DE4116011A1 - Verfahren zur funktionsueberwachung von bremslichtschaltern an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Bremslichtschalters an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der GB-PS 15 70 764 ist bereits eine Schaltungsanordnung unter anderem zur Überwachung eines Bremslichtschalters an Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem eine Kippstufe zunächst durch ein Signal am Setz­ eingang der Kippstufe gesetzt und damit eine Signallampe einge­ schaltet wird. Uber eine hinter dem Bremslichtschalter ange­ schlossene Leitung wird nun mit dem Bremslichtsignal beim Betätigen des Bremslichtschalters die Kippstufe wieder zurückgesetzt. Auf diese Weise läßt sich sowohl die Funktion der Kontrollampe als auch des Bremslichtschalters überwachen. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß zum Setzen des Flip-Flops jeweils ein besonderer Tastschalter benötigt wird. Bei einer anderen bekannten Überwachungsschaltung des Bremslichtschalters (BMW-Check-Control) wird dagegen die Kippstufe mit dem Zünd- bzw. Fahrschalter des Fahrzeugs gesetzt und in gleicher Weise durch Betätigung des Bremslichtschalters mittels des Bremspedals zurückgesetzt. Hierbei ist nachteilig, daß eine Überwachung des Bremslichtschalters während der Fahrt nicht mehr erfolgt, so daß ein defekter Bremslichtschalter erst nach dem Still­ setzen des Motors und erneutem Inbetriebnehmen festgestellt werden kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Funktion des Bremslichtschalters mit Hilfe der Fahrzeugverzögerung mittels einer Plausibilitätsprüfung während der Fahrt laufend überwacht werden kann, so daß ein Defekt des Bremslichtschalters wesentlich früher als bei den herkömmlichen Überwachungsschaltungen erkannt und ange­ zeigt werden kann. Die Verkehrsgefährdung wird damit herabgesetzt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß bei einem Fahrzeug mit einem Antiblockiersystem (ABS) der Bremsanlage die Fahrzeugverzögerung des Kraftfahrzeuges ohnehin laufend gemessen wird und somit als Meßwert ohne zusätzlichen Aufwand zur Überwachung des Bremslichtschalters zur Verfügung steht. Außerdem wird zur Vermeidung von Fehlalarm bei der Überwachung des Bremslichtschalters erst bei mehrfachem Über­ schreiten eines vorgegebenen Verzögerungsbremswertes ohne zwischen­ zeitlicher Betätigung des Bremspedals ein Fehlersignal abgegeben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß zur Ermittlung der Phasenanzahl der den Grenzwert überschreitenden Verzögerungen eine Kippstufe jeweils beim Überschreiten eines oberen Verzögerungs-Grenzwertes gesetzt und beim Unterschreiten eines unteren Verzögerungs-Grenzwertes zurückgesetzt wird, wobei die Kipp­ stufe einem Zähler vorgeschaltet ist, der die von der Kippstufe erfaßten Bremsvorgänge zählt und der durch Betätigungen des Bremslichtschalters zurückgesetzt wird. Um während einer Talfahrt unterschiedlich starke Abbremsungen bei ständig eingeschaltetem Bremslichtschalter so auszublenden, daß sie der Überwachungsschal­ tung nur als ein einziger Bremsvorgang erfaßt werden, wird der untere Grenzwert für die Rücksetzung der Kippstufe bei einem Ver­ zögerungswert von 0 oder gar bei einer leichten Fahrzeugbeschleuni­ gung vorgegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Funktion der Bremslicht­ schalterüberwachung und Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf einer möglichen Fahrzeugverzögerung zur Erläuterung der Funktionsweise des Schaltbildes nach Fig. 1, Fig. 3 zeigt das entsprechende Fluß­ diagramm.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein Blockschaltbild für das erfindungsgemäße Verfahren zur Über­ wachung der Funktion eines Bremslichtschalters an Fahrzeugen ist in Fig. 1 dargestellt. Von einem nicht dargestellten Steuergerät für ein Antiblockiersystem (ABS) und Antischlupfregelung (ASR) wird die an den Fahrzeugrädern gemessene Geschwindigkeit als Impulsfolge verarbeitet und die jeweilige Geschwindigkeitsänderung wird dabei über einen Datenbus 10 als Beschleunigungswert g (Erdbeschleunigung) jeweils auf einen Eingang A von zwei Vergleichern 11, 12 gegeben. Am Eingang B des oberen Vergleichers 11 ist mit -0,2 g ein oberer Ver­ zögerungs-Grenzwert B1 als Vergleichswert fest eingegeben. In gleicher Weise ist am unteren Vergleicher 12 über seinen Eingang B ein unterer Grenzwert B2 eingegeben, der hier mit +0,1 g erst bei geringer Fahrzeugbeschleunigung erreicht wird. Der obere Grenzwert der Fahrzeuqverzögerunq ist so, gewählt, daß das Fahrzeug diesen Verzögerungsgrenzwert ohne Betätigung der Betriebsbremse erst bei einer Steigung von 20% erreicht. Erst wenn der absolute Meßwert am Eingang A diesen Grenzwert B1 unterschreitet, wird am Ausgang des Vergleichers 11 ein 1-Signal abgegeben. Entsprechend arbeitet der Vergleicher 12, wenn der Absolutmeßwert am Eingang A den Grenzwert B2 überschreitet. Den Vergleichern 11 und 12 ist eine Kippstufe 13 nachgeschaltet, wobei der Ausgang des oberen Grenzwertvergleichers 11 auf den Setzeingang und der Ausgang des unteren Grenzwertver­ gleichers 12 auf den Rücksetzeingang der Kippstufe 13 gelegt ist. Der Q-Ausgang der Kippstufe 13 gelangt auf den Zähleingang einer Zählstufe 14, welche die abfallenden Impulsflanken am Q-Ausgang der Kippstufe 13 zählt. Zur Funktionsüberwachung eines Bremslichtschal­ ters 15 im Stromkreis einer Bremslichtlampe 16 wird das hinter dem Bremslichtschalter 15 abgegriffene Bremslichtsignal BLS auf eine Differenzierstufe 17 gegeben, die sowohl beim Einschalten als auch beim Ausschalten des Bremslichtschalters einen Impuls auf den Rück­ setzeingang der Zählstufe 14 gibt. Der binäre Ausgang der Zählstufe 14 wird nunmehr dem Eingang A eines weiteren Vergleichers 18 zuge­ führt, auf dessen Eingang B wiederum ein Vergleichswert B3, z. B. B3=1, fest vorgegeben wird. Der Ausgang dieses Vergleichers 18 führt auf einen Eingang einer UND-Stufe 19. Ein zweiter Eingang dieser UND-Stufe 19 ist an einem Geber 20 angeschlossen, der die geschlossene Stellung einer Drosselklappe 21, d. h. die Stellung α<0 abfühlt. Ein solcher Geber für die Drosselklappenstellung ist bei dem oben erwähnten Steuersystem für ABS/ASR bereits am Fahrzeug vorhanden, so daß hierfür kein zusätzlicher Geber benötigt wird. Der Ausgang des UND-Gliedes 19 gelangt schließlich auf eine Fehleran­ zeige 22.

Sämtliche Schaltunqselemente in Fig. 1 mit Ausnahme des Bremslicht­ stromkreises und des Drosselklappengebers 20 sind softwaremäßig in einem Mikroprozessor realisierbar, der im vorgenannten Steuergerät ohnehin vorhanden ist und zur Funktionskontrolle des Bremslicht­ schalters mit herangezogen werden kann.

Der Verfahrensablauf für die Überwachung der Funktion des Brems­ lichtschalters 15 soll nunmehr mit Hilfe des Diagramms nach Fig. 2 an dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 näher erläutert werden. Das Flußdiagramm gemäß Fig. 3 zeigt eine entsprechende Realisierung des Verfahrens durch eine Software bzw. durch die Schaltung nach Fig. 1.

In Fig. 2 ist auf der Zeitachse X1 der jeweils von dem nicht dargestellten Steuergerät ermittelte Wert A für die Fahrzeugbe­ schleunigung g als Kurvenverlauf dargestellt. Negative Werte A bedeuten somit Fahrzeugverzögerungen. Auf der Zeitachse X2 ist das Signal S13 an der Kippstufe 13 bzw. an einem entsprechenden Flag FF für eine Software dargestellt. Auf der Zeitachse X3 ist das Brems­ lichtsignal S15 am Bremslichtschalter 15 dargestellt. Auf der Zeit­ achse X4 ist der Zählerstand Z der Zählstufe 14 dargestellt. Auf der Zeitachse X5 ist das Signal S20 des Drosselklappengebers 20 darge­ stellt und auf der Zeitachse X6 das Signal S22 der Fehleranzeige 22.

Der Meßwert A für die Beschleunigung des Fahrzeugs ist zunächst noch positiv, z. B. durch eine Gefällstrecke. Er wird zur Zeit t1 negativ, d. h. daß das Fahrzeug nunmehr durch Betätigen der Bremse verzögert wird. Das BLS-Signal des Bremslichtschalters 15 geht somit auf den Wert 1. Zur Zeit t2 überschreitet die Verzögerung den oberen Grenzwert B1=-0,2 g. Da in den Vergleichern 11 und 12 Verzöge­ rungswerte als negative Beschleunigungen gewertet werden, ist nunmehr im Vergleicher 11 die Bedingung A<B1 erfüllt und die Kipp­ stufe 13 wird am Ausgang Q = 1 gesetzt. Im weiteren Verlauf der Kurve A fur die Fahrzeugverzögerung wird nun zur Zeit t3 der Brems­ vorgang wieder beendet, so daß der Bremslichtschalter 15 öffnet; S15=0. Nunmehr wird das Fahrzeug durch Betätigung des Gaspedals beschleunigt, so daß der Geber 20 der Drosselklappe 21 ein Signal S20=1 abgibt. Zur Zeit t4 überschreitet nun der Meßwert A den unteren Grenzwert B2 = +0,1 g und damit wird am Vergleicher 12 die Bedingung A<B2 erfüllt. Das dadurch am Rücksetzeingang der Kipp­ stufe 13 wirksame 1-Signal setzt den Q-Ausgang der Kippstufe 13 zurück. Durch die abfallende Signalflanke S13 wird damit der Zähler­ stand der Zählstufe 14 von 0 auf 1 erhöht. Am Vergleicher 18 wird dieser Wert Z=1 mit dem fest vorgegebenen Wert B3 = 1 verglichen, wobei die Bedingung Z<B3 am Vergleicher 18 nicht erfüllt ist. Die Fehleranzeige 22 kann daher kein Ein-Signal erhalten. Zur Zeit t5 ist die Beschleunigungsphase beendet und die Drosselklappe 21 wieder geschlossen, so daß der Geber 20 nunmehr wieder ein Signal S20 = 0 abgibt. Bis zur Zeit t6 wird nunmehr der Motor vom Fahrzeug geschleppt, d. h. es wird weder das Fahrpedal noch das Bremspedal betätigt. Der Bremslichtschalter 15 wird erst zur Zeit t6 mit einem erneuten Bremsvorgang geschlossen, wobei über die Differenzierstufe 17 ein Nadelimpuls auf den Rücksetzeingang der Zählstufe 14 gelangt und damit den Zähler wieder auf Z=0 zurücksetzt. Zur Zeit t7 wird erneut der obere Grenzwert B1 erreicht und die Kippstufe 13 erneut gesetzt. Mit dem Lösen der Bremse zur Zeit t8 wird der Bremslicht­ schalter 15 geöffnet, damit erneut über die Differenzierstufe 17 ein Nadelimpuls auf den Rücksetzeingang der Zählstufe 14 gegeben, der jedoch unwirksam bleibt. Zur Zeit t9 wird nunmehr ohne Betätigung des Fahrpedals, z. B. durch starkes Gefälle das Fahrzeug zunehmend beschleunigt, wobei schließlich zur Zeit t10 der untere Grenzwert B2 am Vergleicher 12 überschritten wird, so daß die Kippstufe 13 dadurch zurückgesetzt wird und die Zählstufe 14 durch diese Rück­ setzflanke ihren Inhalt wieder auf Z=1 setzt. Da auch jetzt am Vergleicher 18 die Bedingung Z<B3 nicht erfüllt ist, bleibt die Fehleranzeige 22 weiterhin ausgeschaltet. Zur Zeit t11 wird schließ­ lich erneut das Bremspedal betätigt und der Bremslichtschalter 15 schließt (BLS=1), so daß über die Differenzierstufe 17 die Zähl­ stufe 14 erneut gelöscht wird.

Diese Vorgänge wiederholen sich in mehr oder weniger gleicher Folge, solange der Bremslichtschalter 15 korrekt arbeitet. Über die Plausibilitätskontrolle der Beschleunigungsmessung und Auswertung läßt sich folglich ein Bremsvorgang feststellen, sofern er zu einer Fahrzeugverzögerung führt, die größer ist als der als oberen Grenz­ wert angenommenen Fahrzeugverzögerung an einer Steigung von 20%. Der untere Grenzwert B2, mit dem die Beendigung eines Bremsvorgangs detektiert werden soll, kann um den Null-Bereich eingestellt werden. Zur Erfassung eines längeren Bremsvorganges auf Gefällstrecken mit unterschiedlicher Verzögerung ist es jedoch zweckmäßig, gemäß dem Ausführungsbeispiel den unteren Grenzwert zur Erfassung des Endes eines Bremsvorgangs bereits in den Beschleunigungsbereich zu legen. Falsche Fehlermeldungen durch längere, unterschiedlich starke Brems­ vorgänge auf Gefällstrecken können auch dadurch vermieden werden, daß im Vergleicher 18 der Vergleichswert B3 für die Zählstufe 14 entsprechend hoch gewählt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei einem Defekt am Bremslichtschalter dieser ggf. erst nach längerer Zeit angezeigt wird. Zur Plausibilitätskontrolle wird hier folglich auch noch die Drosselklappenstellung mit herangezogen, so daß ein Defekt im Bremslichtstromkreis nur dann festgestellt wird, wenn der Zählerstand den Vergleichswert B3 überschritten hat und außerdem das Gaspedal betätigt ist. Dies soll im folgenden mit Hilfe der in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Signalverläufe näher erläutert werden.

Es wird angenommen, daß zur Zeit t2 der Bremslichtschalter 15 sich verhakt und für die weitere Zeit geschlossen bleibt (S15=kon­ stant 1). In diesem Fall wird zur Zeit t6 die Zählstufe 14 nicht mehr zurückgesetzt, sondern zur Zeit t10 auf den Wert Z=2 erhöht. Am Vergleicher 18 ist nunmehr die Bedingung Z<B3 erfüllt, so daß am ersten Eingang des UND-Gliedes 19 ein 1-Signal steht. Da am Differenzierglied 17 bei defektem Bremslichtstromkreis kein Spannungssprung mehr auftritt und folglich die Zählstufe 14 vom Differenzierglied 17 nicht mehr zurückgesetzt wird, wird bei der nächsten Betätigung des Fahrpedals der Drosselklappensensor 20 ein 1-Signal auf den zweiten Eingang des UND-Gliedes 19 geben und damit ein Fehlersignal an die Anzeige 22 abgeben. Gemäß Fig. 2 soll dieses Signal S20 = 1 nunmehr in dem Zeitabschnitt t9 bis t11 auf­ treten. Das Fehlersignal S22 wird folglich zur Zeit t10 mit dem Erreichen des Zählerstandes Z<B3 zur Anzeige gebracht.

Im Flußdiagramm nach Fig. 3 ist dieser Verfahrensablauf zur Über­ wachung des Bremslichtstromkreises nochmal softwaremäßig durch ein Unterprogramm dargestellt, welches zyklisch durch einen Mikro­ prozessor abgearbeitet werden kann. Im Schritt 30 wird zunächst die Fahrzeugbeschleunigung A ermittelt und im Schritt 31 wird dieser Wert mit dem oberen Grenzwert B1 verglichen. Ist A<B1, wird im Schritt 32 ein Flag gesetzt (FF-ein). Im Schritt 33 wird sodann geprüft, ob das Flag gelöscht wurde. Wurde dagegen zur Zeit des Schrittes 31 der obere Verzögerungsgrenzwert nicht überschritten, so wird im Schritt 34 der Beschleunigungswert A mit dem unteren Ver­ zögerungsgrenzwert B2 verglichen. Bei A<B2 wird im Schritt 35 das Flag auf 0 gesetzt (FF-aus) und im Schritt 33 sodann wieder geprüft, ob das Flag zurückgesetzt wurde. Wird dagegen im Schritt 34 fest­ gestellt, daß der Wert A nicht größer B2 ist, so wird im Schritt 36 geprüft, ob das abgefühlte Bremslichtsignal (BLS) sich durch Betäti­ gung des Bremslichtschalters 15 geändert hat. Ist dies nicht der Fall, so ist das Ende des Unterprogramms erreicht. Falls jedoch eine Betätigung am Bremslichtschalter 15 durch ein geändertes Bremslicht­ signal detektiert wurde, so wird im Schritt 37 der Zähler gelöscht (Z=0).

Sobald im Schritt 35 das vorerwähnte Flag von 1 auf 0 zurückgesetzt wurde, so wird dies im Schritt 33 erfaßt und im nachfolgenden Schritt 38 wird der vorerwähnte Zähler um 1 erhöht (Z+1). Im Schritt 39 wird nun verglichen, ob der Zählerstand den vorgegebenen Wert B3 überschritten hat (Z<B3). Ist dies nicht der Fall, so werden ebenso wie bei eingeschaltetem Flag im Anschluß an die Abfrage 33 erneut die Schritte 36 und 37 zur Zurücksetzung des Zählers bei Änderung des Bremslichtsiqnals durchlaufen. Über­ schreitet nun der Zähler im Schritt 39 durch mehrfaches Über- und Unterschreiten der Grenzwerte B1 und B2 bei längerer Bremsfahrt (Abfahrt auf einer Paßstraße) den Wert B3, so wird im Schritt 40 geprüft, ob die Drosselklappe einen Öffnungswinkel α<0 hat. Dies ist bei einem Bremsvorgang nicht der Fall, so daß selbst bei Über­ schreiten des Wertes B3 im Zähler z. B. kein Fehlersignal abgegeben wird. Am Ende dieser Bremsfahrt wird dann zunächst der Bremslicht­ schalter 15 geöffnet, bevor die Drosselklappe 21 betätigt wird. Durch Öffnen des Bremslichtschalters wird in diesem Fall über die Schritte 36 und 37 der Zähler auf 0 zurückgesetzt, so daß beim anschließenden Betätigen der Drosslklappe die Bedingung Z<B3 nicht mehr erfüllt ist. Nur bei einem Defekt im Bremslichtstromkreis wird am Ende eines Bremsvorgangs keine Änderung des Bremslichtsignals im Schritt 36 festgestellt, so daß nun bei Betätigung der Drosselklappe im Schritt 40 die Bedinung α<0 erfüllt ist. Dies führt schließ­ lich im Schritt 41 zur Abgabe eines Fehlersignals.

Bei Fahrzeugen ohne ASR-System, d. h. ohne Drosselklappengeber 20 kann das Fehlersignal 22 unmittelbar am Ausgang des Vergleichers 18 bzw. durch den Programmschritt 39 abgegeben werden. In diesem Fall wäre jedoch ein höherer Vergleichswert B3 zu wählen, um Fehlalarm bei längeren Gefällstrecken zu vermeiden.

Grundsätzlich läßt sich eine derartige Überwachung der Brems­ schalterfunktion auch mit nur einem Grenzwert B1 zur Ermittlung der Anzahl von Bremsvorgängen realisieren, wobei dann z. B. das Aus­ gangssignal des Vergleichers 11 auf die Zählstufe 14 gelegt wird. Eine erhöhte Sicherheit für die Überwachung des Bremslichtschalters läßt sich aber dadurch erzielen, daß ein zweiter Verzögerungsgrenz­ wert B2 vorgesehen ist, der um einen Betrag von mindestens 0,1 g unter dem Grenzwert B1 liegt.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überwachung der Funktion eines Bremslichtschalters an Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeits­ änderung (A) des Fahrzeuges laufend gemessen und die Anzahl der Phasen in einem Zähler (13) gezählt wird, bei denen die Fahrzeug­ verzögerung (-g) einen vorgegebenen Grenzwert (B1) übersteigt, daß der Zähler (14) durch jede Betätigung des intakten Bremslicht­ schalters (15) zurückgesetzt wird und daß beim Überschreiten einer vorgebbaren Zahl (B3) im Zähler ein Fehlersignal für die Funktion des Bremslichtschalters (15) abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Phasenanzahl der den Grenzwert (B1) überschreitenden Verzögerungen eine dem Zähler (14) vorgeschaltete Kippstufe (13) jeweils beim Überschreiten eines oberen Verzögerungsgrenzwertes (B1) von etwa -0,2 g gesetzt und beim Unterschreiten eines unteren Ver­ zögerungsgrenzwertes (B2) zurückgesetzt wird, welcher um einen Betrag von mindestens 0,1 g unter dem des oberen Grenzwertes (B1) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Grenzwerte (B1, B2) an jeweils einem Vergleicher (11, 12) einge­ stellt werden und daß mit den Ausgangssignalen der Vergleicher die Kippstufe (13) gesetzt bzw. zurückgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Ausgangssignalen der Kippstufe (13) der Inhalt des Zählers (14) erhöht wird und daß mit einem hinter dem Bremslichtschalter (15) abgegriffenen Bremslichtsignal (BLS) in einer Differenzierstufe (17) eine Änderung des Bremslichtsignals erfaßt und damit der Zähler (14) zurückgesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Zählers (14) auf einen weiteren Vergleicher (18) gegeben wird, an dem die vorgebbare Zahl (B3) für die durch die Grenzwerte (B1, B2) erfaßten Bremsvorgänge eingegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Überschreiten der vorgebbaren Zahl (B3) ein Fehlersignal mit einem Signal der Drosselklappenstellung (α) derart logisch verknüpft wird, daß es nur bei nicht geschlossener Drosselklappe (α<0) als Fehlersignal auf eine Fehleranzeige (22) weitergegeben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als unterer Verzögerungsgrenzwert (B2) ein Grenzwert für eine Fahrzeugbeschleunigung (+g) eingegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als oberer Verzögerungsgrenzwert der Beschleunigungswert -0,2 g und als unterer Verzögerungswert der Beschleunigungswert +0,1 g eingegeben wird.