DE102021215004A1

DE102021215004A1 - Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems

Info

Publication number: DE102021215004A1
Application number: DE102021215004.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Haag; Markus Schuster; Martin Marquart; Nikolas Loeffelmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-06-29
Also published as: WO2023118338A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (1) sowie Bremssystem (1), welches einen primären Bremsaktor (2) und einen sekundären Bremsaktor (3) umfasst. Im Verfahren wird mittels des primären Bremsaktors (2) basierend auf einer ersten Bremsvorgabe (6a, 11a) ein Bremsdruck eingestellt wird und mittels eines Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder mittels eines weiteren Steuergeräts (10,21), ein mittels des primären Bremsaktors (2) eingestellter Bremsdruck (13) eingelesen wird. Dann wirdmittels des Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder eines weiteren Steuergeräts (10,21) eine erste Plausibilisierung (202) des ermittelten Bremsdrucks (13) mit einer zweiten Bremsvorgabe (6b, 11b) durchgeführt,welche dem Steuergerät (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder dem weiteren Steuergerät (10, 21) zugeleitet wurde.

Description

Stand der Technik
DE 10 2009 001 135 A1 offenbart Verfahren zur Betätigung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, die einen elektromechanischen Bremskraftverstärker und eine Radschlupfregelung aufweist. Die Erfindung schlägt vor, die Fahrzeugbremsanlage mit dem Bremskraftverstärker in Situationen zu betätigen, bei denen ein Bremspedal nicht betätigt ist, beispielsweise zur Begrenzung einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder einer Abstandsregelung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder beim Einparken.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems sowie von einem Bremssystem. Das Bremssystem umfasst einen primären Bremsaktor und einen sekundären Bremsaktor. Mittels des primären Bremsaktors wird basierend auf einer ersten Bremsvorgabe ein Bremsdruck eingestellt. Mittels eines Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder mittels eines weiteren Steuergeräts, wird ferner ein mittels des primären Bremsaktors eingestellter Bremsdruck eingelesen. Mittels des Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder mittels eines weiteren Steuergeräts wird eine erste Plausibilisierung des ermittelten Bremsdrucks mit einer zweiten Bremsvorgabe durchgeführt, die dem Steuergerät des sekundären Bremsaktors oder dem weiteren Steuergerät zugeleitet wurde.
Ein erster Bremsaktor kann dabei in Form eines elektromotorischen Hydraulikstellers vorliegen, beispielsweise in Form eines Plungers, oder eines elektrischen Bremskraftverstärkers. Plunger oder Bremskraftverstärker können dabei über eine hydraulische Kolben-Zylinderanordnung, beispielsweise einen Hauptbremszylinder, eine Bremsdruck erzeugen, indem ein Stellelement durch Motorkraft verschoben wird. Ein zweiter Bremsaktor kann beispielsweise ein Hydraulikaggregat sein, welches bei Fahrstabilisierungssystemen wie ESP oder im Rahmen einer Traktionskontrolle verwendet wird. Eine Bremsvorgabe kann eine Indizierung sein, wie stark das Fahrzeug in der vorliegenden Fahrsituation verzögert werden soll. Die Bremsvorgabe kann dabei durch einen Fahrer erfolgen, der seine Intention zu bremsen, insbesondere das Ausmaß, wie stark er bremsen möchte, durch Betätigung eines Bremseingabeelements vorgibt. Ein Bremseingabeelement kann beispielsweise ein Hebel, ein Pedal, oder ein andersgeartetes Eingabeelement sein. Ebenso kann eine Bremsvorgabe von Steuergeräten des Fahrzeugs ausgehen, beispielsweise von einem Steuergerät zur automatischen Folgefahrt, zur Berganfahrhilfe oder allgemein zur Fahrzeugstabilisierung. Somit ist eine fahrerabhängige wie auch eine fahrerunabhängige Bremsvorgabe möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn eine erste Bremsvorgabe und eine zweite Bremsvorgabe im Bremssystem vorhanden ist die jeweils separat dem ersten Bremsaktor sowie dem zweiten Bremsaktor zur Verfügung gestellt werden. Durch das separate Zuordnen der Bremsvorgabe zum ersten bzw. zweiten Bremsaktor wird eine Plausibilisierung der Umsetzung der Bremsvorgabe in einen Bremsdruck ermöglicht, wobei vor allem eine erhöhte Ausfallsicherheit für das gesamte Bremssystem gegeben ist. So kann vor allem bei einer negativen Plausibilisierung adäquat auf einen vorliegenden Fehler im Bremssystem reagiert werden. Eine derartige Ausfallsicherheit ist besonders wichtig, für sogenannte Brake-By-Wire Systeme, die zwar eine fahrerabhängige Bremsvorgabe umsetzen, die in der Regel aber nur noch elektronisch an jeweils vorhandene Bremsaktoren übermittelt wird. Dabei ist häufig keine hydraulische Bremsdruckerzeugung durch den Fahrer selbst, insbesondere durch Muskelkraft des Fahrers mehr vorgesehen.
In Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt bei negativer erster Plausibilisierung eine zweite Plausibilisierung mittels eines Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder eines weiteren Steuergeräts. Im Rahmen der zweiten Plausibilisierung wird ein Verzögerungssignal des Fahrzeugs unter Einbeziehung der zweiten Bremsvorgabe überprüft. Geht man davon aus, dass im Rahmen der ersten Plausibilisierung herausgekommen ist, dass der sich im Bremssystem ergebende erste Bremsdruck nicht zur vorliegenden zweiten Bremsvorgabe passt, und überprüft man im Folgenden das vorliegende Verzögerungssignal, so daraus eine Allokation eines Fehlers erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Allokation eines Fehlers, adäquate Rückfallebenen des Bremssystems aufgerufen werden können, was zu einer erhöhten Sicherheit beim Betreiben des Bremssystems führt.
In Ausgestaltung des Verfahrens sind die erste Bremsvorgabe sowie die zweite Bremsvorgabe identisch. Dabei können die erste sowie die zweite Bremsvorgabe auf eine identische Quelle zurückgehen. Unter einer identischen Quelle kann bei einer fahrerabhängigen Bremsvorgabe beispielsweise der gleiche Sensor verstanden werden, welche das Ausmaß der Pedalbetätigung durch den Fahrer vorgibt. Ebenso ist es möglich, dass zur Erhöhung der Redundanz zwar die gleiche Größe ermittelt wird, allerdings über zwei unabhängige Sensoren. Bei einer fahrerunabhängigen Bremsvorgabe kann die erste sowie die zweite Bremsvorgabe auf die gleiche Funktion in einem Steuergerät zurückgehen.
Wie bereits zur Erklärung angesprochen kann die erste Bremsvorgabe und die zweite Bremsvorgabe eine fahrerabhängige aber auch eine fahrerunabhängige Bremsvorgabe sein. Dies erhöht die Varianz an Systemen, bei denen das Verfahren angewendet werden kann.
In weiterer Ausprägung des Verfahrens kann anhand der zweiten Plausibilisierung eine Allokation eines Fehlers im Umfeld des primären Bremsaktors erfolgen, wenn die zweite Plausibilisierung der Bremsvorgabe mit dem Verzögerungssignal negativ ist. Passt also der vorherrschende Bremsdruck nicht zur Bremsvorgabe, welche dem Steuergerät das sekundären Bremsaktors oder dem weiteren Steuergerät vorliegt und passt außerdem das vorliegende Verzögerungssignal auch nicht zur Bremsvorgabe, die dem Steuergerät des sekundären Bremsaktors oder dem weiteren Steuergerät vorliegt, so kann zur Fehlerallokation davon ausgegangen werden, dass im Umfeld des primären Bremsaktors ein Defekt vorliegt. Dies hat zum Vorteil, dass eine Abgrenzung möglicher Fehlerfälle im Zusammenspiel zwischen primären und sekundären Bremsaktor erfolgen kann, was die Möglichkeit einer adäquaten Maßnahme zur Kompensation bietet und somit die Sicherheit des Bremssystems erhöht.
In vorteilhafter Weise kann abhängig von der Fehlerallokation im Umfeld des primären Bremsaktors eine entsprechende Ersatzreaktion zur Bremsung des Fahrzeugs ausgelöst werden. Eine erste Ersatzreaktion kann darin bestehen, dass eine Bremsdruckeinstellung mittels des sekundären Bremsaktors erfolgt und /oder mittels des sekundären Bremsaktors fortgeführt wird. So kann trotz defektem primären Bremsaktor noch eine ausreichende Bremsung durchgeführt werden, beziehungsweise eine Bremsung fortgeführt werden, was zu einer erhöhten Sicherheit führt.
In weiterer Ausgestaltung erfolgt anhand der zweiten Plausibilisierung eine Allokation eines Fehlers im Umfeld des sekundären Bremsaktors, insbesondere im Umfeld der Bremsdruckermittlung, im Umfeld des Drucksensors oder im Umfeld des Drucksensorsignals, wenn die zweite Plausibilisierung der Bremsvorgabe mit dem Verzögerungssignal positiv ist. So kann mit erster und zweiter Plausibilisierung ein Fehler im Umfeld des sekundären Bremsaktors verortet werden, was wichtig ist, um das Bremssystem dennoch weiter nutzen zu können.
Vorteilhaft ist des Weiteren, dass abhängig von der Fehlerallokation eine entsprechende Ersatzreaktion zur Bremsung des Fahrzeugs ausgelöst wird, wobei als zweite Ersatzreaktion eine Bremsdruckeinstellung mittels des sekundären Bremsaktors unterbunden wird, insbesondere insoweit unterbunden wird, als dass das die Bremsdruckeinstellung unter Einbeziehung des Drucksensorsignals erfolgt. Dies ermöglicht ein Unterbinden einer Nutzung des sekundären Bremsaktors, wenn dieser - zumindest anteilig defekt ist, oder zumindest ein Unterbinden der Nutzung der betroffenen Teilbereiche des sekundären Bremsaktors, die ein Drucksignal zur Bremsdruckeinstellung nutzen.
In Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die erste Plausibilisierung anhand einer ersten Art von Kennlinien und/oder Kennfeldern, durch die eine Relation zwischen Bremsdruck und erster oder zweiter Bremsvorgabe festgelegt ist. Durch hinterlegte und/oder ermittelte Kennlinien beziehungsweise Kennfelder lässt sich ein erwarteter Bremsdruck im Fahrzeug hinterlegen, der bei einer ersten und/oder zweiten Bremsvorgabe erwartet wird.
In weiterer Ausgestaltung erfolgt die zweite Plausibilisierung anhand einer zweiten Art von Kennlinien und/oder Kennfeldern, durch die eine Relation zwischen Fahrzeugverzögerung und erster oder zweiter Bremsvorgabe festgelegt ist. Durch hinterlegte und/oder ermittelte Kennlinien beziehungsweise Kennfelder lässt sich eine erwartete Verzögerung im Fahrzeug hinterlegen, die bei einer ersten und/oder zweiten Bremsvorgabe erwartet wird.
Im Rahmen des Verfahrens kann eine Überprüfung erfolgen auf ein vorliegendes Fehlersignal, welches durch den primären Bremsaktor gesetzt wurde. So kann erstmal ausgeschlossen werden, dass der primäre Bremsaktor selbst bereits defekt ist und dies auch über Kommunikationskanäle bereits dem sekundären Bremsaktor angezeigt hat. Damit kann explizit auch ein Fehlerfall entdeckt und auch adäquat erkannt und behandelt werden, wenn ein Fehler nicht bereits übermittelt wurde. Liegt also kein bereits übermittelter Fehler vor so läuft die Überwachung wie im oben beschriebenen Verfahren.
In vorteilhafter Weise kann das weitere Steuergerät ein fahrzeuginternes oder ein fahrzeugexternes weiteres Steuergerät sein. Dadurch ist es auch möglich weitere Steuergerätearchitekturen zu nutzen, wie beispielsweise gemeinsam genutzte Steuergeräte, welche eigentlich sonst auf zwei Steuergeräte verteilt vorliegen. Ebenso können übergeordnete Fahrzeugrechner oder Fahrzeugsteuergeräte zum Einsatz kommen. Ebenso ist denkbar, dass ein externer Rechner oder ein externes Steuergerät verwendet wird und das Verfahren zumindest anteilig außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise in einer Cloud abläuft.
In Ausgestaltung des Verfahrens wird dem weiteren Steuergerät zumindest der Bremsdruck, das Verzögerungssignal und die erste oder zweite Bremsvorgabe zur Auswertung über Kommunikationsmittel, insbesondere über fahrzeugexterne oder fahrzeuginterne Kommunikationsmittel zugeführt werden, oder diese liegen dem weiteren Steuergerät bereits vor.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bremssystem für ein Fahrzeug umfassend einen primären Bremsaktor und einen sekundären Bremsaktor, wobei mittels des primären Bremsaktors basierend auf einer ersten Bremsvorgabe ein Bremsdruck einstellbar ist, mittels eines Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder mittels eines weiteren Steuergeräts, ein mittels des primären Bremsaktors eingestellter Bremsdruck einlesbar ist, und mittels des Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder eines weiteren Steuergeräts eine erste Plausibilisierung des ermittelten Bremsdrucks mit einer zweiten Bremsvorgabe durchführbar ist, die dem Steuergerät des sekundären Bremsaktors oder dem weiteren Steuergerät zugeleitet wurde.
In Ausgestaltung des Bremssystems ist bei negativer erster Plausibilisierung eine zweite Plausibilisierung mittels eines Steuergeräts des sekundären Bremsaktors oder mittels eines weiteren Steuergeräts durchgeführt unter Einbeziehung der zweiten Bremsvorgabe und eines Verzögerungssignals durchführbar.

1 zeigt ein Bremssystem eines Fahrzeugs.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Bremssystems eines Fahrzeugs.
3 und 4 zeigen jeweils eine Kennlinie, die eine Bremsvorgabe in Relation zu einem Bremsdruck beziehungsweise einem Verzögerungssignal zeigt.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Bremssystems 1 eines Fahrzeugs. Das Bremssystem 1 umfasst einen primären Bremsaktor 2 sowie einen sekundären Bremsaktor 3. Ein primärer Bremsaktor 2 kann beispielsweise ein elektromechanischer Bremsaktor 2 sein, der einen Bremsdruck in Radbremsen eines Fahrzeugs mittels einer Hydraulikflüssigkeit erzeugen kann. Ein solcher Hydraulikdruck kann beispielsweise in einem Hauptbremszylinder eines Kraftfahrzeugs erzeugt werden. Einem solchen Hauptbremszylinder ist hydraulisch in der Regel nachgeschaltet ein sekundärer Bremsaktor 3. Ein solcher sekundärer Bremsaktor 3 kann beispielsweise ein Hydraulikaggregat einer Bremsdruckmodulationseinheit sein. Unter einer Bremsdruckmodulationseinheit kann beispielsweise ein ESP System verstanden werden. Unter einem primären Bremsaktor kann auch ein elektrisch aktuierter Plungerkolben verstanden werden, der ebenfalls einen Bremsdruckaufbau an angeschlossenen Radbremsen bewirken kann. Im Unterschied zu einem Bremskraftverstärker beaufschlagt bei einem solchen Plungersystem der elektrisch aktuierte Plunger und der Fahrer zumindest im Normalbetrieb nicht gemeinsam die Radbremsen. Der Fahrer beaufschlagt vielmehr einen Pedalsimulator, und erzeugt dadurch eine Bremsvorgabe / einen Bremswunsch, wobei diese Bremsvorgabe dann durch den elektrisch aktuierten Plunger an den Radbremsen umgesetzt wird.
Das Bremssystem ist in der Lage sowohl fahrerabhängig als auch fahrerunabhängig einen Bremsdruck zur Verfügung zu stellen.
Bei einer fahrerunabhängigen Bremsvorgabe wird die Bremsvorgabe von einem System 10 des Fahrzeugs erzeugt. Dabei wird in der Regel ein systemseitiger Bremswunsch umgesetzt. Beispiele für solche Systeme sind unter anderem Berganfahrhilfen, Staufolgefahrt oder eine automatische Folgefahrt. Eine Bremsbetätigung, beispielsweise über ein Bremspedal durch den Fahrer wird nicht direkt in eine Bremswirkung umgesetzt, kann allerdings berücksichtig werden. Das System 10 kann dabei ein dem Bremssystem 1 nebengeordnetes System 10, beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem mit geeigneter Abstands- und Umfelderfassungssensorik, oder ein übergeordnetes System 10, beispielweise ein Gesamtfahrzeug-Steuersystem, welches Bremssystem und Fahrerassistenzsystem umfasst oder über Kommunikationsmittel mit diesen verbunden ist und kommuniziert.
Bei einer fahrerabhängigen Bremsvorgabe hängt der durch den primären 2 oder durch den sekundären 3 Bremsaktor erzeugte Bremsdruck von einer Betätigung eines Betätigungselements 4 durch den Fahrer ab, beispielsweise über eine Betätigung eines Bremspedals 4. Diese Betätigung wird dann in einen entsprechenden Bremsdruck mittels des primären und/oder sekundären Bremsaktors 2,3 umgesetzt. Eine Bremswunschvorgabe seitens des Fahrers kann auch über andere Betätigungselemente 4 erfolgen, beispielsweise über einen Drehknopf, einen Schieber, oder einen Hebel.
Eine Bremsvorgabe über das Betätigungselement 4 kann in Form eines Ausmaßes der Betätigung des Betätigungselements 4 durch den Fahrer vorliegen, und wird durch eine Steuereinheit 5 - mittels geeigneter Sensorik ermittelt. Eine Größe zur Ermittlung der Fahrervorgabe kann beispielsweise ein Auslenkungsweg und/ oder eine Betätigungskraft sein. Ebenso kann eine Größe zur Ermittlung der Fahrervorgabe eine auf Auslenkungsweg und/oder Betätigungskraft zurückgehende Größe sein oder aus diesen abgeleitet werden.
Die Steuereinheit 5 gibt die fahrerabhängige Bremsvorgabe an die jeweiligen Steuergeräte 15 und 16 des primären 2 und sekundären Bremsaktors 3 in Form der Fahrervorgabe 6a an das Steuergerät 15 des primären Bremsaktors 2 bzw. in Form der Fahrervorgabe 6b an das Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 weiter. Dabei sind die Bremsvorgaben 6a und 6b identische Größen und werden zu Redundanzzwecken dem primären Bremsaktor 2 und dem sekundären Bremsaktor 3 jeweils respektive zugeführt.
Das weitere System 10 gibt die fahrerunabhängige Bremsvorgabe 11a und 11b an die jeweiligen Steuergeräte 15, 16 des primären 2 und sekundären Bremsaktor 3 in Form der Fahrervorgabe 11a an das Steuergerät 15 des primären Bremsaktors 2 bzw. 11b an das Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 weiter. Auch die Bremsvorgaben 11a und 11b sind identische Größen und werden zu Redundanzzwecken dem primären Bremsaktor 2 und dem sekundären Bremsaktor 3 respektive zugeführt.
Sowohl im Fall einer fahrerabhängigen Bremsvorgabe 6a, 6b, als auch im Fall einer fahrerunabhängigen Bremsvorgabe 11a, 11b wird im Folgenden von einer Bremsvorgabe gesprochen werden.
Die Steuergeräte 15 und 16 des primären 2 und sekundären 3 Bremsaktors sind über ein Kommunikationssystem 7 miteinander verbunden, beispielsweise über einen Kommunikationsbus 7. Über ein solches Kommunikationssystem 7 können die beteiligten Bremsaktoren 2,3 direkt Signale untereinander austauschen. So kann beispielsweise der primäre Bremsaktor 2 einen Fehlerzustand 8 direkt an den sekundären Bremsaktor 3 übermitteln. Übermittelt der primäre Bremsaktor 2 an den sekundären Bremsaktor 3 einen Fehlerzustand 8, so kann beispielsweise eine bisher durch den oder mit dem primären Bremsaktor 2 durchgeführte Bremsung durch den sekundären Bremsaktor 3 übernommen und oder fortgeführt werden. Eine solche Funktion wird auch als eine Hydraulic Boost Compensation HBC bezeichnet.
Bremseingriffe manifestieren sich in der Regel bei Fahrzeugen in einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, also in Form einer Beschleunigung und/oder Verzögerung. Eine Beschleunigung und/oder Verzögerung lässt sich mittels eines Beschleunigungssensors 9 erfassen. Ein Beschleunigungssignal 14 eines Beschleunigungssensors 9 kann über das Kommunikationssystem 7 an unterschiedlichen Stellen im Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden, so auch im primären 2 und/oder sekundären Bremsaktor 3, dort den jeweiligen Steuergeräten 15 beziehungsweise 16.
In der nun beschriebenen Anwendung soll mittels des sekundären Bremsaktors 3 ein Ausfall des primären Bremsaktors 2 erkannt werden. Insbesondere soll diese Erkennung unabhängig von einer Übermittlung des Fehlerzustands 8 durch den primären Bremsaktor 2 selbst erfolgen.
Im Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 wird der mittels des primären Bremsaktors 2 aufgebaute Bremsdruck 13 überwacht. Der mittels des primären Bremsaktors 2 aufgebaute Bremsdruck kann dabei mittels eines Drucksensors 12 des Bremssystems 1 ermittelt werden, welcher den resultierenden Druck 13 im Hauptbremszylinder des Bremssystems 1 erfassen kann.
Der erfasste Bremsdruck kann dann im Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 mit einer vorliegenden Bremsvorgabe - fahrerabhängig oder fahrerunabhängig - 6b, 11b verglichen werden. Ein derartiger Vergleich kann beispielsweise mittels eines Kennfelds, oder einer Kennlinie erfolgen, welche vorab im Fahrzeug hinterlegt wurde. Ein solches Kennfeld oder eine solche Kennlinie müssen nicht zwingend fest im Fahrzeug vorgesehen sein, sie können auch im laufenden Betrieb aktualisiert werden oder zu bestimmten Intervallen, beispielsweise bei Zündung-An oder bei Inspektionen. Ebenso kann eine Anpassung derartiger Kennlinien oder Kennfelder über eine Auswahl eines Fahrmodus des Fahrzeugs erfolgen. So kann beispielsweise über einen Wählschalter im Fahrzeug ein Fahrzeug in einem Sportmodus und in einen Komfortmodus betrieben werden.
Ein Beispiel einer Kennlinie 17 ist in 3 gezeigt. 3 zeigt einen Verlauf der Kennlinie zwischen Bremsdruck 13 und Bremsvorgabe 6a, 6b, 11a, 11b. Zu Beginn steigt der Bremsdruck 13 mit zunehmender Bremsvorgabe 6a, 6b, 11a, 11b an und erreicht dann ein Druckniveau, wenn der primäre Bremsaktor 2 nicht mehr in der Lage ist den Bremsdruckaufbau fortzuführen. Dabei spricht man auch vom Erreichen eines Aussteuerdrucks 18. Eine solche Kennlinie 17 kann für fahrerabhängige und fahrerunabhängige Bremsvorgaben 6a, 6b, 11a, 11b identisch vorgegeben sein, jedoch auch unterschiedlich voneinander. Hier ist beispielhaft nur eine Kennlinie 17 gezeigt.
Weicht der anhand der Bremsvorgabe 6a, 11a mittels des primären Bremsaktors 2 eingestellte Bremsdruck 13 von einem anhand der Kennlinie 17 oder des Kennfelds erwarteten Soll-Bremsdruck ab, so deutet dies auf einen Fehler im Bremssystem 1 hin.
Zum einen kann dabei ein Ausfall und/oder ein Fehler des primären Bremsaktors 2 vorliegen. Zum anderen kann dabei ein Fehler im Drucksensor 12, der Signalübertragung des Drucksensor 12 und/ oder in der Signalverarbeitung des Drucksensors 12 im sekundären Bremsaktor 3 vorliegen.
Im Folgenden wird beschrieben, wie eine Fehlerzuordnung erfolgen kann, die dann zu einer entsprechenden Ersatzreaktion führt.
Die mittels des Sensors 9 ermittelte Fahrzeugverzögerung 14 kann herangezogen werden. Die Fahrzeugverzögerung 14 wird mit der Bremswunschvorgabe 6b - beziehungsweise 11b des sekundären Bremsaktors 3 analysiert.
Für eine derartige Analyse kann die im Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 verfügbare weitere Bremsvorgabe 6b, 11b zusammen mit einer Fahrzeugverzögerung 14 plausibilisiert werden. Diese Plausibilisierung erfolgt dabei anhand einer Kennlinie und/oder eines Kennfelds. Ein Beispiel einer Verzögerungs-Bremsvorgabe Kennlinie 19 ist in 4 dargestellt, welche eine Relation zwischen Verzögerung 14 und Bremsvorgabe 6a, 6b, 11a, 11b zeigt. In anderen Worten ist die erwartete Fahrzeugverzögerung 14 bei Vorliegen einer Bremsvorgabe 6a, 6b, 11a, 11b aufgetragen, wobei die Bremsvorgabe fahrerabhängig (6a, 6b) oder fahrerunabhängig (11a, 11b) sein kann.
Die gezeigte Kennlinie 19 kann dabei ansteigend mit wachsender Steigung bei höheren Bremsvorgaben verlaufen und kann wie oben bei der Kennlinie des Bremsdrucks bereits beschrieben ein Plateau erreichen, entsprechend einem Aussteuerdruck des primären Bremsaktors 2.
Anhand der weiteren Kennlinie 20 soll verdeutlicht werden, dass die Überprüfung, ob die Fahrzeugverzögerung 14 zur Bremsvorgabe 6b, 11b passt, also in anderen Worten die Plausibilisierung im Rahmen gewisser Toleranzen / gewisser Toleranzspannen erfolgen kann. Im Unterschied zur Kennlinie 19 wurden bei der Kennlinie 20 weitere Größen berücksichtigt, die den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren. Dabei können in die Berechnung oder Bestimmung der Kennlinie weitere Größen einfließen. Als solche Größen kommen unter anderen in Frage: das Fahrzeuggewicht, die vorherrschenden Bremsreibkoeffizienten, die Fahrbahnneigung und die Straßenreibwerte. Diese Größen liegen oft als geschätzte Werte im Fahrzeug vor, die die aktuelle Fahrsituation widerspiegeln.
Da die Größen oft Schätzgrößen sind, ist eine gewisse Toleranzspanne der Kennlinie erforderlich.
Im Folgenden wird ein Ablauf des Verfahrens zum Betreiben des Bremssystems 1 anhand von 2 beschrieben.
Es wird davon ausgegangen, dass der primäre Bremsaktor 2 in dieser Betriebssituation alleinig für den Druckaufbau verantwortlich ist.
In einem ersten Schritt 201 wird überprüft ob die Randbedingungen für die Überwachung der Bremsvorgabe 6b, 11b und des Bremsdrucks 13 im sekundären Bremsaktor 3 vorliegen. Solche Randbedingungen können ein funktionierender Zustand des Drucksensors 12, die Gültigkeit der Bremsvorgaben 6a, 11a an das Steuergerät des primären Bremsaktors 2 bzw. 6b, 11b an das Steuergerät des sekundären Bremsaktors 3 und ein Ausschluss von Fahrzuständen des Fahrzeuges sein, welche eine Überwachung der Bremsvorgabe ungültig machen, oder zu einem falschen Ergebnis führen (z.B. Stillstand und Degradierungen des primären Bremsaktors). Solche Fahrzustände können bewirken, dass die vorgesehene Abhängigkeit zwischen Bremsvorgabe und Bremsdruck und damit auch von Bremsvorgabe und Fahrzeugverzögerung von vornherein nicht erreicht werden kann.
In einem Schritt 202, wird überprüft, ob der vorliegende Bremsdruck 13, welcher im sekundären Bremsaktor 3 ermittelt wurde, zur vorliegenden weiteren Bremsvorgabe 6b, 11b passt, die im Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 vorliegt. Dies erfolgt, wie bereits geschildert, anhand vorliegender Kennlinien 17 und/oder Kennfelder. Über die Kennlinien 17 und/oder Kennfelder ist eine Relation zwischen Bremsdruck 13 und Bremsvorgabe 6b, 11b im Fahrzeug hinterlegt. Die Überwachung der Bremsdruckvorgabe 11b, 6b und des Bremsdrucks 13 können dabei dauerhaft auf dem Steuergerät 16 aktiviert sein.
Bei der Überwachungsfunktion im sekundären Bremsaktor 3 kann ein Zeitfilter oder zusätzliche Aktivierungsbedingungen, wie beispielsweise Pumpen- oder Ventil-Aktivitäten im sekundären Bremsaktor 3 berücksichtigt werden. Eine Ansteuerung von Pumpen und/oder Ventilen im sekundären Bremsaktor 3 kann zu Druckspitzen oder kurzfristig unplausiblen Druckwerten führen, die die Überwachung stören könnten.
Liegt eine Abweichung zwischen der weiteren Bremsvorgabe 6b, 11b und dem anhand der Kennlinien 17 und/oder Kennfelder hinterlegtem Bremsdruck vor, geht das Verfahren in Schritt 203 weiter. Eine Abweichung kann dabei innerhalb gewisser Grenzen auch toleriert werden, was beispielsweise in Form von Schwellenwerten für die Abweichung hinterlegt sein kann. Dabei wird dann erst ab Überschreiten eines Schwellenwerts für die Abweichung das Verfahren in Schritt 203 fortgeführt. Die Toleranzen / Schwellenwerte sind in 3 nicht eingezeichnet.
In Schritt 203 wird überprüft, ob bereits ein Fehlersignal 8 seitens des primären Bremsaktors 2 selbst vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren in zwei unterschiedlichen Zweigen weiter verlaufen. Liegt bereits ein Fehlersignal 8 seitens des primären Bremsaktors vor, so wird das Verfahren beendet. Dabei ist möglich, dass dann der sekundäre Bremsaktor 3 die Bremsdruckeinstellung über die weitere Bremsvorgabe 6b, 11b übernimmt oder bereits übernommen hat.
In beiden fortführenden Zweigen - 204, 206 und 207, beziehungsweise 205, 208 und 209 - wird die vorliegende Fahrsituation anhand der vorliegenden Fahrzeugverzögerung 14 - wie oben beschrieben ermittelt mit dem Beschleunigungssensor 9 - herangezogen. Dabei wird überprüft, ob eine Fahrzeugverzögerung 14 vorherrscht, welche zur Bremsvorgabe 6b, 11b passt (Schritt 204), oder ob die vorliegende Fahrzeugverzögerung von der Bremsvorgabe 6b,11b abweicht (Schritt 205).
Passt die vorliegende Fahrzeugverzögerung 14 zur Bremsvorgabe 6b, 11b (Schritt 204), so wird auf einen Fehler im Umfeld des sekundären Bremsaktors 3 erkannt (Schritt 206). Insbesondere kann auf einen Fehler in der Bremsdruckermittlung des Bremsdrucks 13 erkannt werden, Dabei ist zu beachten, dass eine Abweichung zwischen Bremsvorgabe 6b, 11b und gemessenen Bremsdruck 13 vorherrscht, allerdings die Fahrzeugverzögerung 14 zur Bremsvorgabe 6b, 11b passt. Daher kann davon ausgegangen werden, dass der Fehler nicht im Bereich des primären Bremsaktors 2 liegt. Eine Fehlerallokation deutet dabei auf einen defekten Drucksensor 12 hin, oder auf einen Fehler in der Signalaufbereitung des Drucksensors 12.
In Folge (Schritt 207) wird eine erste Ersatzreaktion ausgelöst, bei der ein Weiterbetreiben des sekundären Bremsaktors 3 unterbunden wird, oder zumindest in dem Umfang unterbunden wird, soweit er auf Signale des Drucksensors 12 aufsetzt.
Ein Weiterbetreiben des sekundären Bremsaktors 3 kann jedoch anhand einer p-V-Kennlinie weiter erfolgen, welche den aufgebauten Druck im Bremssystem in Relation zum durch das ins Bremssystem 1 verschobene Volumen an Bremsflüssigkeit darstellt. So kann das durch den primären Bremsaktor 2 eingebrachte Volumen V, beispielsweise aus dem Stellweg des primären Aktors 2 ermittelt werden. Ebenso kann eine Momentenabschätzung des primären Aktor 2 erfolgen, der in diesen Situationen ja intakt ist. Über diese genannten Größen kann dann eine Druckabschätzung erfolgen, die bei Bedarf zum Betrieb des sekundären Aktors genutzt werden kann. Als Beispiele seien Funktionen wie Standard Druckaufbauverfahren im ESP, beispielsweise für Vehicle Hold oder Stabilitätseingriffe im ESP genannt.
Passt die vorliegende Fahrzeugverzögerung 14 nicht zur Bremsvorgabe 6b, 11b (Schritt 205), so wird auf einen Fehler im Umfeld des primären Bremsaktors 2 erkannt (Schritt 208). In dieser Situation passt weder der Bremsdruck 13 noch die Fahrzeugverzögerung 14 zur Bremsvorgabe.
In Folge wird (Schritt 209) eine zweite Ersatzreaktion ausgelöst, mittels derer die Bremsdruckeinstellung dann durch den sekundären Bremsaktor 3 und nicht mehr durch den primären Bremsaktor 2 erfolgt. Dabei basiert die Bremsdruckeinstellung durch den sekundären Bremsaktor 3 auf der weiteren Bremsvorgabe 6b, 11b.
Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform wurde davon ausgegangen, dass die Überwachung des Bremsdrucks 13 und die Plausibilisierung des Bremsdrucks mit der Bremsvorgabe 6b, 11b im Steuergerät 16 des sekundären Bremsaktors 3 erfolgt.
In anderen Ausführungsformen ist es jedoch möglich, dass die Analyse, ob der mittels des primären Bremsaktors 2 erzeugte Bremsdruck 13, welcher mittels des sekundären Bremsaktors 3 und einem zugeordneten Bremsdrucksensor 12 ermittelt wird, zur Bremsvorgabe 6b, 11b passt auch auf anderen Steuergeräten als dem Steuergerät 16 des zweiten Bremsaktors 3 erfolgt.
Zum einen kann ein anderes im Fahrzeug befindliches Steuergerät diese Analysefunktion übernehmen, beispielsweise ein Steuergerät 10, welches eigentlich für Fahrerassistenzfunktionen zuständig ist, oder alternativ ein übergeordnetes Steuergerät, welches beispielsweise ein Zentralrechner des Fahrzeugs ist. Die erforderlichen Daten, um die Analyse auf einem weiteren Steuergerät durchzuführen, beispielsweise Bremsdruck 13 sowie Bremsvorgabe 6b, 11b können dem weiteren Steuergerät 10 über geeignete Kommunikationskanäle, beispielsweise über das Kommunikationsnetzwerk 7 (Bus-System) zur Verfügung gestellt werden, ebenso ist eine drahtlose Datenübertragung innerhalb des Fahrzeugs möglich.
Ebenso kann die Analyse ob die vorliegende Fahrzeugverzögerung zu Bremsvorgabe 11b, 6b passt im Rahmen der Fehlerallokation auf einem weiteren Steuergerät, beispielsweise Fahrzeugrechner 10 und/oder Fahrerassistenzsteuergerät 10 erfolgen.
Ebenso ist denkbar, dass die Analyse, ob der erreichte Bremsdruck 13 der Bremsvorgabe 6b, 11b entspricht, außerhalb des Fahrzeugs erfolgt, beispielsweise in einem fahrzeugexternen Steuergerät 21 oder Rechner, wobei das fahrzeugexterne Steuergerät 21 oder der Rechner dann auf entsprechende Daten des Fahrzeugs zurückgreift. Derartige Daten wären der erreichte Bremsdrucks 13, sowie die Bremsvorgabe 6b, 11b. Auch mit einem fahrzeugexternen Steuergerät 21 oder Rechner kann überprüft werden, ob die vorliegende Fahrzeugverzögerung zu Bremsvorgabe 11b, 6b passt. Dazu kann dann die Bremswunschvorgabe 6b, 11b auch direkt dem fahrzeugexternen Steuergerät 21 oder Rechner zur Verfügung gestellt werden. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die Bremsvorgabe 6b, 11b weiterhin dem sekundären Bremsaktor 3 zur Verfügung gestellt wird und von diesem zum fahrzeugexternen Steuergerät 21 oder Rechner übermittelt wird.
Eine Datenübertragung an fahrzeugexterne Steuergeräte, beispielsweise in eine Cloud kann dabei über geeignete Kommunikationsmittel, beispielsweise Datenverbindungen über das Internet erfolgen.
Eine Ersatzreaktion bei Ausfall des primären Bremsaktors 2, wie er in der 1. Ausführungsform dargestellt wurde, kann dabei weiterhin - sowohl bei weiteren Steuergeräten 10 innerhalb des Fahrzeugs als auch bei fahrzeugexternen Steuergeräten 21 oder Rechnern - mit dem sekundären Bremsaktor 3 durchgeführt werden.
Für den Fall, dass das Bremssystem 1, neben den hydraulischen Stellern beziehungsweise Aktoren, also neben dem primären Bremsaktor 2 und dem sekundären Bremsaktor 3 weitere Bremskomponenten umfasst, können diese ebenfalls für eine Ersatzreaktion herangezogen werden. Derartige weitere Bremskomponenten können beispielsweise eine elektrisch aktuierbare Parkbremse, eine an wenigstens einem zu bremsenden Rad angeordnete elektromotorische Bremse, oder auch ein Generator eines E- oder Hybridfahrzeugs sein, der bei der Rekuperation eine Bremswirkung erzeugt.
Bisher wurde von einem Verzögerungssignal 14 gesprochen, wobei dieses auch nicht direkt gemessen vorliegen kann, sondern aus anderen Größen abgeleitet vorliegen kann, beispielsweise aus Messungen mit Inertialsensoren oder Raddrehzahlsensoren oder auch abgeleitet aus einem Positionsbestimmungssystem.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Tatsache, dass 2 Bremsvorgaben 6a,6b, oder 11a, 11b an unterschiedlichen Stellen im Bremssystem zur Verfügung gestellt werden, die dann mittels einem vorliegenden Bremsdrucks plausibilisiert werden, sowie zur Fehlerallokation mittels einer vorliegenden Fahrzeugverzögerung weiter analysiert werden, es ermöglicht, dass ein Ausfall eines primären Bremsaktors sicher erkannt werden kann, und mittels einer adäquaten Ersatzreaktion berücksichtigt werden kann.
Es ist auch denkbar, dass die Überwachung des Bremsdrucks im primären Bremsaktor 2 verankert wird, somit würde sich der primäre Bremsaktor selbst überwachen, allerdings basierend auf dem mit dem sekundären Bremsaktor 3 ermittelten Bremsdruck 13. Die Bremsvorgabe 6a, 11a, die im primären Bremsaktor vorhanden ist, wird entsprechend einer Funktion, beispielsweise einer Kennlinie in einen Solldruck umgerechnet, welcher vom primären Bremsaktor 2 gestellt werden soll. Der primäre Bremsaktor 2 empfängt den vom sekundären Bremsaktor 3 gemessenen Druck. In einer internen Überwachungsfunktion des primären Bremsaktors wird nun der Soll-Bremsdruck mit dem erreichten Druck kontinuierlich verglichen.
Bei der Überwachungsfunktion im primären Bremsaktor 2 kann ein Zeitfilter oder zusätzliche Aktivierungsbedingungen, wie beispielsweise Pumpen oder Ventil-Aktivitäten im sekundären Bremsaktor 3 berücksichtigt werden. Eine Ansteuerung von Pumpen und/oder Ventilen im sekundären Bremsaktor kann zu Druckspitzen / kurzfristig unplausiblen Druckwerten führen, die die Überwachung stören könnten.
Über- oder unterschreitet die Differenz von Soll-Druck und Ist-Druck einen definierten Schwellwert, bedeutet dies, dass der primäre Bremsaktor 2 nicht oder unzureichend in der Lage war, die Bremsvorgabe umzusetzen. In dieser Situation ist dann eine Degradation des primären Bremsaktors erforderlich und eine damit verbundene Übergabe an den sekundären Bremsaktor.
Der primäre Bremsaktor 2 degradiert sich selbst und leitet damit die Übergabe an den sekundären Bremsaktor 3 ein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009001135 A1 [0001]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Bremssystems (1) umfassend einen primären Bremsaktor (2) und einen sekundären Bremsaktor (3), wobei - mittels des primären Bremsaktors (2) basierend auf einer ersten Bremsvorgabe (6a, 11a) ein Bremsdruck eingestellt wird, - mittels eines Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder mittels eines weiteren Steuergeräts (10,21), ein mittels des primären Bremsaktors (2) eingestellter Bremsdruck (13) eingelesen wird, und - mittels des Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder eines weiteren Steuergeräts (10,21) eine erste Plausibilisierung (202) des ermittelten Bremsdrucks (13) mit einer zweiten Bremsvorgabe (6b, 11b) erfolgt, die dem Steuergerät (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder dem weiteren Steuergerät (10, 21) zugeleitet wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei negativer erster Plausibilisierung eine zweite Plausibilisierung (204,205) mittels eines Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder eines weiteren Steuergeräts (10,21) unter Einbeziehung der zweiten Bremsvorgabe (6b, 11b) und eines Verzögerungssignals (14) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bremsvorgabe (6a, 11 a) sowie die zweite Bremsvorgabe (6b, 11b) identisch sind und wobei insbesondere die erste Bremsvorgabe (6a, 11 a) sowie die zweite Bremsvorgabe (6b, 11 b) auf eine identische Quelle zurückgehen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bremsvorgabe (6a,11a) und die zweite Bremsvorgabe (6b, 11b) fahrerabhängige (6a,6b) oder fahrerunabhängige (11a,11b) Bremsvorgaben sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der zweiten Plausibilisierung (204,205) eine Allokation (206,208) eines Fehlers im Umfeld des primären Bremsaktors (2) erfolgt (208), wenn die zweite Plausibilisierung der Bremsvorgabe (6b,11b) mit dem Verzögerungssignal (14) negativ (205) ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Fehlerallokation (206,208) eine entsprechende Ersatzreaktion (207,209) zur Bremsung des Fahrzeugs ausgelöst wird, wobei als erste Ersatzreaktion (209) eine Bremsdruckeinstellung mittels des sekundären Bremsaktors (3) erfolgt und /oder mittels des sekundären Bremsaktors (3) fortgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der zweiten Plausibilisierung (204,205) eine Allokation (206,208) eines Fehlers im Umfeld des sekundären Bremsaktors (3) erfolgt, insbesondere im Umfeld der Bremsdruckermittlung, im Umfeld des Drucksensors (12) oder im Umfeld des Drucksensorsignals (13) erfolgt, wenn die zweite Plausibilisierung der Bremsvorgabe (6b,11b) mit dem Verzögerungssignal (14) positiv (204) ist.
Verfahren nach einem der Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Fehlerallokation (206,208) eine entsprechende Ersatzreaktion (207,209) zur Bremsung des Fahrzeugs ausgelöst wird, wobei als zweite Ersatzreaktion (207) eine Bremsdruckeinstellung mittels des sekundären Bremsaktors (3) unterbunden wird, insbesondere insoweit unterbunden wird, als dass die Bremsdruckeinstellung unter Einbeziehung des Drucksensorsignals (13) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Plausibilisierung (202) anhand einer ersten Art von Kennlinien und/oder Kennfeldern (17) erfolgt, durch die eine Relation zwischen Bremsdruck (13) und zweiter Bremsvorgabe (6b, 11b) festgelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite Plausibilisierung (204, 205) anhand einer zweiten Art von Kennlinien und/oder Kennfeldern (19, 20) erfolgt, durch die eine Relation zwischen Fahrzeugverzögerung (13) und zweiter Bremsvorgabe (6b, 11b) festgelegt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überprüfung (203) auf ein vorliegendes Fehlersignal (8) erfolgt, welches durch den primären Bremsaktor (2) gesetzt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das weitere Steuergerät ein fahrzeuginternes (10) oder ein fahrzeugexternes (21) weiteres Steuergerät ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem weiteren Steuergerät (10,21) zumindest der Bremsdruck (13), das Verzögerungssignal (14) und die erste oder zweite Bremsvorgabe (6a, 6b, 11a, 11b) zur Auswertung über Kommunikationsmittel (7), insbesondere über fahrzeugexterne oder fahrzeuginterne Kommunikationsmittel zugeführt werden, oder dem weiteren Steuergerät (10,21) bereits vorliegen.
Bremssystem (1) für ein Fahrzeug umfassend einen primären Bremsaktor (2) und einen sekundären Bremsaktor (3), wobei - mittels des primären Bremsaktors (2) basierend auf einer ersten Bremsvorgabe (6a, 11a) ein Bremsdruck einstellbar ist, - mittels eines Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder mittels eines weiteren Steuergeräts (10,21), ein mittels des primären Bremsaktors (2) eingestellter Bremsdruck (13) einlesbar ist, und mittels des Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder eines weiteren Steuergeräts (10,21) eine erste Plausibilisierung (202) des ermittelten Bremsdrucks (13) mit einer zweiten Bremsvorgabe (6b, 11b) durchführbar ist, die dem Steuergerät (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder dem weiteren Steuergerät (10, 21) zugeleitet wurde.
Bremssystem (1) nach Anspruch 14, wobei bei negativer erster Plausibilisierung eine zweite Plausibilisierung (204,205) mittels eines Steuergeräts (16) des sekundären Bremsaktors (3) oder eines weiteren Steuergeräts (10,21) unter Einbeziehung der zweiten Bremsvorgabe (6b, 11b) und eines Verzögerungssignals (14) durchführbar ist.