DE102012006340A1

DE102012006340A1 - Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012006340A1
Application number: DE201210006340
Authority: DE
Inventors: Norbert Pasternak; Thomas Rampello; Michael Bendiks
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2012-11-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs (1) mit einem aktiven Fahrwerk und einem Fahrerassisterizsystem (2) im Falle einer Detektion einer bevorstehenden Kollision. Erfindungsgemäß wird das aktive Fahrwerk aus einer Betriebsposition in eine Bremsposition verstellt, wobei an Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) des Fahrzeugs (1) ein vorgebbarer Ausfederweg eingestellt wird und die Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) derart versteift werden, dass eine Federbewegung verhindert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die DE 103 37 620 beschreibt ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen, mit einem Pre-Safe-System, welches wenigstens eine Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung und eine Federungs- und Dämpfungseinrichtung aufweist. Die Federungs- und Dämpfungseinrichtung ist zwischen einem Fahrwerk und einer Karosserie angeordnet und in Abhängigkeit der von der Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung aufgenommenen und in einer Datenauswerteeinrichtung ausgewerteten Signale ansteuerbar. Die Datenauswerteeinrichtung der Fahrzeugumgebungs-Erkennungseinrichtung ist mit einem Steuergerät einer die Federungs- und Dämpfungseinrichtung ansteuernden aktiven Fahrwerkregelung, mittels der eine für die jeweilige Aufprallsituation vordefinierte Fahrzeugniveauverstellung durchgeführt wird, verknüpft.
Die DE 10 2009 036 766 beschreibt ein Fahrzeug mit einer Bremseinrichtung, einer Crasherkennungseinrichtung zur Erkennung einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis und einer Zusatzbremseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, aktiviert zu werden, wenn die Crasherkennungseinrichtung erkennt, dass eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis unvermeidbar ist. Dazu wird ein aktives Fahrwerk vorgeschlagen, das dazu befähigt ist, eine fahrzustandsabhängige und/oder beladungszustandsabhängige, zusätzliche Stellkraft an einer Radaufhängung einzuleiten und wobei die Crasherkennungseinrichtung derart mit der Zusatzbremseinrichtung zusammenwirkend ausgebildet ist, dass das aktive Fahrwerk bei Detektion einer unvermeidbaren Kollision derart ansteuerbar ist, dass sich eine Bremswirkung des Fahrzeugs erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Beim Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs mit einem aktiven Fahrwerk und einem Fahrerassistenzsystem im Falle einer Detektion einer bevorstehenden Kollision wird das aktive Fahrwerk erfindungsgemäß aus einer Betriebsposition in eine Bremsposition verstellt, wobei an Dämpfungsvorrichtungen des Fahrzeugs ein vorgebbarer Ausfederweg eingestellt wird und die Dämpfungsvorrichtungen derart versteift werden, dass eine Federbewegung verhindert ist. Dabei ist der vorgebbare Ausfederweg bevorzugt derart bemessen, dass das Fahrzeug oder eine Fahrzeugkarosserie bei Erreichen des selbigen eine maximale Höhenposition einnimmt und in Fahrzeuglängsachse horizontal ausgerichtet ist.
Durch das Anheben des Fahrzeugs ist ein Verringern einer Fahrzeughöhe im Frontbereich während der Fahrzeugbremsung verhindert, d. h. ein als sogenanntes Bremsnicken bezeichnetes Eintauchen eines Frontbereichs des Fahrzeugs. Auf diese Weise ist beispielsweise bei einer Kollision des Fahrzeugs mit einem anderen Fahrzeug die Gefahr eines Unterfahrens des anderen Fahrzeugs reduziert, d. h. eine Kollision in einem nicht optimalen, zu tiefen Bereich am anderen Fahrzeug.
Weiterhin ist durch die Verhinderung von Federbewegungen der Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen eine Reibungskraft zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche, auch als Radaufstandskraft bezeichnet, vergrößert.
Somit erhöhen sich für eine bestimmte Zeitdauer in gewünschter Weise die Reibungs- und Bremskräfte zwischen Fahrzeug und Fahrbahnoberfläche. Vorteilhafterweise ist die Fahrzeugverzögerung signifikant verbessert oder erhöht und ein Bremsweg bis zum Stillstand des Fahrzeugs wird entsprechend kürzer und/oder eine Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf ein Hindernis wird reduziert.
Somit kann beispielsweise vor einem Auffahrunfall des Fahrzeugs auf ein Hindernis eine deutlich höhere kinetische Energie abgebaut werden, als dies mit herkömmlichen Bremsverfahren möglich wäre.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise auch bei niedrigen Außentemperaturen und/oder auf unregelmäßigen Fahrbahnoberflächen einsetzbar.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Effizienz eines herkömmlichen Bremskissens steigerbar, da ein üblicherweise bei Aktivierung des Bremskissens auftretender Längsverzögerungseinbruch oder -abfall vermieden ist. Als Längsverzögerungseinbruch wird eine Verringerung oder Unterbrechung einer Reibungskraft zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche bedingt durch das Aufsetzen des Bremskissens auf die Fahrbahnoberfläche bezeichnet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann durch den Entfall des herkömmlichen Bremskissens und eine Verwendung im Fahrzeug vorhandener Komponenten des aktiven Fahrwerks eine Gewichtseinsparung des Fahrzeugs erreicht werden.
Weiterhin kann durch den Entfall des herkömmlichen Bremskissens und eine Verwendung im Fahrzeug vorhandener Komponenten des aktiven Fahrwerks eine Kosteneinsparung erreicht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Fahrzeug mit Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1 mit Mitteln zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein solches Fahrzeug 1 ist als herkömmliches Fahrzeug, beispielsweise als Personenkraftwagen, ausgebildet und umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2 und ein aktives Fahrwerk.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst bevorzugt eine nicht näher dargestellte herkömmliche Umfeldsensorik, mittels der eine Fahrzeugumgebung erfasst und/oder überwacht wird und eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs 1 mit einem Hindernis ermittelt oder erfasst wird.
Die Umfeldsensorik kann beispielsweise in herkömmlicher Weise als Radarsensor, Lidarsensor, Ultraschallsensor, Infrarotsensor und/oder auf Bilderkennung basierendes Kamerasensorsystem oder als Kombination mehrerer vorgenannter Sensoren ausgebildet sein.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Steuereinheit mit nicht näher dargestellten Verarbeitungsmodulen, die die zugeführten Signale der Umfeldsensorik zu einem so genannten Pro-Crash-Signal und daraus resultierend zu Steuersignalen SS zur Ansteuerung des aktiven Fahrwerks und/oder weiterer Aktoren verarbeiten.
Das aktive Fahrwerk umfasst zumindest eine Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 an jeder der nicht näher dargestellten, herkömmlichen Radaufhängungen des Fahrzeugs 1, welche eine Führung der Räder 5 ermöglichen, und eine Fahrwerkssteuereinheit 7.
Die Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 ist bevorzugt als ein in seiner Länge aktiv verstellbares, herkömmliches Federbein ausgebildet. Das Federbein kann beispielsweise ein hydropneumatisches Federbein, ein hydraulisches, ein pneumatisches oder ein elektromechanisches Federbein sein.
Die Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 ist in bekannter Weise zwischen einer Fahrzeugkarosserie 6 und einer gegenüber der Fahrzeugkarosserie 6 beweglichen Radaufhängung angeordnet, welche ein Fahrzeugrad 5 mit dem Fahrzeug 1 verbindet, drehbar lagert und führt.
Die Fahrwerkssteuereinheit 7 ist elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch mit jeder Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 gekoppelt und ermöglicht eine gesteuerte und/oder geregelte Längenverstellung der Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4.
Mittels einer solchen Längenverstellung der Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 ist eine Stellkraft in die jeweilige Radaufhängung einleitbar, welche eine Position der Fahrzeugkarosserie 6 entlang einer Fahrzeughochachse verändert.
Weiterhin können die Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen 4 derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass eine Federbewegung verhindert ist. Mit anderen Worten ist jede Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 versteifbar, so dass die Verbindung zwischen Radaufhängung und Fahrzeugkarosserie 6 starr ist.
Das aktive Fahrwerk kann beispielsweise als so genanntes ”Active-Body-Control”(ABC)-System ausgebildet sein. Ein solches nicht näher dargestelltes Active-Body-Control-System besteht im Wesentlichen aus einem Plunger-Aktuator, welcher in Reihe mit einem passiven Stahlfederelement sowie mit einem hierzu parallelen hydraulischen Dämpfer geschaltet ist, das heißt dieser sogenannte Plunger-Aktuator ist im Wesentlichen in Reihe mit einem üblichen Federbein eines Personenkraftwagens angeordnet. Dabei erfolgt die Ansteuerung des Plunger-Aktuators für jedes Fahrzeugrad individuell über ein Regelventil. Zur Energiebereitstellung ist ein Speichersystem und eine Hydraulikpumpe vorgesehen, durch die eine gezielte Ansteuerung des jeweiligen Regelventils vorgenommen werden kann und der jeweils gewünschte bzw. von einem elektronischen System geeignet ausgewählte Plunger-Aktuator mit Hydraulikmedium beaufschlagt oder von diesem entlastet wird.
Alternativ kann das aktive Fahrwerk als herkömmliches Luftfahrwerk ausgebildet sein.
Im Betrieb des Verfahrens wird im Falle einer Detektion einer bevorstehenden Kollision vom Fahrerassistenzsystem 2 ein entsprechendes Steuersignal SS erzeugt und an die Fahrwerkssteuereinheit 7 übermittelt. Das aktive Fahrwerk wird auf Grund des Steuersignals SS aus einer Betriebsposition in eine Bremsposition verstellt. Zur Einstellung der Betriebsposition wird dabei an den Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen 4 des Fahrzeugs 1 ein vorgebbarer Ausfederweg eingestellt.
Weiterhin werden die Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen 4 derart versteift, dass eine Federbewegung, insbesondere eine Einfederung, verhindert ist.
Als vorgebbarer Ausfederweg wird an den Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen 4 ein maximaler Ausfederweg eingestellt, welcher an jeder Federungs- und Dämpfungsvorrichtung 4 eingestellt wird. Dabei nimmt die Fahrzeugkarosserie 6 bei Erreichen des maximalen Ausfederwegs eine maximale Höhenposition ein und ist in Fahrzeuglängsachse horizontal ausgerichtet.
Durch das Anheben der Fahrzeugkarosserie 6 ist ein Verringern einer Fahrzeughöhe im Frontbereich während der Fahrzeugbremsung verhindert, d. h. ein als sogenanntes Bremsnicken bezeichnetes Eintauchen eines Frontbereichs des Fahrzeugs 1.
Weiterhin ist durch die Verhinderung von Federbewegungen der Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen 4 eine Reibungskraft zwischen Reifen 5 und Fahrbahnoberfläche 3, auch als Radaufstandskraft bezeichnet, vergrößert.
Somit kann vor einem Auffahrunfall des Fahrzeugs 1 auf ein Hindernis eine deutlich höhere kinetische Energie abgebaut werden, als dies mit herkömmlichen Bremsverfahren möglich wäre und eine Aufprallgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf ein Hindernis sowie eine daraus resultierende Unfallschwere wird reduziert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise auch bei niedrigen Außentemperaturen und/oder auf unregelmäßigen Fahrbahnoberflächen 3 einsetzbar.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Fahrzeug 1 ein herkömmliches Bremskissen umfassen, welches von einem Fahrerassistenzsystem 2 gesteuert, in einem ausgedehnten Aktivzustand auf eine Fahrbahnoberfläche 3 einwirkt und derart eine zusätzliche Bremskraft in das Fahrzeug 1 einleitet.
Ist ein solches Bremskissen im Fahrzeug 1 vorhanden, erfolgt dessen Aktivierung während der Verstellung des aktiven Fahrwerks aus der Betriebsposition in die Bremsposition. Die Verstellung des aktiven Fahrwerks aus der Betriebsposition in die Bremsposition und das Bremskissen werden bevorzugt gleichzeitig aktiviert.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Effizienz eines herkömmlichen Bremskissens steigerbar, da ein üblicherweise bei Aktivierung des Bremskissens auftretender Längsverzögerungseinbruch oder -abfall vermieden ist. Als Längsverzögerungseinbruch wird eine Verringerung oder Unterbrechung einer Reibungskraft zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche bedingt durch das Aufsetzen des Bremskissens auf die Fahrbahnoberfläche bezeichnet.
Die am erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Komponenten sind vorteilhafterweise reversibel ausgebildet, d. h. das Verfahren ist mittels der Komponenten mehrfach durchführbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10337620 [0002]
DE 102009036766 [0003]

Claims

Verfahren zur Erhöhung einer Bremswirkung eines Fahrzeugs (1) mit einem aktiven Fahrwerk und einem Fahrerassistenzsystem (2) im Falle einer Detektion einer bevorstehenden Kollision, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Fahrwerk aus einer Betriebsposition in eine Bremsposition verstellt wird, wobei an Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) des Fahrzeugs (1) ein vorgebbarer Ausfederweg eingestellt wird und die Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) derart versteift werden, dass eine Federbewegung verhindert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgebbarer Ausfederweg an den Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) ein maximaler Ausfederweg eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgebbarer Ausfederweg an den Federungs- und Dämpfungsvorrichtungen (4) ein situationsabhängig ermittelter Ausfederweg eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Ausfederweg an jeder Federungs- und Dämpfungsvorrichtung (4) eingestellt wird und jeweils separat steuer- und/oder regelbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verstellung des aktiven Fahrwerks aus der Betriebsposition in die Bremsposition ein Bremskissen aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des aktiven Fahrwerks aus der Betriebsposition in die Bremsposition und das Bremskissen gleichzeitig aktiviert werden.