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Die Erfindung betrifft eine Prognosevorrichtung für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Ebenso betrifft die Erfindung ein Datenausgabesystem zum Zusammenwirken mit derartigen Prognosevorrichtungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Prognoseverfahren für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Eigenfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Überwachen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Beispielsweise beschreibt die
DE 10 2017 218 446 A1 ein Verfahren zum Überwachen eines Kraftfahrzeugs mit automatisierter Fahrfunktion, bei welchem insbesondere ein Energiespeicher, welcher zumindest einen zum Überführen des Kraftfahrzeugs in seinen Stillstand ausgebildeten Verbraucher versorgt, überwacht wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung schafft eine Prognosevorrichtung für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Datenausgabesystem zum Zusammenwirken mit derartigen Prognosevorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 5, ein Datenausgabesystem zum Zusammenwirken mit derartigen Prognosevorrichtungen mit den Merkmalen des Anspruchs 6 und ein Prognoseverfahren für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Eigenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft vorteilhafte Möglichkeiten nicht nur zur Überwachung, sondern auch zur Frühdiagnose zumindest einer Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit nicht nur eine Erkennung eines bereits erfolgten Ausfalls zumindest der einen Bremssystemkomponente des jeweiligen Bremssystems, sondern auch eine Vorhersage bezüglich einer zukünftigen Funktionsfähigkeit und eines zukünftigen Betriebsverhaltens zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems. Wie nachfolgend genauer erläutert wird, kann für eine Vielzahl von verschiedener Bremssystemkomponenten, wie beispielsweise für einen einem Hauptbremszylinder des jeweiligen Bremssystems vorgelagerten elektromechanischen Bremskraftverstärker und/oder für eine in das jeweilige Bremssystem integrierte motorisierte Plungervorrichtung (wie speziell einer IPB, Integrated Power Brake) deren zukünftige Funktionsfähigkeit mittels der vorliegenden Erfindung prognostiziert werden. Wie außerdem anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, kann diese vorteilhafte Prognose mittels der vorliegenden Erfindung unter Mitberücksichtigung eines spezifischen Fahrverhaltens eines das jeweilige Fahrzeug nutzenden Fahrers erfolgen. Dies verbessert eine Genauigkeit und Verlässlichkeit der mittels der vorliegenden Erfindung ausgeführten Prognose bezüglich eines möglichen Auftretens zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des jeweiligen Bremssystems. Da mittels einer Nutzung der vorliegenden Erfindung eine zukünftige Funktionsbeeinträchtigung oder ein zukünftiger Ausfall zumindest der einen Bremssystemkomponente des jeweiligen Bremssystems frühzeitiger vorhersagbar ist, eignet sie sich auch vorteilhaft zum Absichern eines autonomen Fahrens des mit dem jeweiligen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Prognosevorrichtung mit einer vorrichtungseigenen Kommunikationseinrichtung derart ausgebildet oder zum Zusammenwirken mit einer Kommunikationseinrichtung des mit der Prognosevorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs so ausgebildet, dass über die Kommunikationseinrichtung mindestens eine von der Prognosevorrichtung festgelegte Häufigkeitsverteilung an eine mit einem fahrzeugexternen Datenausgabesystem zusammenwirkende Kommunikationsvorrichtung übermittelbar ist und/oder mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung und/oder mindestens eine Prognoseinformation von der mit dem fahrzeugexternen Datenausgabesystem zusammenwirkenden Kommunikationsvorrichtung an die Elektronikeinrichtung bereitstellbar ist. Die hier beschriebene Ausführungsform der Prognosevorrichtung kann somit Daten mit dem fahrzeugexternen Datenausgabesystem „austauschen“, wodurch die im Weiteren beschriebenen Zusatzfunktionen der Prognosevorrichtung und des fahrzeugexternen Datenausgabesystems realisierbar sind.
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Beispielsweise kann die Elektronikeinrichtung nach Ermittlung mindestens einer Häufigkeitsverteilung von an dem Fahrzeug ermittelten Wertepaaren und nach Bereitstellung der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, anhand einer Untersuchung der mindestens einen Häufigkeitsverteilung von an dem Fahrzeug ermittelten Wertepaaren auf Abweichungen von der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung abzuschätzen, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen ersten Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist. Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung deutlich wird, können auf diese Weise auch Häufigkeitsverteilungen verschiedener Fahrzeuge miteinander verglichen werden, um für ein sogenanntes Eigenfahrzeug ein mögliches Auftreten einer Funktionsbeeinträchtigung oder eines Ausfalls an zumindest der einen Bremssystemkomponente seines Bremssystems vorherzusagen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Elektronikeinrichtung nach Bereitstellung der mindestens eine Prognoseinformation dazu ausgelegt und/oder programmiert sein, anhand der mindestens einen Prognoseinformation abzuschätzen oder auszulesen, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen zweiten Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist. Auch die mindestens eine Prognoseinformation kann, wie unten noch genauer erläutert ist, anhand eines Vergleichs von Häufigkeitsverteilungen verschiedener Fahrzeuge festgelegt sein.
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Die vorausgehend beschriebenen Vorteile können mitbewirkt werden mittels eines Datenausgabesystems zum Zusammenwirken mit einer entsprechenden ersten Prognosevorrichtung und mit mindestens einer korrespondierenden zweiten Prognosevorrichtung, wobei das Datenausgabesystem entsprechend den Prognosevorrichtungen weitergebildet werden kann.
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Insbesondere kann das Datenausgabesystem mit der systemeigenen Kommunikationsvorrichtung derart ausgebildet sein oder zum Zusammenwirken mit der Kommunikationsvorrichtung so ausgebildet sein, dass über die Kommunikationsvorrichtung mindestens eine von der mindestens einen zweiten Prognosevorrichtung festgelegte Häufigkeitsverteilung über ihre jeweilige Kommunikationseinrichtung als mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an das Datenausgabesystem übermittelbar ist und die mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an die erste Prognosevorrichtung über ihre jeweilige Kommunikationseinrichtung übermittelbar ist.
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Ebenso kann das Datenausgabesystem mit der systemeigenen Kommunikationsvorrichtung derart ausgebildet sein oder zum Zusammenwirken mit der Kommunikationsvorrichtung so ausgebildet sein, dass über die Kommunikationsvorrichtung mindestens eine von der mindestens einen zweiten Prognosevorrichtung festgelegte Häufigkeitsverteilung über ihre jeweilige Kommunikationseinrichtung als mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an das Datenausgabesystem übermittelbar ist und mindestens eine von der ersten Prognosevorrichtung festgelegte Häufigkeitsverteilung über ihre jeweilige Kommunikationseinrichtung an das Datenausgabesystem übermittelbar ist, wobei das Datenausgabesystem dazu ausgelegt und/oder programmiert ist, anhand einer Untersuchung der mindestens einen von der ersten Prognosevorrichtung festgelegten Häufigkeitsverteilung auf Abweichung von der mindestens einen Vergleich-Häufigkeitsverteilung die mindestens eine entsprechende Prognoseinformation festzulegen, welche mittels der Kommunikationsvorrichtung an die erste Prognosevorrichtung über ihre jeweilige Kommunikationseinrichtung übermittelbar ist.
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Auch ein Ausführen eines entsprechenden Prognoseverfahrens für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Eigenfahrzeugs schafft die oben erläuterten Vorteile.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Prognoseverfahrens werden vor dem Eintragen der ermittelten Wertepaare in das Koordinatensystem die Wertepaare, welche bei einer Temperatur außerhalb eines vorgegebenen Normaltemperaturbereichs, bei einer Verstellgeschwindigkeit des von dem Fahrer verstellten Bremspedals außerhalb eines vorgegeben Normalgeschwindigkeitsbereichs, bei einer Bordnetzspannung außerhalb eines vorgegebenen Normalspannungsbereichs, während eines Ausfalls einer Datenbereitstellungseinrichtung und/oder während eines Fadings ermittelt werden, herausgefiltert. Wertepaare, die während einer Fahrdynamikregelung ermittelt werden, werden vorzugsweise mit dieser Zusatz-Information versehen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Extremtemperaturen, ungewöhnliche Verstellgeschwindigkeiten des Bremspedals, eine Funktionsbeeinträchtigung oder ein Ausfall einer Batterie des Fahrzeugs, ein Ausfall der Datenbereitstellungseinrichtung, ein Fading oder eine Regelung zur Beeinträchtigung der mittels des hier beschriebenen Prognoseverfahrens festgelegten Prognose führen. Unter der Fahrdynamik-Regelung kann z.B. eine ABS-Regelung, eine ESP-Regelung, eine TCS-Regelung oder eine ACC-Regelung verstanden werden. Kurzzeitige temporäre (plausible) Schwankungen der Temperatur, der Verstellgeschwindigkeit des Bremspedals oder der Bordnetzspannung können als „use case“ bewertet werden. Anomalien können registriert und weiterverfolgt werden, und evtl. in Form einer Ausfallprognose und/oder einer Information an den Fahrer ausgegeben werden.
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Beispielsweise können als die Eingangsgröße ein Stangenweg einer an dem Bremspedal angebundenen Eingangsstange, ein Hauptbremszylinderdruck in einem Hauptbremszylinder des Bremssystems, eine Motorstromstärke eines Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, eine Betriebsspannung des Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, ein Verstellweg mindestens eines verstellbaren Kolbens der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems oder eine Pumprate mindestens einer als die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems eingesetzten Pumpe ermittelt werden, und/oder als die Ausgangsgröße der Hauptbremszylinderdruck in dem Hauptbremszylinder des Bremssystems, ein Motordrehmoment des Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, ein Getriebewirkungsgrad eines an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung angebundenen Getriebes des Bremssystems, mindestens ein Bremsdruck in mindestens einem Radbremszylinder des Bremssystems, eine mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirkte Bremskraft, ein mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirktes Bremsmoment oder eine mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirkte Fahrzeugverzögerung ermittelt werden. Die hier genannten Beispiele für die Eingangsgröße und die Ausgangsgröße können unter Verwendung einer herkömmlicherweise bereits an dem Eigenfahrzeug verbauten Sensorik bestimmt werden. Damit kann das hier beschriebene Prognoseverfahren ohne eine Erweiterung der herkömmlicherweise bereits am Eigenfahrzeug verbauten Sensorik ausgeführt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Prognoseverfahrens werden für mindestens ein Fremdfahrzeug während mehrerer seiner fahrerinduzierten und/oder autonomen Bremsungen Wertepaare umfassend jeweils die ermittelte Eingangsgröße und die gleichzeitig ermittelte Ausgangsgröße ermittelt und in ein Koordinatensystem mit der die Eingangsgröße anzeigenden ersten Achse und der die Ausgangsgröße anzeigenden zweite Achse, unterteilt in die mehreren Zustandssektoren, eingetragen, wobei für das mindestens eine Fremdfahrzeug eine Häufigkeitsverteilung seiner Wertepaare auf die verschiedenen Zustandssektoren als mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung ermittelt wird, und wobei anhand einer Untersuchung mindestens einer Häufigkeitsverteilung von an dem Eigenfahrzeug ermittelten Wertepaaren auf Abweichung von der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung abgeschätzt wird, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist. Damit können auch mittels der hier beschriebenen Weiterbildung des Prognoseverfahrens die Häufigkeitsverteilungen mehrerer Fahrzeuge so miteinander verglichen werden, dass eine Frühdiagnose für die zumindest eine Bremssystemkomponente des Bremssystems des Eigenfahrzeugs verlässlich ausführbar ist. Ergänzend zu der Eingangsgröße und der Ausgangsgröße kann für die Wertepaare noch mindestens eine physikalische Größe zusätzlich ermittelt werden.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der folgenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1a und 1b ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Ausführungsform des Prognoseverfahrens für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Eigenfahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung zum Erläutern einer Funktionsweise einer Ausführungsform der Prognosevorrichtung für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1a und 1b zeigen ein Flussdiagramm und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer Ausführungsform des Prognoseverfahrens für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Eigenfahrzeugs.
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Das im Weiteren beschriebene Prognoseverfahren ist für eine Vielzahl verschiedener Typen von Bremssystemen ausführbar. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass eine Ausführbarkeit des Prognoseverfahrens auch nicht auf einen speziellen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp des mit dem jeweiligen Bremssystem ausgestatteten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs, welches im Weiteren als das Eigenfahrzeug bezeichnet wird, beschränkt ist.
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In einem Verfahrensschritt S1 des Prognoseverfahrens werden während fahrerinduzierter und/oder autonomer Bremsungen des Eigenfahrzeugs Wertepaare ermittelt, wobei jedes der ermittelten Wertepaare jeweils eine ermittelte Eingangsgröße x und eine gleichzeitig ermittelte Ausgangsgröße p umfasst. Unter der Eingangsgröße x ist eine Größe zu verstehen, welche eine Betätigungsstärke einer Betätigung eines Bremspedals durch einen Fahrer des Eigenfahrzeugs oder einem Betriebsmodus einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems wiedergibt. Dem gegenüber ist unter der Ausgangsgröße p eine Größe zu verstehen, welche eine Reaktion des Bremssystems auf die Eingangsgröße x wiedergibt. Ergänzend zu der Eingangsgröße und der Ausgangsgröße kann für die Wertepaare noch mindestens eine physikalische Größe zusätzlich ermittelt werden.
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In dem Beispiel der 1a und 1b ist die Eingangsgröße x beispielsweise ein Stangenweg x einer an dem Bremspedal angebundenen Eingangsstange, welcher beispielsweise mittels eines Stangenwegsensors leicht und verlässlich detektiert werden kann. Beispielhaft wird als die Ausgangsgröße p ein Hauptbremszylinderdruck p in einem Hauptbremszylinder des Bremssystems, bzw. ein Vordruck p des Bremssystems, ermittelt. Dazu kann beispielsweise ein Vordrucksensor des Bremssystems genutzt werden.
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Die hier genannten Beispiele für die Eingangsgröße x und die Ausgangsgröße p sind jedoch nicht limitierend zu interpretieren. Beispielsweise kann auch der Hauptbremszylinderdruck p in dem Hauptbremszylinder des Bremssystems als Eingangsgröße ermittelt werden, sofern (im Wesentlichen) davon ausgegangen werden kann, dass er einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer entspricht. Alternativ können auch eine Motorstromstärke eines Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, eine Betriebsspannung des Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, ein Verstellweg mindestens eines verstellbaren Kolbens der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems, wie insbesondere ein Verstellweg des mindestens einen verstellbaren Kolbens eines dem Hauptbremszylinder vorgelagerten elektromechanischen Bremskraftverstärkers oder einer in das Bremssystem integrierten Plungervorrichtung (wie speziell einer IPB, Integrated Power Brake), oder eine Pumpenrate mindestens einer als die motorisierte Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems eingesetzten Pumpe als die Eingangsgröße ermittelt werden. Als Ausgangsgröße kann auch ein Motordrehmoment des Motors der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung, ein Getriebewirkungsgrad eines an der motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung angebundenen Getriebes des Bremssystems, mindestens ein Bremsdruck in mindestens einem Radbremszylinder des Bremssystems, eine mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirkte Bremskraft, ein mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirktes Bremsmoment oder eine mittels des Bremssystems auf das Fahrzeug bewirkte Fahrzeugverzögerung ermittelt werden. Alle hier aufgezählten Größen können als die Eingangsgröße x oder die Ausgangsgröße p problemlos mittels einer in der Regel bereits an dem Eigenfahrzeug verbauten Sensorik verlässlich bestimmt werden. Der Verfahrensschritt S1 ist somit ohne eine Erweiterung der an dem Eigenfahrzeug eingesetzten Sensorik ausführbar.
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In einem optionalen Verfahrensschritt S2 können nach dem Verfahrensschritt S1 (aber noch vor einem Ausführen eines Verfahrensschritts S3) Wertepaare, welche bei einer Temperatur außerhalb eines vorgegebenen Normaltemperaturbereichs, bei einer Verstellgeschwindigkeit des von dem Fahrer verstellten Bremspedals außerhalb eines vorgegeben Normalgeschwindigkeitsbereichs, bei einer Bordnetzspannung außerhalb eines vorgegebenen Normalspannungsbereichs, während eines Ausfalls einer Datenbereitstellungseinrichtung und/oder während eines Fadings ermittelt werden, herausgefiltert werden. In diesem Fall wird der nachfolgend beschriebene Verfahrensschritt S3 ohne Mitverwendung der in dem Verfahrensschritt S2 herausgefilterten Wertepaare ausgeführt. Ebenso können in dem optionalen Verfahrensschritt S2 Wertepaare, die während einer Fahrdynamikregelung ermittelt werden, mit dieser Zusatz-Information versehen werden. Unter der Fahrdynamik-Regelung kann z.B. eine ABS-Regelung (Antiblockiersystem-Regelung), eine ESP-Regelung (Electronic Stability Control), eine TCS-Regelung (Antriebschlupf-Regelung, Traction Control System) oder eine ACC-Regelung (Abstandsregeltempomal, Adaptive Cruise Control) verstanden werden.
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In dem Verfahrensschritt S3 werden die ermittelten (und nicht herausgefilterten) Wertepaare in ein Koordinatensystem mit einer die Eingangsgröße x anzeigenden ersten Achse und einer die Ausgangsgröße p anzeigenden zweiten Achse eingetragen. 1b zeigt ein Beispiel für das Koordinatensystem, wobei die Eingangsgröße x beispielhaft mittels dessen Abszisse und die Ausgangsgröße p beispielhaft mittels dessen Ordinate wiedergegeben sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass unter der ersten Achse (und entsprechend auch unter der zweiten Achse) des Koordinatensystems sowohl seine Abszisse als auch seine Ordinate verstanden werden können.
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Wie in dem Koordinatensystem der 1b erkennbar ist, ist das Koordinatensystem in mehrere Zustandssektoren A unterteilt. Die Zustandssektoren A können auch als Zellen bezeichnet werden. Die Zustandssektoren A geben jeweils Betriebszustände des Bremssystems des Eigenfahrzeugs wieder. Das in 1b schematisch dargestellte Koordinatensystem kann deshalb auch als Lastdiagramm umschrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Zustandssektoren A des Koordinatensystems keinesfalls gleichflächig ausgebildet sein müssen. Alternativ können die Zustandssektoren A unterschiedliche Ausdehnungen entlang der ersten Achse und/oder unterschiedliche Ausdehnungen entlang der zweiten Achse haben. Die jeweiligen Ausdehnungen der Zustandssektoren A können auch lernbar gestaltet werden.
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Eine Ergänzung des Koordinatensystems mit Fahrzeug- und/oder Umgebungsdaten, wie zum Beispiel einem Reibwert der jeweils von dem Eigenfahrzeug befahrenen Fahrzeug, ist optional, jedoch nicht notwendig. Wie anhand des Koordinatensystems der 1b auch erkennbar ist, können bestimmte Sektoren C1 bis C3 ähnlichen Reibwerten einer von dem Eigenfahrzeug befahrenen Fahrbahn zugeordnet werden. Dies kann eventuell für eine Verifikation der Korrelation zwischen dem als Eingangsgröße x ermittelten Stangenweg x, dem als Ausgangsgröße p ermittelten Hauptbremszylinderdrucks p und dem Reibwert der jeweils befahrenen Fahrbahn genutzt werden.
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Eine Gesamtanzahl der in einen Zustandssektor A eingetragenen Wertepaare gibt wieder, wie häufig sich das Bremssystem des Eigenfahrzeugs in einem dem jeweiligen Zustandssektor A entsprechenden Betriebszustand befindet. (Die Wertepaare können deshalb auch als Arbeitspunkte des Bremssystems bezeichnet werden.) Das in 1b dargestellte Koordinatensystem ist deshalb auch als „Belastungskarte“ des Bremssystems des Eigenfahrzeugs interpretierbar.
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In einem weiteren Verfahrensschritt S4 wird eine Häufigkeitsverteilung der Wertepaare auf die verschiedenen Zustandssektoren A ermittelt. Diese Häufigkeitsverteilung gibt somit eine Belastungs-Verteilung des Bremssystems des Eigenfahrzeugs an. Auch eine Last des Bremssystems des Eigenfahrzeugs und/oder eine Kritikalität seiner Last können aus der anhand des Koordinatensystems der 2b ermittelten Häufigkeitsverteilung abgeleitet werden.
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Man kann den Verfahrensschritt S4 deshalb auch als ein Zählen von Lastfällen des Bremssystems des Eigenfahrzeugs oder als ein Ermitteln eines Lastkollektivs des Bremssystems des Eigenfahrzeugs umschreiben. Die mittels des Verfahrensschritts S4 festgelegte Häufigkeitsverteilung der in einem bestimmten Zeitintervall ermittelten Wertepaare auf die verschiedenen Zustandssektoren A gibt auch eine Bremshistorie von während des jeweiligen Zeitintervalls ausgeführten fahrerinduzierten und/oder autonomen Bremsungen des Eigenfahrzeugs wieder. Erkennbar ist beispielsweise an der jeweiligen Häufigkeitsverteilung, ob der Fahrer eine gemäßigte und fahrzeugschonende Fahrweise oder eine sportliche und fahrzeugbeanspruchende Fahrweise bevorzugt. Die „Fahrweise“ einer evtl. zum autonomen Fahren des Eigenfahrzeugs verwendeten Automatik ist in der Regel bekannt, und darum kann auch dann, wenn während des jeweiligen Zeitintervalls autonome Bremsungen von der Automatik angefordert werden, die Fahrweise des jeweiligen Fahrers verlässlich erkannt werden. Ebenso kann an der jeweiligen Häufigkeitsverteilung ein Verhältnis von während des jeweiligen Zeitintervalls ausgeführten autonomen Bremsungen des Eigenfahrzeugs bezüglich einer Gesamtanzahl von Bremsungen des Eigenfahrzeugs innerhalb des jeweiligen Zeitintervalls erkannt werden. Als Weiterbildung kann deshalb in dem Verfahrensschritt S4 auch eine Fahrweise-Information für das Eigenfahrzeug festgelegt werden, welche mindestens eine die Fahrweise des jeweiligen Fahrers während des jeweiligen Zeitintervalls wiedergebende Größe und/oder das Verhältnis von autonomen Bremsungen des Eigenfahrzeugs bezüglich der Gesamtanzahl von Bremsungen des Eigenfahrzeugs innerhalb des jeweiligen Zeitintervalls umfasst.
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Außerdem gibt die Häufigkeitsverteilung an, wie gut bestimmte Bremssystemkomponenten des Bremssystems, wie insbesondere der elektromechanische Bremskraftverstärker, die integrierte Plungervorrichtung und/oder die mindestens eine Pumpe, auf die Bremsanforderungen des Fahrers und/oder der zum autonomen Fahren des Eigenfahrzeugs verwendeten Automatik reagieren können. In der Regel reagieren der Fahrer und/oder die Automatik auf eine in Bezug zu einer Bremsanforderung als unzureichend „wahrgenommenen“/festgestellten Reaktion des Bremssystems mit einer gesteigerten Bremsanforderung, jedoch auf eine in Bezug zu einer Bremsanforderung als übermäßig „wahrgenommenen“/festgestellten Reaktion des Bremssystems mit einer abgeschwächte Bremsanforderung. Dies hat Auswirkungen auf die Häufigkeitsverteilung des jeweiligen Zeitintervalls.
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Nach mindestens zweimaligen Ermitteln von Häufigkeitsverteilungen für in unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelte Wertepaare wird bei dem hier beschriebenen Prognoseverfahren ein Verfahrensschritt S5 ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S5 wird anhand einer Untersuchung der Häufigkeitsverteilung für die zuletzt ermittelten Wertepaare auf Abweichungen von der mindestens einen Häufigkeitsverteilung für zuvor ermittelte Wertepaare abgeschätzt, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist. Der Verfahrensschritt S5 nutzt somit aus, dass anhand eines Vergleichs der Bremshistorie für unterschiedliche Zeitintervalle erkennbar ist, ob der Fahrer oder die zum autonomen Fahren des Eigenfahrzeugs verwendete Automatik ab einem bestimmten Zeitpunkt mit der Performance des Bremssystems des Eigenfahrzeugs nicht mehr zufrieden war und deshalb durch verglichen mit der herkömmlichen Bremshistorie gesteigerte Bremsanforderung oder abgeschwächte Bremsanforderung Änderungen an der Häufigkeitsverteilung ausgelöst hat.
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Plötzliche Veränderungen an mindestens zwei Häufigkeitsverteilungen für in unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelte Wertepaare deuten auf einen Defekt an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems hin, welcher als Indikator für eine bevorstehende Funktionsbeeinträchtigung oder einen zukünftigen Ausfall zumindest der jeweiligen Bremssystemkomponente interpretiert werden kann. Schleichende Änderungen an den Häufigkeitsverteilungen für in unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelte Wertepaare deuten auf eine Alterung zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems des Eigenfahrzeugs hin. Durch regelmäßiges Ausführen des hier beschriebenen Prognoseverfahrens kann selbst eine schleichende Alterung zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems des Eigenfahrzeugs verlässlich erkannt werden. Beispielsweise kann dazu in Abhängigkeit von einem Kilometerstand des Eigenfahrzeugs und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen Zwischenzeit die Ausführung der Verfahrensschritte S1 bis S5 erneut gestartet werden.
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Beim Prognostizieren/„Vorhersagen“, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während des vorgegebenen Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist, kann auch die anhand mindestens einer der Häufigkeitsverteilungen ermittelte Fahrweise des Fahrers mitberücksichtigt werden. Die Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems während des vorgegebenen Prognosezeitintervalls ist häufig davon abhängig, ob der Fahrer eine gemäßigte und fahrzeugschonende Fahrweise oder eine sportliche und fahrzeugbeanspruchende Fahrweise bevorzugt. Oft führt eine sportliche und fahrzeugbeanspruchende Fahrweise des Fahrers zur höheren Bremsenbelastung, und damit zu einer kürzeren Lebenszeit bei mindestens einigen Bremssystemkomponenten des Bremssystems. Ebenso kann auch das Verhältnis von autonomen Bremsungen des Eigenfahrzeugs bezüglich der Gesamtanzahl von Bremsungen des Eigenfahrzeugs beim Prognostizieren/„Vorhersagen“, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während des vorgegebenen Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist, mitberücksichtigt werden. Die Wahrscheinlichkeit für ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems während des vorgegebenen Prognosezeitintervalls kann auch von dem Verhältnis von autonomen Bremsungen des Eigenfahrzeugs bezüglich der Gesamtanzahl von Bremsungen abhängen. In einer bevorzugten Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens wird deshalb beim Ausführen des Verfahrensschritts S5 auch die beim zumindest zweimaligen Ausführen des Verfahrensschritts S4 festgelegte Fahrweise-Information mitberücksichtigt.
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Mittels des oben beschriebenen Prognoseverfahrens können insbesondere auch eine Gesamtfunktionalität des elektromechanischen Bremskraftverstärkers oder der integrierten Plungervorrichtung im Hinblick auf eine Prognose ihrer zukünftigen Einsetzbarkeit/Funktionsfähigkeit untersucht werden. Insbesondere können mittels dieser Methode auch zukünftige Ausfälle des elektromechanischen Bremskraftverstärkers oder der integrierten Plungervorrichtung vorhergesagt werden, welche mittels herkömmlicher Überwachungsmethoden und Sensoren gemäß dem Stand der Technik, wie beispielsweise mittels eines Motorlagesensors oder eines Differenzialsensors, nicht vorhersagbar sind. Das hier beschriebene Prognoseverfahren ermöglicht somit eine vorteilhafte Frühdiagnose insbesondere für den elektromechanischen Bremskraftverstärker oder die integrierte Plungervorrichtung des Bremssystems des Eigenfahrzeugs. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass mittels des Prognoseverfahrens auch andere Bremssystemkomponenten bezüglich einer bevorstehenden Funktionsbeeinträchtigung/ eines zukünftigen Ausfalls untersucht werden können.
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Insbesondere sofern in dem Verfahrensschritt S5 prognostiziert/vorhergesagt wird, dass ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems während des Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist, kann als optionaler Verfahrensschritt S6 eine entsprechende Warnung mittels einer Leuchtanzeige, mittels eine Tonausgabe und/oder mittels einer Bildanzeige an den Fahrer des Eigenfahrzeugs übermittelt werden. Zum Übermitteln der Warnung können mindesten ein Leuchtelement des Eigenfahrens, eine Tonausgabeeinrichtung des Eigenfahrens, eine Bildanzeigeeinrichtung des Eigenfahrens und/oder ein Mobilgerät des Fahrers, wie insbesondere sein Mobiltelefon, eingesetzt werden. Der Fahrer kann somit auf vielfältige Weise dazu aufgefordert werden, eine Werkstatt aufzusuchen. Alternative oder ergänzend kann in dem Verfahrensschritt S6 auch eine der Prognose entsprechende Serviceinformation an die Werkstatt gesendet werden.
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Sofern jedoch in dem Verfahrensschritt S5 prognostiziert/vorhergesagt wird, dass während des Prognosezeitintervalls kein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems zu befürchten ist, kann als optionaler Verfahrensschritt S7 auch ein Freigabekriterium für ein autonomes Fahren des Eigenfahrzeugs ausgegeben werden. Entsprechend kann, sofern in dem Verfahrensschritt S5 prognostiziert/vorhergesagt wird, dass ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest der einen Bremssystemkomponente des Bremssystems während des Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist, das Freigabekriterium für ein autonomes Fahren des Eigenfahrzeugs deaktiviert werden. Vorzugsweise ist in diesem Fall die zum autonomen Fahren des Eigenfahrzeugs verwendete Automatik derart ausgebildet, dass die Automatik nur bei Vorliegen des Freigabekriteriums in einem zum autonomen Fahren des Eigenfahrzeugs geeigneten Betriebsmodus geschaltet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Fahrzeug nur dann in eine autonome Fahrt versetzt wird, wenn eine Funktionsbeeinträchtigung an seinem Bremssystem für zumindest die wahrscheinliche Dauer der autonomen Fahrt mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann.
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Als vorteilhafte Weiterbildung des hier beschriebenen Verfahrens können auch in einem optionalen Verfahrensschritt S8 während fahrerinduzierter und/oder autonomer Bremsungen eines Fremdfahrzeugs Wertepaare umfassend jeweils die ermittelte Eingangsgröße und die gleichzeitig ermittelte Ausgangsgröße ermittelt werden. In einem optionalen Verfahrensschritt S9 können Wertepaare, welche bei einer Temperatur außerhalb des vorgegebenen Normaltemperaturbereichs, bei einer Verstellgeschwindigkeit des Bremspedals des Fremdfahrzeugs außerhalb des vorgegeben Normalgeschwindigkeitsbereichs, bei einer Bordnetzspannung außerhalb eines vorgegebenen Normalspannungsbereichs, während eines Ausfalls einer Datenbereitstellungseinrichtung und/oder während eines Fadings ermittelt werden, herausgefiltert werden. Ebenso können in dem optionalen Verfahrensschritt S9 Wertepaare, die während einer Fahrdynamikregelung ermittelt werden, mit dieser Zusatz-Information versehen werden. Anschließend können in einem optionalen Verfahrensschritt S10 die für das Fremdfahrzeug ermittelten (und nicht herausgefilterten) Wertepaare in ein in die mehreren Zustandssektoren A unterteiltes Koordinatensystem mit der die Eingangsgröße anzeigenden ersten Achse und der die Ausgangsgröße anzeigenden zweite Achse eingetragen werden. Als optionaler Verfahrensschritt S11 kann dann für das Fremdfahrzeug eine Häufigkeitsverteilung seiner Wertepaare auf die verschiedenen Zustandssektoren A als mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung ermittelt werden. Die Verfahrensschritte S8 bis S11 können für eine beliebige Anzahl von Fremdfahrzeugen ausgeführt/wiederholt werden. Unter dem mindestens einen Fremdfahrzeug kann insbesondere auch jeweils ein Fahrzeug vom gleichen Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp wie das Eigenfahrzeug verstanden werden. In einem optionalen Verfahrensschritt S12 kann anschließend anhand einer Untersuchung mindestens einer Häufigkeitsverteilung von an dem Eigenfahrzeug ermittelten Wertepaaren auf Abweichung von der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung abgeschätzt werden, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist. Auch dies ermöglicht eine vorteilhafte Frühdiagnose für das Eigenfahrzeug zum frühzeitigen Erkennen einer bevorstehenden Funktionsbeeinträchtigung oder eines zukünftigen Ausfalls zumindest der einen Bremssystemkomponente seines Bremssystems. Optionaler Weise kann auch nach dem Verfahrensschritt S12 zumindest einer der Verfahrensschritte S6 und S7 ausgeführt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung zum Erläutern einer Funktionsweise einer Ausführungsform der Prognosevorrichtung für zumindest eine Bremssystemkomponente eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
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2 zeigt ein Fahrzeug 10, welches mit einer schematisch wiedergegebenen Prognosevorrichtung 12 ausgestattet ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in 2 bildlich wiedergegebene Ausbildung der Prognosevorrichtung 12 als fahrzeugeigene, d.h. fest an dem Fahrzeug 10 verbaubare/verbaute Einheit nicht einschränkend zu interpretieren ist. Alternativ kann die Prognosevorrichtung 12 auch als eine ortsfeste Vorrichtung ausgebildet sein, welche zur Kommunikation mit einer an dem Fahrzeug 10 verbauten Kommunikationseinrichtung 14, z.B. über Funk, ausgelegt ist.
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Die fahrzeugeigene oder ortsfeste Prognosevorrichtung 12 weist eine Elektronikeinrichtung 16 auf, welche dazu ausgelegt und/programmiert ist, an die Elektronikeinrichtung 16 bereitgestellte Wertepaare, welche jeweils während mehrerer fahrerinduzierter und/oder autonomer Bremsungen des Fahrzeugs 10 ermittelte Werte aufweisen, in ein in mehrere Zustandssektoren unterteiltes Koordinatensystem, einzutragen. Wie oben bereits anhand der 1a und 1b erklärt ist, umfasst jedes der bereitgestellten Wertepaare jeweils eine ermittelte Eingangsgröße und eine gleichzeitig ermittelte Ausgangsgröße (als Werte), weshalb das Koordinatensystem mit einer die Eingangsgröße anzeigenden ersten Achse und einer die Ausgangsgröße anzeigenden zweiten Achse ausgebildet ist. Die Eingangsgröße gibt eine Betätigungsstärke einer Betätigung eines Bremspedals durch einen Fahrer des Fahrzeugs 10 oder einen Betriebsmodus einer motorisierten Bremsdruckaufbauvorrichtung des Bremssystems wieder, während mittels der Ausgangsgröße eine Reaktion des Bremssystems auf die Eingangsgröße wiedergegeben ist. Beispiele für die Eingangsgröße und die Ausgangsgröße sind oben schon aufgezählt.
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Die Elektronikeinrichtung 16 der fahrzeugeigenen oder ortsfesten Prognosevorrichtung 12 ist auch dazu ausgelegt und/oder programmiert, eine Häufigkeitsverteilung der Wertepaare auf die verschiedenen Zustandssektoren zu ermitteln. Nach mindestens zweimaliger Ermittlung von Häufigkeitsverteilungen für in unterschiedlichen Zeitintervallen ermittelte Wertepaare ist die Elektronikeinrichtung 16 zusätzlich dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand einer Untersuchung der Häufigkeitsverteilung für die zuletzt ermittelten Wertepaare auf Abweichungen von der mindestens einen Häufigkeitsverteilung für zuvor ermittelte Wertepaare abzuschätzen, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems des Fahrzeugs 10 während eines vorgegebenen Prognosezeitintervalls wahrscheinlich ist. Damit schafft auch die hier beschriebene Prognosevorrichtung 12 die oben beschriebenen Vorteile einer Frühdiagnose für zumindest die eine Bremssystemkomponente des Bremssystems des Fahrzeugs 10.
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Die oben beschriebenen Funktionen der Elektronikeinrichtung 16 können mittels einer relativ einfach aufgebauten Elektronik ausgeführt werden. Die Prognosevorrichtung 12, bzw. ihre Elektronikeinrichtung 16, können deshalb relativ kostengünstig und mit einem vergleichsweise geringen Bauraumbedarf ausgebildet werden. Dies erleichtert eine Montage/Integration der Prognosevorrichtung 12 an/in dem Fahrzeug 10. Die Prognosevorrichtung 12 ist insbesondere in eine Vielzahl von Steuergerätetypen des Fahrzeugs 10 integrierbar. Beispielsweise kann die Prognosevorrichtung 12 in ein Steuergerät eines einem Hauptbremszylinders seines Bremssystems vorgelagerten elektromechanischen Bremskraftverstärkers des Fahrzeugs 10 oder in ein Steuergerät einer in das Bremssystem des Fahrzeugs 10 integrierten Plungervorrichtung (wie speziell einer IPB, Integrated Power Brake) integriert sein. Eine Vorinstallation der Prognosevorrichtung 12 am Fahrzeug 10 kann am Werk erfolgen, während ein Nachlernen mittels einer einfachen Umprogrammierung der Prognosevorrichtung 12 ausführbar ist. Das Nachlernen kann beispielsweise unter Verwendung der an dem Fahrzeug 10 verbauten Kommunikationseinrichtung 14 in bestimmten Zeitintervallen wiederholt werden.
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Wie anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert wird, kann nicht nur eine ortsfeste Prognosevorrichtung 12, sondern auch eine fahrzeugeigene Prognosevorrichtung 12 zum Ausführen aller Verfahrensschritte des oben beschriebenen Prognoseverfahrens (mit-) verwendet werden:
- Beispielsweise kann über die Kommunikationseinrichtung 14 mindestens eine von der fahrzeugeigenen Prognosevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 festgelegte Häufigkeitsverteilung an ein fahrzeugexternes Datenausgabesystem 18, unter Verwendung einer systemeigenen und/oder mit dem Datenausgabesystem 18 zusammenwirkenden Kommunikationsvorrichtung 20, übermittelbar sein/übermittelt werden. In 2 ist auch mindestens ein Fremdfahrzeug 22 eingezeichnet, welches jeweils mit einer der Prognosevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 entsprechenden Fremd-Prognosevorrichtung 24 ausgestattet ist. Über die Kommunikationsvorrichtung 20 und über eine jeweilige Fremd-Kommunikationseinrichtung 26 des jeweiligen Fremdfahrzeugs 22 ist auch mindestens eine von der mindestens einen Fremd-Prognosevorrichtung 24 festgelegte Häufigkeitsverteilung als mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an das Datenausgabesystem 18 übermittelbar. Vorzugsweise ist das Datenausgabesystem 18 dann dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand einer Untersuchung der mindestens einen von der Prognosevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 festgelegten Häufigkeitsverteilung auf Abweichung von der mindestens einen Vergleich-Häufigkeitsverteilung mindestens eine entsprechende Prognoseinformation festzulegen, welche an die Prognosevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 übermittelbar ist/übermittelt wird. Die Elektronikeinrichtung ist in diesem Fall nach Bereitstellung/Empfang der mindestens einen Prognoseinformation dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand der mindestens einen Prognoseinformation abzuschätzen oder auszulesen, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen (ersten) Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist. Insbesondere durch das in diesem Absatz beschriebene Zusammenwirken von der Prognosevorrichtung 12 mit dem Datenausgabesystem 18 kann die Ressourcenbelastung der Prognosevorrichtung 12 verringert werden.
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Sofern nur die mindestens eine von der mindestens einen Fremd-Prognosevorrichtung 24 festgelegte Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an das Datenausgabesystem 18 übermittelt wird, kann das Datenausgabesystem 18 dazu ausgelegt sein, die mindestens eine Vergleichs-Häufigkeitsverteilung an die Prognosevorrichtung 12 des Fahrzeugs 10 zu übermitteln. Bevorzugter Weise ist in diesem Fall die Elektronikeinrichtung 16 nach Ermittlung mindestens einer Häufigkeitsverteilung von an dem Fahrzeug 10 ermittelten Wertepaaren und nach Bereitstellung der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung dazu ausgelegt und/oder programmiert, anhand einer Untersuchung der mindestens einen Häufigkeitsverteilung von an dem Fahrzeug 10 ermittelten Wertepaaren auf Abweichungen von der mindestens einen Vergleichs-Häufigkeitsverteilung abzuschätzen, ob ein Auftreten zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an zumindest einer Bremssystemkomponente des Bremssystems zumindest während eines vorgegebenen (zweiten) Abschätzzeitinteralls wahrscheinlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017218446 A1 [0002]
