WO2022238398A1 - Bremssteuersystem für ein fahrzeug sowie system und fahrzeug damit und verfahren zum betreiben eines bremssteuersystems - Google Patents

Bremssteuersystem für ein fahrzeug sowie system und fahrzeug damit und verfahren zum betreiben eines bremssteuersystems Download PDF

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Marc GERECKE
Ann-Kathrin HAUN
Arne Michaelsen
Julian van Thiel
Torsten Wallbaum
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Zf Cv Systems Global Gmbh
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    • B60W2050/0075—Automatic parameter input, automatic initialising or calibrating means
    • B60W2050/009—Priority selection

Definitions

  • Brake control system for a vehicle, and system and vehicle therewith, and method of operating a brake control system
  • the invention relates to vehicles with a brake control system for controlling brake actuators, vehicles relating to the invention additionally having an autonomous vehicle system which is designed to carry out an autonomous dynamic driving task.
  • the invention also relates to a brake control system for such vehicles and a method.
  • Autonomous vehicle systems are becoming increasingly well-known and are designed to control one or more actuators of a vehicle in such a way that a driving task of the vehicle is carried out autonomously without the intervention of a driver. Autonomous vehicle systems of this type therefore also regulate the acceleration of vehicles partially or completely independently of a human user.
  • different sensors are required to record the environment and comprehensive computing power to evaluate the sensor data.
  • the autonomous vehicle system determines a trajectory for the vehicle's driving task. As the vehicle follows the trajectory, the autonomous vehicle also monitors the environment and modifies the trajectory if necessary.
  • controller of the autonomous vehicle system first determines a control signal for brake actuators and this control signal is adjusted, i.e. manipulated, by the internal controller of the brake control system.
  • a manipulated variable at the output of a controller of the autonomous driving system thus serves as a reference variable for a controller of a brake control system.
  • the brake actuators are controlled by the brake control system in normal ferry operation and by the autonomous vehicle system in autonomous operation.
  • safety devices established in the brake control system in particular are overridden and intervention by the auto- 3 nomen vehicle system in an emergency during autonomous operation leads to a comparatively poor behavior of the vehicle.
  • an autonomous vehicle system should be able to be integrated into an existing vehicle with a braking system in such a way that non-deterministic controller states of the controllers acting on the brake actuators are avoided and brake assistance or emergency systems can still intervene.
  • an alternative to the prior art should be found.
  • the invention relates to a brake control system according to claim 1.
  • a brake control system for a vehicle which has an internal controller.
  • the internal controller is preferably a delay controller.
  • the internal controller is used to output an internal manipulated variable for at least one brake actuator.
  • the brake control system includes an interface for receiving an external manipulated variable for the at least one brake actuator from an external controller.
  • This external controller is in particular an external delay controller, particularly preferably an autonomous vehicle system.
  • the brake controller includes a decision circuit that has at least two inputs to receive the internal manipulated variable and the external manipulated variable.
  • the external manipulated variable is accordingly routed past the internal controller and is not supplied to the internal controller but to the decision-making circuit as an input.
  • the decision circuit also includes an output for outputting a control signal for the at least one brake actuator.
  • the control signal depends on the internal manipulated variable and/or the external manipulated variable.
  • the decision circuit is therefore set up, for example, to 4 nal depending on the supplied internal manipulated variable and/or the external manipulated variable.
  • a decision circuit which is part of the brake control system and decides whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or both manipulated variables are used in order to generate a control signal for the brake actuator in the decision circuit.
  • the decision-making circuit can determine that the external manipulated variable for controlling the brake actuator is to be used as a control signal and the brake actuator can be controlled via the external controller.
  • the decision circuit of the brake control system can easily switch to the internal manipulated variable, i.e. output the internal manipulated variable as a control signal.
  • the brake actuator can be controlled depending on the internal manipulated variable via the control signal generated from the internal manipulated variable, and the brake actuator can be controlled via the internal controller. This is possible because the decision circuit itself is part of the braking system, which can be designed to recognize this dangerous situation.
  • the decision as to which manipulated variables are used to control the brake actuator and thus which controller is used is shifted to the brake control system itself.
  • a flickering switching of several controllers is no longer necessary.
  • autonomous ferry operation is possible, while at the same time assistance systems that are already provided for in the brake control system can continue to be used.
  • predefined rules can be stored in the decision circuit.
  • the decision circuit is set up 5 to decide, depending on these stored rules, whether the internal manipulated variable or the external manipulated variable is to be output as a control signal.
  • the decision-making circuit is set up to determine a combined manipulated variable depending on the internal manipulated variable and the external manipulated variable and to decide, depending on the rules, whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable is to be output as a control signal.
  • the combined manipulated variable is also particularly preferably generated as a function of the rules. This means that a rule can state that, under predetermined conditions, a predetermined proportion of the internal manipulated variable and a predetermined proportion of the external manipulated variable are included in the combined manipulated variable.
  • the decision circuit can thus be configured by specifying predefined rules, and activation of the brake actuator(s) is deterministic by these rules.
  • the predefined rules preferably correspond to computer code stored in the brake control system or the decision circuit, which was generated in advance based on experience, verified by tests and stored in the brake control system.
  • Predefined rules can include, for example, that as long as a vehicle is in autonomous ferry mode, the manipulated variable is output by the external controller as a control signal. However, if an emergency situation detected by the brake control system occurs, then, according to the rules, a switch is made to an internal manipulated variable that is output as a control signal.
  • the combined manipulated variable generated by the decision circuit in the autonomous operation of the vehicle in which, according to the rules, for example, the external manipulated variable is output as a control signal, allows this to be overlaid with a proportion of the internal manipulated variable, i.e. a combined one, according to the rules Manipulated variable is generated when, for example, a driver manually intervenes in the autonomous operation and presses a brake pedal. 6
  • the interface is also set up to receive an external reference variable.
  • the reference variable is preferably an external target deceleration.
  • an internal reference variable can be provided by the internal controller.
  • This internal reference variable is preferably an internal target deceleration of the brake control system.
  • the command variables, namely the external command variable and the internal command variable of the internal controller correspond to the variables that are provided to the corresponding controllers for generating the manipulated variables.
  • the external command variable is an input variable of the external controller
  • the external manipulated variable which is generated with the external controller as a function of the external command variable, is an output variable of the external controller.
  • the internal reference variable is an input variable of the internal controller, from which the internal controller generates the internal manipulated variable as the output variable of the internal controller.
  • the internal reference variable and the external reference variable are routed past the corresponding controllers or looped through the corresponding controllers, so that they are available in the brake control system as input variables for the decision-making circuit.
  • the decision circuit is then set up to decide, depending on the internal command variable and the external command variable using the rules, which of the manipulated variables, preferably whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable, is to be output as a control signal .
  • a decision dependent on the internal performance indicator and the external performance indicator involves making a decision by applying the rules directly to the internal performance indicator and the external performance indicator.
  • a decision dependent on the internal reference variable and the external reference variable also includes that a derived internal reference variable is first derived from the internal reference variable and/or a derived external reference variable from the external reference variable and then the rules 7 the derived internal reference variable and/or the derived external reference variable are used to make a decision.
  • Deriving the derived internal reference variable from the internal reference variable and/or the derived external reference variable from the external reference variable can be done, for example, by conversion, such as multiplication by a factor, division by a divisor and/or by addition or subtraction with a variable or constants.
  • the reference variables namely the internal reference variable on the one hand and the external reference variable on the other, each correspond, for example, to negative acceleration values whose unit is meters per square second and which thus correspond to a target deceleration.
  • the derived reference variables, namely on the one hand the derived internal reference variable and on the other hand the derived external reference variable each correspond, for example, to a speed whose unit is meters per second and which thus correspond to a setpoint speed.
  • a decision dependent on the internal indicator and the external indicator also includes combinations in which the rules are applied to the derived internal indicator and the external indicator or the internal indicator and the derived external indicator to make a decision.
  • the decision-making circuit By supplying these reference variables to the decision-making circuit, it can decide, using the rules, which of the manipulated variables is to be output as the control signal. For example, if one of the reference variables is significantly higher than the other, based on the rules, this can be seen as an indication by the decision-making circuit, for example, that the larger reference variable corresponds to a braking request that is to be given priority, for example emergency braking, which is also present is to be carried out with priority. Accordingly, provision can then be made for the manipulated variable assigned to this command variable to be output as a control signal. Accordingly, the reference variables are only supplied to the decision-making circuit for the decision as to which of the manipulated variables is to be output.
  • the reference variables in the decision circuit are not further processed to generate the control signal itself, but the control signal is only 8 generated depending on the manipulated variables. This ensures that no unexpected additional control is applied to an already controlled variable, namely the internal manipulated variable or the external manipulated variable, by the decision-making circuit, thereby avoiding unexpected or non-deterministic behavior.
  • the brake control system includes a distribution circuit.
  • the control signal corresponds to a total braking force for the vehicle, which describes, for example, a force that is to be applied to the vehicle against the direction of travel of the vehicle.
  • the distribution circuit is set up to distribute the total braking force to at least two wheels, at least two axles and/or at least two braking devices, ie to distribute braking force.
  • the braking devices preferably include at least friction brakes.
  • the distribution circuit is also set up, in addition to friction brakes, to control an engine brake, retarder or other braking system of the vehicle in order to generate the overall braking force.
  • the distributor circuit is therefore preferably used to distribute the total braking force to all the wheels of a vehicle or combination.
  • the distribution circuit is thus preferably set up not only to distribute the total braking force to the wheels of a vehicle of the combination that is a towing vehicle and that is pulling a trailer of the combination, but also to allocate portions of the total braking force to the brake actuators of the trailer.
  • the distributor circuit preferably uses a sensed state and/or a known behavior of the individual brake actuators.
  • a sensed state can be supplied to the distribution circuit by sensors of the individual brake actuators and a behavior of the brake actuators can be stored in the distribution circuit. This behavior is predefined, for example, by programming and/or has been learned from previous braking maneuvers in the distributor circuit by means of learning algorithms.
  • the external controller advantageously also uses the distribution circuit already established in a brake control system. It is therefore not necessary to redundantly provide a further distributor circuit for controlling the individual brake actuators or brake systems of a vehicle in an autonomous vehicle system. Rather, a distribution circuit present in the brake control system can also be shared by the external controller of an autonomous vehicle system.
  • the decision-making circuit is set up to always, ie always, under predefined conditions, output the external manipulated variable independently of the rules.
  • these prerequisites are met when an external reference variable with a value that corresponds to a predefined value or that lies outside or within a predefined value range is received from the external controller.
  • these requirements are met when a switching signal is received from the external controller.
  • the decision-making circuit is designed in such a way that the decision-making circuit uses the input of the internal reference variable and the external reference variable to decide whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable is to be output as a control signal, it is provided that in the event that the external reference variable assumes a value that is outside of a predefined range, that is within a predefined range, or that corresponds to a certain predefined value, in the decision-maker circuit the switch is made to the external manipulated variable by default and the external manipulated variable is output as a control signal.
  • a fixed, predefined value or a signal can indicate that the command variable is not available, and so on 10 to enable correct activation of the brake actuators by the external controller.
  • the brake control system includes a mass estimation module.
  • the mass estimation module is used to estimate the mass of a vehicle or a combination, which includes, for example, a total mass of the vehicle or the combination or individual axle loads of the vehicle or the combination. This estimation of the mass of the vehicle or the trailer is carried out in the mass estimation module using sensor values and/or learned behavior, namely, for example, an actual deceleration of the vehicle or the trailer as a function of applied braking forces, which are monitored and from their monitoring the behavior and thus the crowd can be learned.
  • the estimated mass can be stored in a memory of the brake control system.
  • the brake control system includes a further interface to output the stored estimated mass of the vehicle or trailer to the external controller. Alternatively or additionally, the further interface is also set up to receive a mass of the vehicle determined by the external controller.
  • a more extensive integration of an autonomous vehicle system is thus possible, since this can also access the masses of the vehicle stored or learned in the brake control system via the further interface.
  • brake control systems are particularly suitable and usually designed to determine very precisely the dimensions of the vehicle in which the brake control system is integrated.
  • the external controller of the autonomous vehicle system is thus also enabled to take this mass into account in the regulation. Regulation of the autonomous vehicle system is thus improved.
  • the exchange of the masses determined, on the one hand, in the external controller and, on the other hand, in the mass estimation module is preferably used to compare the masses used for the two controllers.
  • the external controller 11 determined mass are also preferably used for consideration in the estimation in the mass estimation module.
  • the brake control system includes a brake management circuit.
  • the brake management circuit is configured to provide the internal command.
  • this internal reference variable is supplied to the internal controller for regulation, in order to determine the internal manipulated variable as a function of the internal reference variable and a likewise supplied actual value, which includes, for example, a current vehicle speed or an actual deceleration.
  • this reference variable is also supplied to the decision circuit.
  • the brake management circuit preferably includes a plurality of input signals in order to generate the command variable in the brake management circuit as a function of one or more of these input signals.
  • the brake management circuit is set up to determine the internal reference variable as a function of a driver's request and/or a safety system of the brake control system. Accordingly, several input signals are fed to the brake management circuit, as a function of which the internal command variable is generated.
  • An input signal of the brake management circuit is, for example, a signal from a brake pedal with which a driver's request, namely a driver's braking request, can be signaled.
  • various outputs from safety systems are supplied as input signals with the brake management circuit.
  • safety systems include, for example, an emergency brake assistant, which is also called Advanced Emergency Braking System (AEBS), stability control systems, such as a so-called Roll Stability Control (RSC) and/or an anti-lock braking system (ABS) and the like.
  • AEBS Advanced Emergency Braking System
  • RSC Roll Stability Control
  • ABS anti-lock braking system
  • the brake management circuit therefore has, in addition to an input for the signal from a brake pedal, at least one input for an external brake request signal, which is also referred to as an XBR (Extended Brake Request) signal. 12 on.
  • an XBR Extended Brake Request
  • the AEBS uses this input for the XBR signal.
  • the XBR signal, the input signals of other safety systems and also the brake pedal are therefore to be regarded as reference variables for the internal controller, ie as input signals of the internal controller. This means that these variables differ in particular from the external manipulated variable and the external reference variable, which bypass the internal controller and are only fed to the decision-making circuit for further processing.
  • the brake management circuit is preferably set up in such a way, for example, to provide the driver's request as a reference variable for the internal controller during normal ferry operation of the vehicle, whereas in an emergency situation the internal reference variable is specified by the safety system.
  • the brake management circuit thus takes over the switching between a driver's request as a basis for generating the internal Füh tion variable on output signals of a corresponding safety system, which may intervene in normal ferry operation.
  • a dedicated module is therefore provided, at least in the case of normal, non-autonomous ferry operation, to prioritize various systems that require access to the brake actuators to generate the internal command variable. This is preferably done on the basis of other rules that are also stored in the brake management circuit.
  • the internal controller is an iteratively learning controller or includes an iteratively learning controller.
  • the internal controller is thus set up to optimize its control quality in a continuous learning process.
  • the decision-making circuit is set up to pause this learning process with a signal that is transmitted from the decision-making circuit to the internal controller.
  • the internal controller is set up to adapt the learning process as a function of the external command variable, the external manipulated variable and/or a resulting vehicle behavior, namely based on the monitoring of supplied actual values. The pausing or adaptation of the learning process takes place in the case in which 13 the decision-making circuit decides to output the external manipulated variable or the combined manipulated variable as a control signal.
  • the invention includes a system with a brake control system according to one of the aforementioned embodiments and an external controller, which is particularly preferably an external controller of an autonomous vehicle system.
  • the autonomous vehicle system is also referred to as a Virtual Driver (VD).
  • VD Virtual Driver
  • the invention also includes a vehicle with an embodiment of the aforementioned system.
  • the invention also includes a method for operating a brake control system.
  • the brake control system is preferably a brake control system according to one of the aforementioned embodiments, a brake control system of the aforementioned system or the aforementioned vehicle.
  • the method encompasses the output of an internal manipulated variable from an internal controller of the brake control system for at least one brake actuator and the reception of an external manipulated variable via an interface of the brake control system for the at least one brake actuator from an external controller.
  • the method includes outputting a control signal for the 14 at least one brake actuator depending on the internal manipulated variable and/or the external manipulated variable with a decision circuit of the brake control system.
  • the outputting of the control signal includes deciding, depending on predefined rules stored in the brake control system, whether the internal manipulated variable or the external manipulated variable is to be output as a control signal and, depending on the decision, the internal manipulated variable or the external manipulated variable as Control signal output ben.
  • the method includes determining a combined manipulated variable as a function of the internal manipulated variable and the external manipulated variable.
  • the method according to the alternative includes deciding, depending on the predefined rules, whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable is to be output as a control signal. Depending on the decision, the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable is then output as a control signal.
  • an external reference variable is additionally received via the interface and an internal reference variable is provided.
  • the decision-making circuit uses the rules to decide whether the internal manipulated variable, the external manipulated variable or the combined manipulated variable is output as a control signal.
  • the delay controller includes an iteratively learning controller.
  • the iteratively learning controller carries out a continuous learning process with which the control quality is optimized.
  • the decision-making circuit pauses the learning process by means of a signal, or the learning process is adapted as a function of the external reference variable, the external manipulated variable and/or a resulting vehicle behavior. This is carried out when the decision-making circuit decides to output the external manipulated variable or the combined manipulated variable as the drive signal.
  • FIG. 1 shows a system with a brake control system according to an exemplary embodiment
  • Figure 2 shows a vehicle with a brake control system
  • FIG. 3 shows the steps of the method according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a system 8 with a brake control system 10 according to an exemplary embodiment.
  • the brake control system 10 includes an internal controller 12 which outputs an internal manipulated variable 14 .
  • the brake control system 10 includes an interface 16 with which an external manipulated variable 18 can be received.
  • the internal manipulated variable 14 and the external manipulated variable 18 are used to control brake actuators 20.
  • the external controller 22 is part of an autonomous vehicle system 23.
  • the external controller 22 receives specifications, for example from a trajectory planning module 15, in which direction and how a vehicle should accelerate.
  • a control core 17 determines from these specifications for a speed controller 19 and a distance controller 21 .
  • Various manipulated variables, such as the external manipulated variable 18 for controlling corresponding actuators are then output with an output module 29 .
  • a decision circuit 24 which outputs a control signal 26 for the brake actuators 20 at an output 35 .
  • the control signal 26 is output in the decision circuit 24 as a function of the internal manipulated variable 14, which is supplied to the decision circuit 24 at an input 33a, and/or the external manipulated variable 18, which is supplied to the decision circuit 24 at a further input 33b - 16 given.
  • the decision circuit 24 also has a module 25 with which a combined manipulated variable 27 can be generated based on the internal manipulated variable 14 and the external manipulated variable 18 .
  • Predefined rules 28 are stored in the decision circuit 24 in order to decide which manipulated variable of the internal manipulated variable 14, the external manipulated variable 18 or the combined manipulated variable 27 is output as the control signal 26.
  • These rules 28 preferably correspond to a computer code that is stored in the decision circuit 24 . Based on these rules 28, an external command variable 30 generated for the external controller 22 and also received, and an internal command variable 32, which is generated for the internal controller 12 of the brake control system 10, the decision circuit 24 decides which of the manipulated variables 14, 18, 27 is to be output as a control signal 26 .
  • the control signal 26 is supplied to a distributor circuit 34 and corresponds to a total braking force 36 for a vehicle or a combination, which is distributed in the distributor circuit 34 to various brake systems and further to the brake actuators 20 .
  • Brake actuators 20 include, on the one hand, system brakes that act, for example, on a plurality of wheels on an axle, and are controlled via a system brake control module 38 .
  • system brakes include an engine brake 40 and a retarder 42, such as a retarder in example.
  • the brake actuators 20 also include friction brakes that are controlled via a friction brake control 44 .
  • the friction brakes of a towing vehicle 46 and the friction brakes of a trailer vehicle 48 are activated.
  • the Reg ler 12 is supplied with the internal reference variable 32, which is also fed to the decision-making circuit 28.
  • the internal manipulated variable 14 is determined on the basis of this internal command variable 32, which corresponds to a target deceleration 50 and an actual value 52, which corresponds, for example, to the vehicle speed 54 or an actual deceleration 55. 17
  • a mass estimation module 56 is provided in order to use an estimated mass 58 in the internal controller 12, which preferably includes a total mass 60 or an axle load 62 of the vehicle or a combination, to improve the control.
  • This mass 58 is estimated by sensor values 57 or by behavior 59 learned by the brake control system 10 which is fed to the mass estimation module 56 and then stored in a memory 63 .
  • the estimated mass 58 is also fed via a further interface 64 to a further mass estimation module 66 of the autonomous vehicle system 23 . In this way, the estimated mass of the vehicle 58 can also be used for the external controller 22 .
  • the additional interface 64 is also set up to receive a mass 61 of the vehicle determined by the external controller 22 . This received mass 61 can be used in the mass estimation module 56 to improve the estimate of the estimated mass 58 or to compare it with the estimated mass 58, for example.
  • the internal reference variable 32 which corresponds to an internal desired deceleration 50, is generated by a brake management circuit 68.
  • the brake management circuit 68 receives a plurality of input signals, such as a driver's request 70 and signals from safety systems 72, such as from an RSC 74 or an AEBS system, which is supplied as an XBR signal 76.
  • the safety systems 72 are shown here as part of the brake control system 10, but can also be external systems according to another exemplary embodiment not shown here.
  • the brake management circuit 68 decides whether, for example during normal driving, the driver's request 70 is used to generate the internal setpoint delay 50 or whether an emergency situation is present and one of the safety systems for generating the internal setpoint delay 50, namely the internal reference variable 32, is used.
  • a signal 78 is also provided, which is generated by the decision circuit 24 when it outputs the external manipulated variable 18 or the combined manipulated variable 27 as a control signal 26 based on the rules 28 .
  • This signal 78 18 is supplied to the internal controller 12, which comprises at least one iteratively learning controller 80.
  • the iteratively learning controller 80 interrupts its learning process 81 to improve a control quality 82, since the actual values 52 received from the internal controller 12 are not based on the output internal manipulated variables 14, but on the or at least partially on the external manipulated variables 18 .
  • a switching signal 83 is provided, which can be supplied to the decision circuit 24 by the external controller 22 . If this switchover signal 83 is sent by the external controller 22 and received by the decision circuit 24, then the decision circuit 24 always outputs the external manipulated variable 18 as a control signal 26, regardless of the predefined rules 28.
  • the switching signal is sent, for example, to indicate that no external reference variable 30 or only an external reference variable with non-evaluable values can be provided by the external controller 22 due to the current driving situation.
  • the switching signal 83 is shown, it being possible for this switching signal 83 to be dispensed with in accordance with a further advantageous exemplary embodiment which is not shown separately here.
  • predefined values 84 and/or a predefined value range 85 are stored in the decision circuit. If a value 86 of the external reference variable 30 now corresponds to the predefined value 84 or if the value 86 is outside or within the predefined value range 85, the external manipulated variable 18 is always used as the Control signal 26 output.
  • FIG. 2 shows a combination 88 that has a vehicle 90 with the system 8 .
  • the system 8 includes a brake control system 10 and an autonomous vehicle system 23.
  • the brake control system 10 is connected to a brake pedal 92 in order to receive a driver request 70.
  • several sensors 94 are connected to the brake control system 10 in order to determine vehicle states, in particular a vehicle speed 54 as an actual value 52 .
  • brake actuators 20 on each wheel 96 of axles 97 19 of the vehicle 90 are provided, which are friction brakes 46, for example.
  • a trailer vehicle 98 is provided, which also has wheels 96 with brake actuators 20 to parent.
  • the vehicle 90 corresponds here to a towing vehicle 99.
  • the trailer vehicle 98 also includes a trailer brake control system 100, which is connected to the brake control system 10 and receives control signals for controlling the brake actuators 20 of the trailer vehicle 98 and converts them.
  • FIG. 3 shows the steps of the method according to an embodiment.
  • a specification is used to determine whether a vehicle 90 is in an autonomous operating mode 110 or in a normal operating mode 112.
  • a braking request 70 is transferred to a brake management circuit 68 in step S2 when the brake pedal is actuated.
  • the brake management circuit 68 generates an internal command variable 32 from this braking request 70, which is fed to an internal controller 12.
  • the controller receives an actual value 52, which corresponds to a vehicle speed 54, in addition to the reference variable 32, which represents a target deceleration 50. Based on the actual value 52 and the internal reference variable 32, the internal controller 12 generates an internal manipulated variable in step S5.
  • This internal manipulated variable 14 is then fed to a decision circuit 28 .
  • the decision-making circuit 28 notices that no external manipulated variable 18 is provided by an external controller 22 or that this manipulated variable has a value of zero.
  • decision-making circuit 24 decides in step S6 that internal manipulated variable 14 is output as control signal 26.
  • the control signal 26 is distributed to different brake systems in a distribution circuit 34 in step S7 and the corresponding brake actuators are controlled in step S8. The steps are repeated as long as there is a braking request.
  • an external controller 22 provides an external manipulated variable 18 in step S10, which 20 nomen vehicle system 23 signals.
  • the external manipulated variable 18 is supplied to the decision circuit 24, which, based on a rule 28 in step S11, decides, for example, that the external manipulated variable is to be output as a control signal 26, since no internal manipulated variable or an internal manipulated variable with a predefined value of zero is supplied to the decision circuit 24 becomes.
  • the external manipulated variable 18 is given as a control signal 26.
  • the brake actuators are controlled accordingly in step S14.
  • step S15 If an emergency situation is now recognized by a safety system 72 in step S15, one of the safety systems 72 sends a braking request to the brake management circuit 68, which in step S16 generates an internal reference variable 32 depending on the braking request and feeds it to the internal controller 12.
  • step S17 the internal controller generates an internal manipulated variable 14 and feeds it to the decision-making circuit 28.
  • the decision-making circuit 24 detects in step S18 that an internal manipulated variable 14 is now present in addition to the external manipulated variable 18, which, for example, signals a greater delay, since an emergency situation is involved. In this case, the decision-making circuit switches over from the external manipulated variable 18 to the internal manipulated variable 14 in step S19 and outputs this as a control signal 26 .
  • the brake actuators 20 are then controlled with the internal manipulated variable 14 in step S21 after distribution in the distributor circuit 34 in step 20 .

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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Bremssteuersystem (10) für ein Fahrzeug, das einen internen Regler (12) zum Ausgeben einer internen Stellgröße (14) für mindestens einen Bremsaktuator (20), eine Schnittstelle (16) zum Empfangen einer externen Stellgröße (18) für den mindestens einen Bremsaktuator (20) von einem externen Regler (22), und eine Entscheiderschaltung (24) mit mindestens zwei Eingängen (33a, 33b, 33c, 33d) zum Empfangen der internen Stellgröße (14) und der externen Stellgröße (18) und einem Ausgang (35) zum Ausgeben eines Ansteuersignals (26) für den mindestens einen Bremsaktuator (20), wobei das Ansteuersignal (26) abhängig von der empfangenen internen Stellgröße (14) und/oder der empfangenen externen Stellgröße (18) ist, umfasst. Die Erfindung umfasst ferner ein System (8), ein Fahrzeug sowie ein Verfahren.

Description

Bremssteuersystem für ein Fahrzeug sowie System und Fahrzeug damit und Verfahren zum Betreiben eines Bremssteuersystems
Die Erfindung betrifft Fahrzeuge mit einem Bremssteuersystem zum Ansteuern von Bremsaktuatoren, wobei die Erfindung betreffende Fahrzeuge zusätzlich ein autonomes Fahrzeugsystem aufweisen, das zum Durchführen einer auto nomen dynamischen Fahraufgabe ausgebildet ist. Außerdem betrifft die Erfin dung ein Bremssteuersystem für derartige Fahrzeuge und ein Verfahren.
Autonome Fahrzeugsysteme werden zunehmend bekannter und sind ausgebil det, einen oder mehrere Aktuatoren eines Fahrzeugs derart anzusteuern, dass eine Fahraufgabe des Fahrzeugs autonom ohne Einwirkung eines Fahrers aus geführt wird. Derartige autonome Fahrzeugsysteme regeln demnach auch eine Beschleunigung von Fahrzeugen teilweise oder vollständig unabhängig von einem menschlichen Benutzer. Um ein Fahrzeug fahrerlos zu betreiben werden unterschiedliche Sensoren zur Umwelterfassung sowie eine umfassende Re chenleistung zur Auswertung der Sensordaten benötigt. Basierend auf den Sensordaten ermittelt das autonome Fahrzeugsystem so eine Trajektorie für die Fahraufgabe des Fahrzeugs. Während das Fahrzeug der Trajektorie folgt, überwacht das autonome Fahrzeug außerdem die Umgebung und modifiziert gegebenenfalls die Trajektorie.
Bei der Integration autonomer Fahrzeugsysteme in eine bestehende Fahr zeugstruktur ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Einer der Gründe ist, dass bestehende, etablierte Steuersysteme auf vorhandene Fahrzeugaktuatoren, beispielsweise während des normalen Betriebs oder in Gefahrensituationen, zugreifen, wobei ein derartiger Zugriff auch parallel vom autonomen Fahrzeug system ermöglicht werden muss. 2
Insbesondere im Fall von Bremsaktuatoren besteht hier die Gefahr, dass eine Ansteuerung der Bremsaktuatoren in einer Gefahrensituation durch ein Brems steuersystem von einer Ansteuerung der Bremsaktuatoren durch das autonome Fahrzeugsystem überschrieben oder beeinflusst wird. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn dem autonomen Fahrzeugsystem grundsätzlich ein Zugriff auf die Bremsaktuatoren mit vergleichsweise höherer Priorität eingeräumt wird. Aus diesem Grund wird bevorzugt einem Bremssteuersystem oder zumindest den Sicherheitssystemen eines Bremssteuersystems eine höhere Priorität als dem autonomen Fahrzeugsystem eingeräumt. Dieser zuletzt genannte Ansatz ist aus dem Stand der Technik bekannt und wird umgesetzt, indem einem inter nen Regler eines Bremssteuersystems, der die Ansteuerung der Bremsaktua toren und damit die Verzögerung eines Fahrzeugs regelt, ein Regler des auto nomen Fahrzeugsystems vorausgeschaltet ist. Das heißt, dass zunächst der Regler des autonomen Fahrzeug Systems ein Ansteuersignal für Bremsaktua toren ermittelt und dieses Ansteuersignal durch den internen Regler des Bremssteuersystems angepasst, also manipuliert, wird. Eine Stellgröße am Ausgang eines Reglers des autonomen Fahrsystems dient somit als Führungs größe für einen Regler eines Bremssteuersystems.
Aufgrund teilweise unterschiedlicher oder auch teilweise derselben Sensorsys teme, auf die einerseits das autonome Fahrsystem und andererseits das Bremssteuersystem zugreifen können, erfolgt hierbei eine Reglung in den bei den Reglern, die unterschiedliche Regelgrößen als Antwort auf die Regelung erhalten. Weiter unterliegen die Regler auch unterschiedlichem Verhalten. Dies kann zu unerwünschten Effekten führen, da zwei unterschiedliche Regler so im Wesentlichen auf dieselbe Regelstrecke einwirken.
Eine weitere Möglichkeit der Ansteuerung der Bremsaktuatoren ist es daher, diese vollständig zu trennen. Die Bremsaktuatoren werden so im normalen Fährbetrieb durch das Bremssteuersystem und im autonomen Betrieb durch das autonome Fahrzeugsystem angesteuert. Hierbei hat sich jedoch gezeigt, dass im autonomen Betrieb besonders im Bremssteuersystem etablierte Si cherheitsvorrichtungen außer Kraft gesetzt werden, und ein Eingriff des auto- 3 nomen Fahrzeugsystems im Notfall während des autonomen Betriebs zu einem vergleichsweise schlechteren Verhalten des Fahrzeugs führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Missständen des Standes der Technik zu begegnen. Insbesondere soll ein autonomes Fahrzeugsystem derart in ein bestehendes Fahrzeug mit einem Bremssystem integrierbar sein, so dass nicht deterministische Reglerzustände der auf die Bremsaktuatoren einwirkenden Regler vermieden und weiterhin der Eingriff von Bremsassistenz oder Notfallsystemen möglich ist. Jedenfalls soll eine Alternative zum Stand der Technik gefunden werden.
Die Erfindung betrifft hierzu ein Bremssteuersystem nach Anspruch 1.
Demnach wird ein Bremssteuersystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, das einen internen Regler aufweist. Der interne Regler ist vorzugsweise ein Verzö gerungsregler. Der interne Regler dient zum Ausgeben einer internen Stellgrö ße für mindestens einen Bremsaktuator.
Ferner umfasst das Bremssteuersystem eine Schnittstelle zum Empfangen ei ner externen Stellgröße für den mindestens einen Bremsaktuator von einem externen Regler. Dieser externe Regler ist insbesondere ein externer Verzöge rungsregler, besonders bevorzugt eines autonomen Fahrzeugsystems.
Außerdem umfasst die Bremssteuerung eine Entscheiderschaltung, die mindes tens zwei Eingänge aufweist, um die interne Stellgröße und die externe Stell größe zu empfangen. Die externe Stellgröße wird demnach am internen Regler vorbeigeführt und nicht dem internen Regler, sondern der Entscheiderschaltung als Eingang zugeführt.
Weiter umfasst die Entscheiderschaltung einen Ausgang zum Ausgeben eines Ansteuersignals für den mindestens einen Bremsaktuator. Das Ansteuersignal ist abhängig von der internen Stellgröße und/oder der externen Stellgröße. Die Entscheiderschaltung ist also beispielsweise eingerichtet, um das Ansteuersig- 4 nal in Abhängigkeit von der zugeführten internen Stellgröße und/oder der exter nen Stellgröße zu bestimmen.
Demnach wird erfindungsgemäß eine Entscheiderschaltung vorgeschlagen, die Bestandteil des Bremssteuersystems ist und entscheidet, ob die interne Stell größe, die externe Stellgröße oder beide Stellgrößen verwendet werden, um hieraus in der Entscheiderschaltung ein Ansteuersignal für den Bremsaktuator zu erzeugen.
Beispielsweise kann so die Entscheiderschaltung im Fall eines autonomen Be triebsmodus des Fahrzeugs feststellen, dass die externe Stellgröße zur An steuerung des Bremsaktuators als Ansteuersignals zu verwenden ist und eine Regelung des Bremsaktuators kann über den externen Regler erfolgen. Dem gegenüber, insbesondere in einer Notfallsituation, bei der beispielsweise ein Assistenzsystem des Bremssteuersystems in den autonomen Fährbetrieb ein- greifen muss, kann auf einfache Weise die Entscheiderschaltung des Brems steuersystems auf die interne Stellgröße umschalten, also die interne Stellgrö ße als Ansteuersignal ausgeben. So kann der Bremsaktuator in Abhängigkeit der internen Stellgröße über das aus der internen Stellgröße erzeugte Ansteu ersignal angesteuert werden und eine Regelung des Bremsaktuators über den internen Regler erfolgen. Dies ist möglich, da die Entscheiderschaltung selbst Bestandteil des Bremssystems ist, das zum Erkennen dieser Gefahrensituation ausgebildet sein kann.
Die Entscheidung, welche Stellgrößen zur Ansteuerung des Bremsaktuators und somit welcher Regler verwendet wird, wird erfindungsgemäß in das Brems steuersystem selbst verlagert. Ein Flintereinanderschalten mehrerer Regler ist somit nicht mehr nötig. Vielmehr ist so ein autonomer Fährbetrieb möglich, wäh rend gleichzeitig Assistenzsysteme, die bereits im Bremssteuersystem vorge sehen sind, weiterhin verwendet werden können.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind in der Entscheiderschaltung vordefi nierte Regeln hinterlegbar. Außerdem ist die Entscheiderschaltung eingerichtet, 5 um in Abhängigkeit von diesen hinterlegten Regeln zu entscheiden, ob die in terne Stellgröße oder die externe Stellgröße als Ansteuersignal auszugeben ist. Alternativ ist die Entscheiderschaltung eingerichtet, um eine kombinierte Stell größe in Abhängigkeit von der internen Stellgröße und der externen Stellgröße zu bestimmen und um in Abhängigkeit von den Regeln zu entscheiden, ob die interne Stellgröße, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße als Steuersignal auszugeben ist. Besonders bevorzugt wird auch die kombinierte Stellgröße in Abhängigkeit von den Regeln erzeugt. Das heißt, eine Regel kann besagen, dass unter vorbestimmten Voraussetzungen ein vorbestimmter Anteil der internen Stellgröße und ein vorbestimmter Anteil der externen Stellgröße in die kombinierte Stellgröße einfließt.
Somit ist die Entscheiderschaltung durch vorgeben vordefinierter Regeln konfi gurierbar und eine Ansteuerung des oder der Bremsaktuatoren ist durch diese Regeln deterministisch.
Die vordefinierten Regeln entsprechen vorzugsweise im Bremssteuersystem oder der Entscheiderschaltung hinterlegtem Computercode, der basierend auf Erfahrungen vorab erzeugt, durch Tests verifiziert und im Bremssteuersystem abgelegt wurde. Vordefinierte Regeln können beispielsweise umfassen, dass solange ein Fahrzeug im autonomen Fährbetrieb ist, die Stellgröße vom exter nen Regler als Ansteuersignal ausgegeben wird. Tritt jedoch eine durch das Bremssteuersystem detektierte Notsituation ein, so wird gemäß den Regeln auf eine interne Stellgröße umgeschaltet, die als Ansteuersignal ausgegeben wird.
Ferner ermöglicht die gemäß der Alternative von der Entscheiderschaltung er zeugte kombinierte Stellgröße im autonomen Betrieb des Fahrzeugs, in dem gemäß den Regeln beispielsweise die externe Stellgröße als Ansteuersignal ausgegeben wird, dass diese gemäß den Regeln mit einem Anteil der internen Stellgröße überlagert wird, also eine kombinierte Stellgröße erzeugt wird, wenn beispielsweise ein Fahrer manuell in den autonomen Betrieb eingreift und ein Bremspedal betätigt. 6
Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist die Schnittstelle ferner eingerichtet, eine externe Führungsgröße zu empfangen. Die Führungsgröße ist vorzugs weise eine externe Sollverzögerung. Ferner ist durch den internen Regler eine interne Führungsgröße bereitstellbar. Diese interne Führungsgröße ist vor zugsweise eine interne Sollverzögerung des Bremssteuersystems. Die Füh rungsgrößen, nämlich die externe Führungsgröße und die interne Führungs größe des internen Reglers entsprechen den Größen, die den entsprechenden Reglern zum Erzeugen der Stellgrößen bereitgestellt werden. So ist die externe Führungsgröße eine Eingangsgröße des externen Reglers, wohingegen die externe Stellgröße, die in Abhängigkeit von der externen Führungsgröße mit dem externen Regler erzeugt wird, eine Ausgangsgröße des externen Reglers ist. Demgegenüber ist die interne Führungsgröße eine Eingangsgröße des in ternen Reglers, aus der der interne Regler die interne Stellgröße als Ausgangs größe des internen Reglers erzeugt.
Gemäß dieser Ausführungsform werden somit die interne Führungsgröße sowie die externe Führungsgröße an den entsprechenden Reglern vorbeigeführt oder durch die entsprechenden Regler hindurch geschleift, so dass diese im Brems steuersystem als Eingangsgrößen für die Entscheiderschaltung zur Verfügung stehen.
Die Entscheiderschaltung ist dann eingerichtet, um in Abhängigkeit von der in ternen Führungsgröße und der externen Führungsgröße unter Verwendung der Regeln zu entscheiden, welche der Stellgrößen, vorzugsweise also, ob die in terne Stellgröße, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße, als Ansteuersignal auszugeben ist. Eine von der internen Führungsgröße und der externen Führungsgröße abhängige Entscheidung schließt ein, dass eine Ent scheidung durch Anwenden der Regeln unmittelbar auf die interne Führungs größe und die externe Führungsgröße getroffen wird. Weiter schließt eine von der internen Führungsgröße und der externen Führungsgröße abhängige Ent scheidung auch ein, dass zunächst eine abgeleitete interne Führungsgröße aus der internen Führungsgröße und/oder eine abgeleitete externe Führungsgröße aus der externen Führungsgröße abgeleitet wird und daraufhin die Regeln auf 7 die abgeleitete interne Führungsgröße und/oder die abgeleitete externe Füh rungsgröße angewendet werden, um eine Entscheidung zu treffen. Das Ablei ten der abgeleiteten internen Führungsgröße aus der internen Führungsgröße und/oder der abgeleiteten externen Führungsgröße aus der externen Füh rungsgröße kann beispielsweise durch Umrechnung, wie Multiplikation mit ei nem Faktor, Division mit einem Divisor und/oder durch Addition oder Subtrakti on mit einer Variablen oder Konstanten erfolgen. Die Führungsgrößen, nämlich einerseits die interne Führungsgröße und andererseits die externe Führungs größe, entsprechen beispielsweise jeweils negativen Beschleunigungswerten, deren Einheit Meter pro Quadratsekunde beträgt und die so einer Sollverzöge rung entsprechen. Die abgeleiteten Führungsgrößen, nämlich einerseits die abgeleitete interne Führungsgröße und andererseits die abgeleitete externe Führungsgröße, entsprechen beispielsweise jeweils einer Geschwindigkeit, de ren Einheit Meter pro Sekunde beträgt und die so einer Sollgeschwindigkeit entsprechen. Zudem schließt eine von der internen Führungsgröße und der ex ternen Führungsgröße abhängige Entscheidung auch Kombinationen ein, bei denen die Regeln auf die abgeleitete interne Führungsgröße und die externe Führungsgröße oder die interne Führungsgröße und die abgeleitete externe Führungsgröße angewendet werden, um eine Entscheidung zu treffen.
Durch Zuführen dieser Führungsgrößen zur Entscheiderschaltung kann diese unter Verwendung der Regeln entscheiden, welche der Stellgrößen als Ansteu ersignal auszugeben ist. Liegt beispielsweise eine der Führungsgrößen be tragsmäßig wesentlich höher als die andere, so kann dies basierend auf den Regeln beispielsweise als Indiz von der Entscheiderschaltung dafür gesehen werden, dass die größere Führungsgröße einer vorrangig zu behandelnden Bremsanforderung, zum Beispiel einer Notbremsung, entspricht, die auch vor rangig auszuführen ist. Dementsprechend kann dann vorgesehen sein, die die ser Führungsgröße zugeordnete Stellgröße als Ansteuersignal auszugeben. Die Führungsgrößen werden der Entscheiderschaltung demnach nur zur Entschei dung, welche der Stellgrößen auszugeben ist, zugeführt. Vorzugsweise werden die Führungsgrößen in der Entscheiderschaltung nicht zur Erzeugung des An steuersignals selbst weiterverarbeitet, sondern das Ansteuersignal wird lediglich 8 in Abhängigkeit der Stellgrößen erzeugt. Hierdurch wird sichergestellt, dass keine unerwartete zusätzliche Regelung auf eine bereits geregelte Größe, näm lich die interne Stellgröße oder die externe Stellgröße durch die Entscheider- schaltung angewendet wird, wodurch ein unerwartetes oder nicht deterministi sches Verhalten vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bremssteuersystem eine Verteilerschaltung. Außerdem entspricht das Ansteuersignal einer Gesamt bremskraft für das Fahrzeug, die beispielsweise eine Kraft beschreibt, die ent gegen der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs auf das Fahrzeug aufgewen det werden soll. Die Verteilerschaltung ist eingerichtet, um die Gesamtbrems kraft auf mindestens zwei Räder, mindestens zwei Achsen und/oder mindes tens zwei Bremseinrichtungen zu verteilen, also eine Bremskraftverteilung durchzuführen. Die Bremseinrichtungen umfassen vorzugsweise zumindest Reibbremsen. Weiterhin ist die Verteilerschaltung auch eingerichtet, neben Reibbremsen eine Motorbremse, Retarder oder andere Bremssysteme des Fahrzeugs anzusteuern, um die Gesamtbremskraft zu erzeugen. Vorzugsweise dient die Verteilerschaltung somit zur Verteilung der Gesamtbremskraft auf alle Räder eines Fahrzeugs oder Gespanns. Die Verteilerschaltung ist somit im Fall eines Gespanns vorzugsweise eingerichtet, die Gesamtbremskraft nicht nur auf die Räder eines Fahrzeugs des Gespanns, das ein Zugfahrzeug ist und das ein Anhängerfahrzeug des Gespanns zieht, zu verteilen, sondern auch den Bremsaktuatoren des Anhängerfahrzeugs Anteile der Gesamtbremskraft zuzu ordnen.
Zur Bestimmung der Verteilung verwendet die Verteilerschaltung vorzugsweise einen sensierten Zustand und/oder ein bekanntes Verhalten der einzelnen Bremsaktuatoren. Ein sensierter Zustand kann durch Sensoren der einzelnen Bremsaktuatoren der Verteilerschaltung zugeführt werden und ein Verhalten der Bremsaktuatoren kann in der Verteilerschaltung hinterlegt sein. Dieses Ver halten ist beispielsweise durch Programmierung vordefiniert und/oder durch vorhergehende Bremsmanöver in der Verteilerschaltung mittels Lernalgorith men erlernt worden. 9
Vorteilhafterweise greift somit, da das Ansteuersignal, das basierend auf einer Entscheidung der Entscheiderschaltung auch die externe Stellgröße sein kann, auch der externe Regler auf die bereits in einem Bremssteuersystem etablierte Verteilerschaltung zurück. Es ist somit nicht nötig, eine weitere Verteilerschal tung zur Ansteuerung der einzelnen Bremsaktuatoren oder Bremssysteme ei nes Fahrzeugs redundant in einem autonomen Fahrzeugsystem vorzusehen. Vielmehr kann eine Verteilerschaltung, die im Bremssteuersystem vorhanden ist, auch vom externen Regler eines autonomen Fahrzeugsystems mitverwen det werden.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist die Entscheiderschaltung einge richtet, um unter vordefinierten Voraussetzungen stets, also immer, die externe Stellgröße unabhängig von den Regeln auszugeben. Diese Voraussetzungen sind gemäß dieser Ausführungsform erfüllt, wenn von dem externen Regler ei ne externe Führungsgröße mit einem Wert empfangen wird, der einem vordefi nierten Wert entspricht oder der außerhalb oder innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs liegt. Alternativ sind diese Voraussetzungen erfüllt, wenn ein Umschaltsignal von dem externen Regler empfangen wird. Ist demnach die Entscheiderschaltung so ausgebildet, dass die Entscheiderschaltung anhand des Eingangs der internen Führungsgröße und externen Führungsgröße ent scheidet, ob die interne Stellgröße, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße als Ansteuersignal ausgegeben wird, so ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass die externe Führungsgröße einen Wert annimmt, der außerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt, der innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt oder der einem bestimmten vordefinierten Wert entspricht, in der Entscheider schaltung standardmäßig auf die externe Stellgröße umgeschaltet und die ex terne Stellgröße so als Ansteuersignal ausgegeben wird. Beispielsweise steht im Fall eines niedrigen Geschwindigkeitsbereich, bei dem ein Fahrzeug oder ein Gespann zum Beispiel eine Geschwindigkeit von weniger als 6 km/h auf weist, üblicherweise keine Führungsgröße für eine Sollverzögerung zur Verfü gung. In diesem Fall kann ein fester vordefinierter Wert oder ein Signal auf die se nicht zur Verfügung stehende Führungsgröße hinweisen, um so weiterhin 10 eine korrekte Ansteuerung der Bremsaktuatoren durch den externen Regler zu ermöglichen.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform umfasst das Bremssteuersystem ein Massenabschätzungsmodul. Das Massenabschätzungsmodul dient zum Ab schätzen der Masse eines Fahrzeugs oder eines Gespanns, die beispielsweise eine Gesamtmasse des Fahrzeugs oder des Gespanns oder einzelne Achslas ten des Fahrzeugs oder des Gespanns umfasst. Dieses Abschätzen der Masse des Fahrzeugs oder des Gespanns erfolgt im Massenabschätzungsmodul an hand von Sensorwerten und/oder gelerntem Verhalten, nämlich beispielsweise einer Ist-Verzögerung des Fahrzeugs oder des Gespanns in Abhängigkeit auf gewendeter Bremskräfte, die überwacht und aus deren Überwachung das Ver halten und damit die Masse erlernt werden kann. Die geschätzte Masse ist in einem Speicher des Bremssteuersystems speicherbar. Gemäß dieser Ausfüh rungsform umfasst das Bremssteuersystem eine weitere Schnittstelle, um die gespeicherte geschätzte Masse des Fahrzeugs oder des Gespanns an den ex ternen Regler auszugeben. Alternativ oder zusätzlich ist die weitere Schnittstel le auch eingerichtet, um eine von dem externen Regler bestimmte Masse des Fahrzeugs zu empfangen.
Eine weitergehende Integration eines autonomen Fahrzeugsystems ist somit möglich, da dieses auch auf die im Bremssteuersystem gespeicherten oder er lernten Massen des Fahrzeugs über die weitere Schnittstelle zugreifen kann. Bremssteuersysteme sind aufgrund ihrer speziellen Sensorik und Lernalgorith men besonders geeignet und üblicherweise ausgebildet, um sehr genaue Mas sen des Fahrzeugs, in dem das Bremssteuersystem integriert ist, zu bestim men. Durch Ausgeben dieser Masse des Fahrzeugs an ein autonomes Fahr zeugsystem wird somit auch dem externen Regler des autonomen Fahrzeug systems ermöglicht, diese Masse bei der Regelung zu berücksichtigen. Eine Regelung des autonomen Fahrzeugsystems wird somit verbessert. Der Aus tausch der einerseits im externen Regler und andererseits im Massenabschät zungsmodul bestimmten Massen dient vorzugsweise für einen Abgleich der für die beiden Regler verwendeten Massen. Weiter kann die im externen Regler 11 bestimmte Masse vorzugsweise auch zur Berücksichtigung bei der Abschät zung im Massenabschätzungsmodul verwendet werden.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform umfasst das Bremssteuersystem eine Bremsverwaltungsschaltung. Die Bremsverwaltungsschaltung ist eingerichtet, um die interne Führungsgröße bereitzustellen. Diese interne Führungsgröße wird einerseits dem internen Regler zur Regelung zugeführt, um nämlich in Ab hängigkeit der internen Führungsgröße sowie eines ebenfalls zugeführten Ist- Werts, der beispielsweise eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Ist- Verzögerung umfasst, die interne Stellgröße zu bestimmen. Ferner wird diese Führungsgröße gemäß der Ausführungsform zusätzlich der Entscheiderschal- tung zugeführt. Hierbei umfasst die Bremsverwaltungsschaltung vorzugsweise mehrere Eingangssignale, um in Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Eingangssignale die Führungsgröße in der Bremsverwaltungsschaltung zu er zeugen.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform ist die Bremsverwaltungsschaltung eingerichtet, die interne Führungsgröße in Abhängigkeit von einem Fahrer wunsch und/oder einem Sicherheitssystem des Bremssteuersystems zu be stimmen. Der Bremsverwaltungsschaltung sind demnach mehrere Eingangs signale zugeführt, in deren Abhängigkeit die interne Führungsgröße erzeugt wird. So ist ein Eingangssignal der Bremsverwaltungsschaltung beispielsweise ein Signal eines Bremspedals, mit dem ein Fahrerwunsch, nämlich ein Brems wunsch eines Fahrers, signalisierbar ist. Außerdem werden unterschiedliche Ausgänge von Sicherheitssystemen als Eingangssignale mit der Bremsverwal tungsschaltung zugeführt. Derartige Sicherheitssysteme umfassen beispiels weise ein Notbremsassistent, der auch Advanced Emergency Braking System (AEBS) genannt wird, Stabilitätskontrollsysteme, wie eine sogenannte Roll Sta- bility Control (RSC) und/oder ein Antiblockiersystem (ABS) und dergleichen.
Die Bremsverwaltungsschaltung weist daher neben einem Eingang für das Sig nal eines Bremspedals zumindest einen Eingang für ein externes Bremsanfor derungssignal, das auch XBR-Signal (Extended Brake Request) genannt wird, 12 auf. Beispielsweise das AEBS nutzt diesen Eingang für das XBR-Signal. Das XBR-Signal, die Eingangssignale weiterer Sicherheitssysteme und auch des Bremspedals sind somit als Führungsgrößen für den internen Regler, also als Eingangssignale des internen Reglers zu betrachten. Damit unterscheiden sich diese Größen insbesondere von der externen Stellgröße und der externen Füh rungsgröße, die am internen Regler vorbeigeführt und nur der Entscheider- schaltung für die weitere Verarbeitung zugeführt werden.
Die Bremsverwaltungsschaltung ist vorzugsweise derart eingerichtet, um bei einem normalen Fährbetrieb des Fahrzeugs beispielsweise den Fahrerwunsch als eine Führungsgröße für den internen Regler bereitzustellen, wohingegen in einer Notsituation die interne Führungsgröße vom Sicherheitssystem vorgege ben wird. Die Bremsverwaltungsschaltung übernimmt somit die Umschaltung zwischen einem Fahrerwunsch als Grundlage zur Erzeugung der internen Füh rungsgröße auf Ausgangssignale eines entsprechenden Sicherheitssystems, das gegebenenfalls in den normalen Fährbetrieb eingreift.
Ein dediziertes Modul ist somit vorgesehen, um zumindest im Fall eines norma len, nicht autonomen Fährbetriebs verschiedene Systeme, die einen Zugriff auf die Bremsaktuatoren erfordern, priorisiert zur Erzeugung der internen Füh rungsgröße heranzuziehen. Dies erfolgt vorzugsweise auf der Grundlage von ebenfalls in der Bremsverwaltungsschaltung hinterlegten weiteren Regeln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der interne Regler ein iterativ ler nender Regler oder umfasst einen iterativ lernenden Regler. Der interne Regler ist somit eingerichtet in einem kontinuierlichen Lernprozess seine Regelgüte zu optimieren. Ferner ist die Entscheiderschaltung eingerichtet, diesen Lernpro zess mit einem Signal, das von der Entscheiderschaltung an den internen Reg ler übertragen wird, zu pausieren. Alternativ oder zusätzlich ist der interne Reg ler eingerichtet, den Lernprozess in Abhängigkeit von der externen Führungs größe, der externen Stellgröße und/oder einem resultierenden Fahrzeugverhal ten, nämlich anhand der Überwachung zugeführter Ist-Werte, zu adaptieren. Das Pausieren oder Adaptieren des Lernprozesses erfolgt in dem Fall, in dem 13 die Entscheiderschaltung entscheidet, die externe Stellgröße oder die kombi nierte Stellgröße als Ansteuersignal auszugeben.
Hierbei wird berücksichtigt, dass der interne Regler zwar im Fall, dass Brems aktuatoren vom externen Regler aufgrund der Entscheidung der Entscheider schaltung angesteuert werden, Ist-Werte des Fahrzeugzustands empfängt, aber die hierfür am internen Regler anliegende Führungsgröße nicht verantwortlich für diese Ist-Werte ist. Würde also der Lernprozess des iterativ lernenden Reg lers fortgesetzt werden, so würde ein fehlerhaftes oder falsches Verhalten, das nicht auf dem Ausgang des internen Reglers basiert, erlernt werden. Die Re gelgüte würde demnach in diesem Fall nicht optimiert, sondern vielmehr ver schlechtert werden. Daher werden entweder die externe Führungsgröße, die externe Stellgröße und das resultierende Fahrzeugverhalten beim Lernprozess berücksichtigt oder der Lernprozess in diesem Fall unterbrochen.
Ferner umfasst die Erfindung ein System mit einem Bremssteuersystem nach einer der vorgenannten Ausführungsformen und einem externen Regler, der besonders bevorzugt ein externer Regler eines autonomen Fahrzeugsystems ist. Das autonome Fahrzeugsystem wird auch als Virtual Driver (VD) bezeich net.
Außerdem umfasst die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Ausführungsform des vorgenannten Systems.
Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bremssteuer systems. Das Bremssteuersystem ist vorzugsweise ein Bremssteuersystem nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, ein Bremssteuersystem des vorgenannten Systems oder des vorgenannten Fahrzeugs. Das Verfahren um fasst hierbei das Ausgeben einer internen Stellgröße von einem internen Regler des Bremssteuersystems für mindestens einen Bremsaktuator und das Emp fangen einer externen Stellgröße über eine Schnittstelle des Bremssteuersys tems für den mindestens einen Bremsaktuator von einem externen Regler. Au ßerdem umfasst das Verfahren das Ausgeben eines Ansteuersignals für den 14 mindestens einen Bremsaktuator in Abhängigkeit von der internen Stellgröße und/oder der externen Stellgröße mit einer Entscheiderschaltung des Brems steuersystems.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Ausgeben des An steuersignals, in Abhängigkeit von im Bremssteuersystem hinterlegten vordefi nierten Regeln zu entscheiden, ob die interne Stellgröße oder die externe Stell größe als Ansteuersignal auszugeben ist und in Abhängigkeit der Entscheidung die interne Stellgröße oder die externe Stellgröße als Ansteuersignal auszuge ben. Alternativ umfasst das Verfahren eine kombinierte Stellgröße in Abhängig keit der internen Stellgröße und der externen Stellgröße zu bestimmen. Außer dem umfasst das Verfahren gemäß der Alternative in Abhängigkeit der vordefi nierten Regeln zu entscheiden, ob die interne Stellgröße, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße als Ansteuersignal auszugeben ist. In Abhän gigkeit der Entscheidung wird dann die interne Stellgröße, die externe Stellgrö ße oder die kombinierte Stellgröße als Ansteuersignal ausgegeben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird über die Schnitt stelle zusätzlich eine externe Führungsgröße empfangen und eine interne Füh rungsgröße bereitgestellt. Mit der Entscheiderschaltung wird in Abhängigkeit der internen Führungsgröße und der externen Führungsgröße unter Verwen dung der Regeln entschieden, ob die interne Stellgröße, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße als Ansteuersignal ausgegeben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verzöge rungsregler einen iterativ lernenden Regler. Der iterativ lernende Regler führt einen kontinuierlichen Lernprozess aus, mit dem die Regelgüte optimiert wird. Die Entscheiderschaltung pausiert mittels eines Signals den Lernprozess oder es wird in Abhängigkeit von der externen Führungsgröße, der externen Stell größe und/oder einem resultierendem Fahrzeugverhalten der Lernprozess adaptiert. Dies wird ausgeführt, wenn die Entscheiderschaltung entscheidet, die externe Stellgröße oder die kombinierte Stellgröße als Ansteuersignal auszuge ben. 15
Weitere Ausführungsformen ergeben sich anhand der in den Figuren näher er läuterten Ausführungsbeispiele. Hierbei zeigt:
Figur 1 ein System mit einem Bremssteuersystem gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel,
Figur 2 ein Fahrzeug mit einem Bremssteuersystem und
Figur 3 die Schritte des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt ein System 8 mit einem Bremssteuersystem 10 gemäß einem Aus führungsbeispiel. Das Bremssteuersystem 10 umfasst einen internen Regler 12, der eine interne Stellgröße 14 ausgibt. Ferner umfasst das Bremssteuersystem 10 eine Schnittstelle 16, mit der eine externe Stellgröße 18 empfangbar ist. Die interne Stellgröße 14 sowie die externe Stellgröße 18 dienen zum Ansteuern von Bremsaktuatoren 20. Gegenüber der internen Stellgröße 14, die im Brems steuersystem 10, nämlich vom internen Regler 12 des Bremssteuersystems 10 erzeugt wird, wird die externe Stellgröße 18, die über die Schnittstelle 16 emp fangen wird, von einem externen Regler 22 erzeugt. Der externe Regler 22 ist Bestandteil eines autonomen Fahrzeugsystems 23. Der externe Regler 22 be kommt beispielsweise durch ein Trajektorieplanungsmodul 15 Vorgaben, in welche Richtung und wie sich ein Fahrzeug beschleunigen soll. Ein Regelkern 17 bestimmt aus diesen Vorgaben für einen Geschwindigkeitsregler 19 und ei nen Abstandsregler 21 . Mit einem Ausgabemodul 29 werden dann verschiede ne Stellgrößen, wie die externe Stellgröße 18 zur Ansteuerung entsprechender Aktuatoren ausgegeben.
Ferner ist im Bremssteuersystem 10 eine Entscheiderschaltung 24 vorgesehen, die ein Ansteuersignal 26 für die Bremsaktuatoren 20 an einem Ausgang 35 ausgibt. Das Ansteuersignal 26 wird in der Entscheiderschaltung 24 in Abhän gigkeit von der internen Stellgröße 14, die der Entscheiderschaltung 24 an ei nem Eingang 33a zugeführt wird, und/oder der externen Stellgröße 18, die der Entscheiderschaltung 24 an einem weiteren Eingang 33b zugeführt wird, aus- 16 gegeben. Die Entscheiderschaltung 24 weist auch ein Modul 25 auf, mit dem basierend auf der internen Stellgröße 14 und der externen Stellgröße 18 eine kombinierte Stellgröße 27 erzeugt werden kann. In der Entscheiderschaltung 24 sind, um zu entscheiden, welche Stellgröße von der internen Stellgröße 14, der externen Stellgröße 18 oder der kombinierten Stellgröße 27 als Ansteuersignal 26 ausgegeben wird, vordefinierte Regeln 28 hinterlegt. Diese Regeln 28 ent sprechen vorzugsweise einem Computercode, der in der Entscheiderschaltung 24 hinterlegt ist. Anhand dieser Regeln 28, einer für den externen Regler 22 erzeugten, zusätzlich empfangenen externen Führungsgröße 30 sowie einer internen Führungsgröße 32, die für den internen Regler 12 des Bremssteuer systems 10 erzeugt wird, entscheidet die Entscheiderschaltung 24, welche der Stellgrößen 14, 18, 27 als Ansteuersignal 26 auszugeben ist.
Das Ansteuersignal 26 wird einer Verteilerschaltung 34 zugeführt und entspricht einer Gesamtbremskraft 36 für ein Fahrzeug oder ein Gespann, die in der Ver teilerschaltung 34 auf verschiedene Bremssysteme und weiter auf die Bremsak tuatoren 20 verteilt wird. Bremsaktuatoren 20 umfassen einerseits System bremsen, die beispielsweise auf mehrere Räder einer Achse einwirken, und über ein Systembremssteuermodul 38 angesteuert werden. Derartige System bremsen umfassen eine Motorbremse 40 und eine Dauerbremsen 42, wie bei spielsweise einen Retarder. Ferner umfassen die Bremsaktuatoren 20 Reib bremsen, die über eine Reibbremsansteuerung 44 angesteuert werden. Hierbei werden einerseits die Reibbremsen eines Zugfahrzeugs 46 sowie die Reib bremsen eines Anhängerfahrzeugs 48 angesteuert.
Zum Erzeugen der internen Stellgröße 14 im internen Regler 12 wird dem Reg ler 12 die interne Führungsgröße 32, die auch der Entscheiderschaltung 28 zu geführt wird, zugeführt. Anhand dieser internen Führungsgröße 32, die einer Sollverzögerung 50 entspricht sowie einem Ist-Wert 52, der beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit 54 oder einer Ist-Verzögerung 55 entspricht, wird die interne Stellgröße 14 ermittelt. 17
Zudem ist ein Massenabschätzungsmodul 56 vorgesehen, um in dem internen Regler 12 auch eine geschätzte Masse 58, die vorzugsweise eine Gesamtmas se 60 oder eine Achslast 62 des Fahrzeugs oder eines Gespanns umfasst, zur Verbesserung der Regelung zu verwenden. Diese Masse 58 wird durch Sen sorwerte 57 oder durch vom Bremssteuersystem 10 erlerntes Verhalten 59, das dem Massenabschätzungsmodul 56 zugeführt wird, geschätzt und daraufhin in einem Speicher 63 gespeichert. Die geschätzte Masse 58 wird ferner über eine weitere Schnittstelle 64 zusätzlich einem weiteren Massenabschätzungsmodul 66 des autonomen Fahrzeugsystems 23 zugeführt. So kann die geschätzte Masse des Fahrzeugs 58 auch für den externen Regler 22 verwendet werden. Ferner ist die weitere Schnittstelle 64 auch eingerichtet, um eine durch den ex ternen Regler 22 bestimmte Masse 61 des Fahrzeugs zu empfangen. Diese empfangene Masse 61 kann im Massenabschätzungsmodul 56 beispielsweise zur Verbesserung der Schätzung der geschätzten Masse 58 oder zum Abgleich mit der geschätzten Masse 58 verwendet werden.
Die interne Führungsgröße 32, die einer internen Sollverzögerung 50 entspricht, wird von einer Bremsverwaltungsschaltung 68 erzeugt. Der Bremsverwaltungs schaltung 68 werden mehrere Eingangssignale, wie beispielsweise ein Fahrer wunsch 70 und Signale von Sicherheitssystemen 72, wie beispielsweise von einem RSC 74 oder einem AEBS-System, das als XBR-Signal 76 zugeführt wird, zugeführt. Die Sicherheitssysteme 72 sind hier als Bestandteil des Brems steuersystems 10 dargestellt, können gemäß einem weiteren hier nicht darge stellten Ausführungsbeispiel aber auch externe Systeme sein. Mit der Brems verwaltungsschaltung 68 wird dann entschieden, ob beispielsweise während einer normalen Fahrt der Fahrerwunsch 70 zur Erzeugung der internen Sollver zögerung 50 verwendet wird oder, ob eine Notfallsituation vorliegt und eines der Sicherheitssysteme zur Erzeugung der internen Sollverzögerung 50, nämlich der internen Führungsgröße 32, verwendet wird.
Ferner ist ein Signal 78 vorgesehen, das von der Entscheiderschaltung 24 er zeugt wird, wenn diese anhand der Regeln 28 die externe Stellgröße 18 oder die kombinierte Stellgröße 27 als Ansteuersignal 26 ausgibt. Dieses Signal 78 18 wird dem internen Regler 12 zugeführt, der zumindest einen iterativ lernenden Regler 80 umfasst. Der iterativ lernende Regler 80 unterbricht in diesem Fall seinen Lernprozess 81 zum Verbessern einer Regelgüte 82, da die vom inter nen Regler 12 empfangenen Ist-Werte 52 nicht auf den ausgegeben internen Stellgrößen 14, sondern auf den oder zumindest teilweise auf den externen Stellgrößen 18 basieren.
Außerdem ist ein Umschaltsignal 83 vorgesehen, das der Entscheiderschaltung 24 vom externen Regler 22 zugeführt werden kann. Wird dieses Umschaltsignal 83 vom externen Regler 22 gesendet und durch die Entscheiderschaltung 24 empfangen, so gibt die Entscheiderschaltung 24 unabhängig von den vordefi nierten Regeln 28 immer die externe Stellgröße 18 als Ansteuersignal 26 aus. Das Umschaltsignal wird beispielsweise gesendet, um dadurch anzuzeigen, dass vom externen Regler 22 aufgrund der aktuellen Fahrsituation keine exter ne Führungsgröße 30 oder nur eine externe Führungsgröße mit nicht auswert baren Werten, bereitgestellt werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Umschaltsignal 83 dargestellt, wobei gemäß einem weiteren vorteilhaf ten hier nicht gesondert dargestellten Ausführungsbeispiel auf dieses Um schaltsignal 83 verzichtet werden kann. Flierzu sind in der Entscheiderschaltung vordefinierte Werte 84 und/oder ein vordefinierter Wertebereich 85 hinterlegt. Entspricht ein Wert 86 der externen Führungsgröße 30 nun dem vordefinierten Wert 84 oder liegt der Wert 86 außerhalb oder innerhalb des vordefinierten Wertebereichs 85, so wird auch ohne Bereitstellen eines Umschaltsignals 83 von der Entscheiderschaltung 24 unabhängig von den vordefinierten Regeln 28 immer die externe Stellgröße 18 als Ansteuersignal 26 ausgegeben.
Figur 2 zeigt ein Gespann 88, das ein Fahrzeug 90 mit dem System 8 aufweist. Das System 8 umfasst ein Bremssteuersystem 10 sowie ein autonomes Fahr zeugsystem 23. Das Bremssteuersystem 10 ist mit einem Bremspedal 92 ver bunden, um einen Fahrerwunsch 70 zu empfangen. Ferner sind mit dem Bremssteuersystem 10 mehrere Sensoren 94 verbunden, um so Fahrzeugzu stände, insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit 54 als Ist-Wert 52 zu be stimmen. Außerdem sind Bremsaktuatoren 20 an jedem Rad 96 der Achsen 97 19 des Fahrzeugs 90 vorgesehen, die beispielsweise Reibbremsen 46 sind. Ferner ist auch ein Anhängerfahrzeug 98 vorgesehen, das ebenfalls Räder 96 mit zu geordneten Bremsaktuatoren 20 aufweist. Das Fahrzeug 90 entspricht hier also einem Zugfahrzeug 99. Ferner umfasst das Anhängerfahrzeug 98 ein An hängerbremssteuersystem 100, das mit dem Bremssteuersystem 10 verbunden ist und Ansteuersignale zum Ansteuern der Bremsaktuatoren 20 des Anhänger fahrzeugs 98 empfängt und umsetzt.
Figur 3 zeigt die Schritte des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Schritt S1 wird durch eine Vorgabe bestimmt, ob sich ein Fahrzeug 90 in einem autonomen Betriebsmodus 110 oder in einem normalen Betriebsmodus 112 befindet. Im normalen Betriebsmodus 112 wird im Schritt S2 bei Betätigung ei nes Bremspedals ein Bremswunsch 70 an eine Bremsverwaltungsschaltung 68 übergeben. Im Schritt S3 erzeugt die Bremsverwaltungsschaltung 68 aus die sem Bremswunsch 70 eine interne Führungsgröße 32, die einem internen Reg ler 12 zugeführt wird. Im Schritt S4 empfängt der Regler neben der Führungs größe 32, die eine Sollverzögerung 50 darstellt, einen Ist-Wert 52, der einer Fahrzeuggeschwindigkeit 54 entspricht. Basierend auf dem Ist-Wert 52 sowie der internen Führungsgröße 32 erzeugt der interne Regler 12 eine interne Stell größe im Schritt S5. Diese interne Stellgröße 14 wird dann einer Entscheider- schaltung 28 zugeführt. Die Entscheiderschaltung 28 bemerkt, dass von einem externen Regler 22 keine externe Stellgröße 18 bereitgestellt wird oder diese Stellgröße einen Wert von Null aufweist. Aufgrund in der Entscheiderschaltung 24 hinterlegter Regeln 28, die beispielsweise in diesem Fall vorschreiben, die interne Stellgröße 14 zu verwenden, entscheidet die Entscheiderschaltung im Schritt S6, dass die interne Stellgröße 14 als Ansteuersignal 26 ausgegeben wird. Das Ansteuersignal 26 wird in einer Verteilerschaltung 34 wird im Schritt S7 auf verschiedene Bremssysteme verteilt und die entsprechenden Bremsak tuatoren im Schritt S8 angesteuert. Solange ein Bremswunsch vorliegt wieder holen sich die Schritte.
Im autonomen Betriebsmodus 110 stellt ein externer Regler 22 im Schritt S10 eine externe Stellgröße 18 zur Verfügung, die einen Bremswunsch eines auto- 20 nomen Fahrzeugsystems 23 signalisiert. Die externe Stellgröße 18 wird der Entscheiderschaltung 24 zugeführt, die basierend auf einer Regel 28 im Schritt S11 beispielsweise entscheidet, dass die externe Stellgröße als Ansteuersignal 26 auszugeben ist, da keine interne Stellgröße oder eine interne Stellgröße mit einem vordefinierten Wert von Null der Entscheiderschaltung 24 zugeführt wird. Im Schritt S12 wird daher die externe Stellgröße 18 als Ansteuersignal 26 aus gegeben. Nach einer Bremskraftverteilung im Schritt S13 in der Verteilerschal tung 34 werden entsprechend im Schritt S14 die Bremsaktuatoren angesteuert. Wird nun von einem Sicherheitssystem 72 eine Notsituation im Schritt S15 er kannt, sendet eines der Sicherheitssysteme 72 einen Bremswunsch an die Bremsverwaltungsschaltung 68, die im Schritt S16 eine interne Führungsgröße 32 in Abhängigkeit des Bremswunsches erzeugt und dem internen Regler 12 zuführt. Der interne Regler erzeugt im Schritt S17 eine interne Stellgröße 14 und führt diese der Entscheiderschaltung 28 zu. Basierend auf den Regeln 28 detektiert die Entscheiderschaltung 24 im Schritt S18, dass nun neben der ex ternen Stellgröße 18 eine interne Stellgröße 14 vorliegt, die beispielsweise eine höhere Verzögerung signalisiert, da es sich um eine Notsituation handelt. In diesem Fall schaltet die Entscheiderschaltung im Schritt S19 von der externen Stellgröße 18 auf die interne Stellgröße 14 um und gibt diese als Ansteuersignal 26 aus. Entsprechend werden dann die Bremsaktuatoren 20 mit der internen Stellgröße 14 im Schritt S21 nach Verteilung in der Verteilerschaltung 34 im Schritt 20 angesteuert.
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Bezugszeichenliste [Teil der Beschreibung]
8 System
10 B re m sste u e rsyste m
12 interner Regler
14 interne Stellgröße
15 Trajektorieplanungsmodul
16 Schnittstelle
17 Regelkern
18 externe Stellgröße
19 Geschwindigkeitsregler
20 Bremsaktuatoren
21 Abstandsregler
22 externer Regler
23 autonomes Fahrzeugsystem
24 Entscheiderschaltung
25 Modul
26 Ansteuersignal
27 kombinierte Stellgröße 22 vordefinierte Regeln
Ausgabemodul externe Führungsgröße interne Führungsgröße a Eingang b Eingang c Eingang d Eingang
Verteilerschaltung
Ausgang
Bremskraft
Systembremssteuermodul
Motorbremse
Dauerbremsen Reibbremsansteuerung Reibbremsen eines Zugfahrzeugs
Reibbremsen eines Anhängerfahrzeugs interne Sollverzögerung 23 Ist-Wert Fahrzeuggeschwindigkeit Ist-Verzögerung Massenabschätzungsmodul Sensorwerte geschätzte Masse durch den internen Regler gelerntes Verhalten Gesamtmasse bestimmte Masse durch den externen Regler Achslast Speicher Schnittstelle Massenabschätzungsmodul Bremsverwaltungsschaltung Fahrerwunsch Sicherheitssystem RSC XBR 24 Signal iterativ lernender Regler Lernprozess Regelgüte Umschaltsignal vordefinierter Wert vordefinierter Wertebereich Wert der externen Führungsgröße Gespann Fahrzeug Bremspedal Sensoren Rad Achsen Anhängerfahrzeug Zugfahrzeug Anhängerbremssteuersystem autonomer Betriebsmodus 25
112 normaler Betriebsmodus
51 Bestimmen Betriebsmodus
52 Übergabe Bremswunsch an Bremsverwaltungsschaltung
53 Zuführung interne Führungsgröße zu internem Regler
54 Regler empfängt Ist-Wert
55 interner Regler 12 erzeugt interne Stellgröße
56 interne Stellgröße wird als Ansteuersignal ausgegeben
57 Verteilung Ansteuersignal auf Bremssysteme
58 Ansteuerung Bremsaktuatoren
510 Bereitstellen externer Stellgröße
511 Entscheidung Entscheiderschaltung
512 Ausgabe externe Stellgröße als Ansteuersignal
513 Bremskraftverteilung
514 Ansteuerung Bremsaktuatoren
515 Erkennen Notsituation
516 Erzeugen interner Führungsgröße
S17 Erzeugen interner Stellgröße
S18 Detektieren interner Stellgröße 26
S19 Entscheiden der Entscheiderschaltung
S20 Verteilen in Verteilerschaltung
S21 Ansteuern der Bremsaktuatoren

Claims

27 Ansprüche
1. Bremssteuersystem (10) für ein Fahrzeug (90), umfassend: einen internen Regler (12) zum Ausgeben einer internen Stellgröße (14) für mindestens einen Bremsaktuator (20), eine Schnittstelle (16) zum Empfangen einer externen Stellgröße (18) für den mindestens einen Bremsaktuator (20) von einem exter nen Regler (22) und eine Entscheiderschaltung (24) mit mindestens zwei Eingängen (33a, 33b, 33c, 33d) zum Empfangen der internen Stellgröße (14) und der externen Stellgröße (18) und einem Ausgang (35) zum Ausgeben ei nes Ansteuersignals (26) für den mindestens einen Bremsaktuator (20), wobei das Ansteuersignal (26) abhängig von der empfangenen internen Stellgröße (14) und/oder der empfangenen externen Stell größe (18) ist.
2. Bremssteuersystem (10) nach Anspruch 1 , wobei in der Entscheider schaltung (24) vordefinierte Regeln (28) hinterlegt sind und die Entschei derschaltung (24) eingerichtet ist, a) um in Abhängigkeit von den Regeln (28) zu entscheiden, ob die in terne Stellgröße (14) oder die externe Stellgröße (18) als Ansteuer signal (26) auszugeben ist, oder b) um eine kombinierte Stellgröße (27) in Abhängigkeit von der internen Stellgröße (14) und der externen Stellgröße (18) zu bestimmen und um in Abhängigkeit von den Regeln (28) zu entscheiden, ob die in terne Stellgröße (14), die externe Stellgröße (18) oder die kombinier te Stellgröße als Ansteuersignal (26) auszugeben ist.
3. Bremssteuersystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schnittstelle (16) ferner eingerichtet ist, eine externe Führungsgröße (30), die für den externen Regler (22) zur Erzeugung der externen Stellgröße (18) dient, zu empfangen, und wobei eine interne Führungsgröße (32) des Brems steuersystems (10) die für den internen Regler (12) zur Erzeugung der 28 internen Stellgröße (14) dient, bereitstellbar ist, wobei die Entscheider- schaltung (24) eingerichtet ist, um in Abhängigkeit der internen Füh rungsgröße (32) und der externen Führungsgröße (30) unter Verwen dung der Regeln (28) zu entscheiden, welche der Stellgrößen (14, 18,
27) als Ansteuersignal (26) auszugeben ist. Bremssteuersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssteuersystem (10) eine Verteilerschaltung (34) aufweist und das Ansteuersignal (26) eine Gesamtbremskraft (36) für ein Fahr zeug (90) oder ein Gespann (88) umfasst, wobei die Verteilerschaltung (34) eingerichtet ist, die Gesamtbremskraft (36) auf mindestens zwei Rä der (96), mindestens zwei Achsen (97) und/oder mindestens zwei Brem seinrichtungen (40, 42, 46, 48), vorzugsweise umfassend zumindest Reibbremsen (46, 48), zu verteilen. Bremssteuersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entscheiderschaltung (24) eingerichtet ist, um unabhängig von den vordefinierten Regeln (28) die externe Stellgröße (18) als Ansteuer signal (26) auszugeben, wenn a) von dem externen Regler (22) die externe Führungsgröße (30) mit einem Wert (86) empfangen wird, der einem vordefinierten Wert (84) entspricht oder der außerhalb oder innerhalb eines vordefinierten Wertebereichs (85) liegt, oder wenn b) ein Umschaltsignal (83) von dem externen Regler (22) emp fangen wird.. Bremssteuersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssteuersystem (10) ein Massenabschätzungsmodul (56) zum Abschätzen der Masse (58) eines Fahrzeugs (90) oder eines Ge spanns (88), insbesondere der Gesamtmasse (60) oder einzelner Achs lasten (62) des Fahrzeugs (90) oder des Gespanns (88), aus Sensorwer ten (57) und/oder gelerntem Verhalten (59) umfasst, wobei vorzugsweise die geschätzte Masse (58) in einem Speicher (63) des Bremssteuersys- 29 tems (10) speicherbar ist, und wobei das Bremssteuersystem (10) eine weitere Schnittstelle (64) umfasst, um die geschätzte Masse (58) an den externen Regler (22) auszugeben und/oder eine vom externen Regler (22) bestimmte Masse (61) zu empfangen. Bremssteuersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bremssteuersystem (10) eine Bremsverwaltungsschaltung (68) aufweist, die eingerichtet ist, um dem internen Regler (12) die inter ne Führungsgröße (32) bereitzustellen und der interne Regler (12) einge richtet ist, in Abhängigkeit eines dem internen Regler (12) zugeführten Ist-Werts (52), insbesondere einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (54) oder einer Ist-Verzögerung (55), und der internen Führungsgröße (32) die interne Stellgröße (14) zu bestimmen. Bremssteuersystem (10) nach Anspruch 7, wobei die Bremsverwaltungs schaltung (68) eingerichtet ist, die interne Führungsgröße (32) in Abhän gigkeit von einem Fahrerwunsch (70) und/oder einem Sicherheitssystem (72) zu bestimmen. Bremssteuersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der interne Regler (12) einen iterativ lernenden Regler (ILR) (80) umfasst, der eingerichtet ist, in einem kontinuierlichen Lernprozess (81) die Regelgüte (82) zu optimieren, wobei die Entscheiderschaltung (24) eingerichtet ist, den Lernprozess (81) mit einem Signal (78) zu pausieren und/oder, insbesondere in Abhängigkeit von der externen Führungsgrö ße (30), der externen Stellgröße (18) und/oder einem resultierenden Fahrzeugverhalten (54, 55), zu adaptieren, wenn die Entscheiderschal tung (24) entscheidet, die externe Stellgröße (18) oder die kombinierte Stellgröße (27) als Ansteuersignal (26) auszugeben. System (8) umfassend ein Bremssteuersystem (10) nach einem der An sprüche 1 bis 9 und einen externen Regler (22), insbesondere eines au tonomen Fahrzeugsystems (23). 30 Fahrzeug (90) mit einem Bremssteuersystem (10) nach einem der An sprüche 1 bis 9 oder einem System (8) nach Anspruch 10. Verfahren zum Betreiben eines Bremssteuersystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, eines Systems (8) nach Anspruch 10 oder eines Fahrzeugs (90) nach Anspruch 11 , umfassend die Schritte:
Ausgeben einer internen Stellgröße (14) von einem internen Regler (12) des Bremssteuersystems (10) für mindestens einen Bremsaktu ator (20),
Empfangen einer externen Stellgröße (18) über eine Schnittstelle (16) des Bremssteuersystems (10) für den mindestens einen Brems aktuator (20) von einem externen Regler (22),
Ausgeben eines Ansteuersignals (26) für den mindestens einen Bremsaktuator (20) das abhängig von der internen Stellgröße (14) und/oder der externen Stellgröße (18) ist, mit einer Entscheiderschal- tung (24). Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ausgeben des Ansteuersignals (26) umfasst, a) in Abhängigkeit vordefinierter Regeln (28) zu entscheiden, ob die interne Stellgröße (14) oder die externe Stellgröße (18) als Ansteuer signal (26) auszugeben ist und in Abhängigkeit von der Entscheidung die interne Stellgröße (14) oder die externe Stellgröße (18) als An steuersignal (26) auszugegeben oder b) eine kombinierte Stellgröße (27) in Abhängigkeit der internen Stell größe (14) und der externen Stellgröße (18) zu bestimmen und in Abhängigkeit der vordefinierten Regeln (28) zu entscheiden, ob die interne Stellgröße (14) die externe Stellgröße (18) oder die kombi nierte Stellgröße (27) als Ansteuersignal (26) auszugeben ist und in Abhängigkeit von der Entscheidung (S11 , S19) die interne Stellgröße (14), die externe Stellgröße (18) oder die kombinierte Stellgröße (27) als Ansteuersignal (26) auszugegeben. 31 Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei über die Schnittstelle (16) eine externe Führungsgröße (30), die für den externen Regler (22) be reitgestellt wird, empfangen wird und eine interne Führungsgröße (32), die für den internen Regler (12) bereitgestellt wird, erzeugt wird, wobei die Entscheiderschaltung (24) in Abhängigkeit von der internen Füh rungsgröße (32) und der externen Führungsgröße (30) unter Verwen dung der Regeln (28) entscheidet, welche der Stellgrößen (14, 18, 27) als Ansteuersignal (26) ausgegeben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Verzöge rungsregler (12) einen iterativ lernenden Regler (ILR) (80) umfasst, der in einem kontinuierlichen Lernprozess (81) die Regelgüte (82) optimiert, wobei die Entscheiderschaltung (24) mittels eines Signals (78) den Lern prozess (81) pausiert und/oder, insbesondere in Abhängigkeit von der externen Führungsgröße (30), der externen Stellgröße (18) und/oder ei nem resultierenden Fahrzeugverhalten (54, 55), den Lernprozess (81) adaptiert, wenn die Entscheiderschaltung (24) entscheidet, die externe Stellgröße (18) oder die kombinierte Stellgröße (27) als Ansteuersignal (26) auszugeben.
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