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Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme zur Durchführung eines solchen Betriebsverfahrens.
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Aus der
DE 10 2011 016 125 A1 ist eine Technik zum redundanten Erfassen einer Betätigung einer Kraftfahrzeugbremsanlage bekannt. Eine zu diesem Zweck vorgesehene Vorrichtung umfasst einen ersten Sensor zum Erzeugen eines auf eine Bewegung einer mechanischen Eingangskomponente der Bremsanlage hinweisenden ersten Sensorsignals sowie einen zweiten Sensor zum Erzeugen eines auf einen Hydraulikdruck in der Bremsanlage hinweisenden zweiten Sensorsignals. Eine mit den beiden Sensoren gekoppelte Verarbeitungseinrichtung ist dazu ausgebildet, wahlweise ein auf Grundlage des ersten Sensorsignals oder ein auf Grundlage des zweiten Sensorsignals erzeugtes Betätigungssignal auszugeben. Das Betätigungssignal weist auf eine Betätigung der Bremsanlage hin. Die Verarbeitungseinrichtung ist dazu ausgebildet, bei regulärer Funktionsfähigkeit der Vorrichtung das auf Grundlage des ersten Sensorsignals erzeugte Betätigungssignal auszugeben und/oder bei irregulärer Funktionsfähigkeit der Vorrichtung das auf Grundlage des zweiten Sensorsignals erzeugte Betätigungssignal auszugeben. Die Sensoren können zum Erfassen unterschiedlichster physikalischer Parameter ausgebildet sein. Der erste Sensor kann zur Erfassung eines Bremswunsches des Fahrers als Pedalwegsensor, Pedalwinkelsensor, Pedalkraftsensor oder Bremslichtgeber ausgeführt sein. Es können in redundanter Weise auch zwei oder mehr dieser Sensoren vorgesehen werden. Der zweite Sensor kann als Hydraulikdrucksensor ausgeführt sein, welcher im Bereich des Hauptzylinders zum Erfassen des dort herrschenden Hydraulikdrucks angeordnet sein kann.
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Aus der
DE 10 2007 035 326 A1 ist eine Bremsvorrichtung, insbesondere eine elektrisch betätigte Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Bremspedalsensor zum Aufnehmen eines Bremswunsches, ein mit dem Bremspedalsensor verbundenes Steuergerät und wenigstens einem Bremsaktuator bekannt, welcher vom Steuergerät entsprechend dem Bremswunsch angesteuert wird. Die Ausfallsicherheit der Bremse kann wesentlich verbessert werden, wenn wenigstens zwei Bremspedalsensoren vorgesehen sind, welche jeweils einem Steuergerät zugeordnet sind. Die Steuergeräte sind über eine Datenverbindung miteinander verbunden. Somit können Informationen betreffend den Bremswunsch oder die Funktionsfähigkeit der Sensoren untereinander ausgetauscht werden. Nach Ausfall eines der Sensoren stehen dem zugehörigen Steuergerät somit immer noch die Informationen eines anderen, an einem anderen Steuergerät angeschlossenen Sensors zur Verfügung. Durch eine Mehrheitsentscheidung, d. h. es werden jeweils die Sensorsignale dreier Sensoren mit demjenigen eines vierten Sensors verglichen, kann darüber hinaus der defekte Sensor relativ gut lokalisiert werden. Bei Ausfall eines der Steuergeräte ist darüber hinaus nicht die gesamte Bremsanlage betroffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Betriebsverfahren für eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie die Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme zur Durchführung eines solchen Betriebsverfahrens mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 17 haben jeweils den Vorteil, dass in einem Fehlerbetrieb des Fahrzeugs Betätigungsinformationen eines als fehlerhaft bestimmten ersten Pedals ignoriert werden und die Funktion des ersten Pedals auf ein zweites Pedal übertragen wird. Hierbei kann ein Betätigungsbereich des zweiten Pedals auf die auszuführende Funktion des ersten Pedals und auf die auszuführende Funktion des zweiten Pedals aufgeteilt werden. Dies ermöglicht im Falle eines Sensorfehlers einen Fehlerbetrieb ohne zusätzliche Sensoren durchzuführen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Betriebsverfahren für eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme zur Verfügung. Hierbei werden eine Betätigung eines ersten Pedals, welches zur Ausführung einer ersten Funktion einem ersten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem zugeordnet ist, erfasst und korrespondierende erste Betätigungsinformationen bereitgestellt, welche einen Betätigungsgrad des ersten Pedals repräsentieren. Zudem werden eine Betätigung eines zweiten Pedals, welches zur Ausführung einer zweiten Funktion einem zweiten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem zugeordnet ist, erfasst und korrespondierende zweite Betätigungsinformationen bereitgestellt, welche einen Betätigungsgrad des zweiten Pedals repräsentieren. Die bereitgestellten Betätigungsinformationen werden zur Fehlererkennung ausgewertet und plausibilisiert. Bei einer festgestellten Funktionssicherheit der beiden Pedale wird in einem Normalbetrieb basierend auf den bereitgestellten Betätigungsinformationen und dem zugehörigen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals mindestens ein Ansteuersignal für das zugeordnete sicherheitskritische Fahrzeugsystem erzeugt und ausgegeben. Bei einer festgestellten fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale werden in einem Fehlerbetrieb Betätigungsinformationen des aufgrund fehlender Funktionssicherheit als fehlerhaft bestimmten Pedals ignoriert. Des Weiteren wird die Funktion des als fehlerhaft bestimmten Pedals auf das andere der beiden Pedale übertragen und dessen Betätigungsbereich wird auf die beiden Funktionen aufgeteilt.
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Zudem wird eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme vorgeschlagen, welche ausgeführt ist, ein solches Betriebsverfahren auszuführen, und ein erstes Pedal, welches zur Ausführung einer ersten Funktion einem ersten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem zugeordnet ist, und ein zweites Pedal umfasst, welches zur Ausführung einer zweiten Funktion einem zweiten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem zugeordnet ist. Mindestens ein Pedalsensor ist dem ersten Pedal zugeordnet und ausgeführt, eine Betätigung des ersten Pedals zu erfassen und korrespondierende Betätigungsinformationen bereitzustellen, welche einen Betätigungsgrad des ersten Pedals repräsentieren. Mindestens ein Pedalsensor ist dem zweiten Pedal zugeordnet und ausgeführt, eine Betätigung des zweiten Pedals zu erfassen und korrespondierende Betätigungsinformationen bereitzustellen, welche einen Betätigungsgrad des zweiten Pedals repräsentieren. Hierbei ist mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt, die bereitgestellten Betätigungsinformationen zur Fehlererkennung auszuwerten und zu plausibilisieren. Die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit ist weiter ausgeführt, bei einer festgestellten Funktionssicherheit der beiden Pedale in einem Normalbetrieb basierend auf den bereitgestellten Betätigungsinformationen und dem zugehörigen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals mindestens ein Ansteuersignal für das zugeordnete sicherheitskritische Fahrzeugsystem zu erzeugen und auszugeben. Die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit ist weiter ausgeführt, bei einer festgestellten fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale in einem Fehlerbetrieb Betätigungsinformationen des mindestens einen Pedalsensors des aufgrund fehlender Funktionssicherheit als fehlerhaft bestimmten Pedals zu ignorieren und die Funktion des als fehlerhaft bestimmten Pedals auf das andere der beiden Pedale zu übertragen und dessen Betätigungsbereich auf die beiden Funktionen aufzuteilen.
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Unter der Auswerte- und Steuereinheit kann vorliegend ein elektrisches Gerät, wie beispielsweise ein Steuergerät, insbesondere ein Bremsensteuergerät oder ein Motorsteuergerät, verstanden werden, welches erfasste Sensorsignale verarbeitet bzw. auswertet. Die Auswerte- und Steuereinheit kann mindestens eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwarebasierend ausgebildet sein kann. Bei einer hardwarebasierten Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Auswerte- und Steuereinheit beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwarebasierten Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von der Auswerte- und Steuereinheit ausgeführt wird.
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Unter einem Pedalsensor wird vorliegend eine Baueinheit verstanden, welche mindestens ein Sensorelement umfasst, welches eine physikalische Größe bzw. eine Änderung einer physikalischen Größe direkt oder indirekt erfasst und vorzugsweise in ein elektrisches Sensorsignal umwandelt. Ein solcher Pedalsensor kann zur Erfassung einer Betätigung eines Pedals beispielsweise als Kraft- oder Drucksensor, als Wegsensor, als Winkelsensor oder Ähnliches ausgeführt sein und entsprechende Betätigungsinformationen bereitstellen. Selbstverständlich kann zur Erfassung der Betätigung des Pedals auch eine andere geeignete Sensortechnik eingesetzt werden. Vorzugsweise verwenden die mindestens zwei Pedalsensoren unterschiedliche Sensortechniken, um die Betätigung des Pedals zu erfassen und die entsprechenden Betätigungsinformationen bereitzustellen, welche vorzugsweise einen korrespondierenden Betätigungsgrad des Pedals repräsentieren.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Betriebsverfahrens für eine Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme und der im unabhängigen Patentanspruch 17 angegebenen Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme möglich.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Übertragung der Funktion des als fehlerhaft bestimmten Pedals auf das andere der beiden Pedale sprunghaft oder kontinuierlich erfolgt. Das bedeutet, dass die Funktion des als fehlerhaft bestimmten Pedals ohne zeitlichen Übergang auf das zweite Pedal übertragen wird. Alternativ kann die Funktion des als fehlerhaft bestimmten Pedals kontinuierlich auf das zweite Pedal übertragen werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann für eines der Pedale die fehlende Funktionssicherheit festgestellt und das Pedal als fehlerhaft bestimmt und der Fehlerbetrieb aktiviert werden, wenn mindestens ein Pedalsensor des korrespondierenden Pedals mindestens eine fehlerhafte Betätigungsinformation und/oder keine Betätigungsinformation bereitstellt und/oder ein Selbsttest mindestens einen Pedalsensor des korrespondierenden Pedals als fehlerhaft markiert. Ein solcher Selbsttest des mindestens einen Pedalsensors kann beispielsweise in vorgegebenen Zeitabständen und/oder bei einem Fahrzeugstart durchgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein solcher Selbsttest des mindestens einen Pedalsensors auch durchgeführt werden, wenn eine der bereitgestellten Betätigungsinformationen als fehlerhaft bestimmt wird. Eine solche fehlerhafte Betätigungsinformation kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass eine Differenz von bereitgestellten Betätigungsinformationen für ein zugeordnetes Pedal außerhalb eines vorgebbaren Differenzbereichs liegt. Als Differenzbereich kann beispielsweise ein Wert zwischen 5% und 15% vorgegeben werden. Das bedeutet, dass die von korrespondierenden Pedalsensoren bereitgestellten Betätigungsinformationen des mindestens einen Pedals im Normalbetrieb bei einem vorgegebenen Wert von 10% um maximal 10% voneinander abweichen dürfen. Wird eine größere Differenz zwischen den bereitgestellten Betätigungsinformationen festgestellt, dann kann davon ausgegangen werden, dass zumindest eine der bereitgestellten Betätigungsinformationen fehlerhaft ist. Im Normalbetrieb kann zur Erzeugung des Ansteuersignals für das sicherheitskritische Fahrzeugsystem beispielsweise ein größerer aus den bereitgestellten Betätigungsinformationen bestimmter Betätigungsgrad oder ein Mittelwert der aus den bereitgestellten Betätigungsinformationen bestimmten Betätigungsgrade verwendet werden. Als Mittelwert kann beispielsweise ein gleitender Mittelwert, ein gewichteter Mittelwert, ein arithmetischer Mittelwert, ein geometrischer Mittelwert usw. berechnet und verwendet werden. Zudem kann auch ein beliebiger gemittelter Wert der bestimmten Betätigungsgrade, wie beispielsweise ein gemittelter 75% Wert der bereitgestellten Betätigungsinformationen verwendet werden.
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Zur Feststellung der Funktionssicherheit der beiden Pedale oder zur Erkennung der fehlerhaften Betätigungsinformation und zur Feststellung der fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale und zur Bestimmung des fehlerhaften Pedals können beispielsweise korrespondierende Betätigungsinformationen des mindestens einen zugeordneten Pedalsensors mit bereitgestellten Fahrzeugzustandsinformationen und/oder Fahrzeugumfeldinformationen abgeglichen und plausibilisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass bei einer fehlerhaften Betätigungsinformation eines der Pedalsensoren eines korrespondierenden Pedals ohnehin im Fahrzeug vorhandene Sensoren genutzt werden können, um die Diagnosefähigkeit zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, ohne zusätzliche Sensoren herauszufinden, welcher der Pedalsensoren des zugeordneten Pedals fehlerhaft ist. Aus Sicht der Pedalanordnung sind diese ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Sensoren „externe“ Sensoren, die außerhalb der Betätigungsanordnung angeordnet sind. Unter Plausibilisierung kann eine Methode verstanden werden, in deren Rahmen ein Ergebnis bzw. ein Wert einer ermittelten physikalischen Grö-ße daraufhin überprüft wird, ob dieser annehmbar und/oder einleuchtend und/oder nachvollziehbar und/oder plausibel ist.
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Zusätzlich oder alternativ können zur Feststellung der Funktionssicherheit der beiden Pedals oder zur Erkennung einer fehlerhaften Betätigungsinformation und zur Feststellung der fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale und zur Bestimmung des fehlerhaften Pedals korrespondierende Betätigungsinformationen des mindestens einen zugeordneten Pedalsensors der beiden Pedale miteinander abgeglichen und plausibilisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass bei einer fehlerhaften Betätigungsinformation eines der Pedalsensoren eines zugeordneten Pedals von mindestens einem Pedalsensor bereitgestellte Betätigungsinformationen eines weiteren im Fahrzeug vorhandenen Pedals genutzt werden, um die Diagnosefähigkeit zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, ohne zusätzliche Pedalsensoren herauszufinden, welcher der Pedalsensoren des zugeordneten Pedals fehlerhaft ist. Zudem wird im Falle von fehlerhaften Betätigungsinformationen ein Fehlerbetrieb des Fahrzeugs unter Verwendung des weiteren im Fahrzeug vorhandenen Pedals ermöglicht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann im Fehlerbetrieb eine der beiden Funktionen einem ersten Abschnitt des Betätigungsbereichs des korrespondierenden Pedals zugeordnet werden, und eine andere der beiden Funktionen kann einem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs des korrespondierenden Pedals zugordnet werden. Hierbei kann der erste Abschnitt des Betätigungsbereichs des korrespondierenden Pedals nach unten durch einen minimalen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals und nach oben durch einen ersten Zwischenbetätigungsgrad des korrespondierenden Pedals begrenzt werden. Der zweite Abschnitt des Betätigungsbereichs des korrespondierenden Pedals kann nach unten durch einen zweiten Zwischenbetätigungsgrad des korrespondierenden Pedals und nach oben durch einen maximalen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals begrenzt werden. Bei einem als fehlerhaft bestimmten ersten Pedal kann die erste Funktion dem ersten Abschnitt des Betätigungsbereichs des zweiten Pedals zugordnet werden, und die zweite Funktion kann dem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs des zweiten Pedals zugeordnet werden. Zudem kann ein maximaler Funktionswert der ersten Funktion dem minimalen Betätigungsgrad des zweiten Pedals zugeordnet werden. Ein minimaler Funktionswert der ersten Funktion kann dem ersten Zwischenbetätigungsgrad des zweiten Pedals zugeordnet werden. Ein maximaler Funktionswert der zweiten Funktion kann dem maximalen Betätigungsgrad des zweiten Pedals zugeordnet werden und ein minimaler Funktionswert der zweiten Funktion kann dem zweiten Zwischenbetätigungsgrad des zweiten Pedals zugeordnet werden. Hierbei können der erste Zwischenbetätigungsgrad und der zweite Zwischenbetätigungsgrad gleich groß gewählt werden. Zur Schaffung eines Übergangsbereichs können für den ersten Zwischenbetätigungsgrad und den zweiten Zwischenbetätigungsgrad unterschiedliche Werte gewählt werden.
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Alternativ kann bei einem als fehlerhaft bestimmten zweiten Pedal die zweite Funktion dem ersten Abschnitt des Betätigungsbereichs des ersten Pedals zugeordnet werden, und die erste Funktion kann dem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs des ersten Pedals zugeordnet werden. Hierbei kann ein maximaler Funktionswert der ersten Funktion dem maximalen Betätigungsgrad des ersten Pedals zugeordnet werden, und ein minimaler Funktionswert der ersten Funktion kann dem zweiten Zwischenbetätigungsgrad des ersten Pedals zugeordnet werden. Ein maximaler Funktionswert der zweiten Funktion kann dem minimalen Betätigungsgrad des ersten Pedals zugeordnet werden und ein minimaler Funktionswert der zweiten Funktion kann dem ersten Zwischenbetätigungsgrad des ersten Pedals zugeordnet werden. Auch hier können der erste Zwischenbetätigungsgrad und der zweite Zwischenbetätigungsgrad gleich groß gewählt werden. Zur Schaffung eines Übergangsbereichs können für den ersten Zwischenbetätigungsgrad und den zweiten Zwischenbetätigungsgrad unterschiedliche Werte gewählt werden
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann das erste Pedal ein Bremspedal zur Ausführung einer Bremsfunktion als erste Funktion sein. Das zweite Pedal kann ein Fahrpedal zur Ausführung eine Beschleunigungsfunktion als zweite Funktion sein. So kann im Fehlerbetrieb beispielsweise eine Bremsfunktion des als Bremspedal ausgeführten ersten Pedals auf das als Fahrpedal ausgeführte zweite Pedal übertragen werden, welches eine Beschleunigungsfunktion ausführt. Hierbei kann der Bremsfunktion ein erster Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Fahrpedal ausgeführten zweiten Pedals zugeordnet werden, und die Beschleunigungsfunktion kann einem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Fahrpedal ausgeführten zweiten Pedals zugordnet werden. Der erste Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Fahrpedal ausgeführten zweiten Pedals kann nach unten durch den minimalen Betätigungsgrad und nach oben durch den ersten Zwischenbetätigungsgrad begrenzt sein. Der zweite Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Fahrpedal ausgeführten zweiten Pedals kann nach unten durch den zweiten Zwischenbetätigungsgrad und nach oben durch den maximalen Betätigungsgrad begrenzt sein. Alternativ kann im Fehlerbetrieb beispielsweise die Beschleunigungsfunktion des als Fahrpedal ausgeführten ersten Pedals auf das als Bremspedal ausgeführte zweite Pedal übertragen werden, welches die Bremsfunktion ausführt. Hierbei kann der Beschleunigungsfunktion ein erster Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Bremspedal ausgeführten zweiten Pedals zugeordnet werden, und die Bremsfunktion kann einem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Bremspedal ausgeführten zweiten Pedals zugordnet werden. Der erste Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Bremspedal ausgeführten zweiten Pedals kann nach unten durch einen minimalen Betätigungsgrad und nach oben durch einen ersten Zwischenbetätigungsgrad begrenzt sein. Der zweite Abschnitt des Betätigungsbereichs des als Bremspedal ausgeführten zweiten Pedals kann nach unten durch einen zweiten Zwischenbetätigungsgrad und nach oben durch einen maximalen Betätigungsgrad begrenzt sein. Die den beiden Funktionen zugeordneten Abschnitte des Betätigungsbereichs des zweiten Pedals können gleich groß sein oder unterschiedliche Größen aufweisen. So kann beispielsweise der der Bremsfunktion zugeordnete Abschnitt größer als der der Beschleunigungsfunktion zugeordnete Abschnitt sein.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann eine maximale Verzögerung der Bremsfunktion als erste Funktion und/oder eine maximale Beschleunigung der Beschleunigungsfunktion als zweite Funktion und/oder eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit im Fehlerbetrieb reduziert werden. Dadurch kann das Unfallrisiko deutlich reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann im Fehlerbetrieb eines Fahrzeugs mit mindestens einem Elektroantrieb eine Rekuperation des mindestens einen Elektroantriebs erhöht wird. Dies ermöglicht im Fehlerbetrieb die Nutzung der Rekuperation zum Verzögern des Fahrzeugs.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahren kann im Fehlerbetrieb das Fahrzeug mit einer vorgebbaren konstanten oder variablen Verzögerung verzögert werden, wenn eine Aktivierung einer Parkbremse erkannt wird. Dadurch hat der Fahrer noch eine Möglichkeit, um das Fahrzeug abzubremsen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann bei einer festgestellten fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale eine zugeordnete Fehlermeldung erzeugt und ausgegeben werden. Diese Ausgabe kann beispielsweise über eine optische und/oder akustische Ausgabeeinheit erfolgen. Zudem können diese Fehlermeldungen an eine externe Servicezentrale übertragen werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Betätigungsbereichs eines als Fahrpedal ausgeführten Pedals der erfindungsgemäßen Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme aus 1 im Normalbetrieb.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung des Betätigungsbereichs des als Fahrpedal ausgeführten Pedals der erfindungsgemäßen Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme aus 1 im Fehlerbetrieb.
- 4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahren für die erfindungsgemäße Pedalanordnung für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme aus 1.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pedalanordnung 1 für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme 12 ein erstes Pedal 3A, welches zur Ausführung einer ersten Funktion BF einem ersten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem 12A zugeordnet ist, und ein zweites Pedal 3B, welches zur Ausführung einer zweiten Funktion AF einem zweiten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem 12B zugeordnet ist. Mindestens ein Pedalsensor 5, 5A, 5B ist dem ersten Pedal 3A zugeordnet und erfasst eine Betätigung des ersten Pedals 3A und stellt korrespondierende Betätigungsinformationen BIA1, BIB1 bereit, welche einen Betätigungsgrad des ersten Pedals 3A repräsentieren. Mindestens ein Pedalsensor 7, 7A, 7B ist dem zweiten Pedal 3B zugeordnet und erfasst eine Betätigung des zweiten Pedals 3B und stellt korrespondierende Betätigungsinformationen BIA2, BIB2 bereit, welche einen Betätigungsgrad des zweiten Pedals 3B repräsentieren. Mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 10 wertet und plausibilisiert die bereitgestellten Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 zur Fehlererkennung aus. Hierbei erzeugt die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 10 bei einer festgestellten Funktionssicherheit der beiden Pedale (3A, 3B) in einem Normalbetrieb basierend auf den bereitgestellten Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und dem zugehörigen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals 3A, 3B mindestens ein Ansteuersignal AS1, AS2 für das zugeordnete sicherheitskritische Fahrzeugsystem 12A, 12B und gibt es aus. Zudem ignoriert die mindestens eine Auswerte- und Steuereinheit 10 bei einer festgestellten fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale 3A, 3B in einem Fehlerbetrieb Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 des mindestens einen Pedalsensors 5, 7 des aufgrund fehlender Funktionssicherheit als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B und überträgt die Funktion BF, AF des als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B auf das andere der beiden Pedale 3A, 3B und teilt dessen Betätigungsbereich BB auf die beiden Funktionen BF, AF auf.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Pedalanordnung 1 ist das erste Pedal 3A ein Bremspedal zur Ausführung einer Bremsfunktion als erste Funktion BF und zur Ansteuerung eines Bremssystems als erstes sicherheitskritisches Fahrzeugsystem 12A. Das zweite Pedal 3B ist ein Fahrpedal zur Ausführung eine Beschleunigungsfunktion als zweite Funktion AF und zur Ansteuerung eines Antriebsstrangs als zweites sicherheitskritisches Fahrzeugsystem 12B. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst das als Bremspedal ausgeführte erste Pedal 3A zwei Pedalsensoren 5A, 5B, welche eine Betätigung des ersten Pedals 3A erfassen. Hierbei ist ein erster Betätigungssensor 5A beispielsweise als Kraftsensor ausgeführt und stellt eine korrespondierende erste Betätigungsinformation BIA1 bereit, welche einen Betätigungsgrad des ersten Pedals 3A in einem Betätigungsbereich zwischen 0% und 100% repräsentiert. Eine in einem ersten Kraftbereich erfasste Betätigungskraft entspricht einer Betätigungsinformation, welche einen Betätigungsgrad von 0% repräsentiert. Für den ersten Kraftbereich kann als Grenze beispielsweise ein unterer bzw. minimaler Kraftschwellwert vorgegeben werden. Eine in einem zweiten Kraftbereich erfasste Betätigungskraft entspricht einer Betätigungsinformation, welche einen Betätigungsgrad von 100% repräsentiert. Für den zweiten Kraftbereich kann als Grenze beispielsweise ein oberer bzw. maximaler Kraftschwellwert vorgegeben werden. Ein zweiter Betätigungssensor 5B ist beispielsweise als Wegsensor ausgeführt und stellt eine korrespondierende zweite Betätigungsinformation BIB1 bereit, welche ebenfalls einen Betätigungsgrad des ersten Pedals 3A in einem Betätigungsbereich zwischen 0% und 100% repräsentiert. Hierbei entspricht ein in einem ersten Bereich erfasster Betätigungsweg einer Betätigungsinformation, welche einen Betätigungsgrad von 0% repräsentiert. Für den ersten Wegbereich kann als Grenze beispielsweise ein unterer bzw. minimaler Wegschwellwert vorgegeben werden. Hierbei entspricht ein in einem zweiten Wegbereich erfasster Betätigungsweg einer Betätigungsinformation, welche einen Betätigungsgrad von 100% repräsentiert. Für den zweiten Wegbereich kann als Grenze beispielsweise ein oberer bzw. maximaler Wegschwellwert vorgegeben werden. Selbstverständlich können auch andere Sensorprinzipien eingesetzt werden, um die Betätigung des ersten Pedals 3A zu erfassen. Zudem können die beiden Betätigungssensoren 5, 5A, 5B auch das gleiche Sensorprinzip zur Erfassung der Betätigung des ersten Pedals 3A einsetzen. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 wertet die beiden Betätigungsinformationen BIA1, BIB1 aus, um ein erstes Ansteuersignal AS1 für das als Bremssystem ausgeführte erste sicherheitskritische Fahrzeugsystem 12A zu erzeugen. Das als Fahrpedal ausgeführte zweite Pedal 3B umfasst ebenfalls zwei Pedalsensoren 7A, 7B, welche eine Betätigung des zweiten Pedals 3B erfassen. Hierbei stellt ein dritter Pedalsensor 7A eine dritte Betätigungsinformation BIA2 und ein vierter Pedalsensor 7B stellt eine vierte Betätigungsinformation BIB2 bereit. Die Auswerte- und Steuereinheit 10 wertet die beiden Betätigungsinformationen BIA2, BIB2 aus, um das zweite Ansteuersignal AS2 für das als Antriebstrang 12B ausgeführte zweite sicherheitskritische Fahrzeugsystem 12B zu erzeugen. Analog zu den beiden Pedalsensoren 5A, 5B können auch die Pedalsensoren 7A, 7B ebenfalls als Kraftsensor oder als Wegsensor ausgeführt sein.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Betätigungsanordnung 1 erfasst eine erste Sensoranordnung 14A zumindest Informationen über eine aktuelle Tempomateinstellung und/oder über einen aktuellen Lenkwinkel und/oder über aktuelle Beschleunigungen und/oder eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein aktuelles Fahrerverhalten als aktuelle Fahrzeugzustandsinformationen FZI und stellt diese der Auswerte- und Steuereinheit 10 bereit. Eine zweite Sensoranordnung 14B erfasst zumindest Informationen über aktuelle Abstände zu Objekten im Fahrzeugumfeld und/oder über Geschwindigkeiten von anderen Verkehrsteilnehmern und/oder über eine aktuelle Fahrzeugposition und/oder über eine aktuell erlaubte Geschwindigkeit und/oder eine aktuelle Verkehrssituation und/oder über eine aktuelle Fahrspur als aktuelle Fahrzeugumfeldinformationen FUI und stellt diese der Auswerte- und Steuereinheit 10 bereit. Selbstverständlich können bei alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispielen andere Kombinationen mit mehr oder weniger Fahrzeugzustandsinformationen FZI und/oder Fahrzeugumfeldinformationen FUI bereitgestellt und ausgewertet werden.
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Die Auswerte- und Steuereinheit 10 verwendet die von den beiden Sensorvorrichtungen 14A, 14B bereitgestellten Fahrzeugzustandsinformationen FZI und Fahrzeugumfeldinformationen FUI für einen Abgleich und eine Plausibilisierung der Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 der zugeordneten Pedalsensoren 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B, um einen fehlerhaften Pedalsensor 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B bzw. ein fehlerhaftes Pedal 3A, 3B zu ermitteln, die fehlende Funktionssicherheit eines der Pedale 3A, 3B festzustellen oder die Funktionssicherheit der beiden Pedale 3A, 3B festzustellen. Zusätzlich werden zur Feststellung der Funktionssicherheit der beiden Pedale 3A, 3B oder zur Erkennung einer fehlerhaften Betätigungsinformation BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und zur Feststellung der fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale 3A, 3B und zur Bestimmung des fehlerhaften Pedals 3A, 3B korrespondierende Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 der beiden zugeordneten Pedalsensoren 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B miteinander abgeglichen und plausibilisiert.
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Wie aus 4 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens 100 für eine beispielhaft oben beschriebene Pedalanordnung 1 für sicherheitskritische Fahrzeugsysteme 12 einen Schritt S100, in welchem eine Betätigung eines ersten Pedals 3A, welches zur Ausführung einer ersten Funktion BF einem ersten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem 12A zugeordnet ist, erfasst und korrespondierende erste Betätigungsinformationen BIA1, BIB1 bereitgestellt werden, welche einen Betätigungsgrad des ersten Pedals 3A repräsentieren. In einem Schritt S110 wird eine Betätigung eines zweiten Pedals 3B, welches zur Ausführung einer zweiten Funktion AF einem zweiten sicherheitskritischen Fahrzeugsystem 12B zugeordnet ist, erfasst und korrespondierende zweite Betätigungsinformationen BIA2, BIB2 werden bereitgestellt, welche einen Betätigungsgrad des zweiten Pedals 3B repräsentieren. In einem Schritt S120 werden die bereitgestellten Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 zur Fehlererkennung ausgewertet und plausibilisiert. Wird im Schritt S120eine Funktionssicherheit der beiden Pedale 3A, 3B festgestellt, dann wird im Schritt S130 in einem Normalbetrieb basierend auf den bereitgestellten Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und dem zugehörigen Betätigungsgrad des korrespondierenden Pedals 3A, 3B mindestens ein Ansteuersignal AS1, AS2 für das zugeordnete sicherheitskritische Fahrzeugsystem 12A, 12B erzeugt und ausgegeben. Wird im Schritt S120 eine fehlende Funktionssicherheit eines der beiden Pedale (3A, 3B) festgestellt, dann werden in einem Schritt S140 in einem Fehlerbetrieb Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 des aufgrund fehlender Funktionssicherheit als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B ignoriert und die Funktion BF, AF des als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B wird auf das andere der beiden Pedale 3A, 3B übertragen und dessen Betätigungsbereich BB wird auf die beiden Funktionen BF, AF aufgeteilt.
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Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, umfasst das Betriebsverfahren 100 im dargestellten Ausführungsbeispiel noch einen Schritt S150, welcher bei einer festgestellten fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale 3A, 3B eine zugeordnete Fehlermeldung erzeugt und ausgibt. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die Betätigungsanordnung 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Warnvorrichtung 16, über welche die dem Fehlerfall zugeordnete Fehlermeldung ausgegeben wird.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Betriebsverfahrens 100 erfolgt die Übertragung der Funktion BF, AF des als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B auf das andere der beiden Pedale 3A, 3B kontinuierlich. Alternativ kann die Übertragung der Funktion BF, AF des als fehlerhaft bestimmten Pedals 3A, 3B auf das andere der beiden Pedale 3A, 3B ohne Übergangsbereich sprunghaft erfolgen.
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Im Schritt S120 wird die fehlende Funktionssicherheit eines der Pedale 3A, 3B festgestellt und das Pedal 3A, 3B als fehlerhaft bestimmt und der Fehlerbetrieb aktiviert, wenn mindestens ein Pedalsensor 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B des korrespondierenden Pedals 3A, 3B mindestens eine fehlerhafte Betätigungsinformation BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und/oder keine Betätigungsinformation BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 bereitstellt und/oder ein Selbsttest mindestens einen Pedalsensor 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B des korrespondierenden Pedals 3A, 3B als fehlerhaft markiert. Zur Feststellung der Funktionssicherheit der beiden Pedale 3A, 3B oder zur Erkennung einer fehlerhaften Betätigungsinformation BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und zur Feststellung der fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale 3A, 3B und zur Bestimmung des fehlerhaften Pedals 3A, 3B werden korrespondierende Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 des mindestens einen zugeordneten Pedalsensors 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B mit bereitgestellten Fahrzeugzustandsinformationen FZI und/oder Fahrzeugumfeldinformationen FUI abgeglichen und plausibilisiert. Zusätzlich werden zur Feststellung der Funktionssicherheit der beiden Pedale 3A, 3B oder zur Erkennung einer fehlerhaften Betätigungsinformation BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 und zur Feststellung der fehlenden Funktionssicherheit eines der beiden Pedale 3A, 3B und zur Bestimmung des fehlerhaften Pedals 3A, 3B korrespondierende Betätigungsinformationen BIA1, BIB1, BIA2, BIB2 des mindestens einen zugeordneten Pedalsensors 5, 5A, 5B, 7, 7A, 7B der beiden Pedale 3A, 3B miteinander abgeglichen und plausibilisiert.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 beispielhaft bei einem als fehlerhaft erkannten als Bremspedal ausgeführten ersten Pedal 3A die Aufteilung des Betätigungsbereich BB des als Fahrpedal ausgeführten zweiten Pedals 3B beschrieben.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, steht der zweiten Funktion AF, hier der Beschleunigungsfunktion des zweiten Pedals der vollständige Betätigungsbereich BB vom minimalen Betätigungsgrad von 0% bis zum maximalen Betätigungsgrad von 100% für die Funktionswerte zwischen einem minimalen Funktionswert Fmin und einem maximalen Funktionswert Fmax zur Verfügung. Wird das erste Pedal 3A nun als fehlerhaft erkannt, dann wird die ersten Funktion BF, hier die Bremsfunktion des ersten Pedals 3A auf das zweite Pedal 3B übertragen und der Betätigungsbereich BB des zweiten Pedals 3B wird auf die erste Funktion BF und die zweite Funktion AF aufgeteilt. Hierbei wird im Fehlerbetrieb eine der beiden Funktionen BF, AF einem ersten Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des zweiten Pedals 3B zugeordnet, und eine andere der beiden Funktionen BF, AF wird einem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des zweiten Pedals 3B zugordnet.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, wird der erste Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des zweiten Pedals 3B für die erste Funktion BF nach unten durch einen minimalen Betätigungsgrad von 0% des zweiten Pedals 3B und nach oben durch einen ersten Zwischenbetätigungsgrad des zweiten Pedals 3B begrenzt. Im dargestellten Beispiel entspricht der erste Zwischenbetätigungsgrad einem Wert von 50%. Der zweite Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des zweiten Pedals 3B für die zweite Funktion AF wird nach unten durch einen zweiten Zwischenbetätigungsgrad des zweiten Pedals 3B und nach oben durch einen maximalen Betätigungsgrad von 100% des zweiten Pedals 3B begrenzt. Im dargestellten Beispiel entspricht der zweite Zwischenbetätigungsgrad dem ersten Zwischenbetätigungsgrad und hat einen Wert von 50%.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, wird ein maximaler Funktionswert Fmax der ersten Funktion BF dem minimalen Betätigungsgrad von 0% des zweiten Pedals 3B zugeordnet. Ein minimaler Funktionswert Fmin der ersten Funktion BF wird dem ersten Zwischenbetätigungsgrad von 50% des zweiten Pedals 3B zugeordnet. Ein maximaler Funktionswert Fmax der zweiten Funktion AF wird dem maximalen Betätigungsgrad von 100% des zweiten Pedals 3B zugeordnet. Ein minimaler Funktionswert Fmin der zweiten Funktion AF wird dem zweiten Zwischenbetätigungsgrad von 50% des zweiten Pedals 3B zugeordnet.
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Analog wird bei einem als fehlerhaft bestimmten zweiten Pedal 3B die zweite Funktion AF dem ersten Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des ersten Pedals 3B zugeordnet. Die erste Funktion BF wird dem zweiten Abschnitt des Betätigungsbereichs BB des ersten Pedals 3A) zugeordnet. Hierbei wird der maximale Funktionswert Fmax der ersten Funktion BF dem maximalen Betätigungsgrad von 100% des ersten Pedals 3A zugeordnet. Der minimale Funktionswert Fmin der ersten Funktion BF wird dem zweiten Zwischenbetätigungsgrad des ersten Pedals 3A zugeordnet. Ein maximaler Funktionswert Fmax der zweiten Funktion AF wird dem minimalen Betätigungsgrad von 0% des ersten Pedals 3A zugeordnet und ein minimaler Funktionswert Fmin der zweiten Funktion AF wird dem ersten Zwischenbetätigungsgrad des ersten Pedals 3A zugeordnet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine maximale Verzögerung der Bremsfunktion als erste Funktion BF und/oder eine maximale Beschleunigung der Beschleunigungsfunktion als zweite Funktion AF und/oder eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit im Fehlerbetrieb reduziert, um die Verkehrssicherheit zu erhöhen.
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Ausführungsformen der Erfindung können auch in Fahrzeugen mit mindestens einem Elektroantrieb eingesetzt werden. Bei solchen Fahrzeugen kann im Fehlerbetrieb eine Rekuperation des mindestens einen Elektroantriebs erhöht werden.
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Werden Ausführungsformen des Betriebsverfahrens 100 und der Pedalanordnung 1 in einem Fahrzeug mit einer Parkbremse eingesetzt, dann kann das Fahrzeug im Fehlerbetrieb mit einer vorgebbaren konstanten oder variablen Verzögerung verzögert werden, wenn eine Aktivierung der Parkbremse erkannt wird.
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Dieses Betriebsverfahrens 100 kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der mindestens einen Auswerte- und Steuereinheit 10 implementiert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011016125 A1 [0002]
- DE 102007035326 A1 [0003]
