DE102022208644A1

DE102022208644A1 - Verfahren zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch ein Sicherheitssystem, ein Sicherheitssystem sowie ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022208644A1
Application number: DE102022208644.9A
Authority: DE
Inventors: Hauke Christian Schlimme; Frank Bärecke; Arne Bartels
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-07-25
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2024-01-25

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch ein Sicherheitssystem (100) des Kraftfahrzeugs (200), wobei das Kraftfahrzeug (200) einen Energiespeicher (202) aufweist, bereitgestellt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:• (S1) Erkennen eines Betriebsfehlers durch eine Überwachungsvorrichtung (108) des Sicherheitssystems (100) eines primären Bremssystems (102) des Kraftfahrzeugs (200);• (S2) Erfassen von Kraftfahrzeugdaten durch eine Erfassungseinheit (110) ;• (S3) Bei Erkennung eines ersten Betriebsfehlers Steuern eines sekundären Bremssystems (104) durch eine Steuereinheit (116) des Kraftfahrzeugs (200);• (S4) Auswerten eines Verzögerungspotentials eines tertiären Bremssystems (106) durch eine Auswerteeinheit (112) unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten, wobei das tertiäre Bremssystem (106) ein elektromotorisches Bremssystem ist;• (S5) Konditionieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch Verfügbarmachung des Energiespeichers (202), basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems (102) durch ein Kontrollsystem (206) des Kraftfahrzeugs (200).Das Konditionieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) hängt dabei vom ausgewerteten Verzögerungspotential ab.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeuge und das Gebiet der Brake-by-Wire Bremssysteme und der konventionellen, gekoppelten Bremssysteme. Im Speziellen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konditionieren und/oder Optimieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, ein Sicherheitssystem für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug aufweisend ein solches Sicherheitssystem.
In der Automobilindustrie bezeichnet die Brake-by-Wire-Technologie die Möglichkeit, die Bremsen mit elektrischen Mitteln zu steuern. Sie kann als Ergänzung zu normalen, mechanisch gekoppelten Betriebsbremsen oder als eigenständiges Bremssystem konzipiert sein.
Bei Brake-by-Wire Bremssystemen kann die Bremskraft durch einen hydraulischen Druckaufbau, z. B. durch eine Pumpe, aufgebaut werden. Solche Bremssysteme können als elektrohydraulische Bremssysteme bezeichnet werden. Alternativ können den Brake-by-Wire Bremssystemen herkömmlichen Komponenten wie Pumpen, Schläuche, Flüssigkeiten, Riemen sowie Hauptzylinder durch elektronische Sensoren und Aktuatoren ersetzt werden. Solche Bremssysteme können als elektromechanische Bremssysteme bezeichnet werden.
Die Verwendung von Brake-by-Wire Bremssystemen anstelle von konventionellen gekoppelten Bremssystemen ist jedoch mit einem sichtlichen Nachteil verbunden. Es wird nämlich gesetzlich vorgeschrieben über eine Rückfallebene zu verfügen, sodass bei einem Ausfall der Elektronik die Bremsen trotzdem betätigt werden können. In manchen Fälle wird sogar eine zweite Rückfallebene erforderlich, um die Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere zu gewährleisten.
Bei elektrohydraulischen Bremsen kann als Rückfallebene ein zusätzliches Ventil, welches unbestromt geöffnet wird, vorgesehen sein. Damit kann die Kopplung zwischen Bremspedal und einem Hydraulikkreis wiederhegestellt werden.
Bei elektromechanischen Bremsen kann ein zusätzlicher Energiespeicher die Rückfallebene bilden, sodass eine Redundanz in der Signalleitung bereitgestellt wird. Das Vorhandensein eines zusätzlichen, bzw. zweiten, Energiespeichers stellt einen erheblichen Gewichtsunterschied dar.
Die Verwendung von elektromotorischen, bzw. elektrogeneratorischen Bremssystemen als Rückfallebene kann jedoch mit dem Nachteil verbunden sein, dass die Bremsleistung eines solchen Bremssystems stark mit fahrzeugbezogenen Parametern schwanken kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Sicherheit von Kraftfahrzeugpassagieren eines Kraftfahrzeugs sowie anderer Verkehrsteilnehmer zu erhöhen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Sicherheitssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7, durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8, durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie durch ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, dem Verfahren, dem Computerprogrammprodukt und/oder dem computerlesbaren Medium und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise ein verbessertes Verfahren zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Mit einem solchen Verfahren kann die Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere sowie der Verkehrsteilnehmer erhöht werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch ein Sicherheitssystem des Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug einen Energiespeicher aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

• Erkennen eines Betriebsfehlers eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs durch eine Überwachungsvorrichtung des Sicherheitssystems;
• Erfassen von Kraftfahrzeugdaten durch eine Erfassungseinheit;
• Bei Erkennung eines ersten Betriebsfehlers des primären Bremssystems, Steuern eines sekundären Bremssystems durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs;
• Auswerten eines Verzögerungspotentials eines tertiären Bremssystems durch eine Auswerteeinheit unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten, wobei das tertiäre Bremssystem ein elektromotorisches Bremssystem ist;
• Konditionieren und/oder Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch Verfügbarmachung des Energiespeichers basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems durch ein Kontrollsystem des Kraftfahrzeugs. Das Konditionieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs hängt dabei von einem Leistungskriterium ab, insbesondere vom ausgewerteten Verzögerungspotential.

Mit anderen Worten wird ein Verfahren bereitgestellt, welches die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs im Vorfeld eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems und/oder des ersten Bremssystems konditionieren kann, sodass im Fall eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems, eine gewisse Bremsleistung des Kraftfahrzeugs gewährleisten werden kann. Dies kann dadurch erreicht werden, dass vorerst erkannt werden kann, ob das primäre und/oder das sekundäre Bremssystem fehlerfrei läuft. Dies kann weiter dadurch erreicht werden, dass geprüft werden kann, ob der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs sich in einem Betriebszustand befindet, in welchem er elektrische Energie aufnehmen kann und/oder gegebenenfalls Verfügbarkeit zur elektrischen Energieaufnahme durch den Energiespeicher zu schaffen ist. Um eine gewisse Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere gewährleisten zu können, kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines Leistungskriteriums und durch Verfügbarmachung des Energiespeichers zu konditionieren.
Der Begriff Leistungskriterium ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen. Grundsätzlich kann das Leistungskriterium eine Bedingung bezeichnen, welche durch das Konditionieren und/oder Optimieren erfüllt werden soll. Mit anderen Worten kann das Konditionieren und/oder das Optimieren eingestellt werden, sobald das Leistungskriterium erfüllt wird. Das Leistungskriterium kann zum Beispiel ein zu erreichendes Verzögerungspotential bezeichnen. Beim Konditionieren kann daher verglichen werden ob das ausgewertete Verzögerungspotential das Leistungskriterium erfüllt. Generell kann das Leistungspotential Bedingungen enthalten, welche mit der Ladeleistung des Energiespeichers, mit dem erreichbaren Bremsweg und/oder mit Parameter des Energiespeichers zusammenhängen.
Es sei bemerkt, dass der Begriff Kraftfahrzeugpassagiere im Kontext der vorliegenden Offenbarung alle Personen oder Tiere, welche sich im Kraftfahrzeug befinden, bezeichnen kann.
Beim Kraftfahrzeug kann es sich um ein Hybridkraftfahrzeug oder um ein Elektrokraftfahrzeug handeln. Im Allgemeinen handelt es sich im Kontext der vorliegenden Offenbarung um ein Kraftfahrzeug, welches zumindest zum Teil mit elektrischer Energie antreibbar ist und hierfür über eine Batterie, d. h. einen Energiespeicher, verfügt.
Der Begriff Betriebsfehler ist im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit zu verstehen und kann etwa eine Störung bei den Elektronikkomponenten des entsprechenden Bremssystems und/oder ein abnormales Verhalten von mechanischen Komponenten des entsprechenden Bremssystems bezeichnen. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann ein Betriebsfehler beim primären Bremssystem als Erstfehler bezeichnet werden und ein Betriebsfehler beim sekundären Bremssystem als Zweitfehler bezeichnet werden. Tritt ein Betriebsfehler beim primären Bremssystem auf, so kann das sekundäre Bremssystem durch die Steuereinheit des Sicherheitssystems gesteuert sein. Dies kann so verstanden werden, dass nach dem Auftreten eines Betriebsfehlers des primären Bremssystems das sekundäre Bremssystem für die Verzögerung des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, bzw. zuständig ist.
Es sei bemerkt, dass die Bezeichnung „primäres Bremssystem“, „sekundäres Bremssystem“ und „tertiäres Bremssystem“ keine festgelegte Priorisierung zwischen den Bremssystemen bezeichnet. Die Begriffe „primär“, „sekundär“ und „tertiär“ sollen lediglich unterschiedliche Bremssysteme bezeichnen. Zudem kann die Bezeichnung „primär“, „sekundär“ und „tertiär“ eine priorisierte Reihenfolge bei einem Normalbetrieb, d. h. in einem Betrieb ohne Betriebsfehler, bezeichnen. Das primäre Bremssystem kann somit jenes Bremssystem sein, welches im Normalbetrieb die Bremswirkung sicherstellt. Im Erstfehlerbetrieb stellt das Sekundärbremssystem die Bremswirkung sicher. Erleidet also das Sekundärbremssystem einen Fehler, kann das Primärbremssystem im Folgenden als Sekundärbremssystem bezeichnet werden.
Des Weiteren können im Normalbetrieb das primäre, sekundäre und tertiäre Bremssystem die Bremswirkung gemeinsam erzeugen. Im Sekundärbetrieb, d. h. nach einem Auftreten eines ersten Betriebsfehler, können das Sekundär- und Tertiärsystem die Bremswirkung gemeinsam erzeugen. Insbesondere im Normalbetrieb kann diese gemeinsame Erzeugung gewünscht sein, um möglichst viel Bremsenergie generatorisch für die weitere Nutzung zurückzugewinnen und das Kraftfahrzeug möglichst energieeffizient zu betreiben.
Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann es sich beim Verzögerungspotential um einen Bremsweg des Kraftfahrzeugs oder Anhalteweg des Kraftfahrzeugs handeln. Es kann sich um einen Bremsweg des Fahrzeugs handeln, welchen ein entsprechendes Bremssystem unter den aktuellen und/oder zukünftigen Bedingungen leisten kann oder könnte, um das Kraftfahrzeug zum vollständigen Stillstand zu bringen. Es kann sich dabei um den kürzesten Bremsweg handeln, welcher das Bremssystem aktuell oder in einer vorgegebenen zukünftigen Zeit und/oder Entfernung leisten kann oder könnte.
Das Verzögerungspotential kann von vielen Faktoren abhängen. Das Verzögerungspotential kann etwa von Fahrzeugdaten abhängen. Es kann sich daher als vorteilhaft erweisen, Kraftfahrzeugdaten über eine Erfassungseinheit zu erfassen. Die Kraftfahrzeugdaten können etwa Fahrzeugmasse, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Reifentemperaturen umfassen. Die Kraftfahrzeugdaten können vorzugsweise weitere Parameter und/oder Zustandsinformationen des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs umfassen. Das Verzögerungspotential, welches das tertiäre Bremssystem leisten kann bzw. im Fall eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems leisten wird oder würde, kann daher basierend auf den erfassten Kraftfahrzeugdaten ausgewertet werden.
Das Verzögerungspotential kann weiter von externen Faktoren wie etwa von der Außentemperatur, vom Straßenbelag und/oder von der Steigung der Straße abhängen. Der Verfahrensschritt des Erfassens von Kraftfahrzeugdaten durch die Erfassungseinheit kann daher weiter mit einem Erfassen von Umgebungsdaten ergänzt werden. Solche Umgebungsdaten können von der Erfassungseinheit erfasst und/oder empfangen werden, beispielsweise über eine Funkschnittstelle.
Das tertiäre Bremssystem, welches ein elektromotorisches Bremssystem ist, kann mit einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs, auch als E-Maschine bezeichnet, wechselwirken. Mit anderen Worten kann eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs für das tertiäre Bremssystem eingesetzt werden. Dies kann dazu führen, dass das vom tertiären Bremssystem leistbare Verzögerungspotential von der elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs abhängt. Das leistbare Verzögerungspotenzial des tertiären Bremssystems kann zum Beispiel von der Temperatur des Energiespeichers der elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs und/oder von dem Ladezustand des Energiespeichers der elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs (auch als SoC bezeichnet) abhängen. Die von der Erfassungseinheit erfassten Kraftfahrzeugdaten können daher Daten umfassen, welche Informationen, Faktoren und/oder Parameter der E-Maschine enthalten.
Sobald ein Erstfehler erkannt worden ist, kann der Schritt des Konditionierens durch das Kontrollsystem eingeleitet werden. Das Auftreten eines Betriebsfehlers des primären Bremssystems kann als Eintritt in eine erste Rückfallebene betrachtet werden. Die erste und die zweite Rückfallebenen können einen Betriebszustand des Sicherheitssystems bezeichnen. Das Auftreten eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems kann als Eintritt in eine zweite Rückfallebene betrachtet werden. Die Zeit in der das Sicherheitssystem sich in der ersten Rückfallebene befindet, bzw. in einem solchen Betriebszustand befindet, kann genutzt werden, um das Kraftfahrzeug auf ein mögliches Auftreten eines Zweitfehlers vorzubereiten. Dies kann durch das Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs erreicht werden.
Das Konditionieren kann etwa eine Änderung der Temperatur des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs und/oder des SoC des Energiespeichers bewirken. Hierdurch kann die Verfügbarkeit zur elektrischen Energieaufnahme erhöht werden. Je größer die Verfügbarkeit an elektrischer Energieaufnahme des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ist, desto effizienter und größer kann die Bremsleistung eines elektromotorischen Bremssystems, welches mit dem Energiespeicher wechselwirkt, sein.
Das voranstehend und nachfolgend beschriebene Verfahren kann somit eine Rückfallebene bereitstellen, welches von einem elektromotorischen Bremssystem geleistet wird, wobei die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs jedoch hierdurch nicht beeinträchtigt wird. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch Verfügbarmachung des Energiespeichers basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems durch das Kontrollsystem des Kraftfahrzeugs konditioniert werden kann. Das ausgewertete Verzögerungspotential kann bei der Konditionierung verwendet werden. Das Konditionieren der Bremsleistung kann dem ausgewerteten Verzögerungspotential entsprechend angepasst werden, insbesondere dynamisch.
Durch das Verfahren kann eine zuverlässige und stabile Bremsleistung des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden. Dies kann unmittelbar mit einer Erhöhung der Sicherheit der Fahrzeugpassagiere und der weiteren Verkehrsteilnehmer verbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens, weist das Verfahren ferner einen der folgenden Schritte auf:

• Erkennen eines Betriebsfehlers durch die Überwachungsvorrichtung des sekundären Bremssystems;
• Steuern des tertiären Bremssystems durch die Steuereinheit.

Mit anderen Worten, kann das tertiäre Bremssystem gesteuert werden, bzw. eingesetzt werden, sobald ein Betriebsfehler beim sekundären Bremssystem erkannt worden ist. Dies stellt in vorteilhafter Weise eine zweite Rückfallebene bereit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren ferner den folgenden Schritt auf:

• Steuern des Kraftfahrzeugs durch eine Steuereinheit basierend auf dem ausgewerteten Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems, um eine Sicherheitsmaßnahme auszulösen.

Zusätzlich zum Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs, kann eine Sicherheitsmaßnahme ergriffen werden, welche in Abhängigkeit des ausgewerteten Verzögerungspotentials bestimmt werden kann.
Dies kann sich zum Beispiel als vorteilhaft erweisen, wenn etwa das Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs sich als umfangreich erweist. Die Maßnahmen, welche im Verfahrensschritt des Konditionierens vorgenommen werden muss, bzw. soll, können durch das Auslösen einer oder mehrerer Sicherheitsmaßnahmen möglicherweise vermindert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann das Auslösen einer oder mehrerer Sicherheitsmaßnahmen den Verfahrensschritt des Konditionieren beschleunigen, da die Verfügbarmachung des Energiespeichers, insbesondere die nötige Verfügbarmachung des Energiespeichers, hierdurch schneller erfolgen kann, bzw. weniger Verfügbarmachung hierdurch vorgenommen werden muss.
Eine Sicherheitsmaßnahme kann etwa eine Verzögerung des Kraftfahrzeugs bezeichnen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sicherheitsmaßnahme ein vollständiges Abbremsen des Kraftfahrzeugs bezeichnen. Letzteres kann etwa der Fall sein, wenn zum Beispiel das ausgewertete Verzögerungspotential größer ist als ein vorgeschriebener maximaler Wert und dies nicht durch ein Konditionieren der Bremsleistung geändert werden kann, bzw. rechtzeitig geändert werden kann. Hierfür kann das Verfahren einen Vergleichsschritt durchführen. Ein solcher Schritt kann darin bestehen, das ausgewertete Verzögerungspotential mit einem Sicherheitskriterium durch eine Vergleichseinheit zu vergleichen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verzögerungspotential nach dem Konditionieren ausgewertet werden. Danach kann verglichen, bzw. bestimmt werden, ob das so ausgewertete Verzögerungspotential eine vorgegebene Sicherheit der Fahrzeugpassagiere gewährleisten kann, bzw. ein Sicherheitskriterium erfüllt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Konditionieren ein Freigeben einer elektrischen Verbindung zwischen einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs und wenigstens einem Nebenverbraucher des Kraftfahrzeugs und/oder ein Erzeugen von Verlustleistung in einer Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs und/oder eine Erhöhung des Fahrwiderstands des Kraftfahrzeugs unter Steuerung des sekundären Bremssystems.
Mit anderen Worten kann der Verfahrensschritt des Konditionierens eine Übertragung von elektrischer Energie vornehmen. Insbesondere kann elektrische Energie des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs einem oder mehreren Nebenverbrauchern des Kraftfahrzeugs abgegeben, bzw. zugefügt werden. Hierfür kann ein oder mehrere Nebenverbraucher zugeschaltet werden. Hierdurch kann der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs erhöht und der Ladezustand des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs vermindert werden. Zusätzlich kann durch den gezielten Einsatz der Nebenverbrauche ein gezieltes temperieren der Batterie vorgenommen werden. Durch Entladen des Energiespeichers mittels Zuschalten von Energieverbrauchern sowie das Temperieren der Batterie kann die Verfügbarkeit an elektrischer Energie des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Eine solche elektrische Verbindung zwischen einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs und wenigstens einem Nebenverbraucher des Kraftfahrzeugs kann daher in vorteilhafter Weise eine effiziente und bessere Bremsleistung des Kraftfahrzeugs ermöglichen.
Alternativ oder zusätzlich, kann der Verfahrensschritt des Konditionierens eine Verlustleistung in einer Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs erzeugen. Außerdem ist es auch denkbar, die Rekuperation, d. h. die Verwendung der kinetischen Energie des entsprechenden Bremssystems zur Erzeugung elektrischer Energie, einzustellen, sodass keine zusätzliche Energie beim Abbremsen des Fahrzeugs in den Energiespeicher gespeist wird. Dadurch kann ein erhöhter Energiebedarf des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb erreicht werden, sodass der SoC schneller sinken kann und/oder die Temperatur des Energiespeichers schneller ansteigen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann der Verfahrensschritt des Konditionierens eine Erhöhung des Fahrwiderstands des Kraftfahrzeugs unter Steuerung des sekundären Bremssystems umfassen. Dies kann beispielsweise als Bremsschleifenfunktion bezeichnet werden. Durch ein leichtes Anlegen der Bremsbeläge im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs kann sich der Fahrwiderstand erhöhen, gegen den die Antriebsvorrichtung arbeiten muss. Der Energiebedarf des Kraftfahrzeugs kann sich somit erhöhen, sodass der SoC schneller sinken kann und/oder die Temperatur des Energiespeichers schneller ansteigen kann.
Bei dem oder den Nebenverbrauchern kann es sich um jegliche Funktionen des Kraftfahrzeugs, welche im Betrieb elektrische Energie in Anspruch nehmen, handeln. Es kann sich dabei um einen Hochvolt-Heizer, eine Klimaanlage, eine Sitzheizung oder der Gleichen handeln. Dabei kann etwa ein Hochvolt-Heizer im Parallelbetrieb mit dem Batteriekühlkreislauf zum gleichzeitigen Kühlen und Erwärmen der Batterie eingesetzt werden.
Voranstehende Möglichkeiten, welche der Verfahrensschritt des Konditionierens umfassen kann, können gleichermaßen in vorteilhafter Weise zu einer verbesserten und erhöhten Bremsleistung des Kraftfahrzeugs beitragen. Dadurch kann die Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere und Verkehrsteilnehmer erhöht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren ferner folgenden Schritt auf:

• Optimieren nach dem Erkennen eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems, der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch das Kontrollsystem. Das Optimieren umfasst dabei ein Umleiten zumindest eines Teils der vom tertiären Bremssystem erzeugten Energie.

Der Verfahrensschritt des Optimierens kann insbesondere nach dem Schritt des Konditionierens erfolgen. Das Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs kann zum Beispiel eingesetzt werden, wenn etwa die Zeit zwischen einem Erstfehler und einem Zweitfehler derart kurz war, dass die Konditionierung der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs nicht vollständig oder gar nicht durchgeführt werden konnte. Es ist daher denkbar, dass der Schritt des Konditionierens in manchen Fällen, z. B. wenn ein Zweitfehler unmittelbar nach einem Erstfehler auftritt, durch den Verfahrensschritt des Optimierens ersetzt wird. Zudem kann auch bestimmt werden, dass mit dem Optimieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs das Leistungskriterium durchaus erfüllt werden kann, und dass somit auf dem Verfahrensschritt des Konditionierens verzichtet werden kann.
Mit anderen Worten kann der Verfahrensschritt des Optimierens darin bestehen die Leistungsfähigkeit der zweiten Rückfallebene durch Leistungsoptimierungsmaßnahmen zu steigern, sodass ein Leistungskriterium erfüllt werden kann. Eine Verkürzung des erreichbaren Anhaltewegs, d. h. das Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems, kann daher als zu erzielender Effekt des Optimierens angesehen werden. Das Umleiten zumindest eines Teils der vom tertiären Bremssystem erzeugten Energie, welche insbesondere beim Bremsen erzeugt wird, kann als Leistungsoptimierungsmaßnahme bezeichnet werden.
Dadurch können die Effizienz sowie die Zuverlässigkeit der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Dies erhöht wiederum die Sicherheit der Fahrzeugpassagiere sowie der weiteren Verkehrsteilnehmer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs ein Verbrauchen der vom tertiären Bremssystem erzeugten Energie in Nebenverbraucher des Kraftfahrzeugs und/oder ein Erzeugen von Verlustleistung in der Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs auf.
Mit anderen Worten, kann der Verfahrensschritt des Optimierens darin verstanden werden, dass eine oder mehrere Maßnahme eingeleitet werden, um das Leistungskriterium zu erfüllen und/oder den Anhalteweg zu verkürzen. Hierfür kann die vom tertiären Bremssystem erzeugte Energie, welche insbesondere beim Bremsen erzeugt wird, unmittelbar einem oder mehreren Nebenverbrauchern zugefügt werden. Dies kann ohne Energie in den Energiespeicher des Kraftfahrzeugs speichern zu müssen erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Verlustleistung, insbesondere eine Verlustleistung im generatorischen Betrieb, in der Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Hierbei kann die E-Maschine des Kraftfahrzeugs in einem energetisch ungünstigen Betriebspunkt betrieben werden, sodass ein Teil der erzeugten Energie durch Wärmedissipation im Antrieb „verbraucht“ werden kann.
Dadurch kann ein verbessertes und zuverlässiges Bremsverhalten des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden. Die Sicherheit der Fahrzeugpassagiere und der Verkehrsteilnehmer kann somit erhöht werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Sicherheitssystem für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, das insbesondere dazu ausgeführt ist ein Verfahren wie voranstehend und nachfolgend beschrieben auszuführen.
Das Sicherheitssystem weist ein primäres Bremssystem, ein sekundäres Bremssystem und ein tertiäres Bremssystem auf. Das Sicherheitssystem weist zudem eine Überwachungsvorrichtung zum Erkennen eines Betriebsfehlers des primären Bremssystems und/oder des sekundären Bremssystems auf. Das Sicherheitssystem verfügt weiter über eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten sowie über eine Steuereinheit zum Steuern des sekundären Bremssystems und/oder des tertiären Bremssystems. Das Sicherheitssystem weist auch eine Auswerteeinheit und ein Kontrollsystem auf. Die Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet ein Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten auszuwerten und das Kontrollsystem ist dazu eingerichtet, basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems und auf dem ausgewerteten Verzögerungspotential, die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs durch Verfügbarmachung eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs zu konditionieren. Das tertiäre Bremssystem ist dabei ein elektromotorisches Bremssystem.
Mit anderen Worten wird ein Sicherheitssystem bereitgestellt, welches drei Bremssysteme aufweist, wobei das sekundäre Bremssystem eine erste Rückfallebene bilden kann und das tertiäre Bremssystem eine zweite Rückfallebene bilden kann. Über eine Überwachungsvorrichtung kann ein möglicher Betriebsfehler erkannt werden. Dabei kann es sich um eine Störung des primären, des sekundären und/oder des tertiären Bremssystems handeln. Soll ein Betriebsfehler beim primären Bremssystem erkannt werden, so kann das sekundäre Bremssystem zum Einsatz kommen. Sollte es zu einem Betriebsfehler im sekundären Bremssystem kommen, kann das tertiäre Bremssystem eingesetzt werden. Dabei kann es sich beim primären Bremssystem um ein Brake-By-Wire Bremssystem handeln. Das sekundäre Bremssystem kann ebenso ein Brake-by-Wire Bremssystem sein, es kann aber auch ein konventionelles hydraulisches Bremssystem sein.
Das Sicherheitssystem kann über eine Auswerteeinheit verfügen, welche dazu eingerichtet sein kann, ein leistbares Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems auszuwerten. Sollte etwa das primäre Bremssystem wegen eines Betriebsfehlers nicht mehr einsetzbar sein, kann sich das Kraftfahrzeug in einem Betriebszustand befinden, in welchem lediglich das tertiäre Bremssystem eine Rückfallebene anbietet. Das tertiäre Bremssystem kann im Falle eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems eingesetzt werden, um möglichst sicher das Kraftfahrzeug zum Stillstand zu bringen, bzw. eine Bremsleistung zu gewährleisten. Um eine gewisse Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere gewährleisten zu können, kann es sich als vorteilhaft erweisen, das Verzögerungspotential, welches das tertiäre Bremssystem leisten kann, auszuwerten bzw. einzuschätzen. Somit kann ein maximaler Bremsweg, welchen das tertiäre Bremssystem gewährleisten kann, geschätzt, ausgewertet oder berechnet werden. Eine solche Auswertung kann beim Erkennen eines Betriebsfehlers beim primären Bremssystem durch die Auswerteeinheit bereits erfolgen.
Es ist zudem denkbar, dass das Sicherheitssystem eine Vergleichseinheit aufweist. Eine solche Vergleichseinheit kann das ausgewertete leistbare Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems mit einem definierten Sicherheitskriterium vergleichen.
Mit anderen Worten, kann eine solche Vergleichseinheit bestimmen, ob das leistbare Verzögerungspotential eine vorgegebene Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere gewährleisten kann. Im Allgemeinen kann die Vergleichseinheit bestimmen, ob das ausgewertete leistbare Verzögerungspotential einen Anhalteweg des Kraftfahrzeugs darstellt, welcher für die Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere genügt. Der Begriff Sicherheitskriterium kann im Kontext der vorliegenden Offenbarung breit verstanden werden. Im Allgemeinen kann das Sicherheitskriterium eine Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs darstellen. Es kann sich dabei um einen oder mehrere Kriterien handeln, wovon eine Weiterfahrt des Kraftfahrzeugs abhängig sein kann. Das Sicherheitskriterium kann Bedingungen enthalten, unter welchen das Kraftfahrzeug zum Stillstand gebracht werden muss. Ein beispielhaftes Sicherheitskriterium kann einen Stillstand des Kraftfahrzeugs, welcher in einer vordefinierten Zeit erreicht werden muss, und/oder einen Stillstand des Kraftfahrzeugs, welcher mit einer vordefinierten Entschleunigung erreicht werden muss, sein.
Basierend auf dem Erkennen eines Betriebsfehlers und/oder auf dem Vergleich zwischen dem ausgewerteten Verzögerungspotenzial und dem definierten Sicherheitskriterium kann die Steuereinheit das elektrisch antreibbare Kraftfahrzeug steuern. Mit anderen Worten kann die Steuereinheit das Kraftfahrzeug derart steuern, dass das definierte Sicherheitskriterium erfüllt bleibt und/oder wird. Sollte zum Beispiel das Sicherheitskriterium bereits erfüllt sein, stellt das Steuern durch die Steuereinheit des Sicherheitssystems keinen Eingriff im Betrieb des Kraftfahrzeugs dar. Das Steuern durch die Steuereinheit des Kraftfahrzeugs kann im Allgemeinen einen direkten und/oder indirekten Eingriff in die Betriebsstrategie des Kraftfahrzeugs und/oder in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs darstellen.
Die Steuereinheit kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, die Gaspedale des Kraftfahrzeugs, die Antriebsvorrichtung und/oder eine Anzeige des Kraftfahrzeugs zu steuern. Die Steuereinheit kann grundsätzlich dazu eingerichtet sein, Komponenten oder Elemente des Kraftfahrzeugs zu steuern, welche einen Einfluss auf den Betrieb und/oder das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs haben können. Die Zuverlässigkeit des Sicherheitssystems kann hierdurch weiter verbessert werden.
Das Sicherheitssystem ist weiter mit einem Kontrollsystem versehen. Das Kontrollsystem kann dazu eingerichtet sein die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs zu konditionieren. Hierfür kann das Kontrollsystem das Konditionieren derart bestimmen, dass einerseits das Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems und anderseits das ausgewertete Verzögerungspotential berücksichtigt werden. Basierend auf dem ausgewerteten Verzögerungspotential kann das Kontrollsystem bestimmen über wieviel Verfügbarkeit zur Aufnahme von elektrischer Energie der Energiespeicher des Kraftfahrzeugs verfügen soll, insbesondere, um einen bestimmten Anhalteweg erreichen zu können, bzw. eine gewisse Sicherheit der Fahrzeugpassagiere gewährleisten zu können.
Des Weiteren ist es denkbar, dass das Kontrollsystem die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs derart konditioniert, dass das Sicherheitskriterium erfüllt wird, oder bleibt.
Durch das Sicherheitssystem und insbesondere durch die Auswerteeinheit des Sicherheitssystems kann das Kraftfahrzeug derart gesteuert werden, dass die Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere und/oder die Fahrsicherheit erhöht werden kann.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist ein Sicherheitssystem auf, welches datenkommunizierend mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist und zur Durchführung eines Verfahrens, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, eingerichtet ist und/oder sowie voranstehend und nachfolgend beschrieben ausgestaltet ist.
Beim Sicherheitssystem kann es sich um ein Sicherheitssystem, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, handeln. Ein solches Kraftfahrzeug kann in vorteilhafter Weise über eine zuverlässige und stabile Bremsleistung verfügen.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend befehle, die bei einer Ausführung durch eine Rechnereinheit, die Rechnereinheit veranlassen, ein Verfahren, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, auszuführen.
Es sei bemerkt, dass die Rechnereinheit sowohl dem Sicherheitssystem als auch dem Kraftfahrzeug zugeordnet sein kann.
Ein letzter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt, wie voranstehend beschrieben, gespeichert ist.
Sämtliche Offenbarungen, welche voranstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, gelten gleichermaßen für alle weiteren Aspekte der vorliegenden Offenbarung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 ein Flussdiagram eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Darstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung ein Sicherheitssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Bewertung der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs beim Konditionieren,
5 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Bewertung der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs beim Optimieren.

Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt.
1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 200 durch ein Sicherheitssystem 100 des Kraftfahrzeugs 200 durchgeführt werden. Das Kraftfahrzeug 200 weist dabei einen Energiespeicher 202 auf. In einem ersten Schritt S1 kann ein Betriebsfehler des primären Bremssystems 102 des Kraftfahrzeugs 200 durch eine Überwachungsvorrichtung 108 des Sicherheitssystems 100 erkannt werden. In einem zweiten Schritt S2, welcher gleichzeitig oder zeitlich versetzt zum ersten Schritt S1 erfolgen kann, können Kraftfahrzeugdaten durch eine Erfassungseinheit 110 erfasst werden. Bei Erkennung eines ersten Betriebsfehlers des primären Bremssystems 104 kann in einem dritten Schritt S3 das sekundäre Bremssystem 104 gesteuert werden. Dies bedeutet, dass das sekundäre Bremssystem 104 nach einem Auftreten und einem Erkennen eines solchen Betriebsfehlers nun anstelle von dem primären Bremssystem 102 zuständig für das mögliche Verzögern des Kraftfahrzeugs 200 wird. In einem weiteren Schritt S4, welcher vorzugsweise nach dem dritten Schritt S3 eingeleitet wird, kann das Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems 106 durch eine Auswerteeinheit 112 ausgewertet werden. Mit anderen Worten kann in Schritt S4 der maximale Anhalteweg, welcher von dem tertiären Bremssystem 106 leistbar ist, insbesondere unter den jetzigen und/oder zukünftigen Bedingungen leistbar ist, ausgewertet werden. Das tertiäre Bremssystem 106 des Sicherheitssystems 100 ist dabei vorzugsweise ein elektromotorisches Bremssystem. Nun kann in einem fünften Schritt S5, welcher unmittelbar nach dem zweiten Schritt S2 durchgeführt werden kann, die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 200 konditioniert werden, in dem der Energiespeicher 202 für eine mögliche Aufnahme von elektrischer Energie verfügbar gemacht wird. Im Verfahrensschritt S5 kann die Verfügbarmachung des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 von dem in Schritt S3 ausgewerteten Verzögerungspotential abhängen. Mit anderen Worten kann im besagten Verfahrensschritt des Konditionierens S5 die Verfügbarkeit des Energiespeichers 202 zur elektrischen Energieaufnahme, welche vorgenommen werden soll, bzw. muss, davon abhängen ob das ausgewertete Verzögerungspotential eine gewisse Sicherheit der Kraftfahrzeugpassagiere gewährleisten kann oder nicht. Es ist denkbar, dass der Energiespeicher 202 genügend Verfügbarkeit zur elektrischen Energieaufnahme verfügt und somit der Verfahrensschritt des Konditionierens S5 die Verfügbarkeit des Energiespeichers 202 nicht ändern muss. Der Schritt S5 kann von dem Kontrollsystem 206 des Sicherheitssystems 100 durchgeführt werden.
Der Verfahrensschritt S5 kann darin gesehen werden, dass Maßnahmen von dem Kontrollsystem 206 ergriffen werden müssen, um die Verfügbarkeit zur Aufnahme elektrischer Energie im Energiespeicher 202 des Kraftfahrzeugs 200 zu erhöhen. Das Konditionieren kann daher ein Freigeben einer elektrischen Verbindung zwischen einem Energiespeicher 202 des Kraftfahrzeugs 200 und wenigstens einem Nebenverbraucher 208 des Kraftfahrzeugs 200 und/oder ein Erzeugen von Verlustleistung in einer Antriebsvorrichtung 204 umfassen. Damit kann der SoC und/oder die Temperatur des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 geändert werden. Insbesondere können somit sowohl der SoC als auch die Temperatur des Energiespeichers 202 derart geändert werden, dass der Energiespeicher 202 mehr und effizienter elektrische Energie aufnehmen kann.
Optional kann in einem weiteren Schritt S6 die Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200 optimiert werden. Indem Optimierungsmaßnahmen, wie zum Beispiel das „Vorbeischleusen“ von Energie an dem Energiespeicher 202 und/oder das Erzeugen von Verlusten direkt im Fahrzeugantrieb, appliziert werden können, muss der Energiespeicher 202 des Fahrzeugs 200 weniger generatorisch erzeugte Energie aufnehmen. D. h., die Verfügbarkeit zur Aufnahme elektrischer Energie im Energiespeicher 202 kann unverändert bleiben. Dadurch wird zum Beispiel lediglich weniger elektrische Energie in den Energiespeicher eingespeist werden müssen, was eine verbesserte Verfügbarkeit des tertiären Bremssystems 106 zur Folge haben kann. Im Schritt S6 kann die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 200 durch das Kontrollsystem 206 optimiert werden, indem zumindest ein Teil der vom tertiären Bremssystem 106 erzeugten Energie umgeleitet werden kann. Dies kann generell nach dem Erkennen eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems 104 erfolgen.
Der Verfahrensschritt S6 kann insbesondere durchgeführt werden, wenn etwa das Konditionieren der Bremsleistung im Schritt S5 nicht vollständig oder gar nicht stattfinden konnte. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn ein Zweitfehler unmittelbar nach einem Erstfehler auftritt. Die Zeit, welche dem Schritt des Konditionierens zum Konditionieren der Bremsleistung zur Verfügung steht, d. h. die Zeit zwischen Erstfehler und Zweitfehler, kann in manchen Fällen kürzer ausfallen, wodurch der Schritt des Konditionierens verkürzt wird.
Beide Verfahrensschritte S5 und S6 können von dem Kontrollsystem 206 des Sicherheitssystems 100 durchgeführt werden.
Es sei bemerkt, dass die Zeit, in welcher das Kraftfahrzeug 200 sich in einem Betriebszustand der ersten Rückfallebene befindet, vorbestimmt sein kann. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn etwa eine Sicherheitsmaßnahme von der Steuereinheit 116 durchgeführt wird oder worden ist. Die Sicherheitsmaßnahme, welche die Steuereinheit 116 vornimmt, kann darin bestehen, das Kraftfahrzeug 200 bis zu einer gegebenen Geschwindigkeit zu verzögern und/oder gegebenenfalls eine Weiterfahrt für eine maximale Zeit von etwa x₁ min, x₂ min oder x₃ min zu erlauben und/oder eine Weiterfahrt für eine maximale Distanz von etwa y₁ km, y₂ km oder y₃ km zu erlauben. Wird nach einem Erstfehler eine Sicherheitsmaßnahme vorgenommen, so muss nicht zwangsläufig ein Zweitfehler auftreten, um das tertiäre Bremssystem 106 zum Einsatz kommen zu lassen. Besteht die Sicherheitsmaßnahme zum Beispiel darin eine Weiterfahrt etwa nur für weitere x₁ km zu erlauben, so kann nach x₁ km das Kraftfahrzeug 200 mittels dem sekundären Bremssystem 106 bis zum Stillstand verzögert werden. Dies kann die Steuereinheit 116 auslösen.
2 zeigt schematisch Verfahrensschritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 kann insbesondere dazu dienen den Unterschied zwischen dem Schritt des Konditionierens S5 und dem Schritt des Optimierens S6 weiter zu erläutern, wobei 2 sich auf eine einzige Maßnahme beschränkt, nämlich ein Zuschalten von Nebenverbrauchern 208. Die Schritte des Konditionierens S5 und des Optimierens S6 wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, können alternativ oder zusätzlich in die Durchführungen andere oder zusätzliche Maßnahmen, welche nicht in 2 schematisch dargestellt sind, angesehen werden. Sobald ein Erstfehler aufgetreten und erkannt worden ist, befindet sich das Kraftfahrzeug 200 in der ersten Rückfallebene und das sekundäre Bremssystem 104 ist für das Verzögern des Kraftfahrzeugs 200 zuständig, bzw. kann hierfür eingesetzt werden. Von diesem Zeitpunkt an, kann das Kontrollsystem 206 die elektrische Energie des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 Nebenverbrauchern 208 des Kraftfahrzeugs 200 zuführen. Dies wird mittels den Pfeilen in 2 dargestellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Kontrollsystem 206 Elemente oder Komponente des Kraftfahrzeugs 200 derart steuern, dass die Temperatur des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 geändert wird und zwar derart, dass hierdurch die Verfügbarkeit des Energiespeichers 202 zur elektrischen Energieaufnahme erhöht werden kann.
Soll ein Zweitfehler auftreten oder sich aus einer Sicherheitsmaßnahme ergeben, dass sich das Kraftfahrzeug 200 nun in der zweiten Rückfallebene befindet, so kann bestimmt werden ob die Verfügbarkeit des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 ausreichend ist, um ein vorbestimmtes Verzögerungspotential erreichen zu können, bzw. ein Sicherheitskriterium erfüllen zu können. In Abhängigkeit der Verfügbarkeit des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 kann die elektrische Energie, welche beim Einsetzen des tertiären Bremssystems 106 erzeugt wird, unmittelbar Nebenverbrauchern 208 des Kraftfahrzeugs 200 zugeführt werden. Dies kann im Schritt S6 umgesetzt werden und ist mittels der Pfeile in 2 dargestellt. Die elektrische Energie, welche beim Einsetzen des tertiären Bremssystems 106 erzeugt wird, kann unmittelbar „vernichtet“ werden ohne, dass der Energiespeicher 202 diese aufnehmen muss. Es sei bemerkt, dass eine teilweise Zuführung der elektrischen Energie an Nebenverbraucher 208 des Kraftfahrzeugs 200 auch denkbar ist. So kann ein Teil der elektrischen Energie einem oder mehreren Nebenverbrauchern 208 des Kraftfahrzeugs 200 zugeführt werden und ein Teil der elektrischen Energie dem Energiespeicher 202 des Kraftfahrzeugs 200 zugeführt werden.
3 zeigt schematisch ein Sicherheitssystem 100 für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Sicherheitssystem 100 der 3 weist ein primäres Bremssystem 102, ein sekundäres Bremssystem 104 und ein tertiäres Bremssystem 106 auf. Zudem weist das Sicherheitssystem 100 eine Überwachungsvorrichtung 108 auf, welche dazu eingerichtet sein kann einen Betriebsfehler des primären Bremssystems 102, d. h. einen Erstfehler und/oder einen Betriebsfehler des sekundären Bremssystems 104, d. h. einen Zweitfehler zu erkennen. Das Sicherheitssystem 100 der 3 ist ferner mit einer Erfassungseinheit 110 versehen, welche dazu eingerichtet sein kann Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten zu erfassen und/oder gegebenenfalls zu empfangen. Hierfür kann beispielsweise eine Schnittstelle, etwa eine Funkschnittelle vorgesehen werden. Das Sicherheitssystem 100 weist ferner eine Steuereinheit 116 auf, welche dazu eingerichtet sein kann das sekundäre Bremssystem 104 und/oder das tertiäre Bremssystem 106 zu steuern. Zudem ist eine Auswerteeinheit 112 vorgesehen. Die Auswerteeinheit 112 kann dazu eingerichtet sein ein Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems 106 unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten auszuwerten.
Das Sicherheitssystem 100 der 3 weist weiter ein Kontrollsystem 206 auf, welches dazu eingerichtet sein kann, basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems 102 und auf dem ausgewerteten Verzögerungspotential, die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 200 durch Verfügbarmachung eines Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 zu konditionieren. Das tertiäre Bremssystem 106 des Sicherheitssystems 100 der 3 ist dabei ein elektromotorisches Bremssystem.
Das Sicherheitssystem 100 kann generell für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug eingerichtet sein. Dabei kann entweder das Kraftfahrzeug 200 einen Energiespeicher 202, eine Antriebsvorrichtung 204 sowie Nebenverbraucher 208 aufweisen. Der Energiespeicher 202 kann sowohl mit dem tertiären Bremssystem 106 als auch mit der Antriebsvorrichtung 204 elektrisch verbunden sein. Je schneller und effizienter der Energiespeicher 202 des Kraftfahrzeugs 200 elektrische Energie aufnehmen kann, desto leistungsfähiger kann das tertiäre Bremssystem 106 sein. Das Sicherheitssystem 100 kann vorzugsweise datenkommunizierend mit dem Kraftfahrzeug 200 verbunden sein.
Obgleich nicht in 3 gezeigt, kann das Kontrollsystem 206 eine Vergleichseinheit aufweisen. Die Auswerteeinheit 112 kann das leistbare Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems 106 unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten auswerten nachdem beim primären Bremssystem 102 ein Betriebsfehler, bzw. eine Störung jeglicher Art, durch die Überwachungsvorrichtung 108 erkannt worden ist. Sobald ein Betriebsfehler beim primären Bremssystem 102, d. h. ein Erstfehler, erkannt worden ist, kann das sekundäre Bremssystem 104 für die Verzögerung des Fahrzeugs eingesetzt werden. Sollte jedoch ein Betriebsfehler beim sekundären Bremssystem 104 auftreten, so wird das tertiäre Bremssystem 106 für die Verzögerung des Kraftfahrzeugs 200 zuständig bzw. eingesetzt. Beim Erkennen eines Zweitfehlers wird das Kraftfahrzeug 200 von der Steuereinheit 116 gesteuert, um ein vollständiges Abbremsen des Kraftfahrzeugs 200 zu erzielen. Sollte daher ein Betriebsfehler beim sekundären Bremssystem 104 auftreten, so muss sichergestellt werden, dass das tertiäre Bremssystem 106 die nötige Verzögerung, um das Kraftfahrzeug 200 gemäß einem definierten Sicherheitskriterium zum Stillstand zu bringen, erreicht werden kann. Wird bereits beim Eintreten eines Erstfehlers, zum Beispiel durch die Vergleichseinheit des Kontrollsystems 206, festgestellt, dass das Sicherheitskriterium nicht erfüllt werden kann, so kann das Kontrollsystem 206 die Bremsleistung konditionieren. Nach einem solchen Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200 soll in der Regel das Sicherheitskriterium erfüllt werden.
4 zeigt schematisch eine beispielhafte Bewertung der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200 beim Konditionieren. Auf der vertikalen Achse, d. h. der y-Achse, ist der Ladezustand des Energiespeichers 202, d. h. SoC, in [%] dargestellt. Auf der horizontalen Achse, d. h. der x-Achse, ist die Temperatur in [°C] dargestellt. Die Abbildung der 4 kann eine beispielhafte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h entsprechen. Die Kurve 300 entspricht einer Verzögerungspotentialisolinie. Mit anderen Worten entspricht die Kurve 300 einer Grenze oberhalb, d. h. oberhalb der Kurve, welcher ein gewisses Verzögerungspotential oder Anhalteweg nicht erreicht werden kann. Unterhalb der Kurve 300 kann ein gewisses Verzögerungspotential erreicht werden oder kleiner sein. Beispielsweise kann die Verzögerungspotentialisolinie 300 der 4 einem Verzögerungspotential von z₁ m, von z₂ m oder von z₃ m (für eine gegebene Geschwindigkeit und Leistung des Energiespeichers 202) entsprechen. Die Linie 302 zeigt einen zeitlichen Verlauf der Parameter, d. h. Temperatur und SoC, des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200 bei einer normalen Fahrt 302 an, d. h. bei einer Fahrt ohne Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200. Beim Durchführen des Konditionierens S5 ändert sich die Steigung des Verlaufs der Parameter des Energiespeichers 202 des Kraftfahrzeugs 200. Konkret entspricht die Linie 304 einer konditionierten Fahrt einer schnelleren Entladung des Energiespeichers 202 und einer schnelleren Erwärmung des Energiespeichers 202. Die Linie der konditionierten Fahrt 304 weist daher eine größere Steigung als die Linie der Normalen 302 auf. Dies kann durch den Verfahrensschritt des Konditionieren S5 erreicht werden. Das Konditionieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200 kann beispielsweise solange durchgeführt werden, bis ein Sicherheitskriterium erfüllt wird. Mit anderen Worten kann das Konditionieren solang durchgeführt werden, bis die Linie 304 die Verzögerungspotentialisolinie 300 schneidet. Dies kann als Erfüllungspunkt 308 angesehen werden. Das Erreichen der Verzögerungspotentialisolinie 300 von der Linie des konditionierten Verhaltens 304 kann als Erfüllung eines Sicherheitskriteriums angesehen werden. Durch den schnelleren Abfall der Linie einer konditionierten Fahrt 304 kommt es gegenüber den Linie der normalen Fahrt 302 zeitlich zu einem frühen Schnittpunkt mit der Verzögerungspotenziallinie 300.
5 zeigt schematisch eine beispielhafte Bewertung der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200 beim Optimieren. Auf der vertikalen Achse, d. h. der y-Achse, ist der Ladezustand des Energiespeichers 202, d. h. SoC, in [%] dargestellt. Auf der horizontalen Achse, d. h. der x-Achse, ist die Temperatur in [°C] dargestellt. In der Abbildung der 5 wird im Vergleich zur Abbildung der 4 nicht ein Konditionieren S5 durchgeführt, sondern vielmehr ein Optimieren der Bremsleistung des Kraftfahrzeugs 200. Dies ermöglicht eine Verschiebung der Verzögerungspotentialisolinie 300. Unter gleicher Geschwindigkeit aber anderen Energiespeicherparametern kann das gleiche Verzögerungspotential erreicht werden. Konkret kann zum Beispiel die Verzögerungspotentialisolinie 300 ein Verzögerungspotential von z₁ m entsprechen (für eine gegebene Geschwindigkeit und Leistung des Energiespeichers 202). Die optimierte Verzögerungspotentialisolinie 306 kann somit gleichwohl ein Verzögerungspotential von z₁ m entsprechen (für die gleiche Geschwindigkeit und gleiche Leistung des Energiespeichers 202). Der Erfüllungspunkt 308, wie voranstehend beschrieben, kann sich jedoch verschoben haben und kann somit schneller erreicht werden, wenn die Bremsleistung optimiert wird.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale und Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen und Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
Bezugszeichenliste

100: Sicherheitssystem
102: primäres Bremssystem
104: sekundäres Bremssystem
106: tertiäres Bremssystem
108: Überwachungsvorrichtung
110: Erfassungseinheit
112: Auswerteeinheit
116: Steuereinheit
200: Kraftfahrzeug
202: Energiespeicher des Kraftfahrzeugs
204: Antriebsvorrichtung
206: Kontrollsystem
208: Nebenverbraucher des Kraftfahrzeugs
300: Verzögerungspotentialisolinie
302: normale Fahrt
304: konditionierte Fahrt
306: optimierte Verzögerungspotentialisolinie
308: Erfüllungspunkt
S1: Erkennen eines Betriebsfehlers
S2: Erfassen von Kraftfahrzeugdaten
S3: Steuern eines sekundären Bremssystems
S4: Auswerten eines Verzögerungspotentials
S5: Konditionieren der Bremsleistung

Claims

Verfahren zum Konditionieren einer Bremsleistung eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch ein Sicherheitssystem (100) des Kraftfahrzeugs (200), wobei das Kraftfahrzeug (200) einen Energiespeicher (202) aufweist, aufweisend folgende Schritte: • (S1) Erkennen eines Betriebsfehlers eines Bremssystems (102) des Kraftfahrzeugs (200) durch eine Überwachungsvorrichtung (108) des Sicherheitssystems (100); • (S2) Erfassen von Kraftfahrzeugdaten durch eine Erfassungseinheit (110); • (S3) bei Erkennung eines ersten Betriebsfehlers des primären Bremssystems (102), Steuern eines sekundären Bremssystems (104) durch eine Steuereinheit (116) des Kraftfahrzeugs (200); • (S4) Auswerten eines Verzögerungspotentials eines tertiären Bremssystems (106) durch eine Auswerteeinheit (112) unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten, wobei das tertiäre Bremssystem (106) ein elektromotorisches Bremssystem ist; • (S5) Konditionieren und/oder Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch Verfügbarmachung des Energiespeichers (202) basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems (102) durch ein Kontrollsystem (206) des Kraftfahrzeugs (200); wobei das Konditionieren und/oder Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) von einem Leistungskriterium abhängt, insbesondere vom ausgewerteten Verzögerungspotential.
Verfahren nach Anspruch 1 ferner aufweisend einen der folgenden Schritte: • Erkennen durch die Überwachungsvorrichtung (108) eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems (104); • Steuern des tertiären Bremssystems (106) durch die Steuereinheit (116).
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend den folgenden Schritt: • Steuern des Kraftfahrzeugs (200) durch eine Steuereinheit (116) basierend auf dem ausgewerteten Verzögerungspotentials des tertiären Bremssystems (106) um eine Sicherheitsmaßnahme auszulösen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konditionieren ein Freigeben einer elektrischen Verbindung zwischen einem Energiespeicher (202) des Kraftfahrzeugs (200) und wenigstens einem Nebenverbraucher (208) des Kraftfahrzeugs (200) und/oder ein Erzeugen von Verlustleistung in einer Antriebsvorrichtung (204) des Kraftfahrzeugs (200) und/oder eine Erhöhung des Fahrwiderstand des Kraftfahrzeugs (200) unter Steuerung des sekundären Bremssystems (104) umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend folgenden Schritt: • ##Optimieren nach dem Erkennen eines Betriebsfehlers des sekundären Bremssystems (104), der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch das Kontrollsystem (206); wobei das Optimieren ein Umleiten zumindest eines Teils der vom tertiären Bremssystem (106) erzeugten Energie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Optimieren der Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) ein Verbrauchen der vom tertiären Bremssystem (106) erzeugten Energie in Nebenverbraucher (208) des Kraftfahrzeugs (200) und/oder ein Erzeugen von einer Verlustleistung in der Antriebsvorrichtung (204) des Kraftfahrzeugs (200) aufweist.
Sicherheitssystem (100) für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug (200), insbesondere dazu eingerichtet ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen, aufweisend ein primäres Bremssystem (102), ein sekundäres Bremssystem (104) und ein tertiäres Bremssystem (106); eine Überwachungsvorrichtung (108) zum Erkennen eines Betriebsfehlers des primären Bremssystems (102) und/oder des sekundären Bremssystems (104); eine Erfassungseinheit (110) zum Erfassen von Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten; eine Steuereinheit (116) zum Steuern des sekundären Bremssystems (104) und/oder des tertiären Bremssystems (106); eine Auswerteeinheit (112) welche dazu eingerichtet ist ein Verzögerungspotential des tertiären Bremssystems (106) unter Verwendung der Kraftfahrzeugdaten und/oder Umgebungsdaten auszuwerten; und ein Kontrollsystem (206) welches dazu eingerichtet ist, basierend auf dem Erkennen des Betriebsfehlers des primären Bremssystems (102) und auf dem ausgewerteten Verzögerungspotential, die Bremsleistung des elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (200) durch Verfügbarmachung eines Energiespeichers (202) des Kraftfahrzeugs (200) zu konditionieren; wobei das tertiäre Bremssystem (106) ein elektromotorisches Bremssystem ist.
Kraftfahrzeug (200), aufweisend ein Sicherheitssystem (100), wobei das Sicherheitssystem (100) datenkommunizierend mit dem Kraftfahrzeug (200) verbunden ist und zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingerichtet ist und/oder nach Anspruch 7 ausgestaltet ist.
Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei einer Ausführung durch eine Rechnereinheit, die Rechnereinheit veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9 gespeichert ist.