Modus aktiv ist, was die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 wesentlich begrenzt. So kann beispielsweise die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, wenn es in dem Verminderten 3-Fahrmodus arbeitet, auf etwa 15 mph (etwa 10 mph) begrenzt werden, was wesentlich langsamer ist als die maximale Fahrgeschwindigkeit, die in dem oben beschriebenen Verminderten 2-Fahrmodus erlaubt ist. Der Notbetriebsmodus kann erreicht werden, indem das Motordrehmoment begrenzt wird und/oder indem dem Getriebe 135 befohlen wird, in einem niedrigen Gang zu arbeiten, der in der Lage ist, das Fahrzeug 100 nur mit einer niedrigen Geschwindigkeit anzutreiben. Der Verminderte 3-Fahrmodus kann auch andere Fahrmerkmale des Fahrzeugs 100 begrenzen, wie zum Beispiel das Bereitstellen einer Bremskraftverstärkung mit Energieeinsparung im Gegensatz zum Aufrufen eines teilweisen Bremskraftverstärkungsmodus. Energieeinsparung ist ein weiteres Merkmal, das den Bremsdruck weiter begrenzt, wenn das Fahrzeug stationär ist. Anstatt den Bremsdruck für eine längere Zeitspanne zu halten, kann auch die Feststellbremse betätigt werden.
Der Verminderte 4-Fahrmodus wird in Reaktion auf das Erfassen eines Fehlers mit kritischem Schweregrad aktiviert. Wenn der Verminderte 4-Fahrmodus aktiv ist, wird das Fahrzeug 100 in einen immobilisierten Zustand (z. B. 0 km/h oder 0 mph) gezwungen. Der Verminderte 4-Fahrmodus ist der am stärksten beeinträchtigende Fahrmodus, der dem Modul für den verminderten Fahrmodus 306 zur Verfügung steht, und wird daher in Reaktion auf Fehler mit der höchsten Schweregradpriorität unter den verschiedenen Prioritäten aktiviert.
Wenn die Schwere des Fehlers identifiziert ist, gibt das Modul für den verminderten Fahrmodus 306 die verminderten Fahrmodussignale 311 und 313 an den Motor 130 bzw. das Getriebe 135 aus. Die verminderten Fahrmodussignale 311 und 313 sind in der Lage, die Funktionalität und den Betrieb des Motors 130 und des Getriebes 135 zu steuern, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Kraftstoffeinspritzung, Drehmomentabgabe und Gangwahl, um die Geschwindigkeit und den Betrieb von Fahrzeug 100 zu steuern.
Obwohl nicht dargestellt, können die verminderten Fahrmodussignale 311 und 313 auch an eine elektronische Steuerung ausgegeben werden, die zum Steuern des Betriebs des Motors 130 und/oder des Getriebes 135 vorgesehen ist. Die dedizierte Steuerung kann mit einer Fahrmodus-Betriebstabelle programmiert sein, die die Motorleistungsausgabe und die Getriebeparameter mit den verschiedenen verminderten Fahrmodi querverweist. Auf diese Weise kann die dedizierte Steuerung den Betrieb des Motors 130 und/oder des Getriebes 135 abhängig von dem aktiven verminderten Fahrmodus, der durch die Fahrmodussignale 311 und 313 angezeigt wird, begrenzen.
In wenigstens einer Ausführungsform ruft die Aktivierung des Verminderten 4-Fahrmodus auch einen erzwungenen Ausrollbetrieb auf, der durch das Ausrollmodul 310 gesteuert wird. Das Ausrollmodul 310 kann mit dem Fahrzeugabschaltmodul 308 kommunizieren, um zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug 100 in einem ungefährlichen Zustand befindet. Zum Beispiel kann das Ausrollmodul 310 Systembedingungen erhalten, wie z. B. Batterieladezustand, Batteriespannung, Batteriekapazität, Radleerlauf, Rad-/Fahrzeuggeschwindigkeit, Systemkomponente ein/aus, Motorumdrehungen pro Minute, Umgebungstemperatur, Trägheitsmessungen usw. Die Systembedingungen können durch Vergleich mit den Schwellenwerten analysiert werden.
In einer Ausführungsform wendet das Ausrollmodul 310 automatisch ein erzwungenes Ausrollverfahren an, wenn sich das Fahrzeug 100 nicht in einem ungefährlichen Zustand befindet (z. B. wenn das Fahrzeug in Bewegung ist) und die Höhe an Fahrzeugleistung niedriger als oder gleich einem Schwellenwert für den fortgesetzten manuellen Fahrzeugbetrieb ist. Wenn sich das Fahrzeug 100 nicht in einem ungefährlichen Zustand befindet (z. B. in Bewegung ist), kann das Ausrollmodul 310 das Fahrzeugabschaltmodul 308 anweisen, die elektronische Feststellbremse derart anzulegen, dass das Fahrzeug 100 immobilisiert oder in einem stationären Zustand gehalten wird. Das Fahrzeugabschaltmodul 308 befiehlt dann dem Motor-Getriebemodul 302, das Getriebe 135 und/oder den Motor 130 zu deaktivieren, wodurch das Fahrzeug 100 immobilisiert wird. Falls erforderlich, kann das Ausrollmodul 310 das BBW-System 150 anweisen, eine Bremskraft auf ein oder mehrere Räder 105a-105d auszuüben, um das Ausrollen des Fahrzeugs zu beschleunigen. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 höher als ein Geschwindigkeitsschwellenwert ist, kann das Ausrollmodul 310 das BBW-System 150 anweisen, eine Bremskraft aufzubringen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu verringern.
Bezugnehmend auf 4 veranschaulicht ein Flussdiagramm ein Verfahren zum Betreiben eines fehlertoleranten Bremssystems gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform. Das Verfahren beginnt bei Vorgang 400, und bei Vorgang 402 wird ein Initialisierungs-Starttest durchgeführt. Der Initialisierungs-Starttest kann das Durchführen eines oder mehrerer Diagnosetests beinhalten, einschließlich Schaltungsfehlererfassungstests, Bremsstellglieddiagnosetests usw. Wenn der Initialisierungs-Starttest nicht erfüllt ist, geht das Verfahren zu Vorgang 404 weiter, um zu ermitteln, ob ein Wartungsmodus (z. B. Garagenschiebemodus) angefordert wurde. Wenn der Wartungsmodus nicht angefordert wurde, kehrt das Verfahren zur Vorgang 400 zurück und der Initialisierungstest wird bei Vorgang 402 wiederholt. Wenn jedoch der Wartungsmodus angefordert worden ist, ruft das Verfahren bei Vorgang 406 den Wartungsmodus auf, und das Verfahren endet bei Vorgang 408. Dementsprechend kann das Getriebe 135 des Fahrzeugs 100 in den Leerlaufgang (N) überführt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug 100 an den gewünschten Ort gerollt wird, ohne den Motor 130 zu starten und/oder ohne das Fahrzeug 100 anzutreiben.
Wenn das Fahrzeug 100 die Initialisierungs-Starttests bei dem Vorgang 402 besteht, kann das Fahrzeug 100 bei dem Vorgang 410 in einem normalen Betriebsmodus arbeiten. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 100 normal betrieben werden, ohne eine der durch das fehlertolerante Bremssystem bereitgestellten begrenzenden Betriebsmodi aufzurufen. Bei Vorgang 412 wird eine Bestimmung durchgeführt, ob das Fahrzeug 100 abgeschaltet wurde oder gerade abgeschaltet wird und ob das Fahrzeug 100 in einem normalen Zustand verblieben ist. Es kann ermittelt werden, dass das Fahrzeug 100 auf der Grundlage verschiedener Parameter abgeschaltet wird, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Bremspedalposition, dem Zündungszustand, dem Getriebegangzustand usw. Wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug 100 abgeschaltet werden soll oder abgeschaltet wurde, endet das Verfahren bei Vorgang 408.
Wenn jedoch das Fahrzeug 100 nicht abgeschaltet worden ist und immer noch im normalen Fahrmodus arbeitet, geht das Verfahren zur Vorgang 414 über und ermittelt, ob Fehler existieren. Verschiedene Fehler können basierend auf den Daten, die von einem oder mehreren Sensoren 170 bereitgestellt werden, und/oder Daten, die von dem BBW-System 150 bereitgestellt werden, erfasst werden. So beinhalten beispielsweise die von den Sensoren 170 bereitgestellten Daten, die zum Erfassen eines Fehlers verwendet werden, die Bremsenanordnungsdiagnoseinformationen, die Bremsstellglied-Temperatur, die Stromversorgungsdiagnoseinformationen, Schaltungsfehlerdaten usw., ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn kein Fehler erfasst wird, kehrt das Verfahren zu Vorgang 412 zurück und fährt mit der Überwachung des Zustands des Fahrzeugs 100 fort.
Wenn bei Vorgang 414 ein Fehler festgestellt wird, fährt das Verfahren mit der Ausführung einer Reihe von Fehleridentifikationsverfahren fort, um die Art des vorhandenen Fehlers, die Schwere des erfassten Fehlers und/oder welcher begrenzende Betriebsmodus basierend auf der Schwere des Fehlers aufgerufen werden soll zu ermitteln. Die Reihe von Fehleridentifikationsverfahren kann als eine fehlertolerante Betriebszustandsmaschine verwendet werden, die auf Fahrzeugebene in die Architektur integriert ist (z. B. das FSM 200), um ohne die Notwendigkeit eines separaten mechanischen Bremssicherungssystems normale Fahrzeugbetriebe und fehlertolerante Ziele aufrechtzuerhalten.
Wenn bei Vorgang 416 ein Fehler mit kritischem Schweregrad erfasst wird, ruft das Verfahren bei Vorgang 418 einen Verminderten 4-Fahrmodus auf. Der Fehler mit kritischem Schweregrad kann basierend auf verschiedenen Kriterien ermittelt werden. Zum Beispiel kann ein Fehler mit kritischem Schweregrad festgestellt werden, wenn eine Anzahl von erkannten Fehlern einen Schwellenwert überschreitet. Der Fehler mit kritischem Schweregrad kann auch basierend auf dem Typ der Komponente, bei der ein Fehler auftritt, ermittelt werden. So können beispielsweise mehrere fehlerhafte BBW-Steuerungen 205, ein abnormaler Betrieb mehrerer Bremsanordnungen 160a-160d oder ein abnormaler Betrieb einer Stromversorgung 220 in dem BBW-System 150 als ein Fehler mit kritischem Schweregrad identifiziert werden, während ein fehlerhafter Betrieb eines Radgeschwindigkeitssensors als ein Fehler mit niedrigem Schweregrad identifiziert werden. Ein Fehler mit kritischem Schweregrad kann auch festgestellt werden, wenn die Dauer eines Fehlers mit hohem Schweregrad, eines Fehlers mit mittlerem Schweregrad und/oder eines Fehlers mit niedrigem Schweregrad einen Zeitdauerschwellenwert überschreitet.
In Reaktion auf das Aufrufen des Verminderten 4-Fahrmodus bei dem Vorgang 418 wird eine Reihe von Operationen ausgeführt, um das Fahrzeug 100 zu immobilisieren. Zum Beispiel wird die Bewegung des Fahrzeugs 100 bei Vorgang 420 überwacht. Wenn das Fahrzeug 100 nicht stationär ist, wird bei Vorgang 422 ein erzwungenes Ausrollverfahren ausgeführt. Das erzwungene Ausrollverfahren beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein, ein allmähliches Anhalten des Fahrzeugs, ein Begrenzen des Antriebsgetriebes des Fahrzeugs 100 und eine Begrenzung der Kraftstoffeinspritzung in den Motor 130. Wenn das Fahrzeug bei dem Vorgang 420 stationär wird, wird die elektronische Feststellbremse automatisch bei dem Vorgang 424 angewendet. Nach dem Anwenden der elektronischen Feststellbremse wird das Fahrzeug 100 bei dem Vorgang 408 automatisch abgeschaltet und das Verfahren endet.
Wenn bei Vorgang 416 ein Fehler mit kritischem Schweregrad anfänglich nicht erkannt wird, fährt das Verfahren mit Vorgang 426 fort, um zu ermitteln, ob ein Fehler mit hohem Schweregrad existiert. Der Fehler mit hohem Schweregrad wird unter Verwendung von Daten und Informationen ermittelt, die von den Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150, wie hierin beschrieben, bereitgestellt werden. Ein Fehler mit hohem Schweregrad kann beispielsweise einen Einzelpunktfehler einer Komponente mit hohem Schweregrad (z. B. eine fehlerhafte BBW-Steuerung 205) oder die Erfassung mehrerer Fehler mit mittlerem Schweregrad beinhalten. Wenn der Fehler mit hohem Schweregrad erfasst wird, geht das Verfahren zu Vorgang 428 weiter und ein Verminderter 3-Fahrmodus wird aufgerufen. Der Verminderte 3-Fahrmodus kann einen Notbetrieb beinhalten, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 begrenzt. So kann beispielsweise das von dem Motor 130 erzeugte Drehmoment begrenzt sein und/oder das Getriebe 135 kann auf den Betrieb in einem niedrigen Gang beschränkt sein, der das Fahrzeug 100 nur mit einer niedrigen Geschwindigkeit antreiben kann. Zusätzlich begrenzt der Verminderte 3-Fahrmodus verschiedene Fahrmerkmale des Fahrzeugs 100, wie beispielsweise eine Fahrzeugstabilitätskontrolle.
Nach dem Aufruf des Verminderten 3-Fahrmodus kehrt das Verfahren zu Vorgang 412 zurück und ermittelt, ob das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist oder gerade abgeschaltet wird. Wenn das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist, endet das Verfahren bei Vorgang 408. Ansonsten fährt das Verfahren mit Vorgang 414 fort und fährt mit der Überwachung der Fehler des Fahrzeugs 100 fort. Wenn zum Beispiel die Anzahl von Fehlern zugenommen hat, die Dauer der Fehler einen Zeitdauerschwellenwert überschritten hat und/oder eine fehlerhafte kritische Komponente bei dem Vorgang 416 erfasst wird, kann der erfasste Fehlerstatus von einem Fehler mit hohem Schweregrad zu einem Fehler mit kritischem Schweregrad geändert werden und das Verfahren fährt fort, den Verminderten 4-Fahrmodus bei dem Vorgang 418 aufzurufen. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Vorgang 428 zurück und behält den Verminderten 3-Fahrmodus bei.
Wenn bei Vorgang 426 anfänglich kein Fehler mit hohem Schweregrad erkannt wird, geht das Verfahren zur Vorgang 430 über und ermittelt, ob ein Fehler mit mittlerem Schweregrad vorliegt. Der Fehler mit mittlerem Schweregrad wird unter Verwendung von Daten und Informationen ermittelt, die von den Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden, wie hierin beschrieben. Ein Fehler mit mittlerem Schweregrad kann beispielsweise einen Einzelpunktfehler einer fehlerhaften Komponente mit mittlerem Schweregrad (z. B. ein defektes Bremsanordnungsventil) oder die Erfassung mehrerer Fehler mit niedrigem Schweregrad beinhalten. Wenn der Fehler mit mittlerem Schweregrad erkannt wird, fährt das Verfahren mit vermindert 432 fort, und es wird ein Verminderter 2-Fahrmodus aufgerufen. Der Verminderte 2-Fahrmodus kann eine reduzierte Maximalgeschwindigkeit (z. B. eine Geschwindigkeit, die höher als die Notbetriebsgeschwindigkeit ist, aber niedriger als typische Autobahngeschwindigkeitsangaben) beinhalten. Darüber hinaus kann der Verminderte 2-Fahrmodus zusätzliche Fahrfunktionen wie beispielsweise eine volle Bremskraftverstärkung ermöglichen, was durch die Verminderten 3- und Verminderten 4 Fahrmodi begrenzt wird.
Nach dem Aufrufen des Verminderten 2-Fahrmodus kehrt das Verfahren zu Vorgang 412 zurück und ermittelt, ob das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist oder gerade abgeschaltet wird. Wenn das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist, endet das Verfahren bei Vorgang 408. Ansonsten fährt das Verfahren mit Vorgang 414 fort und fährt mit der Überwachung der Fehler des Fahrzeugs 100 fort. Wenn zum Beispiel die Anzahl von Fehlern mit mittlerem Schweregrad zugenommen hat, die Dauer der Fehler einen Zeitdauerschwellenwert überschritten hat und/oder ein neuer Fehler mit hohem Schweregrad oder Fehler mit kritischem Schweregrad erfasst wurde, kann der erkannte Fehlerstatus von einem Fehler mit mittlerem Schweregrad auf einen Fehler mit hohem Schweregrad oder einen Fehler mit kritischem Schweregrad geändert werden und das Verfahren fährt fort, den Verminderten 3-Modus bei Vorgang 428 oder den Verminderten 4-Modus bei Vorgang 418, wie oben beschrieben, aufzurufen. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Vorgang 432 zurück und behält den Verminderten 2-Fahrmodus bei.
Wenn ein Fehler mit mittlerem Schweregrad bei Vorgang 430 anfänglich nicht erkannt wird, geht das Verfahren zur Vorgang 434 über und ermittelt, ob ein Fehler mit niedrigem Schweregrad vorliegt. Der Fehler mit niedrigem Schweregrad wird unter Verwendung von Daten und Informationen ermittelt, die von den hierin beschriebenen Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden. Ein Fehler mit niedrigem Schweregrad kann beispielsweise einen Einzelpunktfehler einer Komponente mit niedrigem Schweregrad (z. B. Radsensor) beinhalten. Wenn der Fehler mit niedrigem Schweregrad erfasst wird, geht das Verfahren zu Vorgang 436 über und ruft einen Verminderten 1-Fahrmodus auf. Der Verminderte 1-Fahrmodus kann das Aufrufen verschiedener Fahrerwarnungen beinhalten, ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu begrenzen, wie es der Fall ist, wenn die Verminderten Fahrmodi 2-4 aufgerufen werden. Die Warnungen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, grafische Warnungen, Audiowarnungen, Armaturenbrettbeleuchtungen usw. In mindestens einer Ausführungsform werden die Warnungen aufrechterhalten, bis das Fahrzeug 100 Start-Initialisierungstests bei dem nächsten Schlüsselstart besteht oder Service-Wartungen an dem Fahrzeug 100 durchgeführt werden, sodass die Warnungen von einem Servicetechniker entfernt werden.
Nach dem Aufruf des Verminderten 1-Fahrmodus kehrt das Verfahren zu Vorgang 412 zurück und ermittelt, ob das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist oder gerade abgeschaltet wird. Wenn das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist, endet das Verfahren bei Vorgang 408. Ansonsten fährt das Verfahren mit Vorgang 414 fort und fährt mit der Überwachung der Fehler des Fahrzeugs 100 fort. Wenn beispielsweise die Anzahl der Fehler mit niedrigem Schweregrad zugenommen hat, die Dauer der Fehler einen Zeitdauerschwellenwert überschritten hat und/oder ein neuer Fehler mit mittlerem Schweregrad, ein Fehler mit hohem Schweregrad und/oder ein Fehler mit kritischem Schweregrad erkannt wird, kann der Fehlerstatus von einem Fehler mit niedrigem Schweregrad in einen Fehler mit mittlerem Schweregrad, einen Fehler mit hohem Schweregrad oder einen Fehler mit kritischem Schweregrad geändert werden. Dementsprechend fährt das Verfahren fort, den Verminderten 2-Modus bei Vorgang 432, den Verminderten 3-Modus bei Vorgang 428 oder den Verminderten 4-Modus bei Vorgang 418, wie oben beschrieben, aufzurufen. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Vorgang 436 zurück und behält den Verminderten 1-Fahrmodus bei.
Wenn bei Vorgang 434 anfänglich kein Fehler mit niedrigem Schweregrad festgestellt wird, geht das Verfahren zu Vorgang 438 über und ermittelt, ob eine übermäßige Betriebsbedingung vorliegt. Die übermäßige Betriebsbedingung wird unter Verwendung von Daten und Informationen ermittelt, die von den hierin beschriebenen Sensoren 170 und/oder dem BBW-System 150 bereitgestellt werden. Eine übermäßige Betriebsbedingung kann beispielsweise beinhalten, dass ermittelt wird, ob eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten in einem Zustand in der Nähe eines Fehlerzustands arbeiten. So kann beispielsweise eine Bremsanordnung 160a-106d beginnen, übermäßige Betriebstemperaturen zu erfahren, bevor sie als fehlerhaft angesehen wird.
Wenn der übermäßige Betriebszustand festgestellt wird, geht das Verfahren zu Vorgang 440 über und ruft einen Verminderten 0-Fahrmodus auf. Der Verminderte 0-Fahrmodus kann das Aufrufen verschiedener Fahrerwarnungen beinhalten, ohne die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zu begrenzen, wie es der Fall ist, wenn die Verminderten Fahrmodi 2-4 aufgerufen werden. Die Warnungen beinhalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, grafische Warnungen, Audiowarnungen, Armaturenbrettbeleuchtungen usw. Geringfügige Fahrbeschränkungen, wie zum Beispiel teilweise Bremskraftverstärkung, können auch in Reaktion auf das Aktivieren des Verminderten 0-Fahrmodus verwendet werden. Im Gegensatz zu den verminderten Fahrmodi 1-4 können jedoch die Warnungen und/oder Fahrbeschränkungen automatisch entfernt werden, ohne dass ein Neustart und/oder eine Wartung des Fahrzeugs erforderlich ist, wenn die übermäßige Betriebsbedingung entfernt wird (z. B. die Temperatur der Bremsanordnung kehrt zu der normalen Betriebstemperatur zurück).
Nach dem Aufrufen des Verminderten 0-Fahrmodus kehrt das Verfahren zu Vorgang 412 zurück und ermittelt, ob das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist oder gerade abgeschaltet wird. Wenn das Fahrzeug 100 abgeschaltet ist, endet das Verfahren bei Vorgang 408. Ansonsten fährt das Verfahren mit Vorgang 414 fort und fährt mit der Überwachung der Fehler des Fahrzeugs 100 fort. Wenn zum Beispiel die Dauer der übermäßigen Betriebsbedingung einen Zeitdauerschwellenwert überschritten hat und/oder ein neuer Fehler erkannt wird, kann der erfasste Fehlerstatus von einer übermäßigen Betriebsbedingung zu einem Fehler mit niedrigem Schweregrad, einem Fehler mit mittlerem Schweregrad, einem Fehler mit hohem Schweregrad oder einem Fehler mit kritischem Schweregrad geändert werden. Dementsprechend fährt das Verfahren fort, den Verminderten 1-Modus bei Vorgang 436, den Verminderten 2-Modus, bei Vorgang 432, den Verminderten 3-Modus bei Vorgang 428 oder den Verminderten 4-Modus bei Vorgang 418, wie oben beschrieben, aufzurufen. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Vorgang 440 zurück und behält den Verminderten 0-Fahrmodus bei. Wenn die anfängliche übermäßige Betriebsbedingung bei Vorgang 438 entfernt wird (d. h. nicht länger existiert), wird das Fahrzeug bei Vorgang 410 erneut in dem normalen Fahrmodus betrieben, und das Verfahren fährt fort, wie hierin beschrieben, zu arbeiten.
Wie oben im Detail beschrieben, wird ein fehlertolerantes Kraftfahrzeugbremssystem bereitgestellt, das ein BBW-System implementiert, während herkömmliche mechanische Bremssicherungssysteme ausgeschlossen sind. Gemäß zumindest einer nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet das fehlertolerante Bremssystem ein FSM, das eine Reihe von Fehleridentifikationsverfahren ausführt, um die Art des vorhandenen Fehlers, die Schwere des erkannten Fehlers und/oder welcher begrenzende Betriebsmodus basierend auf der Schwere des Fehlers aufgerufen werden soll, zu ermitteln. Die Reihe von Fehleridentifikationsverfahren kann als eine fehlertolerante Betriebszustandsmaschine verwendet werden, die in die Fahrzeugniveauarchitektur (z. B. das FSM 200) integriert ist. Auf diese Weise steuert das FSM das BBW-System, um normale Fahrzeugbetriebe und fehlertolerante Ziele beizubehalten, ohne ein separates mechanisches Bremssicherungssystem zu benötigen.

Claims

Fehlertolerantes Bremssystem (250), umfassend: eine Bremsanordnung (160a-160d), die mit einem Rad (105a-105d) eines Fahrzeugs (100) gekoppelt ist, wobei die Bremsanordnung (160a-160d) dazu konfiguriert ist, eine auf das Rad (105a-105d) ausgeübte Bremskraft einzustellen; ein Brake-by-Wire-System (BBW-System) (150), das dazu konfiguriert ist, die Bremsanordnung (160a-160d) in Reaktion auf eine Bremsanforderung zu steuern; und ein Fahrzeugsteuermodul (FSM) (200) in elektrischer Verbindung mit dem BBW-System (150), wobei das FSM (200) dazu konfiguriert ist, einen Fehler der Bremsanordnung (160a-160d) und/oder des BBW-Systems (150) zu erfassen und das Fahrzeug (100) in mindestens einem verminderten Fahrmodus zu betreiben, der die Ausgangsleistung des Motors (130) in Reaktion auf das Erfassen des Fehlers reduziert, wobei das FSM (200) umfasst: ein Modul für einen verminderten Modus (306), das dazu konfiguriert ist, eine Schwere des Fehlers unter einer Vielzahl von unterschiedlichen Fehlerschweren zu identifizieren; und ein Motor-/Getriebemodul (302), das den Motor (130) und/oder das Getriebe steuert, um basierend auf der Schwere des Fehlers gemäß unterschiedlicher Betriebsparameter zu arbeiten; dadurch gekennzeichnet , dass das Modul des verminderten Modus (306) einen Fehler mit kritischem Schweregrad in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente kritischer Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, einen Fehler mit hohem Schweregrad in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente hoher Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, einen Fehler mittleren Schweregrads in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente mittlerer Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist, und einen Fehler geringen Schweregrads in Reaktion auf das Erfassen einer fehlerhaften Komponente niedriger Priorität identifiziert, die in mindestens einer der Bremsanordnung (160a-160d) und des BBW-Systems (150) enthalten ist.
Fehlertolerantes Bremssystem (250) nach Anspruch 1, wobei das Modul für einen verminderten Modus (306) einen Fehler mit kritischem Schweregrad identifiziert, wenn eine Anzahl von fehlerhaften Komponenten mit hoher Priorität einen kritischen Fehlerschwellenwert überschreitet, einen Fehler mit hohem Schweregrad identifiziert, wenn eine Anzahl von fehlerhaften Komponenten mit mittlerer Priorität einen hohen Fehlerschwellenwert überschreitet, und einen Fehler mit mittlerem Schweregrad identifiziert, wenn eine Anzahl von fehlerhaften Komponenten mit niedriger Priorität einen mittleren Fehlerschwellenwert überschreitet.
Fehlertolerantes Bremssystem (250) nach Anspruch 2, wobei die Komponente hoher Priorität eine BBW-Steuerung (205) beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, die Bremsanordnung (160a-160d) zu steuern, die Komponente mittlerer Priorität ein Bremsstellglied (210a-210d) beinhaltet, das in der Bremsanordnung (160a-160d) enthalten ist, und die Komponente niedriger Priorität einen Radsensor beinhaltet, der in der Bremsanordnung (160a-160d) enthalten ist.
Fahrzeug (100) mit einem fehlertoleranten Bremssystem (250) gemäß Anspruch 1 sowie einem Motor (130), der zur Erzeugung eines Antriebsmoments konfiguriert ist, und einem Getriebe (135), das zur Übertragung von Drehmoment auf mindestens eine Antriebsstrangkomponente des Fahrzeugs (100) konfiguriert ist.