DE102024203826A1

DE102024203826A1 - Method and system for maintaining the functionality of a decentralized actuator system for use in a vehicle with multiple decentralized actuator systems in the event of a sensor failure

Info

Publication number: DE102024203826A1
Application number: DE102024203826.1A
Authority: DE
Inventors: Tim-Philipp Jesse; Simon Schrade
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2024-04-24
Filing date: 2024-04-24
Publication date: 2025-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Funktionalität eines dezentralen Aktuatorsystems zur Verwendung in einem Fahrzeug, das mehrere dezentrale Aktuatorsysteme umfasst, im Falle eines Sensorausfalls gemäß Anspruch 1. Das Verfahren umfasst: Erkennen eines Fehlers in einem Sensor des dezentralen Aktuatorsystems; Identifizieren eines äquivalenten Sensors in einem anderen dezentralen Aktuatorsystem innerhalb desselben Fahrzeugs; Empfangen von Sensordaten von dem identifizierten äquivalenten Sensor; und Verwenden der empfangenen Sensordaten zur Aufrechterhaltung der Betriebsfunktionalität des dezentralen Aktuatorsystems mit dem ausgefallenen Sensor. Diese Methode gewährleistet den kontinuierlichen Betrieb des dezentralen Aktuatorsystems trotz Sensorausfällen und erhöht die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs durch die Verwendung gleichwertiger Sensoren von anderen dezentralen Aktuatorsystemen innerhalb desselben Fahrzeugs.The invention relates to a method for maintaining the functionality of a decentralized actuator system for use in a vehicle comprising multiple decentralized actuator systems in the event of a sensor failure according to claim 1. The method comprises: detecting a fault in a sensor of the decentralized actuator system; identifying an equivalent sensor in another decentralized actuator system within the same vehicle; receiving sensor data from the identified equivalent sensor; and using the received sensor data to maintain the operational functionality of the decentralized actuator system with the failed sensor. This method ensures the continuous operation of the decentralized actuator system despite sensor failures and increases the safety and reliability of the vehicle by using equivalent sensors from other decentralized actuator systems within the same vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von dezentralen Aktuatorsystemen z.B. elektromechanischen Bremssystemen (EMBs) in Fahrzeugen. Durch den Einsatz einer Backup-Kontrollstrategie, die äquivalente Sensordaten von anderen dezentralen Aktuatorsystemen innerhalb desselben Fahrzeugs verwendet, überwindet die Erfindung Sensorausfälle und ermöglicht es den dezentralen Aktuatorsystemen, die Betriebsfunktionalität in einem gestörten Modus aufrechtzuerhalten. Dieser innovative Ansatz macht zusätzliche, redundante Sensoren überflüssig, was die Kosten und die Komplexität des Systems erheblich reduziert.The present invention relates to a system and a method for improving the reliability of decentralized actuator systems, e.g., electromechanical braking systems (EMBs) in vehicles. By employing a backup control strategy that uses equivalent sensor data from other decentralized actuator systems within the same vehicle, the invention overcomes sensor failures and enables the decentralized actuator systems to maintain operational functionality in a faulty mode. This innovative approach eliminates the need for additional, redundant sensors, significantly reducing the cost and complexity of the system.

Stand der TechnikState of the art

WO 2021/139954 A1 betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug. WO 2021/139954 A1 This concerns a braking system for a vehicle.

Bei den Bremssystemen für Kraftfahrzeuge ist der Markteintritt von elektromechanischen Bremssystemen in größerer Stückzahl erkennbar. In der Vergangenheit wurde der Standard bei Fahrzeugbremssystemen weitgehend von hydraulischen Systemen dominiert. Diese Systeme funktionieren in der Regel so, dass die Kraft des Bremspedals über eine mit Flüssigkeit gefüllte Leitung übertragen wird, die zur Aktivierung der Bremssättel führt. Hydraulische Bremssysteme sind zwar in ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit effektiv, haben aber auch gewisse Einschränkungen, insbesondere in Bezug auf die Modulation und die Reaktionszeit. Sie sind auf eine physische Verbindung zwischen dem Fahrer und dem Bremsmechanismus angewiesen, wodurch die Fähigkeit des Systems, schnell auf wechselnde Fahrbedingungen und Fahrereingaben zu reagieren, eingeschränkt werden kann.In the automotive braking system market, the increasing market penetration of electromechanical braking systems is becoming evident. Historically, hydraulic systems have largely dominated the standard for vehicle braking systems. These systems typically operate by transmitting the force applied to the brake pedal through a fluid-filled line, which then activates the brake calipers. While hydraulic braking systems are effective in their simplicity and reliability, they also have certain limitations, particularly regarding modulation and response time. They rely on a physical connection between the driver and the braking mechanism, which can restrict the system's ability to react quickly to changing driving conditions and driver inputs.

Ein wichtiges Merkmal von EMBs ist ihre Abhängigkeit von Sensoren. Diese Sensoren, darunter Kraft-/Bremsmomentsensoren, Hall- bzw. PositionsSensoren und Stromstärkesensoren, spielen eine entscheidende Rolle bei der Überwachung verschiedener Parameter wie Radgeschwindigkeit, Bremsbelagverschleiß und Aktuatorposition. Die von diesen Sensoren erfassten Daten ermöglichen es der EMB, unter verschiedenen Bedingungen eine optimale Bremsleistung zu erbringen.A key characteristic of EMBs is their reliance on sensors. These sensors, including force/brake torque sensors, Hall effect or position sensors, and current sensors, play a crucial role in monitoring various parameters such as wheel speed, brake pad wear, and actuator position. The data collected by these sensors enables the EMB to deliver optimal braking performance under varying conditions.

Diese starke Abhängigkeit von Sensordaten birgt jedoch auch eine erhebliche Schwachstelle. Sensorausfälle, sei es aufgrund von elektronischen Fehlfunktionen, mechanischem Verschleiß oder externen Faktoren wie Umweltbedingungen, können das Bremssystem beeinträchtigen. Da in vielen Fällen Aktuatoren die Bremsen an jedem Rad unabhängig voneinander steuern, kann ein Sensorausfall an einem Rad die Bremsleistung des Fahrzeugs unverhältnismäßig stark beeinträchtigen.This heavy reliance on sensor data, however, also presents a significant vulnerability. Sensor failures, whether due to electronic malfunctions, mechanical wear, or external factors such as environmental conditions, can impair the braking system. Since actuators often control the brakes at each wheel independently, a sensor failure at one wheel can disproportionately reduce the vehicle's braking performance.

Der herkömmliche Ansatz zur Behebung dieser Schwachstelle ist die Implementierung von redundanten Sensoren im EMB-System. Durch die Installation mehrerer Sensoren desselben Typs kann das System theoretisch auch dann weiter funktionieren, wenn ein Sensor ausfällt, da die Ersatzsensoren die erforderlichen Daten liefern. Diese Redundanz erhöht zwar die Zuverlässigkeit, hat aber auch erhebliche Nachteile.The conventional approach to addressing this vulnerability is to implement redundant sensors in the EMB system. By installing multiple sensors of the same type, the system can theoretically continue to function even if one sensor fails, as the backup sensors provide the necessary data. While this redundancy increases reliability, it also has significant drawbacks.

Die offensichtlichste Einschränkung bei diesem Ansatz sind die höheren Kosten. Redundante Sensoren erhöhen die Kosten nicht nur für die Sensoren selbst, sondern auch für die zusätzliche Verkabelung und die komplexeren Kontrollsysteme zur Verwaltung und Interpretation der zusätzlichen Daten. Diese erhöhte Komplexität erhöht auch das Potenzial für Systemstörungen und Wartungsanforderungen.The most obvious limitation of this approach is the higher cost. Redundant sensors increase the cost not only of the sensors themselves, but also of the additional wiring and the more complex control systems required to manage and interpret the extra data. This increased complexity also raises the potential for system failures and maintenance requirements.

Außerdem trägt die Installation redundanter Sensoren zu einem erhöhten Gewicht und Platzbedarf im Fahrzeug bei. In einer Zeit, in der Effizienz, insbesondere bei Elektro- und Hybridfahrzeugen, an erster Stelle steht, ist die zusätzliche Belastung durch redundante Sensoren ein großes Problem.Furthermore, the installation of redundant sensors contributes to increased weight and space requirements in the vehicle. In an era where efficiency, especially in electric and hybrid vehicles, is paramount, the additional burden of redundant sensors is a significant problem.

Außerdem erhöht die Redundanz der Sensoren nicht immer proportional die Zuverlässigkeit des Systems. Mit zunehmender Anzahl der Komponenten im System steigt auch die Wahrscheinlichkeit eines Komponentenausfalls. Diese Tatsache kann zu häufigeren Wartungsarbeiten, einer reduzierten Fahrzeugverfügbarkeit und höheren langfristigen Betriebskosten führen.Furthermore, sensor redundancy does not always proportionally increase system reliability. As the number of components in the system increases, so does the probability of component failure. This can lead to more frequent maintenance, reduced vehicle availability, and higher long-term operating costs.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass redundante Sensoren in EMB-Systemen zwar das Problem des Ausfalls einzelner Sensoren lösen, aber zu höheren Kosten, mehr Komplexität und einem höheren Wartungsaufwand führen, ohne dass die Zuverlässigkeit im gleichen Maße steigt. Dementsprechend besteht die Notwendigkeit, die Zuverlässigkeit von EMBs bei Sensorausfällen zu erhöhen, ohne die erheblichen Nachteile des derzeitigen Ansatzes der Sensorredundanz in Kauf zu nehmen.In summary, while redundant sensors in EMB systems solve the problem of individual sensor failures, they lead to higher costs, increased complexity, and greater maintenance without a corresponding increase in reliability. Therefore, there is a need to improve the reliability of EMBs in the event of sensor failures without incurring the significant drawbacks of the current sensor redundancy approach.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dezentralisiertes Aktuatorsystem, das unter anderem in einem Bremssystem zum Einsatz kommt.
Die hier vorgestellte Lösung kann jedoch auf jeden dezentralen Aktuator angewendet werden, vorzugsweise auf einen By-Wire-Aktuator.
Beispielsweise ein EMB (wie in dieser Beschreibung im Detail beschrieben), ein dezentrales Hydrauliksystem (z.B. mit einem Durchflusssensor anstelle eines Drucksensors), eine elektromagnetische/magnetische Induktionsbremse, ein Aktuator für eine Einzelradlenkung, etc.The present invention relates to a decentralized actuator system, which is used, among other things, in a braking system.
However, the solution presented here can be applied to any decentralized actuator, preferably a by-wire actuator.
For example, an EMB (as described in detail in this description), a decentralized hydraulic system (e.g. with a flow sensor instead of a pressure sensor), an electromagnetic/magnetic induction brake, an actuator for individual wheel steering, etc.

Die vorliegende Erfindung bietet eine neuartige Lösung für das Problem des Sensorausfalls in EMBs. Sie schlägt die Verwendung von gleichwertigen Sensoren aus anderen EMBs im selben Fahrzeug vor, um einen ausgefallenen Sensor zu kompensieren. Dieser Ansatz ermöglicht es, dass eine EMB weiterhin funktioniert, wenn auch in einem verschlechterten Modus, ohne dass zusätzliche, redundante Sensoren benötigt werden. Durch die Nutzung der Sensordaten von mehreren EMBs kann das System die Betriebsfunktionalität in weiten Teilen aufrechterhalten, selbst wenn ein Sensor ausfällt. Dadurch wird die Abhängigkeit von redundanten Sensoren verringert und somit Kosten und Komplexität gesenkt.The present invention offers a novel solution to the problem of sensor failure in EMBs. It proposes the use of equivalent sensors from other EMBs in the same vehicle to compensate for a failed sensor. This approach allows an EMB to continue functioning, albeit in a degraded mode, without the need for additional, redundant sensors. By utilizing sensor data from multiple EMBs, the system can largely maintain operational functionality even if one sensor fails. This reduces the reliance on redundant sensors, thereby lowering costs and complexity.

Diese innovative Strategie erhöht die Zuverlässigkeit von EMBs erheblich, ohne die typischen Nachteile, die mit redundanten Sensoren verbunden sind, wie z.B. erhöhtes Gewicht, Kosten und Systemkomplexität. Die Lösung ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Elektro- und Hybridfahrzeugen, wo Effizienz und Minimierung der Nachteile entscheidend sind. Die Fähigkeit, die EMB-Funktionalität durch gemeinsame Datennutzung und Verarbeitungsalgorithmen trotz Sensorausfällen aufrechtzuerhalten, verspricht eine verbesserte Sicherheit und betriebliche Widerstandsfähigkeit.This innovative strategy significantly increases the reliability of EMBs without the typical drawbacks associated with redundant sensors, such as increased weight, cost, and system complexity. The solution is particularly advantageous in the context of electric and hybrid vehicles, where efficiency and minimizing disadvantages are crucial. The ability to maintain EMB functionality through shared data usage and processing algorithms, even in the event of sensor failures, promises improved safety and operational resilience.

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Methode nach Anspruch 1, ein System nach Anspruch 6, ein Fahrzeug nach Anspruch 8, ein Computerprogramm nach Anspruch 9 und ein computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 10.The present invention comprises a method according to claim 1, a system according to claim 6, a vehicle according to claim 8, a computer program according to claim 9 and a computer-readable storage medium according to claim 10.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred further training courses are the subject of the subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit eines elektromechanischen Bremssystems, EMB-Systems, zur Verwendung in einem Fahrzeug, das mehrere EMBs umfasst, im Falle eines Sensorausfalls gemäß Anspruch 1. Das Verfahren umfasst: Erkennen eines Fehlers in einem Sensor der EMB; Identifizieren eines gleichwertigen Sensors in einer anderen EMB innerhalb desselben Fahrzeugs; Empfangen von Sensordaten von dem identifizierten gleichwertigen Sensor; und Verwenden der empfangenen Sensordaten, um die Betriebsfunktionalität der EMB mit dem ausgefallenen Sensor aufrechtzuerhalten. Diese Methode gewährleistet den kontinuierlichen Betrieb der EMB trotz Sensorausfall und erhöht die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs durch die Verwendung gleichwertiger Sensoren von anderen EMBs im selben Fahrzeug.A first aspect of the present invention relates to a method for maintaining the functionality of an electromechanical braking system (EMB system) for use in a vehicle comprising multiple EMBs in the event of a sensor failure according to claim 1. The method comprises: detecting a fault in a sensor of the EMB; identifying an equivalent sensor in another EMB within the same vehicle; receiving sensor data from the identified equivalent sensor; and using the received sensor data to maintain the operational functionality of the EMB with the failed sensor. This method ensures the continuous operation of the EMB despite sensor failure and increases the safety and reliability of the vehicle by utilizing equivalent sensors from other EMBs in the same vehicle.

Eine Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner die Anpassung der empfangenen Daten, um Unterschiede in der Positionierung und Ausrichtung des identifizierten Ersatzsensors relativ zum ausgefallenen Sensor zu kompensieren. Durch die Anpassung der empfangenen Daten an Unterschiede in der Positionierung und Ausrichtung werden die Genauigkeit und Relevanz der Daten des Ersatzsensors verbessert, was zu einem effektiveren und präziseren Betrieb des Bremssystems führt.An embodiment according to the first aspect of the present invention further comprises adapting the received data to compensate for differences in the positioning and orientation of the identified replacement sensor relative to the failed sensor. By adapting the received data to differences in positioning and orientation, the accuracy and relevance of the replacement sensor data are improved, resulting in more effective and precise operation of the braking system.

In einer Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt der Identifizierung eines gleichwertigen Sensors die Berücksichtigung von Sensoren desselben Typs und derselben Funktionalität wie der ausgefallene Sensor. Die Berücksichtigung von Sensoren desselben Typs und derselben Funktionalität für den Ersatz stellt sicher, dass der Ersatzsensor Daten liefert, die denjenigen des ausgefallenen Sensors so nahe wie möglich kommen, so dass die Integrität des EMB-Betriebs gewahrt bleibt.In an embodiment according to the first aspect of the present invention, the step of identifying an equivalent sensor includes considering sensors of the same type and functionality as the failed sensor. Considering sensors of the same type and functionality for the replacement ensures that the replacement sensor provides data that is as close as possible to that of the failed sensor, thus preserving the integrity of the EMB operation.

Eine Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ferner: die Erkennung, dass die Fehlfunktion des Sensors beendet ist, und die Verwendung von Sensordaten von dem Sensor, der keine Fehlfunktion mehr aufweist, um die Betriebsfunktion des EMB aufrechtzuerhalten. Diese Funktion ermöglicht es dem System, auf die Daten des ursprünglichen Sensors zurückzugreifen, sobald dieser wieder funktioniert, um sicherzustellen, dass die direktesten und relevantesten Sensordaten für den Betrieb der EMB verwendet werden. Diese Funktion ist speziell auf intermittierende, bzw. transiente Fehlfunktionen des Sensors abgestimmt.An embodiment according to the first aspect of the present invention further comprises: detecting that the sensor malfunction has ceased and using sensor data from the now-functioning sensor to maintain the EMB's operational function. This function allows the system to revert to the original sensor's data once it is functioning again, ensuring that the most direct and relevant sensor data is used for the EMB's operation. This function is specifically tailored to intermittent or transient sensor malfunctions.

In einer Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt des Identifizierens eines gleichwertigen Sensors in einer anderen EMB innerhalb desselben Fahrzeugs das Identifizieren einer Vielzahl gleichwertiger Sensoren in verschiedenen EMBs des Fahrzeugs; der Schritt des Empfangens von Sensordaten von dem identifizierten gleichwertigen Sensor umfasst das Empfangen von Sensordaten von der identifizierten Vielzahl gleichwertiger Sensoren; und der Schritt des Verwendens der empfangenen Sensordaten zur Aufrechterhaltung der Betriebsfunktionalität der EMB mit dem ausgefallenen Sensor umfasst das Verwenden der empfangenen Sensordaten von der Vielzahl identifizierter gleichwertiger Sensoren. Durch die Zusammenfassung der Daten von mehreren gleichwertigen Sensoren kann das System die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der für den EMB-Betrieb verwendeten Daten verbessern und so möglicherweise Anomalien oder Ungenauigkeiten eines einzelnen Sensors ausgleichen.In an embodiment according to the first aspect of the present invention, the step of identifying an equivalent sensor in another EMB within the same vehicle comprises identifying a plurality of equivalent sensors in different EMBs of the vehicle; the step of receiving sensor data from the identified equivalent sensor comprises receiving sensor data from the identified plurality of equivalent sensors; and the step of using the received sensor data to maintain the operational functionality of the EMB with the failed sensor comprises using the received sensor Data from a multitude of identified equivalent sensors. By aggregating data from multiple equivalent sensors, the system can improve the accuracy and reliability of the data used for EMB operation, potentially compensating for anomalies or inaccuracies of a single sensor.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bremssystem (EMB-System) für ein Fahrzeug mit mehreren EMBs, das Folgendes umfasst: mindestens einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er Betriebsparameter der EMB misst; eine Steuereinheit (ECU), die so konfiguriert ist, dass sie einen Ausfall des mindestens einen Sensors erkennt und einen äquivalenten Sensor von einer anderen EMB innerhalb desselben Fahrzeugs identifiziert; eine Kommunikationsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten von dem identifizierten äquivalenten Sensor; wobei die ECU ferner so konfiguriert ist, dass sie die empfangenen Sensordaten verwendet, um die Betriebsfunktionalität der EMB mit dem ausgefallenen Sensor aufrechtzuerhalten. Insbesondere kann diese Kommunikation indirekt/über andere Steuergeräte erfolgen. Beispielsweise kann jeder EMB-Aktuator mit einem eigenen Steuergerät ausgestattet sein (auch „intelligenter Aktuator“ genannt), aber die Aktuatoren sind nicht direkt miteinander verbunden, sondern nur indirekt über ein oder mehrere zentrale Steuergeräte. Diese Systemarchitektur bietet eine umfassende Lösung für Sensorausfälle in EMBs und erhöht die allgemeine Fahrzeugsicherheit durch kontinuierliche Überwachung und adaptive Nutzung von gleichwertigen Sensordaten.A second aspect of the present invention relates to an electromechanical braking system (EMB system) for a vehicle with multiple EMBs, comprising: at least one sensor configured to measure operating parameters of the EMB; a control unit (ECU) configured to detect a failure of the at least one sensor and identify an equivalent sensor from another EMB within the same vehicle; a communication interface for receiving sensor data from the identified equivalent sensor; wherein the ECU is further configured to use the received sensor data to maintain the operational functionality of the EMB with the failed sensor. In particular, this communication can be indirect/via other control units. For example, each EMB actuator can be equipped with its own control unit (also called a "smart actuator"), but the actuators are not directly connected to each other, but only indirectly via one or more central control units. This system architecture offers a comprehensive solution for sensor failures in EMBs and increases overall vehicle safety through continuous monitoring and adaptive use of equivalent sensor data.

In einer Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der mindestens eine Sensor ein Raddrehzahlsensor, ein Bremsdruck-, -momenten- oder -kraft-sensor oder ein Fahrzeugstabilitätssensor. Mit diesen Arten von Sensoren (Radgeschwindigkeit, Bremsdruck-, -momente- oder -kraft oder Fahrzeugstabilität) ist das System darauf zugeschnitten, kritische Betriebsparameter zu erhalten und die Reaktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit des EMB-Systems zu verbessern.In an embodiment according to the second aspect of the present invention, the at least one sensor is a wheel speed sensor, a brake pressure, torque or force sensor, or a vehicle stability sensor. With these types of sensors (wheel speed, brake pressure, torque or force, or vehicle stability), the system is designed to obtain critical operating parameters and improve the responsiveness and reliability of the EMB system.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, das Anweisungen enthält, die, wenn das Programm von einem Computer eines Fahrzeugs mit mehreren elektromechanischen Bremssystemen, EMB, ausgeführt wird, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Verfahren effizient in das Computersystem eines Fahrzeugs implementiert werden kann, was ein automatisiertes Sensormanagement in Echtzeit und die Anpassungsfähigkeit des Systems ermöglicht.A third aspect of the present invention relates to a computer program product containing instructions which, when executed by a computer of a vehicle with multiple electromechanical braking systems (EMBs), cause the computer to perform the steps of the method according to the first aspect. This ensures that the method can be efficiently implemented in the computer system of a vehicle, enabling automated, real-time sensor management and system adaptability.

Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen enthält, die, wenn sie von einem Computer eines Fahrzeugs mit mehreren elektromechanischen Bremsen, EMB, ausgeführt werden, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt auszuführen. Auf diese Weise können die für das EMB-Management erforderlichen Anweisungen zuverlässig gespeichert und ausgeführt werden, so dass das Bremssystem des Fahrzeugs in verschiedenen Betriebsszenarien funktionsfähig und reaktionsfähig bleibt.A fourth aspect of the present invention relates to a computer-readable storage medium containing instructions which, when executed by a computer of a vehicle with multiple electromechanical brakes (EMBs), cause the computer to perform the steps of the method according to the first aspect. In this way, the instructions required for EMB management can be reliably stored and executed, so that the vehicle's braking system remains functional and responsive in various operating scenarios.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

1 This is an example of the architecture of an EMB according to the state of the art.
2 is an example of the architecture of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a scheme of a method for backup control in electromechanical braking systems using redundant sensor data according to an embodiment of the present invention.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.Embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Die im folgenden Text ausführlich beschriebene Erfindung befasst sich speziell mit dem Problem des Sensorausfalls in elektromechanischen Bremssystemen und schlägt eine Lösung vor, die die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit dieser Systeme verbessert. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen, die auf den Einbau zusätzlicher redundanter Sensoren angewiesen sind, nutzt diese Erfindung geschickt die vorhandene Sensorinfrastruktur im Fahrzeug. Insbesondere werden gleichwertige Sensoren von anderen EMBs im selben Fahrzeug verwendet, um einen ausgefallenen Sensor zu kompensieren. Diese Strategie ermöglicht es der EMB, weiter zu funktionieren, wenn auch in einem degradierten Modus, wodurch die Notwendigkeit zusätzlicher, redundanter Sensoren entfällt und somit sowohl Kosten als auch Komplexität reduziert werden.The invention, described in detail below, specifically addresses the problem of sensor failure in electromechanical braking systems and proposes a solution that improves the robustness and reliability of these systems. In contrast to conventional approaches that rely on the installation of additional redundant sensors, this invention cleverly utilizes the existing sensor infrastructure in the vehicle. Specifically, equivalent sensors from other EMBs in the same vehicle are used to compensate for a failed sensor. This strategy allows the EMB to continue functioning, albeit in a degraded mode, thus eliminating the need for additional, redundant sensors and reducing both cost and complexity.

Es gibt verschiedene Arten von Sensoren, die in EMBs verwendet werden können, nämlich Rotorpositionssensoren (RPS) wie Hall-Sensoren, Stromsensoren und Klemmkraft-, oder -drucksensoren bzw. Bremsmomentsensoren. Jeder von ihnen spielt eine entscheidende Rolle für die Funktionalität der EMB und überwacht verschiedene Aspekte des Bremsvorgangs. Die Rotorpositionssensoren ermöglichen die Bestimmung der Position des Rotors, die für eine genaue Bremsbetätigung verwendet wird. Stromsensoren überwachen die elektrischen Ströme im System, die für die Betätigung der Bremsen verwendet werden. Insbesondere kann eine Kombination aus Strom- und Postitionsmessung die Schätzung der Brems-Zuspannkraft ermöglichen. Alternativ können Spannkraft-, druck oder Bremsmomentsensoren hingegen die von den Bremsbelägen ausgeübte Kraft messen und stellen damit sicher, dass der richtige Druck für eine effektive Bremsung ausgeübt wird.There are various types of sensors that can be used in EMBs, namely rotor position sensors (RPS) such as Hall sensors, current sensors, and clamping force or pressure sensors, or brake torque sensors. Each of them plays a crucial role in the functionality of the EMB and monitors different aspects of the braking process. The rotor position sensors enable The determination of the rotor's position, which is used for precise brake actuation, is crucial. Current sensors monitor the electrical currents in the system used to actuate the brakes. In particular, a combination of current and position measurement can allow for the estimation of the brake clamping force. Alternatively, clamping force, pressure, or brake torque sensors can measure the force exerted by the brake pads, thus ensuring that the correct pressure is applied for effective braking.

In einem Standard-Betriebsszenario funktioniert jede in einem Fahrzeug installierte EMB unabhängig und verlässt sich auf seine Reihe von Sensoren, um genaue und zeitnahe Daten für eine optimale Bremsleistung zu liefern. Das Steuergerät (ECU) jeder EMB verarbeitet diese Daten und ermöglicht so eine präzise Bremsung nach Bedarf. Die Innovation dieses Systems wird jedoch deutlich, wenn ein Sensor ausfällt.In a standard operating scenario, each EMB installed in a vehicle functions independently, relying on its array of sensors to provide accurate and timely data for optimal braking performance. Each EMB's electronic control unit (ECU) processes this data, enabling precise braking as needed. However, the innovation of this system becomes apparent when a sensor fails.

Beim Ausfall eines Sensors in einer EMB aktiviert das System einen Backup-Modus. Dieser Modus ist eine deutliche Abweichung von herkömmlichen redundanten Sensorsystemen. Anstatt sich auf einen Ersatzsensor innerhalb derselben EMB zu verlassen, kann das Steuergerät einen gleichwertigen Sensor aus einer anderen EMB innerhalb des Fahrzeugs identifizieren. Wenn zum Beispiel ein Stromsensor im vorderen rechten EMB ausfällt, kann das System die Daten des Stromsensors in der vorderen linken EMB verwenden. Auf diese Weise bleibt nicht nur die Betriebsfunktionalität erhalten, sondern es werden auch die Kosten und die Komplexität vermieden, die mit der Installation zusätzlicher Sensoren verbunden sind.If a sensor in an EMB fails, the system activates a backup mode. This mode differs significantly from conventional redundant sensor systems. Instead of relying on a replacement sensor within the same EMB, the control unit can identify an equivalent sensor from another EMB within the vehicle. For example, if a current sensor in the front right EMB fails, the system can use the data from the current sensor in the front left EMB. This not only maintains operational functionality but also avoids the cost and complexity associated with installing additional sensors.

Die Effizienz dieses Backup-Modus kann durch verschiedene ausgefeilte Verarbeitungstechniken weiter verbessert werden. Eine Möglichkeit ist die Vorab-Charakterisierung der Sensoren, auch bekannt als Systemidentifizierung. Dieser Prozess beinhaltet das Verstehen und Katalogisieren der spezifischen Eigenschaften und Reaktionsmuster jedes Sensors in den EMBs. Wenn zum Beispiel bekannt ist, dass eine bestimmte EMB für die gleiche Bremswirkung einen etwas höheren Strom benötigt als andere, wird diese Abweichung im System berücksichtigt. Der Strom kann zum Beispiel 10% höher sein. Wenn Sie sich auf die Sensordaten einer anderen EMB verlassen, passt das System die Daten automatisch an, um diese bekannten Eigenschaften widerzuspiegeln und eine genaue Bremswirkung zu gewährleisten. Zum Beispiel, indem es die Daten um 10% erhöht.The efficiency of this backup mode can be further improved through various sophisticated processing techniques. One possibility is the pre-characterization of the sensors, also known as system identification. This process involves understanding and cataloging the specific characteristics and response patterns of each sensor in the EMBs. For example, if it is known that a particular EMB requires a slightly higher current than others to achieve the same braking effect, this deviation is taken into account in the system. The current might be, for example, 10% higher. If you rely on the sensor data from a different EMB, the system automatically adjusts the data to reflect these known characteristics and ensure accurate braking. For example, by increasing the data by 10%.

Außerdem kann das System Faktoren wie Kabellänge und damit verbundene Leistungsverluste oder Latenzzeiten berücksichtigen. Dies ist von Vorteil, da die physische Platzierung der Sensoren und die Verlegung der Kabel das Timing und die Stärke der Signale beeinflussen können. In Fällen, in denen das Signal eines Sensors aufgrund größerer Kabellängen verzögert ist, kann das System so konfiguriert werden, dass es dies durch Anpassung des Timings seiner Reaktionen ausgleicht. So kann sichergestellt werden, dass die Bremswirkung trotz des indirekten Weges der Daten synchronisiert und effektiv ist.Furthermore, the system can take into account factors such as cable length and associated power losses or latency. This is advantageous because the physical placement of the sensors and the routing of the cables can affect the timing and strength of the signals. In cases where a sensor's signal is delayed due to longer cable lengths, the system can be configured to compensate by adjusting the timing of its responses. This ensures that the braking effect is synchronized and effective despite the indirect data transmission path.

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist ein weiterer vorteilhafter Aspekt. Diese Eigenschaften können sich darauf auswirken, wie die Sensordaten vom System interpretiert werden. Die Erfindung kann so konfiguriert werden, dass mögliche EMV-bedingte Schwankungen der Sensormesswerte berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die für die Bremssteuerung verwendeten Daten sowohl genau als auch zuverlässig sind.Electromagnetic compatibility (EMC) is another advantageous aspect. These properties can affect how the sensor data is interpreted by the system. The invention can be configured to take into account possible EMC-related fluctuations in the sensor readings to ensure that the data used for brake control is both accurate and reliable.

Das System kann auch fortschrittliche Algorithmen zur Signalverarbeitung einsetzen. Dazu gehören Techniken zur Mittelwertbildung aus den Signalen verschiedener Sensoren (Mittelwertbildung) und Filterung zur Vermeidung von Rauschen. Indem Sensordaten von verschiedenen EMBs unterschiedlich gewichtet werden, kann das System die Genauigkeit, der für die Steuerung der Bremsen verwendeten Informationen optimieren. Außerdem können KI-Algorithmen zur intelligenten Verarbeitung und Kombination der verfügbaren Signale eingesetzt werden. Diese Algorithmen können so konzipiert werden, dass sie sich an wechselnde Bedingungen und Sensorausgaben anpassen und sicherstellen, dass das System auch unter unvorhersehbaren Umständen effektiv bleibt.The system can also employ advanced signal processing algorithms. These include techniques for averaging signals from different sensors and filtering to reduce noise. By weighting sensor data from various EMBs differently, the system can optimize the accuracy of the information used to control the brakes. Furthermore, AI algorithms can be used for intelligent processing and combining of the available signals. These algorithms can be designed to adapt to changing conditions and sensor outputs, ensuring the system remains effective even under unpredictable circumstances.

In Szenarien mit intermittierenden Sensorproblemen, mit den vorgeschlagenen losen Verbindungen, zeigt das System eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit. Es bietet eine flexible Umschaltung zwischen den Betriebsmodi und einen reibungslosen Übergang zwischen Normal- und Backup-Betrieb, um eine gleichbleibende Bremsleistung zu gewährleisten. Dazu gehören Methoden wie das Umschalten von Ein- und Ausgängen und die Einführung einer höheren Latenzzeit bei der Fehlererkennung, um vorübergehende Fehler auszugleichenIn scenarios with intermittent sensor problems, using the proposed loose connections, the system demonstrates remarkable adaptability. It offers flexible switching between operating modes and a smooth transition between normal and backup operation to ensure consistent braking performance. This includes methods such as switching inputs and outputs and introducing a higher latency in fault detection to compensate for transient errors.

1 ist ein Beispiel für die Architektur eines EMB nach dem Stand der Technik. 1 This is an example of the architecture of an EMB according to the state of the art.

Ein EMB-Aktuator 1 besteht in der Regel aus einem Elektromotor 2, der, wenn er eingeschaltet wird, ein Drehmoment erzeugt. Dieses Drehmoment wird dann über ein Getriebe 3 in eine translatorische Bewegung umgewandelt. Die Translationsbewegung wird wiederum genutzt, um einen Bremssattel 4 zu betätigen, der mit Bremsklötzen oder Bremsbelägen 5 ausgestattet ist, um die zum Abbremsen des Fahrzeugs erforderliche Bremskraft zu erzeugen. Die präzise Steuerung des EMB-Aktuators wird durch eine Reihe von Sensoren, wie z.B. Hall-Sensoren und einen Strom-/Stärkesensor, erreicht, die in die Regelung des Aktuators integriert sind. Die Hallsensoren werden in der Regel verwendet, um die Position des Motors zu bestimmen, die für die Steuerung der von den Bremsbelägen aufgebrachten Kraft entscheidend ist. Der Strom-/Stärkesensor hingegen misst den elektrischen Strom im Motor und liefert so eine Rückmeldung über die Leistung des Aktuators und ermöglicht bei Bedarf Anpassungen für optimales Bremsen. Der EMB-Aktuator nach dem Stand der Technik ist so konzipiert, dass er innerhalb einer komplexen Systemarchitektur funktioniert. Diese Architektur kann mehrere elektronische Steuergeräte (ECUs), Wechselrichter und andere elektronische Komponenten umfassen, die über 3-Phasen-Kabel miteinander verbunden sind. Diese Komponenten arbeiten zusammen, um sicherzustellen, dass die Bremskraft als Reaktion auf die Eingaben des Fahrers und die dynamischen Bedingungen des Fahrzeugs präzise und effizient eingesetzt wird.An EMB actuator 1 typically consists of an electric motor 2 which, when switched on, generates torque. This torque is then converted into translational motion via a gearbox 3. The translational motion is in turn used to actuate a brake caliper 4. The EMB actuator, equipped with brake pads or brake linings, is used to generate the braking force required to decelerate the vehicle. Precise control of the EMB actuator is achieved through a series of sensors, such as Hall sensors and a current/strength sensor, integrated into the actuator's control system. The Hall sensors are typically used to determine the motor's position, which is crucial for controlling the force applied by the brake pads. The current/strength sensor, on the other hand, measures the electrical current in the motor, providing feedback on the actuator's performance and enabling adjustments for optimal braking when necessary. The state-of-the-art EMB actuator is designed to operate within a complex system architecture. This architecture may include multiple electronic control units (ECUs), inverters, and other electronic components interconnected via three-phase cables. These components work together to ensure that braking force is applied precisely and efficiently in response to driver input and the vehicle's dynamic conditions.

2 ist ein Beispiel für die Architektur eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 is an example of the architecture of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Architektur eines Fahrzeugs 10 vier EMBs 1 umfassen. In diesem Fall ist jedes Rad des Fahrzeugs mit einer eigenen EMB ausgestattet, sodass ein System entsteht, in dem jede EMB unabhängig arbeitet, die EMBs aber für eine verbesserte Funktionalität miteinander verbunden werden können.In embodiments of the present invention, the architecture of a vehicle 10 can comprise four EMBs 1. In this case, each wheel of the vehicle is equipped with its own EMB, creating a system in which each EMB operates independently, but the EMBs can be connected to each other for improved functionality.

Jede EMB kann aus Komponenten wie einem elektromechanischen Aktuator, einem oder einer Reihe von Sensoren 8 (einschließlich Rotorpositionssensoren, Stromsensoren und Klemmkraftsensoren), wie oben beschrieben, und einer speziellen elektronischen Steuereinheit (ECU) 6 bestehen, mit der es über einen Inverter 7 verbunden ist. In einigen möglichen Ausführungsformen können eine oder mehrere gemeinsame ECUs 6 verwendet werden, die zwei oder vier EMBs gruppieren. Die Aktuatoren in jeder EMB sind dafür verantwortlich, elektrische Signale in mechanische Kraft umzuwandeln und die Bremsbeläge auf die Bremsscheibe oder -trommel zu drücken, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu kontrollieren. Die Sensoren können so konfiguriert werden, dass sie verschiedene Parameter wie Radgeschwindigkeit, Aktuatorposition und Bremskraft kontinuierlich überwachen und so Echtzeitdaten für eine optimale Bremssteuerung liefern.Each EMB can consist of components such as an electromechanical actuator, one or more sensors 8 (including rotor position sensors, current sensors, and clamping force sensors), as described above, and a dedicated electronic control unit (ECU) 6 to which it is connected via an inverter 7. In some possible embodiments, one or more common ECUs 6 can be used to group two or four EMBs. The actuators in each EMB are responsible for converting electrical signals into mechanical force and pressing the brake pads against the brake disc or drum to control the vehicle's speed. The sensors can be configured to continuously monitor various parameters such as wheel speed, actuator position, and braking force, thus providing real-time data for optimal brake control.

Wenn ein Sensor in einer EMB 1 ausfällt, verlässt sich das System bei dieser Architektur nicht auf einen redundanten Sensor innerhalb derselben EMB. Stattdessen ist es so konfiguriert, dass es gleichwertige Sensordaten aus den anderen EMBs des Fahrzeugs verwendet. Wenn beispielsweise ein Stromsensor in der EMB des rechten Vorderrads ausfällt, kann das System die aktuellen Sensordaten aus der EMB vorne links, hinten rechts oder hinten links übernehmen und verwenden.If a sensor in EMB 1 fails, this architecture does not rely on a redundant sensor within the same EMB. Instead, it is configured to use equivalent sensor data from the vehicle's other EMBs. For example, if a current sensor in the right front wheel EMB fails, the system can adopt and use the current sensor data from the front left, rear right, or rear left EMB.

Diese Interkonnektivität wird durch den Einsatz eines ausgeklügelten Netzwerks ermöglicht, das die Steuergeräte aller vier EMBs miteinander verbindet. Dieses Netzwerk ermöglicht eine nahtlose Kommunikation und den Austausch von Daten zwischen den EMBs, so dass das System eventuelle Sensorausfälle effektiv kompensieren kann. Die zentrale Steuerlogik, die in den Zentralrechner des Fahrzeugs integriert oder auf die Steuergeräte der EMBs verteilt sein kann, steuert diesen Prozess. Im Rahmen der Erfindung überwacht das System kontinuierlich den Zustand aller Sensoren und aktiviert bei Bedarf die Backup-Strategie, um sicherzustellen, dass die Bremsleistung des Fahrzeugs auch bei Ausfall einzelner Sensoren optimal und konsistent bleibt.This interconnectivity is made possible by a sophisticated network that links the control units of all four EMBs. This network enables seamless communication and data exchange between the EMBs, allowing the system to effectively compensate for any sensor failures. The central control logic, which can be integrated into the vehicle's central computer or distributed across the EMB control units, manages this process. According to the invention, the system continuously monitors the status of all sensors and, if necessary, activates the backup strategy to ensure that the vehicle's braking performance remains optimal and consistent even if individual sensors fail.

3 ist ein Schema einer Methode zur Backup-Kontrolle in elektromechanischen Bremssystemen unter Verwendung redundanter Sensordaten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 is a scheme of a method for backup control in electromechanical braking systems using redundant sensor data according to an embodiment of the present invention.

Im Folgenden wird eine Methode 100 zur Aufrechterhaltung der Funktionalität einer EMB 1 in einem Fahrzeug 10 mit mehreren EMBs 1 im Falle eines Sensorausfalls erörtert.The following discusses a method 100 for maintaining the functionality of an EMB 1 in a vehicle 10 with multiple EMBs 1 in the event of a sensor failure.

In einem Schritt 101 wird ein Fehler in einem Sensor 8 der EMB 1 erkannt. Diese Erkennung kann von einer Einheit oder einem Modul der EMB 1 durchgeführt werden. Alternativ kann ein Sensor 8 seine eigene Fehlfunktion erkennen und eine entsprechende Information an die EMB 1 oder an die ECU 6 der von ihm überwachten EMB 1 senden. Alternativ kann die ECU 6 der von dem Sensor 8 überwachten EMB 1 so konfiguriert werden, dass sie feststellt, dass der Sensor 8 eine Fehlfunktion aufweist. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Erkennung mit einer Schalterkennung erfolgen, die sowohl den Beginn einer Fehlfunktion als auch das Ende der Fehlfunktion bestimmt.In step 101, a fault in a sensor 8 of the EMB 1 is detected. This detection can be performed by a unit or module of the EMB 1. Alternatively, a sensor 8 can detect its own malfunction and send corresponding information to the EMB 1 or to the ECU 6 of the EMB 1 it monitors. Alternatively, the ECU 6 of the EMB 1 monitored by the sensor 8 can be configured to detect that the sensor 8 is malfunctioning. In an advantageous embodiment, the detection can be performed with a switching detection that determines both the start and end of a malfunction.

In einem Schritt 102 wird ein gleichwertiger Sensor 8 in einer anderen EMB 1 innerhalb desselben Fahrzeugs 10 identifiziert. Die Identifizierung kann von der ECU 6 der EMB 1 durchgeführt werden, deren Sensor 8 eine Fehlfunktion aufweist. Alternativ kann die Bestimmung auch durch die EMB 1 selbst erfolgen. Alternativ können die entsprechenden Sensoren 8 so vordefiniert werden, dass zum Zeitpunkt der Erkennung der Fehlfunktion keine Bestimmung durchgeführt werden muss. In einer vorteilhaften Ausführungsform gibt es einen Schritt, in dem festgestellt wird, dass der entsprechende Sensor keine Fehlfunktion aufweist.In step 102, an equivalent sensor 8 in another EMB 1 within the same vehicle 10 is identified. The identification can be performed by the ECU 6 of the EMB 1 whose sensor 8 is malfunctioning. Alternatively, the determination can also be made by the EMB 1 itself. Alternatively, the corresponding sensors The sensors 8 can be predefined in such a way that no determination needs to be carried out at the time of malfunction detection. In an advantageous embodiment, there is a step in which it is determined that the corresponding sensor is not malfunctioning.

In einem Schritt 103 werden Sensordaten von dem identifizierten gleichwertigen Sensor 8 empfangen. Der Empfang kann auf der Ebene der ECU 6 der EMB 1 erfolgen, deren Sensor eine Fehlfunktion aufweist.In step 103, sensor data is received from the identified equivalent sensor 8. This reception can occur at the level of ECU 6 of EMB 1, whose sensor is malfunctioning.

In einem Schritt 104 werden die empfangenen Sensordaten des gleichwertigen Sensors 8 verwendet, um die Steuerung der EMB 1 durchzuführen, dessen Sensor 8 eine Fehlfunktion aufweist. Auf diese Weise können die Sensordaten einer äquivalenten EMB 1 verwendet werden, um die Betriebsfunktionalität der EMB 1 mit dem ausgefallenen Sensor aufrechtzuerhalten. Mit anderen Worten: Die empfangenen Sensordaten des gleichwertigen Sensors 8 können verwendet werden, um das Signal des defekten Sensors 8 zu schätzen.In step 104, the received sensor data from the equivalent sensor 8 are used to control the EMB 1, whose sensor 8 is malfunctioning. In this way, the sensor data from an equivalent EMB 1 can be used to maintain the operational functionality of the EMB 1 with the failed sensor. In other words, the received sensor data from the equivalent sensor 8 can be used to estimate the signal from the defective sensor 8.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Sensordaten von mehreren gleichwertigen Sensoren empfangen. In einer noch vorteilhafteren Ausführungsform können bei der Verwendung von Sensordaten von mehreren gleichwertigen Sensoren die Sensordaten der verschiedenen Sensoren gewichtet werden. So können beispielsweise die Sensordaten des gleichwertigen Sensors, der sich auf der gleichen Seite des Fahrzeugs befindet, höher gewichtet werden als die Sensordaten der anderen Sensoren. Wenn z.B. die EMB am rechten Vorderrad von einer Sensorfehlfunktion betroffen ist, können die Sensordaten der entsprechenden EMB am linken Vorderrad stärker gewichtet werden als die anderen Sensordaten.In an advantageous embodiment, sensor data from several equivalent sensors are received. In a further advantageous embodiment, when using sensor data from several equivalent sensors, the sensor data from the different sensors can be weighted. For example, the sensor data from the equivalent sensor located on the same side of the vehicle can be weighted more heavily than the sensor data from the other sensors. If, for example, the electronic module (EMB) at the right front wheel is affected by a sensor malfunction, the sensor data from the corresponding EMB at the left front wheel can be weighted more heavily than the other sensor data.

In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Schritt der Fehlererkennung die Analyse von Sensordaten, um Unstimmigkeiten oder Abweichungen von erwarteten Betriebsparametern zu erkennen.In an advantageous embodiment, the fault detection step includes the analysis of sensor data to detect inconsistencies or deviations from expected operating parameters.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Schritt der Identifizierung eines gleichwertigen Sensors die Identifizierung von Sensoren desselben Typs und/oder derselben Funktionalität wie der ausgefallene Sensor umfassen.In an advantageous embodiment, the step of identifying an equivalent sensor may include identifying sensors of the same type and/or functionality as the failed sensor.

In einer vorteilhaften Ausführungsform können die empfangenen Sensordaten angepasst werden, um Unterschiede in der Positionierung und Ausrichtung des identifizierten äquivalenten Sensors relativ zum ausgefallenen Sensor und/oder Unterschiede in der Positionierung und Ausrichtung der EMB mit identifiziertem äquivalentem Sensor und seiner relativen Position zur EMB mit dem ausgefallenen Sensor auszugleichen.In an advantageous embodiment, the received sensor data can be adjusted to compensate for differences in the positioning and orientation of the identified equivalent sensor relative to the failed sensor and/or differences in the positioning and orientation of the EMB with the identified equivalent sensor and its relative position to the EMB with the failed sensor.

In der vorteilhaften Ausführungsform mit der Schalterkennung einer Fehlfunktion kann das Verfahren außerdem einen Schritt 105 der Erkennung umfassen, dass die Fehlfunktion des Sensors beendet ist. Wenn erkannt wird, dass die Fehlfunktion beendet ist, werden die Sensordaten des Sensors 8, bei dem keine Fehlfunktion mehr vorliegt, wieder verwendet. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Erkennung kontinuierlich durchgeführt werden, so dass das Verfahren auch im Falle einer intermittierenden Fehlfunktion des Sensors angewendet werden kann.In the advantageous embodiment with the switching detection of a malfunction, the method can also include a step 105 for detecting that the sensor malfunction has ended. When it is detected that the malfunction has ended, the sensor data from sensor 8, which is no longer malfunctioning, are reused. In an advantageous embodiment, the detection can be performed continuously, so that the method can also be used in the case of an intermittent sensor malfunction.

In einer Ausführungsform können die Sensordaten direkt von dem entsprechenden Sensor durch den gestörten Sensor 8 oder dessen EMB 1 abgerufen werden.In one embodiment, the sensor data can be retrieved directly from the corresponding sensor by the faulty sensor 8 or its EMB 1.

In einer speziellen Implementierung kann der Fehler dadurch erkannt werden, dass sich das Signal (Strom/Position usw.) zu sehr von dem/den ‚anderen‘ Signal(en) unterscheidet. Insbesondere könnten nur ähnliche Redundanzen berücksichtigt werden. Beispielsweise kann dieses Monitoring post-priori stattfinden, d. h.: Zuerst wird die Kontrolle/Regelung durchgeführt, und erst einige Zyklen später werden die Messwerte der anderen EMBs empfangen, so dass eine problematische Abweichung erkannt werden kann. Eine solche Diagnose ist besonders effektiv, wenn die Sensoren zu Beginn der Fahrt oder regelmäßig oder bei einer ersten Abweichung kalibriert werden. Dieser Ansatz ist besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine EMB eine dissimilare Sensorredundanz aufweist. Die dissimilare Redundanz kann darin bestehen, dass für denselben Wert ein anderes Messprinzip verwendet wird oder dass andere elektronische Bauteile mit demselben Messprinzip verwendet werden. Dadurch werden Ursache-Wirkungs- und Modusfehler reduziert. Beispielsweise tritt ein Ereignis ein, bei dem alle Stromsensoren des Typs A (an der Vorderachse angebracht) gleichzeitig ausfallen; da aber auch Stromsensoren des Typs B (an der Hinterachse angebracht) installiert sind, kann auf diese zurückgegriffen werden.In a specific implementation, the fault can be detected when the signal (current/position, etc.) differs too significantly from the other signal(s). Specifically, only similar redundancies could be considered. For example, this monitoring can be post-priori, meaning that the control/regulation is performed first, and only after several cycles are the measured values from the other EMBs received, allowing a problematic deviation to be detected. Such diagnostics are particularly effective if the sensors are calibrated at the start of the journey, regularly, or upon initial deviation. This approach is especially advantageous if at least one EMB has dissimilar sensor redundancy. The dissimilar redundancy might consist of using a different measurement principle for the same value or using different electronic components with the same measurement principle. This reduces cause-and-effect and mode errors. For example, an event occurs in which all type A current sensors (mounted on the front axle) fail simultaneously; However, since type B current sensors (mounted on the rear axle) are also installed, these can be used.

In einer Ausführungsform können KI-Algorithmen wie oben beschrieben verwendet werden.In one embodiment, AI algorithms can be used as described above.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2021/139954 A1 [0002]

Claims

Method (100) for maintaining the functionality of a decentralized actuator system (1) for use in a vehicle (10) with multiple decentralized actuator systems in the event of a sensor failure, comprising: - Detecting (S101) a malfunction in a sensor (8) of the decentralized actuator system (1); Identifying (S102) an equivalent sensor (8) in another decentralized actuator system within the same vehicle (10); Receiving (S103) sensor data from the identified equivalent sensor (8); and Using (S104) the received sensor data to maintain the operational functionality of the decentralized actuator system (1) with the failed sensor (8).

Procedure (100) according to Claim 1 , furthermore, including the adjustment of the received sensor data to compensate for differences in the positioning and orientation of the identified equivalent sensor (8) relative to the failed sensor (8).

Method (100) according to one of the preceding claims, wherein the step of identifying (S102) an equivalent sensor (8) includes considering sensors of the same type and functionality as the failed sensor.

Method (100) according to any of the preceding claims, further comprising: - detecting (S105) that the sensor malfunction has ended; and - using sensor data from the sensor (8) that is no longer malfunctioning to maintain the functionality of the decentralized actuator system (1).

Method (100) according to any one of the preceding claims, wherein: - the step of identifying (S102) an equivalent sensor (8) in another decentralized actuator system (1) within the same vehicle (10) comprises identifying a plurality of equivalent sensors in different decentralized actuator systems (1) of the vehicle (10); - the step of receiving (S103) sensor data from the identified equivalent sensor (8) comprises receiving sensor data from the identified plurality of equivalent sensors; and - the step of using (S104) the received sensor data to maintain the operational functionality of the decentralized actuator system (1) with the failed sensor (8) comprises using the received sensor data from the plurality of identified equivalent sensors.

Decentralized actuator system (1) for a vehicle (10) with multiple decentralized actuator systems, comprising: - at least one sensor (8) configured to monitor the operating parameters of the decentralized actuator system; - a control unit, ECU, (6) configured to detect a malfunction of the at least one sensor (8) and identify an equivalent sensor (8) from another decentralized actuator system within the same vehicle (10); - a communication interface for receiving sensor data from the identified equivalent sensor (8); - the ECU being further configured to use the received sensor data to maintain the operational functionality of the decentralized actuator system (1) with the failed sensor (8).

Decentralized actuator system (1) according to Claim 6 , wherein the at least one sensor (8) is one of the following: a wheel speed sensor, a brake pressure, force or torque sensor or a vehicle stability sensor.

Computer program product containing instructions which, when the program is executed by a computer of a vehicle (10) with multiple decentralized actuator systems (1), cause the computer to perform the steps of the procedure according to one of the Claims 1 until 5 to execute.

Computer-readable storage medium containing instructions which, when the program is executed by a computer of a vehicle (10) with multiple decentralized actuator systems (1), cause the computer to perform the steps of the procedure according to one of the Claims 1 until 5 to execute.