DE102024203588A1

DE102024203588A1 - Braking system, motor vehicle and method

Info

Publication number: DE102024203588A1
Application number: DE102024203588.2A
Authority: DE
Inventors: Philipp Seibold; Christian Frank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2024-04-18
Filing date: 2024-04-18
Publication date: 2025-10-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, das eine einem Bremspedal zugeordnete Pedalsensorik (4) und wenigstens ein Steuergerät (2,3) aufweist, wobei die Pedalsensorik (4) wenigstens zwei redundante Sensoren (S1,S3; S2,S4) aufweist. Es ist vorgesehen, dass die Pedalsensorik (4) zwei Sensorgruppen mit jeweils zwei redundanten Sensoren (S1,S3; S2,S4) aufweist, wobei sich die Sensoren(S1,S3,S2,S4) der einen Sensorgruppe von den Sensoren(S1,S3,S2,S4) der anderen Sensorgruppe unterscheiden, wobei zwei Sensoren(S1,S3,S2,S4) mit einem Steuergerät (2)und zwei Sensoren(S1,S3,S2,S4) mit einem andere Steuergerät (3) verbunden sind, und dass die Steuergeräte (2,3) miteinander verbunden sind, um die Signale aller Sensoren (S1,S3,S2,S4) zu plausibilisieren. The invention relates to a braking system (1) for a motor vehicle, comprising a pedal sensor system (4) assigned to a brake pedal and at least one control unit (2, 3), wherein the pedal sensor system (4) has at least two redundant sensors (S1, S3; S2, S4). It is provided that the pedal sensor system (4) has two sensor groups, each with two redundant sensors (S1, S3; S2, S4), wherein the sensors (S1, S3, S2, S4) of one sensor group differ from the sensors (S1, S3, S2, S4) of the other sensor group, wherein two sensors (S1, S3, S2, S4) are connected to one control unit (2) and two sensors (S1, S3, S2, S4) are connected to another control unit (3), and wherein the control units (2, 3) are connected to one another in order to perform a plausibility check on the signals of all sensors (S1, S3, S2, S4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Kraftfahrzeug, das ein Bremspedal, eine dem Bremspedal zugeordnete Pedalsensorik und wenigstens ein Steuergerät aufweist, wobei die Pedalsensorik wenigstens zwei redundante Sensoren aufweist.The present invention relates to a braking system for a motor vehicle, which has a brake pedal, a pedal sensor system assigned to the brake pedal and at least one control unit, wherein the pedal sensor system has at least two redundant sensors.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Bremssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremssystems sowie eines solchen Kraftfahrzeugs.Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a braking system and to a method for operating such a braking system and such a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Bremssysteme der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Während bei herkömmlichen Bremssystemen das Bremspedal noch mechanisch mit einem Hauptbremszylinder und/oder einem Bremskraftverstärker gekoppelt ist, sodass der Fahrer jederzeit durch Betätigen des Bremspedals einen Hydraulikdruck im Bremssystem erzeugen kann, ist dies bei moderneren Bremssystemen, die auf eine mechanische Verbindung verzichten, nicht mehr der Fall. Bei sogenannten Brake-by-Wire-Systemen ist dem Bremspedal eine Pedalsensorik zugeordnet, welche die Pedalbetätigung überwacht beziehungsweise erfasst und entsprechende Signale an ein oder mehrere Steuergeräte sendet, die dann in Abhängigkeit von den erfassten Signalen einen oder mehrere Bremsaktuatoren des Bremssystems anzusteuern. Bei diesen Bremsaktuatoren kann es sich beispielsweise um einen oder mehrere ansteuerbare hydraulische Druckerzeuger handeln, die mit hydraulisch betätigbaren Radbremsen des Bremssystems beziehungsweise des Kraftfahrzeugs verbunden sind. Auch können die Steuergeräte mit Bremsaktuatoren verbunden sein, die direkt jeweils einem Rad oder einer Radbremse des Rads zugeordnet und elektromechanisch arbeitend ausgebildet sind, sodass auf eine hydraulische Übertragung insgesamt verzichtet wird.Braking systems of the type mentioned above are known from the prior art. While in conventional braking systems the brake pedal is still mechanically coupled to a master brake cylinder and/or a brake booster, allowing the driver to generate hydraulic pressure in the braking system at any time by pressing the brake pedal, this is no longer the case with more modern braking systems that dispense with a mechanical connection. In so-called brake-by-wire systems, a pedal sensor is assigned to the brake pedal, which monitors or detects pedal actuation and sends corresponding signals to one or more control units, which then control one or more brake actuators of the braking system depending on the detected signals. These brake actuators can, for example, be one or more controllable hydraulic pressure generators connected to hydraulically actuated wheel brakes of the braking system or the motor vehicle. The control units can also be connected to brake actuators that are directly assigned to a wheel or wheel brake of the wheel and are designed to operate electromechanically, thus eliminating the need for hydraulic transmission altogether.

In jedem Fall ist es wichtig, dass die Pedalsensorik stets zuverlässig funktioniert, da ansonsten auch in einer Notsituation der Fahrer durch Betätigung des Bremspedals das Kraftfahrzeug nicht mehr verzögern könnte. Um dies zu vermeiden, wird bei Brake-by-Wire-Systemen die Pedalsensorik durch redundante Sensoren gebildet, sodass dann, wenn einer der Sensoren ausfällt, ein Bremswunsch durch den verbleibenden Sensor weiter erfasst und entsprechend umgesetzt werden kann. Fällt einer der Sensoren aus, wird häufig außerdem ein Warnsignal oder eine Warnmeldung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben, sodass dieser schnellstmöglich eine Werkstatt anfährt, um den Sensor auszutauschen. Durch die redundante Ausbildung der Sensoren ist das Erreichen der Werkstatt aber auch weiterhin sicher möglich.In any case, it is important that the pedal sensors always function reliably, since otherwise the driver would no longer be able to decelerate the vehicle by pressing the brake pedal, even in an emergency situation. To avoid this, the pedal sensors in brake-by-wire systems are formed by redundant sensors. This means that if one of the sensors fails, a braking request can still be detected by the remaining sensor and implemented accordingly. If one of the sensors fails, a warning signal or warning message is often also sent to the driver of the vehicle, so that they can drive to a workshop as quickly as possible to have the sensor replaced. The redundant design of the sensors means that reaching the workshop safely is still possible.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Bremssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Pedalsensorik in vorteilhafter Weise überwacht wird beziehungsweise überwachbar ist, um ein schnelles Erkennen eines fehlerhaften Sensors oder Sensorsignals zu gewährleisten, und um außerdem einen dauerhaft sicheren Weiterbetrieb des Kraftfahrzeugs für den Fall eines fehlerhaften Sensors zu gewährleisten. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Pedalsensorik zwei Sensorgruppen mit jeweils zwei redundanten Sensoren aufweist, wobei sich die Sensoren der einen Sensorgruppe von den Sensoren der anderen Sensorgruppe unterscheiden, wobei zwei Sensoren mit einem Steuergerät und zwei Sensoren mit einem anderen Steuergerät verbunden sind, und wobei die Steuergeräte miteinander verbunden sind, um die Signale aller Sensoren zu plausibilisieren. Die Erfindung sieht also vor, dass nicht nur zwei, sondern insgesamt mindestens vier Sensoren die Pedalsensorik ausbilden. Dabei sind die vier Sensoren in zwei Gruppen unterteilt, deren Sensoren jeweils gleich ausgebildet sind, also mit dem gleichen Messprinzip arbeiten und die gleiche Messgröße erfassen. Jedoch sind die Sensoren der einen Gruppe anders ausgebildet als die Sensoren der anderen Gruppe, sodass insgesamt zwei unterschiedliche Messprinzipien oder Sensorarten zum Einsatz kommen. Hierdurch ist die Betriebssicherheit des Bremssystems bereits vorteilhaft erhöht. Außerdem sind zwei der insgesamt mindestens vier Sensoren mit dem einem Steuergerät und zwei andere der Sensoren mit dem anderen Steuergerät verbunden. Dabei muss es sich bei den jeweils zwei Sensoren, die mit einem Steuergerät verbunden sind, nicht unbedingt um gleiche Sensoren handeln.The braking system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the pedal sensor system is advantageously monitored or can be monitored to ensure rapid detection of a faulty sensor or sensor signal, and also to ensure continued safe operation of the motor vehicle in the event of a faulty sensor. According to the invention, the pedal sensor system comprises two sensor groups, each with two redundant sensors. The sensors of one sensor group differ from the sensors of the other sensor group. Two sensors are connected to one control unit and two sensors to another control unit, and the control units are connected to each other to check the plausibility of the signals from all sensors. The invention therefore provides that not just two, but a total of at least four sensors form the pedal sensor system. The four sensors are divided into two groups, each of which has the same design, i.e., operates with the same measuring principle and detects the same measured variable. However, the sensors of one group are designed differently than the sensors of the other group, so that a total of two different measuring principles or sensor types are used. This already significantly increases the operational reliability of the braking system. Furthermore, two of the total of at least four sensors are connected to one control unit, and two of the other sensors are connected to the other control unit. The two sensors connected to each control unit do not necessarily have to be the same sensors.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mit dem einen Steuergerät verbundenen Sensoren gleich ausgebildet sind, sich jedoch von den Sensoren, die mit dem anderen Steuergerät verbunden und ebenfalls gleich ausgebildet sind, unterscheiden.According to a preferred embodiment, it is provided that the sensors connected to one control unit are of the same design, but differ from the sensors connected to the other control unit and also of the same design.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die mit dem einen Steuergerät verbundenen Sensoren unterschiedlich ausgebildet, und die mit dem anderen Steuergerät verbundene Sensoren sind ebenfalls unterschiedlich ausgebildet.According to a further preferred embodiment, the sensors connected to one control unit are designed differently, and the sensors connected to the other control unit are also designed differently.

Die Steuergeräte sind vorzugsweise miteinander verbunden, zumindest kommunikationstechnisch, sodass die Signale aller Sensoren plausibilisierbar und insbesondere miteinander vergleichbar sind. Dadurch werden nicht nur die mit einem der Steuergeräte verbundene Sensoren miteinander verglichen und plausibilisiert, sondern alle Sensoren. Fällt beispielsweise einer der Sensoren oder eines der Sensorsignale aus, so kann durch Plausibilisierung der verbleibenden drei Sensorsignale der Weiterbetrieb des Bremssystems mit hoher Sicherheit gewährleistet werden.The control units are preferably interconnected, at least in terms of communication, so that the signals from all sensors can be verified and, in particular, compared with each other. This not only Not only the sensors connected to the control units are compared and validated, but all sensors are checked for plausibility. If, for example, one of the sensors or one of the sensor signals fails, the continued operation of the braking system can be ensured with a high degree of reliability by checking the plausibility of the remaining three sensor signals.

Vorzugsweise sind die beiden Steuergeräte durch einen CAN-Bus miteinander verbunden, wodurch ein schneller Datenaustausch zwischen den beiden Steuergeräten erreichbar ist. Insbesondere sind die beiden Steuergeräte mit einem CAN-Bus-System des Kraftfahrzeugs verbunden, sodass sie durch ein ohnehin im Kraftfahrzeug vorliegendes Kommunikationsmittel miteinander kommunizieren können. Hierdurch ergibt sich eine kostengünstige Implementierung der Ausführungsform der Erfindung in ein bestehendes Bremssystem oder Kraftfahrzeug.Preferably, the two control units are connected to each other via a CAN bus, which enables rapid data exchange between the two control units. In particular, the two control units are connected to a CAN bus system of the motor vehicle, allowing them to communicate with each other via a communication means already present in the motor vehicle. This results in a cost-effective implementation of the embodiment of the invention in an existing braking system or motor vehicle.

Vorzugsweise ist das eine Steuergerät als Bremssteuergerät und das andere Steuergerät als ESP-Steuergerät ausgebildet. Bei dem Bremssteuergerät handelt es sich insbesondere um das Steuergerät, das in Abhängigkeit der Signale der Pedalsensorik eine oder mehrere Bremsaktuatoren und Radbremsen ansteuert, um eine Bremskraft zu erzeugen. Bei dem ESP-Steuergerät handelt es sich um ein Steuergerät des ESP-Systems, das insbesondere in Abhängigkeit der Bremsanforderung sowie dem tatsächlichen Verhalten der gebremsten oder angetriebenen Räder die auf das jeweilige Rad wirkende Bremskraft bei Bedarf beeinflusst, um insbesondere ein Blockieren oder Durchdrehen des jeweiligen Rads zu vermeiden. Das Bremssteuergerät und das ESP-Steuergerät können optional in einem gemeinsamen Gehäuse oder in getrennten Gehäusen untergebracht sein.Preferably, one control unit is designed as a brake control unit and the other control unit as an ESP control unit. The brake control unit is, in particular, the control unit that controls one or more brake actuators and wheel brakes depending on the signals from the pedal sensors in order to generate a braking force. The ESP control unit is a control unit of the ESP system that, in particular depending on the braking request and the actual behavior of the braked or driven wheels, influences the braking force acting on the respective wheel as needed, in particular to prevent the respective wheel from locking or spinning. The brake control unit and the ESP control unit can optionally be housed in a common housing or in separate housings.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eines der Steuergeräte ein Zentralsteuergerät für das Kraftfahrzeug. Bei dem Zentralsteuergerät handelt es sich somit um ein übergeordnetes Steuergerät, das in der Hierarchie der Steuergeräte noch über dem Bremssteuergerät und dem ESP-Steuergerät liegt. Somit ist der Signalempfänger von zumindest zwei der Sensoren nicht als Bremssteuergerät oder als ESP-Steuergerät, sondern als übergeordnetes Zentralsteuergerät, welches die Signale jedoch bevorzugt unverändert oder vorbearbeitet an das Bremssteuergerät und/oder das ESP-Steuergerät weiterleitet, ausgebildet. Optional ist in diesem Fall das andere Steuergerät, das ESP-Steuergerät oder das Bremssteuergerät. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind alle Sensoren der Pedalsensorik mit dem oder mehreren Zentralsteuergeräten verbunden, denen das Bremssteuergerät und das ESP-Steuergerät nachgelagert sind.According to a preferred development of the invention, at least one of the control units is a central control unit for the motor vehicle. The central control unit is thus a higher-level control unit that, in the hierarchy of control units, is located above the brake control unit and the ESP control unit. Thus, the signal receiver of at least two of the sensors is not designed as a brake control unit or as an ESP control unit, but as a higher-level central control unit, which, however, preferably forwards the signals unchanged or pre-processed to the brake control unit and/or the ESP control unit. In this case, the other control unit is optionally the ESP control unit or the brake control unit. According to a further embodiment, all sensors of the pedal sensor system are connected to the one or more central control units downstream of the brake control unit and the ESP control unit.

Vorzugsweise ist zumindest einem der Steuergeräte eine Plausibilisierungseinrichtung zugeordnet, die speziell dazu hergerichtet ist, zur Plausibilisierung die Signale der Sensoren miteinander zu vergleichen. Insbesondere weist jedes der Steuergeräte eine Plausibilisierungseinrichtung auf, um die Signale der Sensoren, mit welchen das jeweilige Steuergerät direkt verbunden ist, miteinander zu vergleichen und zu plausibilisieren. Besonders bevorzugt ist hier zumindest eine der Plausibilisierungseinrichtungen dazu ausgebildet, die Signale aller Sensoren miteinander zu vergleichen, um bei Ausfall eines Sensors die Plausibilität des verbleibenden Sensors des betroffenen Steuergeräts feststellen zu können.Preferably, at least one of the control units is assigned a plausibility check device specifically designed to compare the signals from the sensors for plausibility purposes. In particular, each of the control units has a plausibility check device for comparing and verifying the signals from the sensors to which the respective control unit is directly connected. Particularly preferably, at least one of the plausibility check devices is configured to compare the signals from all sensors in order to determine the plausibility of the remaining sensor of the affected control unit in the event of a sensor failure.

Besonders bevorzugt ist die Plausibilisierungseinrichtung dazu ausgebildet, den Vergleich in Abhängigkeit von einer Übertragungsdauer der Signale durchzuführen. Aufgrund der Verbindung der Steuergeräte miteinander ergibt sich, dass die Signale der Sensoren, die über die Kommunikationsverbindung, insbesondere den CAN-Bus zu der Plausibilisierungseinrichtung oder dem anderen Steuergerät geleitet werden, verzögert ankommen. Diese zeitliche Differenz zwischen den Signalen, die durch die Übertragung entsteht, wird bei dem Vergleich durch die Plausibilisierung in vorteilhafter Weise berücksichtigt und kompensiert, um die Plausibilität festzustellen. Dadurch werden im Signalpfad vorhandene Latenzen berücksichtigt und ausgeglichen, sodass die Plausibilisierung zu dem richtigen Ergebnis und nicht aufgrund von zeitlichen Abweichungen zu Falschmeldungen führt.Particularly preferably, the plausibility check device is configured to perform the comparison depending on the transmission duration of the signals. Due to the interconnection of the control units, the sensor signals, which are transmitted via the communication connection, in particular the CAN bus, to the plausibility check device or the other control unit, arrive with a delay. This time difference between the signals, which arises during transmission, is advantageously taken into account and compensated for during the comparison by the plausibility check in order to determine plausibility. As a result, latencies present in the signal path are taken into account and compensated for, so that the plausibility check produces the correct result and does not lead to false alarms due to temporal deviations.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Bremssystem aus. Es ergeben sich hierdurch die oben bereits genannten Vorteile.The motor vehicle according to the invention with the features of claim 10 is characterized by the braking system according to the invention. This results in the advantages already mentioned above.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben des erfindungsgemäßen Bremssystems oder des Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass die Signale der Sensoren von jedem Steuergerät miteinander verglichen werden, um ihre Plausibilität zu bestimmen. Dabei werden zunächst die Signale der Sensoren miteinander verglichen, die einem der Steuergeräte zugeordnet sind. Es erfolgt somit eine erste Plausibilitätsprüfung. Wird festgestellt, dass die Plausibilitätsprüfung nicht erfolgreich war, beispielsweise weil die Signale zu weit voneinander abweichen oder zu unterschiedlichen Ergebnissen führen, werden außerdem noch die Signale der Sensoren, die dem anderen Steuergerät zugeordnet sind, bei dem Vergleich zusätzlich berücksichtigt. Hierdurch ist eine eindeutige Feststellung einer Fehlfunktion beziehungsweise des defekten Sensors oder der defekten Signalübertragung gewährleistet.The method according to the invention for operating the braking system according to the invention or the motor vehicle is characterized in that the signals from the sensors of each control unit are compared with one another to determine their plausibility. First, the signals from the sensors assigned to one of the control units are compared with one another. This results in an initial plausibility check. If it is determined that the plausibility check was unsuccessful, for example because the signals differ too much from one another or lead to different results, the signals from the sensors assigned to the other control unit are also taken into account in the comparison. This ensures a clear determination of a malfunction or of the defective sensor or defective signal transmission.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem Fall, in dem die Plausibilität eines der Signale eines Sensors an einem Steuergerät nicht festgestellt werden kann, das Signal des verbleibenden Sensors an diesem Steuergerät durch Vergleichen mit den Signalen der Sensoren, die mit dem anderen Steuergerät verbunden sind, plausibilisiert wird. Fällt eines der Signale aus oder einer der Sensoren, verbleiben noch drei funktionsfähige Sensoren, die entsprechende Signale liefern, mithilfe derer eine eindeutige Feststellung der Plausibilität gewährleistet ist. Insbesondere ist dadurch feststellbar, welcher der Sensoren des einen Steuergeräts unplausible Signale liefert.Furthermore, it is preferably provided that, in a case where the plausibility of one of the signals from a sensor on a control unit cannot be determined, the signal from the remaining sensor on this control unit is checked for plausibility by comparing it with the signals from the sensors connected to the other control unit. If one of the signals fails, or one of the sensors fails, three functional sensors remain, which provide corresponding signals, ensuring a clear determination of plausibility. In particular, this makes it possible to determine which of the sensors on one control unit is providing implausible signals.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das eine Steuergerät in Abhängigkeit von dem verbleibenden Signal arbeitet, solange es durch Vergleich mit den Signalen der Sensoren, die mit dem anderen Steuergerät verbunden sind, plausibilisiert wird. Solange also durch den Vergleich aller Signale festgestellt wird, dass eines der Signale, das dem einen Steuergerät zur Verfügung gestellt wird, plausibel ist, wird das Steuergerät weiter in Abhängigkeit von diesem Signal betrieben, sodass in Abhängigkeit von dem einen noch plausiblen Signal beispielsweise einen Bremsaktuator oder eine Druckerzeugervorrichtung oder dergleichen angesteuert wird, um eine gewünschte Verzögerung zu realisieren. Hier ergibt sich der Vorteil, dass durch die Weiterverwendung des betroffenen Steuergeräts, weiterhin eine direkte Ansteuerung ohne zusätzliche Latenzen durch den ursprünglichen Signalpfad gewährleistet ist.Furthermore, it is preferably provided that one control unit operates depending on the remaining signal, as long as its plausibility is verified by comparison with the signals from the sensors connected to the other control unit. Therefore, as long as the comparison of all signals determines that one of the signals provided to one control unit is plausible, the control unit continues to operate depending on this signal, so that, for example, a brake actuator or a pressure generating device or the like is controlled depending on the one still plausible signal in order to achieve a desired deceleration. This has the advantage that the continued use of the affected control unit ensures continued direct control without additional latencies due to the original signal path.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass in einem Fall, in dem die Plausibilität eines der Signale eines Sensors an einem der Steuergeräte nicht festgestellt werden kann, für den Weiterbetrieb dieses Steuergerät nur noch die Signale der Sensoren berücksichtigt, die mit dem anderen Steuergerät verbunden sind. Somit dienen hier die anderen Sensoren beziehungsweise die Sensoren des anderen Steuergeräts als Rückfallebene der Pedalsensorik für den Weiterbetrieb des Bremssystems.According to an alternative embodiment of the invention, it is preferably provided that, in a case where the plausibility of one of the signals from a sensor on one of the control units cannot be determined, this control unit only considers the signals from the sensors connected to the other control unit for continued operation. Thus, the other sensors or the sensors of the other control unit serve as a fallback level of the pedal sensor system for continued operation of the braking system.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Vergleich von Signalen von zwei Sensoren, die mit unterschiedlichen Steuergeräten verbunden sind, eine Übertragungszeit zumindest eines der Signale zu einer Plausibilisierungseinrichtung berücksichtigt wird. Es ergeben sich hierdurch die oben bereits genannten Vorteile. Die Plausibilisierungseinrichtung wird vorzugsweise einem der Steuergeräte zugeordnet oder jedem der Steuergeräte wird jeweils eine Plausibilisierungseinrichtung zugeordnet.Furthermore, it is preferably provided that when comparing signals from two sensors connected to different control units, a transmission time of at least one of the signals to a plausibility check device is taken into account. This results in the advantages already mentioned above. The plausibility check device is preferably assigned to one of the control units, or a plausibility check device is assigned to each of the control units.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen

1 ein Bremssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 das Bremssystem in einem Fehlerfall,
3 das Bremssystem im Fehlerfall mit einer alternativen Rückfallebene,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bremssystems, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bremssystems, jeweils in einer vereinfachten Darstellung.

Further advantages and preferred features and combinations of features emerge in particular from the above description and from the claims. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

1 a braking system according to a first embodiment,
2 the braking system in case of a fault,
3 the braking system with an alternative fallback level in the event of a fault,
4 another embodiment of the braking system, and
5 another embodiment of the braking system, each in a simplified representation.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung ein vorteilhaftes Bremssystem 1 für ein hier nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug. Das Bremssystem 1 weist ein Steuergerät 2 auf, das insbesondere als Bremssteuergerät 2' ausgebildet und mit einem ansteuerbaren Bremsaktuator zur Erzeugung einer Bremskraft oder eines Bremsdrucks verbunden ist. Bei dem Bremsaktuator handelt es sich beispielsweise um einen hydraulischen Druckerzeuger oder um einen elektromechanischen Bremsaktuator für eine Radbremse. Auch kann es sich bei dem Bremsaktuator auch um einen elektromechanischen Bremskraftverstärker handeln. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Bremssystem als hydraulisches Bremssystem ausgebildet. 1 shows a simplified representation of an advantageous braking system 1 for a motor vehicle not shown in detail here. The braking system 1 has a control unit 2, which is designed in particular as a brake control unit 2' and is connected to a controllable brake actuator for generating a braking force or a braking pressure. The brake actuator is, for example, a hydraulic pressure generator or an electromechanical brake actuator for a wheel brake. The brake actuator can also be an electromechanical brake booster. In the present exemplary embodiment, the braking system is designed as a hydraulic braking system.

Weiterhin weist das Bremssystem 1 ein weiteres Steuergerät 3 auf, das vorliegend als ESP-Steuergerät 3' ausgebildet ist. Die beiden Bremssteuergeräte 2' und 3' sind insbesondere dazu ausgebildet, anhand eines Fahrerbremswunsches ein Bremsmoment an den Rädern zu erzeugen. Darüber hinaus stellen sie vorzugsweise verschiedenste Zusatzfunktionen dar, unter anderem zur Stabilisierung des Fahrzeugs, wie eine ABS-Funktion oder ESP-Funktion und/oder andere Sicherheitsfunktionen.Furthermore, the braking system 1 has a further control unit 3, which in this case is designed as an ESP control unit 3'. The two brake control units 2' and 3' are designed in particular to generate a braking torque at the wheels based on a driver braking command. Furthermore, they preferably represent a variety of additional functions, including for stabilizing the vehicle, such as an ABS function or ESP function and/or other safety functions.

Weiterhin weist das Bremssystem 1 eine Pedalsensorik 4 auf. Bei dem vorliegenden Bremssystem 1 handelt es sich um ein Brake-by-Wire-Bremssystem, bei welchem eine mechanische Verbindung zwischen einem von einem Fahrer betätigbaren Bremspedal und dem einen oder gegebenenfalls mehreren Bremskreisen des Bremssystems 1 keine mechanische Verbindung besteht. Vielmehr wird die Betätigung des Bremspedals mithilfe der Pedalsensorik 4 erfasst, und in Abhängigkeit von der erfassten Bremspedalbetätigung, insbesondere durch das Steuergeräts 2, der Bremsaktuator angesteuert, um die vom Fahrer gewünschte Verzögerung zu realisieren.Furthermore, the braking system 1 has a pedal sensor system 4. The present braking system 1 is a brake-by-wire braking system in which there is no mechanical connection between a brake pedal actuated by a driver and one or possibly more brake circuits of the braking system 1. Rather, the actuation of the brake pedal is detected by the pedal sensor system 4, and depending on the detected brake pedal actuation, in particular by the control unit 2, the brake actuator is controlled in order to achieve the deceleration desired by the driver.

Weiterhin ist dem Bremssystem 1 zugehörig ein Zentralsteuergerät 5, das den Steuergeräten 2 und 3 übergeordnet und beispielsweise ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs ist. Durch das Zentralsteuergerät ist insbesondere auch ein Antriebsstrang 6 des Kraftfahrzeugs, oder zumindest eine Antriebsmaschine, insbesondere elektrische Antriebsmaschine, des Antriebsstrangs 6, ansteuerbar, um beispielsweise bei Erfassen einer Bremsanforderung das Kraftfahrzeug durch Rekuperation mittels einer elektrischen Maschine zu verzögern.Furthermore, the braking system 1 includes a central control unit 5, which is superordinate to the control units 2 and 3 and is, for example, a control unit of the motor vehicle. The central control unit can also control, in particular, a drive train 6 of the motor vehicle, or at least one drive motor, in particular an electric drive motor, of the drive train 6, in order to decelerate the motor vehicle through recuperation by means of an electric motor, for example, upon detection of a braking request.

Um das Bremssystem 1 vor einem Ausfall zu bewahren, weist die Pedalsensorik 4 mehrere Sensoren S1, S2, S3 und S4 auf, die jeweils dazu dienen, die Pedalbetätigung zu erfassen. Dabei sind die Sensoren S1 und S3 einer ersten Gruppe von Sensoren zugeordnet und die Sensoren S2 und S4 einer zweiten Gruppe von Sensoren, wobei sich die Messprinzipien der Sensoren der ersten Gruppe von den Messprinzipien der zweiten Gruppe unterscheiden, und wobei die Sensoren der jeweiligen Gruppe gleich ausgebildet sind beziehungsweise die gleichen Messprinzipien nutzen. Durch den Einsatz unterschiedlicher Sensoren wird erreicht, dass die Bremspedalbetätigung auf unterschiedliche Art und Weise erfasst wird, wodurch die Betriebssicherheit des Bremssystems erhöht wird. To protect the braking system 1 from failure, the pedal sensor system 4 has a plurality of sensors S1, S2, S3, and S4, each of which serves to detect pedal actuation. Sensors S1 and S3 are assigned to a first group of sensors, and sensors S2 and S4 to a second group of sensors. The measuring principles of the sensors in the first group differ from those of the second group, and the sensors in each group are of identical design or use the same measuring principles. By using different sensors, the brake pedal actuation is detected in different ways, thereby increasing the operational reliability of the braking system.

Dadurch, dass jeweils zwei Sensoren gleich ausgebildet sind und insoweit redundant vorliegen, wird die Betriebssicherheit weiterhin gesteigert.The fact that two sensors are of the same design and are therefore redundant further increases operational reliability.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sensoren S1 und S2 durch Signalleitungen 7 und 8 mit dem Steuergerät 2 verbunden, während die Sensoren S3 und S4 durch Signalleitungen 9 und 10 mit dem Steuergerät 3 verbunden sind.According to the present embodiment, the sensors S1 and S2 are connected to the control unit 2 by signal lines 7 and 8, while the sensors S3 and S4 are connected to the control unit 3 by signal lines 9 and 10.

Die Steuergeräte 2, 3 weisen jeweils eine Plausibilisierungseinrichtung 11 beziehungsweise 12 auf. Die jeweilige Plausibilisierungseinrichtung 11, 12 ist dazu ausgebildet, die von den Sensoren der Pedalsensorik 4 zugespielten Signale zu plausibilisieren. Dazu vergleicht die Plausibilisierungseinrichtung 11 die Signale der Sensoren S1 und S2 miteinander, und die Plausibilisierungseinrichtung 12 vergleicht die Signale der Sensoren S3 und S4 miteinander.The control units 2, 3 each have a plausibility check device 11 and 12, respectively. The respective plausibility check device 11, 12 is designed to check the plausibility of the signals supplied by the sensors of the pedal sensor system 4. To this end, the plausibility check device 11 compares the signals from sensors S1 and S2, and the plausibility check device 12 compares the signals from sensors S3 and S4.

2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Bremssystems 1, wobei hier lediglich die Steuergeräte 2, 3 sowie die Pedalsensorik 4 gezeigt sind, in einem Anwendungsfall, in welchem das Signal des Sensors S1 gestört ist, sodass die Leitung 7 kein oder nur ein unplausibles Signal an das Bremssteuergerät 2 liefert. Durch den Vergleich der Signale der Sensoren S1 und S2 erkennt die Plausibilisierungseinrichtung 11, dass die Signale der Sensoren S1, S2 nicht zusammenpassen und erkennt, dass eine Fehlfunktion vorliegt. Wobei die Fehlfunktion sowohl in einem der Sensoren S1,S2 selbst als auch in der Signalleitung 7,8 vorliegen kann. Somit kann anhand der Signale der Sensoren S1, S2 keine Plausibilitätsprüfung erfolgreich durchgeführt werden. 2 shows a further schematic representation of the braking system 1, wherein only the control units 2, 3 and the pedal sensor system 4 are shown here, in an application in which the signal from sensor S1 is faulty, so that line 7 delivers no signal or only an implausible signal to the braking control unit 2. By comparing the signals from sensors S1 and S2, the plausibility check device 11 detects that the signals from sensors S1, S2 do not match and detects that a malfunction exists. The malfunction can occur either in one of the sensors S1, S2 themselves or in the signal line 7, 8. Thus, a plausibility check cannot be successfully carried out based on the signals from sensors S1, S2.

Vorteilhafterweise sind die Steuergeräte 2, 3 durch einen CAN-Bus 13 kommunikationstechnisch miteinander verbunden. Insbesondere handelt es sich bei dem CAN-Bus 13 um einen Kommunikationsbus des Kraftfahrzeugs. Durch diese Kommunikationsverbindung werden die Sensorsignale der Sensoren S3, S4 zur Plausibilitätsprüfung durch die Plausibilisierungseinrichtung 11 hinzugezogen. Damit sind drei Signale verfügbar, die zur Durchführung einer Plausibilisierung berücksichtigt werden. Ist der Sensor S1 vollständig ausgefallen, kann dies durch die Plausibilisierungseinrichtung 11 direkt erkannt werden. Liefert der Sensor S1 jedoch falsche Signale, ist dies durch die Plausibilisierungseinrichtung 11 durch einen einfachen Vergleich mit den Signalen des Sensors S2 nicht unbedingt feststellbar. Durch Berücksichtigung der Sensorsignale der Sensoren S3 und S4 ist jedoch ohne Weiteres feststellbar, welcher der Sensoren S1, S2 unplausible Werte liefert und insoweit als fehlerhaft zu markieren ist. Sobald der fehlerhafte Sensor markiert wurde, wird das Steuergerät in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors S2 weiterbetrieben, sodass die Bremsfunktion des Sensors 2 aufrechterhalten bleibt. Somit können beide Steuergeräte 2, 3 weiterarbeiten und das Kraftfahrzeug weiterbetrieben werden.Advantageously, the control units 2, 3 are communicatively connected to one another via a CAN bus 13. In particular, the CAN bus 13 is a communication bus of the motor vehicle. Through this communication connection, the sensor signals from sensors S3, S4 are used for plausibility checks by the plausibility check device 11. This provides three signals that are taken into account when performing a plausibility check. If sensor S1 has completely failed, this can be directly detected by the plausibility check device 11. However, if sensor S1 delivers incorrect signals, this cannot necessarily be determined by the plausibility check device 11 through a simple comparison with the signals from sensor S2. By taking into account the sensor signals from sensors S3 and S4, it is easily possible to determine which of the sensors S1, S2 is delivering implausible values and should therefore be marked as faulty. Once the faulty sensor has been identified, the control unit continues to operate based on the signals from sensor S2, maintaining the braking function of sensor 2. This allows both control units 2 and 3 to continue operating, and the vehicle to continue operating.

Weil die für die Plausibilisierung notwendigen weiteren Signale der Sensoren S3, S4 durch den CAN-Bus übertragen werden, können zeitliche Unterschiede entstehen, die die Plausibilisierung erschweren. Vorzugsweise werden daher die durch die Übertragung über den CAN-Bus 13 entstehenden Latenzen bei der Plausibilisierung berücksichtigt. Hierzu wird die zeitliche Verzögerung zwischen den Signalen, die durch die Übertragung durch den CAN-Bus 13 entstehen, berücksichtigt. Vorzugsweise wird nach der Plausibilisierung weiterhin das Signal des Sensors S2 durch das Steuergerät 2 berücksichtigt, weil dieses latenzfrei erfassbar ist und weil diein dem Signalpfad, der schließlich zu der Ansteuerung des Bremsaktuators führt, keine zusätzlichen Latenzen vorhanden sind.. Dadurch entsteht durch die Weiterverwendung des Sensors S2 keine Verzögerung im Betrieb des Bremssystems 1.Because the additional signals from sensors S3, S4 required for plausibility checks are transmitted via the CAN bus, time differences can arise that complicate the plausibility check. Therefore, the latencies resulting from transmission via CAN bus 13 are preferably taken into account during the plausibility check. For this purpose, the time delay between the signals resulting from transmission via CAN bus 13 is taken into account. Preferably, after the plausibility check, the signal from sensor S2 is still taken into account by control unit 2 because it can be detected without latency and because there are no additional latencies in the signal path that ultimately leads to the control of the brake actuator. Thus, the continued use of sensor S2 does not result in any delay in the operation of brake system 1.

Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt, sind in demselben Anwendungsfall bei einer fehlerhaften Plausibilisierung der Signale der Sensoren S1, S2 durch die Plausibilisierungseinrichtung 11 für den weiteren Betrieb des Bremssteuergeräts 2 beide Signale der Sensoren S3, S4 für den Weiterbetrieb des Bremssteuergeräts 2 berücksichtigt. Das Vorgehen wird insbesondere auch dann durchgeführt, wenn die dem einen Steuergerät 2 zugeordneten Sensoren S1, S2 beide ausfallen oder fehlerhaft arbeiten. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels entsteht darin, dass auf diese Weise weiterhin beide Bremssysteme mit den zwei verbliebenen Signalen der Sensoren S3, S4 weiterbetrieben werden können.According to an alternative embodiment, as in 3 As shown, in the same application case, in the event of an incorrect plausibility check of the signals from the sensors S1, S2 by the plausibility check device 11, both signals from the Sensors S3, S4 are taken into account for the continued operation of the brake control unit 2. This procedure is also carried out in particular if the sensors S1, S2 assigned to one control unit 2 both fail or are malfunctioning. The advantage of this exemplary embodiment is that both brake systems can continue to operate with the two remaining signals from sensors S3, S4.

Die beiden in 2 und 3 gezeigten Verfahren können auch in Kombination auftreten, sodass für einen einzelnen Fehler, wie in 2 gezeigt, zunächst das Steuergerät 2 durch das verbleibende Signal des Sensors S2 weiterbetrieben wird, während beim Ausfall beider Sensoren S1, S2 zum Weiterbetrieb des Steuergeräts 2 die Signale der Sensoren S3, S4 berücksichtigt werden, die zunächst nur dem Steuergerät 3 zugeführt und dann erst durch den CAN-Bus 13 dem Steuergerät 2 zur Verfügung gestellt werden.The two in 2 and 3 The methods shown can also occur in combination, so that for a single error, as in 2 shown, initially the control unit 2 continues to operate by the remaining signal from the sensor S2, while in the event of failure of both sensors S1, S2, the signals from the sensors S3, S4 are taken into account for the continued operation of the control unit 2, which are initially only fed to the control unit 3 and only then made available to the control unit 2 via the CAN bus 13.

Die Sensoren S1 und S3 sind vorliegend gleich ausgebildet, ebenso wie die Sensoren S2 und S4, jedoch unterscheiden sich die Wirkprinzipien oder Arbeitsprinzipien der Sensoren S1, S3 von denen der Sensoren S2, S4. In dem obenstehenden Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 sind den Steuergeräte 2, 3 jeweils zwei unterschiedliche Sensoren beziehungsweise zwei unterschiedlich arbeitende Sensoren zugeordnet, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen.The sensors S1 and S3 are designed in the same way as the sensors S2 and S4, but the operating principles of the sensors S1, S3 differ from those of the sensors S2, S4. In the above embodiment of the 1 to 3 Two different sensors or two differently operating sensors are assigned to control units 2 and 3 in order to increase reliability.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich an dem von 1 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass den Steuergeräten 2, 3 jeweils gleiche Sensoren zugeordnet sind. So sind dem Steuergerät 2 die Sensoren S1 und S3 und dem Steuergerät 3 die Sensoren S2 und S4 zugeordnet. 4 shows another embodiment, which is based on the 1 The exemplary embodiment shown differs in that the same sensors are assigned to control units 2 and 3. Thus, sensors S1 and S3 are assigned to control unit 2, and sensors S2 and S4 are assigned to control unit 3.

Das Ausführungsbeispiel von 5 unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Sensoren S1 und S2 einem ersten Zentralsteuergerät 14 und die Sensoren S3, S4 einem zweiten Zentralsteuergerät 15 zugeordnet sind. Die Zentralsteuergeräte 14, 15 sind den Steuergeräten 2' und 3' vorgeschaltet, sodass die Zentralsteuergeräte in Abhängigkeit von den Sensorsignalen zunächst den Bremswunsch erfassen und vorzugsweise die Plausibilisierungseinrichtungen 11, 12 aufweisen. Erst nach der Verarbeitung durch die Zentralsteuergeräte 14, 15 werden die ermittelten Bremsanforderungen oder Informationen an die Steuergeräte 2', 3' durch ein oder mehrere Bussysteme 13 weitergeleitet. Insoweit bilden die Zentralsteuergeräte 14, 15 die Steuergeräte 2, 3, die mit den Sensoren S1, S2 beziehungsweise S3, S4 verbunden sind. Nach Verarbeitung der erfassten Signale senden diese Befehle und/oder Anforderungen an das Bremssteuergerät 2, und das ESP-Steuergerät 3'.The embodiment of 5 differs from the previous exemplary embodiments in that the sensors S1 and S2 are assigned to a first central control unit 14 and the sensors S3, S4 to a second central control unit 15. The central control units 14, 15 are connected upstream of the control units 2' and 3', so that the central control units initially detect the braking request as a function of the sensor signals and preferably have the plausibility check devices 11, 12. Only after processing by the central control units 14, 15 are the determined braking requests or information forwarded to the control units 2', 3' via one or more bus systems 13. In this respect, the central control units 14, 15 form the control units 2, 3, which are connected to the sensors S1, S2 and S3, S4, respectively. After processing the detected signals, these send commands and/or requests to the brake control unit 2 and the ESP control unit 3'.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eines der Steuergeräte 2', 3' als Zentralsteuergerät ausgebildet, während das andere als Bremssteuergerät 2' oder 3' ausgebildet ist. Insoweit ergeben sich auch Kombinationen der vorliegend beschriebenen Möglichkeiten, die je nach Anwendungsfall von Vorteil sein können.According to a further embodiment, one of the control units 2', 3' is designed as a central control unit, while the other is designed as a brake control unit 2' or 3'. This also allows for combinations of the options described here, which may be advantageous depending on the application.

Claims

Braking system (1) for a motor vehicle, comprising a pedal sensor system (4) assigned to a brake pedal and at least one control unit (2, 3), wherein the pedal sensor system (4) has at least two redundant sensors (S1, S3; S2, S4), characterized in that the pedal sensor system (4) has two sensor groups, each with two redundant sensors (S1, S3; S2, S4), wherein the sensors (S1, S3, S2, S4) of one sensor group differ from the sensors (S1, S3, S2, S4) of the other sensor group, wherein two sensors (S1, S3, S2, S4) are connected to one control unit (2) and two sensors (S1, S3, S2, S4) are connected to another control unit (3), and in that the control units (2, 3) are connected to one another in order to check the plausibility of the signals of all sensors (S1, S3, S2, S4).

Braking system according to Claim 1 , characterized in that the sensors (S1,S3) connected to one control unit (2) are of identical design, and that the sensors (S2,S4) connected to the other control unit (3) are of identical design.

Braking system according to Claim 1 , characterized in that the sensors (S1,S2) connected to one control unit (2) are designed differently, and that the sensors (S3,S4) connected to the other control unit (3) are designed differently.

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that the control units (2, 3) are connected to one another by a CAN-BUS connection (13).

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that one of the control units (2) is a brake control unit (2') and the other of the control units (3) is an ESP control unit (3').

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the control units (2, 3) is a central control unit (14, 15) for the motor vehicle.

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that both control devices (2, 3) are designed as central control devices (14, 15) for the motor vehicle.

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the control devices (2, 3) is assigned a plausibility check device (11, 12) which is specially designed to compare the signals of the sensors (S1-S4) with one another for the purpose of plausibility check.

Braking system according to one of the preceding claims, characterized in that the plausibility check device (11, 12) is designed to carry out the comparison as a function of a transmission duration of the signals.

Motor vehicle with a braking system (1) according to one of the Claims 1 until 9 .

Method for operating a braking system (1) according to one of the Claims 1 until 9 or a motor vehicle according to Claim 10 , characterized in that the signals of the sensors (S1-S4) of each of the control units (2,3) are compared with each other in order to determine their plausibility.

Procedure according to Claim 11 , characterized in that in a case in which the plausibility of one of the signals of a sensor (S1) on a control unit (2) cannot be determined, the signal of the remaining sensor (S2) on this control unit (2) is checked for plausibility by comparison with the signals of the sensors (S3, S4) connected to the other control unit (3).

Procedure according to Claim 12 that one control unit (2) operates in dependence on the remaining signal as long as it is made plausible by comparison with the signals of the sensors (S3,S4) connected to the other control unit (3).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a case in which the plausibility of one of the signals of a sensor (S1) on one of the control units (2) cannot be determined, only signals from the sensors (S3, S4) which are connected to the other control unit (3) are taken into account for the continued operation of the control unit (2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that when comparing signals from two sensors (S1-S4) which are connected to different control devices (2, 3), a transmission time of at least one of the signals to a plausibility device (11, 12) is taken into account.