Das EMB-System (Elektro-Mechanische Bremse, Brake-by-Wire) ist eine Weiterentwicklung von Bremsanlagen für Personenkraftwagen, bei der die bisherige mechanisch-hydraulische Verbindung zwischen Bremspedal und Radzylinder durch eine elektronische Sensor-Aktor-Lösung ersetzt wird. Der Bremswunsch des Fahrers wird über Kraft- und Wegsensoren an einem Pedalsimulator erfaßt, der durch ein Feder-Dämpfer-System das gewohnte Pedalgefühl vermittelt. Das Bremssignal wird in einem Steuergerät verarbeitet und zu Radaktoren an jedem Rad weitergeleitet. Dort wird über einen Motor die Zuspannkraft am Bremssattel eingestellt. Die Vorteile von EMB liegen u.a. darin, daß sich höhere Bremsfunktionen kostengünstig und flexibel durch Software realisieren lassen. Darunter fallen u.a. das ABS, Traktionskontrolle, Fahrstabilitätsprogramme, Anti-Schlupf-Regelung, Anfahrhilfe, Panikbremsfunktion und dynamische Verteilung der Bremskraft. Diesen Vorteilen steht die Anforderung gegenüber, daß das EMB-System mindestens so zuverlässig wie konventionelle Bremsanlagen sein muß. Diese Forderung ist nur durch eine redundante Struktur zu erreichen, bei der Erstfehler zu keinem Ausfall führen. Um eine erhöhte Sicherheit zu erreichen, wird bei Siemens die Strategie der Zweitfehlerfestigkeit in wesentlichen Teilen des EMB-Systems verfolgt. Zum Nachweis der Sicherheit der Teilsysteme leistet die Methode TEFT (Time-Extended Fault Trees) eine wesentliche Unterstützung, wobei als besondere Stärke die Untersuchung von Mehrfachfehlerszenarien möglich ist. Durch die mit TEFT dargestellte Modellierungsmethode läßt sich die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Gesamtsystemen in einer frühen Entwicklungsphase prognostizieren. Es sind sowohl relative Vergleiche von Entwurfsvarianten Vergleiche von Entwurfsvarianten, als auch absolute Zuverlässigkeitsvorhersagen möglich. Neben den quantitativen Ergebnissen ergibt sich aus der Modellierung ein verbessertes Verständnis für die Zusammenhänge und dominierenden Einflüsse im System. TEFT ist besonders geeignet für Systeme, die ohne ständige Wartung und Reparatur über eine vorgegebene Missionszeit funktionieren müssen und daher mit komplexen Redundanzmechanismen ausgestattet sind. Anhand des erstellten Modells lassen sich verschiedene Systemfehler untersuchen. Das Modell kann auch genutzt werden, um Voting-Verfahren und Diagnosestrategien zu optimieren und um Testmuster abzuleiten.
Ein Weg zu einer zuverlässigen Systemarchitektur für By-Wire-Systeme am Beispiel des Eletromechanischen Bremssystems EMB
A way towards a reliable systemarchitecture for By-Wire-Systems - the Siemens electro-mechanical brake system (EMB) approach
2000
16 Seiten, 7 Bilder, 1 Quelle
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch