DE102017118620A1

DE102017118620A1 - Brake-by-wire-system mit schiebebetrieb-modus

Info

Publication number: DE102017118620A1
Application number: DE102017118620.4A
Authority: DE
Inventors: Brandon C. Pennala; Paul A. Kilmurray; Christopher C. Chappell
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2017-08-15
Publication date: 2018-02-22
Anticipated expiration: 2037-08-16
Also published as: US10086806B2; CN107757592B; US20180050672A1; DE102017118620B4; CN107757592A

Abstract

Ein Kraftfahrzeug wird bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet ein Fahrzeugsystem. Das Fahrzeugsystem beinhaltet ein Brake-by-Wire-Teilsystem, das auch eine Steuerung beinhaltet. Die Steuerung kann einen erzwungenen Schiebebetrieb des Fahrzeugs verursachen. Der erzwungene Schiebebetrieb beinhaltet Analysebedingungen des Fahrzeugsystems, um festzulegen, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand befindet und um festzustellen, wie viel Energie dem Fahrzeugsystem zur Verfügung steht; und automatisch den erzwungenen Schiebebetrieb anzuwenden, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet, und die Energiemenge kleiner oder gleich einem Schwellenwert für fortgesetzten manuellen Betrieb des Fahrzeugs ist. Der erzwungene Schiebebetrieb beinhaltet auch die Verwendung von Bremsdruck zum Reduzieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die hierin offenbarte Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem Brake-by-Wire-System, das einen Schiebebetrieb enthält.
HINTERGRUND
Herkömmliche Bremssysteme eines Fahrzeugs stellen direkte mechanische Verbindungen und/oder hydraulische Kraftübertragungswege zwischen einem Bediener und Bremssteuereinheiten des Fahrzeugs bereit. Herkömmliche Bremssysteme fügen dem Fahrzeug selbst auch ein signifikantes unnötiges Gewicht hinzu. Somit ist das Reduzieren oder Ersetzen der herkömmlichen Bremssysteme wünschenswert.
Zu den aktuellen industriellen Trends gehören die Reduzierung einer Reihe von mechanischen Gesamtkomponenten und eines Gesamtgewichts des Fahrzeugs durch System-by-Wire-Anwendungen, die auch als X-by-Wire-Systeme bezeichnet werden. Ein solches X-by-Wire-System ist ein Break-by-Wire-System, das als elektronisches Bremssystem (EBS) bezeichnet werden kann. Gegenwärtige Implementierungen von Break-by-Wire-Systemen dürfen keine elektrische Redundanz gegenüber mechanischer Redundanz (z. B. Duplizierung von Hardware und/oder Software zur Berücksichtigung von Komponentenfehlern), Fehlertoleranz (z. B. Überwindung unerwünschter Ereignisse, die Steuersignale, Daten, Hardware, Software oder andere Elemente solcher Systeme beeinflussen), Fehlerüberwachung (z. B. Erkennung von unerwünschten Ereignissen) und andere Sicherheitsmechanismen, um eine sichere Bremsung zu gewährleisten, beinhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst ein Fahrzeugsystem. Das Fahrzeugsystem beinhaltet einen Brake-by-wire-Abschnitt mit einer Steuerung. Die Steuerung ist konfiguriert, um einen erzwungenen Schiebebetrieb des Fahrzeugs zu veranlassen, indem das Fahrzeugsystem veranlasst wird, Analysebedingungen des Fahrzeugsystems durchzuführen, um festzulegen, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand befindet und um festzustellen, wie viel Energie dem Fahrzeugsystem zur Verfügung steht; und automatisch den erzwungenen Schiebebetrieb anzuwenden, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet, und die Energiemenge kleiner oder gleich einem Schwellenwert für fortgesetzten manuellen Betrieb des Fahrzeugs ist, worin der erzwungene Schiebebetrieb beinhaltet, dass Bremsdruck verwendet wird, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Ausführen eines erzwungenen Schiebebetriebs eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren wird durch eine Steuerung eines Brake-by-wire-Teils eines Fahrzeugsystems des Fahrzeugs implementiert. Das Verfahren beinhaltet Analysebedingungen des Fahrzeugsystems, um festzulegen, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand befindet und um festzustellen, wie viel Energie dem Fahrzeugsystem zur Verfügung steht; und automatisch den erzwungenen Schiebebetrieb anzuwenden, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet, und die Energiemenge kleiner oder gleich einem Schwellenwert für fortgesetzten manuellen Betrieb des Fahrzeugs ist, worin der erzwungene Schiebebetrieb beinhaltet, dass Bremsdruck verwendet wird, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren.
Die vorstehend genannten Eigenschaften und Funktionen gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen und Patentansprüchen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen und der ausführlichen Beschreibung, welche sich auf die folgenden Zeichnungen bezieht:
1 ist eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Brake-by-Wire-System gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine schematische Draufsicht eines Brake-By-Wire Systems gemäß einer Ausführungsform;
3 ist ein Brake-By-Wire System gemäß einer anderen Ausführungsform;
4 ist ein Verfahrensablauf für den Schiebebetrieb-Modus eines Brake-by-Wire-Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
5 ist ein Verfahrensablauf für den Schiebebetrieb-Modus eines Brake-by-Wire-Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in allen Zeichnungen die gleichen Referenznummern auf die gleichen oder entsprechenden Teile und Merkmale verweisen.
Gemäß einer Ausführungsform ist 1 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs 100. Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet das Fahrzeug 100 ein erstes Radpaar 105 (z. B. ein Rad 105a und ein Rad 105b), eine erste Achse 110, ein zweites Radpaar 115 (z. B. ein Rad 115a und ein Rad 115b), eine zweite Achse 120, einen Motor 130, ein Getriebe 135, eine Antriebswelle 140, eine Differenzialanordnung 145, ein Break-by-Wire-System 150 und eine Vielzahl von Bremsenanordnungen 160a–d.
Das Fahrzeug 100 kann ein beliebiges Auto, ein beliebiger Lastkraftwagen, ein beliebiger Van, ein beliebiges Sport-Nutzfahrzeug oder dergleichen sein. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Fahrzeug“ nicht auf Automobil, LKW, Transporter, Van oder Sport-Nutzfahrzeug beschränkt, sondern beinhaltet alle selbstfahrenden oder geschleppten Fördermittel, die dafür geeignet sind, eine Last zu transportieren. Somit sollte erkannt werden, dass das hierin beschriebene Break-by-Wire-System 150 mit einer beliebigen Art von Fahrzeug verwendet werden kann.
Das Fahrzeug 100 kann einen Motor 130, wie etwa einen Kraftstoff- oder Dieselverbrennungsmotor, beinhalten. Der Motor 130 kann ferner ein Motor der Hybridart sein, der einen Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor kombiniert. Der Motor 130 kann auch vollständig elektrisch sein. Der Motor 130 kann mit einem Rahmen oder einer anderen Chassisstruktur des Fahrzeugs 100 gekoppelt sein.
Das Fahrzeug 100 kann das erste Radpaar 105 umfassen, das an den Motor 130 angrenzend angeordnet ist (und über ein Getriebe, eine Antriebswelle, eine Differenzialanordnung usw. verbunden ist, von denen jede der Einfachheit halber nicht dargestellt ist). Der Motor 130 kann auch über das Getriebe 135, die Antriebswelle 140 und die Differenzialanordnung 145 mit dem zweiten Radpaar 115 gekoppelt sein. Die Räder 105a, 105b, 115a, 115b können so konfiguriert sein, dass sie Ausgaben von dem Motor 130 einzeln, als Paare oder in Verbindung miteinander empfangen.
Wenn beispielsweise der Motor 130 mit einem oder beiden der ersten Räder (105a und 105b) in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Frontantriebskonfiguration aufweisen. Wenn der Motor 130 mit einem oder beiden der zweiten Räder (115a und 115b) in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Heckantriebskonfiguration aufweisen. Wenn der Motor 130 gleichzeitig mit dem ersten Radpaar 105 und dem zweiten Radpaar 115 in Eingriff steht, kann das Fahrzeug 100 eine Vierrad- oder eine Allradantriebskonfiguration aufweisen.
Das Getriebe 135 kann so ausgeführt sein, dass es die Rotationsgeschwindigkeit verringert und eine Drehmomentausgabe des Motors 130 erhöht. In einer Ausführungsform kann dann ein modifizierter Abtrieb über die Antriebswelle 140 auf die Differenzialanordnung 145 übertragen werden. Die Differenzialanordnung 145 überträgt das Abtriebsdrehmoment von der Antriebswelle 140 über die zweite Achse 120 durch einen Differenzialgetriebesatz an das zweite Radpaar 115. Der Differenzialgetriebesatz ist innerhalb der Differenzialanordnung 145 angeordnet.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet das Brake-by-Wire System 150 und mindestens eine der Bremsenanordnungen 160a–d. Das Break-by-Wire-System 150 kann ein Exklusiv-by-Wire-System sein, das ein Bremsmoment auf die Räder (105a, 105b, 115a und 115b) ermöglicht. Jede der Bremsanordnungen 160a–d kann eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Bremsmoments auf die Räder (105a, 105b, 115a und 115b) sein, um eine Bewegung des Fahrzeugs 100 zu verlangsamen oder zu stoppen, wie beispielsweise durch Kontaktreibung, magnetische Betätigung usw.
Das Brake-By-Wire System 150 kann eine oder mehrere Komponenten beinhalten, wie Elektromotoren, Stellglieder, Fahrerschnittstellengeräte, Emulatoren, Isolatoren, Leistungselektronik, Steuerelektronik, Module, Fahrer und die Bremsbaugruppen 160a–d. Die Komponenten können elektronisch gekoppelt sein und sich im gesamten Fahrzeug 100 befinden.
So kann beispielsweise das Brake-by-wire System 150 elektrischen Strom von der Leistungselektronik wie von den Batterie-Subsystemen des Fahrzeugs 100 oder von dem Brake-By-Wire System 150 verwenden und an die darin enthaltenen Komponenten verteilen. Ferner kann das Brake-by-wire System 150 auch Fahrerschnittstellengeräte beinhalten, wie ein Bremspedal, einen Feststellbremshebel oder eine Taste, ein Zifferblatt oder einen Hebel zur Eingabe usw. Jedes der Fahrerschnittstellengeräte kann die direkte Anwendung von Bremsdrehmoment (z. B. Menge der Klemmkraft) auf die Räder veranlassen (105a, 105b, 115a und 115b), eine elektrische Verstärkung für mechanische und/oder hydraulische Bremsanlagen bereitstellen und/oder eine Notbremsung unterstützen, wenn keine Möglichkeit besteht, Bremsmoment durch Betätigung des Bremspedals zu erzeugen. Somit, kann das Brake-by-Wire System 150 eine mechanische Sicherung ergänzen, unterstützen, einschließen oder darauf verzichten.
In einer Ausführungsform können die Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d physikalisch und/oder elektrisch durch elektrische Leiter (z. B. Drähte) mit dem Break-by-Wire-System 150 verbunden sein und können daher als darin eingeschlossen betrachtet werden. Jede der Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d kann als eine Bremsecke, eine Bremsanlage, eine Sattel-/Rotor-Anordnung usw. bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann eine Bremsecke einen Bremssattel, einen Rotor, einen Isolator, einen Fahrer und ein Stellglied beinhalten, wobei das Stellglied eine Klemmkraft von dem Bremssattel auf den Rotor basierend auf einem Verzögerungssignal, das durch den Isolator und den Fahrer empfangen wird. Somit kann jede der Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d konfiguriert sein, um die Drehung eines zugehörigen Rades (105a, 105b, 115a oder 115b) selektiv zu verlangsamen.
Jede der Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d kann konfiguriert werden, um unabhängig oder zusammen auf eine Verzögerungsaktion des Break-by-Wire-Systems 150 zu reagieren. Wenn beispielsweise ein Bremsmoment auf ein Bremspedal angewendet wird, eine Feststellbremse betätigt wird, eine Eingabetaste oder ein Hebel usw. betätigt wird, bewirkt ein Fahrer des Fahrzeugs, dass ein Verzögerungssignal von dem Break-by-Wire-System 150 zu der Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d gesendet wird.
In Bezug auf das Bremspedal können Kraft- und Wegsensoren mit dem Bremspedal gekoppelt werden, um Elemente einer Klemmkraft zu erfassen und/oder einen Bedarf der Klemmkraft zu berechnen. Die Klemmkraft kann durch das Brake-By-Wire Systeme 150 in das Verzögerungssignal umgesetzt werden. Ein Sensor ist ein beliebiger Wandler, der physikalische Größen misst und diese physikalischen Größen in ein Signal umwandelt (z. B. rohe Sensordaten, wie z. B. Spannung in analoger Form, auch als analoge Sensordaten bezeichnet). Somit kann ein Sensor eine beliebige Vorrichtung sein, die dazu konfiguriert ist, Status-/Zustandsinformationen der mechanischen Maschine des Fahrzeugs 100 von 1 zu erfassen und/oder Steuerelektroniken des Fahrzeugs 100 von 1 zu steuern und die analogen Sensordaten zu erzeugen. Beispiele von Sensoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Dehnungsmessstreifen, die die physikalische Belastung oder die angewandte Kraft messen (z. B. Faseroptikmessgeräte, Folienmessgeräte, kapazitive Messgeräte usw.); Fahrsensoren, die die Bewegung messen (z. B. Beschleunigungsmesser, Gyroskope usw.); Und Temperatursensoren, die die Temperaturkennwerte und/oder die physikalische Temperaturänderung messen (z. B. Faseroptische Temperatursensoren, Wärmezähler, Infrarotthermometer, Flüssigkristallthermometer, Widerstandsthermometer, Temperaturstreifen, Thermistoren, Thermoelemente usw.).
In Bezug auf die Feststellbremse kann ein Wegsensor mit der Feststellbremse gekoppelt werden, um eine von dem Break-by-Wire-System 150 übersetzbare Ein-Position zu erfassen, die in diesem Fall eine vorgegebene Klemmkraft anzeigt, die ein vollständiges Anhalten bereitstellt. Die Eingabetaste/Drehregler/Hebel kann auch zum Empfang einer Eingabe des Bedieners betrieben werden, um dem Break-by-Wire-System 150 das Erzeugen, als Verzögerungssignal, einer vorbestimmten und/oder variablen Klemmkraft zu ermöglichen. Das Verzögerungssignal bewirkt, dass die Vielzahl von Bremsanlagen 160a–d, ob einzeln oder gemeinsam, ein Bremsmoment auf entsprechende Räder ausüben, die zu einer Raddrehverzögerung führen.
Das Brake-By-Wire Systeme 150 wird nachfolgend gemäß einer Ausführungsform mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie dargestellt, kann das Brake-by-Wire System 150 als System 200 ausgeführt sein. Das System 200 kann eine Steuerung 205, ein Stellglied 210, eine Fahrerschnittstellenvorrichtung 215, einen Isolator 220, einen Fahrer 225, Leistungselektronik 230, ein Modul 235, eine erste Bremse 241, eine zweite Bremse 242, eine dritte Bremse 243 und eine vierte Bremse 244 beinhalten. Die Komponenten des Systems 200 können elektronisch gekoppelt sein und sich im gesamten Fahrzeug 100 von 1 befinden sowie für die Kommunikation/Interaktion miteinander konfiguriert sein. Während einzelnen Punkte durch 2 für jede Komponente des Systems 200 veranschaulicht werden, sind diese Darstellungen nicht einschränkend und somit kann jede Komponente eine Vielzahl dieser Komponente darstellen. Es versteht sich jedoch, dass das System 200 andere Komponenten enthalten kann, die in dem Betrieb des Fahrzeugs 100 von 1 verwendet werden, dass das System 200 auch weniger Module enthalten kann, dass die Komponenten in getrennten Anordnungen verteilt ausgeführt sein können und dass die Komponenten ein integriertes Steuerschema sein können.
Das System 200 kann als ein Steuersystem des Brake-By-Wire Systems 150 bezeichnet werden. Das System 200 kann, über Eingang/Ausgang(I/O)-Schnittstellen, Eingaben empfangen, wie Eingaben des Bedieners von der Fahrerschnittstellenvorrichtung 215 und Umgebungseingaben von Sensoren des Fahrzeugs 100 der 1. Die I/O-Schnittstellen können alle physikalischen und/oder virtuellen Mechanismen umfassen, die von dem System 200 verwendet werden, um zwischen Komponenten innerhalb und/oder außerhalb des Systems 200 zu kommunizieren (z. B. können die I/O-Schnittstellen konfiguriert werden, um Signale oder Daten innerhalb oder für das System 200 zu empfangen oder zu senden). Die Eingaben werden von der Steuerung 205 verarbeitet.
Die Steuerung 205 kann Befehle und/oder Ströme erzeugen, um das Stellglied 210 anzutreiben. Generell erhält die Steuerung 205 ein Signal vom Fahrerschnittstellengerät 215, verarbeitet das Signal und erzeugt einen Befehl an den Fahrer 225, basierend auf dem bearbeiteten Signal (z. B. der Fahrer wiederum kommuniziert mit dem Stellglied 210, welches eine oder mehrere der Bremsen 241–244 betätigt). In einer anderen Ausführungsform erfassen Sensoren Weg/ Kraft/ usw., die durch eine Bedienperson des Fahrzeugs 100 aus 1 ausgegeben wird, wenn eine Abbremsung angeordnet wird. Die Weg-/ Kraft-/ usw.-Signale dienen zur Bestimmung einer Abbremsungsmenge (z. B. einer Spannkraft). Der Fahrer 225 leitet die Abbremsungsmenge an das Fahrerschnittstellengerät 215 weiter, die weiter an die Stellglieder 210 geleitet und tatsächlich auf die Bremsen 241–244 an den Rädern angewendet wird.
Die Steuerung 205 beinhaltet eine Verarbeitungs-Hardware, eine Verarbeitungs-Software oder eine Kombination von Hardware und Software, die vom System 200 verwendet wird und die computerlesbare Programmanweisungen durch Durchführen arithmetischer, logischer, und/oder Ein-/Ausgang-Vorgänge durchführt. Die Steuerung 205 kann einen Speicher beinhalten (z. B. eine konkrete Vorrichtung), der so konfiguriert ist, dass er Software und/oder computerlesbare Programmanweisungen lesen kann. Nichtbeschränkende Beispiele für die Steuerung 205 können eine arithmetische Recheneinheit beinhalten, die arithmetische und logische Operationen durchführt, ein elektronisches Steuergerät, das Anweisungen aus einem Speicher abfragt, dekodiert und ausführt; und eine Baugruppeneinheit, die mehrere parallele Rechenelemente verwendet. Andere Beispiele der Steuerung beinhalten ein elektronisches Steuermodul/ eine elektronische Steuereinheit/ einen elektronischen Regler, ein elektronisches Parkbremsen-Modul und eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung. In einer Ausführungsform kann das System 200 zwei oder mehrere Steuerungen 205 nach den Anforderungen der Leistungsunterstützungsfehler beinhalten, so dass wenn eine erste Steuerung ausfällt, eine zweite oder weitere Steuerung 205 den Betrieb fortsetzen kann.
Das Stellglied 210 kann jede Art Motors sein, der Energie in Bewegung umwandelt, wodurch anhand von empfangenen Signalen die Bewegung eines Mechanismus wie beispielsweise der Bremsen 241–244 gesteuert wird. Somit kann das Stellglied 210 ein Gleichstrommotor sein, konfiguriert für die Erzeugung eines elektrohydraulischen Bremsmoments zur Ecke (z. B. die Bremsecke, die Bremsbaugruppe, die Bremssattel-/Rotorbaugruppe usw.). Das Fahrerschnittstellengerät 215 kann jede Kombination von Hardware und Software sein, die es ermöglicht, dass sich ein Bauteil des Systems 200 so verhält wie ein Bauteil, das nicht im System 200 enthalten ist oder durch es ersetzt wird. Das Fahrerschnittstellengerät 215 kann beispielsweise ein Pedalemulator sein, der sich wie ein mechanisches Pedal einer hydraulischen Bremsbaugruppe verhält. Der Isolator 220 kann das Gerät sein, dass Signale (z. B. Mikrowellen oder hochfrequente Energie) in nur einer Richtung sendet und Bauteile auf einer Eingangsseite vom Effekt der Zustände an einer Ausgangsseite abschirmt.
Der Fahrer 225 kann ein Gerät sein, das Signale basierend auf Befehlen der Steuerung 205 an das Stellglied 210 sendet. Der Fahrer 225, wie Steuerung 205 kann eine Verarbeitungs-Hardware, eine Verarbeitungs-Software oder eine Kombination von Hardware und Software beinhalten, die vom System 200 verwendet wird und die computerlesbare Programmanweisungen durch Durchführen arithmetischer, logischer, und/oder Ein-/Ausgang-Vorgänge durchführt. Der Fahrer 225 kann einen Speicher beinhalten (z. B. eine konkrete Vorrichtung), der so konfiguriert ist, dass er Software und/oder computerlesbare Programmanweisungen lesen kann.
Die Leistungselektronik 230 kann elektrische Energie über das gesamte System 200 und das Fahrzeug 100 von 1 steuern und verwalten. Die Leistungselektronik 230 kann Batterien, Sicherungen, Halbleiter-basierte Geräte beinhalten, ist aber nicht auf diese beschränkt, die in der Lage sind, Leistungsmengen, Gleichrichtervorrichtungen, AC-zu-DC-Umrichtervorrichtungen und DC-zu-AC-Umrichtervorrichtungen zu schalten. Die Leistungselektronik 230 kann erste und zweite Energiequellen beinhalten oder mit ihnen in Verbindung stehen, um das System 200 zu betreiben. So kann beispielsweise die erste Energiequelle ein primäres 12 Volt System sein, dass die gesamte Energie liefert, um Motor 130 von 1 usw. zu betreiben und die zweite Energiequelle kann eine Batterie sein, die das Fahrzeug 100 von 1 betreibt, wenn die erste Energiequelle ausfällt.
Das Modul 235 kann eine Verarbeitungs-Hardware, eine Verarbeitungs-Software oder eine Kombination von Hardware und Software beinhalten, die vom System 200 verwendet wird, um Signale innerhalb des Systems zu empfangen und darauf zu reagieren. Das Modul 235 kann innerhalb der Steuerung 205 als Hardware- und/oder computerlesbare Programmanweisungen verkörpert sein, die in einem Speicher der Steuerung gespeichert sind. Somit kann in einer Ausführungsform die Steuerung 205 als eine elektronische Bremssteuerung bezeichnet werden, die eine Vielzahl von Modulen 235 (z. B. Unterkomponenten), wie beispielsweise ein elektronisches Feststellbremsmodul und ein Bremsassistenzmodul, aufweist.
In einer Ausführungsform überträgt das elektronische Feststellbremsmodul ein Signal an eine Vielzahl von Stellgliedern 210, was bewirkt, dass die Bremssättel der Bremsen 241–244 die Rotoren mit der gewünschten Klemmkraft klemmen. Dieses übertragene Signal kann eine Klemmkraft beinhalten, die in diesem Fall eine vorgegebene Klemmkraft anzeigen kann, die einen vollständigen Stillstand bereitstellt.
Das Bremsassistenzmodul kann Parameter bestimmen, die mit Verzögerungsaktionen verbunden sind, und bestimmen, ob Hilfe zur Verfügung gestellt werden soll, um das Bremsen zu unterstützen und wie viel Hilfe angewendet werden soll. Das Bremsassistenzmodul kann ein Signal an ein Motorsteuermodul senden, um anzufordern, dass ein Motor die Leistungsausgabe verringert, was bei der Verzögerung des Fahrzeugs 100 helfen wird.
Das Bremsassistenzmodul überwacht ferner den Betrieb des Fahrzeugs 100 von 1, wie beispielsweise über die Bremsbetätigungssensoren (z. B. Bremspedalweg und Bremspedalkraft) und die Raddrehzahlsensoren. Für den Fall, dass das Bremsassistenzmodul bestimmt, wie beispielsweise über Sensoren, die anzeigen, dass das Fahrzeug 100 von 1, das Brake-by-Wire-System 150 oder das System 200 von 2 nicht auf einem gewünschten Leistungsniveau arbeitet, kann ein Signal an das elektronische Feststellbremsmodul übertragen werden.
Die Bremsen 241–244 sind Vorrichtungen zum Verlangsamen oder Stoppen der Bewegung des Fahrzeugs 100 von 1. Jede der Bremsen 241–244 kann als eine Bremsanordnung, eine Bremsecke, eine Bremsenbaugruppe, eine Bremssattel-/Rotorbaugruppe usw. bezeichnet werden. Jede der Bremsen 241–244 kann so konfiguriert sein, dass sie direkt oder gemeinsam auf eine Verzögerungsaktion von dem Emulator 215 und/oder der Steuerung 205 reagiert.
In einer Ausführungsform kann eine Anwendung des Brake-by-Wire-Systems 150 basierend auf den Betriebsmerkmalen des Fahrzeugs 100 eingestellt werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 100 von 1 mit einer langsameren Geschwindigkeit fährt, kann die Steuerung 205 das Stellglied 210 betätigen, um eine erhöhte Klemmkraft auf eine entsprechende der Bremsen 241–244 mit einer langsameren Geschwindigkeit anzuwenden, als bei einer schnelleren Geschwindigkeit, die erforderlich ist, wenn das Fahrzeug 100 mit einer höheren Geschwindigkeit unterwegs ist. Ferner kann die Steuerung 205 die Räder überwachen, bestimmen, ob eine Radblockierung besteht, und die Menge der Klemmkraft auf eine der Bremsen 241–244 einstellen, um das Auftreten einer Blockierung abzuschwächen oder zu verhindern.
Nun bezugnehmend auf 3 wird nun das System 200 aus 2 mit Bezug auf ein System 300 gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Wie dargestellt, kann das System 300 eine Steuerung 305, ein Stellglied 310, einen Emulator 315 und eine Leistungselektronik 330 umfassen. Die Darstellungen in 3 sind und sollen nicht einschränkend sein. Somit kann jede Komponente eine Vielzahl dieser Komponente darstellen und/oder jede Vielzahl kann eine singuläre Wiederholung davon darstellen. Es versteht sich jedoch, dass das System 300 andere Komponenten enthalten kann, dass das System 300 weniger Komponenten umfassen kann, dass die Komponenten in getrennten Anordnungen verteilt ausgeführt sein können und dass die Komponenten in einem integrierten Steuerschema ausgeführt werden können. So ist beispielsweise ist das Stellglied 310 als eine Vielzahl von Stellgliedern 310 dargestellt, die durch das Stellglied 310-LF, das Stellglied 310-RR, das Stellglied 310-LR und das Stellglied 310-RF notiert sind, wobei jedes Stellglied der Vielzahl an einem entsprechenden Rad (von Fahrzeug 100 aus 1) ausgerichtet ist und das Bremsen steuert.
Die Komponenten des Systems 300 können elektronisch gekoppelt sein und sich im gesamten Fahrzeug 100 von 1 befinden sowie für die Kommunikation/Interaktion miteinander konfiguriert sein. Wie in 3 gezeigt, werden Signale und Stromleitungen durch verschiedene Pfeile und Linien identifiziert. Die Signale/Kommunikationen zwischen der Steuerung 305 und dem Emulator 315 sind durch das Signal A und zwischen der Steuerung 305 und den Stellgliedern 310 durch die Signale B-LF, B-RR, B-LR und B-RF angezeigt. Die Leistungsverdrahtungen C-CT, C-LF, C-RR, C-LR und C-RF stellen die Kopplung der Leistungselektronik 330 und anderer Komponenten dar.
Im Allgemeinen stellt das System 300 ein sicheres Bremsschema durch eine robuste Implementierung von mehreren Komponenten und/oder Algorithmen bereit, die Eingaben von dem Emulator 315 empfangen. Der Emulator 315 kann eine elektromechanische Vorrichtung sein, die ein mechanisches Pedal eines hydraulischen Bremssystems nachbildet (z. B. kann der Emulator 315 eine Pedalanordnung umfassen). Der Emulator 315 gibt mindestens ein Bremssignal (z. B. Signal A) an die Steuerung 305 aus.
Die Steuerung 305 kann eine Verarbeitungs-Hardware, eine Verarbeitungs-Software oder eine Kombination von Hardware und Software beinhalten, die von dem System 300 verwendet werden, das Architekturen implementiert, um ein sicheres Niveau für das System 300 zu erreichen. Zu beachten ist, dass die Steuerung 305 in andere Steuerungen (z. B. wie den Stellgliedern 310 des Systems 300) integriert werden kann, um die Kosten zusätzlicher Hardware und/oder Software zu senken. Die Steuerung 305 kann eine Vielzahl von Eingaben empfangen, die Eingaben von dem Emulator 305 beinhalten. Ferner kann die Vielzahl von Eingaben Motorumdrehungen pro Minute, Fahrzeuggeschwindigkeit, Umgebungstemperatur (z. B. innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs), Raddrehzahlen, Inertialmessungen usw. beinhalten. Die Vielzahl von Eingaben kann von der Steuerung 305 verwendet werden, um Befehle und/oder Ströme zu erzeugen, die die Stellglieder 310 antreiben. Die Befehle und/oder Ströme können auf einen oder mehrere der Vielzahl von Eingaben ansprechen. Die Befehle und/oder Ströme sind wiederum Bremsbefehle durch die Steuerung 305 an die den Stellglieder 310 basierend auf dem Betrieb des Emulators 315.
Durch Anwenden von Druck auf ein Bremspedal der Pedalanordnung des Emulators 315 bewirkt ein Bediener, dass das Signal A an die Steuerung 305 gesendet wird. Die Steuerung 305 kann feststellen, dass ein Bremssignal vom Bediener beabsichtigt ist und eine Kraftmenge und einen bewegten Abstand verarbeiten. Um ein Bremssignal zu erfassen, kann die elektrische Steuerung 315 beispielsweise die Kraftmenge und/oder die bewegte Entfernung zu einer Schwelle oder Steigung vergleichen, die in einer Nachschlagtabelle gespeichert sein können, beispielsweise im Speicher der Steuerung. Wenn das Bremssignal erfasst wird, kann die Steuerung 305 mindestens einen Bremsbefehl an die Stellglieder 310 erzeugen. Jeder Bremsbefehl kann im Allgemeinen einem bestimmten Stellglied 310 entsprechen.
Im Folgenden werden nun Beispielbetriebe des Systems 300 mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. 4 ist ein Verfahrensablauf 400 für den Schiebebetrieb-Modus eines Brake-by-Wire-Mechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform. Der Schiebebetrieb ist ein Betriebsszenario des Systems 300, um das Fahrzeug 100 automatisch zu verlangsamen, anzuhalten und zu sichern, wenn es von einer sich langsam leerenden Energiequelle betrieben wird, falls ein Bediener das Fahrzeug 100 nicht manuell verlangsamt, anhält und sichert. Auf diese Weise verwendet das System 300 automatisch Bremsdruck zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf ein Zielwertprofil, um einen Schiebebetrieb auf ebener Fläche zu simulieren, wenn der Betreiber Meldungen ignoriert und das Fahrzeug 100 nicht stoppt. In einem Beispiel kann der Schiebebetrieb hauptsächlich auf Abfahrtsneigungen aktiv sein, wo das Fahrzeug für einen längeren Zeitraum Bewegung aufrecht erhalten kann, auch nachdem die Vortriebfähigkeit deaktiviert wurde.
Der Verfahrensablauf 400 beginnt beim Startzyklus 405, sobald das System 300 zuvor bestimmt hat, dass das System 300 bei Notstromversorgung arbeitet. Die Steuerung 305 des Systems 300 kann das basierend auf der Verbindung mit der Leistungselektronik 330 bestimmen. Ausgehend vom Startzyklus 405 fährt der Verfahrensablauf 400 mit dem Block 410 fort. Bei Block 410 führt das System 300 eine Systemprüfung durch. Die Systemprüfung ermöglicht es dem System 300, Systemzustände abzurufen und zu analysieren. Die Steuerung 305 des Systems 300 kann die Systemprüfung vornehmen.
Die Systembedingungen beinhalten Umstände und Umgebungen des Fahrzeugs 100. Die Systembedingungen können auf der Basis der Vielzahl von Eingaben (die ebenfalls oben beschreiben sind), wie Batteriestatus, Batteriespannung, Batteriekapazität, Radleerlauf, Rad-/Fahrzeuggeschwindigkeit, Systemkomponente ein/aus, Motorumdrehungen pro Minute, Umgebungstemperatur, Inertialmessungen usw. Die Systembedingungen können mit den Schwellenwerten verglichen werden.
Block 410 beinhaltet beispielsweise Entscheidungsblöcke 415 und 420. Bei Entscheidungsblock 415 legt das System 300 fest, ob sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet. Der sichere Zustand kann im Allgemeinen vorliegen, wenn das Fahrzeug 100 stationär oder fast stationär ist. Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 100 nicht in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte nicht einhalten oder sich außerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 400 mit dem Entscheidungsblock 420 fort (angedeutet durch den „N“-Pfeil).
Bei Entscheidungsblock 420 legt das System 300 ferner fest, ob das Fahrzeug 100 ausreichend Leistung zum weiteren manuellen Fahrzeugbetrieb speichert. Hat das System 300 ausreichend Leistung, um den manuellen Fahrzeugbetrieb fortzusetzen (wenn z. B. die Systembedingungen erfüllt werden oder über den Schwellenwerten liegen), dann kann das System 300 der Bedienperson eine Mitteilung senden, das Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu versetzen, und der Verfahrensablauf 400 kann zurückkehren zum Entscheidungsblock 415 (angegeben durch den „Y“-Pfeil). Auf diese Weise können die bei der Systemprüfung verwendeten Schwellenwerte vordefinierte Parameter sein, die den sicheren Zustand und/oder ausreichend Leistung zum fortgesetzten manuellen Fahrzeugbetrieb angeben.
Zurück zum Entscheidungsblock 415: wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte einhalten oder sich innerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 400 mit dem Entscheidungsblock 425 fort (angedeutet durch den „Y“-Pfeil). Bei Block 425 wird die Bremse angelegt. Die Bremse kann die Feststellbremse sein. Mit angezogener Feststellbremse wird das Fahrzeug 100 in einem sicheren/ stationären Zustand gehalten. Aus Block 425 geht der Verfahrensablauf 400 weiter zu Endzyklus 430, wo der Verfahrensablauf 400 beendet wird.
Zurück zum Entscheidungsblock 420: wenn das System 300 nicht ausreichend Leistung zur Fortsetzung des manuellen Fahrzeugbetriebs hat (z. B. wenn die Systembedingungen nicht eingehalten werden oder unterhalb der Leistungs-Schwellenwerte liegen), so fährt der Verfahrensablauf fort mit Block 435 (angegeben durch den „N“-Pfeil). Bei Block 435 kann das System 300 automatisch einen erzwungenen Schiebebetrieb des Fahrzeugs 100 aktivieren (z. B. unter Verwendung von Bremsdruck zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einen sicheren Zustand). In einer Ausführungsform wendet das System 300 automatisch den erzwungenen Schiebebetrieb an, wenn sich das Fahrzeug nicht im sicheren Zustand befindet und die Energiemenge kleiner oder gleich einem Schwellenwert für fortgesetzten manuellen Fahrzeugbetrieb ist. Anschließend fährt der Verfahrensablauf 400 mit Block 425 fort, wo die Bremse betätigt wird. Mit angezogener Feststellbremse wird das Fahrzeug 100 in einem sicheren/ stationären Zustand gehalten. Aus Block 425 geht der Verfahrensablauf 400 weiter zu Endzyklus 430, wo der Verfahrensablauf 400 beendet wird.
5 zeigt einen weiteren Verfahrensablauf 500 eines Schiebebetrieb-Modus eines Brake-by-Wire-Mechanismus gemäß einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführungsform beinhaltet die Schiebebetrieb-Modus eine Schiebebetrieb-Kurve, die proaktiv bremst/ das Fahrzeug 100 von 1 stoppt, als wenn sich das Fahrzeug 100 von 1 auf ebenem Boden befinden würde. So verhindert beispielsweise die durch Verfahrensablauf 500 implementierte Schiebebetrieb-Kurve ein Wegrollen des Fahrzeugs an einer Steigung, indem sie erkennt, wann das System 300 von 3 für längere Zeit von leer laufenden Energiequellen abhängig ist und einen automatischen Schiebebetriebs in einen sicheren Zustand erzwingt. Dieser automatische Schiebebetrieb durch den Verfahrensablauf 500 setzt ein, wenn eine lange Abfahrtsneigung vorliegt und ein Fahrzeugführer das Fahrzeug nicht stoppt, obwohl ein Antriebssystem des Fahrzeugs deaktiviert ist. Zudem kann der Schiebebetrieb eine Brake-by-wire-Abnutzungszustand-Strategie umsetzen (sicheren Betrieb sicherstellen) und gleichzeitig eine unnatürliche Anmutung durch den Fahrer minimieren, indem die Schiebebetrieb-Kurve heruntergeregelt wird.
Der Verfahrensablauf 500 beginnt beim Startzyklus 505 und fährt fort mit dem Entscheidungsblock 510. Bei Entscheidungsblock 510 bestimmt das System 300, ob das System 300 mit Notstromversorgung arbeitet. Die Steuerung 305 des Systems 300 kann das basierend auf der Verbindung mit der Leistungselektronik 330 bestimmen. Fährt das System nicht mit Notstromversorgung, kann der Verfahrensablauf 500 zum Anfangszyklus 505 zurückkehren und mit der Überwachung fortfahren, für den Fall, dass das System wieder auf Notstromversorgung umschaltet (angezeigt durch den „N“-Pfeil). Läuft das System auf Notstromversorgung, fährt der Verfahrensablauf 500 fort mit Block 515.
Bei Block 515 kann das System 300 einem Bediener eine Nachricht senden. Die Steuerung 305 des Systems 300 kann das Senden und Anzeigen der Nachricht (beispielsweise Ausfallhinweise und Warnungen) steuern. So kann beispielsweise das System 300 eine Fahreranzeige aktivieren, die den Betreiber über die Notstromversorgung informiert. Die Fahreranzeige kann ein einzelnes Boolesches Licht sein, bei dem „ein“ bedeutet, dass die Notstromversorgung genutzt wird und „aus“ bedeutet, dass die primäre Energiequelle verwendet wird. Die Fahreranzeige kann durch ein Fahrerinformations-Zentrum des Fahrzeugs 100 erzeugt werden. Das Fahrer-Informationszentrum kann eine Armaturenbrett-Konsole sein, die Leuchten und/oder ein Display zum Bereitstellen von Meldungen an den Fahrzeugführer beinhaltet, wie eine alphanumerische Meldung und/oder ein Symbol, das die „Ein“- und „Aus“-Bedingungen der Notstromversorgung anzeigt.
Daraufhin fährt der Verfahrensablauf 500 mit dem Entscheidungsblock 520 fort, wo das System 300 bestimmt, ob sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet oder nicht. Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte einhalten oder sich innerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 500 mit dem Entscheidungsblock 525 fort (wie angedeutet durch den „Y“-Pfeil). Bei Block 525 wird die Bremse angelegt. Die Bremse kann die Feststellbremse sein. Mit angezogener Feststellbremse wird das Fahrzeug 100 in einem sicheren/ stationären Zustand gehalten. Aus Block 525 fährt der Verfahrensablauf 500 fort zu Endzyklus 530, wo er beendet wird. Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte nicht einhalten oder sich außerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 500 mit dem Block 540 fort (angedeutet durch den „N“-Pfeil).
Bei Block 540 schätzt das System 300 von 3 die Energiemenge, die zu einem erzwungenen Schiebebetrieb erforderlich ist. Die Steuerung 305 des Systems 300 von 3 kann diese Entscheidung basierend auf der Verbindung mit der Leistungselektronik 330 der 3 und basierend auf dem Empfang verschiedener Eingänge vornehmen. Um die Energiemenge zu schätzen, bestimmt das System 300 von 3 generell, wie viel Leistung für eine autonom gesteuerte Abbremsung und Immobilisierung im Falle eines unmittelbar bevorstehenden Systemausfalls notwendig ist. Das System 300 von 3 kann einen Neigungs- bzw. Oberflächenwinkel des Fahrzeugs 100 von 1 festlegen. Das heißt, das System 300 von 3 kann bestimmen, ob der Winkel der das Fahrzeug 100 von 1 stützenden Oberfläche größer als Null ist (z. B. eine aktuelle Oberflächenneigung), und/oder es kann bestimmen, ob sich die Neigung mit der Zeit dynamisch verändert (z. B. ein Neigungsdelta). Die aktuelle Oberflächenneigung und/oder das Neigungsdelta können in die Schätzung der Menge an elektrischer Energie, die für die autonom gesteuerte Abbremsung und Immobilisierung des Fahrzeugs 100 von 1 erforderlich ist, mit einbezogen werden. Der Verfahrensablauf 500 geht dann zu Block 545 über.
Bei Entscheidungsblock 545 legt das System 300 aus 3 ferner fest, ob das Fahrzeug 100 aus 1 ausreichend Leistung zum weiteren manuellen Fahrzeugbetrieb speichert. In einer Ausführungsform bestimmt die Steuerung 305 des Systems 300 von 3, ob eine Kapazität einer Notstromversorgung größer ist als die geschätzte Schiebebetrieb-Energie aus Block 540. Ferner bestimmt die Steuerung 305 des Systems 300 von 3 auch, ob die Kapazität einer Notstromversorgung größer ist als die geschätzte Schiebebetrieb-Energie aus Block 540 und einer technischen Marge. Die technische Marge kann eine vorgegebene Energiemenge sein, die zu dem geschätzten Schiebebetrieb hinzugefügt wird, um zu gewährleisten, dass genug Energie vorhanden ist, um das Fahrzeug 100 von 1 während eines erzwungenen Schiebebetriebs bei beliebigen Systemzuständen sicher zu betreiben. Wenn das System 300 aus 3 ausreichend Leistung zur Fortsetzung des manuellen Fahrzeugbetriebs hat (z. B. wenn die Systembedingungen eingehalten werden oder oberhalb der Leistungs-Schwellenwerte liegen), so fährt der Verfahrensablauf 500 mit Entscheidungsblock 555 fort (wie angegeben durch den „Y“-Pfeil).
Bei Entscheidungsblock 555 legt das System 300 von 3 fest, ob ein eingeschränkter Zustand angewandt werden soll, um den manuellen Fahrzeugbetrieb fortzusetzen. Ein eingeschränkter Zustand ist ein Betriebsmodus, bei dem bestimmte Funktionen des Kraftfahrzeugs 100 von 1 eingeschränkt sind, wie durch Begrenzung des Antriebssystems. Die Ausführung des eingeschränkten Zustands und dazugehöriger Übergänge kann von Funktionssicherheits-Anforderungen des Fahrzeugs definiert werden, wie sie durch eine Normen-Organisation festgelegt werden. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug auf Notstromversorgung geschaltet hat und sich die Energie für diese Notstromversorgung einem kritischen Wert nähert, kann ein eingeschränkter Zustand verhindern, dass das Fahrzeug beschleunigt wird und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit verringern und gleichzeitig ein manuelles Bremsen und Lenken zulassen. Hierdurch kann der eingeschränkte Zustand einen sicheren Fahrzeugbetrieb sicherstellen, indem eine Erhöhung der kinetischen Energie des Fahrzeugs automatisch verhindert und ein manueller Betrieb der Bremsen zugelassen wird.
Wie beispielsweise in 5 gezeigt, kann das System 300 von 3 bestimmen, ob eine von drei Zustandsoptionen, von denen zwei eine Variation eines eingeschränkten Zustands enthalten, auf ein Fortsetzen des manuellen Fahrzeugbetriebs angewandt werden sollten. Die drei Zustandsoptionen beinhalten einen normalen Betriebszustand, einen primären eingeschränkten Zustand und einen kritischen eingeschränkten Zustand. Der normale Betriebszustand ist ein Fahrzeugmodus, bei dem der Bediener vollständige manuelle Kontrolle über das Fahrzeug hat. Der primäre eingeschränkte Zustand ist ein Fahrzeugmodus, bei dem der Bediener vollständige manuelle Kontrolle über das Fahrzeug 100 aus 1 hat, mit eingeschränkten Antriebsmöglichkeiten. Der kritische eingeschränkte Zustand ist ein Fahrzeugmodus, bei dem der Bediener vollständige Lenk- und Bremskontrolle (unabhängig davon, ob normal oder eingeschränkt) über das Fahrzeug 100 aus 1 hat, jedoch ohne jegliche Antriebsmöglichkeiten. Das System 300 von 3 kann je nachdem, wie viel gespeicherte Notleistung verfügbar ist, eine der drei Zustandsoptionen für fortgesetzten manuellen Fahrzeugbetrieb wählen.
So bestimmt beispielsweise die Steuerung 305 des Systems 300 von 3 mit einem ersten oder zweiten Prozentsatz, ob die Kapazität der Notstromversorgung-Quelle größer ist als die geschätzte Schiebebetrieb-Energie aus Block 540 und einer technischen Marge. Zu beachten ist, dass der erste Prozentsatz größer ist als der zweite Prozentsatz.
Wenn die Kapazität der Notstromversorgung-Quelle größer ist als der erste Prozentsatz, dann ist ausreichend Energie für den normalen Betriebszustand vorhanden. Wenn genügend Leistung für den normalen Betriebszustand vorhanden ist, geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 563 über (wie angegeben durch den „1“-Pfeil). Die ausreichende Leistung ist in diesem Fall genug Notleistung, um alle Fahrzeugsysteme zu versorgen, während der Fahrzeugführer manuell verlangsamt, stoppt und das Fahrzeug 100 von 1 sichert. Bei Block 563 wird der normale Betriebszustand für das Fahrzeug angewendet und Warnhinweise werden an den Fahrzeugführer ausgegeben (z. B. durch das Fahrerinformationszentrum). Von Block 563 geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 520 über.
Wenn die Kapazität der Notstromversorgungs-Quelle größer ist als der zweite Prozentsatz, aber geringer als oder gleich dem ersten Prozentsatz, dann ist ausreichend Energie für den primären eingeschränkten Zustand vorhanden. Wenn genügend Leistung für den primären eingeschränkten Zustand vorhanden ist, geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 565 über (wie angegeben durch den „2“-Pfeil). Die ausreichende Leistungsmenge in diesem Fall ist genug Notleistung, um die manuelle Steuerung der Fahrzeug 100 von 1 mit begrenzten Antriebsfähigkeiten mit Leistung zu versorgen. Bei Block 565 wird der primäre eingeschränkte Zustand für das Fahrzeug angewendet, und entsprechende Warnhinweise werden an den Fahrzeugführer ausgegeben (z. B. durch das Fahrerinformationszentrum). Von Block 565 geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 520 über.
Wenn die Kapazität der Notstromversorgungs-Quelle größer ist als der erste Prozentsatz, aber geringer als oder gleich dem zweiten Prozentsatz, dann ist ausreichend Energie für den kritischen eingeschränkten Zustand vorhanden. Wenn genügend Leistung für den kritischen eingeschränkten Zustand vorhanden ist, geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 567 über (wie angegeben durch den „3“-Pfeil). Die ausreichende Leistungsmenge in diesem Fall ist genug Notleistung, um die manuelle Steuerung der Fahrzeug 100 von 1 ohne Antriebsfähigkeiten mit Leistung zu versorgen. Bei Block 567 wird der kritische eingeschränkte Zustand für das Fahrzeug angewendet, und entsprechende Warnhinweise werden an den Fahrzeugführer ausgegeben (z. B. durch das Fahrerinformationszentrum). Von Block 567 geht der Verfahrensablauf 500 zu Block 520 über.
Zurück zum Entscheidungsblock 545: wenn das System 300 von 3 nicht ausreichend Leistung zur Fortsetzung des manuellen Fahrzeugbetriebs hat (z. B. wenn die Systembedingungen nicht eingehalten werden oder unterhalb der Leistungs-Schwellenwerte liegen), so fährt der Verfahrensablauf fort mit Block 570 (angegeben durch den „N“-Pfeil). Das heißt, wenn das System 300 von 3 auf Notstromversorgung läuft und nicht genügend Notstromversorgung vorhanden ist, um das System 300 sicher weiter laufen zu lassen, dann wird die Kapazität Notstromversorgungs-Quelle geringer sein als die geschätzte Schiebebetrieb-Energie aus Block 540. Das System wiederum sollte einen erzwungenen Schiebebetrieb durchführen.
Bei Block 570 kann das System 300 automatisch einen erzwungenen Schiebebetrieb des Fahrzeugs 100 aktivieren (z. B. unter Verwendung von Bremsdruck zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit in einen sicheren Zustand). Der erzwungene Schiebebetrieb wird basierend auf dem Betrieb der Entscheidungsblocks 575, 580 und 585 auf das Fahrzeug angewendet. Bei Block 575 legt das System 300 fest, ob sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet. Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte nicht einhalten oder sich außerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 500 mit dem Block 580 fort (angedeutet durch den „N“-Pfeil). Bei Block 580 legt das System 300 von 3 anhand einer Solldrehzahl eine Zeit fest. Die zeitbasierte Solldrehzahl ist ein dynamischer Wert, den das System 300 von 3 berechnet und der eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit im Zusammenhang mit der Zeit festlegt. Aus Block 580 fährt der Verfahrensablauf 500 fort mit Block 585, wo das System anhand einer geschlossenen Schleife eine Geschwindigkeitskontrolle vornimmt, basierend auf der zeitabhängigen Sollgeschwindigkeit (d. h. die Fahrzeuggeschwindigkeit wird anhand des Bremsdrucks gesteuert), wodurch das Fahrzeug gesteuert abgebremst wird. Diese gezielte Fahrzeugabbremsung kann auf einer Abfahrtsneigung ein Profil haben, das einem normalen Hubdrossel-Schiebebetriebs auf ebener Strecke ähnelt.
Der Verfahrensablauf 500 kehrt zu Block 575 zurück, wo das System 300 von 3 wieder bestimmt, ob sich das Fahrzeug 100 in einem sicheren Zustand befindet oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet, läuft der Verfahrensablauf 500 durch Blöcke 580 und 585 durch. Dadurch kann das System 300 von 3 auf schlechte Umgebungsbedingungen kombiniert mit einer fehlenden Reaktion des Fahrzeugführers auf Fehlerhinweise reagieren. Eine ungünstige Umgebungsbedingung ist eine sehr lange Steigung, die dazu führt, dass das Fahrzeug 100 angehalten und an der Steigung befestigt werden muss.
Wird festgestellt, dass sich das Fahrzeug 100 von 1 in einem sicheren Zustand befindet (wenn z. B. die Systembedingungen die Leerlaufschwellenwerte einhalten oder sich innerhalb derselben befinden), so fährt der Verfahrensablauf 500 mit dem Entscheidungsblock 525 fort (wie angedeutet durch den „Y“-Pfeil). Bei Block 525 wird eine Bremse betätigt (wie eine Feststellbremse, d. h. eine mechanische Verrastung). Aus Block 525 fährt der Verfahrensablauf 500 weiter fort zu Endzyklus 530, wo der Verfahrensablauf 500 beendet wird.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen bieten Vorteile beim Verringern des Aufwands zum Anhalten eines Fahrzeugs. Weitere Vorteile und technische Nutzen beinhalten eine gesteuerte Fahrzeugabbremsung auf einer Abfahrtsneigung, mit einem Profil ähnlich dem eines Hubdrossel-Schiebebetriebs auf ebener Straße. Vorzüge und technische Vorteile beinhalten die Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Ausführung von Übergängen in den und aus dem eingeschränkten Zustand wie festgelegt durch Funktionssicherheit, und einen sicheren Fahrzeugbetrieb durch automatische Beseitigung der kinetischen Energie des Fahrzeugs solange die Betriebsbremsen noch verfügbar sind, wenn ungünstige Umweltbedingungen mit einer fehlenden Reaktion des Fahrzeugführers auf Fehlerhinweise zusammenfallen.
Aspekte der hierin beschriebenen Ausführungsformen werden hier mit Bezug auf Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Geräten (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmbefehle implementiert werden kann.
Diese computerlesbaren Programmbefehle können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Herstellung einer Maschine zur Verfügung gestellt werden, sodass die Befehle, die über den Prozessor des Computers oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Implementieren der in dem Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder der in den Blöcken spezifizierten Vorgänge/Aktionen erzeugen. Diese computerlesbaren Programmbefehle können zudem in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, das einen Computer, eine programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung und/oder andere Vorrichtungen in einer bestimmten Weise ausführen kann, sodass das computerlesbare Speichermedium mit den darin gespeicherten Befehlen einen Herstellungsgegenstand umfasst, der Befehle beinhaltet, die Aspekte der in dem Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock oder des/der in den Blöcken spezifizierten Vorgangs/Aktion implementieren.
Die computerlesbaren Programmbefehle können zudem auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine andere Vorrichtung geladen werden, um zu bewirken, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einem anderen Gerät durchgeführt wird, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, sodass die Befehle, die auf dem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einem anderen Gerät ausgeführt werden, um die im Ablaufdiagramm und/oder Blockdiagrammblock in den Blöcken spezifizierten Vorgänge/Aktionen implementieren zu implementieren.
Die Fluss- und Blockdiagramme in den FIGS. veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedener Ausführungsformen. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil von Befehlen darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Befehle zum Implementieren der spezifizierten logischen Operation(en) umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in dem Block notierten Operationen nicht in der in den FIGS. notierten Reihenfolge auftreten. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, abhängig von der involvierten Funktionsfähigkeit. Es wird auch angemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Ablaufdiagramm-Darstellungen und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Ablaufdiagramm-Darstellungen durch Spezial-Hardware-basierte Systeme, die die spezifizierten Operationen oder Aktionen oder Kombinationen von Spezial-Hardware und Computerbefehlen ausführen, implementiert werden kann.
Die hier dargestellten Flussdiagramme sind nur ein Beispiel. Es kann viele Variationen zu diesem Diagramm oder den darin beschriebenen Schritten (oder Operationen) geben, ohne von dem Gedanken der Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel können die Schritte in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden oder Schritte können hinzugefügt, gelöscht oder geändert werden. Alle diese Variationen gelten als Teil der Ansprüche.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen wurden zu Zwecken der Veranschaulichung vorgestellt, sind aber nicht als erschöpfend oder beschränkt auf die offenbarten Ausführungsformen gedacht. Viele Modifikationen und Variationen sind für den Fachmann offensichtlich, ohne von dem Umfang und dem Gedanken der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die hier verwendete Terminologie wurde ausgewählt, um die Prinzipien der Ausführungsformen, die praktische Anwendung oder technische Verbesserung gegenüber Technologien, die auf dem Markt gefunden wurden, am besten zu erläutern oder anderen Fachleuten auf dem Gebiet zu ermöglichen, die hierin offenbarten Ausführungsformen zu verstehen.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll nicht einschränkend sein. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Die Begriffe „umfasst“, „beinhaltet“, „enthält“, „aufweist“, „verfügt über“, „ausgestattet mit“, „einschließlich“ und „hat“ sind nicht ausschließlich und geben daher das Vorhandensein der angegebenen Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritte, Vorgänge, Elemente und/oder Bauteile an, schließen aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von weiteren Funktionen, ganzheitlichen Einheiten, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen hiervon aus.
Während die Ausführungsform mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne von dem Umfang der Ausführungsformen abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder bestimmte Materialien an die Lehren der beispielhaften Ausführungsformen anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen beschränkt sein soll, sondern dass die Offenbarung auch alle Ausführungsformen beinhaltet, die innerhalb des Umfangs der Anmeldung fallen.

Claims

Fahrzeugsystem eines Fahrzeugs, das Fahrzeugsystem umfassend: einen Brake-by-wire-Abschnitt, umfassend eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, einen erzwungenen Schiebebetrieb des Fahrzeugs zu verursachen, indem veranlasst wird, dass das Fahrzeug Folgendes ausführt: Analysieren der Bedingungen des Fahrzeugsystems, um festzulegen, ob sich das Fahrzeug in einem sicheren Zustand befindet und um festzulegen, welche Energiemenge den Fahrzeugsystemen zur Verfügung steht; und automatisches Anwenden des erzwungenen Schiebebetriebs, wenn sich das Fahrzeug nicht in einem sicheren Zustand befindet, und die Energiemenge kleiner oder gleich einem Schwellenwert für fortgesetzten manuellen Betrieb des Fahrzeugs ist, worin der erzwungene Schiebebetrieb beinhaltet, dass Bremsdruck verwendet wird, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzuweisen, Folgendes auszuführen: Bestimmen, dass das Fahrzeugsystem mit Notstromversorgung arbeitet, worin die Energiemenge eine Menge der Notstromversorgung ist.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzuweisen, Folgendes auszuführen: Bestimmen, ob ein eingeschränkter Zustand angewandt werden soll, um den manuellen Fahrzeugbetrieb fortzusetzen.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzuweisen, Folgendes auszuführen: Bestimmen einer notwendigen Energiemenge zur Ausführung des erzwungenen Schiebebetriebs basierend auf einer Oberflächenneigung.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin der erzwungene Schiebebetrieb Folgendes umfasst: das Bereitstellen einer gesteuerten Fahrzeugabbremsung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Grundlage einer zeitabhängigen Sollgeschwindigkeit.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin der sichere Zustand beinhaltet, dass das Fahrzeug stationär ist.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin der erzwungene Schiebebetrieb umfasst, dass der Bremsdruck zur Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf ein Zielprofil reduziert wird, der einen Schiebebetrieb auf ebener Straße simuliert.
Fahrzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Bedingungen des Fahrzeugsystems die Umstände und die Umgebung des Fahrzeugs anzeigen.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin die Bedingungen des Fahrzeugsystems anhand einer Vielzahl von Eingaben erfasst werden, und worin die verschiedenen Eingänge einen Batteriestatus einer Notstromversorgungs-Quelle und Raddrehzahlen umfassen, worin die Batteriestatus vom Fahrzeugsystem verwendet wird, um die Energiemenge zu bestimmen, und worin die Raddrehzahlen vom Fahrzeugsystem verwendet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen.
Fahrzeugsystem eines beliebigen vorangegangenen Anspruchs, worin die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug anzuweisen, Folgendes auszuführen: Einlegen der Feststellbremse zur Sicherung des Fahrzeugs in einem stationären Zustand, wenn sich das Fahrzeug im sicheren Zustand befindet.