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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs und/oder eines mit dem Fahrzeug gekoppelten weiteren Fahrzeugs, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Das Einleiten eines Bremsvorgangs kann in fahrdynamischen Situationen ein Risiko von Instabilitäten mit sich bringen. Wird die Bremsung durch den Fahrer verursacht, ist diesem in der Regel bewusst, welche Konsequenzen die Bremsung nach sich ziehen kann, sodass er gegebenenfalls mit entsprechenden Maßnahmen auf die entstandene Situation reagieren kann. Um den Fahrer dabei zu unterstützen, sind heutige Fahrzeuge meist mit Stabilitätsregelsystemen wie ESP oder ABS ausgestattet, die beispielsweise einen Bremsvorgang autonom einleiten können. Beim Ausfall dieser Systeme kann die fahrdynamische Stabilität der Fahrzeuge meist nicht mehr in vollem Umfang gewährleistet werden.
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Hat der Fahrer nicht die Möglichkeit, auf einen Bremsvorgang Einfluss zu nehmen, ist es wichtig, die Verzögerungsumsetzung dahin gehend zu beeinflussen, dass das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugkombination in einem fahrdynamisch stabilen Zustand bleibt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Steuerung eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs und/oder eines mit dem Fahrzeug gekoppelten weiteren Fahrzeugs, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs und/oder eines mit dem Fahrzeug gekoppelten weiteren Fahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen einer Fahrzustandsinformation über einen Fahrzustand des Fahrzeugs und/oder des weiteren Fahrzeugs und/oder einer Betriebszustandsinformation über einen Betriebszustand eines Fahrdynamikregelungssystems zum Regeln einer Fahrdynamik des Fahrzeugs und/oder des weiteren Fahrzeugs; und
Bereitstellen eines Ansteuersignals zum Ansteuern einer Bremsanlage des Fahrzeugs und/oder einer Bremsanlage des weiteren Fahrzeugs, wenn die Fahrzustandsinformation einen fahrdynamisch instabilen Bremsvorgang repräsentiert und/oder die Betriebszustandsinformation einen deaktivierten Zustand und/oder eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit des Fahrdynamikregelungssystems repräsentiert.
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Unter einem Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, verstanden werden. Das Fahrzeug und das weitere Fahrzeug können beispielsweise eine Nutzfahrzeugkombination sein, wobei das weitere Fahrzeug ein an das Fahrzeug angekoppelter Anhänger sein kann. Das Fahrzeug kann mit einem Fahrdynamikregelungssystem ausgestattet sein, das je nach Ausführungsform ausgebildet sein kann, um eine Bremsanlage des Fahrzeugs oder eine Bremsanlage des weiteren Fahrzeugs derart anzusteuern, dass das Fahrzeug bzw. das weitere Fahrzeug beim Bremsvorgang fahrdynamisch stabil bleibt. Unter einem Fahrzustand kann ein fahrdynamischer Zustand des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs verstanden werden, etwa eine aktuelle Fahr- oder Bremssituation.
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Beispielsweise kann der Schritt des Einlesens fortlaufend durchgeführt werden, um den Fahrzustand und/oder den Betriebszustand des Fahrdynamikregelungssystems stetig zu überwachen. Je nach Ausführungsform kann die Fahrzustandsinformation etwa im Schritt des Einlesens oder in einem optionalen Verfahrensschritt verarbeitet werden, um den Fahrzustand fahrdynamisch zu bewerten und auf diesem Weg den fahrdynamisch instabilen Bremsvorgang zu ermitteln.
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Unter einem fahrdynamisch instabilen Bremsvorgang kann eine Bremsung des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs verstanden werden, bei der eine fahrdynamische Stabilität des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs beeinträchtigt ist, etwa aufgrund blockierender Räder.
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Die Funktionsfähigkeit des Fahrdynamikregelungssystems kann beispielsweise dadurch eingeschränkt sein, dass zumindest ein Regelungsparameter des Fahrdynamikregelungssystems im Verhältnis zu einem aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs zu hoch oder zu niedrig eingestellt ist.
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Der hier vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, ein Fahrzeug oder eine Fahrzeugkombination auch dann ohne aktive Intervention eines Fahrers kontrolliert abzubremsen, wenn die stabilitätsunterstützende Wirkung durch ein Fahrdynamikregelungssystem wie beispielsweise EPS oder ABS aufgrund eines Ausfalls oder einer Störung nicht zum Tragen kommt. Zu diesem Zweck kann das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugkombination mit einer zusätzlichen Steuereinheit zur Ansteuerung einer Bremsanlage des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugkombination ausgestattet sein, wobei die Steuereinheit ausgebildet sein kann, um die Bremsanlage in Abhängigkeit von einer aktuellen fahrdynamischen Situation sowie eines Zustands der Fahrdynamikregelung anzusteuern.
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Dadurch kann die Stabilität des Fahrzeugs auch bei nicht funktionierender fahrdynamischer Stabilisationsregelung während einer Bremsregelung gewährleistet werden. Insbesondere kann dadurch bei Fahrzeugen mit gekoppeltem Anhänger ohne funktionierendes Anhänger-Antiblockiersystem (ABS) oder ohne funktionierende automatischlastabhängige Bremse (ALB) ein Überbremsen des Anhängers und somit beispielsweise ein Ausschwingen des Anhängers verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens das Ansteuersignal bereitgestellt werden, um zumindest einen Regelungsparameter des Fahrdynamikregelungssystems zu ändern. Insbesondere kann das Ansteuersignal bereitgestellt werden, um eine durch das Fahrdynamikregelungssystem vorgegebene Bremsverzögerung des Fahrzeugs oder des weiteren Fahrzeugs oder beider Fahrzeuge zu reduzieren. Unter einem Regelungsparameter kann ein Parameter zur Regelung einer Fahrdynamik des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs verstanden werden, wie etwa eine vorgegebene maximale Verzögerungsumsetzung. Dadurch kann ein Regelungsverhalten des Fahrdynamikregelungssystems situationsabhängig korrigiert werden und somit eine Verkehrssicherheit des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs erhöht werden. Beispielsweise kann das Ansteuersignal bereitgestellt werden, um einen Bremssteuerdruck in der Bremsanlage eines Anhängers derart zu steuern, dass ein Blockieren von Rädern des Anhängers während des Bremsvorgangs und somit ein Ausbrechen des Anhängers verhindert wird.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Einlesens die Fahrzustandsinformation eine Änderung eines Reibwerts zwischen zumindest einem Reifen des Fahrzeugs und einer Fahrbahn repräsentiert. Je nach Ausführungsform kann die Fahrzustandsinformation zusätzlich oder alternativ eine Änderung eines Reibwerts zwischen zumindest einem Reifen des weiteren Fahrzeugs und der Fahrbahn, eine Änderung einer Bremsanforderung zum Bremsen des Fahrzeugs oder des weiteren Fahrzeugs, eine Änderung eines Lenkwinkels des Fahrzeugs oder eine Änderung eines Lenkwinkels des weiteren Fahrzeugs repräsentieren. Unter einer Bremsanforderung kann ein durch einen Fahrer oder eine Bremsregelungseinheit, die beispielsweise Teil des Fahrdynamikregelungssystems sein kann, vorgegebener Verzögerungswunsch verstanden werden. Auf diese Weise kann der fahrdynamische Zustand des Fahrzeugs bzw. des weiteren Fahrzeugs mit relativ geringem Messaufwand hinreichend zuverlässig bestimmt werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Bremssituation mit zwei aneinandergekoppelten Fahrzeugen; und
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Bremsvorgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bremssituation mit zwei aneinandergekoppelten Fahrzeugen 100, 102. Beispielhaft handelt es sich bei dem Fahrzeug 100 um ein Nutzfahrzeug und bei dem weiteren Fahrzeug 102 um einen an das Fahrzeug 100 gekoppelten Anhänger. 1 zeigt die Fahrzeuge 100, 102 während eines Bremsvorgangs. Das Fahrzeug 100 ist mit einem Fahrdynamikregelungssystem 104 ausgestattet, das mit einer Fahrzeugbremsanlage 106 zum Bremsen des Fahrzeugs 100 und einer Anhängerbremsanlage 108 zum Bremsen des weiteren Fahrzeugs 102 gekoppelt ist und dazu dient, eine Fahrdynamik des Fahrzeugs 100 sowie des weiteren Fahrzeugs 102 durch eine entsprechende Ansteuerung der Bremsanlagen 106, 108 während des Bremsvorgangs zu stabilisieren.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 110 auf, die wie das Fahrdynamikregelungssystem 104 mit den beiden Bremsanlagen 106, 108 verbunden ist. Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um eine Fahrzustandsinformation 111 zu empfangen, etwa von einem Steuergerät des Fahrzeugs 100 oder verschiedenen Sensoren in den Fahrzeugen 100, 102, und unter Verwendung der Fahrzustandsinformation 111 einen jeweiligen fahrdynamischen Zustand der Fahrzeuge 100, 102 zu bewerten. Die Vorrichtung 110 ist ferner mit dem Fahrdynamikregelungssystem 104 verbunden, um einen Betriebszustand des Fahrdynamikregelungssystems 104 zu überwachen. Zu diesem Zweck sendet das Fahrdynamikregelungssystem 104 eine Betriebszustandsinformation 112 an die Vorrichtung 110, die ausgebildet ist, um anhand der Betriebszustandsinformation 112 einen deaktivierten Zustand oder auch eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit des Fahrdynamikregelungssystems 104 zu erkennen.
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Bewertet die Vorrichtung 110 anhand der Fahrzustandsinformation 111 die Stabilität zumindest eines der beiden Fahrzeuge 100, 102 während des Bremsvorgangs als kritisch oder ergibt sich aus einer Auswertung der Betriebszustandsinformation 112, dass das Fahrdynamikregelungssystem 104 deaktiviert oder nicht vollständig funktionstüchtig ist, so generiert die Vorrichtung 110 ein Ansteuersignal 114 zum Ansteuern zumindest einer der beiden Bremsanlagen 106, 108. Je nach Ausführungsform sendet die Vorrichtung 110 das Ansteuersignal 114 entweder an das Fahrdynamikregelungssystem 104, um zumindest einen Regelungsparameter des Fahrdynamikregelungssystems 104 zu verändern, oder direkt an die betreffende Bremsanlage, etwa um einen Bremsdruck in der Bremsanlage zu regulieren. Durch eine derartige Ansteuerung kann erreicht werden, dass die Fahrzeuge 100, 102 beim Abbremsen nicht ausbrechen oder in sonstiger Weise instabil werden.
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Abhängig vom genutzten Fahrgeschwindigkeitsregelungssystem wie beispielsweise ACC (Adaptive Cruise Control; „Abstandsregeltempomat“) oder AEBS (Advanced Emergency Braking System; „vorausschauendes Notbremssystem“) können mittels der Vorrichtung 110 je nach Ausführungsform unterschiedliche Strategien zur Fahrzeugstabilisierung verfolgt werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 110 ausgebildet sein, um einen aktuellen Status fahrdynamischer Stabilisationssysteme des Fahrzeugs 100 oder des weiteren Fahrzeugs 102 zu überprüfen und unter Berücksichtigung einer funktionalen Verfügbarkeit der fahrdynamischen Stabilitätssysteme zu entscheiden, ob ein Verzögerungswunsch gesendet bzw. umgesetzt werden kann.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Steuern eines Bremsvorgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 kann beispielsweise von einer Vorrichtung, wie sie anhand von 1 beschrieben ist, durchgeführt werden. In einem Schritt 202 wird zunächst eine Fahrzustandsinformation über einen Fahrzustand des Fahrzeugs eingelesen. Zusätzlich oder alternativ kann die Fahrzustandsinformation auch Fahrdynamikdaten bezüglich eines Fahrzustands des weiteren Fahrzeugs umfassen. Je nach Ausführungsform wird im Schritt 202 zusätzlich oder alternativ zur Fahrzustandsinformation eine Betriebszustandsinformation über einen Betriebszustand eines Fahrdynamikregelungssystems zum Regeln einer Fahrdynamik des Fahrzeugs oder des weiteren Fahrzeugs eingelesen.
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Repräsentiert die Fahrzustandsinformation einen fahrdynamisch instabilen Bremsvorgang oder repräsentiert die Betriebszustandsinformation einen deaktivierten Zustand oder zumindest eine eingeschränkte Funktionsfähigkeit des Fahrdynamikregelungssystems, so wird in einem Schritt 204 ein Ansteuersignal bereitgestellt, das je nach Ausführungsform zur Ansteuerung einer Bremsanlage des Fahrzeugs oder einer Bremsanlage des weiteren Fahrzeugs dient.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 202 ein aktueller Status des Fahrzeugs sowie einer Fahrzeugkombination untersucht und entsprechend einer aktuellen Fahr- und Bremssituation fahrdynamisch bewertet. Anhand dieser Bewertung wird im Schritt 204 das Ansteuersignal bereitgestellt, um eine mögliche Verzögerung einer externen Bremsregelung auf ein fahrdynamisch verträgliches Maß zu reduzieren.
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Beispielsweise kann bei Fahrzeugkombinationen ein Bremssteuerdruck eines Anhängers mittels des Ansteuersignals so geregelt werden, dass ein ständiges Blockieren der Räder verhindert wird und zudem eine möglichst hohe Verzögerung zugelassen wird. Die Funktion kann so ausgelegt sein, dass sie stets auf Änderungen äußerer Gegebenheiten reagiert, etwa auf Änderungen eines Reibwerts zwischen Reifen und Fahrbahn, auf Änderungen einer Bremsanforderung oder auf Lenkeingriffe.
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Durch eine derartige fahrdynamische Stabilisierung kann erreicht werden, dass während einer externen Bremsregelung weder die Stabilität des Fahrzeugs noch die Stabilität des Anhängers gefährdet wird.
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Der Zustand der fahrdynamischen Stabilitätssysteme des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeugkombination kann im Schritt 202 stetig geprüft werden. Des Weiteren wird eine aktuelle fahrdynamische Situation untersucht. Wird eine externe Bremsregelung eingeleitet und die aktuelle Situation als fahrdynamisch kritisch eingestuft, so wird im Schritt 204 das Ansteuersignal bereitgestellt, um in die Bremsregelung einzugreifen.
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Eine fehlende Unterstützung einer Stabilitätskontrolle birgt bei Bremsungen während Kurvenfahrten ein hohes Risiko, Seitenführungskräfte zu verlieren. Eine mittels des vorangehend beschriebenen Verfahrens 200 realisierte Funktion bietet die Möglichkeit, eine maximale Verzögerungsumsetzung externer Verzögerungsregelungen auf einen fahrdynamisch verträglichen Wert zu reduzieren.
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Fehlt bei einer Bremsung beispielsweise die stabilitätsunterstützende Wirkung eines Anhänger-Antiblockiersystems, kann mittels des Verfahrens 200 verhindert werden, dass der Anhänger unkontrolliert ausschwingt, etwa indem ein zum Anhänger gehender Bremssteuerdruck kontrolliert wird.
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Ein derartiges Verfahren zur fahrdynamischen Untersuchung einer Fahrsituation auch während einer Bremsung bietet den Vorteil, stets auf Veränderungen äußerer Umstände eingehen zu können und somit eine externe Bremsregelung fahrdynamisch und verzögerungsoptimiert anpassen zu können.
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Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- weiteres Fahrzeug
- 104
- Fahrdynamikregelungssystem
- 106
- Fahrzeugbremsanlage
- 108
- Anhängerbremsanlage
- 110
- Vorrichtung
- 111
- Fahrzustandsinformation
- 112
- Betriebszustandsinformation
- 114
- Ansteuersignal
- 200
- Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs
- 202
- Schritt des Einlesens
- 204
- Schritt des Bereitstellens
