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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beurteilen eines Beschleunigungsvorgangs eines Fahrzeugs, welcher durch ein Betätigen eines Betätigungselements eines Beschleunigungssystems durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausgelöst wird.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Beschleunigungssystem mit zumindest einem Betätigungselement, einer elektronischen Auswerteeinheit und einer elektronischen Erfassungseinheit.
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Ebenso betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Beschleunigungssystem.
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In modernen Fahrzeugen können Brake-by-Wire-Systeme zum Einsatz kommen. Diese können eine Vielzahl von Vorteilen liefern und sollen daher in zukünftigen Fahrzeugprojekten vermehrt zum Einsatz kommen.
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Ein Brake-by-Wire-System ermöglicht während einer vollautomatisierten Fahrt gemäß Level 4 der SAE-Definition das Wegklappen und Einziehen des Fußhebelwerkes. Hierdurch wird für den Fahrer, der während der vollautomatisierten Fahrt zum Passagier wird, mehr Platz für Aktivitäten geschaffen, wie beispielsweise Schlafen, Zeitunglesen, im Internet surfen et cetera. Ebenso werden durch das Wegklappen und Einziehen des Fußhebelwerkes neue Innenraumkonzepte ermöglicht, mit welchen drehbare Sitze und ausklappbare Tische bereitgestellt werden können. Zudem vermeidet die mechanische Entkopplung zwischen Bremspedal und Bremsaktor eine ungewollte Falschbedienung während der vollautomatischen Fahrt. Selbst wenn das Bremspedal nicht weggeklappt oder eingezogen werden würde, kann eine versehentliche Berührung des Bremspedals während der Fahrt, wenn der Fahrer beispielsweise schläft, nicht zu einer ungewollten Fahrzeugreaktion wie eine Bremsung führen. Bei autonomen Fahrzeugen gemäß Level 5 der SAE-Definition gibt es per Definition keinen Fahrer, sodass hier ein Brake-by-Wire-System zwingend verbaut werden muss. Dies kann beispielsweise in Robotertaxis auftreten.
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Bei Ein- und Aussteigen in das Fahrzeug kann zum Beispiel das Fußhebelwerk inklusive Bremspedal weggeklappt werden, was diesen Vorgang erleichtert und komfortabler gestaltet. Das Bremsverhalten kann individuell an den Fahrer angepasst und personalisiert werden. Durch eine elektronisch einstellbare Bremsenkennlinie (Bremsmoment in Abhängigkeit vom Pedalweg und/oder Pedalkraft) empfindet der Fahrer das Bremspedal als weicher oder härter, sportlich oder komfortabel, direkt oder gedämpft. Diese Einstellung kann zum Beispiel bei Neukauf eines Fahrzeugs vom alten auf das neue Fahrzeug übertragen werden. Durch die Vergrößerung des Luftspiels zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag können Restbremsmomente reduziert werden. Dies ermöglicht eine Reduktion von CO2-Emission und Bremsstabilisation beziehungsweise eine Erhöhung der batterieelektrischen Reichweite. Dadurch, dass die mechanische Verbindung über eine Druckstange und/oder Zugstange zwischen Bremspedal und Bremsregelsystem aufgebrochen wird, kann die Pedalintrusion im Crashfall verringert werden. Für Menschen mit einer körperlichen Behinderung beziehungsweise Beeinträchtigung, welche die Bedienung der Pedalerie erschwert oder unmöglich macht, können alternative Bedienkonzepte zum Beispiel mittels eines Joy-Sticks angeboten werden.
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Bei Brake-by-Wire-Systemen wird die mechanische Verbindung zwischen Bremspedal und Bremsaktuator aufgebrochen und durch eine redundante Datenleitung ersetzt. Die von den Fahrern durch Fußkraft bewegte Hydraulikflüssigkeit als „mechanische Rückfallebene“ entfällt. Beispielsweise kann zur Erfassung des Fahrerbremswunsches bei einem „nassen“ Brake-by-Wire-System anstelle des mechanischen Bremspedals ein elektrisches Bremspedal genutzt werden, welches über mehrere Wege und/oder Kraftsensoren den Fahrerwunsch erfasst und diesen über redundant ausgeführte Datenleitungen an das Bremsregelsystem überträgt. Die Energieversorgung des Bremsregelsystems und des elektronischen Bremspedals muss redundant über mehrere Energiequellen erfolgen. Die Datenleitungen zwischen dem Bremsregelsystem und anderen Steuergeräten muss redundant ausgeführt werden, ebenso wie die Signalleitungen zwischen dem Bremsregelsystem und Sensoren, wie beispielsweise einem Drehzahlsensor.
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Wahlweise kann entweder das bewährte Konzept, die Kräfte vom Bremsregelsystem zu den Bremssätteln über Hydraulikleitungen transferieren (sogenanntes nasses Brake-by-Wire) beinhaltet werden, oder alternativ können auf den Bremssätteln Elektromotoren installiert werden, welche die Bremskräfte aufbringen und von einem Fahrzeugrechner zentral gesteuert werden (sogenanntes trockenes Brake-by-Wire). Die Fahrerbremswunschumsetzung erfolgt bei einem „nassen“ Brake-by-Wire-System durch das Bremsregelsystem mithilfe der Bremssättel, der Hydraulikleitung zwischen Bremsregelsystem und Bremssätteln, den Sensoren sowie den Signalleitungen zwischen Bremsregelsystem und den Sensoren.
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Durch das Hinzufügen von Redundanzen und neuen elektronischen Bauteilen erhöht sich in Summe die Systemkomplexität des Gesamtsystems. Insbesondere ergeben sich neue Arten von Fehlern, welche sich heute bei konventionellen Bremssystemen nicht ergeben. Diese können auftreten von der Fahrerbremswunsch-Erfassung bis hin zur FahrerbremswunschUmsetzung sowie bei Energieversorgung. Für einen sicheren Betrieb des Brake-by-Wire-Systems ist es unerlässlich, auch diese neuen Fehlerarten sicher und rechtzeitig zu erkennen.
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Fehler im Bremssystem werden anhand von Sensordaten erfasst und gegebenenfalls dem Fahrer mithilfe einer gelben oder roten Warnleuchte im Kombiinstrument zur Anzeige gebracht oder teilweise in Kombination mit einem Warnton und einem Textanzeigenkombiinstrument.
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Ein Beispiel für eine intelligente Datenanalyse zur Fehlererkennung aus dem Stand der Technik zwecks Fehlerfrüherkennung ist zum Beispiel das sogenannte „Predictive Maintaince“. Aus den Fahrzeug-Sensordaten werden Fehlerfälle im Fahrzeug vorhergesagt beziehungsweise prädiziert und der Fahrer noch vor dem Auftreten des Fehlers rechtzeitig über das potentielle Problem informiert, sodass der Fahrer frühzeitig vor dem Auftreten des Fehlers in die Werkstatt fahren kann. Die Vorhersage erfolgt auf Grundlage einer Mustererkennung mithilfe von Sensordaten, welche in der Vergangenheit gezielt vor dem Auftreten eines Fehlers aufgezeichnet wurden. Wenn die bekannten Muster, welche vor einem Fehlerfall auftreten, im Fahrzeug beobachtet werden, dann deutet dies darauf hin, dass dieser Fehlerfall in Kürze im Fahrzeug ebenfalls auftritt. Der Vergleich zwischen den in der Vergangenheit aufgezeichneten Messdaten und den aktuell im Fahrzeug erhobenen Messdaten kann mit maschinellen Lernverfahren erfolgen, wie zum Beispiel einem neuronalen Netzwerk.
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Beispielsweise offenbart die
DE 198 32 950 A1 ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Behandlung von Fehlern in derartigen Systemen, das nur wenige definierte Systemzustände zulässt, unter Einschluss eines Pre-Checks, wobei der Übergang von einem Systemzustand in den nächsten Zustand nur durch Eintreten ganz bestimmter definierter Ereignisse erfolgen kann.
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Die
US 2019/0138423 A1 beschreibt ein Verfahren zur Detektion von Anomalien in einem Überwachungssystem. Dabei können erste Sensordaten eines ersten Sensors mit zweiten Sensordaten eines zweiten Sensors analysiert und bewertet werden. Ebenso kann hier ein Trainieren anhand von historischen Sensordaten erfolgen.
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Ein Nachteil des Stands der Technik ist der, dass die im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Daten für eine intelligente Fehlererkennung bei Brake-by-Wire-Bremssystemen aktuell nicht vollständig genutzt werden. Die Domäne Fahrwerk schaut nur auf die Diagnosedaten der Bremse. Die Domäne Fahrerassistenzsysteme schaut nur auf die Diagnosedaten von Umfeldsensoren.
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Fehlererkennung in einem Beschleunigungssystem, insbesondere in einem Brake-by-Wire-System, durchführen zu können.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Beschleunigungssystem und ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beurteilen eines Beschleunigungsvorgangs eines Fahrzeugs, welcher durch ein Betätigen eines Betätigungselements eines Beschleunigungssystems durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausgelöst wird, wobei folgende Schritte durchgeführt werden:
- - Ermitteln einer Ist-Beschleunigungsinformation anhand der Betätigung des Betätigungselements durch den Fahrer;
- - Bereitstellen zumindest einer Referenz-Beschleunigungsinformation, mit welcher eine aktuelle Situation betreffend des Fahrzeugs charakterisiert wird;
- - Beurteilen der Ist-Beschleunigungsinformation in Abhängigkeit von der zumindest einen Referenz-Beschleunigungsinformation hinsichtlich einer Beschleunigung des Fahrzeugs, welche aus der Betätigung des Betätigungselements resultiert; und
- - Bereitstellen eines Beurteilungsergebnisses der beurteilten Ist-Beschleunigungsinformation an den Fahrer des Fahrzeugs und/oder an das Beschleunigungssystem.
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Durch das vorgeschlagene Verfahren kann eine verbesserte Fehlererkennung eines Beschleunigungssystems durchgeführt werden. Somit kann mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens insbesondere eine frühzeitige Erkennung eines potentiell auftretenden Fehlers innerhalb des Beschleunigungssystems erkannt werden. Insbesondere kann mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens ein Beschleunigungswunsch, welcher durch den Fahrer ausgelöst wurde, dahingehend überprüft werden, ob dieser Beschleunigungsvorgang zu einer tatsächlichen Situation des Fahrzeugs und/oder einer Situation in einer Umgebung des Fahrzeuges übereinstimmt. Beispielsweise kann mithilfe des Beurteilungsergebnisses festgestellt werden, dass der durch den Fahrer initiierte Beschleunigungsvorgang mit der aktuellen Verkehrssituation des Fahrzeuges nicht übereinstimmt und beispielsweise ein stärkeres oder schwächeres Beschleunigen passender wäre. Ebenso kann beispielsweise mithilfe des Beurteilungsergebnisses festgestellt werden, dass ein erfasster Beschleunigungswunsch des Nutzers nicht mit den tatsächlichen Gegebenheiten des Fahrzeuges und/oder der Umgebung übereinstimmt. In diesem Fall kann beispielsweise mithilfe des Beurteilungsergebnisses festgestellt werden, dass zumindest ein elektronisches System und/oder eine elektronische Funktion und/oder eine elektronische Komponente und/oder eine elektrische Versorgungsleitung und/oder eine datentechnische Signalleitung des Beschleunigungssystems fehlerhaft ist. Folglich kann eine frühzeitige Erkennung eines Fehlerfalls innerhalb des Beschleunigungssystems detektiert werden. Somit können beispielsweise mithilfe des Beurteilungsergebnisses entsprechende Gegenmaßnahmen und/oder Warnhinweise bereitgestellt beziehungsweise ausgegeben werden.
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Insbesondere kann es sich bei dem vorgeschlagenen Verfahren um ein computerimplementiertes Verfahren handeln.
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Insbesondere kann unter einem Beschleunigungsvorgang ein positives oder negatives Beschleunigen verstanden werden. Ein positives Beschleunigen wäre im Falle eines Kraftfahrzeugs eine Erhöhung der Geschwindigkeit, also ein „Gasgeben“. Bei einer negativen Beschleunigung ist insbesondere ein Bremsvorgang beziehungsweise ein Verzögern des Fahrzeuges zu verstehen. Somit kann es sich beispielsweise bei dem Beschleunigungssystem um ein Bremssystem und/oder ein System zur Geschwindigkeitserhöhung handeln. Mit anderen Worten ausgedrückt kann das Beschleunigungssystem beispielsweise ein Bremspedal und/oder ein Gaspedal als Betätigungselement aufweisen. Ebenso denkbar ist, dass es sich bei dem Betätigungselement um einen Handbremshebel handelt.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug wie einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug um ein zumindest teilautonom, insbesondere vollautonom, betriebenes Fahrzeug, wie zum Beispiel ein hochautomatisiertes Fahrzeug, handeln.
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Durch den Fahrer des Fahrzeuges kann insbesondere ein manuelles Betätigen des Betätigungselements, wie das Betätigen eines Bremspedals oder eines Gaspedals, durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann es sich bei dem Beschleunigungssystem um ein Brake-by-Wire-System und/oder um ein Drive-by-Wire-System handeln, wie es bereits in dem einleitenden Teil beschrieben wurde. Bei einem solchen „by-Wire-System“ bietet das vorgeschlagene Verfahren die Vorteile, dass solche Betätigungselemente, welche keine feste Kopplung beziehungsweise Verbindung mit einer Antriebseinheit beziehungsweise einem Antriebsmechanismus des Fahrzeugs aufweisen, überprüft werden können, ob diese aktuell voll funktionsfähig sind.
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Unter einem Brake-by-Wire-System ist ein Bremssystem zu verstehen, in dem die Betätigungs- und Stelleinrichtungen voneinander mechanisch entkoppelt sind. In konventionellen hydraulischen Bremssystemen ist die Betätigungseinrichtung das Bremspedal und die Übertragungs- und Stelleinrichtung die Hydraulik des Fahrzeugs. In Brake-by-Wire-Systemen wird die Kopplung zwischen Betätigungseinrichtung und Bremse durch eine Signalübertragung hergestellt.
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Unter einem Drive-by-Wire-System ist zu verstehen, dass ein Fahrzeug ohne mechanische Kraftübertragung der Bedienelemente zwischen entsprechenden Stellelementen, wie etwa Drosselklappe, gesteuert oder gefahren werden kann. Das Drive-by-Wire-Konzept umfasst beispielsweise zumindest zwei oder mehr der „X-by-Wire-Systeme“, wie etwa Brake-by-Wire-Systeme oder „Stear-by-Wire-Systeme“.
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Beispielsweise kann mithilfe einer elektronischen Auswerteeinheit des Fahrzeugs oder des Beschleunigungssystems die aktuelle Ist-Beschleunigungsinformation ermittelt werden. Dies entspricht beispielsweise einer positiven oder negativen Beschleunigung, welche mittels des Betätigungselements ausgelöst wurde. Des Weiteren kann beispielsweise mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit die zumindest eine oder mehrere Referenz-Beschleunigungsinformation bereitgestellt und/oder erfasst und/oder ermittelt werden. Mithilfe der Referenz-Beschleunigungsinformation kann eine aktuelle Situation, welche in dem Fahrzeug selbst oder in der Umgebung des Fahrzeugs auftritt, charakterisiert werden. Somit kann beispielsweise mithilfe der Referenz-Beschleunigungsinformation die aktuelle Verkehrslage in der Umgebung des Fahrzeuges und/oder ein Fahrzeugzustand des Fahrzeugs selbst charakterisiert werden. Beispielsweise kann es sich bei der Referenz-Beschleunigungsinformation um ein Beurteilungskriterium handeln.
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Mithilfe der Referenz-Beschleunigungsinformation kann die Ist-Beschleunigungsinformation beurteilt beziehungsweise bewertet beziehungsweise analysiert beziehungsweise verglichen werden. Somit kann beispielsweise überprüft werden, ob die Ist-Beschleunigungsinformation zu der aktuellen Situation des Fahrzeuges plausibel beziehungsweise passend ist.
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Beispielsweise kann mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit überprüft werden, ob eine Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation und der Referenz-Beschleunigungsinformation größer ist als ein vorgegebener Schwellwert beziehungsweise Toleranzwert. Dies kann anschließend mithilfe des Beurteilungsergebnisses dem Fahrer des Fahrzeuges und/oder dem Beschleunigungssystem und/oder einem anderen Fahrzeugsystem und/oder Fahrzeugkomponente bereitgestellt werden.
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Des Weiteren kann durch die Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation eine zusätzliche redundante Überprüfung des, insbesondere elektronischen, Beschleunigungssystems bereitgestellt werden.
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Des Weiteren kann beispielsweise jeder ausgeführte Bremswunsch beziehungsweise Beschleunigungsvorgang beziehungsweise Beschleunigungswunsch des Fahrers überprüft werden. Ebenso denkbar ist, dass in Abhängigkeit von einem Trigger oder einem anderweitigen Kriterium nur zu bestimmten Zeiten und/oder bei bestimmten Beschleunigungsvorgängen und/oder bei bestimmten Situationen in der Umgebung des Fahrzeugs eine Überprüfung durchgeführt wird. Dies kann auf intelligente Weise durch die elektronische Auswerteeinheit durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann die Referenz-Beschleunigungsinformation als Soll-Beschleunigungsinformation bezeichnet werden, sodass ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt werden kann.
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Beispielsweise kann bei einem Brake-by-Wire-System als Beschleunigungssystem eine beispielhafte Verarbeitungszeit von der Betätigung des Bremspedals bis hin zur durchgeführten Bremsung zwischen 10 Millisekunden und 100 Millisekunden, insbesondere zwischen 10 Millisekunden und 30 Millisekunden betragen. Diese beiden Intervalle sind nicht abschließend zu verstehen, sondern sollen nur als Veranschaulichung dienen. Insbesondere sind jede zeitlichen Werte zwischen den jeweiligen Grenzen auch zu betrachten.
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Des Weiteren kann das vorgeschlagene Verfahren nicht nur bei Beschleunigungssystemen vorteilhaft zur Fehlererkennung beziehungsweise Plausibilisierung verwendet werden, sondern es kann bei jedem „by-Wire-System“ eines Fahrzeuges angewendet werden. Beispielsweise kann das vorgeschlagene Verfahren vorteilhafterweise bei Stear-by-Wire-Systemen, X-by-Wire-Systemen oder Shift-by-Wire-Systemen verwendet werden.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Beurteilungsergebnis ein aktuell durchgeführter positiver oder negativer Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs durch das Beschleunigungssystem dynamisch angepasst wird. Insbesondere kann das Beurteilungsergebnis über eine datentechnische Kommunikationsverbindung an das Beschleunigungssystem, ein Fahrzeugsystem oder ein elektronisches Fahrzeugführungssystem übermittelt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Kommunikationseinheit der elektronischen Auswerteeinheit durchgeführt werden. Sollte beispielsweise bei dem Beurteilungsergebnis festgestellt worden sein, dass eine Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation und der Soll-Beschleunigungsinformation einen vorgegebenen Grenzwert beziehungsweise Toleranzwert beziehungsweise Schwellwert überschritten hat, so erfolgt ein automatischer, insbesondere systemseitiger, Eingriff in den aktuell durchgeführten Beschleunigungsvorgang. Somit kann ein automatisches, dynamisches Anpassen des aktuell durchgeführten positiven und negativen Beschleunigungsvorgangs erfolgen. Somit kann auf intelligente und insbesondere auf dynamische Art und Weise bei Feststellung eines nicht ausreichenden oder fehlerhaften Beschleunigungsvorgangs der aktuell durchgeführte Beschleunigungsvorgang korrigiert beziehungsweise entsprechend einer Sicherheitslage und/oder einer Situation in der Umgebung des Fahrzeugs angepasst werden. Somit kann der Beschleunigungsvorgang sicherer für den Fahrer des Fahrzeuges und für andere Verkehrsteilnehmer durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann bei Feststellung, dass ein Bremsvorgang des Fahrers nicht ausreichend ist, um eine Kollision mit einem Objekt zu verhindern, durch das Beschleunigungssystem automatisch ein stärkeres Bremsen durchgeführt werden. Ebenso kann es sein, dass festgestellt wird, dass der Fahrer unnötigerweise stärker bremst als notwendig, so erfolgt hier ein systemseitig angepasstes schwächeres Bremsen. Dadurch kann beispielsweise ein Verschleiß und/oder Alterungszustand der Bremsen entgegengewirkt werden.
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Des Weiteren kann beispielsweise der Fall auftreten, dass durch den Fahrer ein zu starkes „Gasgeben“ durchgeführt wird, welches beispielsweise das Fahrzeug ins Schleudern bringen kann. In diesem Fall kann auf dynamische Art und Weise der positive Beschleunigungsvorgang verringert werden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass, wenn anhand der ermittelten Ist-Beschleunigungsinformation festgestellt wird, dass ein Verzögerungsvorgang durch den Fahrer initiiert wurde, als Beurteilungsergebnis festgelegt wird, ob der Verzögerungsvorgang beizubehalten, zu reduzieren oder zu verstärken ist. Dies wäre der Fall, wenn es sich beispielsweise bei dem Beschleunigungssystem um ein Brake-by-Wire-Bremssystem handelt. In diesem Fall betätigt der Fahrer ein Bremspedal, um einen Verzögerungsvorgang beziehungsweise Bremsvorgang des Fahrzeuges zu initiieren beziehungsweise einzuleiten. Somit wird als Ist-Beschleunigungsinformation ein aktuell gewünschter Bremsvorgang des Fahrers mit einer Referenz-Beschleunigungsinformation, welche den Bremsvorgang charakterisiert, beurteilt beziehungsweise verglichen. Dies erfolgt mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit. Anhand des Vergleichs zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation und der Referenz-Beschleunigungsinformation kann systemseitig entschieden beziehungsweise festgestellt werden, ob der aktuell von dem Fahrer initiierte Verzögerungsvorgang mit der aktuellen Situation des Fahrzeuges übereinstimmt oder ob der Verzögerungsvorgang noch nicht ausreichend ist und somit verstärkt beziehungsweise erhöht werden muss. Ebenfalls kann es sein, dass festgestellt wird, dass der Verzögerungsvorgang überdimensioniert ist und somit zu reduzieren beziehungsweise zu verkleinern wäre.
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Insbesondere kann durch Beurteilung der Verzögerung beispielsweise festgestellt werden, ob eine durchgeführte Notbremsung des Fahrers tatsächlich zu der aktuellen Situation des Fahrzeuges passt beziehungsweise korreliert. Sollte keinerlei Notbremsung erforderlich sein, so kann diese minimiert beziehungsweise im schlimmsten Fall gar verhindert werden. Somit können beispielsweise Auffahrunfälle eines Fahrzeuges, welches auf die Notbremsung zu spät reagiert hat beziehungsweise würde, verhindert werden. Im anderen Fall kann wiederum überprüft werden, ob eine Notbremsung notwendig ist und ob hierzu der Verzögerungsvorgang des Fahrers einer Notbremsung entspricht. Sollte trotz der Notwendigkeit einer Notbremsung der Fahrer diese nicht initiiert haben, so kann systemseitig eine Notbremsung durchgeführt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Fahrzeugumgebung des Fahrzeugs und/oder ein Fahrerzustand des Fahrers und/oder ein Fahrzeugzustand des Fahrzeugs mit einer Erfassungseinheit erfasst wird, wobei eine Information betreffend die erfasste Fahrzeugumgebung und/oder den erfassten Fahrerzustand und/oder den Fahrzeugzustand als Referenz-Beschleunigungsinformation zur Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation verwendet wird.
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Mithilfe der Erfassungseinheit, welche beispielsweise als elektronische Erfassungseinheit ausgebildet ist, können die verschiedensten Informationen, welche vorteilhafterweise für die Referenz-Beschleunigungsinformation verwendet werden können, erfasst beziehungsweise ermittelt werden. Beispielsweise kann es sich bei der Erfassungseinheit um eine Umfeldsensorik, ein Sensorsystem, ein Kamerasystem, ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder um mehrere Erfassungseinrichtungen handeln. Durch die Berücksichtigung der verschiedensten Informationen bezüglich der Fahrzeugumgebung, des Fahrerzustands und des Fahrzeugzustands kann eine präzise und situationsangepasste Referenz-Beschleunigungsinformation zur Verfügung gestellt werden, sodass ebenso eine genaue und präzise Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation durchgeführt werden kann.
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Dadurch können beispielsweise Fehler im Beschleunigungssystem durch eine intelligente Analyse sowohl von Daten des Beschleunigungssystems als auch von anderen Daten, welche im Fahrzeug zusätzlich zur Verfügung stehen, erkannt werden. Wenn sowohl die Daten des Beschleunigungssystems als auch diese anderen Fahrzeugdaten auf einen Fehler innerhalb des Beschleunigungssystems hindeuten oder beide Daten unplausibel erscheinen, dann kann der Beschleunigungsvorgang des Fahrzeuges geeignet angepasst werden. Beispielsweise können mit der Erfassungseinheit als Fahrzeugumgebung Umfeldinformationen bezüglich der Umgebung des Fahrzeuges, eine Verkehrssituation, eine Straßenbeschaffenheit, ein Umgebungsbereich der vorliegenden Straße, Hindernisse auf der Fahrbahn, abrupte Änderungen im Fahrbahnverlauf, Verkehrsflussdaten, Straßenzustandsdaten, Infrastrukturdaten, Straßennetzdaten oder Wetterdaten erfasst werden. Diese Daten können beispielsweise mithilfe der zumindest einen Erfassungseinrichtung erfasst werden. Ebenso denkbar ist, dass solche Fahrzeugumgebungsdaten auch dem Fahrzeug, und insbesondere der elektronischen Auswerteeinheit, bereitgestellt werden, wie zum Beispiel von fahrzeugexternen Servereinrichtungen.
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Bei dem Fahrzeugzustand kann beispielsweise ein Zustand des Beschleunigungssystems, ein Zustand des Antriebsaggregats, ein Zustand des elektronischen Bordnetzes, ein Zustand weiterer Systeme und/oder Komponenten des Fahrzeuges, eine Abnutzung der Reifen, eine Systemausstattung des Fahrzeuges oder fehlerhafte Systeme und/oder Komponenten im Fahrzeug erfasst und als Referenz-Beschleunigungsinformationen berücksichtigt werden.
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Als Fahrerzustand kann beispielsweise ein Fahrverhalten des Fahrers erfasst werden. Beispiel von Daten zur Erfassung des Fahrerzustands sind die Daten einer Innenraumkamera, mit welchen die Sitzposition des Fahrers oder die Blickrichtung des Fahrers oder die Pupillengröße des Fahrers oder der Herzschlag des Fahrers oder ein Aufmerksamkeitszustand des Fahrers erkannt beziehungsweise erfasst werden können. Weitere Beispiele von Daten zur Erfassung des Fahrerzustands sind die Daten von Sensoren in den Sitzen zur Erfassung der Sitzbelegung oder Daten von Armbändern wie Smartwatches, welche Herzschlag und Blutdruck des Fahrers messen und diese als Fahrerzustand erfasst werden können. Des Weiteren können als Fahrzeugzustand beispielsweise ein Zustand des Fahrwerks und/oder von Fahrerassistenzsystemen und/oder eines elektronischen Fahrzeugführungssystems sein.
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In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugumgebung und/oder des erfassten Fahrerzustands und/oder des Fahrzeugzustands ein unmittelbar bevorstehende Beschleunigungsvorgang prädiziert wird, wobei eine Information betreffend den prädizierten Beschleunigungsvorgang zusätzlich bei der Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation berücksichtigt wird. Somit kann insbesondere eine verbesserte vorausschauende Fahrweise erreicht werden. Anhand der vielfältigsten Informationen, welche erfasst oder auch bereitgestellt werden oder übermittelt werden konnten, kann ein zukünftiger, zeitlich nachfolgender unmittelbar bevorstehende Beschleunigungsvorgang vorhergesagt beziehungsweise prädiziert werden. Dies kann durch die elektronische Auswerteeinheit erfolgen. Somit kann beispielsweise systemseitig ein vorausschauendes Agieren ermittelt werden, sodass bereits im Vorfeld ein bevorstehender positiver oder negativer Beschleunigungsvorgang detektiert werden kann und bei der nachfolgenden Überprüfung der Ist-Beschleunigungsinformation berücksichtigt werden kann. Beispielsweise kann dadurch festgestellt werden, dass unmittelbar in einer Kurve ein stärkeres Verzögen vonnöten ist, um innerhalb der Kurve zu bleiben. Sollte hierdurch systemseitig nicht frühzeitig ein entsprechendes Reduzieren der Geschwindigkeit beziehungsweise Beschleunigen erfasst beziehungsweise erkannt werden, so können hier bereits im Vorfeld systemseitig entsprechende Eingriffe in das Beschleunigungsverhalten getroffen werden. Dabei kann beispielsweise in Abhängigkeit von dem prädizierten Beschleunigungsvorgang eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeuges systemseitig, automatisch, dynamisch angepasst werden. Somit kann der Fahrer bei der Verkehrsbeobachtung und bei dem Führen des Fahrzeuges besser unterstützt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist des Weiteren vorgesehen, dass mit einer Erfassungseinheit eine Dauer und/oder Intensität des durch den Fahrer betätigten Betätigungselements erfasst wird, wobei die erfasste Dauer und/oder die erfasste Intensität bei der Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation berücksichtigt wird. Somit können zusätzliche Informationen bei der Beurteilung beziehungsweise Bewertung der Ist-Beschleunigungsinformation berücksichtigt werden, sodass eine präzisere und insbesondere situationsangepasste Beurteilung durchgeführt werden kann. Durch die Berücksichtigung der Dauer und/oder Intensität kann festgestellt werden, ob das Beschleunigungssystem beispielsweise defekt oder beschädigt ist. Dabei kann es der Fall sein, dass der Fahrer über einen längeren Zeitraum und mit hoher Intensität das Betätigungselement, beispielsweise das Bremspedal, betätigt. Sollte hier wiederum als Ist-Beschleunigungsinformation eine Unstimmigkeit festgestellt werden, kann darauf geschlossen werden, dass ein Fehler im Beschleunigungssystem vorliegt.
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Beispielsweise kann es sich bei der Erfassungseinheit um ein Sensorsystem oder um eine Sensoreinheit des Beschleunigungssystems handeln.
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Beispielsweise kann bei Bremsvorgängen beziehungsweise Verzögerungsvorgängen die Dauer beziehungsweise Zeitdauer der Betätigung des Betätigungselements zwischen 100 Millisekunden und 700 Millisekunden betragen. Insbesondere sind hier auch jede Zahlenwerte zwischen diesen beiden Grenzen zu betrachten.
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Ebenso kann beispielsweise festgestellt werden, dass, wenn systemseitig eine bevorstehende Kollision detektiert wurde, aber der Fahrer nur mit einer geringen Intensität und mit einer niedrigen Dauer das Betätigungselement betätigt, systemseitig eine dynamische Anpassung des Beschleunigungsvorgangs beziehungsweise der Beschleunigung des Fahrzeugs durchgeführt werden kann.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass anhand des Beurteilungsergebnisses ein Funktionszustand des Beschleunigungssystems überprüft wird, wobei der überprüfte Funktionszustand des Beschleunigungssystems einer Gefahrenstufe zugeordnet wird, insbesondere eine Information bezüglich des überprüften Funktionszustands dem Fahrer des Fahrzeugs akustisch und/oder optisch und/oder haptisch mittels einer Ausgabeeinheit ausgebeben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt kann mithilfe des Beurteilungsergebnisses festgestellt werden, ob das Beschleunigungssystem, insbesondere ein Bremssystem, des Fahrzeuges funktionsfähig ist oder ob dieses defekt, beschädigt oder ungenügend zum Durchführen von sicherheitsrelevanten Beschleunigungsvorgängen ist. Dazu kann insbesondere die Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation und der Referenz-Beschleunigungsinformation betrachtet werden. Je größer die Abweichung ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein technischer Defekt am Beschleunigungssystem vorliegt. Beispielsweise kann automatisch mithilfe des Beurteilungsergebnisses eine Funktionsfähigkeit des Beschleunigungssystems und/oder ein Funktionstest des Beschleunigungssystems durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist das Überprüfen der Funktionsfähigkeit des Beschleunigungssystems dann, wenn festgestellt wurde, dass ein Bremssystem und/oder das Bremspedal an sich defekt beziehungsweise beschädigt sind. Dies würde ein hohes Sicherheitsrisiko des Fahrers und des Fahrzeugs bedeuten. Des Weiteren kann beispielsweise mit der elektronischen Auswerteeinheit der Funktionszustand kategorisiert beziehungsweise klassifiziert werden, indem er einer vorgegebenen beziehungsweise vordefinierten Gefahrenstufe zugeordnet wird. Somit kann hier eine Selektion des Funktionszustands hinsichtlich eines Sicherheitsbedenkens und/oder eines Sicherheitsrisikos durchgeführt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt kann eine Einstufung des Beschleunigungssystems in einen kritischen oder sicheren Zustand durchgeführt werden.
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Diese Informationen können beispielsweise über datentechnische Verbindungen an das Beschleunigungssystem und/oder an eine Kontrolleinheit des Beschleunigungssystems und/oder des Fahrzeugs übermittelt werden.
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Des Weiteren kann die Information bezüglich des Überprüfens des Funktionszustands dem Fahrer akustisch und/oder optisch und/oder haptisch ausgegeben beziehungsweise angezeigt werden. Insbesondere erfolgt dies als optische und/oder akustische Fehlermeldung beziehungsweise Hinweis. Dies kann beispielsweise mittels der Ausgabeeinheit als Infotainmentsystem oder als tragbares Kommunikationsendgerät des Fahrers erfolgen.
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In einem Ausführungsbeispiel ist des Weiteren vorgesehen, dass, wenn festgestellt wird, dass die Gefahrenstufe des Funktionszustands des Beschleunigungssystems größer oder gleich einem vorgegeben Schwellwert ist, dann wird automatisch eine Sicherheitsfunktion des Fahrzeugs aktiviert, insbesondere mit der aktivierten Sicherheitsfunktion des Fahrzeugs automatisch in einen sicheren Zustand überführt. Somit können in Abhängigkeit von der beurteilten Gefahrenstufe des Beschleunigungssystems Gegenmaßnahmen eingeleitet und/oder durchgeführt werden. Dabei kann die zugeordnete Gefahrenstufe mit dem vorgegebenen Schwellwert oder einem Toleranzwert oder einem Grenzwert verglichen werden. Dies kann beispielsweise mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit erfolgen. Bei der Sicherheitsfunktion kann es sich beispielsweise um eine Sicherheitsreaktion beziehungsweise um eine Gegenmaßnahme handeln, um das Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu bringen. Insbesondere ist dies dann vorteilhaft, wenn festgestellt wird, dass die Funktionsfähigkeit des Beschleunigungssystems, insbesondere des Bremssystems, nicht mehr ausreichend ist, sodass durch die Sicherheitsfunktion das Fahrzeug automatisch und insbesondere schnellstmöglich in einen Stillstand versetzt wird. Im Worst Case kann dies durch eine durchgeführte Notbremsung erfolgen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Beschleunigungssystem mit zumindest einem Betätigungselement, einer elektronischen Auswerteeinheit und einer elektronischen Erfassungseinheit, wobei das Beschleunigungssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung daraus ausgebildet ist. Insbesondere wird das vorhin geschilderte Verfahren mit dem soeben geschilderten Beschleunigungssystem durchgeführt. Beispielsweise kann es sich bei dem Beschleunigungssystem um ein Bremssystem, wie beispielsweise ein Brake-by-Wire-System, handeln. Mithilfe des Beschleunigungssystems kann eine positive oder negative Beschleunigung des Fahrzeugs durchgeführt werden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Beschleunigungssystem nach dem vorherigen Aspekt oder einer vorteilhaften Weiterbildung davon.
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Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Beschleunigungssystems und des Fahrzeugs anzusehen. Das Beschleunigungssystem und das Fahrzeug können dazu gegenständliche Merkmale aufweisen, welche eine Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung ist als vorteilhafte Weiterbildung der anderen Aspekte und umgekehrt anzusehen.
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Unter einem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann ein elektronisches System verstanden werden, das dazu eingerichtet ist, ein Fahrzeug vollautomatisch oder vollautonom zu führen, insbesondere ohne dass ein Eingriff in eine Steuerung durch einen Fahrer erforderlich ist. Das Fahrzeug führt alle erforderlichen Funktionen, wie Lenk, Brems- und/oder Beschleunigungsmanöver, die Beobachtung und Erfassung des Straßenverkehrs sowie entsprechende Reaktionen automatisch durch. Insbesondere kann das elektronische Fahrzeugführungssystem einen vollautomatischen oder vollautonomen Fahrmodus des Kraftfahrzeugs nach Stufe 5 der Klassifizierung gemäß SAE J3016 implementieren. Unter einem elektronischen Fahrzeugführungssystem kann auch ein Fahrerassistenzsystem (englisch: „advanced driver assistance system“, ADAS) verstanden werden, welches den Fahrer beim teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahren unterstützt. Insbesondere kann das elektronische Fahrzeugführungssystem einen teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus nach den Stufen 1 bis 4 gemäß der SAE J3016-Klassifizierung implementieren. Hier und im Folgenden bezieht sich „SAE J3016“ auf die entsprechende Norm in der Version vom Juni 2018.
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Die wenigstens teilweise automatische Fahrzeugführung kann es daher beinhalten, das Fahrzeug gemäß eines vollautomatischen oder vollautonomen Fahrmodus der Stufe 5 nach SAE J3016 zu führen. Die wenigstens teilweise automatische Fahrzeugführung kann auch beinhalten, das Fahrzeug gemäß eines teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus nach den Stufen 1 bis 4 nach SAE J3016 zu führen.
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Unter einer Auswerteeinheit kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, die Auswerteeinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“), durchzuführen.
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Die Auswerteeinheit kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Auswerteeinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere digitale Signalprozessoren, DSP, enthalten. Die Auswerteeinheit kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Auswerteeinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstelle und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten.
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Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, DRAM (englisch: „dynamic random access memory“) oder statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, SRAM (englisch: „static random access memory“), oder als nicht-flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Festwertspeicher, ROM (englisch: „read-only memory“), als programmierbarer Festwertspeicher, PROM (englisch: „programmable read-only memory“), als löschbarer Festwertspeicher, EPROM (englisch: „erasable read-only memory“), als elektrisch löschbarer Festwertspeicher, EEPROM (englisch: „electrically erasable read-only memory“), als Flash-Speicher oder Flash-EEPROM, als ferroelektrischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, FRAM (englisch: „ferroelectric random access memory“), als magnetoresistiver Speicher mit wahlfreiem Zugriff, MRAM (englisch: „magnetoresistive random access memory“) oder als Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff, PCRAM (englisch: „phase-change random access memory“), ausgestaltet sein.
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Ein Umfeldsensorsystem beziehungsweise Erfassungseinheit kann hier und im Folgenden als Sensorsystem verstanden werden, das dazu in der Lage ist, Sensordaten oder Sensorsignale zu erzeugen, welche eine Umgebung des Fahrzeugs und/oder des Umfeldsensorsystems abbilden, darstellen oder wiedergeben. Insbesondere ist die Fähigkeit, elektromagnetische oder sonstige Signale aus der Umgebung zu erfassen, nicht hinreichend, um ein Sensorsystem als Umfeldsensorsystem zu erachten. Beispielsweise können Kameras, Radarsysteme, Lidarsysteme oder Ultraschallsensorsysteme als Umfeldsensorsysteme aufgefasst werden.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beschleunigungssystems und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beschleunigungssystems und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und eines Beschleunigungssystems;
- 2 einen schematisches Funktionsaufbau eines „nassen“ Brake-by-Wire-Systems; und
- 2 ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens bezüglich des Beschleunigungssystems auf 3.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 1. Bei dem Fahrzeug 1 kann es sich beispielsweise um ein teilautonom betriebenes Fahrzeug handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Fahrzeug 1 um einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Insbesondere kann das Fahrzeug 1 als hochautomatisiertes Fahrzeug ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann das Fahrzeug 1 in einem realen Straßenverkehr eine Fortbewegungsfahrt durchführen. Insbesondere wird das Fahrzeug 1 von einem Fahrer 2 geführt beziehungsweise gelenkt. Dabei kann der Fahrer 2 das Fahrzeug 1 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, lenken beziehungsweise führen beziehungsweise steuern. Damit das Fahrzeug 1 sich fortbewegen kann, weist das Fahrzeug 1 ein Beschleunigungssystem 3 auf. Mithilfe des Beschleunigungssystems 3 können Beschleunigungsvorgänge, insbesondere positive oder negative Beschleunigungsvorgänge, durchgeführt werden. Insbesondere handelt es sich bei dem Beschleunigungssystem 3 um ein elektronisches Beschleunigungssystem, wie beispielsweise ein Brake-by-Wire-System und/oder ein Drive-by-Wire-System. Insbesondere kann das Beschleunigungssystem 3 als elektronisches Bremssystem bezeichnet werden. Das Beschleunigungssystem 3 kann zumindest anteilig im Fahrzeug 1 integriert sein. Entweder kann das Beschleunigungssystem 3 vollständig im Fahrzeug 1 integriert sein oder es können zumindest Recheneinheiten und/oder Auswerteeinheiten fahrzeugextern in einem Server oder in einer Datenwolke oder in einem Backend implementiert sein.
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Damit der Fahrer 2 einen Beschleunigungsvorgang durchführen und insbesondere initiieren kann, weist das Beschleunigungssystem 3 zumindest ein Betätigungselement 4 auf. Bei dem Betätigungselement 4 kann es sich beispielsweise um ein Bremspedal, ein Gaspedal oder um einen Handbremshebel handeln. Somit kann der Fahrer 2 durch manuelles Betätigen des Betätigungselements 4 einen positiven oder negativen Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs 1 durchführen.
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In den nachfolgenden Ausführungen wird beispielhaft als Beschleunigungssystem 3 ein Brake-by-Wire-System erläutert. Jedoch kann es sich bei dem Beschleunigungssystem 3 um ein beliebiges Beschleunigungssystem zum Durchführen eines positiven oder negativen Beschleunigungsvorgangs handeln.
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In der 2 wird beispielhaft ein Funktionsablauf beziehungsweise ein Funktionsplan eines „nassen“ Brake-by-Wire-Systems erläutert. In diesem Fall weist das Beschleunigungssystem 3 zum einen eine Energiequelle 5 auf, welche über Stromleitungen 6 mit Bremssätteln 7 des Fahrzeugs 1 und mit einem Bremsregelsystem 8 verbunden sind und somit diese mit Strom versorgt. Das Bremsregelsystem 8 kann mit den Bremssätteln 7 über Hydraulikleitungen 9 verbunden sein. Das Bremsregelsystem 8 kann wiederum zur Steuerung über Signalleitungen 10 mit den verschiedensten Sensoren 11 datentechnisch verbunden werden, um entsprechende Regelungen vorzunehmen. Des Weiteren kann das Bremsregelsystem 8 über Datenleitungen 12 mit weiteren Steuergeräten 13 des Fahrzeugs 1 kommunikativ vernetzt sein. Ebenso ist das Betätigungselement 4, hier ein elektronisches Bremspedal, über Datenleitungen 13 mit dem Bremsregelsystem 8 verbunden. Somit können entsprechend der Betätigung des Betätigungselements 4 mithilfe des Bremsregelsystems 8 Bremsvorgänge als negative Beschleunigungsvorgänge vorgenommen werden. Somit kann der Fahrer 2 durch Betätigung des Betätigungselements 4 Beschleunigungsvorgänge 14 initiieren beziehungsweise durchführen.
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Wieder zurück zur 1. Insbesondere ist es bei Brake-by-Wire-Systemen und generell bei Beschleunigungssystemen vorteilhaft, wenn eine Beurteilung des Beschleunigungsvorgangs 15 durchgeführt wird. Somit kann eine Überprüfung erfolgen, was eine redundante Sicherheit des Beschleunigungssystems 3 mit sich bringt.
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Für die Beurteilung des Beschleunigungsvorgangs 15 kann das Beschleunigungssystem 3 eine elektronische Auswerteeinheit 16 aufweisen. Zunächst kann eine aktuelle Ist-Beschleunigungsinformation 14 (vergleiche 3) anhand der Betätigung des Betätigungselements 4 durch den Fahrer 2 erfasst beziehungsweise ermittelt beziehungsweise bestimmt werden. Dies kann mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 erfolgen. Bei der Ist-Beschleunigungsinformation 17 handelt es sich insbesondere um einen Beschleunigungswunsch oder einen Bremswunsch oder einen Geschwindigkeitserhöhungswunsch des Fahrers 2. Dies kann insbesondere über Sensoren 11 erfasst werden.
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Damit nun diese Ist-Beschleunigungsinformation 17 beurteilt beziehungsweise bewertet beziehungsweise analysiert werden kann, kann zumindest eine Referenz-Beschleunigungsinformation 18 (vergleiche 3) oder eine Soll-Beschleunigungsinformation oder ein Referenzwert bezüglich der aktuellen Situation des Fahrzeugs 1, mit welcher eine aktuelle Situation betreffend das Fahrzeug 1 charakterisiert wird, bereitgestellt werden. Dieses Bereitstellen erfolgt insbesondere an die elektronische Auswerteeinheit 16. Insbesondere kann die Referenz-Beschleunigungsinformation der elektronischen Auswerteeinheit 16 kommunikativ übermittelt werden.
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Bei der Referenz-Beschleunigungsinformation handelt es sich insbesondere um ein Beurteilungskriterium. Mithilfe dieser Referenz-Beschleunigungsinformation 18 kann mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 die Ist-Beschleunigungsinformation beurteilt werden.
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Mit anderen Worten ausgedrückt kann hier ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt werden. Insbesondere erfolgt eine Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation 17 in Abhängigkeit von der zumindest einen Referenz-Beschleunigungsinformation 18 hinsichtlich einer vom Fahrer gewünschten positiven oder negativen Beschleunigung des Fahrzeugs 1. Dies wäre in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Bremswunsch des Fahrers 2. Mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 kann die Ist-Beschleunigungsinformation 17 mit der Referenz-Beschleunigungsinformation 18 dahingehend beurteilt beziehungsweise bewertet werden, ob eine Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation 17 und der Referenz-Beschleunigungsinformation 18 größer ist als ein vorgegebener Schwellwert. Sollte die Abweichung den vorgegebenen Schwellwert übersteigen, so kann beispielsweise von einer unzureichend initiierten Bremsung des Fahrers 2 oder von einem Defekt des Beschleunigungssystems 3 ausgegangen werden. Mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 kann in Abhängigkeit von der beurteilten Ist-Beschleunigungsinformation 17 ein Beurteilungsergebnis 19 (vergleiche 3) dem Fahrer 2 und/oder dem Beschleunigungssystem 3 und/oder einem elektronischen Fahrzeugführungssystem 20 des Fahrzeugs 1 bereitgestellt werden.
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Mithilfe des Beurteilungsergebnisses 19 kann ein Funktionszustand beziehungsweise eine Funktionsfähigkeit beziehungsweise eine Funktionsprüfung des Beschleunigungssystems 3 überprüft beziehungsweise durchgeführt werden, sodass der aktuelle Zustand des Beschleunigungssystems 4 bewertet werden kann. Somit kann beispielsweise festgestellt werden, ob das Beschleunigungssystem 3 funktionsfähig, defekt oder fehlerhaft ist. Dabei ist hier die Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation 17 und der Referenz-Beschleunigungsinformation 18 wesentlich. Ebenso können weitere Informationen aus anderen Fahrzeugkomponenten und/oder Fahrzeugsystemen des Fahrzeugs 1 berücksichtigt werden. Insbesondere kann anhand des überprüften Funktionszustands eine Zuordnung beziehungsweise Einteilung des Beschleunigungssystems 3 in eine vorgegebene Gefahrenstufe durchgeführt werden. Somit kann entschieden werden, ob der aktuelle Zustand des Beschleunigungssystems 3 kritisch oder sicher ist. Je nachdem können beispielsweise Reparaturmaßnahmen, Funktionsprüfungen oder Gegenmaßnahmen und/oder Hilfsmaßnahmen eingeleitet werden. Damit der Fahrer 2 über ein möglicherweise defektes Beschleunigungssystem 3 informiert werden kann, kann eine Information beziehungsweise eine Fehlermeldung beziehungsweise ein Hinweis bezüglich des überprüften Funktionszustands akustisch und/oder optisch und/oder haptisch ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise mithilfe einer Ausgabeeinheit 21 erfolgen. Bei der Ausgabeeinheit 21 kann es sich beispielsweise um ein Infotainmentsystem oder um einen Bildschirm oder um ein mobiles Endgerät handeln.
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Sollte mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 festgestellt werden, dass die Gefahrenstufe des Funktionszustands des Beschleunigungssystems 3 größer oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert beziehungsweise Toleranzwert ist, dann kann automatisch eine Sicherheitsfunktion beziehungsweise Sicherheitsreaktion beziehungsweise Gegenmaßnahme des Fahrzeugs 1 aktiviert beziehungsweise eingeleitet werden. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass das Beschleunigungssystem 3 als Bremssystem nicht mehr in der Lage ist, eine sichere Bremsung des Fahrzeuges 1 auszuführen, so kann mithilfe der aktivierten Sicherheitsfunktion automatisch, insbesondere schnellstmöglich, das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführt werden. Dabei können mit zusätzlichen Bremseinrichtungen und/oder Nothalteeinrichtungen des Fahrzeugs das Fahrzeug 1 in einen Stillstand, insbesondere durch eine Notbremsung, überführt beziehungsweise gebracht werden.
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Sollte nun mit der elektronischen Auswerteeinheit 16 festgestellt werden, dass eine Abweichung zwischen der Ist-Beschleunigungsinformation 17 und der Referenz-Beschleunigungsinformation 18 größer als der Schwellwert ist, so kann beispielsweise automatisch, insbesondere systemseitig, der Beschleunigungsvorgang 15 durch das Beschleunigungssystem 3 dynamisch angepasst werden. Dies kann beispielsweise mittels einer automatisch durch das Beschleunigungssystem 3 oder durch das elektronische Fahrzeugführungssystem 20 oder durch ein anderweitiges Fahrzeugsystem des Fahrzeugs 1 erfolgen.
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Des Weiteren kann anhand der ermittelten Ist-Beschleunigungsinformation 17 festgestellt werden, dass ein Verzögerungsvorgang als Beschleunigungsvorgang 15 durch den Fahrer 2 initiiert wurde. Somit kann als Beurteilungsergebnis 19 festgelegt werden, ob der Verzögerungsvorgang als Beschleunigungsvorgang 15 ausreichend ist. Mit anderen Worten wird dabei ein Ergebnis bereitgestellt, welches angibt, ob der Verzögerungsvorgang beizubehalten, zu reduzieren oder zu verstärken ist. Somit kann eine an die jeweilige Situation des Fahrzeugs angepasste Beschleunigung durchgeführt werden, ohne dass es zu sicherheitskritischen Situationen kommen kann.
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Damit die Ist-Beschleunigungsinformation 17 präzise und effizient beurteilt beziehungsweise bewertet werden kann, können die verschiedensten Informationen als Referenz-Beschleunigungsinformation 18 betrachtet beziehungsweise verwendet werden. Beispielsweise kann eine Fahrzeugumgebung 22 des Fahrzeuges und/oder ein Fahrerzustand 23 des Fahrers 2 und/oder ein Fahrzeugzustand 24 (vergleiche 3) des Fahrzeugs 1 mit zumindest einer Erfassungseinheit 25 erfasst werden. Die Fahrzeugumgebung 22 ist insbesondere eine Information bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs 1. Mit dem Fahrerzustand 23 kann insbesondere ein Zustand betreffend den Fahrer 2, wie Aufmerksamkeit, Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit, betrachtet werden. Mithilfe des Fahrzeugzustands 24 können Zustände von Fahrzeugsystemen und/oder Fahrzeugkomponenten bei der Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation 17 berücksichtigt werden. Beispielsweise kann es sich bei der Erfassungseinheit 25 um ein Sensorsystem, ein Kamerasystem, ein Radarsystem, ein Lidarsystem, eine Frontkamera oder eine Umfeldsensorik oder um ein Umfeldsensorsystem handeln. Insbesondere kann die Erfassungseinheit 25 aus mehreren Einheiten bestehen.
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Des Weiteren kann mit einer Erfassungseinheit 26 eine Dauer und/oder Intensität des durch den Fahrer 2 betätigten Betätigungselements 4 erfasst werden. Bei der Erfassungseinheit 26 kann es sich um eine zur Erfassungseinheit 25 verschiedene Einheit handeln. Ebenso denkbar ist, dass es sich bei den Erfassungseinheiten 25, 26 um ein übergeordnetes Erfassungssystem handelt. Die erfassten Informationen bezüglich der Dauer und/oder Intensität können zusätzlich bei der Beurteilung der Ist-Beschleunigungsinformation 17 berücksichtigt werden. Dabei ist zu verstehen, dass berücksichtigt wird, wie lange und wie fest beispielsweise der Fahrer 2 das Gaspedal oder das Bremspedal durchdrückt.
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In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugumgebung 22 und/oder dem erfassten Fahrerzustand 23 und/oder dem Fahrzeugzustand 24 ein zeitlich unmittelbar bevorstehender Beschleunigungsvorgang prädiziert beziehungsweise vorhergesagt wird. Somit können ein eventuelles Prädizieren und ein vorausschauendes Agieren erfolgen. Dies ist insbesondere für das Beschleunigungssystem 3 und/oder für das elektronische Fahrzeugführungssystem 20 und/oder den Fahrer 2 von Vorteil, um eine vorausschauende Fahrweise einzustellen beziehungsweise durchzuführen. Dieser prädizierte Beschleunigungsvorgang kann zusätzlich bei der Beurteilung der aktuellen Ist-Beschleunigungsinformation 17 berücksichtigt werden. Somit können bereits im Vorfeld systemseitig Beschleunigungsvorgänge justiert beziehungsweise angepasst werden oder mithilfe der Ausgabeeinheit 21 dem Fahrer 2 im Vorfeld bereits Anregungen zum Anpassen seines Betätigens des Betätigungselements 4 gegeben werden.
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Insbesondere zeigt die 3 einen schematischen Ablauf für das Überprüfen beziehungsweise Beurteilen des Beschleunigungsvorgangs 15. Beispielsweise kann mithilfe der Ist-Beschleunigungsinformation 17 als Information eine „Fahrerbremswunsch-Erfassung (elektronisches Bremspedal)“ zur elektronischen Auswerteeinheit 7, welche das Beurteilungsergebnis 19 generiert, gesendet werden. Zusätzlich können die Fahrumgebung 22, der Fahrerzustand 23 und/oder der Fahrzeugzustand 24 zusätzlich an die elektronische Auswerteeinheit 16 zur Erzeugung des Beurteilungsergebnisses 19 gesendet beziehungsweise übertragen werden.
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Sollte nun mithilfe der elektronischen Auswerteeinheit 16 eine Inplausibilität beziehungsweise keine Übereinstimmung festgestellt werden und daher ein Fehler in der Ist-Beschleunigungsinformation 17 vermutet werden, dann werden die Informationen beziehungsweise Zustände 22, 23, 24 analysiert. Sollte dabei die Vermutung bestätigt werden, dann wird das Verhalten des Beschleunigungssystems 3 geeignet angepasst. Hierzu kann beispielsweise die elektronische Auswerteeinheit 16 an das Bremsregelsystem 8 das Beurteilungsergebnis 19 senden. Sollte nun durch den Fahrer 2 eine starke Verzögerung des Fahrzeugs 1 initiiert worden sein und dies nicht plausibel erscheinen aufgrund der Zustände 22, 23, 24, dann wird systemseitig eine schwächere Verzögerung des Fahrzeugs 1 angefordert und insbesondere durchgeführt. Insbesondere kann beispielsweise trotz des starken Bremswunsches des Nutzers 2 festgestellt worden sein, dass vor dem Fahrzeug kein Hindernis und kein Ende der Fahrbahn erkannt und/oder das Fahrverhalten des Fahrers 2 normal ist und nicht auf eine Notbremsung hinweist. In diesem Fall wäre systemseitig der Beschleunigungsvorgang 15 derart angepasst, dass eine schwächere Verzögerung erfolgt.
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Insbesondere kann mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens gegenüber dem bekannten Stand der Technik eine Verknüpfung von verschiedensten Daten aus zumindest zwei verschiedenen Domänen wie Fahrwerk und Fahrerassistenzsystem, für eine intelligente Fehlererkennung bei Brake-by-Wire-Bremssystemen durchgeführt werden.
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In einem Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass in einem elektronischen Bremspedal als Betätigungselement 4 eine Feder bricht, während der Fahrer 2 das Betätigungselement 4 betätigt. Durch dieses plötzliche Ereignis kann das Betätigungselement 4 von dem Fahrer 2 unbeabsichtigt voll durchgedrückt werden. Dies führt zu einem schnellen und plötzlichen Sprung in den Daten der Sensoren des elektronischen Bremspedals. Dieses würde in einer Vollverzögerung beziehungsweise Notbremsung des Fahrzeugs 1 resultieren. In dieser Situation würde aber beispielsweise ein Kraftsensor des Betätigungselements 4 keine deutlich erhöhte Fußkraft des Fahrers 2 erkennen. Die Daten des Wegsensors und des Kraftsensors des Betätigungselements 4 würden sich also widersprechen und sind also unplausibel. Um zu überprüfen, ob nun bei dieser unplausiblen Datenlage der Sensoren des elektronischen Bremspedals dennoch eine Vollverzögerung durchgeführt werden soll oder nicht, erfolgt ein Abgleich beziehungsweise eine Beurteilung mit den im Fahrzeug 1 ebenfalls verfügbaren Daten zur Fahrzeugumgebung 22, Fahrerzustand 23 und Fahrzeugzustand 24. Würde zum Beispiel von einer Umfeldsensorik kein Hindernis auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug 1 erkannt werden und zeigen sowohl die Umfeldsensordaten als auch beispielsweise Straßennetzkarten keine abrupte Änderung des Fahrbahnverlaufs an und auch kein anderes Ereignis erkannt wird, welches eine starke Bremsung des Fahrzeugs 1 rechtfertigen würde und deuten auch der Fahrerzustand 23 nicht auf eine Notbremssituation hin, in welcher der Fahrer 2 seine Sitzposition plötzlich verändert, um sich mit dem Rücken an der Sitzlehne abzustützen oder die Blickrichtung des Fahrers 2 sich plötzlich ändert oder die Herzschlagfrequenz oder der Blutdruck des Fahrers 30 plötzlich erhöhen oder die Drucksensoren der Sitzbelegungserkennung einen erhöhten Druck erkennen, weil der Fahrer mit hoher Kraft auf das Bremspedal tritt und sich dabei mit dem Körper auf dem Fahrersitz abstützt, dann erscheint diese Anforderung für eine Vollverzögerung des Fahrzeugs 2 gesamtheitlich unter Betrachtung aller verfügbaren Daten als unplausibel. Die Bremsreaktion des Fahrzeugs 1 wird daher dahingehend angepasst, dass keine Vollverzögerung, sondern nur eine Teilverzögerung oder sogar gar keine Verzögerung des Fahrzeugs erfolgt. Dies kann durch das Beschleunigungssystem 3 und/oder der elektronischen Auswerteeinheit 16 festgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrer
- 3
- Beschleunigungssystem
- 4
- Betätigungselement
- 5
- Energiequelle
- 6
- Stromleitungen
- 7
- Bremssättel
- 8
- Bremsregelsystem
- 9
- Hydraulikleitungen
- 10
- Signalleitungen
- 11
- Sensoren
- 12
- Datenleitungen
- 13
- Steuergeräte
- 14
- Datenleitungen
- 15
- Beschleunigungsvorgang
- 16
- elektronische Auswerteeinheit
- 17
- Ist-Beschleunigungsinformation
- 18
- Referenz-Beschleunigungsinformation
- 19
- Beurteilungsergebnis
- 20
- elektronisches Fahrzeugführungssystem
- 21
- Ausgabeeinheit
- 22
- Fahrzeugumgebung
- 23
- Fahrerzustand
- 24
- Fahrzeugzustand
- 25
- Erfassungseinheit
- 26
- Sensoren
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19832950 A1 [0012]
- US 20190138423 A1 [0013]
