Verfahren zur Steuerung der Inbetriebnahme eines elektrisch ansteuerbaren Aktors in einem Kraftfahrzeug und elektronisches Steuergerät zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Inbetriebnahme eines elektronisch ansteuerbaren Aktors in einem Kraftfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ferner ein elektronisches Steuergerät nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.

Technischer Hintergrund

Moderne Kraftfahrzeuge sind mit einer Mehrzahl elektronischer Regelsysteme ausgestattet, deren Zweck es beispielsweise ist, den Fahrer zu unterstützen, den Fahrkomfort zu verbessern und/oder die Fahrsicherheit zu erhöhen. Derartige Regelsysteme sind mit Aktoren ausgestattet, welche in Abhängigkeit der momentanen Fahrsituation elektrisch ansteuerbar sind. Zur Ansteuerung der Aktoren sind elektronische Steuergeräte vorhanden.

Hinlänglich bekannt in diesem Zusammenhang sind elektronisch schlupfregelbare Bremssysteme in Kraftfahrzeugen, welche instabilen Fahrzuständen bereits im Vorfeld ihrer Entstehung entgegenwirken. Letztere basieren auf einem sich ankündigenden bzw. auf einem bereits bestehenden Radschlupf, d.h. auf einem oder mehreren blockierenden Rädern des Fahrzeugs. Dies kann zum Beispiel während eines Bremsvorgangs, im Laufe des Fährbetriebs als auch beim Anfahren des Fahrzeugs auftreten. Durch eine Regelung des Bremsdrucks der Radbremsen der betroffenen Räder lässt sich ein auftretender Radschlupf reduzieren oder ganz vermeiden. Bremssysteme sind dazu mit Aktoren in Gestalt eines elektrisch ansteuerbaren Bremsdruckerzeugers sowie ebensolchen Ventile ausgestattet.

Darüber hinaus kommen aktuell vermehrt Kraftfahrzeuge zum Einsatz, die zumindest unter gewissen Voraussetzungen pilotiert oder gar autonom, d.h. fahrerlos, betrieben werden können. Derartige Fahrzeuge sind mit Bremssystemen ausgestattet, deren Aktoren redundant vorhanden sind, damit im Falle einer auftretenden Störung bzw. einem Ausfall eines Aktors ein zweiter Aktor zur Verfügung steht, welcher den Bremsdruckaufbau übernehmen kann.

Um möglichen Ausfällen von Aktoren bereits im Vorfeld vorzubeugen, ist es üblich deren Funktionstüchtigkeit in regelmäßigen Abständen zu überprüfen. Die Prüfungsintervalle können dazu in Abhängigkeit eines verstrichenen Zeitraums seit der letzten Überprüfung, der tatsächlichen Betriebsdauer und/oder der erfolgten Belastung der jeweiligen Aktoren variieren. Für redundante Aktoren ist diese Funktionsprüfung nachvollziehbar besonders relevant, da ihre Funktion gefordert ist, wenn an einem primären Aktor bereits eine Störung vorliegt.

Nachteilig an diesen Funktionsprüfungen ist jedoch die sich einstellende Geräuschentwicklung bei der Inbetriebnahme der Aktoren. Das sich einstellende Betriebsgeräusch beeinträchtigt das Komfortempfinden der Fahrzeuginsassen und kann zudem Irritationen hinsichtlich eines ordnungsgemäßen Funktionszustands des Fahrzeugs und seiner Regelsysteme auslösen. Letzteres nicht zuletzt deshalb, weil die Prüfintervalle und damit die Zeitpunkte zu denen die Prüfprozesse gestartet werden, variieren und somit für den Fahrer weitgehend unerwartet stattfinden.

Insbesondere bei Fahrzeugen, die mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet sind, tritt das o.g. Problem auf, da in solchen Fahrzeugen mangels eines Motorengeräuschs die Betriebsgeräusche der Aktoren deutlicher wahrzunehmen sind, als bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen. Zudem erhöht sich bei Fahrzeugen, die aus Sicherheitsgründen mit Systemen ausgestattet sind, bei denen die Aktoren redundant vorhanden sind, die Anzahl notwendiger Funktionsprüfungen.

Der nachfolgend erläuterten Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, den Zeitpunkt für die Durchführung einer Funktionsprüfung eines redundanten zweiten Aktors derart zu koordinieren, dass die dabei auftretende Geräuschbelastung der Fahrzeuginsassen möglichst gering ausfällt.

Vorteile der Erfindung

Gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, erfolgt eine Inbetriebnahme des zweiten Aktors in Abhängigkeit eines Signals, welches ein in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs vorherrschendes Geräuschniveau repräsentiert. Herrscht dort ein relativ leises Geräuschniveau vor, also ein Geräuschniveau das niedriger ist als das vom zweiten Aktor im Fahrgastraum wahrnehmbare Betriebsgeräusch, so unterbleibt die Inbetriebnahme des zweiten Aktors. Steigt im Nachgang dieses Geräuschniveau im Fahrgastraum auf bzw. über einen festlegbaren Grenzwert an, welcher dem im Fahrgastraum wahrnehmbaren Betriebsgeräusch des zweiten Aktors zumindest näherungsweise entspricht, so wird die Inbetriebnahme des zweiten Aktors gestartet. Das Betriebsgeräusch des zweiten Aktors geht dann im Geräuschniveau im Inneren des Fahrgastraums zumindest weitgehend unter bzw. wird von den Fahrzeuginsassen nicht störend wahrgenommen.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgen Beschreibung.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Aktoren des Kraftfahrzeugs über ein Datenbussystem untereinander gekoppelt und tauschen Datensignale aus, welche den aktuellen Betriebszustand der jeweiligen Aktoren repräsentieren. Anhand dieser Datensignale kann auf das im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs vorherrschende Innengeräusch mittelbar geschlossen und die Inbetriebnahme des zweiten Aktors entsprechend gesteuert werden. Eine unmittelbare Messung des Geräuschniveaus im Fahrgastraum ist demnach nicht zwangsweise notwendig und vorteilhafter Weise lassen sich somit dahingehende Messeinrichtungen einsparen.

Dennoch kann eine unmittelbare Messung des Geräuschniveaus im Fahrgastraum Vorteile bringen, da dann auch Umgebungsgeräusche, die nicht auf das Betriebsgeräusch eines ersten Aktors zurückzuführen sind, bei der Ansteuerung des zweiten Aktors berücksichtigt werden können. Vorteilhafter Weise kann dazu das Geräuschniveau im Fahrgastraum durch eine Freisprecheinrichtung einer Telekommunikationseinrichtung des Fahrzeugs erfasst werden. Solche Freisprecheinrichtungen sind in vielen Fahrzeugen bereits ohnehin vorhanden, so dass auf zusätzlich zu installierende Geräuscherfassungseinrichtungen verzichtet werden kann. Das erfasste Geräusch wird dann in ein Datensignal gewandelt und dem elektronischen Steuergerät über das Datenbussystem zur Verfügung gestellt.

Neben Geräuschen aus der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs können beispielsweise auch die Geräusche von Unterhaltungsmedien im Fahrzeug und/oder von Klimatisierungseinrichtungen des Fahrzeugs über das Datenbussystem berücksichtigt werden.

Die Geräuscherfassung im Fahrgastraum sollte bevorzugt im Bereich des Fahrersitzes des Fahrzeugs und insbesondere auf Flöhe des Kopfes eines Fahrers stattfinden um insbesondere den Fahrer von störenden Betriebsgeräuschen zu entlasten und damit seine Aufmerksamkeit für den Straßenverkehr nicht zu stören.

Von Vorteil ist es darüber hinaus die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Steuerung einer Inbetriebnahme des zweiten Aktors zu berücksichtigen. Die

Fahrzeuggeschwindigkeit liefert wertvolle Informationen über potenziell auftretende Wind- und Abrollgeräusche des Fahrzeugs, ohne dass dazu eine unmittelbare Messung dieser Geräusche vorzunehmen ist.

Das Verfahren zur Steuerung der Inbetriebnahme eines zweiten, redundanten Aktors wird von einem elektronischen Steuergerät vorgenommen. Vorteilhafter Weise lässt sich dahingehend z.B. das die Regelung des Radschlupfs vornehmende Steuergerät eines Bremssystems des Fahrzeugs weiterbilden. Das vorgeschlagene Verfahren ist dadurch besonders kostengünstig und bauraumsparend umsetzbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung detailliert erläutert.

Zeichnung

Die Zeichnung umfasst insgesamt 2 Figuren, wobei

Figur 1 die schematisch vereinfachte Darstellung eines der Erfindung zugrundeliegenden Kraftfahrzeugs zeigt und die

Figur 2 die Erfindung anhand eines Ablaufdiagramms veranschaulicht.

Beschreibung der Erfindung

Die nachfolgend erläuterte Erfindung betrifft ein elektrisch steuerbares System, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, das vorzugsweise aus Gründen einer Funktionsabsicherung zueinander redundante Aktoren aufweist. Die Erfindung wird in diesem Zusammenhang am Beispiel eines elektronisch schlupfregelbaren Bremssystems eines zumindest pilotiert fahrenden Kraftfahrzeugs erläutert, ohne jedoch auf ein solches Kraftfahrzeug oder auf ein solches Bremssystem eingeschränkt zu sein. Mögliche andere redundante Systeme eines Kraftfahrzeugs können beispielsweise ein elektrisches Lenksystem oder ein elektrisches Fahrwerkregelsystem sein.

In der Figur 1 ist in einer schematisch stark vereinfachten Darstellung ein Kraftfahrzeug 10 gezeigt, das mit einer Vielzahl elektrisch ansteuerbarer Aktoren ausgestattet ist. Mit derartigen Aktoren sind beispielsweise ein Antriebsstrang, ein Fahrwerk, d.h. Lenkung und Dämpfung, ein System zur Klimatisierung eines Fahrgastraums, ein Unterhaltungs- oder Kommunikationssystem und/oder insbesondere ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs 10 ausgestattet. Exemplarisch wird im Folgenden lediglich auf das Bremssystem näher eingegangen; für die anderen Systeme gelten die Ausführungen jeweils sinngemäß. Das Bremssystem weist Aktoren 12, 14 in Gestalt von Druckerzeugern zur Erzeugung eines hydraulischen Bremsdrucks in vorhandenen Radbremsen des Fahrzeugs auf. Insbesondere bei einem autonom fahrenden Kraftfahrzeug sind diese Druckerzeuger redundant vorhanden um die Bremsfunktion des Fahrzeugs 10 auch dann aufrecht zu erhalten, wenn an einem Aktor 12; 14 wider Erwarten eine Störung auftreten sollte. Zur elektrischen Ansteuerung der Druckerzeuger bzw. Aktoren 12, 14 ist wenigstens ein elektronisches Steuergerät 16 im Kraftfahrzeug 10 verbaut. Meist ist dabei jedem Aktor 12; 14 ein eigenes Steuergerät 16 zugeordnet, es ist jedoch möglich diese Einzelsteuergeräte in einer oder mehreren Steuergeräteeinheiten zusammenzufassen.

Weiterhin ist das dargestellte Kraftfahrzeug 10 mit einer Telekommunikationseinrichtung 20 ausgestattet, welche eine Freisprecheinrichtung mit einem Mikrophon 22 umfasst. Freisprecheinrichtung und Mikrophon 22 sind im Bereich eines Fahrersitzes 24 in einem Fahrgastraum 26 des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet, bevorzugt auf einer Höhe in welcher sich der Kopf eines Fahrers befindet. Dadurch werden die den Fahrer in seiner Aufmerksamkeit und Wahrnehmung besonders beeinträchtigenden Geräusche im Fahrgastraum 26 erfasst und berücksichtigt.

Die erläuterten Aktoren 12; 14 des Kraftfahrzeugs 10 sind über ein Datenbussystem 28 untereinander und mit dem Steuergerät 26 gekoppelt. Das Datenbussystem 28 leitet Datensignale, welche den Betriebszustand der jeweils angeschlossenen Aktoren 12; 14 angeben, an dieses Steuergerät 16 weiter. Die Datensignale haben vorzugsweise ein digitales Datenformat.

Erfindungsgemäß bewertet das Steuergerät 16 die eingehenden Datensignale hinsichtlich der Geräuschemissionen der einzelnen Aktoren 12, 14, insbesondere hinsichtlich der in einem Fahrgastraum 26 des Kraftfahrzeugs 10 wahrnehmbaren Geräuschemissionen dieser Aktoren 12, 14. Kennfelder, welche die Geräuschemissionen der jeweiligen Aktoren 12, 14 in Abhängigkeit des jeweiligen Datensignals darstellen wurden in vorausgehenden Untersuchungen ermittelt und sind im elektronischen Steuergerät 16 hinterlegt. Das Steuergerät 16 nimmt eine Inbetriebnahme eines zu einem ersten Aktor 12 redundanten zweiten Aktors 14 in Abhängigkeit dieser im Fahrgastraum 26 wahrnehmbaren Geräuschemissionen vor, wenn die Geräuschemission dieses zweiten Aktors 14 dazu geeignet ist das im Fahrgastraum 26 auftretende Geräuschniveau unverändert aufrecht zu halten, abzuschwächen und/oder in seinem vom Fahrer wahrnehmbaren Klang zu verbessern.

Eine Inbetriebnahme des zweiten Aktors 14 basiert demnach nicht zwangsweise auf einer unmittelbaren Messung des Geräuschs im Fahrgastraum 26, sondern das Geräusch wird vielmehr mittelbar aus den vorliegenden Datensignalen, welche einen Betriebszustand der Aktoren 12, 14 repräsentieren, abgeleitet. Auf das Geräuschniveau im Fahrgastraum 26 wird somit aus den Betriebsdaten der Aktoren 12, 14 geschlossen, so dass auf eine unmittelbare Messung dieses Geräuschniveaus im Fahrgastraum 26 ebenso verzichtet werden kann wie auf dahingehende Messeinrichtungen im Kraftfahrzeug 10.

Es kann in manchen Fällen dennoch sinnvoll sein, das tatsächliche Geräusch im Fahrgastraum 26 zu messen, beispielsweise um über dieses Geräusch Umgebungsgeräusche zu berücksichtigen, welche über das Datenbussystem mangels vorhandenem Aktor nicht zu erfassen sind. Beispielsweise seien in diesem Zusammenhang Windgeräusche, Abrollgeräusche und/oder Geräusche aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 erwähnt.

In einem solchen Fall würde mittels eines Mikrophons 22 das Geräuschniveau des Fahrgastraums 26 erfasst, in ein digitales Datenformat gewandelt und über das Datenbussystem 28 dem elektronischen Steuergerät 16 zur Auswertung zugeführt. Dabei kann als Mikrophon 22 das Mikrophon einer Freisprecheinrichtung einer Telekommunikationseinrichtung 20 des Kraftfahrzeugs 10 verwendet werden, wie sie heutzutage vielfach ohnehin in Kraftfahrzeugen verbaut ist. Somit bedarf es zur Geräuschmessung keiner zusätzlichen Flardwareinstallation.

Über das Datenbussystem 28 können darüber hinaus auch die Datensignale von Geschwindigkeitsmesseinrichtungen 30 des Kraftfahrzeugs 10 berücksichtigt werden. Die Fahrgeschwindigkeit lässt ebenfalls Rückschlüsse auf Wind- und Abrollgeräusche des Kraftfahrzeugs 10 zu, ohne diese Geräusche unmittelbar messtechnisch erfassen zu müssen. Selbiges gilt für Datensignale die von Unterhaltungsmedien 34 oder von einer Klimatisierungseinrichtung 32 des Kraftfahrzeugs 10 zur Verfügung stehen und welche den Geräuschpegel im Fahrgastraum 26 je nach Betriebsweise dieser Einrichtungen (z.B. Gebläse: strak/schwach/aus; Radio: laul/leise/aus etc.) beeinflussen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Inbetriebnahme eines redundant vorhandenen zweiten Aktors 14 zum Zweck der Überprüfung seiner Funktionstüchtigkeit dann, wenn eine Geräuschemission dieses einen zweiten Aktors 14 dazu geeignet ist, das Geräuschniveau im Fahrgastraum 26 aufrecht zu halten, abzusenken und/oder in seinem für den Fahrer wahrnehmbaren Klang zu verbessern. Im Falle, dass jedoch diese Geräuschabsenkung durch die Durchführung des Funktionstests eines redundanten zweiten Aktors 14 nicht möglich sein sollte und ein Funktionstest aus Sicherheitsgründen keinen weiteren Zeitverzug erlaubt, muss die Funktionsprüfung selbstverständlich dennoch durchgeführt werden. Die erfolgte Inbetriebnahme des redundanten zweiten Aktors 14, wird dann über das Datenbussystem 28 den übrigen vorhandenen Aktoren mitgeteilt. Das Steuergerät 16 ist dadurch imstande andere redundant vorhandene Aktoren, für die ebenfalls ein Funktionstest bevorsteht, gleichzeitig zum ersten und zweiten Aktor 12, 14 in Betrieb zu nehmen, sofern damit das Geräuschniveau im Fahrgastraum 26 nicht ansteigt bzw. sich in seinem für den Fahrer wahrnehmbaren Klang verschlechtert.

Das der Erfindung zugrundliegende Verfahren ist in Figur 2 anhand eines Ablaufdiagramm verdeutlicht.

In einem ersten Schritt 40 des Verfahrens wird vom wenigstens einen elektronischen Steuergerät 16 festgestellt, ob für einen redundanten zweiten Aktor 14 eine Inbetriebnahme zum Zweck der Durchführung einer Überprüfung seiner Funktionsfähigkeit (Funktionstest) notwendig ist bzw. ansteht.

Falls ja, wird in einem weiteren Schritt 42 geprüft, welches Geräuschniveau bzw. welcher Geräuschpegel im Fahrgastraum 26 des Kraftfahrzeugs 10 vorherrscht. Dazu werden Datensignale des Datenbussystems 28, welche den Betriebszustand der miteinander gekoppelten Aktoren 12, 14 angeben, vom elektronischen Steuergerät 16 hinsichtlich ihrer Geräuschemissionen im Fahrgastraum 26 bewertet und mit den Geräuschemissionen des redundanten zweiten Aktors 14 verrechnet.

Im Folgeschritt 44 wird durch das elektronische Steuergerät 16 festgestellt, ob die Geräuschemission des redundanten zweiten Aktors 14 dazu geeignet ist, das Geräuschniveau im Fahrgastraum 26 aufrecht zu halten, abzuschwächen und/oder in seinem für den Fahrer wahrnehmbaren Klang zu verbessern. Wenn ja, findet bei 46 die Inbetriebnahme des redundanten zweiten Aktors 14 zur Überprüfung seiner Funktionstüchtigkeit statt.

Andernfalls wird im Schritt 48 geprüft, ob ein Funktionstest des redundanten zweiten Aktors 14 zeitlich aufgeschoben werden kann. Ist das der Fall wird das zuvor erläuterte Verfahren zu einem hinsichtlich der Geräuschemission geeigneteren späteren Zeitpunkt nachgeholt.

Erlaubt der Funktionstest keinen weiteren Aufschub, so wird er trotz ungünstiger Voraussetzungen hinsichtlich des Geräuschniveaus im Fahrgastraum 26 vom elektronischen Steuergerät 16 durchgeführt und über das Datenbussystem 28 ein Datensignal abgesetzt, das die Inbetriebnahme des redundanten zweiten Aktors 14 repräsentiert.

In einem darauffolgenden Schritt 50 wird geprüft, ob andere redundante Aktoren mit dem Datenbussystem 28 gekoppelt sind, für die ein Funktionstest notwendig ist und ob das Geräuschniveau im Fahrgastraum 26 durch eine Durchführung des Funktionstests dieser weiteren redundanten Aktoren aufrechterhalten, abgeschwächt oder im Klang verbessert werden kann. Falls dies zutrifft wird mit Schritt 52 der betreffende Aktor zu einer Durchführung des Funktionstests gleichfalls vom elektrischen Steuergerät 16 angesteuert, andernfalls wird die Abfrage zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt.

Selbstverständlich sind über das Erläuterte hinausgehende Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel denkbar, ohne vom

Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.