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Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einem Gefahrenreaktionssystem, welches eine Reifendruckeinstellvorrichtung zum Einstellen eines Reifendrucks jeweiliger Reifen des Kraftwagens während dessen Fahrbetrieb umfasst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit einem Gefahrenreaktionssystem.
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Kraftfahrzeughersteller sind immer stärker an Umweltregularien gebunden und werden damit verpflichtet, den Flottenverbrauch zu reduzieren. Dies resultiert in der Entwicklung von immer effizienter werdenden Kraftfahrzeugen. So kann beispielsweise ein Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeugs durch Maximierung eines Reifenluftdrucks reduziert werden, da hierdurch eine jeweilige Reifenaufstandsfläche minimiert und somit der Rollwiderstand des Kraftfahrzeuges verringert wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass in einer Gefahrensituation, insbesondere bei einer Gefahrenbremsung, ein infolge des maximierten Reifenluftdrucks verringerter Kraftschluss zwischen Reifen und Fahrbahn zur Verlängerung eines Bremsweges des Kraftfahrzeugs führen kann.
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Aus der
DE 11 2012 001 290 T5 ist eine Fahrvorrichtung bekannt, welche eine an einem Fahrzeug montierten Luftreifen, eine Luftdruck-Einstellvorrichtung, die den Luftdruck des Luftreifens einstellt, und eine Luftdruck-Steuervorrichtung aufweist, die den Luftdruck erhöht, so dass er höher ist als ein empfohlener Reifendruck, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs nicht höher als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist. Wenn das Fahrzeug bremst, wird der Luftdruck auf den empfohlenen Reifendruck während eines Bremsvorgangs eingestellt, weil die Bremsleistung sinkt, wenn der Luftdruck des Luftreifens hoch ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kraftwagen mit einem Gefahrenreaktionssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit einem Gefahrenreaktionssystem zu schaffen, welche eine besonders bedarfsgerechte Einstellung eines Reifendrucks jeweiliger Reifen des Kraftwagens bei Gefahr ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einem Gefahrenreaktionssystem, welches eine Reifendruckeinstellvorrichtung zum Einstellen eines Reifendrucks jeweiliger Reifen des Kraftwagens während dessen Fahrbetrieb umfasst. Der Reifendruck entspricht dabei einem jeweiligen Luftdruck in dem jeweiligen Reifen des Kraftwagens. Der Reifendruck kann dementsprechend auch als Reifenluftdruck bezeichnet werden.
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Um eine besonders bedarfsgerechte Einstellung des Reifendrucks der jeweiligen Reifen des Kraftwagens bei Gefahr zu ermöglichen, umfasst das Gefahrenreaktionssystem eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, einen Notbremsfall des Kraftwagens sowie einen von dem Notbremsfall verschiedenen Standardbremsfall des Kraftwagens zu erkennen und die Reifendruckeinstellvorrichtung derart anzusteuern, dass die Reifendruckeinstellvorrichtung den jeweiligen Reifendruck in den jeweiligen Reifen bei dem Notbremsfall verringert, und im Standardbremsfall unverändert lässt. Dies ist von Vorteil, da anhand des Gefahrenreaktionssystems zum einen zwischen dem Notbremsfall und dem Standardbremsfall unterschieden und zum anderen auf jeweils unterschiedliche Art und Weise auf den Notbremsfall sowie den Standardbremsfall reagiert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Notbremsfall im Vergleich zum Standardbremsfall besonders selten auftritt und andererseits durch das Verringern des jeweiligen Reifendrucks in den jeweiligen Reifen des Kraftwagens im Notbremsfall eine vergrößerte Aufstandsfläche der jeweiligen Reifen während einer Notbremsung (im Notbremsfall) geschaffen werden kann, um dadurch einen für die Notbremsung benötigten Bremsweg und aus diesem resultierende, etwaige Kollisionen auf ein Minimum zu reduzieren. Der Reifendruck kann also ausschließlich im Notbremsfall verringert und dabei minimiert werden um dementsprechend auch den Bremsweg und damit verbundene Kollisionen zu minimieren.
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Sobald beispielsweise ein Fahrer des Kraftwagens ein Bremspedal des Kraftwagens abrupt betätigt oder mittels jeweiliger Sensorik des Kraftwagens eine Gefahrensituation, welche den Notbremsfall, bewirkt, erfasst wird, kann anhand der mit der Sensorik gekoppelten Steuereinrichtung der Notbremsfall als solcher erkannt und von dem Standardbremsfall unterschieden werden. Infolgedessen kann die Steuereinrichtung die Reifendruckeinstellvorrichtung ansteuern, um den jeweiligen Reifendruck in den jeweiligen Reifen ausschließlich bei dem Notbremsfall zu verringern. Dadurch können jeweilige Reifenaufstandsflächen der jeweiligen Reifen und damit ein jeweiliger Kraftschluss zwischen den jeweiligen Reifen und einer Fahrbahn vergrößert, insbesondere maximiert, werden.
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Die Reifen können jeweiligen Rädern des Kraftwagens zugeordnet sein, welche Reifendruck-Sensoren zur Überwachung des jeweiligen Reifendrucks, also des Reifenluftdrucks in den Reifen, umfassen können. Die Reifendruck-Sensoren können ebenfalls mit der Steuereinrichtung signalübertragend gekoppelt sein, wodurch eine echtzeitfähige Auswertung der jeweiligen Reifendrücke anhand der Steuereinrichtung erfolgen kann und insbesondere ermittelt werden kann, auf welchen Reifendruck-Wert die jeweiligen Reifendrücke im Notbremsfall zu verringern sind, um einen optimalen Bremsvorgang zu ermöglichen.
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Eine Unterscheidung zwischen dem Notbremsfall und dem Standardbremsfall kann beispielsweise anhand einer dem Notbremsfall zugeordneten Notbremsfall-Verzögerung und einer dem Standardbremsfall zugeordneten Standardbremsfall-Verzögerung erfolgen. Die nachstehend genannten Verzögerungswerte (Notbremsfall-Verzögerungswerte, Standardbremsfall-Verzögerungswerte) stellen lediglich beispielhaft genannte Zahlenwerte dar. Es ist somit klar, dass auch andere Zahlenwerte denkbar sind.
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Die Notbremsfall-Verzögerung kann Notbremsfall-Verzögerungswerte von beispielsweise größer oder gleich 5 m/s2 charakterisieren, und damit besonders starken Verzögerungen entsprechen, welche bei dem Notbremsfall durchgeführt werden, um einen Unfall des Kraftwagens zu vermeiden, oder eine Unfallschwere zumindest zu verringern. Ist also das Verzögern des Kraftwagens mit einem Notbremsfall-Verzögerungswert von 5 m/s2 oder mehr nötig um den Unfall zu vermeiden, oder dessen Unfallschwere zu verringern, so ist dies ein Indiz für ein Vorliegen des Notbremsfalls.
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Die Standardbremsfall-Verzögerung kann beispielsweise Standardbremsfall-Verzögerungswerte von weniger als 5 m/s2 charakterisieren, und damit im Vergleich zum Notbremsfall kleineren Verzögerungen entsprechen, welche bei dem Standardbremsfall durchgeführt werden, um beispielsweise an einem Stoppschild oder einer roten Ampel anzuhalten. Der Standardbremsfall charakterisiert also Bremsvorgänge, welche bei einem normalen Fahrbetrieb des Kraftwagens, beispielsweise im Stadtverkehr oder bei Fahrten auf Landstraßen und Autobahnen auftreten. Die Standardbremsfall-Verzögerung können dementsprechend Standardbremsfall-Verzögerungswerte von beispielsweise 2 m/s2, 3 m/s2 oder 4,5 m/s2 charakterisieren, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit einem Gefahrenreaktionssystem, welches eine Reifendruckeinstellvorrichtung zum Einstellen eines Reifendrucks jeweiliger Reifen des Kraftwagens während dessen Fahrbetrieb umfasst. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gefahrenreaktionssystem eine Steuereinrichtung umfasst, welche einen Notbremsfall des Kraftwagens sowie einen von dem Notbremsfall verschiedenen Standardbremsfall des Kraftwagens erkennt, und die Reifendruckeinstellvorrichtung derart ansteuert, dass der jeweilige Reifendruck in den jeweiligen Reifen bei dem Notbremsfall durch die Reifendruckeinstellvorrichtung verringert, und im Standardbremsfall unverändert gelassen wird. Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftwagen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgestellten Merkmale sowie deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung eines Kraftwagens, welcher ein Gefahrenreaktionssystem umfasst.
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Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftwagens 10 mit einem Gefahrenreaktionssystem 20. Das Gefahrenreaktionssystem 20 umfasst eine Reifendruckeinstellvorrichtung 30 zum Einstellen eines Reifendrucks jeweiliger Reifen des Kraftwagens 10 während dessen Fahrbetrieb. Die Reifen des Kraftwagens 10 sind jeweiligen Rädern des Kraftwagens 10 zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird in der Fig. lediglich eines der Räder, nämlich das Rad 40 mit dessen Reifen 50 in einer schematischen Schnittansicht ausschnittsweise gezeigt und beschrieben. Ausführungen zum Rad 40 gelten jedoch für sämtliche Räder des Kraftwagens 10. Der Reifen 50 ist an einer Felge 42 des Rades 40 aufgenommen.
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Das Gefahrenreaktionssystem 20 umfasst eine Steuereinrichtung 60, welche dazu eingerichtet ist, einen Notbremsfall des Kraftwagens 10 sowie einen von dem Notbremsfall verschiedenen Standardbremsfall des Kraftwagens 10 zu erkennen und voneinander zu unterscheiden. Die Steuereinrichtung 60 ist des Weiteren dazu eingerichtet, die Reifendruckeinstellvorrichtung 30 derart anzusteuern, dass die Reifendruckeinstellvorrichtung 30 den jeweiligen Reifendruck in den jeweiligen Reifen 50 und damit in einer jeweiligen Luftkammer 54 der jeweiligen Reifen 50 bei dem Notbremsfall verringert. Im Standardbremsfall erfolgt hingegen keine Aktivierung der Reifendruckeinstellvorrichtung 30 anhand der Steuereinrichtung 60, sodass die Reifendruckeinstellvorrichtung 30 den jeweiligen Reifendruck in den jeweiligen Reifen 50, also in den jeweiligen Luftkammern 54 der jeweiligen Reifen 50, unverändert lässt.
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Das Gefahrenreaktionssystem 20 umfasst mehrere signalübertragend mit der Steuereinrichtung 60 gekoppelte Abstandssensoren 22, welche insbesondere als jeweilige Lidar-Sensoren ausgebildet sein können. Die Abstandssensoren 22 gestatten eine besonders schnelle und bedarfsgerechte Reaktion auf etwaige Gefahrensituationen, denn mittels der Abstandssensoren 22 kann eine den Notbremsfall charakterisierende Notfall-Abstandsänderung zwischen dem Kraftwagen 10 und einem vorliegend nicht weiter gezeigten Objekt sowie eine, den Standardbremsfall charakterisierende Standard-Abstandsänderung zwischen dem Kraftwagen 10 und dem Objekt während des Fahrbetriebs besonders rasch detektiert werden. Das Objekt kann beispielsweise ein weiterer Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein anderes Kraftfahrzeug sein. Die Notfall-Abstandsänderung und die Standard-Abstandsänderung können jeweilige, mittels der Abstandssensoren 22 detektierbare oder anhand der Steuereinrichtung 60 ermittelbare Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Kraftwagen 10 und dem Objekt charakterisieren. Die Notfall-Abstandsänderung entspricht ebenso wie die Standard-Abstandsänderung einer zeitabhängigen Änderung des jeweiligen Abstands zwischen dem Kraftwagen 10 und dem Objekt.
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Je nachdem, ob der Kraftwagen 10 autonom betrieben oder durch einen hier nicht weiter gezeigten Fahrer bedient wird, kann entweder die Steuereinrichtung 60 den jeweiligen Rädern 40 zugeordnete (nicht gezeigte) Radbremsen ansteuern, um eine Verzögerung des Kraftwagens 10 gemäß dem Notbremsfall oder gemäß dem Standardbremsfall mittels der Radbremsen durchzuführen oder alternativ dazu kann der Fahrer die jeweiligen Radbremsen durch Bedienen eines Bremspedals 12 aktivieren, um sozusagen manuell die Verzögerung des Kraftwagens 10 gemäß dem Notbremsfall oder gemäß dem Standardbremsfall durchzuführen. Unabhängig davon, ob die Radbremsen durch den Fahrer oder durch die Steuereinrichtung 60 aktiviert werden, kann die Steuereinrichtung 60 - je nachdem, ob der Notbremsfall oder der Standardbremsfall vorliegt - die Reifendruckeinstellvorrichtung 30 dazu veranlassen, den Reifendruck in den jeweiligen Reifen 50 (in den jeweiligen Luftkammern 54) zu verringern um dadurch jeweilige Reifenaufstandsflächen zu vergrößern und damit einen jeweiligen Kraftschluss zwischen den Reifen 50 und der Fahrbahn zu maximieren oder alternativ dazu unverändert zu lassen.
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Wie anhand der Fig. erkennbar ist, kann die Reifendruckeinstellvorrichtung 30 den jeweiligen Reifen 50 zugeordnete Ventile 52 zum Austausch von Gas zwischen einer Umgebung U des Kraftwagens 10 und den jeweiligen Luftkammern 54 der Reifen umfassen, wobei jeweilige, in die Ventile 52 integrierte Verschlusselemente 56, welche als Kugeln ausgebildet sein können, die Strömung des Gases in einer Freigabestellung der Verschlusselemente 56 freigeben. In einer Sperrstellung der Verschlusselemente 56 behindern diese die Strömung des Gases von den Luftkammern 54 in Richtung der Umgebung U. In die jeweilige Ventile 52 ist jeweils ein Magnetspulenelement 58, welches auch als elektromagnetische Spule bezeichnet werden kann, integriert und damit eingebracht. Das Magnetspulenelement 58 kann über eine beispielsweise ebenfalls in das Ventil 52 integrierte Stromquelle 53, welche vorzugsweise als Batterie ausgebildet sein kann, mit elektrischer Energie versorgt und anhand einer ebenfalls in das Ventil 52 integrierten Steuereinheit 55 angesteuert werden. Zur Versorgung des Magnetspulenelements 58 mit elektrischer Energie ist das Magnetspulenelement 58 über eine elektrisch leitende Verbindung 57, welche vorliegend als Draht ausgebildet ist, mit der Stromquelle 53 gekoppelt. Die Steuereinheit 55 kann drahtlos über eine ebenfalls in das Ventil 52 integrierte Schnittstelle 59 mit der Steuereinrichtung 60 kommunizieren. Die Schnittstelle 59 kann auch als „connectivity“ bezeichnet werden. Die Steuereinrichtung 60 kann die Steuereinheit 55 über die Schnittstelle 59 im Notbremsfall ansteuern, um dadurch die Steuereinheit 55 dazu zu veranlassen, eine Energieversorgung des Magnetspulenelements 58 durch die Stromquelle 53 zu aktivieren. Infolgedessen wird mittels des Magnetspulenelements 58 ein Magnetfeld M erzeugt, durch welches das Verschlusselement 56 von der in der Fig. gezeigten Sperrstellung in die vorliegend nicht weiter gezeigte Freigabestellung bewegt wird und dadurch Luft aus der Luftkammer 54 in die Umgebung U strömt, wodurch der Reifendruck abgesenkt und die Reifenaufstandsfläche vergrößert wird.
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Die Stromquelle 53 kann gerade genug elektrische Energie für das Magnetspulenelement 58 bereitstellen, um das Verschlusselement 56 zur Durchführung eines einzigen Notbremsfalls von der Sperrstellung in die Freigabestellung zu bewegen. Dadurch kann die Stromquelle 53 besonders kompakt ausgebildet sein. Denkbar ist prinzipiell auch, dass in das Ventil 52 oder in die Aktorik, welche zwar vorliegend als das Magnetspulenelement 58 ausgebildet ist, jedoch beispielsweise auch als Linearmotor ausgestaltet sein kann, wenigstens ein Bremsbeschleunigungssensor integriert sein kann. Die Abstandssensoren 22 und die jeweiligen Bremsbeschleunigungssensoren bilden dabei zumindest einen Teil einer Sensorik des Kraftwagens 10. Ebenso wie über die Abstandssensoren 22 kann auch über die Bremsbeschleunigungssensoren eine den Notbremsfall charakterisierende Notbremsfall-Verzögerung und eine den Standardbremsfall charakterisierende Standardbremsfall-Verzögerung erkannt werden. Der Bremsbeschleunigungssensor kann direkt mit der Steuereinheit 55 gekoppelt sein, sodass die Steuereinheit 55 unmittelbar basierend auf jeweiligen Signalen des Bremsbeschleunigungssensors die Energieversorgung des Magnetspulenelements 58 durch die Stromquelle 53 aktivieren kann. Die Steuereinrichtung 60 und zusätzlich oder alternativ die Steuereinheit 55 sind dazu eingerichtet, eine Zeitspanne, in welcher das Ventil 52 geöffnet und damit das Verschlusselemente 56 in dessen Freigabestellung ist, exakt an eine Intensität des Notbremsfalls anzupassen. Dadurch kann der Reifendruck (Reifenluftdrucks) im Notbremsfall auf einen entsprechenden Bestwert abgestimmt und der Bremsweg des Kraftwagens 10 auf ein Minimum reduziert werden. Die Intensität des Notbremsfalls ist umso größer, je größer die Notfall-Abstandsänderung ist und/oder je größer die dem Notbremsfall zugeordnete Notbremsfall-Verzögerung ist.
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Anhand des vorliegend beschriebenen Kraftwagens 10 mit dessen Gefahrenreaktionssystem 20 kann der Bremsweg des Kraftwagens 10 in einer Gefahrensituation wirksam reduziert und damit ein Insassenschutz verbessert werden. Insgesamt ist also eine aktive Verkürzung des Bremswegs des Kraftwagens 10 in der Gefahrensituation über eine Erhöhung der Reifenaufstandsfläche der jeweiligen Reifen 50 durch das Gefahrenreaktionssystem 20 ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112012001290 T5 [0003]
