DE102012212090A1 - Sicheres Anhalten eines für fahrerlose Fahrmanöver eingerichteten Kraftfahrzeugs im Fall des Ausfalls der Stromversorgung - Google Patents

Sicheres Anhalten eines für fahrerlose Fahrmanöver eingerichteten Kraftfahrzeugs im Fall des Ausfalls der Stromversorgung Download PDF

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches von einem Fahrer steuerbar ist und außerdem zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern eingerichtet ist. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug ein per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist eingerichtet, bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung sicher anzuhalten. Während eines fahrerlosen Fahrmanövers liegt eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs vor. Das Fahrzeug ist eingerichtet, dass gleichzeitig während des Vorliegens der Antriebskraft dauerhaft eine durch eine steuerbare Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft vorliegt, gegen die die Antriebskraft arbeiten muss. Im Fall einer hierfür genutzten hydraulischen Bremsanlage liegt also während des Fahrmanövers dauerhaft ein Bremsdruck vor, gegen den der Antrieb arbeiten muss. Das Fahrzeug ist derart eingerichtet, dass im Fall des Ausfalls der Stromversorgung die vor Ausfall der Stromversorgung durch die Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft im Wesentlichen oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt, so dass das Fahrzeug durch die aufrecht erhaltene Bremskraft sicher angehalten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern eingerichtet ist, wobei dieses bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung sicher anhält.
  • Es sind Systeme für Kraftfahrzeuge bekannt, mittels denen Fahrmanöver fahrerlos, d. h. ohne Anwesenheit eines Fahrers auf dem Fahrersitz, durchgeführt werden können.
  • Ein beispielhaftes System hierfür ist ein per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem. Derartige Systeme zum Ein- und Ausparken in bzw. aus einem typischerweise frontal befahrbaren Parkplatz (beispielsweise eine Garage) werden auch als Garagenparker oder als RCP-Systeme (Remote Controlled Parking) bezeichnet.
  • Das Parkmanöver wird von außerhalb des Fahrzeugs mittels einer Fernbedienung gesteuert, die im Allgemeinen über Funk mit dem Parkassistenzsystem im Fahrzeug verbunden ist. Die Fernbedienung dient vorzugsweise im Wesentlichen zum Starten und Stoppen der automatischen Parkfunktion. Das Parkassistenzsystems steuert automatisch beispielsweise das Antriebsmoment, die Betriebsbremse, die Gangwahl und die Lenkung.
  • Ein derartiges per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung 10 2011 084 366.3 der Anmelderin mit dem Titel „Fernbedienung für ein Parkassistenzsystem und ein per Fernbedienung kontrollierbares Parkassistenzsystem” bekannt.
  • Bei Fahrzeugen mit Systemen zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern, insbesondere bei Fahrzeugen mit einem per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbaren Parkassistenzsystem, muss vorgesehen sein, dass das Fahrzeug jederzeit sicher abgebremst werden kann. Ein Eingriff durch Betätigen des Bremspedals seitens eines Fahrers scheidet hierbei aus, da sich kein Fahrer auf dem Fahrersitz befindet. Im Fall eines per Fernbedienung kontrollierten Parkassistenzsystems befindet sich der Bediener außerhalb des Fahrzeugs, beispielsweise daneben oder dahinter.
  • Bei einem System zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern wird die Bremsfunktion häufig über ein sogenanntes Hydroaggregat einer hydraulischen Bremsanlage umgesetzt, d. h. die Bremskraft wird über das Hydroaggregat erzeugt. Hydroaggregate sind zwischen dem Tandem-Hauptzylinder und den Radzylindern angeordnet. Hydroaggregate können bei entsprechender Ausgestaltung in der Lage sein, einen der Bremskraft zugrunde liegenden Bremsdruck unabhängig vom Betätigen des Tandem-Hauptzylinders der Bremsanlage zu erzeugen. D. h. ein Betätigen des Tandem-Hauptzylinders (über das Bremspedal) ist zum Aufbau des Bremsdrucks bei derartig ausgestalteten Hydroaggregaten nicht notwendig. Derartige Hydroaggregate, die selbstständig Druck aufbauen können, werden beispielsweise bei ESP-Systemen (Elektronisches Stabilitätsprogramm) zum selbstständigen Einleiten von Bremsungen verwendet.
  • Hydroaggregate, die selbstständig Druck aufbauen können, sind auch in dem Buch „Fahrstabilisierungssysteme und Fahrerassistenzsysteme", Konrad Reif, Vieweg + Teubner Verlag, 1. Auflage, 2010 auf den Seiten 96 bis 103 beschrieben und werden dort als ASR-Hydroaggregat und ESP-Hydroaggregat bezeichnet. Die dort enthaltene Beschreibung zu den Hydroaggregaten wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der Anmeldung aufgenommen.
  • 1 zeigt eine beispielhafte hydraulische Bremsanlage mit einem Bremspedal 5, einem Bremskraftverstärker 4, einem Tandem-Hauptzylinder 3, einem Hydroaggregat 1 sowie Radzylindern RZ. Bei dem Hydroaggregat 1 handelt es sich es sich um ein Hydroaggregat 1, welches unabhängig vom Betätigen des Tandem-Hauptzylinders 3 einen Bremsdruck selbstständig aufbauen kann. Die Bremsanlage umfasst zwei Bremskreise; in 1 ist nur der Schaltplan des Bremskreises a der beiden Bremskreise a und b dargestellt. Der Bremskreis a steuert beispielsweise die Radzylinder des hinteren linken Rades HL und des hinteren rechten Rades HR; der Bremskreis b steuert die Radzylinder der Räder der Vorderachse. Das Hydroaggregat 1 umfasst eine Vielzahl von Magnetventilen: ein stromlos (d. h. ohne Stromfluss durch die Magnetspule) offenes Einlassventil EV pro Radzylinder RZ, ein stromlos geschlossenes Auslassventil AV pro Radzylinder RZ, ein stromlos geschlossenes Hochdruckschaltventil HSV pro Bremskreis und ein stromlos offenes Umschaltventil USV pro Bremskreis.
  • Zum selbstständigen Bremsen, beispielsweise bei einem per Fernbedienung kontrollierbaren Parkassistenzsystem, wird das Umschaltventil USV geschlossen und das Hochdruckschaltventil HSV geöffnet, wobei die Auslassventile AV geschlossen sind und die jedem zu bremsenden Rad zugeordneten Einlassventile EV geöffnet sind. In dieser Schalterstellung kann die über einen nicht dargestellten Motor angetriebene Rückförderpumpe PE aus dem Ausgleichsbehälter 2 über den Tandem-Hauptzylinder 3 Bremsflüssigkeit saugen, so dass in den jeweiligen Radzylindern RZ Druck aufgebaut wird.
  • Wenn die Stromversorgung des Fahrzeugs beim selbstständigen Aufbau von Bremsdruck in der vorstehend beschriebenen Schalterstellung der Ventile ausfällt, werden die Magnetspulen der Umschaltventile USV stromlos (oder werden nur noch von einem geringen Strom durchflossen) und gehen automatisch in die stromlose Ruhelage, in der diese offen sind. Die Umschaltventile USV öffnen dann die Leitungen, die durch die Umschaltventile USV vor dem Ausfall der Stromversorgung verschlossen waren. Dadurch baut sich der Druck über den Tandem-Hauptzylinder 3 ab und das rollende Fahrzeug kann nicht sicher angehalten und an einer geneigten Fahrbahn gegen die Hangabtriebskraft gehalten werden. Wenn die Stromversorgung ausfällt, ohne dass bereits Bremsdruck mittels des Hydroaggregats aufgebaut wurde, kann ohnehin kein Bremsdruck mehr aufgebaut werden und das Fahrzeug kann nicht sicher gehalten werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug anzugeben, welches derart eingerichtet ist, dass es bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers bei Ausfall der Stromversorgung sicher anhalten kann. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum sicheren Anhalten eines Kraftfahrzeugs bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches von einem Fahrer steuerbar ist und außerdem zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern eingerichtet ist. Beispielsweise umfasst das Kraftfahrzeug ein per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem.
  • Das Kraftfahrzeug ist eingerichtet, bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers, beispielsweise eines per Fernbedienung kontrollierten Einparkmanövers, bei Ausfall der Stromversorgung sicher anzuhalten.
  • Während eines fahrerlosen Fahrmanövers liegt eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs vor. Gleichzeitig während des Vorliegens der Antriebskraft liegt dauerhaft (d. h. nicht nur kurzfristig zum Durchführen eines Bremsmanövers) eine durch eine steuerbare Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft vor, gegen die die Antriebskraft arbeiten muss. Im Fall einer hierfür genutzten hydraulischen Bremsanlage liegt also während des Fahrmanövers dauerhaft ein Bremsdruck vor, gegen den der Antrieb arbeiten muss. Die Bremsanlage wird also quasi vorgespannt.
  • Das Fahrzeug ist derart eingerichtet, dass bei Ausfall der Stromversorgung die vor Ausfall der Stromversorgung durch die Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft im Wesentlichen oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt, so dass das Fahrzeug durch die aufrecht erhaltene Bremskraft sicher angehalten wird.
  • Die Erfindung beruht auf der Überlegung, bereits während des Fahrmanövers dauerhaft eine Bremskraft vorzusehen, gegen die der Antrieb arbeitet, beispielsweise indem ein bestimmter Bremsdruck erzeugt wird. Die Bremskraft muss dann nicht mehr aktiv bei Ausfall der Stromversorgung aufgebaut werden. Das Fahrzeug ist dann erfindungsgemäß so eingerichtet, dass die Bremskraft oder zumindest ein Teil hiervon bei Ausfall der Stromversorgung aufrecht erhalten bleibt, so dass das Fahrzeug sicher anhält und vorzugsweise im Fall einer geneigten Fahrbahn noch sicher gehalten wird. Hierzu kann beispielsweise ein Hydroaggregat vorgesehen werden, bei dem im Unterschied zu dem Hydroaggregat in 1 das Umschaltventil stromlos geschlossen (statt offen) ist, so dass dieses bei Ausfall der Stromversorgung schließt und der aufgebaute Druck eingesperrt wird; der Druck kann so im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise aufrecht gehalten werden. Weitere Ausführungsbeispiele zum Aufrechterhalten einer Bremskraft werden weiter unten vorgestellt.
  • Der Begriff „Ausfall der Stromversorgung” bedeutet nicht zwingend einen völligen Ausfall der Stromversorgung. Beispielsweise kann die Spannung bei einem Ausfall der Stromversorgung aufgrund eines Fehlers derart abfallen, dass die Aktoren der Bremsanlage (beispielsweise die Magnetventile des Hydroaggregats) nicht mehr gesteuert werden können.
  • Vorzugsweise wird bereits mit Start des Fahrmanövers, beispielsweise bei Start der Parkassistenzfunktion durch Betätigen der Fernbedienung, über die steuerbare Bremsanlage eine Bremskraft dauerhaft aufgebracht, gegen die der Antrieb arbeitet. Hierzu kann beispielsweise ein Bremsdruck mit einem zum selbstständigen Bremsen eingerichteten Hydroaggregat aufgebracht wird. Wenn die Bremskraft bereits zu Beginn des Fahrmanövers vorliegt, kann das Fahrzeug ab Beginn des Fahrmanövers jederzeit in den sicheren Stillstand versetzt werden.
  • Die Bremskraft wird vorzugsweise an den beiden Rädern der angetriebenen Achse aufgebracht, während an den beiden Rädern der nicht-angetriebenen Achse keine Bremskraft aufgebracht wird. Wenn die Bremskraft stattdessen an den beiden Rädern der nicht-angetriebenen Achse aufgebracht wird, ist nämlich die Gefahr größer, dass die gebremsten Räder blockieren.
  • Vorzugsweise sind die während des Fahrmanövers aufgebrachte Bremskraft und auch die nach Ausfall der Stromversorgung aufrecht erhaltene Bremskraft so hoch, dass bei abgeschaltetem Antrieb das Kraftfahrzeug gegen die (aktuell) wirksame Hangabtriebskraft der Fahrbahn gehalten wird und nicht wegrollt. Die aufrecht erhaltene Bremskraftkraft kann im Wesentlichen konstant und so bemessen sein, das diese bei einem angenommenen Worst-Case-Gefälle der Fahrbahn immer noch ein Halten des Fahrzeugs gegen die Hangabtriebskraft erlaubt.
  • Die beim Fahrmanöver aufgebrachte Bremskraft kann beispielsweise von dem Gefälle der Fahrbahn abhängig sein. Bei größerem Gefälle der Fahrbahn liegt dabei vorzugsweise eine höhere Bremskraft beim Fahrmanöver vor, gegen die die Antriebskraft arbeitet, als bei geringerem Gefälle. Hierbei ist es beispielsweise egal, ob das Fahrzeug beim Fahrmanöver bergauf oder bergab fährt.
  • Das Gefälle kann beispielsweise über einen Längsbeschleunigungs- oder Neigungssensor gemessen werden.
  • Beispielsweise kann der der Bremskraft zugrunde liegende Bremsdruck über das Hydroaggregat erzeugt werden. Dazu muss das Hydroaggregat eingerichtet sein, einen der Bremskraft zugrunde liegenden Bremsdruck selbstständig, d. h. unabhängig vom Betätigen des Tandem-Hauptzylinders, zu erzeugen. Wichtig hierbei ist, dass die Bremsanlage gegenüber einer konventionellen hydraulischen Bremsanlage derart verändert wird, dass der aufgebaute Bremsdruck bei Ausfall der Stromversorgung im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt; ein vorstehend beschriebener Druckabbau über das Umschaltventil bei Ausfall der Stromversorgung sollte beispielsweise verhindert werden. Mögliche Implementierungsbeispiele hierzu werden weiter unten besprochen. Beispielsweise kann das Umschaltventil so ausgeführt werden, dass ein aufgebauter Bremsdruck auch stromlos gehalten werden kann.
  • Alternativ kann die Bremskraft über einen aktiven Bremskraftverstärker (auch als active Booster bezeichnet) erzeugt werden, der fahrerunabhängig elektrisch ansteuerbar ist. Derartige aktive Bremskraftverstärker werden beispielsweise bei Bremsassistenten und Abstandstempomaten verwendet und sind beispielsweise in dem Buch „Handbuch Fahrerassistenz-Systeme", Hermann Winner et al., 2. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag auf Seite 252 beschrieben. Die dort enthaltene Beschreibung aktiver Bremskraftverstärker wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der Anmeldung aufgenommen. Auch in diesem Fall ist es wichtig, dass die Bremsanlage gegenüber einer konventionellen hydraulischen Bremsanlage derart verändert wird, dass der aufgebaute Bremsdruck bei Ausfall der Stromversorgung im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt. Mögliche Implementierungsbeispiele hierzu werden weiter unten besprochen.
  • Als dritte Möglichkeit kann die während des Fahrmanövers vorliegende Bremskraft auch über eine elektrisch betätigte Feststellbremsanlage aufgebracht werden. Bei derartigen Feststellbremsen bleibt auch im unbestromten Zustand bei Ausfall der Stromversorgung eine ausreichende Bremskraft erhalten, um das Fahrzeug zu bremsen.
  • Beispielsweise kann es sich um eine Faustsattelfeststellbremse mit angeflanschtem Elektromotor handeln. Bei Ausfall der Stromversorgung bleibt eine ausreichende Bremskraft zum Anhalten des Fahrzeugs erhalten. Die Mechanik des elektrischen Bremssattels sorgt über die Selbsthemmung für eine ausreichende Haltekraft, beispielsweise an den hinteren Rädern. Die Mechanik kann vor dem Ausfall der Stromversorgung, beispielsweise bei Start der Parkfunktion, mit einer gezielten Zuspannkraft beaufschlagt werden und drückt die Bremsbeläge dauerhaft an. Ähnlich wird ein sicheres Abstellen eines Fahrzeugs durchgeführt.
  • Alternativ kann auch eine elektrisch betätigte Feststellbremsanlage mit elektromechanischem Aktor verwenden werden, wobei der Aktor im stromlosen Zustand bei Ausfall der Stromversorgung blockiert bleibt.
  • Derartige elektrisch betätigte Feststellbremsanlagen sind in dem Buch „Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik", 29. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel auf Seite 485 beschrieben. Die dort enthaltene Beschreibung elektrisch betätigter Feststellbremsanlagen wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der Anmeldung aufgenommen.
  • Um bei einer hydraulischen Bremsanlage den beispielsweise über das Hydroaggregat oder über den aktiven Bremskraftverstärker erzeugten Bremsdruck an einem Radzylinder bei Ausfall der Stromversorgung aufrecht zu halten, wird vorzugsweise vorgesehen, dass bei Ausfall der Stromversorgung ein Bremsdruck an dem mindestens einen Radzylinder (RZ) durch ein oder mehrere Ventile eingesperrt wird, die stromlos geschlossen sind. Es besteht dann keine Verbindung mehr zwischen dem Tandem-Hauptzylinder und dem Radzylinder. Die hydraulische Bremsanlage ist also derart eingerichtet, dass ein Druckabbau über ein geöffnetes Umschaltventil verhindert wird.
  • Beispielsweise kann hierzu ein Umschaltventil in dem Hydroaggregat verwendet werden, welches im Unterschied zu den konventionellen Umschaltventilen aber stromlos geschlossen (statt stromlos offen) ist. Ein beispielsweise über das Hydroaggregat oder den aktiven Bremskraftverstärker aufgebauter Bremsdruck kann so bei Ausfall der Stromversorgung eingesperrt werden, da dann auch das Umschaltventil geschlossen ist.
  • Alternativ kann sich zwischen dem Umschaltventil und dem Tandem-Hauptzylinder ein zusätzliches Ventil befindet, welches stromlos geschlossen ist und eine Verbindung bei geöffnetem Umschaltventil zwischen Tandem-Hauptzylinder und Radzylinder vermeidet. Dadurch wird ein beispielsweise über das Hydroaggregat oder den aktiven Bremskraftverstärker aufgebauter Bremsdruck bei Ausfall der Stromversorgung eingesperrt. Dieses zusätzliche Ventil kann sich alternativ auch zwischen dem Umschaltventil und dem Einlassventil oder zwischen dem Einlassventil und dem Radzylinder befinden.
  • Für den Fall, dass der während des fahrerlosen Fahrmanövers herrschende Bremsdruck durch einen aktiven Bremskraftverstärker aufgebaut wird, kann ein Bremsdruck in der Weise aufrecht gehalten werden, dass bei Ausfall der Stromversorgung ein Rücklauf des Bremspedals, welches mit dem Bremskraftverstärker gekoppelt ist, blockiert wird. Hierzu kann beispielsweise ein Anschlag oder Hebel verwendet werden, der den Rücklauf des Bremspedals blockiert, wenn die Spannung abfällt.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum sicheren Anhalten eines Kraftfahrzeugs bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung. Bei dem Verfahren liegt während eines fahrerlosen Fahrmanövers eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs vor, während gleichzeitig dauerhaft eine durch eine steuerbare Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft vorliegt, gegen die die Antriebskraft arbeitet. Im Fall des Ausfalls der Stromversorgung bleibt die vor Ausfall der Stromversorgung durch die Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft im Wesentlichen vollständig oder zumindest teilweise aufrecht erhalten, so dass das Fahrzeug durch die aufrecht erhaltene Bremskraft sicher angehalten wird.
  • Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben. In diesen zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Bremsanlage eines konventionellen Kraftfahrzeugs;
  • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Bremsanlage eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Bremsanlage eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; und
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Bremsanlage eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
  • Erfindungsgemäß liegt bereits während des fahrerlosen Fahrmanövers, beispielsweise während eines über eine Fernbedienung kontrollierten Parkmanövers, dauerhaft eine Bremskraft vor, gegen die die Antriebskraft des Kraftfahrzeugs arbeitet. Die Bremskraft wird beispielsweise mit Start der Parkfunktion über die Fernbedienung aufgebaut.
  • Dazu wird beispielsweise ein Bremsdruck mittels eines elektrisch ansteuerbaren Bremskraftverstärkers 4' erzeugt, der Teil der in 2 dargestellten hydraulischen Bremsanlage ist. Die mit gleichen Bezugszeichen versehenen Teilkomponenten des Bremskreises in 1 und 2 entsprechen einander. Der elektrisch ansteuerbare Bremskraftverstärker 4' weist typischerweise einen integrierten Magnetantrieb auf, der über ein elektrisches Steuersignal eines Bremssteuergerätes DSC gesteuert wird. Das Bremssteuergerät DSC steuert außerdem das Steuergerät des Hydroaggregats (nicht dargestellt) an, welches wiederum die Magnetventile ansteuert. Bei Vorliegen eines entsprechenden elektrischen Steuersignals wird der Magnetantrieb so betätigt, dass der Bremskraftverstärker 4' ohne fahrerseitiges Betätigen des Fahrpedals 5 betätigt wird. Der Bremskraftverstärker 4' betätigt den Tandem-Hauptzylinder 3, wobei bei passender Stellung der Magnetventile des Hydroaggregats 1 ein Bremsdruck an den Radzylindern RZ beispielsweise der angetriebenen Achse anliegt und diese Räder gebremst werden. Damit ein Bremsdruck an einem Radzylinder RZ anliegt, muss das zugeordnete Einlassventil EV geöffnet sein und das zugeordnete Auslassventil AV geschlossen sein.
  • Um den aufgebrachten Bremsdruck aufrecht zu halten, wenn die Stromversorgung ausfällt, kann beispielsweise ein zusätzliches stromlos geschlossenes (d. h. stromlos sperrendes) Ventil ZV vorgesehen werden, das bei Ausfall der Stromversorgung die Verbindung zwischen dem Tandem-Hauptzylinder 3 und den jeweiligen Radzylindern RZ unterbricht, an denen Bremsdruck anliegt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein elektrisch ansteuerbares 2/2-Magnetventil. Ein derartiges Ventil ZV ist in 2 zwischen dem Tandem-Hauptbremszylinder 3 und dem Hydroaggregat dargestellt. Es ist von Vorteil, wenn nur die Räder der angetriebenen Achse gebremst werden, beispielsweise die Räder HL und HR der Hinterachse, wenn es sich um einen Hinterachsantrieb handelt. Im Fall von 2 ist daher nur ein Ventil ZV für den Bremskreis a nötig. Wenn aber beide Bremskreise a, b zum Aufbringen einer Bremskraft verwendet werden, werden auch für beide Bremskreise a, b, derartige zusätzliche stromlos geschlossene Ventile ZV vorgesehen. Beim Erzeugen des Bremsdrucks vor dem Ausfall der Stromversorgung liegt eine entsprechende Spannung an dem Magnetventil ZV an und das Ventil ZV ist offen.
  • Im Moment des Spannungsabfalls bei Ausfall der Stromversorgung beispielsweise auf null schließt das Ventil ZV und sperrt einen definierten Bremsdruck zwischen dem Ventil ZV und dem jeweiligen Radzylinder RZ ein. Dieser Bremsdruck bewirkt, dass das Fahrzeug beim Ausfall der Stromversorgung und Wegfall des Antriebs sicher angehalten und gegen eine etwaige Hangabtriebskraft der Fahrbahn gehalten wird.
  • Ein zu hoher Radbremsdruck kann über ein optionales Rückschlagventil RSV1, welches parallel zum Ventil ZV geschaltet ist, durch den Tandem-Hauptbremszylinder 3 in den Ausgleichsbehälter 2 entspannt werden. Der Bremsdruck wird durch das Rückschlagventil RSV1 (mit einer Durchflussrichtung von unten nach oben in 2) im Fall eines hohen Bremsdrucks auf ein geringeres Niveau reduziert, welches zum Abbremsen ausreicht. Es bleibt dann nur der notwendige Restdruck für die Stillstandssicherung erhalten. Dieser Restdruck ist so bemessen, das dieser bei einem angenommenen Worst-Case-Gefälle immer noch ein Halten des Fahrzeugs gegen die Hangabtriebskraft erlaubt.
  • Außerdem kann optional ein Rückschlagventil RSV2 vorgesehen werden, welches parallel zum Ventil ZV geschaltet ist und dessen Durchflussrichtung umgekehrt zu der Durchflussrichtung des Rückschlagventils RSV1 ist, nämlich in 2 mit einer Durchflussrichtung von oben nach unten. Das Rückschlagventil RSV2 ermöglicht ist es, bei Ausfall der Stromversorgung durch manuelle Steuerung des Fahrzeugs seitens des Fahrers über ein Betätigen des Fahrpedals 5 einen höheren Druck als diesen Restdruck aufzubringen, um das Fahrzeug stärker abzubremsen. In diesem Fall wird das Rückschlagventil RSV2 überbrückt.
  • Das zusätzliche Ventil ZV und die optionalen Rückschlagventile RSV1 und RSV2 können auch im Hydroaggregat 1 integriert sein.
  • Ferner könnten sich das zusätzliche Ventil ZV und die optionalen Rückschlagventile RSV1 und RSV2 auch zwischen dem Umschaltventil USV und dem Einlassventil EV oder zwischen dem Einlassventil EV und Radzylinder RZ befinden (gegebenenfalls kann für beide Radzylinder RZ eines Bremskreises dann ein eigenes zusätzliches Ventil ZV vorgesehen werden).
  • Alternativ kann bei Ausfall der Stromversorgung ein Bremsdruck auch dadurch aufrecht erhalten werden, indem der Rücklauf des mit dem aktiven Bremsdruckverstärker 4' gekoppelten Bremspedals 5 durch eine geeignete Mechanik blockiert wird. Dazu kann beispielsweise ein Anschlag oder Hebel verwendet werden, der den Rücklauf des Bremspedals blockiert, wenn die Stromversorgung zusammenbricht. Eine beispielhafte Realisierung hierfür ist in 3 grob skizziert. Bei Ausfall der Stromversorgung wird ein an einem Hebel 10 montierter Stift 12 nicht mehr durch eine Magnetspule 11 gehalten, so dass der Hebel 10 in Zähne eingreift, die sich um den Drehpunkt des Bremspedals 5 befinden, und so den Rücklauf des Bremspedals 5 blockiert.
  • Alternativ kann der Bremsdruck (statt mit einem aktiven Bremskraftverstärker 4') mit dem Hydroaggregat 1 selbstständig aufgebaut werden. In diesem Fall sind das Umschaltventil USV geschlossen und das Hochdruckschaltventil HSV geöffnet. Ferner sind die Auslassventile AV geschlossen und die Einlassventile EV der bremsenden Räder (beispielsweise der Räder HL und HR) geöffnet. In dieser Schalterstellung kann die Rückförderpumpe PE aus dem Ausgleichsbehälter 2 über den Tandem-Hauptzylinder 3 Bremsflüssigkeit saugen, so dass in den jeweiligen Radzylindern RZ Druck aufgebaut wird. Um den seitens des Hydroaggregats 1 aufgebauten Bremsdruck aufrecht zu halten, wenn die Stromversorgung ausfällt, kann beispielsweise ein zusätzliches Ventil ZV zwischen dem Hydroaggregat 1 und dem Tandem-Bremszylinder 3 vorgesehen werden, wie dies bereits im Zusammenhang mit 2 diskutiert wurde. Alternativ kann ein modifiziertes Hydroaggregat 1' verwendet werden, bei dem das Umschaltventil USV zwischen dem Tandem-Hauptbremszylinder 3 und den Radbremszylindern RZ so ausgeführt wird, dass ein aufgebauter Bremsdruck auch stromlos gehalten werden kann. Um dies zu bewerkstelligen, wird ein Umschaltventil USV' verwendet, das stromlos geschlossen ist, so dass der Druck bei Ausfall der Stromversorgung durch das dann schließende Hochdruckschaltventil HSV und das dann geschlossen bleibende Umschaltventil USV' eingesperrt wird (die Auslassventile AV sind als stromlos geschlossene Ventile dann ohnehin geschlossen). Ein beispielhaftes Hydroaggregat 1' mit stromlos geschlossenem Umschaltventil USV' ist in 4 dargestellt. Da das Umschaltventil USV' in 4 im Unterschied zu dem Umschaltventil USV in 1 stromlos geschossen ist, ist typischerweise auch die Ansteuerung des Umschaltventils USV' invers zu der des Umschaltventils USV. Zum Sperren wird das Umschaltventil USV' nicht bestromt, während das Umschaltventil USV zum Sperren bestromt wird. Zum Öffnen wird das Umschaltventil USV' bestromt, während das Umschaltventil USV zum Öffnen nicht bestromt wird. Die in 4 dargestellte Möglichkeit, Bremsdruck nach Ausfall der Stromversorgung durch ein stromlos geschlossenes Umschaltventil USV' aufrecht zu halten, kann auch dann verwendet werden, wenn der Bremsdruck durch einen aktiven Bremskraftverstärker aufgebaut wurde, wie dies im Zusammenhang mit 2 erläutert wurde.
  • Alternativ kann die bereits während des fahrerlosen Fahrmanövers vorliegende Bremskraft (statt über eine hydraulische Bremsanlage) über eine elektrische betätigte Feststellbremsanlage erzeugt werden, d. h. der Antrieb arbeitet während des Fahrmanövers dauerhaft gegen die Bremskraft der Feststellbremsanlage an. Im unbestromten Zustand bei Ausfall der Stromversorgung bleibt bei elektrischen Feststellbremsanlagen eine ausreichende Bremskraft erhalten, um das Fahrzeug zu bremsen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • „Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik”, 29. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel auf Seite 485 [0030]

Claims (15)

  1. Kraftfahrzeug, welches von einem Fahrer steuerbar ist und außerdem zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern eingerichtet ist, wobei das Kraftfahrzeug ferner eingerichtet ist, bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung sicher anzuhalten, und zu diesem Zweck derart eingerichtet ist, – dass während eines fahrerlosen Fahrmanövers eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs vorliegt und gleichzeitig dauerhaft eine durch eine steuerbare Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft vorliegt, gegen die die Antriebskraft arbeitet, und – dass im Fall des Ausfalls der Stromversorgung die vor Ausfall der Stromversorgung durch die Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft im Wesentlichen oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt, so dass das Fahrzeug durch die aufrecht erhaltene Bremskraft sicher angehalten wird.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Kraftfahrzeug ein per Fernbedienung von außerhalb des Fahrzeugs kontrollierbares Parkassistenzsystem umfasst.
  3. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Fahrzeug derart eingerichtet ist, dass mit Start des Fahrmanövers bereits die Bremskraft aufgebracht wird.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die aufgebrachte Bremskraft und auch die nach Ausfall der Stromversorgung aufrecht erhaltene Bremskraft so hoch sind, dass bei abgeschaltetem Antrieb das Kraftfahrzeug gegen die wirksame Hangabtriebskraft der Fahrbahn gehalten wird.
  5. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die aufgebrachte Bremskraft von dem Gefälle der Fahrbahn abhängig ist.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bremsanlage zum Aufbringen der Bremskraft eine hydraulische Bremsanlage mit einem Hydroaggregat (1; 1') und einem betätigbaren Tandem-Hauptzylinder (3) ist, und das Fahrzeug eingerichtet ist, die Bremskraft über das Hydroaggregat (1; 1') zu erzeugen, und dazu das Hydroaggregat (1; 1') eingerichtet ist, einen der Bremskraft zugrunde liegenden Bremsdruck unabhängig vom Betätigen des Tandem-Hauptzylinders (3) selbstständig zu erzeugen.
  7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Bremsanlage zum Aufbringen der Bremskraft eine hydraulische Bremsanlage mit einem aktiven elektrisch ansteuerbaren Bremskraftverstärker (4') ist, und das Fahrzeug eingerichtet ist, die Bremskraft über den elektrisch ansteuerbaren Bremskraftverstärker (4') zu erzeugen, und dazu der Bremskraftverstärker (4') eingerichtet ist, bei elektrischer Ansteuerung einen der Bremskraft zugrunde liegenden Bremsdruck zu erzeugen.
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, wobei der aktive Bremskraftverstärker (4') mit einem Bremspedal (5) gekoppelt ist und das Kraftfahrzeug eingerichtet ist, bei Ausfall der Stromversorgung einen Rücklauf des Bremspedals zu blockieren.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bremsanlage zum Aufbringen der Bremskraft eine hydraulische Bremsanlage ist, die eingerichtet ist, den Bremsdruck an mindestens einem Radzylinder (RZ) bei Ausfall der Stromversorgung zumindest teilweise aufrecht zu halten, indem bei Ausfall der Stromversorgung ein Bremsdruck an dem mindestens einen Radzylinder (RZ) durch ein oder mehrere Ventile eingesperrt wird, die stromlos geschlossen sind.
  10. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Bremsanlage ein Hydroaggregat (1') mit mindestens einem Umschaltventil (USV') zwischen Tandem-Hauptbremszylinder (3) und Radbremszylinder (RZ) umfasst, welches stromlos geschlossen ist.
  11. Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Bremsanlage einen Tandem-Hauptzylinder (3) und ein Hydroaggregat (1) mit einem Umschaltventil (USV) umfasst, welches stromlos offen ist, und sich ferner – zwischen dem Umschaltventil (USV) und dem Tandem-Hauptzylinder (3), – zwischen dem Umschaltventil (USV) und dem Einlassventil (EV) oder – zwischen dem Einlassventil (EV) und dem Radzylinder (RZ) ein zusätzliches Ventil (ZV) befindet, welches stromlos geschlossen ist.
  12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Bremsanlage zum Aufbringen der Bremskraft eine elektrisch betätigte Feststellbremsanlage ist.
  13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, wobei die elektrisch betätigte Feststellbremsanlage eine Faustsattelfeststellbremse mit Elektromotor ist und die Feststellbremsanlage eingerichtet ist, im Fall des Ausfalls der Stromversorgung durch die Selbsthemmung der Feststellbremsanlage zumindest ein teilweises Aufrechterhalten der Bremskraft zu bewirken.
  14. Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kraftfahrzeug derart eingerichtet ist, dass die Bremskraft an den beiden Rädern (HL, HR) der angetriebenen Achse aufgebracht wird.
  15. Verfahren zum sicheren Anhalten eines Kraftfahrzeugs bei Durchführung eines fahrerlosen Fahrmanövers im Fall des Ausfalls der Stromversorgung, wobei das Kraftfahrzeug von einem Fahrer steuerbar ist und außerdem zum Durchführen von fahrerlosen Fahrmanövern eingerichtet ist, wobei – während eines fahrerlosen Fahrmanövers eine Antriebskraft zum Antreiben des Fahrzeugs vorliegt und gleichzeitig dauerhaft eine durch eine steuerbare Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft vorliegt, gegen die die Antriebskraft arbeitet, und – im Fall des Ausfalls der Stromversorgung die vor Ausfall der Stromversorgung durch die Bremsanlage aufgebrachte Bremskraft im Wesentlichen oder zumindest teilweise aufrecht erhalten bleibt, so dass das Fahrzeug durch die aufrecht erhaltene Bremskraft sicher angehalten wird.
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