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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung.
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Stand der Technik
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Bei bekannten Bremssystemen kann zum automatisierten Parken im Fehlerfall ein Notstopp durchgeführt werden. Dabei kann üblicherweise die Architektur mindestens zwei Bremsaktoren umfassen, dazu zwei Bordnetze, eine Kommunikationsleitung und ein Parksteuergerät. Mit diesem Aufbau kann ein fahrerloses Parken im geringen Geschwindigkeitsbereich realisiert werden, wobei üblicherweise in allen Einfachfehlerfällen ein Notstopp durchgeführt werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung nach Anspruch 8.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Bremseinrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, wobei eine redundante Hilfsstromquelle für das Betreiben einer oder mehrerer Bremsaktuatoreinrichtungen zur eigentlichen Stromversorgung in einem Antrieb für ein Fahrzeug nutzbar ist. Auf diese Weise können die Anforderungen an die Bremseinrichtung als ein Bremssystem für ein automatisiertes fahrerloses Parken verringert werden.
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Erfindungsgemäß umfasst die Bremseinrichtung für ein Fahrzeug eine erste Stromversorgungseinrichtung; eine Steuereinrichtung, welche mit der ersten Stromversorgungseinrichtung verbunden ist; eine erste Bremsaktuatoreinrichtung und eine zweite Bremsaktuatoreinrichtung, wobei die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden ist/sind und von dieser betreibbar ist/sind, und wobei eine Bremswirkung an dem Fahrzeug mit der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder mit der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung erzeugbar ist, wobei es sich bei der ersten Stromversorgungseinrichtung um eine Hilfsstromquelle handelt, mit welcher die Steuereinrichtung und/oder die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung bei einem Betriebsfehler und/oder einem Stromversorgungsfehler im Fahrzeug betreibbar ist, etwa beide automatisch.
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Die erste Stromversorgungseinrichtung kann eine redundante Stromquelle zu einer eigentlich für den Hauptbetrieb vorgesehenen Stromquelle darstellen. Durch die Steuereinrichtung kann in einem Fehlerfall des Normalbetriebs der Bremseinrichtung die erste und/oder zweite Bremsaktuatoreinrichtung über die redundante Hilfsstromquelle, also über die erste Stromversorgungseinrichtung, betrieben werden. Die erste Bremsaktuatoreinrichtung und die zweite Bremsaktuatoreinrichtung können gleich gebaut sein, gleich dimensioniert sein oder jeweils unterschiedlich sein. Die erfindungsgemäße Bremseinrichtung kann vorteilhaft für einen automatisierten Einparkvorgang des Fahrzeugs genutzt werden. Für den Einparkbetrieb können vorteilhaft niedrige Druck- oder Kraftniveaus für die notwendige Bremskraftwirkung ausreichen, da das Fahrzeug nur aus geringen Geschwindigkeiten, etwa aus Schritttempo, gebremst werden braucht. Bei dem Betriebsfehler kann es sich um eine Unterbrechung oder um einen Ausfall einer Stromversorgung im Bordnetz, an den Steuergeräten und/oder an den Bremsaktuatoreinrichtungen oder um einen Ausfall einer Kommunikationsverbindung zwischen manchen oder allen dieser Komponenten handeln. In einem solchen Fall kann der Betrieb der Steuereinrichtung und/oder der ersten und/oder zweiten Bremsaktuatoreinrichtung über die erste Stromversorgungseinrichtung als Hilfsstromquelle erfolgen.
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Anstatt ein zweites Bordnetz einzusetzen, wie dies in üblichen Fahrzeugen und Bremssystemen bisher üblich ist, kann der Betrieb der Steuereinrichtung und/oder der ersten und/oder zweiten Bremsaktuatoreinrichtung, allgemein als Bremssystem oder vorzugsweise bei einem automatisierten und fahrerlosen Einparkbetrieb des Fahrzeugs über die Hilfsstromquelle erfolgen.
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Nach einem erfolgten Parkvorgang kann das Fahrzeug gesichert und ein Fahrer/Betreuer kann benachrichtigt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung ist die erste Stromversorgungseinrichtung ein Kurzzeitstromspeicher und umfasst zumindest einen Superkondensator und/oder zumindest eine Batterie und/oder zumindest ein Schwungrad.
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Ein Einsatz einer derartigen Hilfsstromquelle, insbesondere eines Kurzzeitstromspeichers kann gegenüber einem Einbau oder einer Nutzung eines zweiten Bordnetzes erheblich einfacher und kostengünstiger erfolgen. Ein Superkondensator und/oder zumindest eine Batterie und/oder zumindest ein Schwungrad können einfach im Fahrzeug verbaut werden und flexibel Strom bereitstellen.
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Die Bremsaktuatoren können als Bremskraftverstärker gebildet sein, die mit einem Kurzzeitstromspeicher verbunden sein können. Durch diesen kann bei einem Ausfall des Bordnetzes die Bremsunterstützung durch den Bremskraftverstärker aufrechterhalten werden.
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Der Kurzzeitstromspeicher kann auch direkt als ein Teil der Bremsaktuatoreinrichtung gebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung während eines autonomen Einparkbetriebs des Fahrzeugs zu betreiben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung umfasst diese eine zweite Stromversorgungseinrichtung, mit welcher die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung verbunden ist und von dieser betreibbar ist/sind.
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Die zweite Stromversorgungseinrichtung kann ein Bordnetz im Fahrzeug sein und zum normalen Fahrbetrieb außerhalb von Fehlerfällen genutzt werden, vorteilhaft allein oder in Kombination mit der ersten Stromversorgungseinrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung umfasst die erste Bremsaktuatoreinrichtung ein elektronisches Fahrstabilitätssystem.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung umfasst die zweite Bremsaktuatoreinrichtung einen Bremskraftverstärker.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Bremseinrichtung ist die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die Steuereinrichtung an die zweite Stromversorgungseinrichtung als ein Bordnetz des Fahrzeugs anschließbar und zumindest teilweise von diesem betreibbar.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung ein Erkennen einer Notwendigkeit oder eines Betriebsbefehls zum Betreiben der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung durch die Steuereinrichtung; ein Betreiben der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung durch die Steuereinrichtung und ein Erzeugen einer Bremswirkung an dem Fahrzeug mit der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder mit der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung, wobei die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die Steuereinrichtung bei einem Betriebsfehler und/oder einem Stromversorgungsfehler im Fahrzeug mit der ersten Stromversorgungseinrichtung als Hilfsstromquelle betrieben wird.
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Die Notwendigkeit zum Betreiben der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung kann durch eine Sensoreinrichtung (Sensoren, Kameras) oder durch eine Kommunikation mit der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden, welche am Fahrzeug angebracht sein kann (und von der Bremseinrichtung umfasst oder zumindest mit dieser verbunden sein kann). Diese Notwendigkeit kann auch durch einen Betriebsbefehl von einem Nutzer übermittelt (angezeigt) werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei einem Betriebsfehler und/oder einem Stromversorgungsfehler im Fahrzeug überprüft, welche der Bremsaktuatoreinrichtungen noch zumindest teilweise funktioniert und mit dieser die Bremswirkung an dem Fahrzeug erzeugt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird im Falle eines Ausfalls einer Kommunikationsverbindung zwischen der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung die Bremswirkung durch beide Bremsaktuatoreinrichtungen erzeugt.
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Die Bremseinrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Blockdarstellung von Stromverbindungs- und Kommunikationsverbindungen in einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine Blockdarstellung von Stromverbindungs- und Kommunikationsverbindungen in einem Fahrzeug gemäß einem bekannten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten gemäß einem Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Bremseinrichtung 10 für ein Fahrzeug F umfasst eine erste Stromversorgungseinrichtung B1; eine Steuereinrichtung SE, welche mit der ersten Stromversorgungseinrichtung B1 verbunden ist; eine erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und eine zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2, wobei die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 mit der Steuereinrichtung SE verbunden ist/sind und von dieser betreibbar ist/sind, und wobei eine Bremswirkung an dem Fahrzeug F mit der ersten Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und/oder mit der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung BA2 erzeugbar ist, wobei es sich bei der ersten Stromversorgungseinrichtung B1 um eine Hilfsstromquelle handelt, mit welcher die Steuereinrichtung SE und/oder die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 bei einem Betriebsfehler und/oder einem Stromversorgungsfehler im Fahrzeug F betreibbar ist.
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Die Bremseinrichtung 10 kann eine zweite Stromversorgungseinrichtung B2 umfassen, mit welcher die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 verbunden sein kann und von dieser betreibbar ist/sind.
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Bei der zweiten Stromversorgungseinrichtung B2 kann es sich um ein Bordnetz BN im Fahrzeug handeln. Das Fahrzeug F kann einen elektrischen Antrieb, etwa in Form einer elektrischen Achse eA, umfassen. In diesem Sinn ist es möglich, dass Räder R eines Fahrzeugs F mit den Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 gebremst werden können, wobei jeweils an einem und/oder jedem Rad R sowohl eine erste als auch eine zweite Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 vorhanden sein kann. Die beiden Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 können gleich oder unterschiedlich sein und alle gängigen Arten von Bremsaktuatoren umfassen, etwa Scheibenbremsen oder ähnliches. Die Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 können einzeln oder alle mit einer oder den beiden Stromversorgungseinrichtungen B1 und B2 verbunden sein und von zumindest einer davon betrieben werden, ebenso die Steuereinrichtung SE, welche mit jeder der Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 verbunden sein kann und diese steuern kann. Zwischen den Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2, der Steuereinrichtung SE und den Stromversorgungseinrichtungen B1 und B2 können Strom- und Datenleitungen vorhanden sein.
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2 zeigt eine Blockdarstellung von Stromverbindungs- und Kommunikationsverbindungen in einem Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Nach der vorliegenden Erfindung kann in einem Bremssystem eine Kommunikation (Kom.) zwischen einer Steuereinrichtung SE und einer ersten Bremsaktuatoreinrichtung BA1 vorhanden sein. Des Weiteren kann auch eine Kommunikation (Kom.) zwischen der ersten Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung BA2 vorhanden sein. Das Bordnetz BN kann die zweite Stromversorgungseinrichtung B2 umfassen und in einem Normalbetriebsfall die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 steuern und mit Strom versorgen. In einem Fehlerfall kann dann die erste Stromversorgungseinrichtung B1, etwa ein Kurzzeitstromspeicher, die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 mit Strom versorgen. Dabei kann das Bordnetz die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 auch steuern und/oder auch nur teilweise mit Strom versorgen, etwa, wenn noch eine Möglichkeit zum Ansteuern mit einem geringeren Reststrom vorhanden ist.
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Die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 kann eine primäre Bremsaktuatoreinrichtung sein, welche eine Hauptbremswirkung erzeugt oder zuerst eine Bremswirkung erzeugt, und die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 kann eine sekundäre Bremsaktuatoreinrichtung sein, welche die Bremswirkung als zweite und/oder in einem geringeren Maße erzeugen kann, wobei beide Bremsaktuatoreinrichtung jeweils in der Lage sein können, einen Bremsdruck aufzubauen. Ein Beispiel für den primären und sekundären Aktuator kann ein ESP System (Fahrstabilitätssystem) und/oder ein Bremskraftverstärker sein. Im Hinblick auf eine automatisierte Parkaufgabe kann es hierbei egal sein, ob der Bremskraftverstärker oder das ESP der primäre Aktor ist. Je nach dem welches Gerät mit dem Kurzzeitstromspeicher verbunden wird, ergibt sich eine erhöhte Verfügbarkeit auch außerhalb des Parkens für die Funktionen des verbundenen Gerätes.
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Wird das ESP mit dem Kurzzeitstromspeicher verbunden, erhöht sich die Verfügbarkeit der Stabilisierungsfunktion (ABS) für den Spannungsausfall, wird der Bremskraftverstärker verbunden, erhöht sich entsprechend die Verfügbarkeit der Bremskraftverstärkung.
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Es ist auch denkbar, beide Bremsaktuatoreinrichtung mit dem Kurzzeitstromspeicher zu versorgen, in diesem Fall ist aber eine größere Dimensionierung des Kurzzeitstromspeichers notwendig. Über die Darstellung in der 2 hinausgehend ist ebenfalls die Möglichkeit den Kurzzeitstromspeicher nicht an den Sekundäraktor, sondern an den Primäraktor anzuschließen. Beide Aktuatoreinrichtungen können zusammen oder jeweils auf eine Bremse oder auf verschiedene Bremsen wirken.
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Im Normalbetrieb kann die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 von der Steuereinrichtung SE, welche ein Parksteuergerät zum Steuern des autonomen Parkvorgangs sein kann, gesteuert werden. Dabei kann die erste Bremsaktuatoreinrichtung die Bremsanforderung entweder selber umsetzen oder von der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung BA2 anfordern. Kommt es zu Fehlerfällen kann das Bremssystem folgendermaßen reagieren. Bei einem Ausfall der Kommunikation zur Steuereinrichtung SE kann ein Notstopp durch die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 ausgeführt werden. Bei einem Ausfall der Kommunikation zwischen den Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 kann ein Notstopp von beiden Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 und BA2 ausgeführt werden und/oder eine Kommunikation des Problems an die Steuereinrichtung SE (oder weiter) erfolgen. Bei einem Ausfall einer der Bremsaktuatoreinrichtungen kann ein Notstopp durch die jeweils andere Bremsaktuatoreinrichtung durchgeführt werden. Bei einem Ausfall des Bordnetzes kann ein Notstopp durch die Bremsaktuatoreinrichtung erfolgen, welche vom Kurzzeitstromspeicher versorgt wird. Bei einem Ausfall des Kurzzeitstromspeichers kann ein Notstopp durch einen weiteren Aktor des Bremssystems und/oder eine Kommunikation des Problems an die Steuereinrichtung SE (oder weiter) erfolgen.
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Der Kurzzeitstromspeicher kann dabei vorteilhaft so dimensioniert und dazu ausgelegt sein, dass ein Abbremsen des Fahrzeugs in den Stillstand möglich ist. Weiterhin kann vorteilhaft der Druck, der notwendig ist um das Fahrzeug im Stillstand zu halten, lange durch zumindest eine der Bremsaktuatoreinrichtungen BA1 oder BA2 oder einen weiteren Aktor (extern oder intern) haltbar sein, unter Umständen auch solange am Fahrzeug weitere Aktionen durchgeführt werden können, etwa ein Treffen von bestimmten Sicherheitsmaßnahmen, falls diese in der Haltezeit durchführbar sein können.
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Das Fahrzeug kann entweder durch die noch aktive Bremsaktuatoreinrichtung gehalten werden (wenn die Parkbremse vollständig oder teilweise durch die noch aktive Bremsaktuatoreinrichtung gesteuert wird) oder über eine Anfrage über die Kommunikationsleitung durch einen Aktor außerhalb des Bremssystems.
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3 zeigt eine Blockdarstellung von Stromverbindungs- und Kommunikationsverbindungen in einem Fahrzeug gemäß einem bekannten Ausführungsbeispiel.
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In Bremssystemen kann eine Kommunikation (Kom.) zwischen einer Steuereinrichtung SE und einer ersten Bremsaktuatoreinrichtung BA1 vorhanden sein. Des Weiteren kann auch eine Kommunikation (Kom.) zwischen der ersten Bremsaktuatoreinrichtung BA1 und der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung BA2 vorhanden sein. In üblichen Systemen wird die erste Bremsaktuatoreinrichtung BA1 von einem ersten Bordnetz BN1 versorgt und gesteuert und die zweite Bremsaktuatoreinrichtung BA2 von einem zweiten Bordnetz BN2 versorgt und gesteuert, wobei zwei Bordnetze vorhanden sein müssen.
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4 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten gemäß einem Verfahren zum Betreiben einer Bremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung erfolgt ein Erkennen S1 einer Notwendigkeit oder eines Betriebsbefehls zum Betreiben der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung durch die Steuereinrichtung; ein Betreiben S2 der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung durch die Steuereinrichtung und ein Erzeugen S3 einer Bremswirkung an dem Fahrzeug mit der ersten Bremsaktuatoreinrichtung und/oder mit der zweiten Bremsaktuatoreinrichtung, wobei die erste Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die zweite Bremsaktuatoreinrichtung und/oder die Steuereinrichtung bei einem Betriebsfehler und/oder einem Stromversorgungsfehler im Fahrzeug mit der ersten Stromversorgungseinrichtung als Hilfsstromquelle betrieben wird.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009030816 A1 [0003]
