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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bergen eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs und ein entsprechendes Fahrzeugsteuersystem.
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Das automatisierte Fahrzeug kann ein teilautomatisiertes Fahrzeug oder ein vollautomatisiertes Fahrzeug sein. Vor allem für Fahrzeuge mit einem Automatisierungsgrad nach SAE (Society of Automotive Engineers) Level 2 bis 5, insbesondere 4 oder 5, ist das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Fahrzeugsteuersystem vorteilhaft. Je höher der Automatisierungsgrad eines automatisierten Fahrzeugs ist, desto größer ist ihr Anwendungsgebiet, insbesondere in für Menschen unzugänglichen Gebieten, wie zum Beispiel im Tagebau oder Untertagebau. Umso wichtiger wird hierbei eine Möglichkeit zur Bergung eines solchen Fahrzeugs, ohne dass Menschen während eines Bergevorgangs einer Gefahr ausgesetzt werden. Insbesondere wenn kein Fahrer vorgesehen ist, es sich also um ein vollautomatisiertes Fahrzeug handelt, ist es notwendig, dass das vollautomatisierte Fahrzeug effizient geborgen werden kann.
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Aus
DE 10 2017 118 537 A1 ist bekannt, eine Anzeige eines Störungszustands in einem Fahrzeug zu empfangen und die Anzeige des Störungszustands drahtlos zu einem entfernten Server zu übertragen. Ferner ist vorgesehen, eine überarbeitete Route zu einem Ziel, zumindest teilweise auf Grundlage des Störungszustands, zu empfangen, und das Fahrzeug entlang der überarbeiteten Route zu betreiben.
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In
DE 10 2017 211 797 A1 wird offenbart, dass ein autonomes Fahrzeug, insbesondere bei einem öffentlichen Notfall, mit mindestens einem weiteren autonomen Fahrzeug kommuniziert und das autonome Fahrzeug oder eine externe Servereinheit eine Route zu einem sicheren Ort berechnet, wobei das autonome Fahrzeug dann den sicheren Ort anfährt.
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In
DE 10 2018 203 773 B3 ist ein Parksperrensystem eines automatischen Getriebes in einem Kraftfahrzeug offenbart, wobei das Parksperrensystem eine Parksperre zum Blockieren oder Freigeben eines Abtriebs des Getriebes umfasst sowie einen Federspeicher zum Einlegen der Parksperre, eine druckgesteuerte Löseeinrichtung zum Auslegen der Parksperre, eine Bedieneinrichtung zur Vorgabe, und ein Informationssystem zur Anzeige der Betriebszustände „Parken“ und „Neutral“ des Getriebes. Weiter umfasst das Parksperrensystem eine bei abgestelltem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs auslösbare Notentriegelungseinrichtung der Parksperre, die bei Vorliegen eines definierten Ereignisses einen mit dem Verbrennungsmotor und mit einer Pumpe des Getriebes wirkverbindbaren Elektromotor zum druckgesteuerten Auslegen der Parksperre betätigt.
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DE 10 2018 219 809 A1 betrifft ein Verfahren zum Ausweichen vor lokal bedingten drohenden Gefahren, bei dem eine Ausweichroute für ein Fahrzeug berechnet wird, um der drohenden Gefahr zu entgehen. Von dem Fahrzeug wird dabei eine Meldung über die drohende Gefahr empfangen. Das Fahrzeug führt daraufhin eine Gefahrenpotentialabschätzung bezüglich der gemeldeten drohenden Gefahr durch, und, wenn die Gefahrenpotentialabschätzung ein ernstes Gefahrenpotential aufweist, nimmt das Fahrzeug selbsttätig den Fahrbetrieb auf, bei der es der Ausweichroute folgt, um der drohenden Gefahr zu entgehen.
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US 2018/158255 A1 offenbart eine Informationsanzeige mit einem Anzeigebildschirm an einem Fahrzeug, wobei der Anzeigebildschirm dazu konfiguriert ist, visuelle Informationen basierend auf einem Fahrzeugmodus anzuzeigen, in dem das Fahrzeug betrieben wird. Der Anzeigebildschirm kann Anweisungen zum Verbinden mit einer Kommunikationsschnittstelle des Fahrzeugs anzeigen, wobei das Fahrzeug in einem Fahrzeugmodus basierend auf dem Auftreten eines oder mehrerer dem Fahrzeug zugeordneter Ereignisse arbeitet.
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In
US 2020/247420 A1 wird ein System zum Steuern eines Fahrzeugs basierend auf Fahrereingriffen offenbart, wobei ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs umfassen kann: ein Bestimmen einer Fahrerzustandsschätzung eines Fahrers des Fahrzeugs unter Verwendung von Fahrerdaten von einem oder mehreren Fahrersensoren, ein Bestimmen einer oder mehrerer Umgebungsanomalien unter Verwendung von Umgebungsdaten von einem oder mehreren Umgebungssensoren, innerhalb einer Umgebung des Fahrzeugs, und ein Bestimmen einer Anomaliekategorie für mindestens eine der einen oder mehreren Umgebungsanomalien. Das Verfahren umfasst ferner basierend auf der Fahrerzustandsschätzung und einer oder mehreren Anomaliekategorien ein Auswählen eines Fehlermodus und basierend auf dem Fehlermodus ein Auswählen mindestens einer ausfallsicheren Aktion und Bestimmen eines Betriebs des Fahrzeugs gemäß dem Fehlermodus.
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Aus
EP 3 644 295 A1 ist ein Bedienterminal zur Präsentation von Präsentationsinformationen bekannt. Dabei werden erste Informationen einschließlich Betriebsinformationen über einen ersten Kommunikationspfad ausgetauscht und zweite Informationen über einen zweiten Kommunikationspfad ausgetauscht, wobei die zweiten Informationen die Präsentationsinformationen bezüglich einer Parksteuerung umfassen. Wenn ein erster Bewertungswert des ersten Kommunikationspfads kleiner als ein erster Schwellenwert ist, wird zumindest ein Teil der ersten Informationen über einen oder mehrere andere Kommunikationspfade als den ersten Kommunikationspfad ausgetauscht. Wenn ein zweiter Bewertungswert des zweiten Kommunikationspfads kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wird zumindest ein Teil der zweiten Informationen über einen oder mehrere andere Kommunikationspfade als den zweiten Kommunikationspfad ausgetauscht und eine Informationsmenge der ersten Informationen und/oder der zweiten Informationen wird reduziert. Ein Fahrzeug wird gemäß einer Steueranweisung zum Bewegen entlang einer Parkroute geparkt, wobei die Steueranweisung auf den Betriebsinformationen basiert, die in das externe Betriebsterminal eingegeben werden.
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Keine der genannten Offenbarungen sieht die Kernidee eines Betriebsmodus für ein zumindest teilweise automatisiertes Fahrzeug mit einem automatisierten System vor, bei dem in schwerwiegenden Fehlerfällen des automatisierten Systems nach Detektion des Fehlers und nach Ausführung einer ausfallsicheren Reaktion das Fahrzeug in einen Bergemodus gebracht wird, um dann das Fahrzeug, zum Beispiel aus einem nicht zugänglichen Bereich, sicher zu bergen.
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Es besteht somit ein Bedarf daran, dass ein automatisiertes Fahrzeug im Fall eines Liegenbleibens in einem nicht zugänglichen Bereich sicher geborgen werden kann.
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Ziel dieser Erfindung ist es, ein Konzept für einen Notbergebetrieb zu definieren, um zum Beispiel ein liegengebliebenes automatisiertes Fahrzeug in einem für menschliche Betreiber bzw. Abschleppdienste nur schwer oder nicht zugänglichen Bereich effizient bergen zu können. Ursachen für ein solches Liegenbleiben sind vor allem Aktuatorfehler oder andere interne Fehlerzustände, die eine normale oder auch degradierte Ausführung einer intern oder extern geplanten Route teilweise oder vollständig verhindern.
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Der Fokus liegt hier vor allem auf Tagebau- und Untertagebau-Minenanwendungen, wo Fahrzeuge zum Beispiel in Bereichen eingesetzt werden, die für menschliche Arbeiter aufgrund von äußeren Gefährdungen nicht zugänglich sind. Ein liegengebliebenes Fahrzeug würde hier zu einem dauerhaften oder längerfristigen Verlust des Fahrzeugs führen oder eine aufwendige und kostenintensive Bergung aus der Luft erfordern. Zusätzlich könnte das Fahrzeug den automatisierten Betrieb von anderen Fahrzeugen behindern oder blockieren. Die Erfindung kann aber auch eine Bergung eines automatisierten Fahrzeugs bei Highway-Automatisierungen auf Autobahnen erleichtern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bergen eines, insbesondere liegengebliebenen, zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs, insbesondere aus einem für Menschen unzugänglichen Bereich, bereitzustellen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1, wobei das zu bergende Fahrzeug ein Fahrzeugsteuersystem mit wenigstens einer ersten Untereinheit und einer zweiten Untereinheit umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Detektieren einer Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems, b) Überprüfen, ob die erste Untereinheit in einem Notbetriebszustand ist und im Fall, dass die erste Untereinheit nicht in einem Notbetriebszustand ist, Versetzen der ersten Untereinheit oder des Fahrzeugsteuersystems in einen Notbetriebszustand, c) Notsteuern des Fahrzeugs basierend auf dem Notbetriebszustand mit Hilfe des Fahrzeugsteuersystems, d) Empfangen eines Freigabesignals durch das Fahrzeugsteuersystem, und e) Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder der zweiten Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems basierend auf dem Freigabesignal.
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Das Fahrzeug kann ein teilautomatisiertes Fahrzeug sein oder ein vollautomatisiertes Fahrzeug sein. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein vollautomatisiertes Fahrzeug.
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Das Fahrzeugsteuersystem ist angepasst, das Fahrzeug zumindest teilweise, vorzugsweise voll, automatisiert zu steuern.
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Das Fahrzeugsteuersystem des zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs umfasst Untereinheiten. Bevorzugt umfasst das Fahrzeugsteuersystem mehr als die erste Untereinheit und die zweite Untereinheit. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuersystem eine Bremssteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Lenksteuereinheit, eine Motorsteuereinheit, eine Überwachungseinheit und/oder eine Schnittstelleneinheit umfassen. Bevorzugt umfasst das Fahrzeugsteuersystem zumindest eine Bremssteuereinheit mit einer Betriebsbremse und eine Feststellbremse. Die Betriebsbremse ist im Wesentlichen angepasst, ein Fahrzeug, das sich in Bewegung befindet, zu bremsen. Bevorzugt wirkt die Betriebsbremse auf alle Räder eines Fahrzeugs. Die Feststellbremse ist im Wesentlichen angepasst, ein Fahrzeug, das sich nicht bewegt, vor einer Bewegung zu bewahren. Bevorzugt blockiert eine Feststellbremse im festgestellten Zustand mit der Feststellbremse wirkverbundene Räder eines Fahrzeugs dauerhaft.
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Die erste Untereinheit ist eine Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems. Bevorzugt ist die erste Untereinheit eine Bremssteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Lenksteuereinheit, eine Motorsteuereinheit, eine Überwachungseinheit und/oder eine Schnittstelleneinheit. Auch die zweite Untereinheit ist eine Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems. Bevorzugt ist die zweite Untereinheit eine Bremssteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Lenksteuereinheit, eine Motorsteuereinheit, eine Überwachungseinheit und/oder eine Schnittstelleneinheit. Beispielsweise kann die erste Untereinheit der zweiten Untereinheit entsprechen.
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In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Fehlfunktion zumindest eines Teils einer Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems, d.h. der ersten Untereinheit, detektiert. Bevorzugt kann die Fehlfunktion durch eine Überwachungseinheit des Fahrzeugsteuersystems detektiert werden.
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Bevorzugt bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf ein Detektieren einer Fehlfunktion zumindest eines Teils einer Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems, der für ein Fahren des Fahrzeugs, insbesondere ein sicheres und/oder automatisiertes Fahren des Fahrzeugs, notwendig ist.
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Die Fehlfunktion kann eine Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems des Fahrzeugs betreffen, wobei insbesondere die Fehlfunktion auch lediglich einen Teil einer der Untereinheiten des Fahrzeugsteuersystems umfassen kann, bevorzugt einen Teil einer Bremssteuereinheit, einer Getriebesteuereinheit, einer Lenksteuereinheit, einer Motorsteuereinheit, einer Überwachungseinheit und/oder einer Schnittstelleneinheit.
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Bevorzugt ist im Fall einer Fehlfunktion ein Steuern, d.h. Fahren, des Fahrzeugs in einem im Vergleich zu einem Normalzustand des Fahrzeugsteuersystems eingeschränkten Zustand möglich. Alternativ kann im Fall einer Fehlfunktion ein Steuern des Fahrzeugs in einem Normalzustand des Fahrzeugsteuersystems über einen begrenzten Zeitraum möglich sein, wobei der begrenzte Zeitraum durch die Fehlfunktion begrenzt ist. Weiter alternativ kann im Fall einer Fehlfunktion ein Steuern des Fahrzeugs durch die Fehlfunktion verhindert sein.
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In einem zweiten Schritt wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überprüft, ob die Untereinheit, bei der die Fehlfunktion detektiert wird, d.h. die erste Untereinheit, in einem Notbetriebszustand ist. Insbesondere im Fall, in dem eine Fehlfunktion ein erstes Mal detektiert wird, wird die erste Untereinheit oder das Fahrzeugsteuersystem in einen Notbetriebszustand versetzt. Ein Notbetriebszustand ist ein Zustand, in dem das Steuern des Fahrzeugs nur eingeschränkt möglich ist, wobei die Einschränkung auf der Fehlfunktion basiert. Der Notbetriebszustand kann auch als Minimal Risk Manoeuvre Mode oder „MRM-Mode“ bezeichnet werden. Eine Einschränkung kann dabei funktionell und/oder zeitlich erfolgen. Der Notbetriebszustand kann entweder nur den Teil der ersten Untereinheit, die erste Untereinheit oder das Fahrzeugsteuersystem betreffen. Wenn das gesamte Fahrzeugsteuersystem im Notbetriebszustand ist, ist damit auch die erste Untereinheit, insbesondere auch der Teil der ersten Untereinheit, im Notbetriebszustand.
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In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Fahrzeug basierend auf dem Notbetriebszustand mit Hilfe des Fahrzeugsteuersystems notgesteuert. Durch die Notsteuerung wird bevorzugt ein „Minimal Risk Manoeuvre“ durchgeführt. Beispielsweise wird das Fahrzeug derart gesteuert, dass die Sicherheit des Fahrzeugs und/oder anderer Verkehrsteilnehmer nicht gefährdet ist. Andere Verkehrsteilnehmer schließt auch weitere autonom gefahrene Fahrzeuge mit ein. Bevorzugt wird das Fahrzeug lediglich so lange notgesteuert, bis ein sicheres Abstellen des Fahrzeugs möglich ist, d.h. bis das Fahrzeug sicher abgestellt werden kann. „Sicher“ bedeutet, dass nach einer Risikoabwägung die maximale Sicherheit des Fahrzeugs und/oder weiterer Verkehrsteilnehmer angestrebt wird. „Sicher“ bedeutet also hier, dass das Fahrzeug an einem Ort abgestellt wird, der im Vergleich zu anderen Orten eine maximale Sicherheit für das Fahrzeug und/oder weitere Verkehrsteilnehmer bereitstellt. Ein sicheres Abstellen ist insbesondere dadurch definiert, dass weder das zu bergende Fahrzeug noch andere Fahrzeuge bzw. Verkehrsteilnehmer in irgendeiner Weise gefährdet sind.
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In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Freigabesignal durch das Fahrzeugsteuersystem empfangen, wobei das Freigabesignal von einer Sendeeinheit, beispielsweise einem Fahrzeugleitstand, der angepasst ist, die Funktion von automatisierten Fahrzeugen zu überwachen, oder einer Nahfeldfernbedienung oder auf andere Weise an das zu bergende Fahrzeug versendet wird. Bevorzugt wird das Freigabesignal von einer Schnittstelleneinheit des Fahrzeugsteuersystems empfangen. Durch das Freigabesignal wird das Fahrzeug in einem nächsten Schritt in einen Bergezustand versetzt, in dem bestimmte Funktionen freigegeben werden, um das Fahrzeug bergen zu können.
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Das Freigabesignal wird beispielsweise von einer Sendeeinheit an das Fahrzeug versendet. Eine Kommunikationsverbindung zwischen Sendeeinheit und Fahrzeug ist dabei bevorzugt gegen Außenangriffe und Fehlfunktionen abgesichert.
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Das Freigabesignal umfasst ein Signal zur Ansteuerung einer Untereinheit oder mehrerer Untereinheiten des Fahrzeugsteuersystems. Bevorzugt umfasst das Freigabesignal ein Signal zur Ansteuerung einer oder mehrerer Untereinheiten, die ein aktives oder passives Weiterfahren des Fahrzeugs verhindern. Beispielsweise umfasst das Freigabesignal ein Signal zur Ansteuerung einer Bremseinheit, besonders bevorzugt einer Feststellbremse, zum Lösen der Bremseinheit und/oder Feststellbremse. Zusätzlich oder alternativ kann das Freigabesignal auch ein Signal zur Ansteuerung eines Antriebsstrangs und/oder eines Getriebes umfassen, zum Trennen des Antriebsstrangs und/oder des Getriebes.
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Die Schritte 1 bis 4 können als Vorbedingungen verstanden werden, die das Fahrzeug in einen sicheren Zustand (MRM-Mode) überführen.
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In einem fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erste Untereinheit und/oder die zweite Untereinheit basierend auf dem Freigabesignal angesteuert. Beispielsweise kann das Freigabesignal ein Freigabesignal eines Aktuators einer der Untereinheiten des Fahrzeugsteuersystems umfassen, beispielsweise einen Aktuator einer Feststellbremse, die nach Abstellen des Fahrzeugs festgestellt worden ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt einen spezifischen Bergebetrieb oder Bergemodus („Rescue-Mode“) eines liegengebliebenen automatisierten Fahrzeugs, wobei der Bergemodus von außen, das heißt, außerhalb des Fahrzeugs, angefordert wird. Somit wird ein Bergen des automatisierten Fahrzeugs, insbesondere in für Menschen unzugänglichen Bereichen, ermöglicht.
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Bevorzugt wird das Bergen eines liegengebliebenen Fahrzeugs ausgeführt, wenn der MRM-Mode bereits ausgeführt ist, das Fahrzeug steht, insbesondere gesichert ist, und eine Automatisierungsschnittstelle geschlossen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fehlfunktion, die im ersten Schritt des Verfahrens detektiert wird, eine Fehlfunktion, die ein sicheres Weiterfahren des Fahrzeugs verhindert. Dies hat den Vorteil, dass das obige Verfahren zur Bergung des Fahrzeugs lediglich durchgeführt wird, wenn ein sicheres Fahren des automatisierten Fahrzeugs nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Der fünfte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann als ein Versetzen des Fahrzeugs in einen Bergezustand oder „Rescue-Mode“ basierend auf dem Freigabesignal verstanden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Notsteuern in dem Notbetriebszustand, d.h. dem MRM Mode, des Fahrzeugs und/oder dem Rescue-Mode einen Stopp des Fahrzeugs, besonders bevorzugt einen Notstopp des Fahrzeugs. Dementsprechend wird nach Detektion einer Fehlfunktion und nach Versetzen in einen Notbetriebszustand das Fahrzeug beispielsweise im Rahmen eines „Minimal Risk Manoeuvre“ zunächst gestoppt, wobei das Stoppen sowohl die Sicherheit des Fahrzeugs als auch die Sicherheit weiterer Verkehrsteilnehmer berücksichtigt, wobei dann das Fahrzeug nach Empfangen eines Freigabesignals durch Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweigen Untereinheit („Rescue-Mode“) geborgen werden kann. Dies führt zu einer erhöhten Sicherheit des Fahrzeugs und/oder weiterer Verkehrsteilnehmer während des Bergens des Fahrzeugs. Der Notstopp umfasst vorzugsweise das Einlegen oder eingelegt Lassen einer Feststellbremse und/oder ein Deaktivieren einer Automatisierungsschnittstelle, so dass ein autonomer Betrieb des Fahrzeugs unterbunden werden kann. D.h. der Notstopp kann ein Einlegen einer Feststellbremse und/oder ein Deaktivieren zumindest eines Teils des Fahrzeugsteuersystems umfassen, wobei der Teil des Fahrzeugsteuersystems dazu ausgestaltet ist, das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert zu steuern.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems basierend auf dem Freigabesignal einen Stopp, insbesondere einen Notstopp, umfassen, d.h. während des „Rescue-Modes“, wie oben bereits angegeben. Besonders bevorzugt ist ein Stopp oder Notstopp während des „Rescue-Modes“ unabhängig von einem Notbetriebszustand, insbesondere einem Notstopp während des Notbetriebszustandes („MRM-Mode“).
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Beispielsweise kann das Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit ein Freigeben bzw. Lösen einer Feststellbremse umfassen. Dies ermöglicht (im „Rescue-Mode“) insbesondere ein Abschleppen von dem automatisierten Fahrzeug, zum Beispiel durch ein weiteres Fahrzeug, bevorzugt ein (voll-)automatisiertes Fahrzeug.
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Zusätzlich oder alternativ zum Abschleppen kann nach Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit das Fahrzeug durch das Fahrzeugsteuersystem (im „Rescue-Mode“) gesteuert werden, wobei das Fahrzeug dann bevorzugt basierend auf Steuersignalen, die in dem Freigabesignal umfasst sind, von außerhalb gesteuert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit vorzugsweise nach Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder der zweiten Untereinheit den Schritt eines Steuerns des Fahrzeugs basierend auf den Steuersignalen. In anderen Worten umfasst das Verfahren den Schritt eines Empfangens von Steuersignalen, wobei das Fahrzeug nach Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit basierend auf den Steuerdaten gesteuert, insbesondere ferngesteuert, wird. Eine Fernsteuerung kann abhängig von der Fehlfunktion und/oder abhängig von dem Freigabesignal von außerhalb des Fahrzeugs, d.h. von einer Sendeeinheit, die zum Beispiel einem Fahrzeugleitstand entspricht, vorgenommen werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren den weiteren Schritt eines Überwachens der Fehlfunktion und/oder eines Überwachens des Abschleppens oder Steuern des Fahrzeugs auf. Weiter bevorzugt wird der Schritt des Überwachens von einer Sendeeinheit außerhalb des Fahrzeugs ausgeführt.
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Weiter bevorzugt wird das Fahrzeug während der Steuerung nach Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit in einem gegenüber einem normalen Betriebsmodus des Fahrzeugs eingeschränkten Betriebsmodus, der auch als „Rescue-Mode“ bezeichnet werden kann, Teil eines solchen ist, oder diesen umfasst, gesteuert. Dabei ist der eingeschränkte Betriebsmodus bevorzugt ein dynamisch eingeschränkter Betriebsmodus, d.h. er ist einer jeweiligen Situation anpassbar. Ein dynamisch eingeschränkter Betriebsmodus ermöglicht ein weiteres Eingreifen in die Steuerung des Fahrzeugs, insbesondere von außerhalb des Fahrzeugs, während der Steuerung des Fahrzeugs.
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Es ist denkbar, dass durch die Fehlfunktion zumindest ein Teil der ersten Untereinheit nicht funktionsfähig ist, so dass das Fahrzeug nicht voll funktionstüchtig ist, wodurch eine Sicherheit des Fahrzeugs und/oder weiterer Verkehrsteilnehmer herabgesetzt ist. Durch Verwenden eines eingeschränkten Betriebsmodus des Fahrzeugs, in dem zum Beispiel risikoreichere Fahrmanöver nicht möglich sind, wird die Sicherheit des Fahrzeugs und/oder weiterer Verkehrsteilnehmer weiter erhöht.
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Während das Fahrzeug, d.h. das Fahrzeugsteuersystem oder zumindest die erste Untereinheit, in einem Bergemodus („Rescue Mode“) ist, ist es bevorzugt, dass eine Kommunikationsverbindung, die bevorzugt drahtlos ist, zwischen dem Fahrzeug und einer Sendeeinheit, zum Beispiel einem Fahrzeugleitstand, von der das Freigabesignal versendet wird, überwacht wird, und der Bergemodus des Fahrzeugs, d.h. des Fahrzeugsteuersystems, beendet wird, im Fall, dass eine Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Sendeeinheit abbricht. Ein Beenden des Bergemodus in dem Fall, in dem das Fahrzeug basierend auf Steuersignalen, die von dem Freigabesignal umfasst sind, von der Sendeeinheit nach Ansteuern der ersten Untereinheit oder zweiten Untereinheit gesteuert wird, hat bevorzugt zur Folge, dass das Fahrzeug abgestellt wird, wobei hierbei ein sicheres Abstellen bevorzugt wird. Dadurch kann gewährleistet werden, dass im Fall, dass das Fahrzeug keine Steuerung mehr von außen erhält, das Fahrzeug abgestellt, bevorzugt sicher abgestellt, wird. Dadurch kann die Sicherheit des Fahrzeugs während des Bergens weiter erhöht werden.
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In einer Ausführungsform, in der bereits das Abschleppen oder Steuern des Fahrzeugs, d.h. das Steuern nach Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder zweiten Untereinheit vorzugsweise in einem „Rescue-Mode“, überwacht wird, kann, wenn während des Überwachens ein Fehler während des Abschleppens oder Steuerns detektiert wird, das Fahrzeug basierend auf dem Fehler in einen sicheren Zustand gebracht werden, vorzugsweise gestoppt, werden. Beispielsweise ist dann vorgesehen, dass das Fahrzeug ein Notaussignal, zum Beispiel von der Sendeeinheit, empfängt und basierend auf dem Notaussignal stoppt. Ein Notaussignal kann auch manuell über einen Schalter von einer Bedienperson an dem Fahrzeug oder entfernt über eine Fernbedienung bereitstellt werden. Ein Notaussignal kann auch im „Rescue-Mode“ des Fahrzeugs automatisch durch das Fahrzeug ausgesteuert werden, falls ein schwerwiegender Fehler auftritt.
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Alternativ kann das Steuern des Fahrzeugs (im „Rescue-Mode“), zum Beispiel basierend auf Steuersignalen, von der Sendeeinheit durch ein dediziertes Notaussignal von der Sendeeinheit beendet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit (im „Rescue-Mode“) ein Ansteuern zumindest eines Aktuators der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit. Zum Beispiel kann durch Ansteuern eines einzelnen, einiger oder aller Aktuatoren der ersten Untereinheit und/oder eines einzelnen, einiger oder aller Aktuatoren der zweiten Untereinheit gezielt ein Bergen des Fahrzeugs, beispielsweise entweder durch darauffolgendes Abschleppen des Fahrzeugs oder ferngesteuertes Steuern des Fahrzeugs, ermöglicht werden.
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Bei Ansteuerung der Aktuatoren ist besonders bevorzugt, eine Anzahl von angesteuerten Aktuatoren zu minimieren. Insbesondere bezieht sich „Minimieren“ auf ein mathematisches Minimieren, das heißt, dass eine Anzahl von Änderungen von einem Zustand des Aktuators in einen (anderen) Zustand des Aktuators, in dem das Fahrzeug geborgen werden kann, auf ein Minimum gesenkt ist. Da das Ansteuern der Aktuatoren auf dem Freigabesignal basiert und das Freigabesignal bevorzugt von außerhalb des Fahrzeugs gesendet wird, ermöglicht ein Minimieren der Anzahl von angesteuerten Aktuatoren ein Minimieren der Datenlast des Freigabesignals. Weiterhin wird auch durch ein Ansteuern von so wenig wie möglich Aktuatoren eine Fehleranfälligkeit des Bergevorgangs herabgesetzt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Freigabesignal über eine V2X-Kommunikation empfangen, wobei eine V2X-Kommunikation einen Datenaustausch zwischen dem zu bergenden Fahrzeug und irgendeiner Sendeeinheit in der Umgebung des zu bergenden Fahrzeugs ermöglicht. Beispielsweise kann es sich bei der Sendeeinheit auch um ein Fahrzeug handeln, so dass es sich bei der V2X-Kommunikation dann um eine V2V-Kommunikation handelt, wobei eine V2V-Kommunikation einen Datenaustausch zwischen dem zu bergenden Fahrzeug und einem oder mehreren weiteren Fahrzeugen in der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht. Bevorzugt handelt es sich bei der V2X- oder V2V-Kommunikation um eine Funkkommunikation, besonders bevorzugt 5G.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach Detektieren der Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit ein Bereitstellen und/oder Versenden von Fehlerdaten, wobei die Fehlerdaten indikativ für die Fehlfunktion sind. Dies ermöglicht eine Analyse der Fehlfunktion des automatisierten Fahrzeugs von außerhalb des automatisierten Fahrzeugs. Weiter ermöglicht ein Bereitstellen und/oder Versenden der Fehlerdaten ein Versetzen der ersten Untereinheit oder des Fahrzeugsteuersystems in einen Notbetriebszustand, zum Beispiel dem MRM-Mode, von außerhalb, zum Beispiel einem Fahrzeugleitstand.
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In der obigen Variante basiert das Freigabesignal, das von der Sendeeinheit versendet wird, bevorzugt auf den Fehlerdaten, die vorher von der Sendeinheit empfangen werden. Das heißt, abhängig von der Fehlfunktion kann ein Freigabesignal zum Versenden an das Fahrzeugsteuersystem gewählt werden, je nachdem, welcher Fehler im Fahrzeugsteuersystem auftritt. Dieses von der Fehlfunktion abhängige Freigabesignal kann von dem zu bergenden Fahrzeug empfangen werden und dann entsprechend die erste Untereinheit und/oder die zweite Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems (im „Rescue-Mode“) angesteuert werden. Dies ermöglicht insbesondere ein Systematisieren/Kategorisieren von Fehlern und daraufhin zu versendenden Freigabesignalen und/oder Steuersignalen. Dadurch kann basierend auf einen konkreten Fehler eine konkrete Aktion, d.h. ein konkretes Ansteuern eines oder mehrerer Aktuatoren (im „Rescue-Mode“), ausgeführt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ermöglicht das Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder der zweiten Untereinheit (im „Rescue-Mode“) ein Abschleppen des Fahrzeugs. Nach Notsteuern des Fahrzeugs können somit diejenigen Einstellungen des Fahrzeugs, die ein Abschleppen verhindern, insbesondere ein Feststellen der Bremseinheit, zum Beispiel ein Feststellen der Feststellbremse, oder ein Feststellen der Getriebeeinheit, derart geändert werden, dass eine Bremse, zum Beispiel eine Feststellbremse, gelöst wird oder ein Getriebe in Leerlauf gestellt wird. Anders ausgedrückt kann das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt aufweisen, das Fahrzeug durch Ansteuern der ersten Untereinheit oder der zweiten Untereinheit abzuschleppen.
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Generell ist bevorzugt, dass das Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder der zweiten Untereinheit (im „Rescue-Mode“) ein Ansteuern einer Feststellbremse umfasst, hierbei wird die Feststellbremse durch Ansteuern basierend auf dem Freigabesignal in einen gelösten Zustand versetzt.
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Besonders bevorzugt umfasst das Ansteuern der Feststellbremse ein Ansteuern eines Anti-Compound-Ports, eines Notlöseports, eines Select-High-Ventils und/oder eines Spindelantriebs. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Ansteuern ein Ansteuern von Magnetventilen. Dabei umfasst das Ansteuern der Feststellbremse bevorzugt ein Ansteuern eines monostabilen Ventils und eines bistabilen Ventils.
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Zusätzlich oder alternativ zum Ansteuern einer Feststellbremse kann das Ansteuern der ersten Untereinheit und/oder der zweiten Untereinheit ein Ansteuern eines Antriebsstrangs und/oder eines Getriebes umfassen. In diesem Fall wird der Antriebsstrang und/oder das Getriebe durch Ansteuern basierend auf dem Freigabesignal in einen getrennten Zustand versetzt.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugsteuersystem mit einer Bremssteuereinheit, einer Getriebesteuereinheit, einer Lenksteuereinheit, einer Motorsteuereinheit, einer Überwachungseinheit und einer Schnittstelleneinheit beschrieben, wobei die Schnittstelleneinheit angepasst ist, das Verfahren nach einer der obigen Ausführungsformen auszuführen, und wobei die erste Untereinheit und die zweite Untereinheit jeweils einer der Bremssteuereinheit, der Getriebesteuereinheit, der Lenksteuereinheit, der Motorsteuereinheit, der Überwachungseinheit und der Schnittstelleneinheit entsprechen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schnittstelleneinheit eine zu einer Energieversorgungseinheit des Fahrzeugsteuersystems zusätzliche Energieversorgungseinheit. Dies hat den Vorteil, dass im Fall, dass die Fehlfunktion die Energieversorgungseinheit des Fahrzeugsteuersystems betrifft, der Bergevorgang des Fahrzeugs (im „Rescue-Mode“) weiterhin gewährleistet werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schnittstelleneinheit eine Bergebetriebseinheit, wobei die Bergebetriebseinheit angepasst ist, die erste Untereinheit und/oder die zweite Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems basierend auf dem Freigabesignal anzusteuern. Auch die Bergebetriebseinheit umfasst bevorzugt eine zu einer Energieversorgungseinheit des Fahrzeugsteuersystems zusätzliche Energieversorgungseinheit. Im Fall, dass sowohl für die Schnittstelleneinheit als auch die Bergebetriebseinheit eine zu einer Energieversorgungseinheit des Fahrzeugsteuersystems zusätzliche Energieversorgungseinheit vorgesehen ist, können die Energieversorgungseinheit der Schnittstelleneinheit und die Energieversorgungseinheit der Bergebetriebseinheit identisch sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Untereinheit eine zusätzliche Aktuator-Noteinheit oder einen zusätzlichen Aktuator, die oder der zusätzlich zu Aktuatoren des Fahrzeugs vorgesehen ist, die für einen Normalbetrieb des Fahrzeugs vorgesehen sind, und elektrisch unabhängig von den Aktuatoren des Fahrzeugs, die für den Normalbetrieb des Fahrzeugs vorgesehen sind, ist. Die zusätzliche Aktuator-Noteinheit oder der zusätzliche Aktuator wird bevorzugt nicht für den Normalbetrieb des Fahrzeugs verwendet.
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Besonders bevorzugt umfasst die zweite Untereinheit eine Feststellbremse, wobei die Feststellbremse durch Ansteuern basierend auf dem Freigabesignal in einen gelösten Zustand versetzt wird.
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Hierbei ist besonders bevorzugt, dass die Feststellbremse eine zu einer Bremsdruckversorgungseinheit einer Bremssteuereinheit zusätzliche Bremsdruckversorgungseinheit umfasst. Hierdurch kann auch bei einer Fehlfunktion der Bremsdruckversorgungseinheit der Bremssteuereinheit das Lösen der Feststellbremse zum Bergen des automatisierten Fahrzeugs gewährleistet werden.
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Besonders bevorzugt umfasst die Feststellbremse Notlöseeinheiten, wobei die Notlöseeinheiten zusätzlich zu einer Löseeinheit der Feststellbremse vorgesehen sind. Bevorzugt werden die Notlöseeinheiten nicht für ein Lösen der Feststellbremse im Normalbetrieb des Fahrzeugs verwendet. Beispielsweise können die Notlöseeinheiten Magnetventile umfassen, wobei ein Lösen der Feststellbremse, zum Beispiel im MRM-Mode oder im Rescue-Mode, einem Lösen der Magnetventile entspricht.
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Besonders bevorzugt umfasst die Feststellbremse Magnetventile, wobei ein Lösen der Feststellbremse einem Lösen der Magnetventile entspricht. Dabei kann ein Magnetventil ein monostabiles Ventil oder ein bistabiles Ventil umfassen. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Ansteuern der Feststellbremse zum Lösen der Feststellbremse.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, diese zeigen in:
- 1 eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems,
- 2 eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems,
- 3 eine schematische Darstellung zur Illustration eines Bremssystems mit einer Bergebetriebseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung,
- 4 eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Bremssystems mit einer Bergebetriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung,
- 5 ein monostabiles Ventil zur Anwendung in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem,
- 6 ein bistabiles Ventil zur Anwendung in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem,
- 7 ein Magnetventil zur Anwendung in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem, und in
- 8 ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bergen eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs.
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In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente - soweit zweckdienlich - mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.
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1 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems 100. Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann in einem Fahrzeug 300, 400 eingebaut sein. Das Fahrzeugsteuersystem 100 weist eine Bremssteuereinheit 110, eine Getriebesteuereinheit 130, eine Lenksteuereinheit 140, eine Motorsteuereinheit 150, eine Überwachungseinheit 160 und eine Schnittstelleneinheit 120 auf. Die Bremssteuereinheit 110 ist angepasst, ein Bremsen des Fahrzeugs 300, 400 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, automatisiert zu steuern. Die Getriebesteuereinheit 130 ist angepasst, ein Getriebe des Fahrzeugs 300, 400 zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, automatisiert zu steuern. Die Lenksteuereinheit 140 ist angepasst, eine Lenkung des Fahrzeugs 300, 400 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, automatisiert zu steuern. Die Motorsteuereinheit 150 ist angepasst, einen Motor des Fahrzeugs 300, 400 zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, automatisiert zu steuern. Die Überwachungseinheit 160 ist angepasst, einen Zustand zumindest eines Teils einer Untereinheit, einer Untereinheit oder des Fahrzeugsteuersystems 100 zu überwachen. Die Schnittstelleneinheit 120 ist angepasst, Signale 122 zu senden und Signale, insbesondere ein Freigabesignal 121 oder ein Steuersignal 123, zu empfangen.
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In dem Beispiel, das in 1 gezeigt ist, ist die Bremssteuereinheit 110 die erste Untereinheit 111 und die Getriebesteuereinheit 130 die zweite Untereinheit 112. Alternativ kann auch jede andere der Untereinheiten des Fahrzeugsteuersystems 100 der ersten Untereinheit 111 entsprechen und jede andere der Untereinheiten des Fahrzeugsteuersystems 100 der zweiten Untereinheit 112 entsprechen.
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Die Schnittstelleneinheit 120 ist angepasst, das erfindungsgemäße Verfahren zum Bergen eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs 300, 400 mit dem Fahrzeugsteuersystem 100 auszuführen, das heißt, das Fahrzeugsteuersystem 100 ist angepasst, eine Fehlfunktion zumindest eines Teils einer ersten Untereinheit 111 des Fahrzeugsteuersystems 100 zu detektieren, zu überprüfen, ob die erste Untereinheit 111 in einem Notbetriebszustand ist und Fall, dass die erste Untereinheit 111 nicht in einem Notbetriebszustand ist, die erste Untereinheit 111 oder das Fahrzeugsteuersystem 100 in einen Notbetriebszustand zu versetzen, das Fahrzeug 300, 400 basierend auf dem Notbetriebszustand mit Hilfe des Fahrzeugsteuersystems 100 notzusteuern („MRM-Mode“), ein Freigabesignal 121 durch das Fahrzeugsteuersystem 100 zu empfangen, und die erste Untereinheit 111 oder die zweite Untereinheit 112 des Fahrzeugsteuersystems 100 basierend auf dem Freigabesignal 121 anzusteuern („Rescue-Mode“).
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Überwachungseinheit 160 des Fahrzeugsteuersystems 100 angepasst, eine Fehlfunktion zumindest eines Teils einer ersten Untereinheit 111 zu detektieren. Weiter ist die Überwachungseinheit 160 angepasst, zu überprüfen, ob die erste Untereinheit 111 in einem Notbetriebszustand ist und im Fall, dass die erste Untereinheit 111 nicht in einem Notbetriebszustand ist, die erste Untereinheit 111 oder das Fahrzeugsteuersystem 100 in einen Notbetriebszustand zu versetzen, zum Beispiel dem MRM-Mode.
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Zudem sind die Bremssteuereinheit 110, die Getriebesteuereinheit 130, die Lenksteuereinheit 140 und die Motorsteuereinheit 150 dazu angepasst sind, das Fahrzeug 300, 400 basierend auf dem Notbetriebszustand notzusteuern („MRM-Mode“). Weiter ist die Schnittstelleneinheit 120 des Fahrzeugsteuersystems 100 angepasst, ein Freigabesignal 121 zu empfangen. Das Freigabesignal 121 kann hierbei von einer Sendeeinheit 170, beispielsweise einem Fahrzeugleitstand, außerhalb des Fahrzeugs 300, 400 versendet werden. Das Fahrzeugsteuersystem 100 ist angepasst, eine der Untereinheiten, zum Beispiel die Untereinheiten 111, 112, des Fahrzeugsteuersystems 100 basierend auf dem Freigabesignal 121 anzusteuern („Rescue-Mode“).
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In dem Fahrzeugsteuersystem 100 ist die erste Untereinheit 111 die Bremssteuereinheit 110 und die zweite Untereinheit 112 die Getriebesteuereinheit 130. Es ist jedoch auch denkbar, dass die erste Untereinheit 111 zusätzlich oder alternativ zu der Bremssteuereinheit 110 die Getriebesteuereinheit 130, die Lenksteuereinheit 140, die Motorsteuereinheit 150 und/oder die Überwachungseinheit 160 umfasst. Ferner ist in dem Fahrzeugsteuersystem 100 die zweite Untereinheit 112 die Getriebesteuereinheit 130, wobei die zweite Untereinheit 112 zusätzlich oder alternativ zu der Getriebesteuereinheit 130 auch die Bremssteuereinheit 110, die Lenksteuereinheit 140, die Motorsteuereinheit 150 und/oder die Überwachungseinheit 160 umfassen kann. In einem weiteren erfindungsgemäßen Beispiel kann die erste Untereinheit 111 der zweiten Untereinheit 112 entsprechen.
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Es ist bevorzugt, dass die Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit 111 dazu führt, dass ein sicheres Weiterfahren des Fahrzeugs 300, 400 verhindert wird. Weiter ist bevorzugt, dass das Fahrzeugsteuersystem 100, insbesondere die Bremssteuereinheit 110, die Getriebesteuereinheit 130, die Lenksteuereinheit 140, und/oder die Motorsteuereinheit 150, angepasst ist, das Fahrzeug 300, 400 basierend auf dem Notbetriebszustand zu stoppen. Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt, dass das Fahrzeug 300, 400 durch das Fahrzeugsteuersystem 100 nach Ansteuern der ersten Untereinheit 111 oder der zweiten Untereinheit 112 in einem gegenüber einem normalen Betriebsmodus des Fahrzeug 300, 400 eingeschränkten Betriebsmodus, insbesondere dynamisch eingeschränkten Betriebsmodus, gesteuert wird.
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In einem Beispiel kann die Schnittstelleneinheit 120 angepasst sein, eine Verbindung zwischen dem Fahrzeug 300, 400 und der Sendeeinheit 170, von der das Freigabesignal 121 versendet wird, zu überwachen, wobei es sich bei der Verbindung um eine drahtlose Kommunikationsverbindung handelt. Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuersystem 100 angepasst sein, ein Steuern des Fahrzeugs 300, 400 zu beenden, wenn eine Verbindung zwischen dem Fahrzeug 300, 400 und der Sendeeinheit 170 abbricht.
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Die Schnittstelleneinheit 120 kann angepasst sein, das Freigabesignal 121 über eine V2X-Kommunikation, insbesondere eine Funkkommunikation, zu empfangen.
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Weiter kann die Schnittstelleneinheit 120 angepasst sein, nach Detektieren der Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit 111 durch die Überwachungseinheit 160 Fehlerdaten 122, die indikativ für die Fehlfunktion sind, bereitzustellen und/oder zu versenden, insbesondere an die Sendeeinheit 170 zu versenden. Bevorzugt basiert das Freigabesignal 121 auf den Fehlerdaten 122, d.h. das Freigabesignal 121 wird basierend auf den Fehlerdaten 122 erzeugt und an die Schnittstelleneinheit 120 versendet.
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Bevorzugt ist das Fahrzeugsteuersystem 100 angepasst, nach Ansteuern der ersten Untereinheit 111 oder der zweiten Untereinheit 112 ein Abschleppen des Fahrzeugs 300, 400 zu ermöglichen. Besonders bevorzugt umfasst das Bremssteuersystem 110 eine Feststellbremse 380, 480, wie sie zum Beispiel in den 3 und 4 im Zusammenhang mit den Bremssystemen 310 und 410 gezeigt ist, wobei bei Ansteuern der ersten Untereinheit 111 oder der zweiten Untereinheit 112 die Feststellbremse 380, 480 angesteuert wird, wobei die Feststellbremse 380, 480 durch Ansteuern basierend auf dem Freigabesignal 121 in einen gelösten Zustand versetzt wird.
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In einem Beispiel, in dem das Fahrzeugsteuersystem 100 angepasst ist, die Feststellbremse 380, 480 anzusteuern und in einen gelösten Zustand zu versetzen, nachdem eine Fehlfunktion detektiert worden ist, wird bevorzugt ein Anti-Compound-Port, ein Notlöseport, ein Select-High-Ventil und/oder ein Spindelantrieb angesteuert. Zusätzlich oder alternativ kann bei Ansteuern der Feststellbremse 380, 480 ein monostabiles Ventil oder ein bistabiles Ventil angesteuert werden, wie es zum Beispiel in den 5 und 6 gezeigt ist.
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Zusätzlich oder alternativ zum Ansteuern der Feststellbremse 380, 480 kann das Fahrzeugsteuersystem 100 angepasst sein, einen Antriebsstrang und/oder ein Getriebe anzusteuern, das jeweils in der Getriebesteuereinheit 130 und der Motorsteuereinheit 150 vorgesehen ist. Bei Ansteuerung wird jeweils der Antriebsstrang und/oder das Getriebe basierend auf dem Freigabesignal 121 in einen getrennten Zustand versetzt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems 200. Das Fahrzeugsteuersystem 200 kann zum Beispiel in das Fahrzeug 300 oder 400 eingebaut sein. Insbesondere zeigt 2 eine Schnittstelleneinheit 220. Die Schnittstelleneinheit 220 ist angepasst, Freigabesignale 221, und Steuerungssignale 223 zu empfangen. Zusätzlich ist die Schnittstelleneinheit 220 angepasst, Notrettungsanfragen 222 zu versenden, d.h. nach Detektieren der Fehlfunktion wird eine Notrettungsanfrage 222 an eine Sendeeinheit 270 versendet, woraufhin die Sendeeinheit 270 Freigabesignale 221 und/oder Steuersignale 223 versendet und die Schnittstelleneinheit 220 die Freigabesignale 221 und/oder die Steuersignale 223 empfängt.
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Die Schnittstelleneinheit 220, die in 2 gezeigt ist, ist über Notfallpfade mit weiteren Untereinheiten, die bevorzugt Aktuatoren aufweisen, verbunden. In diesem Beispiel ist die Schnittstelleneinheit 220 mit einer Überwachungseinheit 230, einer Notfalleinheit zur automatischen Steuerung 240, einer Notfallnotlösefeststellbremse 250, einer Notfallantriebs- und motorsteuereinheit 260, einer Notfalllenkungseinheit 270 und einem Notfallbremseinheit 280 verbunden. Zusätzlich sind in dieser Ausführungsform auch die Überwachungseinheit 230, die Notfalleinheit zur automatischen Steuerung 240, die Notfallnotlösefeststellbremse 250, die Notfallantriebs- und motorsteuereinheit 260, die Notfalllenkungseinheit 270 und die Notfallbremseinheit 280 untereinander verbunden. Das Fahrzeugsteuersystem 200 ist angepasst, eine Fehlfunktion zumindest eines Teils einer der Überwachungseinheit 230, der Notfalleinheit zur automatischen Steuerung 240, der Notfallnotlösefeststellbremse 250, der Notfallantriebs- und motorsteuereinheit 260, der Notfalllenkungseinheit 270 und/oder der Notfallbremseinheit 280 des Fahrzeugsteuersystems 200 zu detektieren, und zu überprüfen, ob die Einheit mit der Fehlfunktion in einem Notbetriebszustand ist. Für den Fall, dass die Einheit mit der Fehlfunktion nicht in einem Notbetriebszustand ist, ist die Einheit mit der Fehlfunktion oder das gesamte Fahrzeugsteuersystem 200 angepasst, in einen Notbetriebszustand versetzt zu werden. Insbesondere ist das Fahrzeugsteuersystem 200 angepasst, das Fahrzeug 300, 400 basierend auf dem Notbetriebszustand notzusteuern. Des Weiteren ist das Fahrzeugsteuersystem 200 angepasst, ein Freigabesignal 221 durch die Schnittstelleneinheit 220 zu empfangen, und eine oder mehrere der Überwachungseinheit 230, der Notfalleinheit zur automatischen Steuerung 240, der Notfallnotlösefeststellbremse 250, der Notfallantriebs- und motorsteuereinheit 260, der Notfalllenkungseinheit 270 und der Notfallbremseinheit 280, insbesondere einen oder mehrere einer jeweiligen Untereinheit zugeordnete Aktuatoren basierend auf dem Freigabesignal 221 anzusteuern. Bevorzugt wird die Notfallnotlösefeststellbremse 250, besonders bevorzugt mindestens einer der Aktuatoren der Notfallnotlösefeststellbremse 250, angesteuert.
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Es folgen weitere Überlegungen zu Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems.
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Beispielsweise umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuersystem zum Steuern und Bergen eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs eine erste Untereinheit und eine zweite Untereinheit, wobei das Fahrzeugsteuersystem angepasst ist, mit zumindest der ersten Untereinheit das Fahrzeug zumindest teilweise automatisiert zu steuern, und weiter angepasst ist, bei einer Fehlfunktion zumindest eines Teils einer der Untereinheiten das Fahrzeugsteuersystem oder wenigstens eine der ersten und zweiten Untereinheiten in einen Notbetriebszustand zu versetzen und das Fahrzeug basierend auf dem Notbetriebszustand notzusteuern („MRM-Mode“). Ferner umfasst das Fahrzeugsteuersystem eine Schnittstelleneinheit, die angepasst ist, ein Freigabesignal zu empfangen, und basierend auf dem Freigabesignal zumindest die zweite Untereinheit der Fahrzeugsteuereinheit anzusteuern („Rescue-Mode“). Bevorzugt ist die Schnittstelleneinheit ferner angepasst ist, das automatisierte Fahrzeug basierend auf dem Freigabesignal zu steuern. Besonders bevorzugt ist die Schnittstelleneinheit ferner angepasst, das automatisierte Fahrzeug basierend auf dem Freigabesignal in einem gegenüber einem normalen Betriebsmodus des Fahrzeugs eingeschränkten Betriebsmodus, insbesondere dynamisch eingeschränkten Betriebsmodus, zu steuern.
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Beispielsweise umfasst die zweite Untereinheit einen Fahrzeugaktuator, wobei die Schnittstelleneinheit angepasst ist, zumindest den Fahrzeugaktuator der zweiten Untereinheit anzusteuern. In einem Fall, dass die zweite Untereinheit mehrere Fahrzeugaktuatoren umfasst, ist die Schnittstelleneinheit vorzugsweise angepasst, eine Anzahl an Fahrzeugaktuatoren, die angesteuert wird, zu minimieren.
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Bevorzugt stellt die Schnittstelleneinheit eine V2X Kommunikation, insbesondere eine Funkkommunikation, bereit und das Freigabesignal wird über die V2X, insbesondere die Funkkommunikation, kommuniziert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Schnittstelleneinheit eine Bergebetriebseinheit, wobei die Bergebetriebseinheit angepasst ist, das Freigabesignal zu empfangen, und basierend auf dem Freigabesignal zumindest die zweite Untereinheit anzusteuern. Beispielsweise umfasst die Bergebetriebseinheit eine zu einer Energieversorgungseinheit des Fahrzeugsteuersystems zusätzliche Energieversorgungseinheit.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrzeugsteuersystem eine Zustandsüberwachungseinheit, die angepasst ist, einen Zustand zumindest der ersten Untereinheit zu überwachen, eine Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit zu detektieren, und Fehlerdaten bereitzustellen, wobei die Fehlerdaten indikativ für die Fehlfunktion sind. Weiter kann die Schnittstelleneinheit angepasst sein, die Fehlerdaten an eine externe Sendeeinheit zu versenden. Beispielweise basiert das Freigabesignal auf den Fehlerdaten.
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Weiter kann die Schnittstelleneinheit eine Verbindungsüberwachungseinheit umfassen, wobei die Verbindungsüberwachungseinheit angepasst ist, eine Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit und einer Sendeeinheit des Freigabesignals zu überwachen, wobei die Schnittstelleneinheit ferner angepasst ist, im Fall, dass eine Verbindung zwischen der Schnittstelleneinheit und der Sendeeinheit abbricht, eine Ansteuerung der zweiten Untereinheit zu beenden.
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Bevorzugt ermöglicht die Ansteuerung basierend auf dem Freigabesignal ein Abschleppen des Fahrzeugs.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Untereinheit eine Feststellbremse, wobei die Feststellbremse durch Ansteuerung basierend auf dem Freigabesignal in einen gelösten Zustand versetzt ist. Beispielsweise wird die Feststellbremse durch eine Notlöseeinheit gelöst, wobei die Notlöseeinheit einen Notlöseport, ein Select-High-Ventil und/oder einen Spindelantrieb umfasst. Besonders bevorzugt umfasst die Feststellbremse eine zu einer Bremsdruckversorgungseinheit eines Bremssystems zusätzliche Bremsdruckversorgungseinheit. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Notlöseeinheit ein monostabiles Ventil oder ein bistabiles Ventil.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Untereinheit zusätzlich oder alternativ zu einer Feststellbremse einen Antriebsstrang und/oder ein Getriebe, wobei der Antriebsstrang und/oder das Getriebe durch Ansteuerung basierend auf dem Freigabesignal in einen getrennten Zustand versetzt wird.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein elektropneumatisches Bremssystem für ein teilweise automatisiertes Fahrzeug mit einer Feststellbremseinheit, die eine Notlöseeinheit umfasst, wobei die Feststellbremseinheit angepasst ist, abhängig von einer Fehlfunktion zumindest eines Teils einer Fahrzeugsteuereinheit eines Fahrzeugs, in einen Notbetriebszustand versetzt zu werden, wobei das Bremssystem eine Schnittstelleneinheit umfasst, die angepasst ist, ein Freigabesignal zu empfangen, und basierend auf dem Freigabesignal die Notlöseeinheit anzusteuern („Rescue-Mode“).
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3 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines Bremssystems 310 mit einer Schnittstelleneinheit 320, die als eine Bergebetriebseinheit verstanden werden kann, entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei das Bremssystem 310 in ein Fahrzeug 300 mit einer zentralen Steuereinheit 389 eingebaut ist. Bei dem Bremssystem 310 handelt es sich um ein elektropneumatisches Bremssystem. Die in 3 und 4 gezeigten Blöcke, die nicht gesondert mit einer Bezugsziffer markiert sind, betreffen Standardkomponenten des Bremssystems 310 wie Überlast-Schutzventil, Park-Löse-Sicherheitsventil, Achsmodulator, Raddrehzahlsensor, Bremsaktuator, etc.
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Das Bremssystem 310 weist ein Betriebsbremssystem 311 und ein Feststellbremssystem 312 auf. Das Feststellbremssystem 312 weist eine Feststellbremse 380 in Form einer Ventileinheit mit mindestens einem Federspeicheranschluss zum Bereitstellen eines Feststellbremsdrucks an Aktuatoren 382 auf, die Federspeicherbremszylindern entsprechen. Vorliegend weist das Fahrzeug 300 vier Federspeicherbremszylinder auf, die jeweils einem Hinterrad 394 zugeordnet sind. Weiter weist das Betriebsbremssystem 311 zwei Betriebsbremszylinder 383 auf, die jeweils einem Vorderrad 384 zugeordnet sind.
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Die Federspeicherbremszylinder sind vorliegend als Kombinationsbremszylinder 385 ausgebildet, das heißt sie weisen jeweils eine Betriebsbremskammer 386 auf, welche durch einen Feststelldruck aus der Betriebsversorgungseinheit 399 aktuierbar ist.
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Die zentrale Steuereinheit 389, die als Betriebsbremssteuereinheit zum Steuern des Betriebsbremssystems 311 ausgebildet ist, ist mit einem Achsmodulator 388 verbunden, der als Teil des Betriebsbremssystems 311 einen hinteren Bremskreis bildet.
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Die Feststellbremse 380 umfasst eine Feststellbremssteuereinheit zum Steuern des Feststellbremssystems 312. Die Feststellbremse 380 weist zudem eine Feststellbremsventileinheit auf, die ausgebildet ist zum Aussteuern des Feststellbremsdrucks. Zum Bereitstellen des Feststellbremsdrucks an die Aktuatoren 382, d.h. die Federspeicherbremszylinder, weist die Feststellbremsventileinheit mindestens einen Federspeicheranschluss auf, der pneumatisch mit den Aktuatoren 382, d.h. den Federspeicherbremszylindern, verbunden ist. Die Feststellbremse 380 weist zudem eine Feststellsteuereinheit auf, die zum Bereitstellen eines elektronischen Feststellbremssignals zwecks Ansteuerung signalführend mit der Feststellbremsventileinheit verbunden ist.
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Indem der Feststellbremsdruck in Abhängigkeit des elektronischen Feststellbremssignals am Federspeicheranschluss ausgesteuert wird, werden die Federspeicherbremszylinder belüftet, und eine hier nicht näher dargestellte Radbremse gelöst. Werden die Federspeicherbremszylinder hingegen entlüftet, das heißt, wenn der Feststellbremsdruck unter einen Mindestwert absinkt, spannen die Federspeicherbremszylinder zu und die Räder, hier die Hinterräder 394, werden durch die nicht näher dargestellten Radbremsen gebremst.
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Ein solches Entlüften der Federspeicherbremszylinder kann insbesondere bei einer Ausfallbremsung bzw. Notbremsung erfolgen. Ein solcher Fall tritt beispielsweise ein, wenn eine Fehlfunktion vorliegt. In einem solchen Fall lässt sich das Fahrzeug 300 nicht mehr ohne weiteres bewegen, da die Federspeicherbremszylinder zugespannt sind und eine Belüftung durch die Feststellbremsventileinheit aufgrund der Fehlfunktion nicht möglich ist.
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Vorliegend ist die Feststellbremse 380 zwecks Versorgung mit elektrischer Energie mit einer Energieversorgung 395 elektrisch verbunden. Vorliegend ist die zentrale Steuereinheit 389 zwecks Versorgung mit elektrischer Energie ebenfalls mit der Energieversorgung 395 elektrisch verbunden.
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Das Bremssystem 310 weist eine Notlöseeinheit 381, d.h. eine Notlöseventileinheit, auf. Die Notlöseeinheit 381 ist ausgebildet, einen Notlösedruck an die Feststellbremse 380, bevorzugt die Feststellbremsventileinheit, bereitzustellen.
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Die Notlöseeinheit 381 ist über einen Hauptanschluss 396, an dem der Notlösedruck ausgesteuert wird, mit einem Zusatzbremsdruckanschluss zum Bereitstellen des Notlösedrucks pneumatisch verbunden. Die Notlöseeinheit 381 ist über einen Versorgungsanschluss 398 mit der Bremsversorgungseinheit 399 pneumatisch verbunden.
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Die Feststellbremsventileinheit und die erste Steuereinheit sind, wie hier gezeigt, baulich integriert als eine Feststellbremse 380, in diesem Fall ein Feststellbremsmodul.
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Das Bremssystem 310 umfasst zudem die Schnittstelleneinheit 320. Die Schnittstelleneinheit 320 wird in der vorliegenden Ausführungsform durch eine Energieversorgung 371 mit elektrischer Energie versorgt. Alternativ kann die Schnittstelleneinheit 320 auch durch die Energieversorgung 395 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Schnittstelleneinheit 320 ist mit der Notlöseeinheit 381 signalführend verbunden.
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Die Schnittstelleneinheit 320, die auch als Steuereinheit oder Over-the-Air-Einheit verstanden werden kann, ist mit einer aktiven Steuerung 372, zum Beispiel über eine Busverbindung, verbunden und ermöglicht, mindestens nach Ansteuerung der Aktuatoren, ein Steuern des Fahrzeugs. Weiter ist die Schnittstelleneinheit 320 mit einer Überwachungseinheit 330, die bevorzugt einen virtuellen Fahrer umfasst, signalführend verbunden.
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4 zeigt eine schematische Darstellung zur Illustration eines zweiten Bremssystems 410 in einem Fahrzeug 400 mit einer Bergebetriebseinheit 481 nach der vorliegenden Erfindung. Das in 4 gezeigte Bremssystem 410 entspricht im Wesentlichen dem Bremssystem, das in 3 gezeigt ist, insbesondere umfasst das Bremssystem 410 eine Schnittstelleneinheit 420, eine zentrale Steuereinheit 489, einen Achsmodulator 488, eine Feststellbremse 480, eine Notlöseeinheit 481 und Aktuatoren 482. Zudem weist das Bremssystem Bremsversorgungseinheiten 483, 484 und 485 auf.
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Anders als das elektropneumatische Bremssystem 310 umfasst das elektropneumatische Bremssystem 410 eine zusätzliche Bremsdruckversorgungseinheit 486 zur Versorgung der Bergebetriebseinheit 481.
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Zudem ist die Notlöseeinheit 481 ausgebildet, einen Notlösedruck an ein Wechselventil 487, d.h. ein Select-High-Ventil, bereitzustellen. Das Wechselventil 487 ist, in der gezeigten Figur nach links, vorgespannt. Über das Wechselventil 487 können die Federspeicherbremszylinder direkt mittels der Notlöseeinheit 481 belüftet und damit gelöst werden.
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Die Schnittstelleneinheit 420 ist mit der Notlöseeinheit 481 signalführend verbunden.
- 5 zeigt ein monostabiles Ventil 500 zur Anwendung in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem. Das Ventil 500 kann als Notlöseeinheit in einem Bremssteuersystem, wie es beispielsweise in 3 oder 4 gezeigt ist, eingebaut sein.
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Vorliegend weist das monostabile Ventil 500 ein 3/2-Wegeventil 510 in Form eines 3/2-Wege-Magnetventils auf. Das 3/2-Wegeventil 510 weist einen ersten Notlöse-Ventilanschluss 511 auf, der mit einem Hauptanschluss 396 zum Bereitstellen des Notlösedrucks pneumatisch verbunden ist. Das 3/2-Wegeventil 510 weist einen zweiten Notlöse-Ventilanschluss 512 auf, der zum Empfangen eines Versorgungsdrucks oder einem durch eine zusätzliche Bremsdruckversorgungseinheit bereitgestellten Druck pneumatisch mit einem Versorgungsanschluss 398 verbunden ist. Das 3/2-Wegeventil 510 weist einen dritten Notlöse-Entlüftungsanschluss 513 auf, der in eine Umgebung entlüftet.
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In einer ersten Notlöse-Ventilstellung des 3/2-Wegeventils 510 ist der erste Notlöse-Ventilanschluss 511 pneumatisch mit dem zweiten Notlöse-Ventilanschluss 512 verbunden, um einen am Versorgungsanschluss 398 bereitgestellten Bremsdruck als Notlösedruck am Hauptanschluss 396 bereitzustellen. In einer zweiten Notlöse-Ventilstellung ist der erste Notlöse-Ventilanschluss 511 pneumatisch mit dem Notlöse-Entlüftungsanschluss 513 verbunden, insbesondere um den Hauptanschluss 396, und mit diesem pneumatisch verbundene Anschlüsse, zu entlüften.
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Mittels einer Ventilsteuereinheit 530, die einem hier nicht dargestellten Betriebsbremssystem, zum Beispiel dem Betriebsbremssystem 311, zugeordnet sein kann, kann ein elektronisches Notlösesignal an einem elektronischen Steueranschluss 516 des 3/2-Wegeventils 510 bereitgestellt werden, um das 3/2-Wegeventil 510 in die erste Notlöse-Ventilstellung zu schalten. Im nicht angesteuerten Zustand, das heißt, wenn kein elektronisches Notlösesignal am Steueranschluss 516 anliegt, befindet sich das 3/2-Wegeventil 510 in der zweiten Notlöse-Ventilstellung.
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6 zeigt ein bistabiles Ventil 600 zur Anwendung in einem Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem. Das Ventil 600 kann als Notlöseeinheit in einem Bremssteuersystem, wie es beispielsweise in 3 oder 4 gezeigt ist, eingebaut sein.
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Das bistabile Ventil 600 weist im Vergleich zu dem in 5 gezeigten Ventil 500 einen Notlöse-Drucksensor 640 auf, der pneumatisch mit dem Hauptanschluss 396 verbunden ist. Es soll aber verstanden werden, dass ein Notlöse-Drucksensor 640 auch bei der Ausführungsform der 5 eingesetzt werden kann. Der Notlöse-Drucksensor 640 ist ausgebildet, den an einem ersten Notlöse-Ventilanschluss 611 ausgesteuerten Notlösedruck zu ermitteln, und in Abhängigkeit des ermittelten Notlösedrucks ein entsprechendes elektronisches Notlösedrucksignal bereitzustellen. Vorliegend ist der Notlöse-Drucksensor 640 mit einer weiteren Steuereinheit 630 signalführend verbunden, um das elektronische Notlösedrucksignal an die weitere Steuereinheit 630 bereitzustellen.
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Ferner weist das Ventil 600 eine Notlöse-Vorsteueranordnung 650 und eine Notlöse-Hauptventilanordnung 660 auf. Die Notlöse-Hauptventilanordnung weist ein Hauptventil 610 auf, das hier beispielshaft als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Die Notlöse-Vorsteueranordnung 650 umfasst ein Vorsteuerventil 670, das in einem Notlöse-Vorsteuerpfad 651 angeordnet ist und vorliegend als 2/2-Wegeventil in Form eines 2/2-Wege-Magnetventils ausgebildet ist. Das Vorsteuerventil 670 ist über ein elektronisches Notlöse-Signal steuerbar. Das pneumatisch schaltbare Hauptventil 610 weist einen Hauptventil-Steueranschluss 662 auf, der pneumatisch mit dem Notlöse-Vorsteuerpfad 651 zum Empfangen eines Notlöse-Vorsteuerdrucks verbunden ist. Das Vorsteuerventil 670 ist im Notlöse-Vorsteuerpfad 651 zwischen dem Versorgungsanschluss 398 und dem Hauptventil-Steueranschluss 662 angeordnet.
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In einer ersten Ventilstellung des Vorsteuerventils 670 ist ein mit dem Versorgungsanschluss 398, über ein weiteres Vorsteuerventil 680, das später beschrieben wird, verbundener zweiter Vorsteuerventil-Anschluss 664 pneumatisch mit einem, mit dem Hauptventil-Steueranschluss 662 verbundenen, ersten Vorsteuerventil-Anschluss 665 verbunden, um den Versorgungsdruck als Notlöse-Vorsteuerdruck am Hauptventil-Steueranschluss 662 bereitzustellen. In einer zweiten Ventilstellung des Vorsteuerventils 670 ist der Versorgungsanschluss 398 pneumatisch von dem Hauptventil-Steueranschluss 662 getrennt. Das Vorsteuerventil 670 ist ausgebildet, in Abhängigkeit des elektronischen Notlöse-Signals in die erste Ventilstellung zu schalten.
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Die Ventil 600 weist zusätzlich einen Versorgungsanschluss 667 auf, an dem ein Vorratsdruck pV bereitgestellt wird. Die Notlöse-Hauptventilanordnung 660 weist einen Hauptpfad 668 auf, der den Versorgungsanschluss 667 pneumatisch mit dem Hauptanschluss 396 verbindet und in dem das Hauptventil 610 angeordnet ist. Der erste Hauptventilanschluss 612 ist zum Bereitstellen des Notlösedrucks pneumatisch mit dem Hauptanschluss 396 verbunden. Der zweite Hauptventilanschluss 612 ist zum Empfangen des Vorratsdrucks pV pneumatisch mit dem Versorgungsanschluss 667 verbunden. Das Hauptventil 610 umfasst einen dritten Hauptventil-Entlüftungsanschluss 669, der in die Umgebung entlüftet.
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In einer ersten Hauptventil-Ventilstellung des Hauptventils 610 ist der erste Hauptventilanschluss 611 pneumatisch mit dem zweiten Hauptventilanschluss 612 verbunden, und bevorzugt der Hauptventil-Entlüftungsanschluss 669 gesperrt. In der ersten Hauptventil-Ventilstellung wird somit der Vorratsdruck pV als Notlösedruck pN am Hauptanschluss 396 bereitgestellt. In einer zweiten Hauptventil-Ventilstellung des Hauptventils 610 wird der erste Hauptventilanschluss 611 pneumatisch mit dem Hauptventil-Entlüftungsanschluss 669 verbunden und bevorzugt der zweite Hauptventilanschluss 612 gesperrt. In der zweiten Hauptventil-Ventilstellung ist folglich der Versorgungsanschluss 667 pneumatisch von dem Hauptanschluss 396 getrennt.
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Das Hauptventil 610 ist derart pneumatisch über das Vorsteuerventil 650 steuerbar, dass, wenn durch das Vorsteuerventil 650 in seiner ersten Ventilstellung ein Notlöse-Vorsteuerdruck pSN am Hauptventil-Steueranschluss 662 ausgesteuert wird, das Hauptventil 610 in die erste Hauptventil-Schaltstellung schaltet.
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Das Ventil 600 weist weiterhin einen pneumatischen Selbsthaltepfad 672 auf, der den ersten Hauptventilanschluss 611 pneumatisch mit dem Hauptventil-Steueranschluss 662 verbindet. Mittels des pneumatischen Selbsthaltepfads 672 kann vorteilhaft der vom Hauptventil 610 am ersten Hauptventilanschluss 611 ausgesteuerte Notlösedruck pN als Notlöse-Vorsteuerdruck pSN am Hauptventil-Steueranschluss 662 bereitgestellt werden, und zwar vorteilhaft unabhängig von dem am Versorgungsanschluss 398 bereitgestellten Versorgungsdruck. Mit einem pneumatischen Selbsthaltepfad 672 ist es vorteilhaft möglich, bei einem einmaligen, insbesondere kurzzeitigen, Bereitstellen des Vorratsdrucks pV am Hauptventil-Steueranschluss 662, anschließend dauerhaft den Notlösedruck pN am Hauptanschluss 396 auszusteuern, auch wenn der Vorratsdruck pV nicht mehr bereitgestellt wird.
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Weiter umfasst das Ventil 600 ein weiteres Vorsteuerventil 680 in Form eines 3/2-Wegeventils, insbesondere ein 3/2-Wegemagnetventil. Das weitere Vorsteuerventil 680 und das Vorsteuerventil 670 sind pneumatisch in Reihe im Notlöse-Vorsteuerpfad 651 angeordnet. Das weitere Vorsteuerventil 680 ist vorliegend in Form eines 3/2-Wege-Magnetventils ausgebildet und über ein erstes elektronisches Notlöse-Signal steuerbar. Das weitere Vorsteuerventil 680 weist im Unterschied zu dem Vorsteuerventil 670 zusätzlich einen Entlüftungsanschluss 674 auf, der in der ersten Ventilstellung pneumatisch mit dem ersten Vorsteuerventilanschluss 665 verbunden ist.
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Das weitere Vorsteuerventil 680 weist eine erste Ventilstellung auf, in der das weitere Vorsteuerventil 680 pneumatisch geöffnet ist, das heißt den Hauptventil-Steueranschluss 662 mit dem Vorsteuerventil 670 pneumatisch verbindet. Das weitere Vorsteuerventil 680 weist eine zweite Ventilstellung auf, in der das weitere Vorsteuerventil 680 den Hauptventil-Steueranschluss 662 von dem Vorsteuerventil 670 pneumatisch trennt.
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Mittels der hier gezeigten Notlöse-Vorsteueranordnung 650 mit einem als 2/2-Wegeventil ausgebildeten Vorsteuerventil 670 und einem weitere Vorsteuerventil 680 kann vorteilhaft ein am Hauptventil-Steueranschluss 662 anliegender Notlöse-Vorsteuerdruck pSN steuerbar entlüftet werden, um ein Aussteuern des Notlösedrucks pN am Hauptanschluss 396 zu beenden. Hierzu wird vorteilhaft das weitere Vorsteuerventil 680 in die erste Ventilstellung und das Vorsteuerventil 670 in die zweite Ventilstellung geschaltet, damit der Hauptventil-Steueranschluss 662 über den Entlüftungsanschluss 674 entlüftet wird.
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Mittels eines Vorratsdrucks pV versorgte Ventile 600 ermöglichen vorteilhaft eine dauerhafte Aussteuerung eines Notlösedruck pN, und zwar insbesondere auch dann, wenn der Vorratsdrucks pV nicht oder nicht mehr am Versorgungsanschluss 667 anliegt.
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7 zeigt ein System 700 mit einem Magnetventil 710 zur Anwendung in einem Fahrzeug 300, 400 mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem 100, 200.
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Das Magnetventil 710 ist signalführend mit einer Schnittstelleneinheit 720, die beispielsweise einer der Schnittstelleneinheiten 120, 220, 320 oder 420 entsprechen kann, verbunden. Weiter ist das Magnetventil 710 mit einem Aktuator 730, der zum Beispiel einem Federspeicherbremszylinder 382 oder 482 entsprechen kann, pneumatisch verbunden. Durch Ansteuerung des Magnetventils 710 werden die Federspeicherbremszylinder 382 oder 482 belüftet, und dadurch eine Feststellbremse gelöst.
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8 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 800 zum Bergen eines zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugs 300, 400.
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In einem ersten Schritt 810 wird eine Fehlfunktion zumindest eines Teils der ersten Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems 100, 200 detektiert.
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In einem zweiten Schritt 820 wird überprüft, ob die erste Untereinheit in einem Notbetriebszustand ist. Ist die erste Untereinheit in einem Notbetriebszustand, so folgt auf den Schritt 820 als nächster Schritt der Schritt 830. Ist die erste Untereinheit nicht in einem Notbetriebszustand, so wird in einem Schritt 821 die erste Untereinheit oder das Fahrzeugsteuersystem 100, 200 in einen Notbetriebszustand versetzt.
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In einem nächsten Schritt 830 wird das Fahrzeug 300, 400 basierend auf dem Notbetriebszustand mit Hilfe des Fahrzeugsteuersystems 100, 200 notgesteuert (MRM-Mode).
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In einem nächsten Schritt 840 wird ein Freigabesignal durch das Fahrzeugsteuersystem 100, 200 empfangen und in einem letzten Schritt 850 die erste Untereinheit und/oder die zweite Untereinheit des Fahrzeugsteuersystems 100, 200 basierend auf dem Freigabesignal angesteuert, d.h. in einem Bergemodus oder Rescue-Mode.
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Es folgen einige weitere Überlegungen zu der Erfindung.
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Kern der Erfindung ist ein spezifischer Bergebetrieb eines liegengebliebenen automatisierten Fahrzeugs, der von außen über eine Funkschnittstelle (V2X, 5G etc.) angefordert wird. Die Funkschnittstelle ist dabei entsprechend gegen Missuse und Fehlfunktionen (cyber security encryption und functional safety mechanism) zu sichern. Das Sicherheitskonzept sieht vor, dass erfindungsgemäß mindestens die ausgefallene/fehlerbehaftete Funktion bzw. die sichere Bergung von außen manuell überwacht und im Fehlerfall ein Notstopp ausgeführt wird. Erfindungsgemäß wird der Bergebetrieb sofort beendet, wenn die Funkverbindung unterbrochen ist oder ein dediziertes Not-Aus-Signal empfangen wird. Bevorzugt kann das Not-Aus-Signal für den Bergebetrieb jedoch ein zusätzliches Not-Aus-Signal und damit unabhängig von dem Not-Aus-Signal der Primärautomatisierung sein. Damit kann auch bei defektem Not-Aus der Primärautomatisierung eine Fahrzeugbergung gewährleistet werden.
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Die Ansteuerung im Fahrzeug kann bevorzugt direkt über eine Funkeinheit oder über eine daran angeschlossene Bergebetriebseinheit erfolgen.
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Erfindungsgemäß wird im oben beschriebenen Bergebetrieb mindestens ein Aktuator am Fahrzeug in einen Bergebetriebszustand gebracht und so die Fahrzeugrettung ermöglicht. Je nach Automatisierungsanwendung, Fehlerfall und Rettungsstrategie können jedoch auch mehrere Aktuatoren bzw. Aktuatorsysteme in einen entsprechenden Bergebetriebszustand geschaltet werden.
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Zu unterscheiden sind grundsätzlich zwei Szenarien:
- In einem ersten Szenario liegt ein Bergebetrieb vor, in dem das automatisierte Fahrzeug in einen Betriebszustand gebracht wird, der ein automatisiertes Abschleppen des Fahrzeugs durch ein weiteres Bergefahrzeug ermöglicht. Hier ist mindestens die Feststellbremse zu lösen und gegebenenfalls der Antriebsstrang und/oder Getriebestrang zu trennen. Zusätzlich sind weitere Bergebetriebszustände in anderen Aktuatorsubsystemen denkbar.
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In einem zweiten Szenario liegt ein Bergebetrieb vor, in dem das automatisierte Fahrzeug in einen Betriebszustand gebracht wird, in dem es in einem Notmodus über eine Fernsteuerung von außen mit der verbleibenden Restverfügbarkeit und gegebenenfalls zusätzlichen dynamischen Limitierungen in einen sicheren Bereich manövriert werden kann.
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Bevorzugt kann die Funkstrecke und Ansteuerung des Bergebetriebszustands über eine separate Energieversorgung erfolgen und damit ebenfalls fehlertolerant gegen Ausfall der Spannungsversorgung im Fahrzeug sein. Beispiele einer entsprechenden Notansteuerung der Feststellbremse sind zum Beispiel in den 3 und 4 gezeigt. Die Feststellbremse wird dabei über eine Notsteuereinheit gelöst. Die Notsteuereinheit kann dabei entweder einen dedizierten pneumatischen Port der Feststellbremse (zum Beispiel Anti-Compound-Port oder Notlöseport) ansteuern oder alternativ über Select-High-Ventile direkt auf die Federspeicher wirken.
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Je nach gewünschter Robustheit/Ausfallsicherheit kann die Notsteuereinheit bevorzugt aus dem pneumatischen Versorgungskreis der Feststellbremse oder einem unabhängigen Versorgungskreis versorgt werden. Außerdem kann in eine monostabile oder bistabile Umsetzung der Notsteuereinheit unterschieden werden (wie in den 5 und 6 gezeigt). Bevorzugt wird (mindestens bei Szenario 2) eine monostabile Ausführung gewählt, da damit eine erneute Notbremsung im Fehlerfall sichergestellt werden kann.
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Je nach Ausprägung können ein oder mehrere Ventile für das Ansteuern des Notlösedrucks genutzt werden. Eine weitere technische Umsetzung für ein Notlösen der Feststellbremse ist auch in 7 gezeigt. Dabei wird die Feder des Federspeichers beispielsweise durch einen Spindeltrieb entspannt und die Feststellbremse für einen Abschleppvorgang gelöst.
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Weitere Beispiele für Bergebetriebszustände der weiteren Aktuatorsysteme wären zum Beispiel beim automatischen Steuerungssystem ein Bergebetrieb, der eine gegebenenfalls dynamisch beschränkte ferngesteuerte Ansteuerung der Aktuatoren ermöglicht (beispielsweise bei Defekt eines einzelnen Aktuatorsystems, einem ausgelösten Safety-Mechanismus oder einem unplausiblen Systemzustand). Zusätzlich oder alternativ kann in einem Bergebetrieb der Motorsteuereinheit ein Getriebe in den Leerlauf geschaltet werden, der Antriebsstrang im Getriebe getrennt werden, der Abtriebsstrang getrennt werden und/oder die Kraftübertragung an einer anderen Stelle, beispielsweise im Differential etc., getrennt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann in einem Bergebetrieb die Lenkungseinheit ein momentenfreies Lenksystem, ein in einer bestimmten Stellung verriegeltes Lenksystem und/oder einen elektronischen Bergebetrieb der Lenkung umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann in einem Bergebetrieb die Bremseinheit einen ausgelösten Safety-Mechanismus umfassen.
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Weiterhin bevorzugt enthält die Funkeinheit oder die daran angeschlossene Bergebetriebseinheit eine Überwachungseinheit, die die Restverfügbarkeit des Fahrzeugs erfasst und über die Funkschnittstelle nach außen beispielsweise an einen Fahrzeugleitstand funkt.
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Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
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- 100, 200
- Fahrzeugsteuersystem
- 110
- Bremssteuereinheit
- 111
- erste Untereinheit
- 112
- zweite Untereinheit
- 120, 220, 320, 420
- Schnittstelleneinheit
- 121, 221
- Freigabesignal
- 122, 222
- Fehlerdaten
- 123, 223
- Steuersignal
- 130
- Getriebesteuereinheit
- 140
- Lenksteuereinheit
- 150
- Motorsteuereinheit
- 160, 230, 330
- Überwachungseinheit
- 170, 290
- Sendeeinheit
- 240
- Notfalleinheit zur automatischen Steuerung
- 250
- Notfallnotlösefeststellbremse
- 260
- Notfallantriebs- und Motorsteuereinheit
- 270
- Notfalllenkungseinheit
- 280
- Notfallbremseinheit
- 300,400
- Fahrzeug
- 310,410
- Bremssystem
- 311
- Betriebsbremssystem
- 312
- Feststellbremssystem
- 320
- Schnittstelleneinheit
- 330
- Überwachungseinheit
- 371, 395
- Energieversorgung
- 372
- aktive Steuerung
- 373, 399
- Bremsversorgungseinheit
- 380, 480
- Feststellbremse
- 381,481
- Notlöseeinheit
- 382, 482
- Aktuator
- 383
- Betriebsbremszylinder
- 384
- Vorderrad
- 385
- Kombinationsbremszylinder
- 386
- Betriebsbremskammer
- 388, 488
- Achsmodulator
- 389, 489
- zentrale Steuereinheit
- 394
- Hinterrad
- 396
- Hauptanschluss
- 398
- Versorgungsanschluss
- 483, 484, 485
- Bremsversorgungseinheit
- 486
- zusätzliche Bremsdruckversorgungseinheit
- 487
- Wechselventil
- 500,600
- Ventil
- 510,610
- 3/2-Wegeventil
- 511
- erster Notlöse-Ventilanschluss
- 512
- zweiter Notlöse-Ventilanschluss
- 513
- dritter Notlöse-Entlüftungsanschluss
- 516
- elektronischer Steueranschluss
- 530
- Ventilsteuereinheit
- 610
- Hauptventil
- 611
- erster Hauptventilanschluss
- 612
- zweiter Hautventilanschluss
- 630
- weitere Steuereinheit
- 640
- Notlöse-Drucksensor
- 650
- Notlöse-Vorsteueranordnung
- 651
- Notlöse-Vorsteuerpfad
- 660
- Notlöse-Hauptventilanordnung
- 662
- Hauptventil-Steueranschluss
- 664
- zweiter Vorsteuerventil-Anschluss
- 665
- erster Vorsteuerventil-Anschluss
- 667
- Versorgungsanschluss
- 668
- Hauptpfad
- 669
- Hauptventil-Entlüftungsanschluss
- 670
- Vorsteuerventil
- 672
- Selbsthaltepfad
- 674
- Entlüftungsanschluss
- 680
- weiteres Vorsteuerventil
- 700
- Magnetventilsystem
- 710
- Magnetventil
- 720
- Schnittstelleneinheit
- 730
- Aktuator
- 800
- Verfahren
- 810
- Schritt des Detektierens
- 820
- Schritt des Überprüfens
- 821
- Schritt des Versetzens
- 830
- Schritt des Notsteuerns
- 840
- Schritt des Empfangens
- 850
- Schritt des Ansteuerns
- pN
- Notlösedruck
- pSN
- Notlöse-Vorsteuerdruck
- pV
- Vorratsdruck
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017118537 A1 [0003]
- DE 102017211797 A1 [0004]
- DE 102018203773 B3 [0005]
- DE 102018219809 A1 [0006]
- US 2018158255 A1 [0007]
- US 2020247420 A1 [0008]
- EP 3644295 A1 [0009]