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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung wird in einem Schwerfahrzeug (LKW, Bus) zum
Transportieren von Lasten und Passagieren eingesetzt.
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Stand der Technik
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Eine
Tendenz der elektronischen Regelung eines Automobils ist das schnelle
Einwirken, und ein Ereignis, das bislang von der Beurteilung durch
den Fahrer abhing, wird auch durch einen im Fahrzeug eingesetzten
Rechner gesteuert.
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Beispielsweise
gibt es eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung, bei der eine
Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Vorausfahrzeug
(die Distanz zwischen den Fahrzeugen) durch ein Radar überwacht
wird, und wenn die Distanz zwischen den Fahrzeugen anormal kurz wird,
wird automatisch eine Bremsregelung durchgeführt, und wenn es zu einem Zusammenstoss
kommt, wird der Schaden auf ein kleines Ausmaß reduziert (siehe z.B. Patentdokument
1).
- Patentdokument 1: JP2005-31967A
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Offenbarung der Erfindung
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Das durch die Erfindung zu lösende Problem
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Die
vorstehend beschriebene automatische Brems-Regelungsvorrichtung
wird für
ein Personenfahrzeug kommerziell praktikabel sein, wenn aber versucht
wird, dieselbe Funktion für
ein Schwerfahrzeug (LKW, Bus) zum Befördern von Lasten oder Fahrgästen zu
gebrauchen, müssen
Probleme gelöst werden.
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Das
heißt,
das Schwerfahrzeug weist eine äußerst große Masse
verglichen mit einem Personenfahrzeug auf, so dass es notwendig
ist für
die Sicherheit der Passagiere oder Lasten zusätzlich für den/die Fahrer/-in selbst
zu sorgen, wobei es schwierig ist, den beabsichtigten Zweck nur
durch eine einfache abrupte Bremsregelung zu erzielen, die in einer automatischen
Bremsregelung eines Personenfahrzeugs ausgeführt wird, und es ist notwendig
eine genauere Bremsregelung als beim Personenfahrzeug auszuführen. Jedoch
ist, weil eine solche Einrichtung nicht erstellt ist, eine automatische
Brems-Regelungsvorrichtung für
einen LKW oder Bus bis jetzt kommerziell nicht in die Praxis eingeführt worden.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieses Hintergrunds geschaffen
worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung
bereit zu stellen, die imstande ist, die automatische Bremsregelung
in einem LKW und einem Bus zu verwirklichen.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung
mit Regelungseinrichtungen zur Verfügung, die automatisch eine Bremsregelung
ausführen,
die auf einem Sensor-Ausgangswert basiert, der eine Distanz zwischen einem
betreffenden Fahrzeug und einem Objekt einschließt, das vor dem betreffenden
Fahrzeug vorhanden ist, selbst wenn nicht gefahren wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel
Mittel zur stufenweisen Bremsregelung einschließen, die eine stufenweise Bremsregelung
automatisch durchführen,
wenn ein geschätzter
Zeitwert, der verstrichen ist, bis eine abgeleitete Distanz zwischen
dem Objekt und dem betreffenden Fahrzeug basierend auf einer relativen
Distanz und einer Relativgeschwindigkeit des Objekts und des betreffenden
Fahrzeugs, die aus dem Ausgangswert des Sensors gewonnen wird, gleich
oder kleiner als eine vorbestimmte Distanz ist, kleiner als ein
vorbestimmter Wert wird.
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Der
geschätzte
Wert der Zeit, die verstrichen ist, bis eine zwischen dem Objekt
und dem betreffenden Fahrzeug abgeleitete Distanz, die auf der relativen
Distanz und der Relativgeschwindigkeit des Objekts und des betreffenden
Fahrzeugs basiert, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Distanz
wird, ist ein Schätzwert
der verstrichenen Zeit, bis das Objekt und das betreffende Fahrzeug
zusammenstoßen
(Time To Collision hiernach TTC).
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Die
stufenweisen Brems-Regelungsmittel enthalten die Brems-Regelungsmittel,
die allmählich die
Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit über die
Vielzahl von Stufen in Zeitabfolge erhöhen.
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Die
Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit wird auf diese
Weise schrittweise erhöht,
anstelle die maximale Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit abrupt
anzuwenden. Damit ist es möglich,
das Bremsverhalten auf dasjenige eines normalen Fahrers eines LKW
und eines Busses zu bringen, auch ist es möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit
unter Beibehaltung der Fahrzeug-Sicherheit herabzusetzen. Dadurch
lässt sich
der Aufprall zum Kollisionszeitpunkt abschwächen, während die Sicherheit auch in
einem Schwerfahrzeug, beispielsweise einem LKW und Bus, aufrechterhalten wird.
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In
der Erfindung weisen die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel
auf, die auf einen vorher festgesetzten Wert ein Änderungsverhältnis der Bremskraft
oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit in einem Abschnitt von
einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit
jeder Stufe zu einem Punkt einstellen, bei dem die beabsichtigte
Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird.
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Das
bedeutet, dass es gemäß der Erfindung, wenn
eine stufenweise Bremsregelung durchgeführt wird, möglich ist, auf einen vorbestimmten
Wert ein Änderungsverhältnis der
Bremskraft oder eine Bremsherabsetzgeschwindigkeit in einem Abschnitt von
einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit
jeder Stufe zu einem Punkt zu setzen, in dem die beabsichtigte Bremskraft
oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird. Damit ist es
möglich
ein plötzliches
Anwenden der Bremsung zu verhindern, und die Sicherheit des Fahrzeugs
beizubehalten.
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Alternativ
enthalten die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel, die
in den Variationsvorgang entlang einer durch eine vorbestimmte Funktion definierten
Kurvenform einen Variationsvorgang einer Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit
von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit
zu einem Punkt bringen, an dem die gewollte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit
erhalten wird. Damit lässt sich
das Änderungsverhältnis der
Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit im Vergleich zum
früheren
Fall glätten.
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In
der Erfindung enthalten die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung
Mittel, die eine Bremskraft durch eine Hilfsbremse in einer Stufe
erzeugen, wo die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit
gleich oder kleiner als ein vorher festgesetzter Wert ist.
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Das
bedeutet, dass wenn eine stufenweise automatische Bremsregelung
in der Anfangsstufe durchgeführt
wird, wo eine große
abrupte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit nicht erforderlich
sind, eine Bremskraft mittels der Zusatzbremse erzeugt wird. Dadurch
kann eine Last auf der Hauptbremse, beispielsweise einer Scheibenbremse,
verringert werden.
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In
der Erfindung schließen
die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung eine Vorsichtsstufe ein, die
eine Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit hat, die
kleiner als die der Anfangsstufe ist, und die Mittel zur stufenweisen
Bremsregelung lassen sich mit der Vorsichtsstufe in ihrer Stufe
vorsehen, die vor der Anfangsstufe der Stufenvielzahl liegt. In
der Vorsichtsstufe wird das Bremsen mittels der Hilfsbremse ausgeführt.
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Im
allgemeinen ist eine Bremskraft der Hilfsbremse schwach (z.B. 0,03
G bis 0,5 G), wobei es möglich
ist eine plötzliche
Abbremsung von der Anfangsstufe der automatischen Bremsregelung
zu vermeiden, und für
die Sicherheit hinsichtlich eines nachfolgenden Fahrzeugs zu sorgen.
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Das
heißt
eine Bremskraft einer Hilfsbremse ist schwach, und eine plötzliche
Verlangsamung wird nicht ausgelöst.
Aufgrund dieser Tatsache wird die automatische Bremsregelung von
einer frühen
Stufe an betätigt,
wenn die TTC ausreichend Spielraum hat, und es möglich ist einen Fahrer dazu
zu bringen aufzupassen. Das heißt,
dass ein Fahrer wegen des Betriebs der Hilfsbremse einen Ton hört, der
von der Hilfsbremse selbst herkommt, dazu einen Ton vom Motor, weil
die Motordrehzahl verringert wird, oder einen Alarmton, mit dem
der Fahrer über
die Tatsache informiert wird, dass die automatische Bremsregelung
erkennt, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird und auf das vorausfahrende
Fahrzeug aufpassen kann.
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Auch
kann die automatische Brems-Regelungsvorrichtung Mittel enthalten,
die ein Betätigen der
stufenweisen Bremsregelungsmittel verhindert, wenn die Geschwindigkeit
des betreffenden Fahrzeugs kleiner als ein vorbestimmter Wert ist,
und ein Wert des Lenkwinkels oder eine Giergeschwindigkeit sich
außerhalb
eines vorher festgesetzten Bereichs befinden.
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Das
heißt,
dass die von der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung ausgeführte
stufenweise Bremssteuerung in einem solchen Status benutzt wird,
wo die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Starten der Bremsregelung 60
km/h oder größer ist,
und eine große
Lenkoperation, wie ein Wechseln der Fahrspur oder das Durchfahren
einer scharfen Kurve nicht ausgeführt werden. Daher ist es möglich die
Betätigung
der stufenweisen Bremssteuerung auf einen anderen Fahrstatus zu beschränken.
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Falls
zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Starten der Bremsregelung
weniger als 60 km/h beträgt,
kommt es, weil die kinetische Energie des Fahrzeugs klein ist, zu
keinem Problem, selbst falls eine einfache abrupte Bremsregelung durchgeführt wird,
die in herkömmlicher
Weise auf ein Personenfahrzeug angewandt wird, und auf diese Weise
wird die Betätigung
der stufenweisen Bremsregelung beschränkt. Beträgt beispielsweise der Lenkwinkel
vor dem Einsetzen der Bremsregelung +30 Grad oder mehr oder –30 Grad
oder weniger, so bedeutet das, dass das Fahrzeug die Fahrspur wechselt
oder in einer scharfen Kurve fährt,
was außerhalb der
Bedingung liegt, die stufenweise Bremsregelung anzuwenden, wodurch
die Betätigung
der stufenweisen Bremsregelung beschränkt wird. In diesem Fall kann
eine Giergeschwindigkeit anstelle des Lenkwinkels benutzt werden.
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Wirkung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich
eine automatische Bremsregelung für einen LKW und einen Bus zu
realisieren. Durch Verwendung der Hilfsbremse für die automatische Bremsregelung
ist es möglich
eine auf die Hauptbremse, beispielsweise einer Scheibenbremse, aufgebrachte Last
zu verringern. Durch Bereitstellen einer Vorsichtsstufe lässt sich
eine hohe Sicherheit gewährleisten.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Konfigurations-Schaubild eines Regelsystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Bremsregelungs-ECU gemäß einem
Ausführungsbeispiel
einer ersten Erfindung zeigt;
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3 sind Schaubilder von Bremsmustern der
Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt
ohne Last;
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4 sind Schaubilder von Bremsmustern der
Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt
der Halblast;
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5 sind Schaubilder von Bremsmustern der
Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt
konstanter Last;
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6 ist
ein Schaubild eines Bremsmusters der Bremsregelungs-ECU des ersten
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt einer Vollbremsung;
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7 ist
ein Schaubild zum Erklären
eines Bremskraft-Änderungsverhältnisses
in einem Bremsmuster eines zweiten Ausführungsbeispiels;
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8 ist
ein Schaubild zum Erklären
einer Bremskraft-Änderungskurve
in einem Bremsmuster eines dritten Ausführungsbeispiels;
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9 ist
ein Konfigurationsschaubild eines Regelungssystems gemäß einem
vierten und einem fünften
Ausführungsbeispiel;
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10 ist
ein Flussdiagramm, das eine Regelungsprozedur einer Bremsregelungs-ECU
des fünften
Ausführungsbeispiels
zeigt;
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11 sind Schaubilder von Bremsmustern der
Bremsregelungs-ECU des fünften
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt ohne Last;
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12 sind Schaubilder von Bremsmustern der
Bremsregelungs-ECU des fünften
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt von Halblast; und
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13 sind Schaubilder von Bremsproben der
Bremsregelungs-ECU des fünften
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt von konstanter Last.
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Bevorzugte Ausführungsform
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Eine
automatische Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird
anhand der 1 bis 6 erläutert. Die 1 ist
ein Konfigurations-Schaubild
eines Regelungssystems gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
Die 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer
Bremsregelungs-ECU (ECU = Electric Control Unit = elektrische Regelungseinheit)
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zeigt. Die 3 sind Schaubilder von
Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt ohne Last. Die 4 sind
Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden
Ausführungsbeispiels zum
Zeitpunkt einer Halblast. Die 5 sind
Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt konstanter Last. Die 6 ist ein
Schaubild eines Bremsmusters der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt einer Vollbremsung.
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Wie
in 1 gezeigt, sind eine Bremsregelungs-ECU 4,
eine Schnittstelle-ECU 5, ein Anzeigegerät-ECU 6,
eine Motor- ECU 8, eine Achslastwaage 9 und eine
EBS (Electric Breaking System = elektrisches Bremssystem)_ECU 10 miteinander
durch ein Fahrzeug CAN (J1939) 7 miteinander verbunden.
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Ein
Lenksensor 2, ein Giergeschwindigkeitssensor 3 und
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 sind mit dem Fahrzeug-CAN
(J1939) 7 respektive durch die Schnittstelle-ECU 5 verbunden,
und daraus wird die Sensor-Information in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
Die Bremsregelung wird durch Antreiben eines Bremsbetätigers 11 durch
die EBS_ECU 10 vorgenommen. Ein Bremsbefehl zur EBS_ECU 10 wird
durch die Brems-Operation
am Fahrersitz (nicht gezeigt) und die Bremsregelungs-ECU 4 ausgeführt. Die
Brems- Information
einschließlich
Information des Bremsbetriebs durch einen Fahrer wird von EBS_ECU 10 ausgegeben
und in die Bremsregelungs- ECU 4 übernommen. Die Motor-ECU 8 führt eine
Mengenregelung der Brennstoff-Einspritzung des Motors 12 und
andere -Regelungs des Motors durch. Der Befehl für die Regelung der Einspritzmenge
zur Motor-ECU 8 wird mittels des Gaspedals am Fahrersitz
ausgeführt.
Eine Alarmanzeige und ein Summton aus der Bremsregelungs-ECU 4 werden
auf einem Display (nicht gezeigt) am Fahrersitz durch die Anzeigegerät-ECU 6 angezeigt.
Weil ein Regelungssystem, das mit der Lenkung anders als mit dem
Lenksensor verknüpft ist,
sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, wird ein
solches nicht dargestellt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel
eine Einrichtung zur automatischen Bremsregelung dar, mit einem
Millimeterwellen-Radar 1 zum Messen einer Distanz zwischen
einem betreffenden Fahrzeug und einem Fahrzeug, das dem betreffenden
Fahrzeug voraus ist, oder einem Objekt wie z.B. einem fallenden
Körper,
mit einem Lenksensor 2 zum Detektieren eines Lenkwinkels,
mit einem Giergeschwindigkeitssensor 3 zum Detektieren
eine Giergeschwindigkeit, und mit einer Bremsregelungs-ECU 4,
die automatisch eine Bremsregelung durchführt, die auf dem Ausgangswert
eines Sensors basiert, beispielsweise einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13,
der die Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeuges detektiert,
selbst wenn es keinen Fahrbetrieb gibt.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 eine
Einrichtung zur stufenweisen Bremsregelung aufweist, die automatisch
eine stufenweise Bremsregelung durchführt, wenn die von einem relativen
Abstand und einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem Objekt
und dem bestimmten Fahrzeug abgeleitete Zeit TTC, die aus dem Sensor-Ausgangswert
des Millimeterwellen-Radars 1 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
erhalten wird, kleiner als ein vorher festgesetzter Wert ist.
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Diese
Mittel zur stufenweisen Bremsregelung, wie in 3b gezeigt,
weisen Bremsregelungsmittel auf, die schrittweise eine Bremskraft
in drei Stufen in Zeitabfolge erhöhen. In dem in 3b gezeigtem
Beispiel, in einer ersten als „Alarm" beschriebenen Stufe,
wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit TTC zwischen 2,4 und 1,6
Sekunden angelegt. In dieser Stufe wird eine sogenannte abrupte
Bremsung noch nicht angelegt, es leuchtet eine Stopp-Lampe auf, und es
ist möglich
ein Fahrzeug dahinter über
die Tatsache zu informieren, dass bald eine abrupte Bremsung angewandt
wird. Als nächstes
wird in einer zweiten Stufe, die als „Erweiterten Bremsbereich" bezeichnet ist,
eine Bremskraft von etwa 0,3 G mit TTC zwischen 1,6 und 0,8 Sekunden
angelegt. Zuletzt wird in einer dritten Stufe, die als „Vollbremsung" bezeichnet ist,
die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit TTC zwischen 0,8 und 0
Sekunden angewandt.
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Wenn
ein Fahrer eine starke Bremsoperation ausführt, mit einer größeren Bremskraft
als die oben beschriebene, wird der stärkeren Bremskraft der Vorrang
gegeben.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wie in den 3 bis 5 gezeigt,
enthält
die Bremsregelungs-ECU 4 ein Bremsmuster-Wahlteil 40,
das ein Bremsmuster gemäß einer
geladenen Last oder einem Gewicht von Passagieren ändert. Das
Bremsmuster lässt
sich in der Weise ändern,
dass eine Vielzahl von Regelungsmustern „zum Zeitpunkt ohne Last", „zum Zeitpunkt
von Halblast" und „zum Zeitpunkt
von konstanter Last" zuvor
in ein Bremsmuster-Speicherteil 41 der
Bremsregelungs-ECU 4 abgespeichert sind, und das Bremsmuster-Wählteil 40 ein geeignetes
Bremsmuster entsprechend dem Gewicht aus den Bremsmustern aussucht.
Die Gewichts-Information der geladenen Last oder der Passagiere
wird durch die in 1 gezeigte Achslastwaage 9,
gewonnen, und in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
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Die
folgende Erklärung
basiert auf einem Fahrzeug, das dem betreffenden Fahrzeug voraus ist,
jedoch ist die automatische Brems-Regelungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels auch
für einen
auf eine Straße
fallenden Körper
wirksam.
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Die
automatischen Bremsregelungsvorrichtung weist Mittel auf, welche
die Betätigung
der stufenweisen Bremssteuerung sperren, wenn die Geschwindigkeit
des bestimmten Fahrzeugs geringer als 60 km/h ist, und ein Lenkwinkel
+30 Grad oder größer oder –30 Grad
oder kleiner ist. Anstelle des Lenkwinkels kann eine Giergeschwindigkeit
benutzt werden.
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Das
heißt,
die von der automatischen Bremsregelungsvorrichtung durchgeführte stufenweise Bremsregelung
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
basiert auf der Annahme, dass sie angewandt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit
vor dem Starten der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, und
eine große
Lenkoperation wie z.B. zum Wechseln der Fahrspur oder Befahren einer
scharfen Kurve nicht ausgeführt
wird. Deswegen lässt
sich die Betätigung
der stufenweisen Bremsregelung in einem anderen als dem oben erwähnten Fahrzustand beschränken.
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Wenn
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremsregelung geringer als 60 km/h ist, wird, weil die kinetische
Energie des Fahrzeugs klein ist, kein Problem verursacht, selbst
wenn eine einfache Bremsregelung, die in herkömmlicher Weise in Personenfahrzeugen
angewandt wird, ausgeführt
wird, wobei die Brauchbarkeit der Durchführung der stufenweisen Bremsregelung
gering ist, und daher die Betätigung
der stufenweisen Bremssteuerung eingeschränkt ist. Falls ein Lenkwinkel
vor dem Einsetzen der Bremssteuerung +30 Grad oder mehr beträgt oder –30 Grad
oder weniger, weil das bedeutet, dass das Fahrzeug eine Fahrspur
wechselt oder eine scharfe Kurve befährt, so liegt das außerhalb
der Anwendung der stufenweisen Bremsregelunhg, und die Betätigung der
stufenweisen Bremsregelung ist eingeschränkt. In diesem Fall kann eine
Giergeschwindigkeit anstelle des Lenkwinkels benutzt werden.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremsregelung geringer als 60 km/h und 15 km/h (die minimale
Geschwindigkeit, bei der die Brauchbarkeit einer automatischen Bremsregelung
(nur Vollbremsregelung anerkannt wird) oder größer ist, wird die stufenweise
Bremsregelung nicht ausgeführt,
sondern es wird nur die Vollbremsregelung, die in den 3b bis 5b gezeigt
ist, ausgeführt.
Wird nur die Vollbremsregelung ausgeführt, ist es möglich dieselbe
Bremsregelung anzuwenden, wie es die herkömmliche automatische Bremsregelung
für Personenfahrzeuge
ist. Wenn dieselbe automatische Bremsregelung, wie die der üblichen
Technik angewandt wird, ist ein Schritt zum Feststellen, ob das
betreffende Fahrzeug eine Fahrspur wechselt oder eine scharfe Kurve
durchfährt,
unnötig.
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Das
Betriebsverhalten der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird nun anhand eines Flussdiagramms in 2 erklärt. Die
Erläuterung
der 2 basiert auf einem Bremsmuster zum Zeitpunkt
ohne Last (3), aber das Betriebsverhalten
zum Zeitpunkt einer Halblast (4) oder
zum Zeitpunkt konstanter Last (5)
wird auch gemäß dem Flussdiagramm
in 2 ausgeführt.
Wie in 2 zu sehen ist, misst und überwacht das Millimeterwellen-Radar 1 eine
Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden
Fahrzeug, sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit des Vorausfahrzeugs.
Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 13 misst und überwacht
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs. Die Achslastwaage 9 misst
und überwacht
das Gewicht einer geladenen Last und der Passagiere (S1). Das Bremsmuster-Wählteil 40 der Bremsregelungs-ECU 4 wählt zuvor
eines der Bremsmuster (3 bis 5) aus, basierend auf einem Messergebnis
für das
Gewicht. Ein Beispiel, worin das Bremsmuster in 3 gewählt wird,
wird nachstehend erklärt.
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Hier
wird die TTC mittels einer Distanz zwischen den Fahrzeugen, der
Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit eines
Vorausfahrzeugs (S2) berechnet. Das Rechenverfahren ist: Distanz
zwischen den Fahrzeugen/(Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs – Geschwindigkeit
des Vorausfahrzeugs). Falls die Geschwindigkeit des betreffenden
Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung 60 km/h oder mehr (S3)
beträgt,
und falls ein Lenkwinkel vor dem Einsetzen der Bremsregelung –30 Grad
oder weniger und +30 Grad oder mehr (S4) beträgt, und falls die TTC sich
in einem Bereich (1) befindet, der in 3a (S5) gezeigt
ist, wird die „Alarm"-Bremsregelung (S8) durchgeführt. Falls
sich TTC im Bereich (2) befindet, der in 3a (S6)
zu sehen ist, wird die „Erweiterte Bremsbereich" Regelung ausgeführt (S9).
Falls sich die TTC im Bereich (3) aufhält, der in 3a (S7)
zu sehen ist, wird die „Vollbremsung" Regelung" durchgeführt (S10).
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Falls
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremssteuerung geringer als 60 km/h und 15 km/h oder größer ist
(S3, S11), und sich TTC in einem Bereich (4) befindet, der in 3c (S12)
gezeigt ist, wird ein Fahrer über
die Tatsache informiert, dass eine relative Distanz zwischen dem
betreffenden Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug kurz ist (S13). Ein
Fahrer wird über
diese Tatsache mittels einer Alarmanzeige oder eines Summtons informiert.
Falls sich die TTC in einem Bereich (5) befindet, der in 3c (S14)
gezeigt ist, wird die „Vollbremsung" Regelung ausgeführt (S10).
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Es
ist möglich
eine Giergeschwindigkeit aus dem Giergeschwindigkeitssensor 3 anstelle
des Lenkwinkels aus dem Lenksensor 2 zu benutzen. Es können auch
beide, der Lenkwinkel und die Giergeschwindigkeit benutzt werden.
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Hier
werden die 3 bis 5 erklärt. Die
Geraden c, f und i in 3 bis 5 werden Lenkungsvermeidungs-Grenzwertgeraden
genannt, und die Kurven B, D und F in den 3 bis 5 werden Bremsungsvermeidungs-Grenzwertgeraden
genannt.
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Das
heißt,
die Grenzgerade zum Vermeiden einer Lenkung ist eine Gerade, welche
einen Grenzwert zum Vermeiden eines Zusammenstoßes durch Lenkung innerhalb
einer vorbestimmten TTC zeigt, und zwar in einer Beziehung zwischen
einer relativen Distanz zu einem Objekt und einer relativen Geschwindigkeit
mit dem Objekt. Die Grenzkurve zum Vermeiden einer Bremsung ist
eine Kurve, die einen Grenzwert zum Vermeiden eines Zusammenstoßes durch
Brems-Operation innerhalb einer vorbestimmten Zeit in einer Beziehung
zwischen einer relativen Distanz zu einem Objekt und einer Relativgeschwindigkeit
bezüglich
des Objekts zeigt.
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In
den 3 bis 5,
in einem Bereich, wo beide unteren Seitenbereiche der Gerade und
der Kurve in Beziehung stehen, ist es nicht möglich, eine Kollision durch
irgendeine Lenkbedienung und Bremsbetätigung zu vermeiden.
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Im
Beispiel für
den Zeitpunkt ohne Last in 3, ist
TTC auf 0,8 Sekunden auf der Geraden c gesetzt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
ist eine Gerade a, wenn die TTC 2,4 Sekunden beträgt, auf
der Oberseite der Grenzgeraden c zum Vermeiden von Lenkung vorgesehen,
und eine Gerade b ist vorgesehen, wenn TTC 1,6 Sekunden beträgt. Eine Kurve
A, bei welcher TTC auf 1,6 Sekunden gesetzt ist, ist auf der Oberseite
einer Grenzkurve B zum Vermeiden von Bremsung vorgesehen, worin
TTC auf 0,8 Sekunden gesetzt ist.
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Der
Anfangsstatus des Fahrzeugs hat eine relative Distanz und eine Relativgeschwindigkeit
bezüglich
eines Objekts, zu sehen am schwarzen Punkt G in 3.
Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, wird die relative Distanz
allmählich
kurz, und wenn die relative Distanz zu einer Position der Gerade
a kommt, wird der Modus in einen Alarm-Modus (Bereich (1)) gebracht.
Im Alarm-Modus wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit einer TTC
von 2,4 bis 1,6 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne leuchtet
die Stopp-Lampe auf, um ein Fahrzeug dahinter zu informieren, dass
eine Bremse betätigt
wird. Wenn die Relativgeschwindigkeit reduziert ist und zu einer
Position der Gerade b kommt, wird der Modus in einen Modus des erweiterten
Bremsbereichs gebracht (Bereich (2)). In dem Modus des erweiterten
Bremsbereichs, wird eine Bremskraft von etwa 1,3 G bei einer TTC
von 1,6 bis 0,8 Sekunden angelegt. Wenn es zu einer Position der
Geraden c kommt, wird der Modus in einen Modus der Vollbremsung
(Bereich (3) gebracht. In diesem Modus der Vollbremsung wird die
maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) bei einer TTC von 0,8 bis 0 Sekunden
angelegt. Gemäß der Berechnung
in Schritt 2 in 2 ereignet sich eine Kollision.
Jedoch wird, weil die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs
mittels der Bremsregeklung im aktuellen Fall klein wird, die aktuelle
TTC länger
als das Rechenergebnis in Schritt S2.
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Das
heißt,
dass entsprechend der Berechnung von TTC in der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung
in der vorliegenden Erfindung, eine präzise Distanzmessung und komplizierte
Rechenvorgänge
weitestgehend weggelassen werden, und dass eine allgemein einfache
distanzmessende Vorrichtung (z.B. ein Millimeterwellen-Radar) oder
eine Rechenvorrichtung benutzt werden. Eine derartige Betrachtung
ist zum Niedrighalten der Herstellkosten und der Wartungskosten
eines Fahrzeugs wirksam.
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Streng
genommen führen
das betreffende Fahrzeug und ein Vorausfahrzeug, eine einheitlich beschleunigte
Bewegung infolge der Bremsung (Verzögerung) aus. Deswegen muss
TTC auch basierend auf der einheitlich beschleunigten Bewegung berechnet
werden, aber TTC wird basierend auf der Annahme berechnet, dass
eine einfache einheitliche Bewegung durchgeführt wird, wobei eine präzise Distanzmessung
und komplizierte Berechnung weggelassen werden.
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Beim
Durchführen
einer derartigen Berechnung, die auf der Annahme basiert, dass die
Bewegung einheitlich ist, wird der berechnete Wert von TTC kleiner
als die tatsächliche
TTC, aber das ist ein Fehler auf der sicheren Seite, und somit tritt
kein Problem auf, selbst wenn der Fehler zugelassen wird.
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Ist
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremsregelung 15 km/h oder größer und kleiner als 60 km/h,
wird die relative Distanz allmählich
kurz, und wenn er zu einer Position der Geraden b kommt, wird der
Modus in einen Informier-Modus (Bereich (4)) gebracht. In dem Informiermodus
wird ein Fahrer über
die Tatsache informiert, dass die relative Distanz zwischen dem
betreffenden Fahrzeug und dem Objekt kurz ist, und zwar mittels
einer Alarmanzeige oder eines Summtons. Kommt es zu einer Position
der Geraden c, wird der Modus in den Modus der Vollbremsung (Bereich (5)) überführt. In
diesem Modus der Vollbremsung wird die stärkste Bremskraft (etwa 0,5
G) bei einer TTC von 0,8 bis 0 Sekunden angelegt.
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Die 4 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt einer
Halblast, und die 5 zeigen ein Beispiel
zum Zeitpunkt einer Konstantlast. Hier werden die gleichen Bremskräfte miteinander
verglichen, wenn das Gewicht der geladenen Last oder der Passagiere
erhöht
wird, auch wird die Bremsdistanz länger und damit die Grenzgerade
für das
Vermeiden der Lenkung, auch bewegt sich die Grenzkurve der Bremsvermeidung
in den Zeichnungen hinauf. Damit werden die Gebiete der Bereiche
(1), (2), (3), (4) und (5) entsprechend dem Gewicht der Ladung oder
der Passagiere erhöht.
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Die
Geraden a bis c in den 3 entsprechen
den Geraden d bis f in den 4 und den
Geraden g bis i in den 5. Die Kurven
A und B in den 3 entsprechen den Kurven
C und D in 4 und Kurven E und F in
den 5. Die schwarzen Punkte G in den 3 entsprechen den schwarzen Punkten H
in den 4 und den schwarzen Punkten
I in den 5.
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Eine
automatischen Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird
nun anhand 7 erläutert. Das Konfigurationsschaubild
des Regelungssystems und das Flussdiagramm, das den Regelvorgang
der Bremsregelungs-ECU zeigt, sind dieselben wie diejenigen im ersten
Ausführungsbeispiel
(1 und 2). Das vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 Mittel
enthält,
die ein Änderungsverhältnis einer
Bremskraft in einem Abschnitt zwischen Anstiegspunkten der Bremskräfte der „Alarm"-Stufe, der Stufe „Erweiterter Bremsbereich" und der Stufe „Vollbremsung" auf einen vorbestimmten
Wert setzen, wie in 7 gezeigt ist.
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In
der 7 wird ein Bremskraft-Änderungsverhältnis erklärt, das
auf dem Muster der automatischen Bremsregelung zum Zeitpunkt ohne
Last in 3b im ersten Ausführungsbeispiel
basiert. In der 7 sind die Ausdrücke 2,4
Sekunden, 1,6 Sekunden und 0,8 Sekunden die TTC. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel,
das in 7 zu sehen ist, wird die Bremskraft durch das Änderungsverhältnis α = b(G)/a
(Sekunde) in einem Abschnitt von den Anstiegspunkten (2,4 Sekunden,
1,6 Sekunden und 0,8 Sekunden) der Stufen bis zu einer vorbestimmten Bremskraft
erhöht.
Das Änderungsverhältnis α ist ein geeigneter
Wert, der zuvor durch Probelauf oder Simulation erhalten wurde,
so dass das Änderungsverhältnis der
Bremskraft in einen zulässigen
Bereich fällt,
in dem die Verhaltensänderung
des Fahrzeugs nicht instabil wird. Der konkrete numerische Wert wird
wegen des Unterschieds im Fahrzeugtyp, beispielsweise Bus und LKW,
variiert, und deswegen wird der Wert nicht angezeigt. Dieselben Änderungsverhältnisse α werden in
den verschiedenen Stufen auch in 5 (zum
Zeitpunkt der Halblast) und 6 (zum Zeitpunkt
einer Konstantlast) benutzt.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
wird anhand der 8 erläutert. Die 8 ist
ein Schaubild zum Erklären
einer Bremskraft-Änderungskurve
in einem Bremsmuster. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in 8 gezeigt
ist, enthält
die Bremsregelungs-ECU 4 Mittel, die einen Änderungsvorgang
einer Bremskraft in einem Abschnitt von den Anstiegspunkten der
Bremskräfte
in den verschiedenen Stufen zu der vorbestimmten Bremskraft zu einem Änderungsvorgang
entlang der Kurvenform bringt, die durch eine vorbestimmte Funktion
definiert ist.
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Das
heißt,
im Bereich „Alarm" ist der Änderungsvorgang
der Bremskraft ein Variationsprozess entlang einer Kurvenform, die
durch eine Funktion y = f0(X) definiert
ist. Im Bereich des „Erweiterten Bremsbereichs" ist der Änderungsvorgang
der Bremskraft ein Variationsprozess entlang der Kurvenform, die
durch eine Funktion y = f1(X) definiert
ist. Im Bereich der „Vollbremsung" ist der Änderungsvorgang
der Bremskraft ein Variationsprozess entlang der Kurvenform, die
durch eine Funktion y = f2(X) definiert
ist.
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Weil
diese Funktionen die direkte Bremskraft-Variation in dem in 7 gezeigten
Bremsmuster durch eine Bremskraft-Variation glatter Kurve ersetzen,
werden geeignete Funktionen zuvor durch Simulation oder Testläufe für den Fahrzeugtyp
zum Zeitpunkt ohne Last, zum Zeitpunkt Halblast und zum Zeitpunkt
Konstantlast gewonnen. Die 8 zeigt ein
Bremsmuster zum Zeitpunkt ohne Last, aber die Bremsmuster werden
auch für
einen Wert zum Zeitpunkt der Halblast und für einen Wert zum Zeitpunkt der
Konstantlast bestimmt.
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Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
ist die Variation der Bremskraft sanfter als verglichen mit dem
zweiten Ausführungsbeispiel.
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Eine
automatischen Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel wird
nun anhand der 9 erläutert. Die 9 ist
ein Konfigurationsschaubild des Regelungssystems des vorliegenden
Ausführungsbeispiels.
Das Flussdiagramm, welches das Betriebsverhalten der Bremsregelungs-ECU
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigt, ist das gleiche wie das des ersten Ausführungsbeispiels (2).
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Wie
in der 9 dargestellt ist, sind eine Bremregelungs-ECU 4,
eine Schnittstelle-ECU 5, ein Anzeigegerät-ECU 6,
eine Motor-ECU 8, eine Achslastwaage 9, eine EBS
(Electric Braking System = elektrisches Bremssystem)-ECU 10 und
eine Hilfsbremse-ECU 14 miteinander durch ein Fahrzeug-CAN
(J1939) 7 verbunden.
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Ein
Lenkungssensor 2, ein Giergeschwindigkeitssensor 3 und
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 sind jeweils mit
dem Fahrzeug-CAN (J1939) 7 durch die Schnittstelle-ECU 5 verbunden,
und die Sensorinformation daraus wird in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
Die Bremsregelung wird durch Ansteuern eines Bremsbetätigers 11 durch
die EBS_ECU 10 vorgenommen. Ein Bremsbefehl zur EBS_ECU 10 wird
durch die Bremsbedienung am Fahrersitz (nicht gezeigt) und die Bremsregelungs-ECU 4 durchgeführt. Die
Brems-Information einschließlich
der Bremsbedienung durch einen Fahrer wird durch die EBS_ECU 10 ausgegeben
und in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
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Die
Hilfsbremse 15 wird geregelt, falls die Hilfsbremsen-ECU 14 die
Hilfsbremse 15 antreibt. Ein Befehl der Hilfsbremse wird
zur Hilfsbremse-ECU 14 durch die Operation der Hilfsbremse
und die Bremsregelungs-ECU 4 am Fahrersitz (nicht gezeigt) geschickt.
Die Hilfsbremse-ECU 14 gibt die Hilfsbremsen-Information
einschließlich
der Information der Hilfsbremsen-Bedienung durch den Fahrer aus, und
die Hilfsbremsen-Information wird in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
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Die
Motor-ECU 8 führt
die Mengenregelung der Kraftstoffeinspritzung des Motors 12 und
andere Motorregelung durch. Der Mengenregelbefehl für die Einspritzung
zur Motor-ECU 8 wird durch Bedienen des Gashebels am Fahrersitz
ausgeführt.
Eine Alarmanzeige oder ein Summton aus der Bremsregelungs-ECU 4 werden
auf einem Display (nicht gezeigt) am Fahrersitz durch die Anzeigegerät-ECU 6 dargestellt.
Weil ein anderes Regelungssystem für die Lenkung als vom Lenksensor 2 sich
nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, ist es nicht dargestellt.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung
Mittel zur Bremsregelung einschließt, die allmählich eine
Bremskraft in einer Vielzahl von Stufen im Zeitablauf, gezeigt in 3b,
erhöhen,
und die Hilfsbremse-ECU 14 enthalten, die eine Bremskraft
durch die Hilfsbremse 15 in einer ersten, als „Alarm" bezeichneten, Stufe
erzeugt, in welcher die Bremskraft einen vorher festgelegten Wert
oder darunter hat. Hier ist die Hilfsbremse 15 eine elektromagnetische
Bremse, eine Motorbremse, eine Auspuffbremse, eine Luftbremse (Anhänger) oder
dergleichen.
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Gemäß der gegenwärtigen Gesetzeslage
ist vorgeschrieben, dass „die
Bremsung durch eine Hilfsbremse mit 0,2 G oder darunter angewendet werden
sollte", aber in
der ersten Stufe, die als „Alarm" bezeichnet ist,
ist es passend, weil eine Bremskraft von etwa 0,5 G angewandt wird,
dass eine Bremskraft durch die Hilfsbremse 14 erzeugt wird.
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Eine
automatische Brems-Regelungsvorrichtung eines fünften Ausführungsbeispiels wird nachstehend
anhand der 9 bis 13 erläutert. Die Konfiguration
des Regelungssystems des fünften Ausführungsbeispiels
ist dieselbe wie die des vierten Ausführungsbeispiels (9). 10 ist
ein Flussdiagramm, das den Regelungsvorgang einer Bremsregelungs-ECU
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigt. Die 11 sind Schaubilder von
Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt ohne Last. Die 12 sind
Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt von Halblast. Die 13 sind
Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
zum Zeitpunkt von Konstantlast.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 ferner
mit einer Vorsichtsstufe ausgestattet ist, die eine kleinere Bremskraft
oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit als die Alarmstufe bei einer Vorwärtsstufe
hat als die Alarmstufe, welche die erste Stufe der drei Stufen ist,
die in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel erläutert wurden.
Die Vorsichtsstufe führt
eine Brems-Operation mittels der Hilfsbremse 15 aus.
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In
dem in 11b gezeigten Beispiel wird eine
Bremskraft von etwa 0,05 G mit einer TTC von 3,2 Sekunden bis 2,4
Sekunden mittels der Hilfsbremse 15 im ersten Status angelegt, der
als „Vorsicht" bezeichnet ist.
Diese Stufe liegt vor, wenn eine sanfte Bremsung durch die Hilfsbremse 15 angelegt wird,
und sie hat eine Warn-Funktion für
einen Fahrer. Das heißt,
beim Arbeiten der Hilfsbremse 15 hört ein Fahrer einen von der
Hilfsbremse selbst ausgehenden Ton, auch einen Ton aus dem Motor,
weil die Motordrehzahl vermindert wird, oder einen Alarmton, der
den Fahrer über
die Tatsache informiert, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird,
und er bemerkt, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird,
indem er die Verzögerung
spürt und
das Vorausfahrzeug beachten kann. Die Folgestufen (Alarm, Erweiterter
Bremsbereich, Vollbremsung) sind die gleichen, wie im ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
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Das
Betriebsverhalten der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird anhand eines Flussdiagramms erklärt, das in 10 gezeigt
ist. Die Erklärung
der 10 basiert auf einem Bremsmuster zum Zeitpunkt
ohne Last (11), aber das Betriebsverhalten
zum Zeitpunkt von Halblast (12) oder
zum Zeitpunkt von Konstantlast (13)
wird ebenfalls gemäß dem Flussdiagramm
in 10 ausgeführt. Wie
in 10 dargestellt ist, misst und überwacht die Bremsregelungs-ECU 4 den
Distanz zwischen Fahrzeugen, also zwischen dem betreffenden Fahrzeug und
dem Vorausfahrzeug, sowie eine Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden
Fahrzeugs mittels Millimeterwellen-Radar 1. Des weiteren
misst und überwacht
der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 die Geschwindigkeit
des betreffenden Fahrzeugs. Die Achslastwaage 9 misst und überwacht
das Gewicht der aufgeladenen Last und der Passagiere. Das Bremsmuster-Wählteil 40 der
Bremsregelungs-ECU 4 wählt
zuvor irgendeines der Bremsmuster (3 bis 5) aus, basierend auf dem Messergebnis
des Gewichts (S21). Die folgende Erläuterung basiert auf einem Beispiel,
worin das Bremsmuster in den 11 gewählt ist.
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Danach
berechnet die Bremsregelungs-ECU 4 die TTC durch die Fahrzeugdistanz,
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs und die Geschwindigkeit
des Vorausfahrzeugs (S22). Die Rechenmethode geht so, wie oben erklärt wurde.
Falls die Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremsregelung 60 km/h oder mehr (S23) beträgt, und falls ein Lenkwinkel
vor dem Einsetzen der Bremsregelung +30 grad oder weniger und –30 Grad
oder mehr (S24) beträgt,
und falls die TTC in einem Bereich (1) liegt, der in 11a (S25) gezeigt ist, führt die Bremsregelungs-ECU 4 die „Vorsicht"-Bremsregelung (S29)
aus. Falls die TTC im Bereich (2) liegt, der in 11a (S27) gezeigt ist, wird die Regelung des „erweiterten
Bremsbereichs" (S31)
durchgeführt.
Falls ferner die TTC im Bereich (4) liegt, der in 11a (S28) gezeigt wird, so wird die „Vollbremsung" ausgeführt (S32).
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Falls
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremsregelung kleiner als 60 km/h und 15 km/h oder größer ist
(S23, S33), und sich die TTC in einem Bereich (5) befindet, der
in 11c (S34) gezeigt ist, informiert die Bremsregelungs-ECU 4 einen
Fahrer über
die Tatsache, dass eine relative Distanz zwischen dem betreffenden
Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug kurz ist (S35). Ein Fahrer wird über diese
Tatsache mittels einer Alarmanzeige oder eines Summtons informiert. Falls
die TTC in einem Bereich (6) liegt, der in 11c (S36)
gezeigt ist, so wird die „Vollbremsung" durchgeführt (S32).
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Es
ist möglich
eine Giergeschwindigkeit aus dem Giergeschwindigkeitssensor 3 anstelle
des Lenkwinkels aus dem Lenksensor 2 zu benutzen. Es können auch
beide, der Lenkwinkel und die Giergeschwindigkeit, benutzt werden.
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Hier
werden die 11 bis 13 erläutert. Die Geraden
d, h und l in den 11 bis 13 sind Grenzwertgeraden der Lenkvermeidung,
und die Kurven C, F und I in den 11 bis 13 sind Grenzwertkurven der Bremsvermeidung.
Beispielsweise ist im Beispiel zum Zeitpunkt ohne Last in den 11 die TTC auf 0,8 Sekunden in der Geraden
d gesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist eine Gerade c, wenn TTC 1,6 Sekunden beträgt, auf der Oberseite der Grenzwert-Geraden
der Lenkvermeidung d vorgesehen, ist eine Gerade b, wenn TTC 2,4
Sekunden beträgt,
vorgesehen, und eine Gerade a, wenn die TTC 3,2 Sekunden beträgt. Eine
Kurve B, worin TTC auf 1,6 Sekunden gesetzt ist, ist auf der Oberseite
der Grenzwertkurve der Bremsvermeidung C vorgesehen, worin TTC auf
0,8 Sekunden gesetzt ist, und eine Kurve A, worin TTC auf 2,4 Sekunden
gesetzt ist.
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Der
Anfangsstatus des Fahrzeugs hat eine relative Distanz und eine Relativgeschwindigkeit
bezüglich
eines Objekts, das am schwarzen Punkt J in den 11 gezeigt
ist. Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem
Einsetzen der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, wird
die relative Distanz allmählich
kurz, und wenn die relative Distanz zu einer Position der Gerade
a kommt, wird der Modus in einen Modus Vorsicht (Bereich (1)) gebracht.
Im Modus Vorsicht wird eine Bremskraft von etwa 0,05 G mit TTC zwischen
3,2 und 2,4 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne wird eine sanfte
Bremsung durch die Hilfsbremse 14 angelegt, um einen Fahrer
zu veranlassen, das Vorausfahrzeug zu beachten.
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Wenn
die relative Distanz kurz wird und zur Position der Geraden b kommt,
wird der Modus in den Modus Alarm gebracht (Bereich (2)). Im Alarmmodus
wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit einer TTC zwischen 2,4 und
1,6 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne leuchtet eine Stopp-Lampe
auf, damit ein nachfolgendes Fahrzeug von der Tatsache informiert
wird, dass die Bremse angelegt werden wird. Wird ferner die Relativgeschwindigkeit
verringert und kommt zur Position der Geraden c, wird der Modus
in den Modus des erweiterten Bremsbereichs (Bereich (3)) gebracht.
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Im
Modus des erweiterten Bremsbereichs wird eine Bremskraft von etwa
0,3 G mit einer TTC zwischen 1,6 und 0,8 Sekunden angelegt. Wenn
die Linie zur Position der Geraden d kommt, wird der Modus in den
Modus der Vollbremsung (Bereich (4)) geführt. In diesem Modus der Vollbremsung
wird die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit einer TTC zwischen
0,8 und 0 Sekunden angelegt. Gemäß der Berechnung
in Schritt 22 in 10 findet
ein Zusammenstoß statt.
Jedoch, weil die tatsächliche
TTC langer als das Rechenergebnis in Schritt S22 ist, gibt es kein
Problem. Der Grund ist im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
-
Wenn
die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen
der Bremssteuerung 15 km/h oder mehr und weniger als 60 km/h beträgt, wird
die relative Distanz allmählich
kurz, und wenn es zur Position der Geraden c kommt, wird der Modus
in den Informiermodus (Bereich (5)) geführt. Im Informiermodus wird
ein Fahrer mittels Alarmanzeige oder Summton über die Tatsache in Kenntnis
gesetzt, dass der relative Distanz bezüglich des Objekts kurz wird.
Kommt die Linie zur Position der Geraden d, wird der Modus in den
Modus der Vollbremsung (Bereich (6)) gebracht. In diesem Modus Vollbremsung wird
die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit einer TTC zwischen 0,8
und 0 Sekunden angewandt.
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Die 12 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt von
Halblast, und die 13 zeigen ein Beispiel
zum Zeitpunkt von Konstantlast. Falls die gleichen Bremskräfte miteinander
verglichen werden, wenn das Gewicht der aufgeladenen Last oder der Passagiere
erhöht
wird, so wird auch der Bremsweg langer, so dass auch die Grenzwertgerade
der Lenkvermeidung und die Grenzwertkurve der Bremsvermeidung sich
in den Zeichnungen hinauf verschieben. Damit werden Gebiete der
Bereiche (1), (2), (3), (4), (5) und (6) gemäß dem Gewicht der geladenen Last
oder Passagiere erhöht.
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Die
Geraden a bis d in den 11 entsprechen
den geraden e bis h in den 12 und
den Geraden i bis 1 in den 13. Die
Kurven A, B und C in den 11 entsprechen
den Kurven D, E und F in den 12 und
den Kurven G, H und I in den 13. Die
schwarzen Punkte I in den 11 entsprechen den
schwarzen Punkten J in den 12 und
den schwarzen Punkten L in den 13.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich
eine automatische Bremsregelung in einem LKW und einem Bus zu realisieren
und zur Sicherheit im Verkehr beizutragen. Insbesondere ist es möglich eine
Last auf einer Scheibenbremse durch Benutzen einer Hilfsbremse in
einer Anfangsstufe der automatischen Bremssteuerung zu reduzieren.
Es ist möglich
eine hohe Sicherheit mittels einer Vorsichtsstufe zu gewährleisten.
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ZUSAMMENFASSUNG
-
Eine
stufenweise Bremsregelung wird automatisch ausgeführt, wenn
die TTC, die entsprechend einer relativen Distanz und einer Relativgeschwindigkeit
zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt geringer als ein vorbestimmter
Wert ist. Beispielsweise wird eine Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit
allmählich über eine
Vielzahl von Stufen im Zeitablauf erhöht. Ferner wird eine Bremskraft oder
eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit im Abschnitt vom Anstiegspunkt
einer Bremskraft oder einer Bremsreduktionsgeschwindigkeit in jeder
Stufe zu einer vorbestimmten Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit
zu einem vorbestimmten Wert gemacht, oder ein Änderungsvorgang wird zu einem Änderungsvorgang
entlang einer Kurvenform gemacht, die durch eine vorbestimmte Funktion
definiert ist. Des weiteren wird, in der Anfangsstufe, wenn die
Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit allmählich erhöht wird,
eine Hilfsbremse benutzt. Alternativ wird eine Vorsichtsstufe, die eine
Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit hat, die kleiner
als die Anfangsstufe ist, bei der Stufe vorgesehen, die der ersten
Stufe der Vielzahl von Stufen vorangeht, so dass die Hilfsbremse
in dieser Vorsichtsstufe benutzt wird.
-
- 1
- Millimeterwellen-Radar
- 2
- Lenksensor
- 3
- Giergeschwindigkeits-Sensor
- 4
- Bremsregelungs-ECU
- 5
- Schnittstelle-ECU
- 6
- Anzeigegerät-ECU
- 7
- Fahrzeug-CAN
- 8
- Motor-ECU
- 9
- Achslastwaage
- 10
- EBS_ECU
- 11
- Bremsbetätiger
- 12
- Motor
- 13
- Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor
- 14
- Hilfsbremsen – ECU
- 15
- Hilfsbremse
- 40
- Bremsmuster-Wählteil
- 41
- Bremsmuster-Speicherteil