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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz, bei dem ein Fahrzeug ein Fahrmanöver automatisch ausführt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist.
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Im Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Durchführung verschiedener Fahrmanöver unterstützen. Dabei sind im Stand der Technik automatische und semi-automatische Systeme bekannt. Bei automatischen Systemen wird das durchzuführende Fahrmanöver automatisch vom Fahrerassistenzsystem sowohl hinsichtlich der Längsführung als auch hinsichtlich der Querführung des Fahrzeugs durchgeführt. Hier wird unter Längsführung das Beschleunigen bzw. Abbremsen des Fahrzeugs und unter Querführung die Lenkung des Fahrzeugs verstanden. Bei einem semi-automatischen System führt der Fahrer des Fahrzeugs entweder die Längsführung durch und die Querführung wird vom Fahrerassistenzsystem übernommen, oder die Querführung wird vom Fahrer des Fahrzeugs durchgeführt und die Längsführung wird vom Fahrerassistenzsystem übernommen. Im Fall eines automatischen Fahrerassistenzsystems kann sich der Fahrer auch außerhalb des Fahrzeugs befinden und die Ausführung des Fahrmanövers beispielsweise mit Hilfe einer Fernbedienung überwachen.
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Aus
DE 10 2006 048 910 A1 ist ein ausfallsicheres Parkassistenzsystem bekannt. Dabei ist ein Bremsanlagen-Steuergerät vorgesehen, welches die Funktion einer Betriebs-Bremsanlage überwacht. Liegt ein Fehler vor, beispielsweise an einem Hydroaggregat, so wird das Getriebe des Fahrzeugs in die Parkposition oder die neutrale Position geschaltet und ein Signal an einen Aktuator für die Parkbremse erzeugt, um die Parkbremse anzuziehen und das Fahrzeug zu bremsen.
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Aus
DE 10 2012 025 400 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines einen autonomen Fahrmodus aufweisenden Fahrzeugs bekannt. Dabei ist vorgesehen, eine Feststellbremseinrichtung scharf zu stellen, um die Bremswirkung auch im Fehlerfall abzusichern. Das Fahrzeug umfasst dazu eine mit Druckluft betätigbare Feststellbremse, die durch ein monostabiles Ventil von einer Druckquelle getrennt ist. Sollte eine hydraulische bzw. elektrohydraulische Bremse wegen Stromausfall versagen, so wird die Druckquelle mit der Feststellbremse durch Umschalten des monostabilen Ventils verbunden und somit betätigt.
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DE 10 2006 044 422 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betätigen einer elektromechanischen Parkbremse eine Fahrzeugs. Dabei wirken sowohl eine hydraulische Betriebsbremse des Fahrzeugs als auch die elektromechanische Parkbremse auf einen Bremskolben ein. Bei Betätigen der Parkbremse wird eine Spindel von einem Elektromotor angetrieben. Der Strom des die Spindel betätigenden Elektromotors wird gemessen. Durch die Stromerfassung kann festgestellt werden, wann die Spindel auf den Bremskolben aufsetzt, so dass dann ein Klemmkraftaufbau stattfindet.
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Nachteilig am bekannten Stand der Technik ist, dass es bei einem Abbremsen des Fahrzeugs im Fehlerfall mit Hilfe der Feststellbremse zu einem zeitverzögertem Ansprechen der Feststellbremse kommen kann. Es besteht daher die Notwendigkeit, die Reaktionszeit für das Ansprechen einer Feststellbremse für den Fall des Ausfalls eines Fahrerassistenzsystems zu reduzieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Fahrerassistenz vorgeschlagen, bei dem ein Fahrzeug ein Fahrmanöver automatisch ausführt. Dabei wird zunächst eine Betriebsbremse des Fahrzeugs betätigt. Im Anschluss erfolgt ein Ansteuern einer Feststellbremse des Fahrzeugs, so dass diese keine Bremswirkung ausübt und dass der für eine Betätigung der Feststellbremse zu überwindende Leerweg minimiert wird. Nach dem Ansteuern der Feststellbremse wird die Betriebsbremse des Fahrzeugs gelöst und das automatische Fahrmanöver ausgeführt, wobei bei Auftreten eines Fehlerfalls oder eines vorgegebenen Ereignisses die Feststellbremse betätigt wird, so dass das Fahrzeug in den Stillstand gebremst wird und im Stillstand gehalten wird.
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Fahrzeuge sind üblicherweise mit zwei unabhängigen Bremssystemen ausgerüstet, einer Betriebsbremse und einer Feststellbremse. Die Betriebsbremse wird im normalen Fahrbetrieb zum Verzögern bzw. Abbremsen des Fahrzeugs verwendet, während die Feststellbremse in der Regel dazu genutzt wird, das Fahrzeug nach dem Abstellen an einer Parkposition zu halten.
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Üblicherweise wirkt die Betriebsbremse sowohl auf die Räder einer Vorderachse als auch auf die Räder einer Hinterachse des Fahrzeugs ein während die Feststellbremse in der Regel nur auf die Räder einer Achse einwirkt, beispielsweise auf die Hinterachse des Fahrzeugs.
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Die in Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren verwendete Feststellbremse ist derart eingerichtet, dass diese über ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs betätigbar ist. Dazu ist die Feststellbremse beispielsweise als elektromechanische Feststellbremse ausgeführt. Bei einer elektromechanischen Feststellbremse wird ein Bremskolben elektromechanisch betätigt, beispielsweise über ein Spindel-Mutter-System, die von einem Aktuatormotor angetrieben wird. Der Aktuatormotor ist beispielsweise ein Elektromotor. Zur Betätigung der Feststellbremse, so dass diese eine Bremswirkung ausübt, wird die Spindel durch den Aktuatormotor angetrieben, so dass die Mutter an den Bremskolben herangeführt wird und eine Kraft auf diesen ausübt. Zum Lösen der Feststellbremse wird umgekehrt über den Aktuatormotor die Spindel derart angetrieben, dass die Mutter sich vom Bremskolben entfernt und keine Kraft mehr auf den Bremskolben ausübt. Ist die Feststellbremse gelöst, das heißt es wird keine Bremswirkung von der Feststellbremse ausgeübt, so befindet sich in der Regel zwischen der Mutter der Feststellbremse und dem Bremskolben ein Luftspalt. Zum Betätigen der Feststellbremse muss dieser Luftspalt durch die Spindel zunächst überwunden werden, bevor Kraft auf den Bremskolben ausgeübt werden kann und somit eine Bremswirkung erzielt werden kann. Der Weg, der von der Mutter überwunden werden muss, bevor eine Bremswirkung erzielt wird, wird als Leerweg bezeichnet. Muss kein Leerweg überwunden werden, so kann bei Betätigung der Feststellbremse unmittelbar eine Bremswirkung erzeugt werden. Muss zunächst ein Leerweg überwunden werden, so tritt aufgrund der Zeitdauer, die die Mutter benötigt, bis diese den Bremskolben berührt, eine Zeitverzögerung auf, bis eine Bremswirkung erzeugt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, die Feststellbremse derart anzusteuern, dass noch keine Bremswirkung ausgeübt wird, jedoch der Luftspalt bzw. Leerweg minimiert ist. Bevorzugt muss zur Betätigung der Feststellbremse kein Leerweg überwunden werden.
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Beim Lösen der Feststellbremse muss darauf geachtet werden, dass das Spindel-Mutter-System keine Kraft mehr auf den Bremskolben ausübt. In der Regel wirken die Feststellbremse und die Betriebsbremse des Fahrzeugs auf den gleichen Bremskolben ein. Dadurch kann es aufgrund einer Betätigung des Bremskolbens mit der Betriebsbremse zu einer Veränderung der Distanz zwischen der Mutter und dem Bremskolben kommen.
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Üblicherweise befindet sich das Fahrzeug zu Beginn des vorgeschlagenen Verfahrens im Stillstand. Durch das Betätigen der Betriebsbremse gemäß einem ersten Schritt a) des Verfahrens wird das Fahrzeug entsprechend im Stillstand festgehalten. Sollte das Fahrzeug noch nicht stillstehen, so wird es während der Ausführung des Schritts a) in den Stillstand gebremst.
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In einem zweiten Schritt b) des Verfahrens wird, während das Fahrzeug nach wie vor von der Betriebsbremse im Stillstand gehalten wird, die Feststellbremse so angesteuert, dass durch diese keine Bremswirkung ausgeübt wird, jedoch die Bremse so eingestellt wird, dass der für eine Betätigung der Feststellbremse zu überwindende Leerweg minimiert ist. Im Fall einer elektromechanischen Feststellbremse befindet sich somit die Spindel in unmittelbarer Nachbarschaft des Bremskolbens, so dass sich zwischen Spindel bzw. Mutter und Bremskolben ein minimaler Leerweg befindet. Bevorzugt befindet sich kein Leerweg zwischen Mutter und Bremskolben. Durch diesen Schritt wird die Feststellbremse vorbereitet, ohne Zeitverlust eine Bremswirkung ausüben zu können.
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In einem dritten Schritt c) des Verfahrens wird die Betriebsbremse des Fahrzeugs gelöst. Somit üben weder die Feststellbremse noch die Betriebsbremse eine Bremswirkung aus.
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In einem vierten Schritt d) des Verfahrens wird nach dem Lösen der Betriebsbremse das automatische Fahrmanöver ausgeführt. Bei dem automatischen Fahrmanöver kann es sich beispielsweise um das Einparken in einen Stellplatz, das Ausparken aus einem Stellplatz oder das Führen des Fahrzeugs entlang eines vorgegebenen Weges, beispielsweise durch eine Engstelle hindurch, handeln. Während der Ausführung des automatischen Fahrmanövers findet eine Überwachung auf Fehler statt. Dabei wird insbesondere die Funktion des Fahrerassistenzsystems, welche das automatische Fahrmanöver ausführt überwacht sowie bevorzugt auch die Funktionsfähigkeit der Betriebsbremse. Tritt ein Fehlerfall auf, beispielsweise ein Ausfall der Betriebsbremse, des Fahrerassistenzsystems oder Teilen von diesen, so wird die Feststellbremse betätigt, so dass das Fahrzeug in den Stillstand gebremst wird und im Stillstand gehalten wird. Alternativ oder zusätzlich können Ereignisse definiert werden, bei deren Eintreten wie bei einem Fehlerfall die Feststellbremse betätigt wird, so dass das Fahrzeug in den Stillstand bremst und im Stillstand gehalten wird. Ein solches Ereignis kann beispielsweise das Erreichen eines vorgegebenen Punktes im automatisiert durchgeführten Fahrmanöver sein, an dem das Fahrmanöver pausiert werden soll.
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Da häufig die Betriebsbremse des Fahrzeugs und die Feststellbremse des Fahrzeugs auf die gleichen Bremskolben einwirken und sich dadurch eine Beeinflussung des Leerwegs ergibt, ist es bevorzugt, wenn während der Ausführung von zumindest des Schrittes b) des Verfahrens die Betriebsbremse für die Achse des Fahrzeugs, der die Feststellbremse zugeordnet ist, abgekoppelt wird, so dass keine Einwirkung der Betriebsbremse auf die der Feststellbremse zugeordnete Achse erfolgt.
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Typischerweise wird die Betriebsbremse hydraulisch betätigt. Zum Abkoppeln der der Feststellbremse zugordneten Achse des Fahrzeugs von der Betriebsbremse können beispielsweise elektrisch betätigbare Ventile verwendet werden, wobei durch eine entsprechende Betätigung der Ventile die der Feststellbremse zugeordnete Achse vorübergehend von der Betriebsbremse abgekoppelt wird. Nach Beendigen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, die der Feststellbremse zugeordnete Achse wieder an die Betriebsbremse anzukoppeln, so dass nach Beendigung des Verfahrens die Betriebsbremse wieder normal betrieben wird.
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Handelt es sich bei dem Fahrmanöver, welches automatisch ausgeführt wird, um einen Einparkvorgang, so ist es bevorzugt, wenn nach Abschluss des automatischen Fahrmanövers die Feststellbremse betätigt wird, so dass das Fahrzeug an einer Parkposition gehalten wird. Dies entspricht der üblichen Vorgehensweise, bei der der Fahrer nach dem Erreichen der Parkposition zur Sicherung des Fahrzeugs die Feststellbremse betätigt.
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Übernimmt der Fahrer nach Abschluss des Fahrmanövers wieder die Steuerung des Fahrzeugs, so ist es bevorzugt, wenn nach Abschluss des Fahrmanövers die Betriebsbremse betätigt wird und das Fahrzeug bis zur Übernahme der Steuerung durch den Fahrer über die Betriebsbremse im Stillstand gehalten wird. Auf diese Weise kann der Fahrer seine Fahrt unmittelbar fortsetzen.
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Im Schritt b) des Verfahrens ist vorgesehen, die Feststellbremse des Fahrzeugs so anzusteuern, dass diese keine Bremswirkung ausübt, jedoch für eine Betätigung, bei der diese eine Bremswirkung ausübt, keinen Leerweg oder nur einen minimierter Leerweg überwinden muss. Ist die Feststellbremse elektromechanisch betätigbar, beispielsweise über eine Spindel, die durch einen Aktuatormotor bewegt wird, so ist bevorzugt vorgesehen, dass bei der Ansteuerung der Feststellbremse gemäß Schritt b) der Aktuatormotor der Feststellbremse von einem vollständig angezogenem Zustand in Richtung Lösen der Feststellbremse betrieben wird und der Aktuatormotor gestoppt wird, sobald eine Klemmkraft der Feststellbremse abgebaut ist.
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Der Abbau der Klemmkraft wird bevorzugt durch Überwachen des Stromverlaufs und/oder des Spannungsverlaufs des Aktuatormotors während der Ansteuerung der Feststellbremse erkannt. Dabei wird bevorzugt der Abbau der Klemmkraft durch eine Änderung des Gradienten im Stromverlauf erkannt, wobei eine Änderung des Gradienten durch das Einschalten des Aktuatormotors unbeachtet bleibt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass nach dem Einschalten des Aktuatormotors eine vorgegebene Zeitspanne abgewartet wird, bis mit der Überwachung des Stromverlaufs begonnen wird.
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Bevorzugt wird ein Abbau der Klemmkraft erkannt, wenn der Stromverlauf einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet und der Stromverlauf innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne stetig fallend ist. Alternativ kann ein Abbau der Klemmkraft erkannt werden, wenn der Stromverlauf einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet und der Betrag einer Schwankung des Stromverlaufs innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne einen vorgegebenen zweiten Grenzwert unterschreitet.
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Die vorgegebene Zeitspanne wird beispielsweise im Bereich von 30 ms bis 50 ms vorgegeben. In der Praxis erfolgt die Überwachung des Stromverlaufs und/oder des Spannungsverlaufs durch regelmäßige Messung des Stroms bzw. der Spannung. Somit kann die vorgegebene Zeitspanne auch dadurch vorgegeben werden, dass eine vorgegebene Anzahl von Messungen berücksichtigt wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stromverlauf für eine Anzahl von 3 bis 5 Messungen stetig fallend ist oder dass der Betrag einer Schwankung von einer vorgegebenen Anzahl von Messwerten, beispielsweise 3 bis 5 Messwerte einen vorgegebenen zweiten Grenzwert unterschreitet.
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Die Vorgabe der Grenzwerte für den Strom, das heißt die Vorgabe des ersten und des zweiten Grenzwerts, wird abhängig von der jeweiligen Feststellbremse bzw. abhängig des jeweiligen Aktuatormotors durchgeführt. Typische Werte für die Grenzwerte bei einer elektromechanisch betätigten Feststellbremse liegen im Bereich von 1 A bis 5 A für den ersten Grenzwert und im Bereich von 50 mA bis 300 mA für den zweiten Grenzwert.
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Wird der Abbau der Klemmkraft durch eine Änderung des Gradienten erkannt, so wird bevorzugt ein Schwellenwert vorgegeben, ab dem eine Änderung des Gradienten als Abbau der Klemmkraft eingestuft wird.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem umfassend ein Steuergerät, eine Feststellbremsenansteuerung und eine Betriebsbremsenansteuerung. Bevorzugt ist das Fahrerassistenzsystem zur Durchführung der hierin beschriebenen Verfahren ausgebildet und/oder eingerichtet. Dementsprechend werden im Rahmen des Verfahrens beschriebene Merkmale entsprechend für das Fahrerassistenzsystem und umgekehrt im Rahmen des Fahrerassistenzsystems beschriebene Merkmale entsprechend für das Verfahren offenbart.
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Die Einheiten des Fahrerassistenzsystems sind als funktionale Einheiten zu verstehen, die nicht notwendigerweise physikalisch voneinander getrennt sind. So können mehrere Einheiten des Fahrerassistenzsystems in einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein, etwa wenn mehrere Funktionen in Software auf einem Steuergerät implementiert sind. Die Einheiten des Fahrerassistenzsystems können auch in Hardwarebausteinen implementiert sein, insbesondere durch Sensoreinheiten, Speichereinheiten, anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) oder Mikrocontroller.
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Vorteile der Erfindung
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems kann ein automatisch durchgeführtes Fahrmanöver sicher ausgeführt werden. Da die Feststellbremse bereits vor der Ausführung des automatisch durchgeführten Fahrmanövers angesteuert wird, wird diese in einen Zustand versetzt, bei der für das Erzeugen einer Bremswirkung kein Leerweg überwunden werden muss. Die Feststellbremse wird somit vorbereitet, um bei Bedarf ohne Zeitverzögerung eine Bremswirkung bereitstellen zu können. Bei Ausfall der Betriebsbremse oder Erkennen eines Fehlerfalls betreffend das Fahrerassistenzsystem, kann das Fahrzeug durch Betätigen der Feststellbremse ohne Zeitverlust in den Stillstand gebremst und anschließend im Stillstand gehalten werden. Der Bremsweg wird vorteilhafter Weise auf ein Minimum reduziert.
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In besonders vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens wird vor der Ansteuerung der Feststellbremse die Betriebsbremse des Fahrzeugs von der der Feststellbremse zugeordneten Fahrzeugachse abgekoppelt, so dass keine Wechselwirkung zwischen der Betriebsbremse und der Feststellbremse stattfindet. Auf diese Weise kann die Ansteuerung der Feststellbremse besonders präzise erfolgen, so dass Position der Bremse eingestellt wird, bei der diese noch keine Bremswirkung ausübt und noch kein Leerweg auftritt, der für die Betätigung der Feststellbremse überwunden werden muss.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens wird das Fahrzeug nach Abschluss des automatischen Fahrmanövers in einen definierten Zustand überführt. Handelt es sich bei dem Fahrmanöver um ein Einparkmanöver, so wird nach Abschluss des automatischen Fahrmanövers die Feststellbremse betätigt. Das Fahrzeug wird dann sicher in der erreichten Parkposition gehalten. Handelt es sich bei dem automatischen Fahrmanöver um ein Fahrmanöver, bei dem der Fahrer im Anschluss die Steuerung übernehmen möchte, beispielsweise ein Ausparken, so wird nach Abschluss des Fahrmanövers nur die Betriebsbremse betätigt, nicht jedoch die Feststellbremse. Das Fahrzeug befindet sich somit in einem Zustand, der eine sofortige Weiterfahrt durch den Fahrer leicht möglich ist.
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Darüber hinaus besteht bei dem Verfahren die Möglichkeit ein Fahrmanöver wie beispielsweise das Ausparken oder das Einparken temporär zu pausieren, wenn definierte Ereignisse eintreten. Dann wird die Feststellbremse schon vor Abschluss des automatischen Fahrmanövers betätigt. Wenn der Fahrer das Fahrmanöver erneut freigibt, wird wieder der vorherige Zustand der Feststellbremse eingenommen und das automatisiert durchgeführte Fahrmanöver fortgesetzt. Des Weiteren kann das definierte Ereignis auch ein Eingriff des Fahrers in das automatisiert durchgeführte Fahrmanöver sein. In diesem Fall wird die Feststellbremse ebenfalls schon vor Abschluss des Fahrmanövers betätigt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem,
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2 eine schematische Darstellung einer Feststellbremse,
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3 eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs und
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4 das Ansteuern der Feststellbremse ohne hydraulische Entlastung.
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Komponenten oder Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrerassistenzsystem 10. Das Fahrerassistenzsystem 10 umfasst ein Steuergerät 12, welches mit einer Feststellbremsenansteuerung 14 und einer Betriebsbremsenansteuerung 16 in Verbindung steht. In weiteren Ausführungsformen können die Feststellbremsenansteuerung 14 und die Betriebsbremsenansteuerung 16 auch in einem Steuergerät zusammengefasst sein.
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Die Betriebsbremsenansteuerung 16 kontrolliert eine Betriebsbremse 21 des Fahrzeugs 1. Die Betriebsbremse 21 umfasst vier Bremskolben 25, wobei je zwei Bremskolben 25 auf eine Hinterachse 26 und auf eine Vorderachse 28 des Fahrzeugs 1 einwirken. Die Bremskolben 25 werden jeweils über eine Hydraulik 24 betätigt, wobei die Hydraulik 24 mit Ventilen 18, 19 in Verbindung steht, die von der Betriebsbremsenansteuerung 16 gesteuert werden.
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Die Feststellbremsenansteuerung 14 steht mit einer Feststellbremse 20 des Fahrzeugs 1 in Verbindung. Die Feststellbremse 20 umfasst zwei Aktuatormotoren 22, mit denen jeweils eine Spindel 32 betätigt wird. Die Spindel 32 wirkt zur Ausübung einer Bremswirkung zusammen mit einer Mutter 34, vergleiche 2, auf die Bremskolben 25 ein. Dazu wird die jeweilige Spindel 32 durch den Aktuatormotor 22 angetrieben, so dass die Mutter 34 auf den Bremskolben 25 zubewegt wird und diese gegen den Bremskolben 25 drückt.
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Das Steuergerät 12 ist zudem eingerichtet, ein Fahrmanöver automatisch auszuführen. Dazu steht das Steuergerät 12 mit Umfeldsensoren 30 in Verbindung, über die das Steuergerät 12 Daten über die Umgebung des Fahrzeugs 1 erhalten kann. Des Weiteren verfügt das Steuergerät 12 über Verbindungen zu weiteren Systemen des Fahrzeugs 1, die in der 1 nicht dargestellt sind. So ist insbesondere vorgesehen, dass das Steuergerät 12 für das automatische Ausführen eines Fahrmanövers einen Lenkradeinschlag erzeugen kann und auf einen Antrieb des Fahrzeugs 1 einwirken kann. Zum Verzögern bzw. Abbremsen des Fahrzeugs 1 kann durch das Steuergerät 12 und die Betriebsbremsenansteuerung 16 auf die Betriebsbremse 21 des Fahrzeugs 1 eingewirkt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Feststellbremse 20 Die Feststellbremse 20 umfasst einen Bremssattel 40 mit einer Zange 46, welche eine Bremsscheibe 42 übergreift. Als Stellglied weist die Feststellbremse 20 einen Aktuatormotor 22 auf, der eine Spindel 32 rotierend antreibt, auf der eine Mutter 34 drehbar gelagert ist. Bei einer Rotation der Spindel 32 wird die Mutter 34 axial verstellt. Die Mutter 34 bewegt sich innerhalb des Bremskolbens 25, der Träger eines Bremsbelags 44 ist, welcher von dem Bremskolben 25 gegen die Bremsscheibe 42 gedrückt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bremsscheibe 42 befindet sich ein weiterer Bremsbelag 45, der ortsfest an der Zange 46 gehalten ist.
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Innerhalb des Bremskolbens 25 kann sich die Mutter 34 bei einer Drehbewegung der Spindel 32 axial nach vorne in Richtung auf die Bremsscheibe 42 zu bzw. bei einer entgegengesetzten Drehbewegung der Spindel 32 axial nach hinten bis zum Erreichen eines Anschlags 48 bewegen. Zum Erzeugen einer Klemmkraft beaufschlagt die Mutter 34 die innere Stirnseite des Bremskolbens 25, wodurch der axial verschieblich gelagerte Bremskolben 25 mit dem Bremsbelag 44 gegen die zugewandte Stirnfläche der Bremsscheibe 42 gedrückt wird. 3 zeigt schematisch den Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.
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Das Verfahren beginnt in einem Startpunkt 100. In einem ersten Schritt 101 wird die Betriebsbremse 21 des Fahrzeugs 1 von der Hinterachse 26 des Fahrzeugs 1 abgekoppelt. Dazu werden die Ventile 18, 19 angesteuert, wobei die der Hinterachse 26 zugeordneten Ventile geschlossen werden, so dass ein Druckaufbau für die Hydraulik 24 nur an der Vorderachse 28 möglich ist.
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Im nachfolgenden oder gleichzeitig erfolgenden Schritt 102 erfolgt der Druckaufbau in der Betriebsbremse 21, so dass über die Hydraulik 24 und die Bremskolben 25 auf die Vorderachse 28 eine Bremswirkung einwirkt.
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Gleichzeitig damit oder hiernach wird im nächsten Schritt 104 die Feststellbremse 20 des Fahrzeugs 1 angesteuert. Falls die Feststellbremse 20 noch nicht betätigt ist, so wird diese nun betätigt, um zunächst eine Bremswirkung auf die Hinterachse 26 auszuüben. Im Anschluss wird die Feststellbremse 20 gelöst, bis die Bremswirkung abgebaut ist, jedoch noch kein Leerweg vorliegt. Ist die Feststellbremse 20 als elektromechanische Bremse ausgeführt, so wird beim Lösen der Feststellbremse 20 über den Aktuatormotor 22 die Spindel 32 angetrieben, so dass sich diese von den Bremskolben 25 löst. Der Aktuatormotor 22 wird gestoppt, sobald die Bremswirkung vollständig abgebaut ist, wobei zwischen der durch die Spindel 32 bewegten Mutter 34 und dem Bremskolben 25 noch kein Abstand entstanden ist, das heißt es befindet sich zwischen Mutter 34 und Bremskolben 25 noch kein Leerweg. Alternativ kann in diesem Schritt die Feststellbremse so angesteuert werden, dass der Aktuatormotor in Richtung Verriegeln angesteuert und rechtzeitig abgebremst wird, sodass kein Leerweg mehr vorhanden, jedoch noch keine Bremswirkung erfolgt.
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In einem Schritt 106 wird im Anschluss das Fahrzeug 1 automatisch geführt. Beispielsweise parkt das Fahrzeug 1 automatisch in einen Parkplatz ein oder aus einem Parkplatz aus. Während der Ausführung des automatischen Fahrmanövers findet gemäß Schritt 108 des Verfahrens eine Überprüfung auf Fehler statt.
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Wird ein Fehler gefunden, so verzweigt der Ablauf des Verfahrens zu einem Schritt 110. Als Reaktion auf den Fehler, der beispielsweise in Form eines Versagens der Betriebsbremse 21 vorliegen kann, oder beispielsweise ein Fehler bei dem Fahrerassistenzsystem 10 sein kann, wird in einem Schritt 116 die Feststellbremse 20 betätigt, so dass diese eine Bremswirkung auf die Hinterachse 26 des Fahrzeugs 1 ausübt. Im Anschluss erfolgt in einem Schritt 130 ein Ankoppeln der zuvor abgekoppelten Teile der Betriebsbremse 21, so dass die Betriebsbremse 21 wieder normal betrieben wird. Im letzten Schritt 118 wird das Verfahren beendet und es kann eine Überprüfung durch den Fahrer erfolgen.
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Sofern bei der Überprüfung im Schritt 108 kein Fehler erkannt wird, verzweigt das Verfahren zum Schritt 112 oder Schritt 114.
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Das Verfahren verzweigt zum Schritt 112, falls es sich bei dem ausgeführten Fahrmanöver um ein Fahrmanöver handelt, bei dem der Fahrer nach Abschluss des Fahrmanövers die Steuerung übernimmt. Im Schritt 130 erfolgt das Ankoppeln der zuvor abgekoppelten Teile der Betriebsbremse 21, so dass die Betriebsbremse 21 wieder normal betrieben wird. Im nachfolgenden Schritt 120 wird die Betriebsbremse 21 betätigt, so dass das Fahrzeug 1 durch die Betriebsbremse 21 im Stillstand gehalten wird. Im Anschluss kann der Fahrer die Führung des Fahrzeugs 1 übernehmen.
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Handelt es sich bei dem automatisch ausgeführten Fahrmanöver im Schritt 106 um ein Fahrmanöver, bei dem das Fahrzeug im Anschluss abgestellt werden soll, so verzweigt das Verfahren zu dem Schritt 114. Auch hier erfolgt zunächst im Schritt 130 ein Ankoppeln der zuvor abgekoppelten Teile der Betriebsbremse 21, so dass die Betriebsbremse 21 wieder normal betrieben wird. Anschließend wird die Feststellbremse im Schritt 122 betätigt, um das Fahrzeug an der nach dem automatischen Führen erreichten Zielposition zu halten.
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4 zeigt ein Diagramm in dem für einen Aktuatormotor 22 der Feststellbremse 20 des Fahrzeugs 1 eine Spannung U, ein Strom I, eine Kraft F, eine Geschwindigkeit v und ein von der Spindel 32 zurückgelegter Weg s in Abhängigkeit der Zeit t aufgetragen sind. Auf der Zeitachse sind dabei sechs Zeitpunkte t1 bis t6 markiert. Das Diagramm der 4 zeigt den Verlauf der aufgetragenen Größen beim Lösen der Feststellbremse 20.
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Der Zeitpunkt, an dem der Aktuatormotor 22 eingeschaltet wird, ist in 4 mit Bezugszeichen 208 markiert. Er definiert den Beginn des ersten Zeitbereichs 201. Im ersten Zeitbereich 201, der von dem Zeitpunkt t1 bis t2 läuft, wird das Lösen der Feststellbremse 20 gestartet. Im ersten Zeitbereich 201 kommt es daher zu einem starken Anstieg des Stroms I und die Spannung U ändert sich ebenfalls. Die Geschwindigkeit v der Spindel 32 erhöht sich, wobei in der Darstellung der 4 die Geschwindigkeit 0 mit dem Pfeil 216 markiert ist und in dem Diagramm nach unten zeigend zunimmt. Die Spindel 32 legt im ersten Zeitbereich 201 noch keinen nennenswerten Weg s zurück, und auch die Klemmkraft F bleibt zunächst unverändert.
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In einem zweiten Zeitbereich 202, der von dem Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 reicht, reduziert sich die Klemmkraft F zunehmend. Einhergehend vergrößert sich der zurückgelegte Weg s der Spindel 32. Geschwindigkeit v und Strom I wachsen im zweiten Zeitbereich 202 weiter an, während die Spannung U konstant bleibt.
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In einem dritten Zeitbereich 203, der sich vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 erstreckt, findet ein Übergang zu einem Freilaufbereich statt, bei dem die Spindel 32 bzw. die von der Spindel angetriebene Mutter 34 sich vom Kontakt mit dem Bremskolben 25 löst. Der Punkt, an dem sich die Klemmkraft F zu reduzieren beginnt, ist in der 4 mit dem Bezugszeichen 210 gekennzeichnet.
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Im vierten Zeitbereich 204, der sich von dem Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 erstreckt, läuft die Spindel 32 frei, d. h die Mutter 34 weist keinen Kontakt mit dem Bremskolben 25 auf. Die Klemmkraft F reduziert sich nicht mehr weiter, da diese ihren niedrigst möglichen Wert erreicht hat. Ohne eine gemäß dem Erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene rechtzeitige Abschaltung vergrößert sich der von der Spindel 32 zurückgelegte Weg s hingegen weiter. Dieser weitere zurückgelegte Weg entspricht dem Leerweg. Im vierten Zeitbereich 204 bleiben die Spannung U, der Strom I und die Geschwindigkeit v im Wesentlichen konstant, jedoch ändert sich der zurückgelegte Weg s.
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Im fünften Zeitbereich 205, der sich vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t6 erstreckt, wird die Betätigung des Aktuatormotors 22 beendet. Der Punkt, an dem die Betätigung des Aktuatormotors 22 beendet wird, ist mit dem Bezugszeichen 214 versehen. Dementsprechend sinken Strom I und Spannung U wieder auf ihren ursprünglichen Wert 0 ab, die Geschwindigkeit v der Spindel verringert sich ebenfalls auf 0 und der zurückgelegte Weg s nähert sich seinem endgültigen Wert an.
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Bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Feststellbremse 20 derart anzusteuern, dass beispielsweise die Änderung des Gradienten im Strom I vom dritten Zeitbereich 203 zum vierten Zeitbereich 204 erkannt wird und daraufhin die Betätigung des Aktuatormotors 22 sofort beendet wird. Dementsprechend ist vorgesehen, den vierten Zeitbereich 204 gegenüber der Darstellung in der 4 derart zu verkürzen, dass die Spindel 32, nachdem diese sich die Mutter 34 an dem mit Bezugszeichen 212 markierten Punkt vom Bremskolben 25 gelöst hat, sofort zu stoppen, so dass kein Leerweg entsteht.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006048910 A1 [0003]
- DE 102012025400 A1 [0004]
- DE 102006044422 A1 [0005]
