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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme für Fahrzeuge bekannt. Diese Fahrerassistenzsysteme dienen dazu, einen Fahrer bzw. Nutzer beim Führen des Fahrzeugs zu unterstützen und das Fahrzeug automatisiert oder autonom zu manövrieren. Bei dem assistierten Fahren bzw. dem Fahren gemäß dem Level 1 der Norm SAE J3016 helfen bestimmte Fahrerassistenzsysteme bzw. Fahrerassistenzeinrichtungen bei der Fahrzeugbedienung. Bei dem teilautomatisierten Fahren bzw. dem Fahren gemäß dem Level 2 können die Längsführung und/oder die Querführung von dem Fahrerassistenzsystem übernommen werden. Der Fahrer bleibt aber weiter in der Verantwortung. Bei dem hochautomatisierten Fahren bzw. dem Fahren gemäß dem Level 3 ist es nicht erforderlich, dass der Fahrer das System dauerhaft überwacht. Dabei kann sich der Fahrer anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit von dem System aufgefordert, die Führung des Fahrzeugs wieder zu übernehmen. Dabei ist vorgesehen, dass für das hochautomatisierte Fahren redundante Aktoren für das Bremsen und das Lenken des Fahrzeugs verwendet werden.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 10 2014 013 173 A1 ein Verfahren zum zumindest teilautonomen Betrieb eines Fahrzeugs. Dabei sind zur autonomen Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs eine Mehrzahl von Aktoreinheiten vorgesehen, wobei die autonome Querführung automatisch von einer primär eingesetzten Aktoreinheit auf mindestens eine andere Aktoreinheit übertragen wird, wenn während des Betriebs des Fahrzeugs eine Fehlfunktion oder ein Ausfall der primär eingesetzten Aktoreinheit und/oder eines die primär eingesetzte Aktoreinheit steuernden Fahrsystems erfasst wird. Gleichzeitig wird eine Verzögerung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingeleitet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein automatisierter Betrieb eines Fahrzeugs sicherer erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Ausgeben einer ersten Bremsanforderung mittels einer ersten Fahrerassistenzeinrichtung während eines hochautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Ansteuern der Bremsen des Fahrzeugs über einen ersten Bremskreis infolge der ersten Bremsanforderung und das Ansteuern der Bremsen des Fahrzeugs über einen zum ersten Bremskreis redundanten, zweiten Bremskreis infolge der ersten Bremsanforderung bei einem Ausfall des ersten Bremskreises. Ferner ist vorgesehen, dass bei einer Ausgabe einer zweiten Bremsanforderung mittels einer zweiten Fahrerassistenzeinrichtung während eines teilautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs oder während eines assistierten Betriebs des Fahrzeugs die Bremsen des Fahrzeugs bei dem Ausfall des ersten Bremskreises über den zweiten Bremskreis angesteuert werden.
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Das Fahrzeug kann eine Mehrzahl von Fahrerassistenzeinrichtungen bzw. Fahrerassistenzsysteme aufweisen, welche ein assistiertes bzw. ein automatisiertes Fahren des Fahrzeugs ermöglichen. Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Umfeldsensoren aufweisen, mit denen die Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden kann. Auf diese Weise können Objekte bzw. Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden. Auf Grundlage der Sensordaten, die mit den Umfeldsensoren bereitgestellt werden, können beispielsweise mit den jeweiligen Fahrerassistenzeinrichtungen entsprechende Bremsanforderungen ausgegeben werden, falls erkannt wird, dass ein Bremsen bzw. eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs notwendig ist. Mittels der ersten Fahrerassistenzeinrichtung des Fahrzeugs wird das hochautomatisierte Fahren des Fahrzeugs gemäß dem Level 3 ermöglicht. Das Fahrzeug umfasst aber auch zumindest die zweite Fahrerassistenzeinrichtung, mittels welcher ein assistierter Betrieb des Fahrzeugs bzw. ein teilautomatisiertes Fahren ermöglicht wird.
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Des Weiteren umfasst das Fahrzeug ein Bremssystem, mittels welchem die Bremsen des Fahrzeugs angesteuert werden können. Dieses Bremssystem umfasst den ersten Bremskreis sowie den separat hierzu ausgebildeten zweiten Bremskreis. Damit ist das Bremssystem redundant ausgebildet. Der zweite Bremskreis bildet eine Rückfallebene bei einer Fehlfunktion bzw. bei dem Ausfall des ersten Bremskreises. Der erste und der zweite Bremskreis können redundant ausgebildete Bremssteuergeräte und/oder Bremsaktoren aufweisen. Während des hochautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs gemäß dem Level 3 werden bei einer ersten Bremsanforderung die Bremsen über den ersten Bremskreis angesteuert. Falls aber der erste Bremskreis eine Fehlfunktion aufweist oder falls der erste Bremskreis ausgefallen ist, werden die Bremsen über den zweiten Bremskreis angesteuert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nun vorgesehen, dass der zweite Bremskreis bzw. die Rückfallebene auch während des assistierten Betriebs des Fahrzeugs und/oder des teilautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs genutzt wird. Wenn mittels der zweiten Fahrerassistenzeinrichtung, welche dem Betrieb des Fahrzeugs gemäß dem Level 1 oder gemäß dem Level 2 dient, die zweite Bremsanforderung ausgesendet wird, werden die Bremsen in gewohnter Weise über den ersten Bremskreis angesteuert. Falls aber dieser erste Bremskreis ausfällt bzw. eine Fehlfunktion aufweist, wird der redundante, zweite Bremskreis genutzt. Somit kann auch bei Fahrerassistenzfunktionen gemäß dem Level 1 oder dem Level 2 eine Rückfallebene genutzt werden und somit insgesamt der Betrieb des Fahrzeugs sicherer erfolgen.
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Bevorzugt umfasst der zweite Bremskreis ein zweites Bremssteuergerät und das zweite Bremssteuergerät wird zumindest bei dem Ausfall des ersten Bremskreises aktiviert. Insbesondere weist der erste Bremskreis ein erstes Bremssteuergerät und einen ersten Bremsaktor auf, welcher von dem ersten Bremssteuergerät angesteuert werden kann. Ferner weist der zweite Bremskreis das zweite Bremssteuergerät sowie einen zweiten Bremsaktor auf, welcher von dem zweiten Bremssteuergerät angesteuert werden kann. Im Normalbetrieb kann das erste Bremssteuergerät aktiviert sein bzw. Rechenoperationen durchführen. Falls aber erkannt wird, dass das erste Bremssteuergerät aktuell nicht funktionsfähig ist, kann das zweite Bremssteuergerät hochgefahren werden bzw. aktiviert werden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass das zweite Bremssteuergerät im Betrieb des Fahrzeugs durchgehend oder für vorbestimmte Zeit Intervalle aktiviert wird, das zweite Bremssteuergerät aber keine Rechenoperationen durchführt bzw. keine Ausgangssignale ausgibt. Damit kann bei einem Ausfall des ersten Bremskreises bzw. des ersten Bremssteuergeräts eine Bremsanforderung umgesetzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die zweite Bremsanforderung mittels eines Notbremsassistenten als zweite Fahrerassistenzeinrichtung ausgegeben. Ein derartiger Notbremsassistent stellt eine zweite Fahrerassistenzeinrichtung dar, welche während eines teilautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs genutzt wird. Hierbei können anhand der Sensorsignale der Umfeldsensoren Abstände zu Objekten bzw. Hindernissen in der Umgebung bestimmt werden. Auf Grundlage der eigenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann dann das Fahrzeug mittels des Notbremsassistenten ggf. komplett zum Stillstand gebracht werden, bevor es zu einem Zusammenstoß mit einem Hindernis, einer Person oder einem weiteren Fahrzeug kommt. Bei bisherigen Fahrzeugen bzw. Fahrerassistenzsystemen wird bei einem derartigen Notbremsassistenten keine Rückfallebene genutzt. Diese Rückfallebene kann vorliegend durch den zweiten Bremskreis geschaffen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Bremsanforderung mittels eines Abstandsregeltempomats als zweite Fahrerassistenzeinrichtung ausgegeben. Ein derartiger Abstandsregeltempomat ist auch unter der Bezeichnung ACC oder adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung bekannt. Bei einer vorgestellten Geschwindigkeit kann der Abstandsregeltempomat den Abstand zu einem Vorderfahrzeug automatisch einstellen und gegebenenfalls hierzu entsprechende Bremsanforderungen ausgeben. Auch bei dieser Fahrerassistenzfunktion wird nun durch den zweiten Bremskreis eine Rückfallebene geschaffen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird die zweite Bremsanforderung mittels einer Bergabfahrhilfe als zweite Fahrerassistenzeinrichtung ausgegeben. Diese Fahrerassistenzfunktion kontrolliert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit Hilfe von Bremseingriffen und hält sie bei einer Bergabfahrt des Fahrzeugs konstant bzw. auf einem vorbestimmten Wert. Grundsätzlich kann bei allen Fahrerassistenzeinrichtungen bzw. bei allen Fahrerassistenzfunktionen, bei denen im assistierten Betrieb des Fahrzeugs und beim teilautomatisierten Fahren Bremsanforderungen ausgegeben werden, der zweite Bremskreis als Rückfallebene genutzt werden. Somit können bei einem Ausfall des ersten Bremskreises mögliche Kollisionen verhindert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Bremsanforderung mittels eines Parkassistenten als zweite Fahrerassistenzeinrichtung ausgegeben. Ein solcher Parkassistent kann den Fahrer bzw. Nutzer des Fahrzeugs bei Einparkvorgängen und/oder bei Ausparkvorgängen unterstützen. Bei diesen Parkvorgängen können Bremsanforderungen ausgegeben werden, wobei der zweite Bremskreis als Rückfallebene bei einem Ausfall des ersten Bremskreises genutzt werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein Bremssystem mit einem ersten Bremskreis, einem zu dem ersten Bremskreis redundanten zweiten Bremskreis und Bremsen. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug eine erste Fahrerassistenzeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, während eines hochautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs eine erste Bremsanforderung auszugeben. Außerdem umfasst das Fahrzeug eine zweite Fahrerassistenzeinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, während eines teilautomatisierten Betriebs oder während eines assistierten Betriebs des Fahrzeugs eine zweite Bremsanforderung auszugeben. Dabei ist das Bremssystem dazu eingerichtet, infolge der ersten Bremsanforderung die Bremsen des Fahrzeugs über den ersten Bremskreis anzusteuern und bei einem Ausfall des ersten Bremskreises die Bremsen über den zweiten Bremskreis anzusteuern. Außerdem ist das Bremssystem dazu eingerichtet, bei der Ausgabe der zweiten Bremsanforderung die Bremsen des Fahrzeugs bei dem Ausfall des ersten Bremskreises über den zweiten Bremskreis anzusteuern.
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Zudem kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug ein Lenksystem mit einer ersten Lenkkreis, einem zu dem ersten Lenkkreis redundanten zweiten Lenkkreis und lenkbare Räder. Die erste Fahrerassistenzeinrichtung ist dazu eingerichtet, während des hochautomatisierten Betriebs des Fahrzeugs eine erste Lenkanforderung auszugeben. Die zweite Fahrerassistenzeinrichtung ist dazu eingerichtet, während des teilautomatisierten Betriebs oder während eines assistierten Betriebs des Fahrzeugs eine zweite Lenkanforderung auszugeben. Dabei ist das Lenksystem dazu eingerichtet, infolge der ersten Lenkanforderung die lenkbaren Räder des Fahrzeugs über den ersten Lenkkreis anzusteuern und bei einem Ausfall des ersten Lenkkreises die lenkbaren Räder über den zweiten Lenkkreis anzusteuern. Ferner ist das Lenksystem dazu eingerichtet, bei der Ausgabe der zweiten Lenkanforderung die lenkbareren Räder des Fahrzeugs bei dem Ausfall des ersten Lenkkreises über den zweiten Lenkkreis anzusteuern. Das Fahrzeug kann insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein. Ferner kann es sich bei dem Fahrzeug um ein Nutzfahrzeug handeln.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches eine Fahrerassistenzvorrichtung sowie ein Bremssystem aufweist;
- 2 eine schematische Darstellung des Bremssystems, welches einen ersten Bremskreis und einen zweiten Bremskreis aufweist; und
- 3 das Bremssystem gemäß 2, bei welchem der zweite Bremskreis bei einem Ausfall des ersten Bremskreises genutzt wird.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrerassistenzvorrichtung 2, welche vorliegend nur stark vereinfacht dargestellt ist. Diese Fahrerassistenzvorrichtung 2 kann - wie nachfolgend näher erläutert - eine Mehrzahl von verschiedenen Fahrerassistenzeinrichtungen 11 bzw. Fahrerassistenzsysteme umfassen. Mittels der Fahrerassistenzvorrichtung 2 bzw. mit Hilfe der einzelnen Fahrerassistenzeinrichtungen 11 kann das Fahrzeug 1 assistiert gemäß dem Level 1, teilautomatisiert gemäß dem Level 2 und hochautomatisiert gemäß dem Level 3 betrieben werden.
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Die Fahrerassistenzvorrichtung 2 umfasst üblicherweise eine Mehrzahl von Umfeldsensoren 4. In dem vorliegenden vereinfachten Beispiel ist nur ein Umfeldsensor 4 dargestellt. Mit diesem Umfeldsensor 4 können Sensordaten bereitgestellt werden, welche eine Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 beschreiben. Diese Sensordaten können von dem Umfeldsensor 4 an eine Recheneinrichtung 3 der Fahrerassistenzvorrichtung 2 übertragen werden, um die Sensordaten entsprechend auszuwerten. Dabei können die einzelnen Fahrerassistenzeinrichtungen 11 bzw. Fahrerassistenzsysteme jeweilige Recheneinrichtungen bzw. Steuergeräte aufweisen, mit denen die Sensordaten ausgewertet werden können.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 1 ein Bremssystem 6, welches Bremsen 7 aufweist, welche den einzelnen Rädern des Fahrzeugs 1 zugeordnet sind. Wenn mittels der Fahrerassistenzvorrichtung 2 bzw. mittels der einzelnen Fahrerassistenzeinrichtungen 11 anhand der Sensordaten und/oder anhand von Geschwindigkeitsdaten, welche die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 beschreiben, erkannt wird, dass ein Bremsen des Fahrzeugs 1 erforderlich ist, kann mittels der Fahrerassistenzvorrichtung 2 eine Bremsanforderung an das Bremssystem 6 ausgegeben werden.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung das Bremssystem 6, welches einen ersten Bremskreis 8a sowie einen zweiten Bremskreis 8b aufweist. Der erste Bremskreis 8a umfasst ein erstes Bremssteuergerät 9a sowie einen ersten Bremsaktor 10a, welcher mittels des ersten Bremssteuergeräts angesteuert werden kann. Mittels des ersten Bremsaktors 10a kann in die Bremsen 7 des Fahrzeugs 1 eingegriffen werden und somit das Fahrzeug 1 abgebremst werden. Der zweite Bremskreis 8b umfasst ein zweites Bremssteuergerät 9b sowie einen zweiten Bremsaktor 10b, welcher mittels des zweiten Bremssteuergeräts 9b angesteuert werden kann. Auch mittels des zweiten Bremsaktors 10b können die Bremsen 7 zum Bremsen des Fahrzeugs 1 angesteuert werden.
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Im hochautomatisierten Betrieb des Fahrzeugs 1 wird der zweite Bremskreis 8b als Rückfallebene genutzt, falls der erste Bremskreis 8a bzw. das erste Bremssteuergerät 9a und/oder der erste Bremsaktor 10a ausfällt bzw. nicht funktionsfähig ist. Vorliegend wird eine Bremsanforderung mittels einer zweiten Fahrerassistenzeinrichtung 11 ausgegeben. Diese zweite Fahrerassistenzeinrichtung 11 kann beispielsweise ein Notbremsassistent, ein Abstandsregeltempomat, ein Bergabfahrassistent, ein Parkassistent oder dergleichen sein. Die zweite Fahrerassistenzeinrichtung 11 ist während eines assistierten Betriebs des Fahrzeugs 1 gemäß dem Level 1 und/oder einem teilautomatisierten Betrieb des Fahrzeugs 1 gemäß dem Level 2 aktiv. Dabei zeigt 2 den Betrieb des Bremssystems 6 gemäß dem Stand der Technik. Wenn im assistierten Betrieb oder im teilautomatisierten Betrieb des Fahrzeugs 1 mittels der zweiten Fahrerassistenzeinrichtung 11 eine Bremsanforderung ausgegeben wird, wird der erste Bremskreis 8a genutzt, um die Bremsen 7 des Fahrzeugs anzusteuern. In diesem Fall wird der zweite Bremskreis 8b nicht als Rückfallebene genutzt. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall des ersten Bremskreises 8a die Bremsen 7 nicht angesteuert werden.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung die Funktionsweise des Bremssystems 6 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Vorliegend ist der erste Bremskreis 8a ausgefallen, da der erste Bremsaktor 10a aktuell nicht funktionsfähig ist. Dies ist vorliegend durch ein Kreuz 12 veranschaulicht. Auch hier wird die Bremsanforderung von der zweiten Fahrerassistenzeinrichtung 11 ausgegeben. Dabei ist es aber vorgesehen, dass bei einem Ausfall des ersten Bremskreises 8a der zweite Bremskreis 8b als Rückfallebene genutzt wird. Somit können die Bremsen 7 des Fahrzeugs 1 infolge der Bremsanforderung durch die zweite Fahrerassistenzeinrichtung 11 über den zweiten Bremskreis 8b angesteuert werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das zweite Bremssteuergerät 9b aktiviert werden, sobald der Ausfall des ersten Bremsaktors 10a erkannt wird. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass das zweite Bremssteuergerät 9b dauerhaft oder für vorbestimmte Zeit Intervalle aktiviert wird. Somit kann auch bei einem assistierten Betrieb oder einem teilautomatisierten Betrieb des Fahrzeugs 1 eine Rückfallebene für Bremsanforderungen bereitgestellt werden und somit das Fahrzeug 1 insgesamt sicherer betrieben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014013173 A1 [0003]
