EP4709626A1

EP4709626A1 - Verfahren zum steuern eines autonomen fahrzeugs und fahrzeug

Info

Publication number: EP4709626A1
Application number: EP24721941.3A
Authority: EP
Inventors: Julian van Thiel
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2024-04-23
Publication date: 2026-03-18
Also published as: DE102023111866A1; CN121194914A; WO2024231092A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs (1) mit mehreren Subsystemen (2), wobei das Fahrzeug (1) von einer Bewegungs-Steuereinheit (20) autonom gesteuert wird, die ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Missionsvorgabe (VM) und/oder einer Routenvorgabe (VR) eine Soll-Trajektorie zu ermitteln und zumindest mit einigen der Subsysteme (2) zu kommunizieren und/oder diese anzusteuem, so dass sich das Fahrzeug (1) von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt bewegt, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst: - Überwachen mindestens eines Subsystems (2) des Fahrzeuges (1) auf das Vorliegen eines Fehlers, und für den Fall, dass mindestens ein Fehler in dem mindestens einen überwachten Subsystem (2) erkannt wurde, aufgrund dessen das betreffende Subsystem (2) nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad betrieben werden kann: - Klassifizieren des mindestens einen Fehlers in eine Fehlerklasse; - Anpassen der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll-Trajektorie in Abhängigkeit der Fehlerklasse des jeweils erkannten Fehlers.

Description

Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.

In einem autonomen Fahrzeug, in dem normalerweise mehrere Subsysteme angeordnet sind, wird normalerweise koordiniert von einer Bewegungs-Steuereinheit eine Missionsvorgabe eingelesen und/oder daraus eine Routenvorgabe erzeugt, die beispielsweise einer Soll-Trajektorie entspricht. Die Bewegungs-Steuereinheit kommuniziert dann mit zumindest einigen der Subsysteme und/oder steuert zumindest einige der Subsysteme in Abhängigkeit dieser Soll-Trajektorie so automatisiert an, dass sich das Fahrzeug zur Umsetzung der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt entlang einer Fahrbahn bewegt. Treten Fehler in einem solchen automatisierten System auf, wird das Fahrzeug in der Regel unabhängig von der Art des Fehlers in einen sicheren Zustand gebracht, beispielsweise am Fahrbahnrand abgestellt.

In DE 10 2019213 512 A1 ist beschrieben, das Betriebsbremssystem auf einen Fehler zu überwachen und bei Feststellen eines Fehlers im Betriebsbremssystem eine Backup-Funktion über ein Backupbremssystem bereitzustellen und den Fährbetrieb dadurch aufrecht zu erhalten. Eine sonstige Anpassung des Fährbetriebs ist jedoch nicht vorgesehen. Weitere Backup-Funktionen als Ersatz für gewisse Bremsfunktionen im Fahrzeug sind in DE 10 2011 016 740 A1 beschrieben.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeuges anzugeben, mit dem ein sicherer Betrieb des Fahrzeuges auch im Fehlerfall gewährleistet werden kann. Aufgabe ist weiterhin, ein Fahrzeug anzugeben.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren und ein Fahrzeug nach den unabhängigen Ansprüchen, wobei die Unteransprüche bevorzugte Weiterbildungen und Ausführungsformen beschreiben. Erfindungsgemäß ist demnach ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs mit mehreren Subsystemen vorgesehen, wobei das Fahrzeug von einer Bewegungs-Steuereinheit autonom gesteuert wird, wobei die Bewegungs-Steuereinheit ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Missionsvorgabe und/oder einer Routenvorgabe eine Soll- Trajektorie zu ermitteln und zumindest mit einigen der Subsysteme zu kommunizieren und/oder zumindest einige der Subsysteme in Abhängigkeit der Soll-T rajektorie anzusteuern, so dass sich das Fahrzeug zur Umsetzung der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt entlang einer Fahrbahn bewegt, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst:

- Überwachen mindestens eines Subsystems des Fahrzeuges auf das Vorliegen eines Fehlers, und für den Fall, dass mindestens ein Fehler in dem mindestens einen überwachten Subsystem erkannt wurde, aufgrund dessen das betreffende Subsystem nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad betrieben werden kann:

- Klassifizieren des mindestens einen Fehlers in eine Fehlerklasse;

- Anpassen der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe und/oder der Soll- Trajektorie in Abhängigkeit der Fehlerklasse des jeweils erkannten Fehlers.

Vorteilhafterweise wird also bei Erkennen eines Fehlers in einem der Subsysteme des Fahrzeuges als Fehlerreaktion oder Milderungsmaßnahme zunächst die Mission oder die Route bzw. Soll-T rajektorie des Fahrzeuges angepasst, wobei dies in Abhängigkeit davon geschieht, welchen Einfluss der Fehler auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges hat bzw. zu welchem Funktionsgrad die Funktion des Subsystems eingeschränkt ist. Erfindungsgemäß wird also die Gefährdung, die von dem Fahrzeug im Fehlerfall mit dem verminderten Funktionsgrad ausgeht, zunächst dadurch miniminiert, dass die Mission oder Route bzw. Soll-T rajektorie dementsprechend angepasst wird. Liegt also beispielsweise ein Fehler mit moderatem Einfluss auf das Fahrverhalten vor, so kann als Milderungsmaßnahme oder Fehlerreaktion vorgesehen sein, das Fahrzeug auf Nebenstrecken oder auch mit dem Fehler bzw. dem verminderten Funktionsgrad handhabbare Strecken umzuleiten. Bei kleineren oder einflussreicheren Fehlem bzw. schwach oder stark vermindertem Funktionsgrad des jeweiligen Subsystems fallen die Milderungsmaßnahmen bzw. die Fehlerreaktion dann entsprechend der Fehlerklasse anders aus. Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei einem Erkennen eines Fehlers in dem mindestens einen überwachten Subsystem, aufgrund dessen das betreffende Subsystem nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad betrieben werden kann, eine Backup-Funktion durch das betreffende Subsystem und/oder durch eines der anderen Subsysteme aktiviert wird, wobei die aktivierte Backup-Funktion den erkannten Fehler zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad kompensiert. Es wird also ergänzend versucht, den Fehler zumindest anteilig zu kompensieren, um den Fährbetrieb auch mit angepasster Mission oder Route bzw. Soll-Trajektorie so sicher wie möglich aufrecht erhalten zu können.

Vorzugsweise ist dann ergänzend vorgesehen, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie in Abhängigkeit davon angepasst wird oder werden, zu welchem Kompensationsgrad die Backup-Funktion den verminderten Funktionsgrad des betreffenden Subsystems ausgleichen kann. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass für den Fall, dass der Fehler anderweitig (zumindest anteilig) kompensiert werden kann, die Mission oder Route oder Soll- Trajektorie weniger stark anzupassen ist. Die Milderungsmaßnahme oder Fehlerreaktion kann also je nach Kompensationsgrad der jeweiligen Backup-Funktion „stärker“ oder „schwächer“ gewählt werden.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie derartig angepasst werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des betreffenden Subsystems, dass sich das Fahrzeug nach der Anpassung der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe und/oder der Soll-Trajektorie nur noch auf Fahrbahnen und/oder zu einem Zielpunkt mit einer vorgegebenen Untergrundeigenschaft bewegt. Es kann also vorteilhafterweise festgelegt werden, dass sich das Fahrzeug als Milderungsmaßnahme nur auf entsprechend unter dem verminderten (kompensierten) Funktionsgrad handhabbaren Untergründen bewegt.

Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass als Untergrundeigenschaft eine Steigung und/oder eine Untergrundbeschaffenheit und/oder ein Reibwert und/oder eine Krümmung und/oder eine Krümmungsänderung der Fahrbahn und/oder des Zielpunkts vorgegeben werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des betreffenden Subsystems. So können bei einem Ausfall der Subsysteme, die die Stabilität in Längs- oder Querrichtung beeinträchtigen, als Milderungsmaßnahmen nur noch Strecken befahren werden, auf denen stabilitätskritische Situation in Längsrichtung oder Querrichtung nicht mehr auftreten können bzw. vermieden werden.

So kann vorzugsweise vorgesehen, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie derartig angepasst werden, dass sich das in Abhängigkeit davon autonom gesteuerte Fahrzeug nur noch auf Fahrbahnen und/oder zu einem Zielpunkt bewegt, auf denen

- die Steigung eine Grenz-Steigung unterschreitet, und/oder

- der Reibwert einen festgelegten Grenz-Reibwert überschreitet, und/oder

- die Krümmung einen Krümmungs-Grenzwert unterschreitet, und/oder

- die Krümmungsänderung einen Änderungs-Grenzwert unterschreitet, wobei die Grenz-Steigung und/oder der Grenz-Reibwert und/oder der Krümmungs- Grenzwert und/oder der Änderungs-Grenzwert in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des betreffenden Subsystems festgelegt werden.

Es können also beispielsweise nur noch schwach gekrümmte Strecken, bei (teilweisem) Ausfall der Querstabilisierung, oder Strecken mit geringer Steigung, bei (teilweisem) Ausfall der Bremsen oder des Antriebs befahren werden, um im Fehlerfall stabilitätskritische Situationen zu vermeiden und dennoch den Betrieb des Fahrzeuges fortzusetzen. Vorteilhafterweise kann also auf die verminderte Funktionsfähigkeit in der jeweiligen Situation entsprechend reagiert werden.

Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie derartig angepasst werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des betreffenden Subsystems, dass sich das Fahrzeug nach der Anpassung der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe und/oder der Soll-Trajektorie nur noch auf Fahrbahnen und/oder zu einem Zielpunkt bewegt, auf denen eine äußere Umgebungs-Störgröße, beispielsweise eine Seitenwind-Stärke, einen Störgrößen-Grenzwert unterschreitet. Demnach können auch weitere äußere Störeinflüsse auf den fehlerbehafteten Fährbetrieb berücksichtigt werden.

Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Anpassen der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe und/oder der Soll-Trajektorie eine Ausfall-Wahrscheinlichkeit für einen Ausfall der verbleibenden Backup-Funktion berücksichtigt. Vorteilhafterweise wird also auch bewertet, wie robust der Einfluss des Kompensationsgrades ist und ob dieser im Laufe der Milderungsmaßnahme unter Umständen auch wegfallen könnte. Entsprechend wirkt sich dies dann auf die gewählte Milderungsmaßnahme oder Fehlerreaktion aus, insbesondere auf die Anpassung der Route oder Mission.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fahrzeug als Subsystem zumindest ein Parkbremssystem mit mindestens einer pneumatisch betriebenen Federspeicherbremse und/oder ein Betriebsbremssystem mit mindestens einer pneumatisch betriebenen Betriebsbremse aufweist, wobei die mindestens eine Federspeicherbremse und/oder die mindestens eine Betriebsbremse mit Druckmittel aus einem Druckmittelvorrat pneumatisch betrieben werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann dann vorgesehen sein, dass bei einem Erkennen eines Parkbrems-Fehlers in dem Parkbremssystem des Fahrzeuges, aufgrund dessen die mindestens eine Federspeicherbremse nicht oder nur noch eingeschränkt von einer Parkbrems-Steuereinheit angesteuert werden kann, eine Backup-Funktion dadurch bereitgestellt wird, dass anstatt der mindestens eine Federspeicherbremse oder ergänzend zu der mindestens einen Federspeicherbremse die mindestens eine Betriebsbremse des Betriebsbremssystems derartig angesteuert wird, dass der erkannte Parkbrems-Fehler zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad kompensiert wird. Bei der Auswahl der Milderungsmaßnahme oder Fehlerreaktion wird also ergänzend berücksichtigt, dass die Betriebsbremse einspringen kann, um die (verminderte oder ausgefallene) Funktion der Parkbremse zu ersetzen oder zu kompensieren, während das Fahrzeug die Route abfährt bzw. die Mission ausführt.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die mindestens eine Federspeicherbremse und die mindestens eine Betriebsbremse mit Druckmittel aus demselben Druckmittelvorrat pneumatisch betrieben werden, wobei die Backup-Funktion dadurch bereitgestellt wird, dass die mindestens Betriebsbremse des Betriebsbremssystems derartig einmalig oder mehrmalig angesteuert wird, dass sich ein Vorratsdruck des Druckmittelvorrats auf einen Grenz-Vorratsdruck reduziert, wobei die mindestens eine Federspeicherbremse bei Erreichen oder Unterschreiten des Grenz- Vorratsdruckes zugespannt oder angezogen ist, um den erkannten Parkbrems-Fehler zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad zu kompensieren. Der Druckmittel vorrat wird also durch eine Ansteuerung der Betriebsbremse „leergesaugt“, so dass das Fahrzeug auch dann noch sicher über die Parkbremse abgestellt werden kann, auch dann, wenn die Parkbremse nicht oder nur noch eingeschränkt angesteuert werden kann. Auf diese Weise kann die Routen- oder Missionsplanung entsprechend dem dadurch zu erreichenden Kompensationsgrad angepasst werden und auch dann noch ein sicheres Abstellen oder eine sichere Abstellmöglichkeit gewährleistet werden.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Backup-Funktion dadurch bereitgestellt wird, dass die mindestens eine Betriebsbremse des Betriebsbremssystems derartig angesteuert wird, dass das Fahrzeug allein über die mindestens eine Betriebsbremse im Stillstand gehalten wird, um den erkannten Parkbrems-Fehler zu kompensieren, wobei vorzugsweise die verbleibende Menge an Druckmittel, mit dem die mindestens eine Betriebsbremse pneumatisch betrieben wird, berücksichtigt wird, um den Kompensationsgrad der Backup-Funktion zu ermitteln, mit dem der erkannte Parkbrems-Fehler zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad kompensiert wird. Es wird also ergänzend bewertet, wie lange die Betriebsbremse eine Parkbremsfunktion ersetzen könnte, um das Fahrzeug auf der Route oder während der Mission im Stillstand zu halten, beispielsweise bis eine Reparaturmöglichkeit eintreffen kann. Entsprechend kann dann die Milderungsmaßnahme oder Fehlerreaktion ausfallen.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei einem Erkennen eines Betriebsbrems-Fehlers in dem Betriebsbremssystem des Fahrzeuges, aufgrund dessen die mindestens eine Betriebsbremse nicht oder nur noch eingeschränkt von einer Betriebsbrems-Steuereinheit angesteuert werden kann und/oder aufgrund dessen ein Stabilitätsregelsystem des Betriebsbremssystems nicht oder nur noch eingeschränkt betrieben werden kann, in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der jeweils aktivierten Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des Betriebsbremssystems und/oder der Fehlerklasse des Betriebsbrems-Fehlers vorgesehen ist, mindestens eine Fahrdynamikgröße des Fahrzeuges zu begrenzen, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Querbeschleunigung, Längsbeschleunigung, Fahrzeug-Geschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkwinkel-Gradient, Lenk-Geschwindigkeit, Lenkmoment. Als Milderungsmaßnahme kann also auch festgelegt werden, dass das Fahrzeug nur unter bestimmten fahrdynamischen Einschränkungen weiter betrieben wird, um entsprechend auf einen Fehler einer bestimmten Fehlerklasse zu reagieren.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei einem erkannten Lenksystem-Fehler in einem Lenksystem des Fahrzeuges, aufgrund dessen eine Lenkanforderung nicht oder nur noch eingeschränkt automatisiert umgesetzt werden kann, eine Backup-Funktion dadurch bereitgestellt wird, dass das Betriebsbremssystem eine seitenweise unterschiedliche Abbremsung des Fahrzeuges derartig bewirkt, dass das Fahrzeug in Abhängigkeit der Lenkanforderung gelenkt wird, um den erkannten Lenksystem-Fehler zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad zu kompensieren. Demnach kann die Milderungsmaßnahme auch in Abhängigkeit davon festgelegt werden, wie stark die fehlerhafte Lenkfunktion durch ein Lenkbremsen ausgeglichen werden kann.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie derartig angepasst werden, dass das Fahrzeug nach der Anpassung der Missionsvorgabe und/oder der Routenvorgabe und/oder der Soll-Trajektorie innerhalb einer Restzeit automatisiert in den Stillstand gebracht wird, wobei die Restzeit in Abhängigkeit des Kompensationsgrades der Backup-Funktion und/oder des verbleibenden Funktionsgrades des betreffenden Subsystems festgelegt wird. Vorteilhafterweise wird also das fehlerhafte Weiterbetreiben des Fahrzeuges auch bei Vorliegen einer Kompensation nicht dauerhaft zugelassen, um die Gefährdung aufgrund des Fehlers und ggf. von Folgefehlern zu minimieren.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei Erkennen eines Fehlers in mindestens einem der Subsysteme eine Warnung an andere Verkehrsteilnehmer erzeugt und ausgegeben wird, vorzugsweise über eine V2X-Verbindung, wobei die Warnung in Abhängigkeit der Fehlerklasse des jeweiligen Fehlers erzeugt wird. Der umliegende Verkehr kann also, insbesondere bei einem automatisierten Fahrzeug, gewarnt werden, so dass auch der umliegende Verkehr selbst mit der gebotenen Vorsicht reagieren kann, wenn beispielsweise ein schwerwiegender Fehler vorliegt.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das Fahrzeug mindestens einen Anhänger aufweist, wobei der Anhänger auf das Vorliegen eines Anhänger-Fehlers überwacht wird, und für den Fall, dass ein Anhänger-Fehler in dem überwachten Anhänger erkannt wurde, aufgrund dessen der Anhänger nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad betrieben werden kann, der Anhänger-Fehler in einer Fehlerklasse klassifiziert wird, und die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie in Abhängigkeit der Fehlerklasse des Anhänger-Fehlers angepasst wird. Der Anhänger selbst kann also als ein zusätzliches Subsystem betrachtet werden, für den bei Vorliegen eines Fehlers einer bestimmten Fehlerklasse eine entsprechende Milderungsmaßnahme eingeleitet werden kann.

Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Missionsvorgabe und/oder die Routenvorgabe und/oder die Soll-Trajektorie derartig angepasst werden, dass der Anhänger in einen geparkten Zustand überführt wird und je nach Fehlerklasse und/oder verbleibendem Funktionsgrad des Anhängers vom Fahrzeug abgetrennt wird. Dadurch kann das Zugfahrzeug beispielsweise auch weiter betrieben werden und die Route oder Mission, je nach Fehlerklasse, auch ohne den Anhänger fortgesetzt werden.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass das mindestens eine überwachte Subsystem des Fahrzeuges ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: - Antriebssystem, insbesondere aufweisend ein Getriebesystem, ein Motorsystem, ein Differentialsystem,

- Radsystem, insbesondere aufweisend ein Wheelend und einen Reifen,

- Federungssystem, insbesondere ein elektronisches Luftfedersystem,

- Umfelderfassungssystem, z.B. mit einer Kamera, einem Laser-Sensor, einem Ll- DAR-Sensor,

- Lokalisierungssystem, z.B. Satellitenortung. Demnach ist eine Fehlerüberwachung und Klassifizierung auch für eine Reihe von weiteren Subsystemen des Fahrzeuges möglich, die für den Betrieb wichtig sind, wobei im Fehlerfall mit einer entsprechenden Milderungsmaßnahme reagiert wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit mehreren Subsystemen; und

Fig. 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt stark schematisiert ein Fahrzeug 1 mit mehreren Subsystemen 2, und zwar einem Betriebsbremssystem 6 mit Betriebsbremsen 6a und einem Stabilitätsregelsystem 6b und einer Betriebsbrems-Steuereinheit 6c zum elektrischen Steuern des Betriebsbremssystems 6, einem Parkbremssystem 4 mit Federspeicherbremsen 4a und einer Parkbrems-Steuereinheit 4b zum elektrischen Steuern des Parkbremssystems 4, einem automatisierten Lenksystem 8 mit einem elektrisch ansteuerbaren Lenkaktuator 8a, einem Antriebssystem 10, insbesondere aufweisend ein Getriebesystem 10a, ein Motorsystem 10b und ein Differentialsystem 10c, mindestens vier Radsystemen 12, jeweils insbesondere aufweisend ein

Wheelend 12a und einen Reifen 12b, einem Federungssystem 14, insbesondere einem elektronischen Luftfedersystem 14a, einem Umfelderfassungssystem 16, z.B. mit einer Kamera 16a, einem Laser-

Sensor 16b, einem LIDAR-Sensor 16c, etc., und einem Lokalisierungssystem 18, z.B. ein Satellitenortungssystem 18a, insb. GPS, GLONASS, etc..

Es können auch weitere, nicht genannte Subsysteme 2 im Fahrzeug 1 vorgesehen sein. Das dargestellte Fahrzeug 1 bewegt sich dabei auf einer Fahrbahn 3 mit einer bestimmten Untergrundeigenschaft E, z.B. mit einer gewissen Steigung EN, mit einer bestimmten Untergrundbeschaffenheit EB (Schotter, Asphalt, Schnee, Regen), mit einem bestimmten Reibwert ER, mit einer gewissen Krümmung EK bzw. einer entsprechenden Krümmungsänderung EKA.

Ferner ist eine Bewegungs-Steuereinheit 20 vorgesehen, in der ein Missionsplanungssystem 13, ein Routenplanungssystem 15 und ein Trajektorien-Steuersystem 17 integriert ist. Das Missionsplanungssystem 13 dient der Aufnahme oder dem Einlesen einer Missionsvorgabe VM, beispielsweise „Lieferung der Fracht von einem Startpunkt A zu einem Zielpunkt Z“. Das Routenplanungssystem 15 dient dem Ermitteln oder Einlesen einer Routenvorgabe VR, die den geplanten Weg des Fahrzeuges 1 entlang einer bestimmten Route vom Startpunkt A zum Zielpunkt Z beinhaltet, vorzugsweise in Form einer Soll-Trajektorie TSoll, entlang derer sich das Fahrzeug 1 von A nach Z bewegen soll. Auch dem Startpunkt A und dem Zielpunkt Z können dabei die o.g. Untergrundeigenschaften E zugeordnet werden.

Das Trajektorien-Steuersystem 17 sorgt dafür, dass die jeweiligen Subsysteme 2 im Fahrzeug 1 angesteuert oder mit bestimmten Subsystemen 2 im Fahrzeug 1 kommuniziert wird, vorzugsweise über eine serielle Datenverbindung, insbesondere ein Datenbus-System 7, vorzugweise ein CAN-Bus, um das Fahrzeug 1 dazu zu bringen, sich entlang der Soll-Trajektorie TSoll zu bewegen. Dies erfolgt unter Verwendung der jeweiligen Subsysteme 2 (Bremssystem (4, 6) Antriebssystem 10, Lenksystem 8, Radsystem 12, Federungssystem 14, und ggf. weitere), die die Bewegung des Fahrzeuges 1 beeinflussen bzw. mitbestimmen, und durch Kommunikation mit den jeweiligen Subsystemen 2 (Umfelderfassungssystem 16, Lokalisierungssystem 18, und ggf. weitere), die bei der Überwachung des Fahrzeuges 1 , d.h. der Beobachtung der Umgebung U und der Lokalisierung des Fahrzeuges 1 , beteiligt sind. Demnach kann eine vollautomatisierte bzw. autonome Steuerung, vorzugsweise nach SAE-Level 4 oder 5, stattfinden, bei der das Fahrzeug 1 führerlos oder ohne den Rückgriff auf einen Fahrer entlang der Soll-Trajektorie TSoll gesteuert wird und diese Bewegung im Hinblick darauf überwacht wird, ob die Soll-Trajektorie TSoll eingehalten wird und/oder Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern 50 vermieden werden. Die Bewegung des Fahrzeuges 1 wird demnach zentral und autonom von der Bewegungs-Steuereinheit 20 koordiniert. Ferner ist ein Überwachungssystem 22 vorgesehen, über das der autonome Betrieb des Fahrzeuges 1 dauerhaft überwacht wird, wobei das Überwachungssystem 22 beispielsweise Bestandteil der Bewegungs-Steuereinheit 20 sein kann oder aber zumindest mit dieser Daten austauschen kann, so dass wie nachfolgend beschrieben auf einen erkannten Fehler F2 in einem oder mehreren der genannten Subsysteme 2 bzw. auf eine degradierte Verfügbarkeit des jeweiligen Subsystems 2 reagiert werden kann. Dazu ist das beispielhaft in Fig. 2 dargestellte Verfahren vorgesehen:

Demnach ist vorgesehen, dass nach einer anfänglichen (STO) Festlegung der Soll- Trajektorie TSoll in Abhängigkeit der Missionsvorgabe VM und/oder der Routenvorgabe VR durch die Bewegungs-Steuereinheit 20 in einem Überwachungsschritt ST1 fortlaufend eine Fehler-Überwachung stattfindet, während das Fahrzeug 1 über das Trajektorien-Steuersystem 17 in Abhängigkeit der Soll-Trajektorie TSoll automatisiert gesteuert wird. Dabei wird im Rahmen der Fehler-Überwachung mindestens eines der Subsysteme 2 des Fahrzeuges 1 auf das Vorliegen eines Fehlers F2 bzw. auf die Verfügbarkeit des jeweiligen Subsystems 2 überwacht.

Für den Fall, dass ein Fehler F2 in mindestens einem der überwachten Subsysteme 2 erkannt wurde, aufgrund dessen das betreffende Subsystem 2 dann folglich nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad FG, d.h. nicht mehr vollständig wie im Normalbetrieb, betrieben werden kann, wird dann in einem Klassifizierungsschritt ST2 der mindestens eine Fehler F2 in eine Fehlerklasse KF eingeordnet bzw. klassifiziert. In Abhängigkeit davon wird dann in einem Anpassungsschritt ST3 die Missionsvorgabe VM und/oder die Routenvorgabe VR und/oder die Soll-Trajektorie TSoll angepasst.

Die Route oder die Mission wird also entsprechend dem erkannten Fehler F2 angepasst, wobei bei einem Erkennen eines Fehlers F2 in dem mindestens einen überwachten Subsystem 2 und in Abhängigkeit der Fehlerklasse KF des Fehlers F2 eine Backup-Funktion B2 entweder durch das vom Fehler F2 betroffene Subsystem 2 selbst und/oder durch eines der anderen Subsysteme 2 aktiviert wird. Die aktivierte Backup-Funktion B2 dient dann dazu, den erkannten Fehler F2 zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig (insofern möglich), zu einem gewissen Kompensationsgrad KG auszugleichen bzw. zu kompensieren.

So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem Erkennen eines Parkbrems-Fehlers F4 in dem Parkbremssystem 4 des Fahrzeuges 1 , aufgrund dessen beispielsweise die Federspeicherbremsen 4a nicht oder nur noch eingeschränkt von der Parkbrems-Steuereinheit 4b angesteuert werden können, eine Backup-Funktion B2 dadurch bereitgestellt wird, dass anstatt der mindestens eine Federspeicherbremse 4a oder (falls diese noch vermindert ansteuerbar ist) ergänzend zu der mindestens einen Federspeicherbremse 4a die mindestens eine Betriebsbremse 6a des Betriebsbremssystems 6 angesteuert wird. Der vollständige oder teilweise Ausfall des Parkbremssystems 4 wird also durch die Verwendung des Betriebsbremssystems 6 ausgeglichen.

Im Speziellen kann dabei vorgesehen sein, dass für den Fall, dass die mindestens eine Federspeicherbremse 4a und die mindestens eine Betriebsbremse 6a mit Druckmittel aus demselben Druckmittelvorrat 9 pneumatisch betrieben werden, die Backup-Funktion B2 dadurch bereitgestellt wird, dass das Druckmittel durch Ansteuerung der mindestens einen Betriebsbremse 6a „verbraucht“ wird. Die mindestens eine Betriebsbremse 6a des Betriebsbremssystems 6 wird also derartig einmalig oder mehrmalig angesteuert, dass sich ein Vorratsdruck pV des gemeinsam genutzten Druckmittel Vorrats 9 auf einen Grenz-Vorratsdruck pVG, beispielsweise Umgebungsdruck, reduziert, wobei die mindestens eine Federspeicherbremse 4a bei Erreichen oder Unterschreiten des Grenz-Vorratsdruckes pVG zugespannt oder angezogen ist. Auf diese Weise kann also die fehlerhafte Ansteuerung über die Parkbrems- Steuereinheit 4b dadurch kompensiert werden, dass durch Ansteuerung der Betriebsbremse 6a der Druckmittelvorrat 9 „leergesaugt“ wird und die Federspeicherbremse 4a dadurch nicht mehr in der offenen Stellung gehalten werden kann.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Backup-Funktion B2 für einen Parkbrems- Fehler F4 dadurch bereitgestellt wird, dass die mindestens eine Betriebsbremse 6a des Betriebsbremssystems 6 derartig angesteuert wird, dass das Fahrzeug 1 allein über die mindestens eine Betriebsbremse 6a im Stillstand gehalten wird. Dabei kann beispielsweise die verbleibende Menge an Druckmittel, mit dem die mindestens eine Betriebsbremse 6a pneumatisch betrieben wird, berücksichtigt werden, um den Kompensationsgrad KG der Backup-Funktion B2 zu ermitteln. In Abhängigkeit davon kann dann beispielsweise eingeschätzt werden, wie lange das Fahrzeug 1 über die Betriebsbremse 6a sicher im Stillstand gehalten werden kann, bis über eine Intervention von außen, d.h. nicht durch das automatisierte Fahrzeug 1 selbst, z.B. durch einen (automatisiert) angeforderten Pannenhelfer/Operator/Abschleppdienst, das Fahrzeug 1 über zusätzliche mechanische Maßnahmen gegen ein Wegrollen gesichert werden kann. Diese Backup-Funktion F2 wird also nur dann in Betracht gezogen, wenn sichergestellt ist, dass das Druckmittel in ausreichender Menge (inkl. Sicherheitsmage) zur Verfügung steht, um das benötigte Zeitfenster mit diesem Notbetrieb sicher zu überbrücken. Nur dann kann eine Backup-Funktion B2 mit einem ausreichend hohen Kompensationsgrad KG bereitgestellt werden.

Weiterhin kann bei einem erkannten Lenksystem-Fehler F8 in einem Lenksystem 8 des Fahrzeuges 1 , aufgrund dessen eine Lenkanforderung LA nicht oder nur noch eingeschränkt über den Lenkaktuator 8a automatisiert umgesetzt werden kann, eine Backup-Funktion B2 dadurch bereitgestellt werden, dass die Betriebsbremsen 6a des Betriebsbremssystems 6 seitenweise unterschiedlich angesteuert werden, um durch die seitenweise unterschiedliche Abbremsung des Fahrzeuges 1 ein Lenken (durch Bremsen) in Abhängigkeit der jeweiligen Lenkanforderung LA zumindest noch teilweise zu erreichen. Der erkannte Lenksystem-Fehler F4 kann also durch diese Lenkbremsung zumindest teilweise zu einem gewissen Kompensationsgrad KG kompensiert werden.

Liegt in dem Antriebssystem 10 oder in dem Betriebsbremssystem 6 ein Antriebs- Fehler F10 bzw. ein Betriebsbrems-Fehler F6 vor, aufgrund dessen das jeweilige Subsystem 2; 10, 6 nur noch eingeschränkt betrieben werden kann, kann eine Backup-Funktion B2 dadurch bereitgestellt werden, dass das Fahrzeug 1 über das jeweilige Subsystem 2; 10, 6 nur noch eingeschränkt angetrieben oder abgebremst wird, beispielsweise über einen redundanten Pfad, oder über entsprechende gleichwirkende Austauschmittel im Fahrzeug 1 (eingeschränkt) angetrieben bzw. abgebremst wird, dann (entsprechend eingeschränkt) mit einem entsprechenden Kompensationsgrad KG. Daraus, dass auf die Backup-Funktion B2 zurückgegriffen wird, ergeben sich normalerweise Limitierungen bzw. Einschränkungen in der jeweiligen Funktion des fehlerhaften Subsystems 2, also z.B. der Parkbremsfunktion oder Betriebsbremsfunktion oder Lenkfunktion oder der Antriebsfunktion oder dergleichen, und damit der Funktion des Fahrzeuges 1 allgemein. Je nachdem, zu welchem Kompensationsgrad KG die jeweilige Backup-Funktion B2 den verminderten Funktionsgrad FG des betroffenen fehlerhaften Subsystems 2 ausgleichen kann, wird dann die Route bzw. die Routenvorgabe VR und/oder die Mission bzw. die Missionsvorgabe MV und demnach auch die Soll-Trajektorie TSoll entsprechend angepasst. Das Fahrzeug 1 wird also entsprechend umgeleitet oder auf eine andere Route geschickt, um den Limitierungen aus der Backup-Funktion B2 Rechnung zu tragen.

Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Missionsvorgabe VM und/oder die Routenvorgabe VR und/oder die Soll-Trajektorie TSoll derartig angepasst werden, dass sich das Fahrzeug 1 nach dem Anpassungsschritt ST3 nur noch auf Fahrbahnen 3 und/oder zu einem Zielpunkt Z mit einer vorgegebenen Untergrundeigenschaft E bewegt. Dabei kann in Abhängigkeit der jeweiligen Limitierung aufgrund des Einspringens der jeweiligen Backup-Funktion B2 als Untergrundeigenschaft E für die Fahrbahn 3 oder den Zielpunkt Z beispielsweise eine Steigung EN und/oder eine Untergrundbeschaffenheit EB, z.B. Schotter, Asphalt, Schnee, Regen, und/oder ein Reibwert ER und/oder eine Krümmung EK und/oder eine Krümmungsänderung EKA vorgegeben werden. Somit kann festgelegt werden, dass insbesondere in Abhängigkeit des Kompensationsgrades KG der Backup-Funktion B2 und/oder des verbleibenden Funktionsgrades FG des betreffenden Subsystems 2 die weitere Route oder Mission des Fahrzeuges 1 so festgelegt wird, dass die daraus folgende Soll-Trajektorie TSoll mit den noch bestehenden und (ggf. eingeschränkt) funktionierenden Subsystemen 2 ohne Probleme abgefahren werden kann. Dabei kann auch berücksichtigt werden, welche Auswirkungen das Auftreten von weiteren Fehlern F2 in demselben oder weiteren Subsystemen 2 bzw. der Ausfall der jeweils aktivierten Backup- Funktion B2 haben würde bzw. wie hoch eine Ausfall-Wahrscheinlichkeit WB2 der betreffenden Backup-Funktion B2 ist.

So kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass sich das Fahrzeug 1 nach dem Anpassungsschritt ST3 nur noch auf Fahrbahnen 3 und/oder zu einem Zielpunkt Z bewegt, auf denen die Steigung EN eine Grenz-Steigung ENG unterschreitet, so dass das Fahrzeug 1 bei einem Parkbrems-Fehler F4 und/oder einem Betriebsbrems-Fehler F6 mit einem verminderten Funktionsgrad FG des Betriebsbremssystems 6 nicht in eine Situation geraten kann, in der es auf einem zu stark ansteigenden oder abfallendem Untergrund (Fahrbahn 3, Zielpunkt Z) dauerhaft (Parkbremse) oder temporär (Betriebsbremse) über ein fehlerhaftes Subsystem 2 abzubremsen ist. Entsprechend kann dies bei einem Antriebs-Fehler F10 der Fall sein, bei dem das Antriebssystem 10 mit einem verminderten Funktionsgrad FG weiterbetrieben wird und demnach unter Umständen nicht alle Übersetzungen und/oder nur begrenzte Antriebsmomente zur Verfügung stehen, die ein Befahren von gewissen Untergründen mit gewissen Steigungen EN nicht oder nur bedingt ermöglicht.

Weiterhin kann berücksichtigt werden, dass sich das Fahrzeug 1 nach dem Anpassungsschritt ST3 nur noch auf Fahrbahnen 3 und/oder zu einem Zielpunkt Z bewegt, auf denen der Reibwert ER einen festgelegten Grenz-Reibwert ERG überschreitet. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass das Fahrzeug 1 beispielsweise bei einem Betriebsbrems-Fehler F6 in dem Betriebsbremssystem 6 und/oder bei einem Antriebs-Fehler F10 in dem Antriebssystem 10 nicht in eine Situation gerät, in der es zu einem ungewollten Stabilitätsverlust kommt, der aufgrund des verminderten Funktionsgrades FG bzw. des jeweiligen Kompensationsgrades KG der jeweils aktivierten Backup-Funktion B2 grundsätzlich auftreten kann.

Weiterhin kann berücksichtigt werden, dass sich das Fahrzeug 1 nach dem Anpassungsschritt ST3 nur noch auf Fahrbahnen 3 und/oder zu einem Zielpunkt Z bewegt, auf denen die Krümmung EK einen Krümmungs-Grenzwert EKG und/oder die Krümmungsänderung EKA einen Änderungs-Grenzwert EKAG unterschreitet/unterschrei- ten. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass das Fahrzeug 1 beispielsweise bei einem Lenksystem-Fehler F8 in dem Lenksystem 8 automatisiert auf eine Fahrbahn 3 oder zu einem Zielpunkt Z manövriert wird, bei dem eine Lenkbewegung des Fahrzeuges 1 anzufordern ist, die beispielsweise durch ein Lenkbremsen über das Betriebsbremssystem 6 als Backup-Funktion B2 nicht erreicht werden kann.

Die Route oder die Mission bzw. die Soll-Trajektorie TSoll kann also an diese Limitierung entsprechend angepasst werden, wobei die genannten Grenzwerte, d.h. die Grenz-Steigung ENG und/oder der Grenz-Reibwert ERG und/oder der Krümmungs- Grenzwert EKG und/oder der Änderungs-Grenzwert EKAG in Abhängigkeit des Kompensationsgrades KG der Backup-Funktion B2 und/oder des verbleibenden Funktionsgrades FG des betreffenden Subsystems 2 festgelegt werden. Ergänzend können auch äußere Umgebungs-Störgrößen SG auf dem Weg zum Zielpunkt Z berücksichtigt werden, beispielsweise eine Seitenwind-Stärke, die einen Störgrößen-Grenz- wert SGG nicht übersteigen sollte, wenn beispielsweise das Stabilitätsregelsystem 6b innerhalb des Betriebsbremssystems 6 einen Fehler F2 aufweist und daher auf größeren Böen nicht reagieren kann. Überfahrten über längere Brücken oder benachbart zu Freiflächen können demnach bei der Anpassung im Anpassungsschritt ST3 berücksichtigt werden.

Bei einem Erkennen eines Betriebsbrems-Fehlers F6 in dem Betriebsbremssystem 6 des Fahrzeuges 1 , aufgrund dessen die mindestens eine Betriebsbremse 6a nicht oder nur noch eingeschränkt von einer Betriebsbrems-Steuereinheit 6c angesteuert werden kann und/oder aufgrund dessen das Stabilitätsregelsystem 6b des Betriebsbremssystems 6 nicht oder nur noch eingeschränkt betrieben werden kann, und/oder auch bei einem Erkennen eines Antriebs-Fehlers F10 im Antriebssystem 10, kann die aus dem Rückgriff auf die jeweilige Backup-Funktion B2 folgende Limitierung dadurch berücksichtigt werden, dass mindestens eine Fahrdynamikgröße DG des Fahrzeuges 1 begrenzt wird. Als Fahrdynamikgröße DG kann beispielweise eine Querbeschleunigung aq und/oder eine Längsbeschleunigung ax und/oder eine Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 und/oder ein Lenkwinkel LW und/oder ein Lenkwinkel-Gradient dL und/oder eine Lenk-Geschwindigkeit vL und/oder ein Lenkmoment ML begrenzt werden. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, dass ein zu starker Eingriff in die Fahrdynamik des Fahrzeuges 1 aufgrund des Rückgriffs auf die jeweilige Backup-Funktion B2 zum Kompensieren des jeweils auftretenden Fehlers F2 möglicherwiese zu stabilitätskritischen Situationen führen kann, die nicht ausgeregelt werden können. Dies kann sowohl bei der Anpassung im Anpassungsschritt ST3 berücksichtigt werden, beispielsweise indem Fahrbahnen 3 oder Zielpunkte Z mit zu hohen Mindest-Geschwindigkeiten (Autobahnen) oder zu starken Kurven vermieden werden, als auch bei der nachfolgenden automatisierten Steuerung des Fahrzeuges 1 entlang der bereits angepassten Soll-Trajektorie TSoll, d.h. diese wird dann z.B. mit verminderter Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 und/oder nicht zu starker Beschleunigung befahren.

Bei all den genannten Ausführungen der Backup-Funktionen B2 und den Reaktionen darauf kann ergänzend in dem Anpassungsschritt ST3 berücksichtigt werden, dass das Fahrzeug 1 nach der Anpassung der Missionsvorgabe VM und/oder der Routenvorgabe VR und/oder der Soll-Trajektorie TSoll innerhalb einer Restzeit tR automatisiert in den Stillstand gebracht wird. Es wird also aus Sicherheitsgründen eine Restzeit tR definiert, innerhalb derer selbst bei Vorliegen eines ausreichenden Kompensationsgrades KG durch die jeweilige Backup-Funktion B2 das Fahrzeug sicher abgestellt wird, am Straßenrand oder in einer Werkstatt, um den jeweils erkannten Fehler F2 zu beheben oder zu validieren. Demnach ist es dann auch vorgesehen, dass die Restzeit tR in Abhängigkeit des Kompensationsgrades KG der jeweiligen Backup- Funktion B2 und/oder des verbleibenden Funktionsgrades FG des betreffenden Subsystems 2 festgelegt wird. Hat also der Fehler F2 einen größeren Einfluss auf die Funktionalität des Fahrzeuges 1 , d.h. ist der verbleibende Funktionsgrad FG geringer, und/oder kann dieser Fehler zu einem höheren Grad durch die Backup-Funktion B2 kompensiert werden, d.h. ist der Kompensationsgrad KG höher, kann eine längere Restzeit tR gewählt werden, da eine nur geringe Degradation angenommen werden kann. Im umgedrehten Fall ist die Degradation entsprechend höher und das Fahrzeug 1 dementsprechend bereits früher abzustellen, um umliegende Verkehrsteilnehmer 50 nicht zu gefährden.

Um den umliegenden Verkehrsteilnehmern 50 dabei ebenfalls mitzuteilen, dass der Betrieb des Fahrzeuges 1 fehlerhaft ist, kann dies in einer Warnung W an die anderen Verkehrsteilnehmer 50 ausgegeben werden, vorzugsweise über eine V2X-Ver- bindung V2X. Die Warnung W wird dann vorzugsweise in Abhängigkeit der Fehlerklasse KF des jeweiligen Fehlers F2 erzeugt bzw. in Abhängigkeit des verminderten Funktionsgrades FG bzw. des Kompensationsgrades KG also einer Dringlichkeit, die anderen Verkehrsteilnehmer 50 zu warnen.

In einer weiteren Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass wenn an dem Fahrzeug 1 ein Anhänger 5 angehängt ist, auch dieser auf das Vorliegen eines Anhänger-Fehlers F5 überwacht werden kann. Für den Fall, dass dann in diesem Überwachungsschritt ST1 ein Anhänger-Fehler F5 in dem jeweils überwachten Anhänger 5 erkannt wurde, aufgrund dessen der Anhänger s nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad FG betrieben werden kann, der Anhänger-Fehler F5 in einem Klassifizierungsschritt ST2 in einer Fehlerklasse KF klassifiziert wird. Nachfolgend wird dann in einem Anpassungsschritt ST3 die Missionsvorgabe VM und/oder die Routenvorgabe VR und/oder die Soll-Trajektorie TSoll in Abhängigkeit der Fehlerklasse KF des Anhänger-Fehlers F5 angepasst. Auf diese Weise kann auch auf einen solchen, den Fährbetrieb des Fahrzeuges 1 einschränkenden Anhänger-Fehler F5 reagiert werden und das Fahrzeug 1 automatisiert mit einer anderen Mission bzw. auf einer anderen Route gesteuert werden.

Liegt eine entsprechende Fehlerklasse FK vor bzw. ein bestimmter verminderter Funktionsgrad FG des Anhängers 5 kann die Missionsvorgabe VM und/oder die Routenvorgabe VR und/oder die Soll-Trajektorie TSoll auch derartig angepasst werden, dass der Anhänger 5 zusammen mit dem Fahrzeug 1 in einen geparkten Zustand überführt wird und ggf. auch vom Fahrzeug 1 abgetrennt wird. Auf diese Weise kann zumindest das Fahrzeug 1 noch seine Fahrt ohne den Anhänger 5 fortsetzen.

Auf diese Weise können auch die weiteren Subsysteme 2 des Fahrzeuges 1 und ggf. deren Untersysteme oder Komponenten überwacht werden, um dann bei entsprechenden Fehler F2 mit einer Anpassung zu reagieren.

Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)

1 Fahrzeug

2 Subsysteme des Fahrzeugs 1

3 Fahrbahn

4 Parkbremssystem

4a Federspeicherbremse

4b Parkbrems-Steuereinheit

5 Anhänger

6 Betriebsbremssystem

6a Betriebsbremse

6b Stabilitätsregelsystem

6c Betriebsbrems-Steuereinheit

7 Datenbus-System

8 Lenksystem

8a Lenk-Aktuator

9 Druckmitte Ivorrat

10 Antriebssystem

10a Getriebesystem

10b Motorsystem

10c Differentialsystem

12 Radsystems

12a Wheelend

12b Reifen

13 Missionsplanungssystem

14 Federungssystem

14a elektronisches Luftfedersystem

15 Routenplanungssystem

16 Umfelderfassungssystem

16a Kamera

16b Laser-Sensor

16c LIDAR-Sensor 18

17 Trajektorien-Steuersystem

18 Lokalisierungssystem 18a Satellitenortungssystem

20 Bewegungs-Steuereinheit

22 Überwachungssystem

50 Verkehrsteilnehmer

A Startpunkt aq Querbeschleunigung ax Längsbeschleunigung

B2 Backup-Funktion

DG Fahrdynamikgröße dL Lenkwinkel-Gradient

E Untergrundeigenschaft

EN Steigung

ENG Grenz-Steigung

EB Untergrundbeschaffenheit

ER Reibwert

ERG Grenz-Reibwert

EK Krümmung

EKG Krümmungs-Grenzwert

EKA Krümmungsänderung

EKAG Änderungs-Grenzwert

F2 Fehler in Subsystem 2

F4 Parkbrems-Fehler

F5 Anhänger-Fehler

F6 Betriebsbrems-Fehler

F8 Lenksystem-Fehler

F10 Antriebs-Fehler

FG Funktionsgrad des Subsystems 2

KF Fehlerklasse

KG Kompensationsgrad

LA Lenkanforderung

LW Lenkwinkel

ML Lenkmoment pV Vorratsdruck des Druckmittelvorrats 9 pVG Grenz-Vorratsdruck SG Umgebungs-Störgröße

SGG Störgrößen-Grenzwert tR Restzeit

TSoll Soll-Trajektorie

U Umgebung um das Fahrzeug 1 v1 Fahrzeug-Geschwindigkeit vL Lenkwinke-Geschwindigkeit

VM Missionsvorgabe

VR Routenvorgabe

V2X V2X-Verbindung

W Warnung

WB2 Ausfall-Wahrscheinlichkeit der Backup-Funktion B2

Z Zielpunkt

ST1 Überwachungsschritt

ST2 Klassifizierungsschritt

ST3 Anpassungsschritt

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs (1 ) mit mehreren Subsystemen (2), wobei das Fahrzeug (1) von einer Bewegungs-Steuereinheit (20) autonom gesteuert wird, wobei die Bewegungs-Steuereinheit (20) ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Missionsvorgabe (VM) und/oder einer Routenvorgabe (VR) eine Soll-Trajektorie (TSoll) zu ermitteln und zumindest mit einigen der Subsysteme (2) zu kommunizieren und/oder zumindest einige der Subsysteme (2) in Abhängigkeit der Soll-Trajektorie (TSoll) anzusteuern, so dass sich das Fahrzeug (1) zur Umsetzung der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) von einem Startpunkt (A) zu einem Zielpunkt (Z) entlang einer Fahrbahn (3) bewegt, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst:

- Überwachen mindestens eines Subsystems (2) des Fahrzeuges (1) auf das Vorliegen eines Fehlers (F2) (ST 1 ), und für den Fall, dass mindestens ein Fehler (F2) in dem mindestens einen überwachten Subsystem (2) erkannt wurde, aufgrund dessen das betreffende Subsystem (2) nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad (FG) betrieben werden kann:

- Klassifizieren des mindestens einen Fehlers (F2) in eine Fehlerklasse (KF) (ST2);

- Anpassen der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll-Trajektorie (TSoll) in Abhängigkeit der Fehlerklasse (KF) des jeweils erkannten Fehlers (F2) (ST3).

2. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erkennen eines Fehlers (F2) in dem mindestens einen überwachten Subsystem (2), aufgrund dessen das betreffende Subsystem (2) nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad (FG) betrieben werden kann, eine Backup-Funktion (B2) durch das betreffende Subsystem (2) und/oder durch eines der anderen Subsysteme (2) aktiviert wird, wobei die aktivierte Backup-Funktion (B2) den erkannten Fehler (F2) zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad (KG) kompensiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajektorie (TSoll) in Abhängigkeit davon angepasst wird, zu welchem Kompensationsgrad (KG) die Backup- Funktion (B2) den verminderten Funktionsgrad (FG) des betreffenden Subsystems (2) ausgleichen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajektorie (TSoll) derartig angepasst werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des betreffenden Subsystems (2), dass sich das Fahrzeug (1) nach der Anpassung der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll- Trajektorie (TSoll) nur noch auf Fahrbahnen (3) und/oder zu einem Zielpunkt (Z) mit einer vorgegebenen Untergrundeigenschaft (E) bewegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Untergrundeigenschaft (E) eine Steigung (EN) und/oder eine Untergrundbeschaffenheit (EB) und/oder ein Reibwert (ER) und/oder eine Krümmung (EK) und/oder eine Krümmungsänderung (EKA) der Fahrbahn (3) und/oder des Zielpunkts (Z) vorgegeben werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des betreffenden Subsystems (2).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajektorie (TSoll) derartig angepasst werden, dass sich das in Abhängigkeit davon autonom gesteuerte Fahrzeug (1) nur noch auf Fahrbahnen (3) und/oder zu einem Zielpunkt (Z) bewegt, auf denen

- die Steigung (EN) eine Grenz-Steigung (ENG) unterschreitet, und/oder

- der Reibwert (ER) einen festgelegten Grenz-Reibwert (ERG) überschreitet, und/oder

- die Krümmung (EK) einen Krümmungs-Grenzwert (EKG) unterschreitet, und/oder

- die Krümmungsänderung (EKA) einen Änderungs-Grenzwert (EKAG) unterschreitet, wobei die Grenz-Steigung (ENG) und/oder der Grenz-Reibwert (ERG) und/oder der Krümmungs-Grenzwert (EKG) und/oder der Änderungs-Grenzwert (EKAG) in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des betreffenden Subsystems (2) festgelegt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajekto- rie (TSoll) derartig angepasst werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des betreffenden Subsystems (2), dass sich das Fahrzeug (1) nach der Anpassung der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll-Trajektorie (TSoll) nur noch auf Fahrbahnen (3) und/oder zu einem Zielpunkt (Z) bewegt, auf denen eine äußere Umgebungs-Störgröße (SG), beispielsweise eine Seitenwind-Stärke, einen Störgrößen-Grenzwert (SGG) unterschreitet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpassen der Missionsvorgabe (MV) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll-Trajektorie (TSoll) (ST3) eine Ausfall-Wahrscheinlichkeit (WB2) für einen Ausfall der verbleibenden Backup-Funktion (B2) berücksichtigt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) als Subsystem (2) zumindest ein Parkbremssystem (4) mit mindestens einer pneumatisch betriebenen Federspeicherbremse (4a) und/oder ein Betriebsbremssystem (6) mit mindestens einer pneumatisch betriebenen Betriebsbremse (6a) aufweist, wobei die mindestens eine Federspeicherbremse (4a) und/oder die mindestens eine Betriebsbremse (6a) mit Druckmittel aus einem Druckmittelvorrat (9) pneumatisch betrieben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erkennen eines Parkbrems-Fehlers (F4) in dem Parkbremssystem (4) des Fahrzeuges (1), aufgrund dessen die mindestens eine Federspeicherbremse (4a) nicht oder nur noch eingeschränkt von einer Parkbrems-Steuereinheit (4b) angesteuert werden kann, eine Backup-Funktion (B2) dadurch bereitgestellt wird, dass anstatt der mindestens einen Federspeicherbremse (4a) oder ergänzend zu der mindestens einen Federspeicherbremse (4a) die mindestens eine Betriebsbremse (6a) des Betriebsbremssystems (6) derartig angesteuert wird, dass der erkannte Parkbrems-Fehler (F4) zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad (KG) kompensiert wird.

11 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Federspeicherbremse (4a) und die mindestens eine Betriebsbremse (6a) mit Druckmittel aus demselben Druckmittelvorrat (9) pneumatisch betrieben werden, wobei die Backup-Funktion (B2) dadurch bereitgestellt wird, dass die mindestens eine Betriebsbremse (6a) des Betriebsbremssystems (6) derartig einmalig oder mehrmalig angesteuert wird, dass sich ein Vorratsdruck (pV) des Druckmittelvorrats (9) auf einen Grenz-Vorratsdruck (pVG) reduziert, wobei die mindestens eine Federspeicherbremse (4a) bei Erreichen oder Unterschreiten des Grenz-Vorratsdruckes (pVG) zugespannt oder angezogen ist, um den erkannten Parkbrems-Fehler (F4) zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad (KG) zu kompensieren.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Backup- Funktion (B2) dadurch bereitgestellt wird, dass die mindestens eine Betriebsbremse (6a) des Betriebsbremssystems (6) derartig angesteuert wird, dass das Fahrzeug (1) allein über die mindestens eine Betriebsbremse (6a) im Stillstand gehalten wird, um den erkannten Parkbrems-Fehler (F4) zu kompensieren, wobei vorzugsweise die verbleibende Menge an Druckmittel, mit dem die mindestens eine Betriebsbremse (6a) pneumatisch betrieben wird, berücksichtigt wird, um den Kompensationsgrad (KG) der Backup-Funktion (B2) zu ermitteln, mit dem der erkannte Parkbrems-Fehler (F4) zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad (KG) kompensiert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erkennen eines Betriebsbrems-Fehlers (F6) in dem Betriebsbremssystem (6) des Fahrzeuges (1), aufgrund dessen die mindestens eine Betriebsbremse (6a) nicht oder nur noch eingeschränkt von einer Betriebsbrems-Steuereinheit (6c) angesteuert werden kann und/oder aufgrund dessen ein Stabilitätsregelsystem (6b) des Betriebsbremssystems (6) nicht oder nur noch eingeschränkt betrieben werden kann, in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der jeweils aktivierten Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des Betriebsbremssystems (6) und/oder der Fehlerklasse (KF) des Betriebsbrems-Fehlers (F6) vorgesehen ist, mindestens eine Fahrdynamikgröße (DG) des Fahrzeuges (1) zu begrenzen, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Querbeschleunigung (aq), Längsbe- schleunigung(ax), Fahrzeug-Geschwindigkeit (v1), Lenkwinkel (LW), Lenkwinkel-Gradient (dL), Lenk-Geschwindigkeit (vL), Lenkmoment (ML).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten Lenksystem-Fehler (F8) in einem Lenksystem (8) des Fahrzeuges (1), aufgrund dessen eine Lenkanforderung (LA) nicht oder nur noch eingeschränkt automatisiert umgesetzt werden kann, eine Backup-Funktion (B2) dadurch bereitgestellt wird, dass das Betriebsbremssystem (6) eine seitenweise unterschiedliche Abbremsung des Fahrzeuges (1) derartig bewirkt, dass das Fahrzeug (1) in Abhängigkeit der Lenkanforderung (LA) gelenkt wird, um den erkannten Lenksystem- Fehler (F4) zumindest teilweise zu einem Kompensationsgrad (KG) zu kompensieren.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll- Trajektorie (TSoll) derartig angepasst werden, dass das Fahrzeug (1) nach der Anpassung der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) und/oder der Soll-Trajektorie (TSoll) innerhalb einer Restzeit (tR) automatisiert in den Stillstand gebracht wird, wobei die Restzeit (tR) in Abhängigkeit des Kompensationsgrades (KG) der Backup-Funktion (B2) und/oder des verbleibenden Funktionsgrades (FG) des betreffenden Subsystems (2) festgelegt wird.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Fehlers (F2) in mindestens einem der Subsysteme (2) eine Warnung (W) an andere Verkehrsteilnehmer (50) erzeugt und ausgegeben wird, vorzugsweise über eine V2X-Verbindung (V2X), wobei die Warnung (W) in Abhängigkeit der Fehlerklasse (KF) des jeweiligen Fehlers (F2) erzeugt wird.

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1 ) mindestens einen Anhänger (5) aufweist, wobei der Anhänger (5) auf das Vorliegen eines Anhänger-Fehlers (F5) überwacht wird, und für den Fall, dass ein Anhänger-Fehler (F5) in dem überwachten Anhänger (5) erkannt wurde, aufgrund dessen der Anhänger (5) nur noch zu einem verminderten Funktionsgrad (FG) betrieben werden kann, der Anhänger-Fehler (F5) in einer Fehlerklasse (KF) klassifiziert wird, und die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajektorie (TSoll) in Abhängigkeit der Fehlerklasse (KF) des Anhänger-Fehlers (F5) angepasst wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Missionsvorgabe (VM) und/oder die Routenvorgabe (VR) und/oder die Soll-Trajektorie (TSoll) derartig angepasst werden, dass der Anhänger (3) in einen geparkten Zustand überführt wird und je nach Fehlerklasse (KF) und/oder verbleibendem Funktionsgrad (FG) des Anhängers (5) vom Fahrzeug (1) abgetrennt wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine überwachte Subsystem (2) des Fahrzeuges (1) ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:

- Antriebssystem (10), insbesondere aufweisend ein Getriebesystem (10a), ein Motorsystem (10b), ein Differentialsystem (10c),

- Radsystem (12), insbesondere aufweisend ein Wheelend (12a) und einen Reifen (12b),

- Federungssystem (14), insbesondere ein elektronisches Luftfedersystem (14a),

- Umfelderfassungssystem (16), z.B. mit einer Kamera (16a), einem Laser-Sensor (16b), einem LIDAR-Sensor (16c),

- Lokalisierungssystem (18), z.B. Satellitenortung (18a).

20. Fahrzeug (1), aufweisend mehrere Subsysteme (2), eine Bewegungs-Steuereinheit (20) und ein Überwachungssystem (22), wobei die Bewegungs-Steuereinheit (20) ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Missionsvorgabe (VM) und/oder einer Routenvorgabe (VR) eine Soll-Trajektorie (TSoll) automatisiert zu ermitteln und zumindest mit einigen der Subsysteme (2) des Fahrzeuges (1) derartig automatisiert zu kommunizieren und/oder zumindest einige der Subsysteme (2) des Fahrzeuges (1) in Abhängigkeit der Soll-Trajektorie (TSoll) derartig automatisiert anzusteuern, dass sich das Fahrzeug (1) zur Umsetzung der Missionsvorgabe (VM) und/oder der Routenvorgabe (VR) von einem Startpunkt (A) zu einem Zielpunkt (Z) entlang einer Fahrbahn (3) bewegt, und wobei das Überwachungssystem (22) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.