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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs und eine Steuereinrichtung, welche die entsprechenden Bremsfunktionen überwacht.
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Stand der Technik
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Heutige Fahrzeuge weisen vielfach mehrere Bremsfunktionen wie beispielweise ABS, ESP, Bremsdruckverstärker etc. auf, über die verschiedene Bremsvorgänge ermöglicht werden können. Mehrere dieser Bremsfunktionen werden durch eigene Komponenten realisiert, welche eine Druckerhöhung sowie die Druckregelung im hydraulischen System an den Radbremsen eines Fahrzeuges erzeugen, so dass das entsprechende Rad gebremst wird. Um eine ausreichende Sicherheit einer Bremsung zu gewährleisten sind verschiedene Bremsfunktionen redundant ausgeführt. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall einer der Komponenten wenigstens die wichtigsten Funktionen davon vollständig oder vorübergehend erhalten bleiben.
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Um jedes System nicht mehrfach vorzusehen, können verschiedene Bremsfunktionen der Komponenten vollständig oder vorübergehend durch andere Komponenten des Bremssystems, welche eigentlich andere Bremsfunktionen ausführen, übernommen werden. Eine solche Übernahme der wichtigsten Bremsfunktionen erfolgt dabei automatisch, um die Zeit des Ausfalls der wichtigen Bremsfunktionen gering zu halten. Ebenso können andere weniger wichtige Bremsfunktionen automatisch wegfallen.
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In der
WO 2017/001315 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems für ein Fahrzeug offenbart. Das Bremssystem weist eine elektronische Stelleinrichtung und eine pneumatische Stelleinrichtung zum Aussteuern des Bremsdrucks auf. Bei dem Verfahren wird ein Fehler der elektronischen Stelleinrichtung klassifiziert und es wird auf die pneumatische Stelleinrichtung umgeschaltet, wenn es sich bei dem Fehlersignal um ein Fehlersignal einer ersten Fehlerkategorie handelt.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausführungsformen der Erfindung können einen Betrieb einer Bremsvorrichtung mit einem Hauptbremssystem und einem Backupbremssystem verbessern. Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegen die im Folgenden dargestellten Überlegungen zugrunde. Ein Umschalten auf ein redundantes Bremssystem ist zwar in der Regel richtig kann jedoch nicht unbedingt dazu führen, dass die entsprechende Bremsfunktion ausführbar bleibt. Dementsprechend kann bei einem Umschalten auf das redundante Bremssystem die entsprechende Bremsfunktion nicht ausführbar sein. Soweit kein weiteres redundantes System vorhanden ist, kann es notwendig sein, diese Bremsfunktion anschließend zu deaktivieren.
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Dazu gibt die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs an, mit einem Hauptbremssystems und einem Backupbremssystem, mit welchem Bremsfunktionen des Hauptbremssystems übernehmbar sind, und eine Steuereinheit über welche Bremsfunktionen einer dieser Bremssysteme aktivierbar oder deaktivierbar sind.
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Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Detektierens eines Fehlers einer Bremsfunktion des Hauptbremssystems, des Lokalisierens des Fehlers innerhalb der Bremsvorrichtung, des Klassifizierens des Fehlers in Bezug auf die entsprechende Bremsfunktion und das Backupbremssystems, und des Übergebens der entsprechenden fehlerhaften Bremsfunktion an das Backupbremssystem für den Fall, dass der Fehler allein das Hauptbremssystem betrifft, so dass die Bremsfunktion mit dem Backupbremssystem ausführbar bleibt.
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Das Hauptbremssystem ist dabei ein Bremssystem, welches als Hauptaufgabe eine bestimmte Bremsfunktion wie Erfassung des Fahrerbremswunsches mittels beispielsweise eine Pedalsensors sowie dem daraus erforderlichen Druckaufbau im Hydrauliksystem ausführt. Das Backupbremssystem kann dahingegen ebenfalls ein Hauptbremssystem mit der Möglichkeit des Druckaufbaus sein, welches jedoch primär als Hauptaufgabe andere Bremsfunktionen wie beispielhaft ABS und ESP ausführt als das zuvor genannte Hauptbremssystem. Das Backupbremssystem bildet daher für das Hauptbremssystem ein redundantes System, welches bei einem Ausfall des Hauptbremssystems verschiedene Funktionen des Hauptbremssystems übernehmen oder zeitweise ausführen kann.
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Als Fehler im Sinne der Erfindung wird dabei eine Fehlfunktion eines Bauelementes der Bremsvorrichtung verstanden, wobei die Ursache für die Fehlfunktion innerhalb oder außerhalb des Bremssystems liegen können. Beispiel für Ursache außerhalb des Bremssystems sind beispielsweise eine reduzierte elektrische Leistungsfähigkeit der Energieversorgung (z.B. Leitungs- oder Übergangswiderstand). Dieser Fehler führt dazu, dass die entsprechende Bremsfunktion nicht ausreichend ausführbar ist. Nachdem der Fehler detektiert beziehungsweise festgestellt wurde, wird dieser anschließend lokalisiert. Unter einem Klassifizieren wird dabei der Vorgang verstanden, bei welchem nachgeprüft wird, welche Auswirkungen der Fehler auf bestimmte Funktionen innerhalb der Bremsvorrichtung hat. Entsprechend kann daran anschließend entschieden werden, ob eine Übergabe an das Backupbremssystem sinnvoll ist.
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Dies hat den Vorteil, dass bereits vor einer Aktivierung des Backupbremssystems festgestellt werden kann, ob dieses Bremssystem die Bremsfunktionen übernehmen kann. Ebenfalls hat es den Vorteil, dass ein Betriebszustand der durch hohe Stromaufnahme und dem folgenden Spannungseinbruch durch den Leitungswiderstand zu einem Ausfall führt vermieden werden kann, indem diese „Hochstrom-Funktion“ in die Backupbremse übertragen wird. Entsprechend wird die Zeit für das Umschalten und das daran anschließende erneute Feststellen eines Fehlers eingespart. Zusätzlich werden die Sicherheit der Bremsvorrichtung verbessert und alle „Kleinstrom-Funktionen“ (beispielhaft der Pedalsensor) bleiben verfügbar.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird für den Fall, dass der Fehler sowohl das Hauptbremssystem als auch das Backupbremssystem betrifft die entsprechende Bremsfunktion deaktiviert. Bevor an das Backupbremssystem übergeben wird, wird die entsprechende Bremsfunktion aufgrund der schwere des Fehlers vollständig deaktiviert. Dementsprechend kommt es somit bei einem Fehler, welcher beide Bremssysteme betrifft schneller zu einer Deaktivierung.
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Eine Übergabe an das Backupbremssystem oder eine Deaktivierung des Bremsfunktion ist für den Fahrer als kurzzeitige Reduzierung der Fahrzeugverzögerung beim Bremsen wahrnehmbar. Dies kann jedoch zu Irritationen beim Fahrer führen, welche gerade während eines Bremsvorganges nicht erwünscht sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird daher eine Warnung an einen Fahrer ausgegeben, bevor die Bremsfunktion an das Backupbremssystem übergeben oder die entsprechende Bremsfunktion deaktiviert wird. Die Warnung kann dabei akustisch und/oder visuell beispielsweise über eine Anzeige ausgegeben werden. Dadurch wird der Fahrer bereits vor einem Bremsmanöver gewarnt, so dass ein verändertes Bremsverhalten oder ein Unterbinden bestimmter Fahrmanöver nicht überraschend ist.
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Um die benötigte Zeit zum Klassifizieren des Fehlers zu verringern erfolgt die Klassifizierung vorzugsweise über eine Abfrage aus gespeicherten möglichen Fehlern in einer Datenbank. Die Datenbank kann dabei innerhalb der Steuereinheit angeordnet sein. Ebenfalls kann die Datenbank extern vorgesehen sein. Dies schließt auch eine Datenbank ein, welche bei ausreichender Netzgeschwindigkeit lediglich über eine mobile Verbindung erreichbar ist. Diese Datenbank liefert zu dem Fehler der entsprechenden Bremsvorrichtung das passende Ergebnis. Dadurch wird eine eventuell notwendige vorab Simulation in Bezug auf das Backupbremssystem unnötig, so dass die Klassifizierung beschleunigt wird.
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Zum Detektieren des Fehlers wird dieser in einer vorteilhaften Weiterbildung anhand von elektrischen, mechanischen und/oder hydraulischen Messwerten ermittelt. Dazu sind an bestimmten Positionen bevorzugt Sensoren angeordnet, welche die entsprechenden Messwerte an die Steuereinheit übermitteln. Dadurch kann der Fehler genauer lokalisiert und identifiziert werden.
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Vorteilhafterweise werden zusätzliche oder bereits vorhandene Fehler in dem Backupbremssystem vor einer Übergabe an das Backupbremssystem in die Klassifikation mit einbezogen. Als zusätzliche oder bereits vorhandene Fehler werden dabei Fehler verstanden, die vor einem Auftreten des Fehlers, welcher zu einer Fehlfunktion des Hauptbremssystems führt, bereits vorgelegen haben. Dies ist besonders wichtig, wenn der bereits vorhandene Fehler bereits bei Übergabe zu einer Fehlfunktion des Backupbremssystems führen würde.
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Entsprechend wird vorteilhafterweise die Bremsfunktion deaktiviert für den Fall, dass bei Übergabe der Bremsfunktion der zusätzliche Fehler in dem Backupbremssystem die entsprechende Bremsfunktion betrifft. Dadurch wird die Klassifikation verbessert, so dass ein Übergeben der Funktion an das Backupbremssystem vermieden wird.
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Zusätzlich wird eine Steuereinheit angegeben, welche zur Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildet ist. Die Steuereinheit überwacht dabei verschiedene Bremsfunktionen wie beispielsweise ABS, ESP, Bremsdruckverstärkung, ASR, weitere Zusatzfunktionen und Vorrichtungen zur Fahrerbremswunscherfassung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Aufbau einer möglichen Bremsvorrichtung mit verschiedenen möglichen Fehlern, und
- 2 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Bremsvorrichtung.
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In 1 ist ein Aufbau einer möglichen Bremsvorrichtung 10 mit verschiedenen möglichen Fehlern K, S gezeigt. Die Bremsvorrichtung 10 umfasst dabei vier Radbremsen 14, welche über eine Hydraulik 18 bremsbar sind. Weiter umfasst die Bremsvorrichtung 10 ein erstes Bremssystem 22, welches hier ein Hauptbremssystem darstellt. Das Hauptbremssystem 22 umfasst dabei eine Hauptbremssystem-Steuerkomponente ls, welche über einen Hauptbremssystem-Zuleitungsanschluss 26 und einen Hauptbremssystem-Rückleitungsanschluss 30 hydraulisch mit den Radbremsen 14 verbunden ist, so dass ein Bremsdruck erzeugbar und modulierbar ist.
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Die Bremsvorrichtung 10 umfasst zusätzlich ein zweites Bremssystem 34, welches hier ein Backupbremssystem für das Hauptbremssystem 22 bildet. Ebenso wie das Hauptbremssystem 22 umfasst das Backupbremssystem 34 eine Backupbremssystem-Steuerkomponente Ils mit einem entsprechenden Backupbremssystem-Zuleitungsanschluss 38 und einen Backupbremssystem-Rückleitungsanschluss 42 über die diese mit den Radbremsen 14 hydraulisch verbunden ist, so dass ebenso über das Backupbremssystem 34 ein Bremsdruck zum Bremsen der Radbremsen 14 erzeugbar und modulierbar ist.
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Zur elektrischen Versorgung der Bremsvorrichtung 10 ist im Fahrzeug weiterhin eine Energiequelle 46 angeordnet, welche beispielsweise Generators G oder DC-DC-Wandler umfasst. Die Energiequelle 46 weist einen Masseanschluss 50 auf, über welchen die Energiequelle 46 mit Masse verbunden ist. Die Energiequelle 46 ist zusätzlich mit einem Energiespeicher 54 in Form einer Batterie verbunden, welche durch die Energiequelle 46 aufgeladen werden kann, so dass diese ebenfalls einen Teil der Energieversorgung übernehmen kann. Über die Energiequelle 46 und die Batterie 54 können verschiedene elektrische Verbraucher 58, welche mit der Energiequelle 46 und der Batterie 54 verbunden sind, mit Energie versorgt werden.
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Das Hauptbremssystem 22 und das Backupbremssystem 34 sind ebenfalls elektrisch mit der Batterie 54 und der Energiequelle 46 verbunden, so dass das Hauptbremssystem 22 und das Backupbremssystem 34 mit Energie versorgbar sind. Das Hauptbremssystem 22 weist zusätzlich einen separaten Hauptbremssystem-Masseanschluss 62 auf, über den das Hauptbremssystem 22 elektrisch mit Masse verbunden ist. In einer gleichen Weise ist das Backupbremssystem 34 über einen separaten Backupbremssystem-Masseanschluss 66 elektrisch mit Masse verbunden.
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In der 1 sind zudem beispielhaft verschiedene möglichen Fehler S, K gekennzeichnet. Diese Fehler S, K sind dabei an verschiedenen Stellen innerhalb der Bremsvorrichtung 10 und der elektrischen Versorgung eingezeichnet. Ein Fehler K bezeichnet dabei einen Fehler, welcher allein eines der Bremssysteme 22, 34 betrifft. Die Fehler K sind zu den Bremssystemen 22, 34 beispielweise in einer direkten elektrischen Zuleitung zu diesem Bremssystem 22, 34, in einer Steuerkomponente IS, IIS oder in dem entsprechenden Masseanschluss 62, 66 angeordnet.
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Die Fehler S betreffen dahingegen sowohl das Hauptbremssystem 22 als auch das Backupbremssystem 34. Diese Fehler S können dabei beispielsweise in einer Energieversorgung 46, 54 beider Bremssysteme 22, 34 oder in Hydraulikleitungen unmittelbar vor den Radbremsen 14 auftreten. Bei einer Übergabe der entsprechenden Bremsfunktion würde daher derselbe Fehler S bei dem Backupbremssystem 34 auftreten, so dass damit keine Verbesserung erzielt wird.
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Die Bremsvorrichtung 10 umfasst zusätzlich eine Steuereinheit 70, welche in diesem Ausführungsbeispiel mit der Hauptbremssystem-Steuerkomponente IS und mit der Backupbremssystem-Steuerkomponente IIs verbunden ist. Über die Steuereinheit 70 kann eine entsprechende Bremsfunktion der Bremssysteme 22, 34 aktiviert oder deaktiviert werden. Über die Steuereinheit 70 können zudem verschiedene elektrische, mechanische und/oder hydraulische Messwerte ermittelt werden. In anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Steuereinheit 70 im Hauptbremssystem 22, im Backupbremssystem 34, in beiden Systemen 22, 34 oder in einem separaten Steuergerät angeordnet sein.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben der Bremsvorrichtung 10. In einem ersten Schritt A wird, beispielweise anhand der Messwerte, ein Fehler K, S einer Bremsfunktion des Hauptbremssystems 22 detektiert. In einem zweiten Schritt B wird der Fehler K, S innerhalb der Bremsvorrichtung 10 lokalisiert. Dies bedeutet, dass beispielsweise anhand der Messwerte die Position des Fehlers K, S, beziehungsweise das entsprechende fehlerhafte Bauteil, ermittelt wird. Dadurch kann in einem dritten Schritt C dieser Fehler K, S klassifiziert werden, so dass ermittelt werden kann, welche Bremssysteme 22, 34 von diesen Fehler K, S betroffen sind.
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Die Klassifizierung C des Fehlers K, S kann dabei entweder eigenständig durch die Steuereinheit 70 ermittelt werden oder die Steuereinheit 70 kann dies aufgrund der lokalen Anordnung des Fehlers K, S und der Messwerte über eine Datenbank (nicht gezeigt) ermitteln, in der eine Vielzahl an Fehlerwerten hinterlegt sind. Durch eine Abfrage der Datenbank kann Zeit für die Klassifizierung C eingespart werden. Bei der Klassifizierung C können auch bereits vorhandene zusätzliche Fehler K, S in der Bremsvorrichtung 10 mit einbezogen werden.
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Aufgrund des klassifizierten Fehlers K, S wird anschließend geprüft, ob dieser Fehler K, S allein das Hauptbremssystem 22 oder zusätzlich das Backupbremssystem 34 betrifft. Bei der Prüfung wird festgestellt, ob diese Fehler K, S bei Übergabe der Bremsfunktion diese weiterhin betreffen. Falls das Backupbremssystem 34 nicht von dem Fehler K, S betroffen ist, d.h. wenn es sich um einen Fehler „K“ handelt, wird die Bremsfunktion des Hauptbremssystem 22 deaktiviert und diese wird in einem nächsten Schritt D1 von dem Backupbremssystem 34 übernommen. Bevor die Bremsfunktion übergeben wird kann jedoch noch eine Warnung 74 ausgegeben werden, die anzeigt, dass das Backupbremssystem 34 die Bremsfunktion ab sofort übernimmt.
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Wenn jedoch die Prüfung ergibt, dass der Fehler K, S beide Bremssysteme 22, 34 betrifft, d.h. wenn es sich um einen Fehler „S“ handelt, wird in einem alternativen Schritt D2 die entsprechende Bremsfunktion vollständig deaktiviert. Vorher wird jedoch noch eine entsprechende Warnung 78 ausgegeben, die anzeigt, dass die entsprechende Bremsfunktion nicht mehr zur Verfügung steht. Auf Basis dieser Information können verschiedene Fahrmanöver auf Fahrzeugsystemebene von da an eingeschränkt oder vollständig unterbunden werden.
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Durch die Prüfung vor Übergabe, ob der Fehler K, S beide Bremssysteme 22, 34 betrifft, wird sichergestellt, dass nicht erst nach der Übergabe festgestellt wird, dass das Backupbremssystem 34 ebenfalls nicht funktioniert. Dadurch ergibt sich ein zeitlicher Vorteil bei der Degradierung, die Sicherheit wird erhöht und eine unnötige Übergabe vermieden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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