DE10022187A1 - Electrical control of motor vehicle brakes via controls on steering wheel makes stopping distance shortened and thereby number and severity of traffic accidents reduced - Google Patents

Abstract

An electrical control of the brakes on the steering wheel of cars is described. The stopping distance is shortened and thereby the number and severity of traffic accidents are reduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Ober­ begriff des Anspruchs.The invention relates to a device according to the waiter concept of claim.

Durch die elektrische Bedienung der Bremse am Steuerrad, wird der Anhalteweg von Kraftfahrzeugen verkürzt und somit Zahl und Schwere der Verkehrsunfälle reduziert.Due to the electrical operation of the brake on the steering wheel, the stopping distance of motor vehicles is shortened and thus the number and Severity of traffic accidents reduced.

Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen können mechanisch, hydrau­ lisch, pneumatisch, elektrisch oder kombiniert sein.Brake systems of motor vehicles can be mechanical, hydraulic be pneumatic, electric, or combined.

Im Kraftfahrzeugbau kommen überwiegend zum Einsatz hydraulisch- mechanische Bremsen, die mit Muskelkraft der funktionellen Einheit Bein-Fuß betätigt werden.Hydraulic mechanical brakes with functional muscle power Leg-foot unit can be operated.

• 1. In Erprobung sind Elektromotoren, die die Hydraulik ersetzen und auf jedes Rad wirken: z. B. Radbremse für Fahrzeuge unter DE 38 40 685 A1.1. Electric motors are being tested to replace the hydraulics and act on each wheel: e.g. B. Wheel brake for vehicles under DE 38 40 685 A1.
• 2. In der Entwicklung sind Reifentypen, deren Torsions-Sensoren die Verformung bei Kurvenfahrt und Bremsung kontrollieren und die Fahrdynamikregelungen wie ABS, ESP und ASR unterstützen: z. B. Seitenwand-Torsions-Sensor System SWT.2. In development are tire types, their torsion sensors check the deformation when cornering and braking and the Driving dynamics regulations such as ABS, ESP and ASR support: z. B. Sidewall torsion sensor system SWT.
• 3. Neue Bremsvorrichtungen messen mit Radarstrahlen den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, und bei dessen Unterschreitung leiten sie selbsttätig die Bremsung ein: z. B. Adaptive Cruise Control.3. New braking devices measure the distance with radar beams to the vehicle in front and when the vehicle falls below it initiate braking automatically: e.g. B. Adaptive cruise control.

Gut funktionierende mechanisch-hydraulische Bremsanlagen haben eine Ansprech- und Schwelldauer von ca. 0,5 sec (0,36-0,54).Well-functioning mechanical-hydraulic brake systems have a response and threshold duration of approx. 0.5 sec (0.36-0.54).

Zu 1): die oben erwähnte Radbremse reduziert diesen Zeitwert um ca. 20% auf ca. 0,4 sec (0,29-0,43): dies ist zwar erfreulich, aber noch zu wenig.To 1): the wheel brake mentioned above reduces this time value by approx. 20% to approx. 0.4 sec (0.29-0.43): although this is gratifying, but still too little.

Zu 2): dieses System reagiert in erster Linie auf die Querkräfte im Reifen und mit den anderen Aggregaten verbessert es die Fahr­ stabilität des Fahrzeuges in der Kurvenfahrt.To 2): this system primarily reacts to the lateral forces in the tire and with the other units it improves driving stability of the vehicle when cornering.

Die Messung der Längskräfte beim Bremsvorgang wird die Leistung des ABS-Systems optimieren, aber dieses wird immer der eigen­ tlichen Bremse vorgeschaltet bleiben und physikalische sowie dynamische Grenzen nicht überschreiten können.The measurement of the longitudinal forces during the braking process becomes the performance optimize the ABS system, but this is always your own brake stay upstream and physical as well cannot exceed dynamic limits.

Zu 3): die Hindernisabstand-bezogene automatische Bremsung ist zur Vermeidung von Auffahrunfällen auf weiträumigen Verkehrs­ wegen und bei metallischen Hindernissen von großem Wert - in dichtem Stadtverkehr und bei Fußgängern ist ihre Anwendung leider beschränkt.To 3): the obstacle clearance-related automatic braking is to avoid rear-end collisions on long-range traffic because of and with metallic obstacles of great value - in dense city traffic and pedestrians is their application unfortunately limited.

Trotz jahrzehntelanger Verbesserungsarbeit ist die Ver­ kürzung des Anhalteweges durch die technischen Mittel und die physikalischen Gesetze an gewisse Grenzen angelangt.Despite decades of improvement work, the Ver shortening the stopping distance by the technical means and physical laws have reached certain limits.

Im folgenden Text werden die noch nicht genützten physio­ logischen Möglichkeiten des Menschen beschrieben.In the following text the physio logical possibilities of humans described.

Es ist bekannt, dass die Betätigung der Fußbremse eines Kraftfahrzeuges mit der physiologischen Einheit: Auge-Hirn- Rückenmark-Bein-Fuß relativ langsam ist. Beim Menschen ist die Länge der o. g. Nervenbahnen gegenüber der Strecke: Auge-Hirn-Rückenmark-Arm-Hand cirka doppelt so lang.It is known that the actuation of a foot brake Motor vehicle with the physiological unit: eye-brain Spinal cord leg foot is relatively slow. In humans the length of the above Nerve pathways opposite the route: Eye-brain-spinal cord-arm-hand about twice as long.

Die sogenannte Reaktionszeit eines durchschnittlichen Kraftfahrzeugfahrers beträgt ca. 1 Sekunde (0,3-1,7). The so-called response time of an average Motor vehicle driver is approximately 1 second (0.3-1.7).  

Diese Zeit ist neurophysiologisch bedingt und nimmt in Funktion des Alters zu.This time is neurophysiological and takes effect of age too.

Während dieser Zeitspanne legt ein Fahrzeug ungebremst z. B. in dem wichtigen Geschwindigkeitsbereich von 30-50 Km/h bei einer mittleren Verzögerung von ca. 6 m/sec² cirka die Hälfte des gesamten Anhalteweges zurück.During this period of time, a vehicle brakes z. B. in the important speed range of 30-50 km / h with an average deceleration of about 6 m / sec ² back about half of the total stopping distance.

Tab. 1 Tab. 1

Relation Geschwindigkeit/Anhalteweg Relation speed / stopping distance

Erfreulicherweise verbessert sich der Anhalteweg relativ bei höherer Geschwindigkeit, ist aber noch unbefriedigend lang.Fortunately, the stopping distance improves relatively higher speed, but is still unsatisfactorily long.

Wie bei den Nachteilen der Technik erwähnt, lassen sich im physiologischen Bereich auch kaum Grenzen sprengen, aber durch sinnvolle Veränderungen besser ausnützen.As mentioned with the disadvantages of technology, hardly exceed any limits in the physiological area, but make better use of meaningful changes.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Verkürzung des Anhalte­ weges von Kraftfahrzeugen durch die elektrische Bedienung der Bremsenanlage am Steuerrad, um somit Zahl und Schwere der Verkehrs­ unfälle zu reduzieren. The object of the invention is to shorten the stopping time way of motor vehicles by the electrical operation of the Brake system on the steering wheel to reduce the number and severity of traffic reduce accidents.  

Aufgrund der begrenzten technischen und physiologischen Gegeben­ heiten wird ein einfacher und sicherer Weg vorgeschlagen:
Die Bedienung der elektrisch betätigten Bremse am Steuerrad mit den Fingern beider Hände, wobei den Daumen größere Bedeut­ ung zukommt.Due to the limited technical and physiological conditions, a simple and safe way is suggested:
The operation of the electrically operated brake on the steering wheel with the fingers of both hands, whereby the thumb is more important.

Nachfolgend die Daten, die oberen Anspruch begründen:
Below are the dates that justify the above claim:

• 1. Die einfache Ausnützung der kürzeren neuralen Bahnen,1. The simple use of the shorter neural pathways,
• 2. die Reaktionszeit der Fingerbremsung steht zu der der Fuß­ bremsung im Verhältnis 1 : 1,7: dies wurde experimentell bestätigt und dürfte für den Fachkundigen nachvollziehbar sein;2. The reaction time of the finger braking is that of the foot braking in a ratio of 1: 1.7: this was experimental confirmed and should be understandable for the expert;
• 3. dieses Verhältnis 1 : 1,7 bedeutet, dass die Reaktionszeit - bei jedem Probanden - sich um mehr als 50% (56-62) verkürzt und somit auch der ungebremste Weg des Kraftfahrzeuges,3. this ratio 1: 1.7 means that the reaction time - at each subject - shortened by more than 50% (56-62) and thus also the unrestrained way of the motor vehicle,
• 4. die Feinmotorik der Finger ist die beste des gesamten menschlichen Körpers,4. The fine motor skills of the fingers are the best of the whole human body,
• 5. bei jeder Geschwindigkeit ruht wenigstens eine Hand des Fahrers am Steuer, in Unterschied zum rechten Fuß auf dem Gaspedal,5. At least one driver's hand rests at any speed at the wheel, in contrast to the right foot on the accelerator,
• 6. die Sektoren des Steuerrades, die mit den Fingern - vornehmlich Daumen - belegt werden können, überlappen sich auch bei komplettem rechts/links-Anschlag weitgehend,6. Steering wheel sectors, which are fingers - primarily Thumbs - can be assigned, also overlap with complete right / left stop largely,
• 7. die Spreizung und der Weg der Daumen beim Bedienen eines elekt­ rischen, stufenlosen Druckschalters sind weit innerhalb physio­ logischer Bereiche,7. The spread and the way of the thumb when operating an elect nical, stepless pressure switches are far within physio logical areas,
• 8. nach den Daten des Statistischen Bundesamtes starben auf deut­ schen Straßen im Jahre 1999 immer noch 7700 Menschen und 520.000 wurden verletzt,8. According to the data from the Federal Statistical Office died on German streets in 1999 still 7700 people and 520,000 were injured
• 9. für die Senkung dieser schrecklichen Zahlen und um die Verkehrs­ sichereit zu erhöhen, kann diese Erfindung nur von Nutzen sein.9. for the reduction of these terrible numbers and around the traffic To increase safety, this invention can only be of use.

Claims (1)

Elektrische Bedienung der Bremse am Steuerrad von Kraft­ fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhalteweg verkürzt und somit Zahl und Schwere der Verkehrsunfälle reduziert werden.Electrical operation of the brake on the steering wheel of motor vehicles, characterized in that the stopping distance is shortened and thus the number and severity of traffic accidents are reduced.