DE10160278A1 - Verfahren zur Verbesserung einer Bremsassistentfunktion - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung einer BremsassistentfunktionInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Verbesserung der Bremsassistentfunktion, bei der nach dem Erkennen eines Fahrerwunsches nach einer maximalen Verzögerung und/oder einer kritischen Fahrsituation, die auf eine Notbremssituation hinweisen, eine bestimmte Bremskraft automatisch einstellbar ist, für ein Fahrzeug mit einem wählbaren Zusammenhang zwischen Betätigungsweg des Fahrpedals oder Gaspedals und einem resultierenden Motormoment (Gaspedal-Motormoment-Kennlinie oder Gaspedal-Kennlinie), ist die Gaspedal-Motormoment-Kennlinie nach Maßgabe eines erkannten Hinweises auf eine Notbremssituation veränderbar.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung einer
Bremsassistentfunktion, bei der nach dem Erkennen eines
Fahrerwunsches nach einer maximalen Verzögerung und/oder einer
kritischen Fahrsituation, die auf eine Notbremssituation
hinweisen, eine bestimmte Bremskraft automatisch einstellbar
ist, für ein Fahrzeug mit einem wählbaren Zusammenhang zwischen
dem Betätigungsweg eines Fahrpedals oder Gaspedals und einem
resultierenden Motormoment (Gaspedal-Motormoment-Kennlinie).
Bremsassistent (BA/TBA)-Systeme wurden entwickelt, da
Untersuchungen ergaben, dass Normalfahrer in
Notbremssituationen die erforderliche Bremskraft oft nicht oder
nur verzögert über das Bremspedal einsteuern können. Daher
steuern Bremsassistent-Systeme nach dem Erkennen eines
Fahrerwunsches nach einer bestimmten Verzögerung und/oder einer
kritischen Fahrsituation, die auf eine Notbremssituation
hinweisen, eine bestimmte Bremskraft automatisch ein. Zur
Realisierung eines möglichst kurzen Bremsweges wird dabei die
Bremskraft selbsttätig gegenüber der durch den Fahrzeugführer
veranlassten Bremskraft vorzugsweise bis zur maximalen
Bremskraft erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zum Betreiben eines
Bremsassistent-Systems zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der
unabhängigen Patentansprüche.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der
Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Wesentlich für die Erfindung ist es, dass nach Maßgabe eines
erkannten Hinweises auf eine Notbremssituation, d. h. wenn ein
Hinweis auf einen Fahrerwunsch nach einer maximalen Verzögerung
und/oder auf eine kritische Fahrsituation erkannt wird oder als
erkannt gilt, die Gaspedal-Motormoment-Kennlinie veränderbar
ist.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenn ein Hinweis auf
eine Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, eine
bestimmte, vorgegebene Gaspedal-Motormoment-Kennlinie
eingestellt wird oder eine Gaspedal-Motormoment-Kennlinie
berechnet wird und eingestellt wird.
Erfindungsgemäß weist die vorgegebene oder berechnete Gaspedal-
Motormoment-Kennlinie ein reduziertes Motormoment mit einem
vorzugsweise im wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen der
Gaspedalstellung und dem Motormoment auf.
Nach der Erfindung wird, wenn ein Hinweis auf eine
Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, eine
erhöhte Bremskraftverstärkung eingestellt. Das bedeutet bei
einem gegebenen Bremssystem wird der Verstärkungsfaktor V
erhöht, wodurch durch eine bestimmte Bremspedalstellung ein
erhöhten Bremsdruck oder Bremskraft in die Radbremsen
eingesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenn ein Hinweis auf
eine Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, ein
Bremskraftoffset eingestellt wird. Durch den Bremskraftoffset
werden zumindest die Spiele (Lüftspiele) des Bremssystems
überwunden, wodurch die Bremsbeläge zumindest an die
Bremsscheiben und/oder Trommeln der Radbremsen angelegt werden.
Gegebenenfalls kann darüber hinaus ein (geringer) Vordruck von
einigen bar Bremsdruck, vorzugsweise ca. 1 bis 5 bar Vordruck,
insbesondere ca. 3 bar, bzw. eine entsprechende Bremskraft in
die Radbremsen eingesteuert werden.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Veränderung der
Gaspedal-Motormoment-Kennlinie nach Maßgabe eines
Gefahrenrechners eines Radars oder einer
Fahrzeugumfeldsensorik, einer Fahrerfußraumüberwachung und/oder
einer Analyse der Bremspedalbewegung erfolgt.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeug mit einem
elektronischen Gaspedal (E-Gas). Bei einem E-Gas kann
vorteilhaft die Gaspedal-Motormoment-Kennlinie technisch
relativ einfach verändert werden.
Erfindungsgemäß wird das Verfahren bei Fahrzeugen mit aktiven,
fremdeingriffsfähigen Bremsanlagen eingesetzt, bei denen eine
Fremdenergiequelle, die nicht direkt von der Fahrerkraft
abhängt, ansteuerbar ist, um von der Bremsenbetätigung des
Fahrers im Grundsatz unabhängig die Radbremsen mit Bremskraft
zu beaufschlagen. Hier kann die Bremssystemverstärkung und ein
Bremsdruck- oder Fahrzeugverzögerungsoffset technisch relativ
einfach vorbestimmt bzw. verändert werden, so dass der Fahrer
einen schnelleren Bremsdruckaufbau erreichen kann. Derartige
Bremsanlagen sind insbesondere optimierte hydraulische Bremsen
(OHB), bei denen vom Fahrer erzeugte Bremskraft durch eine
hydraulische Pumpe verstärkt oder aufgebaut werden, oder Brake
by-wire-Bremsanlagen, wie elektrohydraulische Bremsen (EHB)
oder elektromechanische Bremsen (EMB).
Nach der Erfindung weist das Fahrzeug vorteilhaft eine Brake
by-wire-Bremsanlage auf, bei der die Betätigung des Bremspedals
durch eine Sensoreinrichtung erfasst und in entsprechende
Eingangsignale für eine Steuereinheit zur Ansteuerung der
Bremsanlage umgewandelt wird. Die Steuereinheit steuert eine
Fremdenergiequelle (Druckquelle bzw. Kraftquelle), dass
bedeutet im Grundsatz eine fahrerkraftunabhängige Energiequelle
an, durch welche die Radbremsen mit Bremsdruck oder Bremskraft
beaufschlagbar sind. Das für den Fahrer gewohnte Pedalgefühl
wird durch einen Bremspedalwegsimulator (Simulator) erzeugt.
Der Bremsdruck bzw. die Bremskraft kann durch hydraulische
Aktuatoren im Fall einer elektrohydraulischen Bremse (EHB) oder
durch elektromechanische Aktuatoren bei einer
elektromechanischen Bremse (EMB) an den Radbremsen aufgebracht
werden. Bei der EMB werden die Bremsbeläge gegen die
Bremsscheibe oder Trommel mittels elektromechanischer
Aktuatoren gepresst. Dabei werden keine hydraulischen
Komponenten benötigt. Die elektromechanischen Aktuatoren werden
durch ein elektrisches Energieversorgungs-System des
Kraftfahrzeugs als Energiequelle versorgt.
Erfindungsgemäß weist das Fahrzeug aber vorzugsweise eine
elekrohydraulische Bremse (EHB) auf, bei der eine hydraulische
Motor-Pumpen-Einheit mit Hochdruckspeicher als
Fremdenergiequelle eingesetzt wird, mittels der die Radbremsen
über hydraulische Leitungen mit Bremsdruck beaufschlagbar sind.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen (Fig. 1 bis Fig. 3)
beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
des Verfahrens,
Fig. 2 ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Verlaufs des
Motormoments und Bremsmoments in Abhängigkeit von der
Gaspedalstellung,
Fig. 3 ein zweites Beispiel eines erfindungsgemäßen Verlaufs des
Motormoments und Bremsmoments in Abhängigkeit von der
Gaspedalstellung.
In der Fig. 1 ist ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform des Verfahrens schematisch dargestellt. Zum
Erkennen einer Notbremssituation werden hier die Signale einer
Fahrzeugumfeldsensorik, insbesondere eines Radar-
Gefahrenrechners 1, einer Überwachung des Fahrerfußraums 2,
einer Überwachung der Gaspedalstellung bzw. -bewegung 3 und
eines "klassischen" Bremsassistenten 4 mit Überwachung der
Bewegung des Bremspedals ausgewertet. Diese möglichen
Eingangssignale können zusammen oder aber einzeln oder in
beliebigen Kombinationen ausgewertet werden, wobei vorzugsweise
immer das Signal der Bremspedalbetätigung, d. h. der
"klassische" Bremsassistent 4, berücksichtigt wird.
Der Gefahrenrechner des Radars oder der Fahrzeugumfeldsensorik
1 bildet als Ausgangsgröße eine Sicherheitsgröße Δd 5 aus dem
Abstand d und den abgeleiteten Größen Relativgeschwindigkeit d
bzw. Relativbeschleunigung d" zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug als Eingangsgrößen 6, 7, 8. Bremst z. B. ein
vorausfahrendes Fahrzeug in geringem Abstand zum eigenen
Fahrzeug, so ist die Sicherheitsgröße Δd 5 groß (gegen 1). Bei
freier Fahrt ist sie 0.
Die Fußraumüberwachung 2 erfolgt z. B. durch die Analyse der
Bewegung des Fahrerfußes vom Gaspedal weg, gegeben durch die
Eingangsgrößen Abstand × 9 und Fuß/Pedalrelativgeschwindigkeit
x' 10. Es wird ebenfalls eine Sicherheitsgröße Δx als
Ausgangsgröße 11 berechnet. Bewegt sich der Fuß schnell vom
Gaspedal weg, so ist diese Sicherheitsgröße hoch (gegen 1). In
der Bildung der Sicherheitsgröße kann auch die Zeitspanne
zwischen Verlassen des Gaspedals und Berühren des Bremspedals T
als Eingangsgröße 12 berücksichtigt werden.
Ferner wird auch die Bewegung des Gaspedals in Betätigungsweg y
und abgeleiteten Größen, wie Geschwindigkeit y' und
Beschleunigung y", als Eingangsgrößen 13, 14, 15 überwacht und
in eine weitere Sicherheitsgröße Δy als Ausgangsgröße 16
umgesetzt.
Der klassische Bremsassistent 4 analysiert in bekannter Weise
die Bewegung des Bremspedals, d. h. als Eingangsgrößen den
Pedalweg s 17 und deren zeitliche Ableitung s' 18. Er generiert
zusammen mit z. B. der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs
ebenfalls eine Sicherheitsgröße Δs als Ausgangsgröße 18.
In einer Zentraleinheit 19, die dem Bremsassistenten BA/TBA
zugeordnet ist, werden diese verschiedenen Sicherheitsgrößen
nach situativer Relevanz gewichtet, koordiniert (z. B. zeitlich)
und in einen Bremsen/Motoreingriff mit den jeweiligen
Bewegungsgrößen (Bremsassistent- oder Ba/TBA-Eingriff)
umgesetzt und dem Fahrzeugbremssystem, z. B. EHB-System,
zugeführt.
Die Umsetzung des BA/TBA-Eingriffs geschieht erfindungsgemäß in
einer Veränderung der resultierenden Gaspedal-Motormoment-
Kennlinie, mit einem das Motormoment reduzierenden Moment
Mreduziert als Ausgangsgröße 20 und einem Bremskraftoffset
Fvorfüll als Ausgangsgröße 21. Durch den Bremskraftoffset werden
(hydraulische) Radbremsen "vorgefüllt", wodurch die Lüftspiele
überwunden, Bremsbeläge an den Bremsscheiben und/oder Trommeln
zumindest angelegt werden und ggf. ein geringer Bremsdruck von
einigen bar bzw. eine entsprechende Kraft aufgebracht wird.
Vorzugsweise wird ein neuer Verstärkungsfaktor V für die
Bremsanlage ermittelt und als weitere Ausgangsgröße 22
eingestellt. Das bedeutet der Verstärkungsfaktor V wird
insbesondere verändert in Richtung stärkere Verstärkung 13,
schematisch dargestellt durch den Pfeil V in der Abbildung in Fig. 1.
Die Verstärkung ist von der Bremspedalstellung SPedal abhängig
23. Aus der Verstärkung V 22 und dem Bremskraftoffset Fvorfüll
21 ergibt sich durch Addition 24 eine resultierende Bremskraft
Fbrems 25. Daraus wird nach den bekannten Verfahren von
elektronischen Bremsenregelungen in einer Regeleinheit 26 eine
einzustellende Bremskraft- bzw. Bremsdruckverteilung ermittelt
und die Radbremsen der Vorderachse VA und Hinterachse Ha mit
den ermittelten Bremskräften FbremsVA 27 und FbremsHA 28
beaufschlagt.
In der Fig. 2 ist ein erstes Beispiel für einen
erfindungsgemäßen Verlauf des Motormoments, d. h. einem aus
einem elektronischen Gaspedal (E-Gas) indizierten Motormoment
Mind und Bremsmoments bzw. Bremskraft Fbrems in Abhängigkeit von
der Gaspedalstellung S gezeigt, wobei die Veränderung der
"normalen" Kennlinie des E-Gas KL0 (dicke durchgezogene Linie)
zu erkennen ist. Ist der Fahrer mit seinem Fuß auf dem Gaspedal
und wird eine Notbremssituation erkannt, so berechnet der
TBA/BA vorzugsweise mittels der Sicherheitsgröße Δd 5 bzw.
direkt aus den Bewegungsgrößen d,d',d" der
Fahrzeugumfeldsensorik eine erhöhte Bremssystemverstärkung V 22
und eine zur Erreichung der notwendigen Verzögerung nötige
Bremskraft Fvorfüllmax 21. Es wird erfindungsgemäß ein
reduzierendes Motormoment Mred (dünne gestrichelte Linie)
berechnet und eine situationsangepasste Gaspedal-Kennlinie KL1
(dünne durchgezogene Linie) und eine Bremsen-Vorfüllung Fvorfüll
(dünne gestrichelte Linie) eingestellt. Das reduzierte
Motormoment Mred kann mittels einer Schnittstelle des
elektronischen Bremsenregelungssystems, wie sie z. B. bei einer
Antriebsschlupfregelung (ASR oder TCS) oder Fahrdynamikregelung
(ESP) bereits existiert, zur Elektronik des Antriebsmotors
übertragen werden. Im unbeeinflussten Fall hat das Motormoment
Mreduziert den Wert des maximalen Motormoments.
Reduziert der Fahrer von Punkt A auf einer bekannten "alten"
Gaspedal-Kennlinie KL0 kommend die Gaspedalstellung, so wird
zunächst das Motormoment reduziert (Mred) und mit der Rücknahme
des Gaspedals, ab dem Punkt A1, folgt die Gaspedalbetätigung
einer neuen Kennlinie KL1. Wird das Gaspedal weiter
zurückgenommen bis unterhalb des Punktes A2, d. h. unterhalb des
Schleppmoments Mschlepp des Antriebsmotors und wird zusätzlich
eine (geringe) Bremskraft Fvorfüll, z. B. durch einem EHB/EMB-
System, vorzugsweise ein EHB-System, aufgebracht, so wird als
resultierendes Moment bzw. Kraft ein Punkt B erreicht, bei dem
ein das Antriebsmoment reduzierendes Moment Mreduziert und eine
Bremskraft Fvorfüll anliegen. Dadurch wird eine kontinuierliche
Dosierung des Vorgangs durch den Fahrer ermöglicht. Bei
weiterer Rücknahme des Gaspedals liegt dann in der Nullstellung
die maximale, nach Maßgabe z. B. der Fahrzeugumfeldsensorik
ermittelte Bremskraft Fvorfüllmax an. Die Bremse ist für eine
Fahrer(not)bremsung im Sinne von TBA/BA optimal konditioniert
(vorgefüllt).
Betätigt der Fahrer in Punkt B wieder das Gaspedal, so muss
sich das resultierende Antriebsmoment gemäß der Fahrervorgabe
erhöhen. Zu diesem Zweck wird die Bremskraft und das
reduzierende Moment verringert, so dass sich die gleiche
Kennlinie wie bei der Rücknahme des Gaspedals, vorzugsweise
aber eine zumindest geringfügig steilere Kennlinie KL2 (dünne
durchgezogene Linie) ergibt. Beim Erreichen des Punktes C wird
nun unbeeinflusst vom Bremsassistenten (TBA/BA) die normale
Kennlinie KL0 wieder wirksam.
Durch diese Maßnahmen wird eine von dem Fahrer sehr gut
dosierbare Antriebs- und Bremswirkung schon mit dem Gaspedal in
Kombination mit einem BA/TBA Eingriff erreicht.
In der Fig. 3 ist ein zweites Beispiel für einen
erfindungsgemäßen Verlauf des Motormoments und Bremsmoments in
Abhängigkeit von der Gaspedalstellung gezeigt, wobei hier die
maximale Bremskraft Fvorfüllmax zeitlich verändert, in diesem
Beispiel erhöht wird. Dies kann sich z. B. durch Veränderung des
Abstands bzw. Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden
Fahrzeug ergeben. Im Unterschied zu der Fig. 2 dargestellten
Situation wird hierbei von Punkt B' mit Fvorfüllmax zu einem
ersten Zeitpunkt (t1) ab die situationsangepasste
Gaspedalkennlinie KL3 (dünne kurzgestrichelte Linie) stetig der
sich ändernden maximalen Bremskraft angeglichen (Pfeil P), bis
bei Punkt C' zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) die Charakteristik
von Fvorfüllmax (t2) definiert wird und eine weiter Gaspedal-
Kennlinie KL4 (dünne kurzgestrichelte Linie) erreicht ist. So
wird im Sinne der Erfindung die aktuell gültige Kennlinie der
aktuellen Fahrsituation, d. h. der aktuell erkannten
Gefahrensituation, angepasst bzw. ermittelt.
In Erweiterung zu den hier beschriebenen Verfahren kann im
Sinne der Erfindung auch eine nur in Stufen vorgebbare oder
eine feste situationsangepasste Kennlinie, wie z. B. in Fig. 2
gezeigt wird, vorgesehen werden. Diese Kennlinien können dann
nicht nur von Informationen der Fahrzeugumfeldsensorik
abhängen, sondern allgemein vorgebbar sein. Beispielsweise kann
die Gaspedal-Kennlinie über Schalter bei Staufahrten, bei
kleinen Geschwindigkeiten zum besseren Rangieren
(Manövrierhilfe bis Stillstand), automatisch von einem
Abstandregelungssystem (ACC-System) zur Assistenz bei
betätigtem Gaspedal und/oder automatisch von einem Bremssystem
oder Fahrdynamiksystem (ESP, EHB, EMB) zur Assistenz bei
Bergabfahrten, auch mit Anhängerlast, verändert werden. Es ist
möglich, dass die Änderungen in der resultierenden Gaspedal-
Kennlinie auch von der Gaspedalbewegung selbst abhängen. So ist
es vorgesehen, dass bei schneller Rücknahme des Gaspedals die
Kennung im Sinne einer situationsangepassten E-Gas-Kennlinie
geändert wird.
Grundsätzlich ist es vorgesehen, dass das Antriebs-Bremsmoment
sich nur mit der vom Fahrer vorgegebenen Richtung ändern darf.
Dies bedeutet, dass die Kennlinien so bestimmt werden müssen,
dass sich bei Rücknahme des Gaspedals eine Abnahme des
Antriebsmoments bzw. Zunahme des Bremsmoments ergibt und
umgekehrt. Änderungen ohne Fahrerwunsch sind hier nicht
vorgesehen, da das System nur zur Unterstützung des Fahrers
dienen soll und z. B. keine automatische starke Bremsung
einleiten soll.
Claims (9)
1. Verfahren zur Verbesserung einer Bremsassistentfunktion,
bei der nach dem Erkennen eines Fahrerwunsches nach einer
maximalen Verzögerung und/oder einer kritischen
Fahrsituation, die auf eine Notbremssituation hinweisen,
eine bestimmte Bremskraft automatisch einstellbar ist, für
ein Fahrzeug mit einem wählbaren Zusammenhang zwischen
Betätigungsweg des Fahrpedals oder Gaspedals und einem
resultierenden Motormoment (Gaspedal-Motormoment-Kennlinie
oder Gaspedal-Kennlinie),
dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe eines erkannten
Hinweises auf eine Notbremssituation die Gaspedal-
Motormoment-Kennlinie veränderbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Hinweis auf eine
Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, eine
bestimmte, vorgegebene Gaspedal-Motormoment-Kennlinie
eingestellt wird oder eine Gaspedal-Motormoment-Kennlinie
berechnet wird und eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene oder
berechnete Gaspedal-Motormoment-Kennlinie ein reduziertes
Motormoment aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene oder
berechnete Gaspedal-Motormoment-Kennlinie einen im
wesentlichen linearen Zusammenhang zwischen der
Gaspedalstellung und dem Motormoment aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Hinweis auf eine
Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, eine
erhöhte Bremskraftverstärkung eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein Hinweis auf eine
Notbremssituation erkannt wird oder als erkannt gilt, ein
Bremskraftoffset eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Gaspedal-
Motormoment-Kennlinie nach Maßgabe eines Gefahrenrechners
eines Radars oder einer Fahrzeugumfeldsensorik, einer
Fahrerfußraumüberwachung und/oder einer Analyse der
Bremspedalbewegung erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein
Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Gaspedal (E-Gas)
ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein
Kraftfahrzeug mit einer Brakeby-wire-Bremsanlage,
vorzugsweise einer elekrohydraulischen Bremse (EHB), ist.
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