Einfluss automatisierter Fahrfunktionen auf Auslegung und System Design von Bremssystemen

摘要

1: Zuweisung der Aufgaben aus der SAE J3016 In dem o.a. SAE Dokument werden die unterschiedlichen Stufen automatiserten Fahrens definiert, von Stufe 0 (keine Automation) bis Stufe 5 (fahrerloses Fahrzeug). Beginnend mit Stufe 3 mussen die Systeme, welche die Fahraufgabe planen und ausfuhren, redundant ausgefuhrt sein, weil die Ubergabe der Ausfuhrung der Fahraufgabe vom System an den Fahrer Zeit benotigt (Stufe 3) oder gar nicht zur Verfugung steht (Stufe 5). Die SAE Stufe 3 verlangt, dass der Fahrer jederzeit in der Lage ist, die Kontrolle uber das Fahrzeug wieder zu ubernehmen. Bei SAE Stufen 4 und 5 dagegen kann nicht mehr mit einer Ubernahme durch den Fahrer gerechnet werden, also muss das System in der Lage sein, die Fahrt mit einem sicheren Zustand zu beenden, wie z.B. Parken des Fahrzeugs in dafur vorgesehener sicherer Umgebung. 2: Gesetzlich geforderte Redundanz fur Bremssysteme bis einschliesslich SAE Stufe 2 Die ECE und FMVSS Regularien beschreiben die vorgeschriebenen Eigenschaften von Bremssystemen in verschiedenen Zustanden und ebenso die Tests, welche zur Homologation ausgefuhrt und bestanden werden mussen. Die verlangte Leistungsfahigkeit nach beliebigem Erstfehler ist dabei eingeschlossen. Der Gesetzgeber geht davon aus, dass Mehrfachfehler unwahrscheinlich sind und daher nicht berucksichtigt werden mussen. Aber die Erstfehler mussen vom Bremssystem durch eine kontrolliert ablaufende Fehlerreaktion sowie entsprechende Fahrer Information uber diesen Zustand abgedeckt werden. Falls eine bestimmte Reduzierung der Leistungsfahigkeit des Bremssystems eintritt, soll der Fahrer nach entsprechender Warnung die Fahrt sofort beenden. 3: Erstfehler und System Degradierung heutiger Bremssysteme Die heute ublichen Bremssysteme konnen Fehler aufweisen, bei denen entweder elektrische Komponenten oder mechanische Komponenten betroffen sind, wie z.B. Leckage oder mechanische Beschadigung. Solche Erstfehler konnen zu einem Zustand fuhren, bei dem das Bremssystem nicht mehr den geforderten Mindestwert an moglicher Verzogerung aufweist, oder auch dem Fahrer zum Erreichen dieser mindestens geforderten Verzogerung eine hohere Pedalkraft abverlangt. Ebenso kann die Fahrzeugstabilitat beim Bremsen reduziert sein, z.B. durch Ausfall der ESP Funktion. In praktisch allen diesen Fallen soll der Fahrer auf die reduzierte Leistungsfahigkeit des Systems mit vorsichtiger und angepasster Fahrweise reagieren, wie z.B. reduzierte Geschwindigkeit, keine Uberholmanover usw. 4: Ableitung der Anforderungen von heutigen auf kunftige Bremssysteme Die SAE Stufe 3 mit der geforderten Ubernahme durch den Fahrer begrenzt den Zeitanteil, in dem das Bremssystem trotz Erstfehler selbstandig das Fahrzeug verzogern kann, auf die Zeit, die der Fahrer zur Ubernahme benotigt. Trotzdem muss in diesem Zeitraum die vom Gesetzgeber geforderte Mindestverzogerung auch nach Erstfehler abrufbar sein. Der reduzierte Zustand ist dem verantwortlichen Fahrer anzuzeigen, das kann entweder der menschliche Fahrer sein oder aber der Auto-Pilot. Je nach Schwere des Erstfehlers bzw je nach Reduzierungsgrad der Eigenschaften des Bremssystems, muss die Fahrt sofort beendet werden. Das ab Stufe 3 notwendige Bremssystem, welches naher erklart wird, besteht aus zwei unabhangigen Bremsdruckerzeugern, welche nicht gleichzeitig ausfallen konnen.