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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Technik zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs.
Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs auf einer geneigten Fahrstrecke
bei mangelnder Funktionsfähigkeit einer Bremsanlage.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
sind Bremssysteme bekannt, die ein automatisches Halten eines Kraftfahrzeugs
an einer Steigung oder an einem Gefälle unterstützen.
Dabei wird gewöhnlich durch eine Steuereinheit der Stillstand des
Kraftfahrzeugs festgestellt und daraufhin fahrerunabhängig
eine Fahrzeugbremsanlage aktiviert. Solche Systeme sind unter der
Bezeichnung Auto-Hold oder, wenn das System an einer Steigung oder
einem Gefälle eingesetzt werden soll, Hill-Hold bekannt.
Sie dienen der Erhöhung der Sicherheit, indem sie ein unbeabsichtigtes
Bewegen des Kraftfahrzeugs aus dem Stillstand heraus verhindern. Darüber
hinaus erhöhen diese Systeme den Komfort für den
Fahrer, da sich ein Anfahren und ein Anhalten am Berg für
ihn genau so gestalten, als stünde das Kraftfahrzeug auf
ebener Fahrstrecke. Mit einem solchen System wird der Fahrer beim
Anfahren eines Kraftfahrzeugs auf einer geneigten Fahrstrecke von der
Koordination des Antriebs mit der Bremsanlage entlastet, so dass
er sich auf andere Aufgaben konzentrieren kann.
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Es
ist weiterhin bekannt, für die genannte Funktionalität
vorhandene Elemente einer elektronisch steuerbaren Betriebsbremsanlage
bzw. Elemente eines Anti-Blockiersystems (ABS) oder eines elektronischen
Stabilitätsprogramms (ESP) zu verwenden.
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Betriebsbremsanlagen
sind sehr schnell aktivierbar und deaktivierbar. Andererseits sind
sie nicht dafür ausgelegt, ein Kraftfahrzeug über
längere Zeit im Stillstand zu halten. Viele solcher Bremsanlagen verwenden
beispielweise Druckspeicher, die bei einem fahrerunabhängig
veranlassten Bremsdruckaufbau oder Bremsdruckaufrechterhalten kontinuierlich geleert
werden. Fällt der Druck zu weit ab, muss eine drucker zeugende
Pumpe anlaufen. Da solche Pumpen häufig auf eine begrenzte
Betriebsstundenzahl ausgelegt sind, könnte sich durch ein übermäßig
langes Betätigen einer solchen Betriebsbremsanlage im Stillstand
des Kraftfahrzeugs ein erhöhter Verschleiß an
dieser Pumpe ergeben.
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Besser
geeignet zum Halten eines Kraftfahrzeugs im Stillstand sind Feststellbremsen.
Mit der Verfügbarkeit elektrisch aktivierbarer Feststellbremsen
wurden Verfahren bekannt, die eine Hill-Hold- bzw. Auto-Hold-Funktion
zunächst mittels einer Betriebsbremse des Kraftfahrzeugs
durchführen und die Haltekraft nach einer voreingestellten
Zeit auf die elektrisch aktivierbare Feststellbremse überleiten. Ein
solcher zeitgesteuerter Ablösevorgang ist beispielsweise
in der
EP 0 825 081
B1 beschrieben. Das beschriebene System trägt
jedoch dem Umstand, dass die Feststellbremse möglicherweise
nicht betriebsfähig ist, keine Rechnung. Insbesondere wird nicht
erörtert, wie sich dieses Assistenzsystem verhält,
wenn die Feststellbremse nicht in Lage ist, ihre Aufgabe zufriedenstellend
zu erfüllen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug auf einer
geneigten Fahrstrecke zuverlässig im Stillstand zu halten,
wenn die Übergabe einer Haltekraft von einer ersten auf
eine zweite Bremsanlage nicht möglich ist, z. B. weil die
zweite Bremsanlage nicht oder unzureichend funktionsfähig ist.
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Kurzer Abriss der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt umfasst ein Verfahren zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs bei
mangelnder Funktionsfähigkeit einer Kraftfahrzeug-Bremsanlage,
wobei das Kraftfahrzeug eine sowohl vom Fahrer als auch fahrerunabhängig
aktivierbare erste Bremsanlage und eine wenigstens fahrerunabhängig
aktivierbare zweite Bremsanlage besitzt und wobei das Kraftfahrzeug
durch eine fahrerunabhängige Aktivierung der ersten Bremsanlage
auf einer geneigten Fahrstrecke im Stillstand gehalten wird, die
Schritte des fahrerunabhängigen Deaktivierens der ersten
Bremsanlage bei einer erfassten mangelnden Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage, um das Kraftfahrzeug in Bewegung zu versetzen,
und des fahrerunabhängigen Aktivierens der ersten Bremsanlage
zumindest bei ausbleibender Aktivierung der ersten Bremsanlage durch
den Fahrer. Der Begriff „Aktivierung" bezeichnet in diesem Zusammenhang
in erster Linie die Erzeugung und/oder Aufrechterhaltung eines Bremsdrucks
in der jeweiligen Bremsanlage. Der Bremsdruck kann entweder vom
Fahrer erzeugt und/oder Aufrechterhalten werden (z. B. durch Betätigen
des Bremspedals) oder aber fahrerunabhängig (z. B. durch
das Zusammenwirken einer Hydraulikdruckquelle mit einer geeigneten
Ventilsteuerung).
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Eine
geneigte Fahrstrecke kann eine Steigung oder ein Gefälle
in Richtung einer tatsächlichen oder geplanten Fahrtrichtung
eines Kraftfahrzeugs vorwärts oder rückwärts
sein, so dass eine Hangabtriebskraft derart auf das Kraftfahrzeug
wirkt, dass es, wenn keine seiner Bremsanlagen betätigt
ist, in Richtung der Neigung der Fahrtstrecke beschleunigt wird.
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Kann
eine Übergabe der Bremskraft von der ersten Bremsanlage
auf die zweite Bremsanlage des Kraftfahrzeugs wegen mangelnder Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage nicht oder nicht ausreichend erfolgen, so
kann durch das in Bewegung Versetzen des Kraftfahrzeugs eine unmittelbare
und effiziente Fahrerwarnung ausgegeben werden. Ferner kann der
Fahrer auf diese Weise dazu veranlasst werden, aus Sicherheitsgründen
selbst die Aktivierung der vorher fahrerunabhängig aktivierten
ersten Bremsanlage zu übernehmen. In diesem Zusammenhang
kann das Verfahren den weiteren Schritt des Erfassens einer Aktivierung
oder einer ausbleibenden Aktivierung der ersten Bremsanlage durch den
Fahrer des Kraftfahrzeugs beinhalten. Das fahrerunabhängige
Aktivieren der ersten Bremsanlage kann in diesem Fall zumindest
dann erfolgen, wenn keine Fahreraktivierung erfasst wird. Andererseits kann
die fahrerunabhängige Aktivierung der ersten Bremsanlage
auch unabhängig von einer Erfassung einer Fahreraktivierung
erfolgen, etwa dann, wenn eine haptische Fahrerwarnung wie unten
beschrieben mittels eines oder mehrerer Rucke erfolgen soll.
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Zusätzlich
kann eine optische und/oder akustische Warnung ausgegeben werden.
Optische und akustische Warnungen können die durch das
beschriebene Verfahren durchgeführte haptische Warnung
des Fahrers unterstützen. Die zusätzliche akustische
und/oder optische Warnung kann zum Zeitpunkt des Bestimmens der
mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten Bremsanlage oder
erst später erfolgen. Um einen Fahrer nicht sensorisch
zu überlasten oder zu erschrecken, kann beispielsweise
eine akustische Warnung auch während oder nach Durchführung
des vorliegenden Verfahrens ausgegeben werden. Die optische Warnung
kann beispielsweise auch nach Abschluss des Verfahrens aktiviert
bleiben, so dass der Fahrer die mangelnde Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage weniger leicht vergisst. Eine optische Warnung
kann beispielsweise in Form einer Kontrolllampe oder einer Textnachricht auf
einem Fahrer-Informationssystem ausgegeben werden. Eine akustische
Warnung kann beispielsweise als Warnton bzw. Warntonsequenz oder
in Form einer gesprochenen Nachricht ausgegeben werden.
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Das
Verfahren kann so ausgeführt werden, dass eine Aktivierung
der ersten Bremsanlage durch den Fahrer stets Vorrang vor einer
fahrerunabhängigen Aktivierung oder der Deaktivierung der
ersten Bremsanlage hat. Auf diese Weise wird verhindert, dass der
Fahrer die Kontrolle über das Kraftfahrzeug verliert (bzw.
es wird sichergestellt, dass ein Eingreifen des Fahrers in den Verfahrensablauf
zu jeder Zeit möglich ist).
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Das
Verfahren kann ein Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs nach
dem fahrerunabhängigen Deaktivieren der ersten Bremsanlage
umfassen. Das Deaktivieren der ersten Bremsanlage erfolgt (teilweise
oder vollständig) vorzugsweise derart, dass das Kraftfahrzeug
auf der geneigten Fahrstrecke zu rollen oder zu ruckeln beginnt.
Diese Bewegung kann beispielsweise mittels Radsensoren erfasst werden.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es möglich,
beispielweise diejenige Kraftfahrzeug-Bewegung zu erfassen, die
zwischen einem Chassis und einem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs stattfindet, sobald
die erste Bremsanlage deaktiviert wird. Diese Bewegung kann stattfinden,
noch bevor sich das Kraftfahrzeug als Ganzes bezüglich
der Fahrbahn in Bewegung setzt.
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Das
fahrerunabhängige Deaktivieren und Aktivieren der ersten
Bremsanlage kann derart durchgeführt werden, dass ein Ruck
in das Kraftfahrzeug eingeleitet wird. Das Kraftfahrzeug ist immer dann
einem Ruck ausgesetzt, wenn sich seine Beschleunigung ändert.
Ein Ruck geht beispielsweise durch das Kraftfahrzeug, wenn die erste
Bremsanlage wieder aktiviert wird. Dieser Ruck ist in erster Linie abhängig
von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu diesem Zeitpunkt und
der Geschwindigkeit des Aktivierens der ersten Bremsanlage.
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Das
fahrerunabhängige Deaktivieren und Aktivieren der ersten
Bremsanlage kann mehrfach hintereinander durchgeführt werden,
so dass eine Serie von Rucken in das Kraftfahrzeug eingeleitet wird.
Beispielweise können die Rucke zeitlich so aufeinander
abgestimmt werden, dass sich für den Fahrer das Gefühl
einer Vibration oder eines Schaukelns des Kraftfahrzeugs einstellt.
Beim Hervorrufen einer Serie von Rucken können Effekte
ausgenutzt werden, die auf eine Federung des Kraftfahrzeugs zurückzuführen
sind. Bei einer bestimmten Aktivierungs- und Deaktivierungsfrequenz
kann die Federung des Kraftfahrzeugs die Wirkung der Rucke oder des
Schaukelns verstärken.
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Im
Fall der Hervorrufens von Rucken kann das fahrerunabhängige
Deaktivieren und Aktivieren der ersten Bremsanlage derart durchgeführt
werden, dass eine Bewegung des Kraftfahrzeugs in Richtung des Gefälles
der Fahrstrecke minimiert ist. So kann eine starke Ruck- oder Schaukelwirkung
auf den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgeübt werden, ohne es
dem Kraftfahrzeug zu gestatten, unverhältnismäßig
weit auf der geneigten Fahrstrecke zu rollen.
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Ein
Bestimmen der mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage kann basierend auf dem Auswerten wenigstens eines der
Betriebsfähigkeit der zweiten Bremsanlage zugeordneten
Sensorensignals erfolgen. Beispielsweise kann die zweite Bremsanlage über
einen Sensor verfügen, der den Verschleiß von
Mitteln signalisiert, die der zweiten Bremsanlage zugeordnet sind.
Die zweite Bremsanlage kann auch über eine komplexere Anordnung
von Sensoren und Auswerteinrichtungen verfügen, die eine
Funktionsfähigkeit der zweiten Bremsanlage bestimmt und
ein entsprechendes Signal dem Verfahren zugänglich macht.
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Das
Bestimmen der mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage kann auch ein Erfassen von Betriebsparametern der zweiten
Bremsanlage umfassen. Beispielweise kann eine Betriebsfähigkeit
anhand einer Auswertung einer Leistungsaufnahme eines elektrischen
Bremsaktuators bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ
hierzu können beispielsweise Werte wie eine Bremsentemperatur
oder eine absolute Betätigungszahl der zweiten Bremsanlage
in die Bestimmung einfließen.
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Das
Bestimmen der mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage kann auch ein Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs
bei aktivierter zweiter Bremsanlage umfassen. Auf diese Weise kann
bestimmt werden, in welchem Grad die zweite Bremsanlage dazu in
der Lage ist, das Kraftfahrzeug auf einer geneigten Fahrstrecke
im Stillstand zu halten. Beispielsweise kann eine Bremswirkung der
zweiten Bremsanlage mit einer voreingestellten Bremswirkung verglichen
werden, um aufgrund dieses Vergleichs eine mangelnde Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage zu bestimmen.
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Die
erste Bremsanlage kann eine Betriebsbremsanlage sein. In einer Ausführungsform
kann die Betriebsbremsanalyse hydraulisch aktivierbar sein. In einer
Weiterbildung dieser Ausführungsform wirkt die Betriebsbremsanlage
auf vier Radbremsen, welche jeweils einem der Räder des
Kraftfahrzeugs zugeordnet sind.
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Das
Aktivieren der ersten Bremsanlage kann mit den Mitteln eines ABS-
oder ESP-Systems durchgeführt werden. Zu diesen Mitteln
zählen beispielweise Ventile, Druckspeicher, Pumpen, Leitungen
und Sensoren. Das ABS-System kann dabei Teil eines ESP-Systems sein.
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Das
fahrerunabhängige Halten des Kraftfahrzeugs im Stillstand
kann mit Mitteln einer Adaptive Cruise Control-(ACC) oder einer
Hill-Hold-Steuerung durchgeführt werden. Diese Steuerungen
weisen jeweils Funktionalitäten auf, die es erlauben, ein angehaltenes
Kraftfahrzeug darin zu hindern, unbeabsichtigt wegzurollen.
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Die
zweite Bremsanlage kann eine Feststellbremsanlage sein. Gemäß einer
Ausführungsform kann die Feststellbremsanlage elektrisch
aktivierbar sein. Die zweite Bremsanlage kann über separate Bremsaktuatoren
verfügen, die sich an verschiedenen Rädern des
Kraftfahrzeugs befinden. Ein einzelner elektrischer Bremsaktuator
kann sich alternativ hierzu an einer anderen Stelle des Kraftfahrzeugs
befinden und auf eine oder mehrere Radbremsen wirken. Ist die zweite
Bremsanlage funktionstüchtig, so kann die Bremswirkung
von der ersten Bremsanlage auf die zweite Bremsanlage übergeben
werden. In diesem Fall bleibt das Kraftfahrzeug im Stillstand, und
eine Warnung des Fahrers auf optische, haptische oder akustische
Weise unterbleibt.
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Ein
Computerprogrammprodukt kann Programmcodemittel zur Durchführung
des vorliegenden Verfahrens aufweisen, wenn das Computerprogrammprodukt
auf einer Verarbeitungseinheit verläuft. Eine solche Verarbeitungseinheit
kann beispielsweise ein Steuergerät sein. In einer Ausführungsform
wird das Verfahren auf einem Steuergerät durchgeführt,
welches in dem Kraftfahrzeug installiert ist. Das Computerprogrammprodukt
kann auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert
sein. Als Datenträger kommen beispielsweise magnetische Datenträger
oder programmierbare Speicherbausteine in Frage. Beispielsweise
kann das Computerprogrammprodukt in einem PROM- oder Flash-Speicherbaustein
gespeichert sein.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum sicheren Halten eines
Kraftfahrzeugs bei mangelnder Funktionsfähigkeit einer
Kraftfahrzeug-Bremsanlage, wobei das Kraftfahrzeug eine sowohl vom
Fahrer als auch vom fahrerunabhängig aktivierbare erste
Bremsanlage und eine wenigstens fahrerunabhängig aktivierbare
zweite Bremsanlage besitzt und wobei das Kraftfahrzeug durch eine
fahrerunabhängige Aktivierung der ersten Bremsanlage auf
einer geneigten Fahrstrecke im Stillstand gehalten wird, eine Einrichtung
zur fahrerunabhängigen Deaktivierung der ersten Bremsanlage
bei einer erfassten mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage, um das Kraftfahrzeug in Bewegung zu versetzen, eine
optionale Einrichtung zur Erfassung einer ausbleibenden Aktivierung der
ersten Bremsanlage durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs und eine
Einrichtung zur fahrerunabhängigen Aktivierung der ersten
Bremsanlage zumindest bei ausbleibender Fahreraktivierung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum sicheren
Halten eines Kraftfahrzeugs;
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens
zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs;
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3 zeigt
exemplarische Verläufe einer Aktivierung einer Bremsanlage;
und
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4 zeigt
zwei mögliche Zeitabläufe einer fahrergesteuerten
Aktivierung einer Bremsanlage im Zusammenhang mit einem Verfahren
zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs.
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5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms
eines Verfahrens zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine mit einem Kraftfahrzeug 110 verbundene Vorrichtung 115 zum
sicheren Halten des Kraftfahrzeugs 110. In der Darstellung
der 1 befindet sich die Vorrichtung 115 außerhalb
des Kraftfahrzeugs 110; die Vorrichtung 115 kann
jedoch gleichermaßen an Bord des Kraftfahrzeugs 110 installiert
und mit Bremsanlagen 120 und 130 des Kraftfahrzeugs 110 verbunden
sein.
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Das
Kraftfahrzeug 110 verfügt über eine erste
Bremsanlage 120 und eine zweite Bremsanlage 130.
In einer Ausführungsform ist die erste Bremsanlage 120 eine
hydraulisch aktivierbare Betriebsbremsanlage, die auf eine oder
mehrere Räder des Kraftfahrzeugs 110 wirkt. Beispielsweise
kann die erste Bremsanlage 120 vier hydraulische Radbremsen
umfassen, die mit vier Rädern des Kraftfahrzeugs 110 verbunden
sind. Insbesondere kann die hydraulisch aktivierbare erste Bremsanlage 120 Elemente
aufweisen, die eine elektronische Stabilitätskontrolle
(ESP) oder ein Anti blockiersystem (ABS) zur Einflussnahme auf das
Kraftfahrzeug 110 verwenden. Solche Elemente können
Ventile, Druckspeicher, Druckerzeuger, Pumpen, Sensoren und Verarbeitungsvorrichtungen
umfassen. Die erste Bremsanlage 120 kann eine individuelle
Aktivierung einzelner Radbremsen erlauben.
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Bei
der zweiten Bremsanlage 130 kann es sich um eine Feststellbremsanlage
handeln. Die Feststellbremsanlage 130 kann Teile mit der
Betriebsbremsanlage 120 gemeinsam haben und kann beispielsweise
elektrisch aktivierbar sein. Die Feststellbremsanlage 130 kann
einen elektrischen Aktuator umfassen, der ein elektrisches Signal
in eine Bremskraft umsetzt. In einer Ausführungsform bewirkt
ein elektrische Aktuator durch mechanische Übertragung
mittels starrer Elemente unmittelbar eine Feststell-Bremswirkung
an einer Radbremse.
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Die
zweite Bremsanlage 130 kann über eine Einrichtung
verfügen, mittels derer ihre Funktionsfähigkeit
bestimmt werden kann (nicht dargestellt). Dabei kann es sich beispielsweise
um einen Sensor handeln, der an der zweiten Bremsanlage 130 angebracht
ist. Ein solcher Sensor kann beispielsweise eine von der zweiten
Bremsanlage 130 ausgeübte Zuspannkraft an einer
Radbremse bestimmen. In einer weiteren Ausführungsform
kann ein Steuergerät vorgesehen sein, welches Messwerte
eines oder mehrerer Sensoren verarbeitet, um die Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 zu bestimmen. Zu den verarbeiteten
Werten können Betriebsparameter der zweiten Bremsanlage
zählen. Beispielsweise können die Betriebsparameter
eines elektrischen Aktuators der zweiten Bremsanlage 130 von dem
Steuergerät verarbeitet werden. Zu diesen Betriebsparametern
können die Drehzahl des elektrischen Aktuators, die elektrische
Spannung am Aktuator oder der durch den Aktuator fließende
Strom zählen. Zusätzlich oder alternativ hierzu
können weitere Sensorwerte, beispielweise eine Umgebungstemperatur,
eine Bremsentemperatur, ein Hydraulikdruck, eine Versorgungsspannung,
eine Anzahl der insgesamt erfolgten Betätigungen der zweiten Bremsanlage 130 sowie
andere bzw. weitere Werte verarbeitet werden, um eine Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 zu bestimmen.
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Die
Vorrichtung 115 zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs
umfasst gemäß 1 eine Einrichtung 160 zur
fahrerunabhängigen Deaktivierung der ersten Bremsanlage
bei einer erfassten mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage, um das Kraftfahrzeug aus einem Haltezustand heraus
in Bewegung zu versetzen. Die Einrichtung 160 kann mit
der ersten Bremsanlage 120 und mit der zweiten Bremsanlage 130 des
Kraftfahrzeugs 110 verbunden sein. Die Bestimmung, ob die
zweite Bremsanlage 130 funktionsfähig ist, wird
beispielsweise durch Auswerten eines entspre chenden Signals betreffend
die zweite Bremsanlage 130 wie oben beschrieben vorgenommen.
Alternativ hierzu kann eine mangelnde Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 auch durch ein separates System
bestimmt und der Einrichtung 160 zur Verfügung
gestellt werden. Beispielsweise kann ein heuristisches Verfahren
genutzt werden, um eine mangelnde Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage 130 zu bestimmen. Diese Heuristik kann das
Betätigen der zweiten Bremsanlage 130 auf einer
geeigneten Fahrstrecke bei Stillstand des Kraftfahrzeugs in Verbindung
mit einer Erfassung einer Bewegung des Kraftfahrzeugs 110 umfassen.
Auch kann beispielsweise ein Onboard-Diagnosesystem (nicht dargestellt)
des Kraftfahrzeugs 110 der Einrichtung 160 ein
Signal liefern, welches mit der mangelnden Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 korreliert.
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Beispielweise
kann die erste Bremsanlage 120 eine hydraulische Betriebsbremse
sein und ein Deaktivieren der ersten Bremsanlage 120 dadurch realisiert
sein, dass mittels einer Betätigung eines Ventils ein Bremsdruck
zumindest soweit verringert wird, dass das Kraftfahrzeug in Bewegung
versetzt wird. Ein solches Ventil kann beispielsweise elektrisch
aktivierbar/deaktivierbar sein. Eine Deaktivierung der ersten Bremsanlage 120 kann
radindividuell erfolgen. Eine durch die Einrichtung 160 gesteuerte Deaktivierung
der ersten Bremsanlage 120 kann auf ähnliche Weise
durchgeführt werden, wenn die erste Bremsanlage 120 beispielsweise
elektrisch oder pneumatisch aufgebaut ist. In der vorliegenden Ausführungsform
hat eine fahrergesteuerte Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 stets
Vorrang vor einer fahrerunabhängigen Deaktivierung der
ersten Bremsanlage 120 durch die Einrichtung 160.
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Die
Vorrichtung 120 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ferner eine Einrichtung 170 zur Erfassung einer (ausbleibenden)
Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 durch den Fahrer
des Kraftfahrzeugs 110. Die Einrichtung 170 kann
mit der ersten Bremsanlage 120 verbunden sein. In einer
Ausführungsform wird eine fahrergesteuerte Aktivierung der
ersten Bremsanlage 120 im Rahmen des Funktionsumfangs der
ersten Bremsanlage 120 bestimmt und ein entsprechendes
Signal von der ersten Bremsanlage 120 an die Einrichtung 170 weitergeleitet.
Alternativ hierzu kann eine Erfassung einer fahrergesteuerten Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 durch einen oder mehrere Sensoren
erfolgen. Ist die erste Bremsanlage 120 beispielsweise
hydraulisch aufgebaut, so kann ein den vom Fahrer erzeugten Bremsdruck
erfassender Drucksensor der Einrichtung 170 ein entsprechendes
Aktivierungssignal zur Verfügung stellen. Alternativ hierzu
kann eine Bestimmung einer fahrergesteuerten Aktivierung der ersten
Bremsanlage 120 auch durch eine Auswertung anderer Sensoren
durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Signal eines
mit dem Bremspedal verbundenen Schalters in die Bestimmung einer fahrergesteuerten
Betätigung der ersten Bremsanlage 120 miteinbezogen
werden. Weiterhin kann ein Positions- oder Kraftsensor am Bremspedal
eingesetzt werden, um eine fahrergesteuerte Aktivierung der ersten
Bremsanlage 120 zu bestimmen.
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Ferner
verfügt die Vorrichtung 120 über eine Einrichtung 180 zur
fahrerunabhängigen Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 zumindest
bei ausbleibender Fahreraktivierung. Die Einrichtung 180 kann mit
der ersten Bremsanlage 120 des Kraftfahrzeugs 110 sowie
mit der Einrichtung 170 zur Erfassung einer Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 durch den Fahrer verbunden sein.
Eine von der Einrichtung 180 ausgehende Aktivierung der
ersten Bremsanlage 120 kann beispielsweise eine Aktivierung
einer Hydraulikdruckquelle (Pumpe, Druckspeicher, etc.) beinhalten,
wenn die erste Bremsanlage 120 eine hydraulische Bremsanlage
ist. Es sind auch andere Möglichkeiten denkbar, eine Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 mittels der Einrichtung 180 zu steuern.
Im Fall einer elektrisch aktivierbaren ersten Bremsanlage 120 kann
beispielsweise ein Steuerkommando, ein Impuls oder ein Signalpegel
von der Einrichtung 180 an die erste Bremsanlage 120 übertragen
werden, um diese zu aktivieren. Vorzugsweise kann die Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 stufenlos durchgeführt
werden, so dass eine wohldosierte Bremsung des Kraftfahrzeugs 110 möglich
ist.
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In
einer möglichen Ausführungsform sind die Einrichtungen 160 und 180 als
eine gemeinsame Einheit ausgebildet. Allgemein können die
Einrichtungen 160, 170 und 180 so aufgebaut
sein, dass sie miteinander kommunizieren.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm 200 eines Verfahrens zum sicheren Halten
eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
In Schritt 210, dem Ausgangszustand, wird das Kraftfahrzeug 110 durch
eine fahrerunabhängige Aktivierung einer ersten Bremsanlage 120 (z.
B. mittels eines AutoHold-/HillHold-Systems) auf einer geneigten Fahrstrecke
im Stillstand gehalten. Dabei ist es unerheblich, aus welchem Grund
das Kraftfahrzeug 110 auf der geneigten Fahrstrecke in
den Stillstand gekommen ist. Ist die Fahrstrecke eine Steigung,
kann der Stillstand beispielsweise durch ein Ausrollen des Kraftfahrzeugs 110 aus
einer Vorwärtsfahrt erreicht worden sein. Alternativ hierzu
kann beispielweise ein Fahrer die erste Bremsanlage 120 aktiviert
haben, um das Kraftfahrzeug 110 in den Stillstand zu überführen,
woraufhin ein AutoHold-/HillHold-System aktiviert wird. Das Aktivieren
kann unmittelbar nach Erreichen des Stillstandes oder bereits vorher
durchgeführt worden sein.
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In
Schritt 220 wird bei einer erfassten mangelnden Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 die erste Bremsanlage 120 fahrerunabhängig deaktiviert. Üblicherweise
beginnt daraufhin das Kraftfahrzeug 110, auf der geneigten
Fahrstrecke zu rollen oder zumindest zu Ruckeln. Das fahrerunabhängige
Deaktivieren der ersten Bremsanlage 120 kann gemäß einer
Ausführungsform stufenlos erfolgen, so dass die Geschwindigkeit,
mit der sich das Kraftfahrzeug 110 in Bewegung setzt, beeinflusst werden
kann.
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In
einem optionalen Schritt 230 wird eine ausbleibende Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 110 erfasst. Das
Ergebnis dieser Erfassung wird in Schritt 240 ausgewertet.
Bleibt eine Fahreraktivierung der ersten Bremsanlage 120 aus
(Möglichkeit „ja"), so wird mit Schritt 250 fortgefahren.
Erfolgt eine Fahreraktivierung (Möglichkeit „nein"),
so kann das Kraftfahrzeug 110 durch den Eingriff des Fahrers
in den Stillstand gebracht und dort gehalten werden. Diese vom Fahrer
ausgehende Betätigung ist nur ein optionaler Bestandteil
des Verfahrens und in 2 durch eine gestichelte Verbindung
angedeutet.
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In
Schritt 250 wird die erste Bremsanlage 120 des
Kraftfahrzeugs 110 fahrerunabhängig aktiviert
(weil keine oder nur eine unzureichende vom Fahrer ausgehende Aktivierung
ermittelt werden konnte). In einer Ausführungsform wird
das Kraftfahrzeug 110 dadurch wieder in den Ausgangszustand überführt.
Das fahrerunabhängige Aktivieren der ersten Bremsanlage 120 erfolgt
in einer möglichen Ausführungsform stufenlos,
so dass eine eventuelle Bewegung des Kraftfahrzeugs 110 wohldosiert
abgebremst werden kann.
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In
Schritt 260 befindet sich das Kraftfahrzeug 110 wieder
im Stillstand und wird in diesem durch die aktivierte erste Bremsanlage 120 gehalten.
Bei Bedarf kann das Verfahren erneut durchlaufen werden kann.
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In 3 zeigt
ein Diagramm 300 exemplarische Verläufe einer
fahrerunabhängigen 310 und einer fahrergesteuerten 320 Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 eines Kraftfahrzeugs 110.
Die horizontale Achse bezeichnet den Zeitverlauf t. Die vertikale
Achse bezeichnet einen Druck P, der stellvertretend für
eine Aktivierung einer ersten Bremsanlage 120 steht, wobei
in diesem Beispiel die erste Bremsanlage 120 hydraulisch
aktivierbar ist. Die durchgezogen dargestellte Kurve 310 bezeichnet
eine fahrerunabhängige Aktivierung der ersten Bremsanlage 120.
Die gestrichelt dargestellte Kurve 320 bezeichnet eine
fahrergesteuerte Aktivierung der ersten Bremsanlage 120.
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Zwischen
den Zeitpunkten t0 und t1 befindet sich
das Kraftfahrzeug 110 auf einer geneigten Fahrstrecke im
Stillstand. Dieser Zeitabschnitt entspricht dem Schritt 210.
Die fahrerunabhängige Aktivierung 310 der ersten
Bremsanlage 120 erfolgt mit dem Druck P1. Dieser Druck
ist ausreichend, um das Kraftfahrzeug 110 auf der geneigten
Fahrstrecke im Stillstand zu halten.
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Zwischen
den Zeitpunkten t1 und t3 wird
ein fahrerunabhängiges Deaktivieren der ersten Bremsanlage
bei einer erfassten mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten
Bremsanlage 130 durchgeführt, um das Fahrzeug 110 (vor
dem Zeitpunkt t2) in Bewegung zu versetzen.
Daraufhin wird erfasst, ob eine Fahreraktivierung der ersten Bremsanlage 120 stattfindet.
Dieser Zeitabschnitt entspricht den Schritten 220, 230 und 240.
Die fahrerunabhängige Deaktivierung 310 der ersten
Bremsanlage 120 führt zum Zeitpunkt t3 zum
niedrigsten Bremsdruck P2. Dieser Bremsdruck P2 ist nicht ausreichend,
um das Kraftfahrzeug 110 auf der geneigten Fahrstrecke
im Stillstand zu halten.
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Der
Zeitabschnitt zwischen den Zeitpunkten t3 und
t4 entspricht dem Schritt 250.
Die erste Bremsanlage 120 wird fahrerunabhängig
aktiviert, nachdem zum Zeitpunkt t3 eine
ausbleibende Fahreraktivierung der ersten Bremsanlage 120 festgestellt
wurde. Nach dem Zeitpunkt t4 befindet sich
das Verfahren in Schritt 260. Die fahrerunabhängige
Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 hat das ursprüngliche
Niveau P1 erreicht, und das Kraftfahrzeug 110 wird durch
diese fahrerunabhängige Aktivierung im Stillstand gehalten.
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Bleibt
eine fahrergesteuerte Aktivierung 320 der ersten Bremsanlage 120 im
Abschnitt zwischen t1 und t3 nicht
aus (z. B. weil der Fahrer durch ein Bewegen des Kraftfahrzeugs
zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 gewarnt ist und als Reaktion auf das Bewegen
auf das Bremspedal tritt), so kann ein Verlauf einer fahrergesteuerten
Aktivierung 320 dem gestrichelt dargestellten Kurvenabschnitt
zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 entsprechen. Die fahrergesteuerte Aktivierung 320 der
ersten Bremsanlage 120 erfolgt zum Zeitpunkt t2,
also noch bevor zum Zeitpunkt t3 eine fahrerunabhängige
Aktivierung 310 der ersten Bremsanlage 120 erfolgt.
In der gewählten Darstellung steigt der fahrergesteuerte
Bremsdruckverlauf 320 der ersten Bremsanlage 120 bis
zum Zeitpunkt t4 auf das Niveau P3 an, welches
im Beispiel größer ist als P1. Ein solcher Effekt
ergibt sich typischerweise dann, wenn die durch das fahrerunabhängige
Deaktivieren der ersten Bremsanlage 120 ermöglichte
Bewegung des Kraftfahrzeugs 110 durch den Fahrer wahrgenommen
wird und dieser sofort eine starke Gegenmaßnahme einleitet,
indem er scharf bremst.
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Auf
die in 3 skizzierte Weise wird der Fahrer unmissverständlich
darüber gewarnt, dass die zweite Bremsanlage 130 nicht
funktionsfähig ist. Außerdem kann eine Übergabe
der Bremskrafterzeugung an den Fahrer erfolgen. Durch die vorgesehene fahrerunabhängige
Aktivierung 310 der ersten Bremsanlage 120 zum
Zeitpunkt t3 besteht nicht die Gefahr, dass
das Kraftfahrzeug 110 über eine größere
Distanz auf der geneigten Fahrstrecke herunterrollt. Die maximal
zurückgelegte Distanz des Kraftfahrzeugs 110 kann
beispielsweise durch eine geeignete Wahl des Abstandes der Zeitpunkte
t1 und t3 erreicht
werden.
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In 4 zeigen
Graphen 400 zwei mögliche Ereignisverläufe
von Deaktivierungen und Aktivierungen der ersten Bremsanlage 120.
In beiden Ereignisverläufen zeigt die horizontale Achse
einen Zeitverlauf an. Die Zeitpunkte t1 bis
t3 entsprechen den gleichnamigen Zeitpunkten
in 3.
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Im
oberen Ereignisverlauf 410 erfolgt eine fahrerunabhängige
Deaktivierung der ersten Bremsanlage 120 zum Zeitpunkt
t1. Eine fahrergesteuerte Aktivierung der
ersten Bremsanlage 120 erfolgt zunächst nicht,
so dass zum Zeitpunkt t3 eine fahrerunabhängige
Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 erfolgt. Dies kann
zu einem für den Fahrer wahrnehmbaren Ruck führen,
ohne dass das Fahrzeug 110 tatsächlich Anrollen
muss. Eine zu einem späteren Zeitpunkt möglicherweise
stattfindende Fahreraktivierung der ersten Bremsanlage 120 aufgrund des
Rucks verstärkt gegebenenfalls die fahrerunabhängige
Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 oder kann als Anlass
dienen, die fahrerunabhängige Aktivierung der ersten Bremsanlage 110 zu
beenden.
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Im
unteren Ereignisverlauf 420 erfolgt wieder zum Zeitpunkt
t1 eine fahrerunabhängige Deaktivierung
der ersten Bremsanlage 120. Zum Zeitpunkt t2 erfolgt
jedoch bereits eine Fahreraktivierung der ersten Bremsanlage 120,
so dass zum Zeitpunkt t3 eine fahrerunabhängige
Aktivierung der ersten Bremsanlage 120 nicht mehr erforderlich
ist, um das Kraftfahrzeug in den Stillstand zu bringen.
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In
beiden Ereignisverläufen wird das Resultat erzielt, dass
das Kraftfahrzeug 110 im Stillstand ist und mittels der
ersten Bremsanlage 120 in diesem gehalten wird.
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In 5 zeigt
das Ablaufdiagramm 500 eines weiteren Beispiels eines Verfahrens
zum sicheren Halten eines Kraftfahrzeugs. In diesem Beispiel ist
die erste Bremsanlage 120 eine hydraulisch aktivierbare
Bremsanlage, die über Radbremsventile ver fügt.
Wird ein Radbremsventil geschlossen, so kann der Bremsdruck „eingesperrt"
und eine auf das zugeordnete Rad ausgeübte Bremswirkung
aufrechterhalten werden.
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In
Schritt 505 befindet sich das Kraftfahrzeug auf einer geneigten
Fahrbahn entweder im Stillstand oder in einer Bewegung. In Schritt 510 schließen
eines oder mehrere Radbremsventile gesteuert durch eine Aktivierung
der ersten Bremsanlage 120 und das Kraftfahrzeug befindet
sich auf der Fahrstrecke im Stillstand. Dabei es ist es zunächst
unerheblich, ob die Aktivierung der Radbremsventile bzw. der ersten
Bremsanlage 120 vom Fahrer oder fahrerunabhängig
bewirkt wurde.
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Im
Schritt 515 wird die Haltezeit Thalt bestimmt,
die angibt, wie lange sich das Kraftfahrzeug bereits im Stillstand
befindet. In Schritt 520 wird diese Haltezeit mit einer
vorbestimmten Referenzzeit Tref verglichen.
Ist die Haltezeit nicht größer als die Referenzzeit
(Möglichkeit "nein"), so wird in Schritt 515 erneut
die Haltezeit bestimmt. Andernfalls (Möglichkeit "ja")
wird in Schritt 525 beschlossen, die Bremskraft von der
ersten Bremsanlage 120 an die zweite Bremsanlage 130 zu übergeben.
Anschließend wird in Schritt 530 die Funktionsfähigkeit
der zweiten Bremsanlage 130 geprüft. Wie beschrieben
kann diese Überprüfung beispielsweise darin bestehen,
eine Bewegung des Kraftfahrzeugs bei aktivierter zweiter Bremsanlage 130 zu
bestimmen. In Schritt 535 wird das Ergebnis der Überprüfung
ausgewertet. Ist die Funktionsfähigkeit der zweiten Bremsanlage 130 mangelhaft
(Möglichkeit „ja"), so werden in Schritt 540 die
Radbremsventile kurzzeitig geöffnet, woraufhin das Kraftfahrzeug
anrollt. Andernfalls (Möglichkeit „Nein") übernimmt
die zweite Bremsanlage 130 die Aufgabe, das Kraftfahrzeug
auf der geneigten Fahrstrecke im Stillstand zu halten, und das Verfahren
endet mit Schritt 570.
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Im
Anschluss an das kurzzeitige öffnen der Radbremsventile
in Schritt 540 wird in Schritt 545 überprüft,
ob der Fahrer die erste Bremsanlage 120 betätigt.
Ist dies der Fall (Möglichkeit „ja"), so wird
der Bremsdruck in Schritt 550 vom Fahrer erhöht.
Andernfalls (Möglichkeit „nein") wird in Schritt 555 der Bremsdruck
in der ersten Bremsanlage 120 automatisch wiederhergestellt
oder erhöht. In beiden Fällen fährt das
Verfahren mit Schritt 560 fort, in dem ein akustisches
und/oder optisches Warnsignal ausgegeben wird, um den Fahrer von
der mangelnden Funktionsfähigkeit der zweiten Bremsanlage 130 zu unterrichten.
Im anschließenden Schritt 565 befindet sich das
Kraftfahrzeug auf der geneigten Fahrbahn im Stillstand. Im letzten
Schritt 570 liegen die gleichen Bedingungen vor wie im
ersten Schritt 505, jedoch befindet sich das Kraftfahrzeug
im Stillstand.
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Durch
die oben dargestellten Vorgehensweisen wird ein Kraftfahrzeug 110,
wenn eine zweite Bremsanlage 130 nicht in der Lage ist,
eine Haltekraft von einer ersten Bremsanlage 120 zu übernehmen nach
Ausgeben einer eindringlichen Warnung an den Fahrer im Stillstand
gehalten. Die dabei verwendete Sicherheitsfunktion in Form eines
fahrerunabhängigen Re-Aktivierens der ersten Bremsanlage 120 bei ausbleibender
Fahreraktivierung sorgt dafür, dass trotz einer intuitiv
erfassbaren Warnung durch Bewegung des Kraftfahrzeugs 110 die
Betriebssicherheit innerhalb und außerhalb des Kraftfahrzeugs 110 gewahrt
bleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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