DE19753971A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines FahrzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung einer Bremsanlage gemäß den Oberbegriffen der
unabhängigen Patentansprüche.
Moderne Bremsanlagen bauen zumindest in Teilbetriebszustän
den durch elektrische Betätigung Bremskraft an den Rädern
auf, die in einzelnen Betriebszuständen größer als die Fah
rervorgabe und unabhängig von dieser ist. Als Beispiele für
derartige Bremsanlagen seien ein elektrohydraulisches Brems
system genannt (vgl. SAE-Paper 960991, Electrohydraulic Bra
ke System - The First Approach to Brake-By-Wire Technology
von Wolf-Dieter Jonner, Hermann Winner, Ludwig Dreilich und
Eberhardt Schunck), bei dem abhängig vom elektrisch erfaßten
Fahrerwunsch elektrische Ansteuersignale für den einzelnen
Radbremsen zugeordneten, hydraulischen Aktuatoren gebildet
werden, oder eine Bremsanlage mit Antriebsschlupf- oder
Fahrdynamikregler, bei welcher bei Vorliegen bestimmter Be
dingungen unabhängig von der Bremspedalbetätigung des Fah
rers ein automatischer Bremsvorgang eingeleitet und Brems
kraft an den Radbremsen aufgebaut wird (vgl. z. B.
DE-A 195 24 939). Als Ergänzung einer solchen Bremsanlage
ist eine Hill-Holder-Funktion zu sehen, bei der in vorgege
benen Betriebszuständen ebenfalls Bremskraft unabhängig vom
Fahrer aufgebaut wird. Daneben sind elektro-pneumatische
Bremsanlagen und Bremsanlagen mit elektromechanischer Zu
spannung bekannt.
Mit derartigen Bremssystemen wird eine zufriedenstellende
Steuerung des Bremsvorgangs, dessen Grenzbereiche und/oder
eine zufriedenstellende Stabilisierung des Fahrzeugs er
reicht. Im Stillstand des Fahrzeugs wird das Fahrzeug in der
Regel (abgesehen von Fahrzeugen mit Hill-Holder) durch die
Pedalbetätigung des Fahrers gehalten. Die zum Stillstand
notwendige Bremskraft ist im allgemeinen gegenüber der wäh
rend des Bremsvorgangs aufgebrachten Bremskraft geringer, da
nicht mehr kinetische Energie vernichtet, sondern die Han
gabtriebskraft kompensiert werden muß. Daher kann bei einem
Auffahrunfall, insbesondere im Stillstand und von hinten,
das Fahrzeugs trotz der Bremsbetätigung verschoben werden.
Dies ist vor allem dann kritisch, wenn das Fahrzeug in einen
Gefahrenbereich hineingeschoben wird (beispielsweise bei ei
nem Halten vor einer Ampel in die Kreuzung)
Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren
Hilfe das Fahrzeug auch bei Kollisionen mit einem anderen
Fahrzeug sicher im Stillstand gehalten oder schnell wieder
in den Stillstand überführt werden kann.
Diese wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi
gen Patentansprüche erreicht.
Durch Einleiten einer automatischen Bremsung mit sehr großer
Bremskraft an den Radbremsen (z. B. einer Vollbremsung) bei
Auftreten einer Kollision wird gewährleistet, daß das Fahr
zeug sicher im Stillstand verbleibt bzw. sehr schnell wieder
in den Stillstand zurückgeführt wird.
Besonders vorteilhaft ist, daß dabei die Folgeschäden eines
Unfalls sowie die Gefahr weiterer Unfälle reduziert oder so
gar vermieden werden können.
Besonders vorteilhaft ist, daß diese Maßnahme dann vorgenom
men wird, wenn die Absicht des Fahrers erkannt wird, daß er
das Fahrzeug im Stillstand halten möchte. Dadurch wird eine
solche Bremsung nur dann eingeleitet, wenn der Fahrer grund
sätzlich damit rechnet und dies auch der eigentlichen Fah
rerreaktion entspricht.
In anderen Ausführungsbeispielen kann es vorteilhaft sein,
die Bremsung bei einer Kollision dann einzuleiten, wenn der
Fahrer nicht Anfahren oder Beschleunigen möchte. Damit wer
den auch die Fälle miteingeschlossen, in denen der Fahrer
das Fahrzeug ohne Bremsbetätigung im Stillstand hält.
Besonders vorteilhaft ist, daß bei der Realisierung auf be
stehende Systeme und Signale zurückgegriffen werden kann. So
wird in vorteilhafter Weise die Kollision anhand eines Fahr
zeugbeschleunigungssignals oder eines Unfallinformations
signals, beide beispielsweise aus einem Airbag-Steuergerät,
oder aus den Raddrehzahlsignalen, oder von Pedalbetätigungs
signalen abgeleitet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen
Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1
zeigt ein Steuergerät zur Steuerung einer Bremsanlage, wäh
rend in Fig. 2 anhand eines Flußdiagramms ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Steuerung der Bremsanlage nach einer
Kollision dargestellt ist. Fig. 3 verdeutlicht anhand von
Zeitdiagrammen die Wirkungsweise dieses Ausführungsbei
spiels.
Fig. 1 zeigt eine elektronische Steuereinheit 10, welche
über Steuerleitungen 12 eine elektrisch betätigbare Bremsan
lage 14, die beispielsweise wie im eingangs genannten Stand
der Technik aufgebaut ist, steuert. An die Bremsanlage 14
sind die einzelnen Radbremsen 16 bis 19 angeschlossen. Die
Steuereinheit 10 selbst besteht im wesentlichen aus einer
Eingangsschaltung 22, wenigstens einem Mikrocomputer 24 und
einer Ausgangsschaltung 26. Ferner ist ein nicht dargestell
ter Speicher vorhanden, in dem z. B. fahrzeugspezifische Grö
ßen wie seine Masse gespeichert sind. Diese Elemente sind
über ein Kommunikationssystem 28 zum gegenseitigen Datenaus
tausch miteinander verbunden. Die Steuerleitungen 12 gehen
dabei von der Ausgangsschaltung 26 aus, während der Ein
gangsschaltung 22 wenigstens die Eingangsleitung 30 von ei
ner Meßeinrichtung 32 zur Erfassung der Pedalbetätigung
durch den Fahrer und Eingangsleitungen 34 bis 37 für Rad
drehzahlsignale von entsprechenden Meßeinrichtungen 40 bis
43 zugeführt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbei
spiel ist ferner eine Eingangsleitung 46 vorgesehen, über
die von einem Airbag-Steuergerät 48 ein die Fahrzeugbe
schleunigung repräsentierendes Signal oder ein eine Un
fallinformation repräsentierendes Signal übermittelt wird.
Die Pedalbetätigung wird im einfachsten Fall durch einen
Bremspedalschalter erfaßt, welcher bei Betätigen des Brems
pedals seinen Schaltzustand wechselt. In anderen Ausfüh
rungsbeispielen wird in vorteilhafter Weise die Betätigungs
kraft, der Betätigungsweg, etc. ermittelt und ein entspre
chendes Signal an die Steuereinheit 10 abgegeben. Neben der
Betätigung des Bremspedals umfaßt dieses Signal im bevorzug
ten Ausführungsbeispiel auch die Betätigung einer Feststell
bremse über einen entsprechenden Hand- oder Fußhebel. Im be
vorzugten Ausführungsbeispiel führt die Steuereinheit 10 die
aus dem Stand der Technik bekannte Bremsassistentenfunktion
durch, mit deren Hilfe in Paniksituationen ein automatischer
Bremskraftaufbau bis hin zu einer Vollbremsung durchgeführt
werden kann. In anderen Ausführungsbeispielen stellt die
Steuereinheit 10 eine Steuereinheit eines elektrohydrauli
schen, eines elektropneumatischen oder eines elektromotori
schen Bremssystems dar. In einem weiteren Ausführungsbei
spiel führt die Steuereinheit 10 eine Antriebsschlupf-
und/oder eine Fahrdynamikregelung durch, wobei ggf. zusätz
lich eine hill-holder-Funktion eingebaut sein kann.
Allen diesen Systemen ist gemeinsam, daß an den Radbremsen
Bremskraft aufgebaut werden kann, die größer ist als die vom
Fahrer vorgegebene. Erfindungsgemäß wird über die Steuerein
heit 10 eine sehr große Bremskraft an den Radbremsen (z. B.
eine Vollbremsung) eingeleitet, wenn eine Kollision, insbe
sondere von hinten, erkannt wurde. Dies erfolgt anhand einer
ungewöhnlich hohe Beschleunigung (größer als ein vorgegebe
ner Schwellenwert) des Fahrzeugs, abgeleitet aus einem ent
sprechenden Signals eines Airbags, und/oder aus Raddrehzahl
signalen und/oder aus panikartiger Betätigung bzw. Lösen des
Bremspedals bei Stillstand. Daneben oder alternativ wird von
einem Airbag-Steuergerät eine Unfall-Art-Information über
mittelt, die zur Erkennung eines Unfalls herangezogen wird.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Aufbau der gro
ßen Bremskraft nur bei stehendem Fahrzeug durchgeführt. Ein
stehendes Fahrzeug wird dabei im bevorzugten Ausführungsbei
spiel anhand einer sehr geringen Geschwindigkeit, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines Minimalwertes liegt,
erkannt. Darüber hinaus wird in einem Ausführungsbeispiel
vorausgesetzt, daß der Fahrer das Bremspedal und/oder die
Feststellbremse betätigt.
In einer anderen Ausführungsform wird der große Bremskraft
aufbau auch bei höheren Geschwindigkeiten eingeleitet, so
daß ein automatisches Abbremsen des Fahrzeugs bei Unfällen
bei höherer Geschwindigkeit erfolgt. Ebenso kann in einem
Ausführungsbeispiel auf die Forderung, daß das Bremspedal
betätigt ist, verzichtet werden und die automatische Brem
sung dann eingeleitet werden, wenn bei erkannter Kollision
kein Wunsch des Fahrers zur Bewegung des Fahrzeugs, bei
spielsweise durch Betätigen des Gaspedals, vorliegt.
In Fig. 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel als Fluß
diagramm dargestellt. Dieses Flußdiagramm repräsentiert ein
im Mikrocomputer 24 der Steuereinheit 10 realisiertes Pro
gramms. Das durch das Flußdiagramm dargestellte Programm
wird zu vorgegebenen Zeitpunkten durchlaufen.
Im ersten Schritt 100 werden zunächst das Pedalbetätigungs
signal, beispielsweise das Signal eines Bremslichtschalters,
der Pedalweg, die Pedalkraft, der von der Pedalstellung be
einflußten Druck in einem Teilbereich der Bremsanlage
und/oder die Betätigung einer Feststellbremse erfaßt. Ferner
wird die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt. Diese wird entweder
durch einen eigenen Sensor oder in bekannter Weise aus den
Raddrehzahlsignalen abgeleitet. Im darauffolgenden Schritt
102 wird überprüft, ob die Bedingungen vorliegen, die die
Durchführung des automatischen Bremsvorgangs erlauben. Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dies dann der Fall, wenn
das Fahrzeug steht, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
mit einem vorgegebenen minimalen Grenzwert (z. B. 10 km/h) un
terschreitet. Befindet sich die Fahrzeuggeschwindigkeit un
terhalb dieses Grenzwertes, liegt ein stehendes Fahrzeug
vor, andernfalls wird das Fahrzeug als sich bewegend einge
stuft. Zusätzlich zu der Bedingung stehendes Fahrzeug wird
im bevorzugten Ausführungsbeispiel in diesem Schritt über
prüft, ob das Bremspedal und/oder die Feststellbremse betä
tigt ist. Ist eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt,
wird das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt mit
Schritt 100 durchlaufen.
Sind diese Bedingungen erfüllt, wird im bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel im darauffolgenden Schritt 104 das vom Airbag-
Steuergerät übermittelte Beschleunigungssignal eingelesen.
Im darauffolgenden Schritt 106 wird dieses Signal dahinge
hend ausgewertet, ob eine Kollision mit einem anderen Fahr
zeug vorliegt. Dabei sind vor allem die Kollisionen von In
teressen, bei denen ein Fahrzeug von hinten auffährt. Dies
kann beispielsweise durch ergänzende Auswertung der Raddreh
zahlen festgestellt werden. Darüber hinaus wird in einem
Ausführungsbeispiel auf die Auswertung des Beschleunigungs
signals des Airbags verzichtet, indem eine ungewöhnlich hohe
Beschleunigung des Fahrzeugs infolge der Kollision über die
Raddrehzahlsignale z. B. anhand einer Schwellenwertabfrage
ermittelt wird. Dazu werden zwei aufeinanderfolgende Dreh
zahlsignale miteinander verglichen, wobei bei Überschreiten
eines Grenzwertes von einer Kollision ausgegangen wird.
Ebenso kann ein sehr schnelles Lösen oder Betätigen des Pe
dals im Stillstand ein ggf. ergänzendes Kriterium für eine
Kollision sein. Wurde keine derartige Kollision erkannt,
wird das Programm beendet und mit dem nächsten Zeitpunkt
wieder mit Schritt 100 durchlaufen.
Wurde eine Kollision im Schritt 106 erkannt, so wird gemäß
Schritt 108 die Bremskraft an den Radbremsen erhöht, vor
zugsweise bis zum maximalen Wert, das heißt eine Vollbrem
sung eingeleitet. In anderen Ausführungsbeispielen kann die
ser Wert auch unterhalb des maximalen Wertes liegen, er wird
dabei so gewählt, daß das Fahrzeug möglichst im Stillstand
gehalten oder relativ schnell in den Stillstand zurückge
führt werden kann. Nach Schritt 108 wird im Schritt 110 er
neut das Pedalbetätigungssignal und die Fahrzeuggeschwindig
keit eingelesen. Im darauffolgenden Schritt 112 wird dann
überprüft, ob das Fahrzeug sich nicht mehr infolge der Kol
lision bewegt. Kriterien hierfür können sein, wenn der Fah
rer das Bremspedal löst und/oder die Feststellbremse löst,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Minimalwert überschrei
tet. Dies ist auch erfüllt, wenn der Fahrer beispielsweise
das Fahrpedal betätigt. Ist eine dieser Bedingungen erfüllt,
wird der Bremskraftaufbau abgebrochen und das Programm mit
Schritt 100 zu gegebenem Zeitpunkt wiederholt. Liegt keine
der Bedingungen zur Beendigung des automatischen Bremsvor
gangs vor, wird das Programm zum nächsten Zeitpunkt mit
Schritt 108 unter Aufrechterhaltung der aufgebauten Brems
kraft weitergeführt.
In anderen Ausführungsbeispielen sind folgende Abänderung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorgesehen.
Zum einen wird auf Schritt 102 verzichtet, so daß der auto
matische Bremskraftaufbau auch bei Kollisionen bei höherer
Geschwindigkeit stattfindet. Ferner wird anstelle der Bedin
gung, daß beim stehenden Fahrzeug das Bremspedal betätigt
sein muß, auch eine fehlende Betätigung beispielsweise des
Fahrpedals als Kriterium herangezogen. In diesem Fall wird
das Fahrzeug solange als stehend angenommen, solange kein
Fahrwunsch des Fahrers vorliegt. Anstelle des Beschleuni
gungssignals des Airbag-Steuergeräts oder ergänzend dazu
wird eine Unfallinformation von diesem Steuergerät übermit
telt. Diese wird dann zur Entscheidung, ob eine Kollision
und somit ob ein Bremskraftaufbau stattfinden soll, herange
zogen.
In einer anderen Ausführung wird das in Fig. 2 skizzierte
Programm dann getriggert, wenn eine Kollision erkannt wurde.
Danach laufen die Schritte 108 bis 112 ab.
In Fig. 3 ist die Wirkungsweise anhand von Zeitdiagrammen
verdeutlicht. Fig. 3a zeigt den zeitlichen Verlauf eines
Bremspedalschaltersignals BLS, Fig. 3b den der Fahrzeugge
schwindigkeit VFZ, Fig. 3c den zeitlichen Verlauf des Be
schleunigungssignals BFZ und Fig. 3d den zeitlichen Verlauf
der Bremskraft Fbrems.
Zunächst fahre das Fahrzeug mit bestimmter Geschwindigkeit.
Zum Zeitpunkt T0 betätigt der Fahrer das Bremspedal, gemäß
Fig. 3a wechselt der Bremspedalschalter seinen Schaltzu
stand. Der Fahrer betätigt die Bremse für die weitere Zeit.
Nach dem Zeitpunkt T0 wird das Fahrzeug abgebremst, die
Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt (vgl. Fig. 3b). Sie fällt un
ter die Minimalfahrzeuggeschwindigkeit VFZmin, so daß bei
Vorliegen dieses Kriteriums und bei betätigtem Bremspedal
die Kollisionsüberprüfung stattfindet. In Fig. 3c ist der
Verlauf des Beschleunigungssignals dargestellt. Dieses wird
auf einen Maximalwert BFZmax ausgewertet. Die Verzögerung
nach dem Zeitpunkt T0 reicht nicht aus, diesen Maximalwert
zu überschreiten. Entsprechend wird nach dem Zeitpunkt T0
gemäß Fig. 3d die Bremskraft entsprechend dem Fahrerwunsch
aufgebaut. Zum Zeitpunkt T1 (das Fahrzeug steht) kommt es zu
einem Auffahrunfall. Der Beschleunigungssignalwert über
schreitet den Maximalwert, so daß eine Kollision erkannt
wird (vgl. Fig. 3c). Dies führt zum maximalen Aufbau der
Bremskraft zum Zeitpunkt T1 (vgl. Fig. 3d). Die maximale
Bremskraft wird im weiteren Verlauf aufrechterhalten, da
keines der obengenannten Endekriterien erfüllt ist.
Die genannten Signale zur Kollisionserkennung sowie die Kri
terien, unter denen der Bremskraftaufbau stattfindet und ab
gebrochen wird, werden je nach Ausführungsbeispiel einzeln
oder in beliebiger Kombination auch mit weiteren Signalen
angewendet.
Claims (10)
1. Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahr
zeugs, wobei in wenigstens einer bestimmten Betriebssitua
tionen an den Radbremsen Bremskraft aufgebaut wird, die grö
ßer ist als die vom Fahrer durch die Betätigung des Bremspe
dals und/oder einer Feststellbremse vorgegebene ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bremskraft bei einer Kollision mit
einem anderen Fahrzeug aufgebaut wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kollision anhand des Beschleunigungsignals eines ein
Rückhaltesystem aus lösenden Beschleunigungssensors und/oder
aus den Raddrehzahlen des Fahrzeugs und/oder aus den Betäti
gungssignalen eines Bremspedals und/oder aus einer Unfallin
formation, die vom Rückhaltesystem-Steuergerät stammt, abge
leitet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Bremskraftaufbau nur dann
stattfindet, wenn das Fahrzeug steht, das heißt, wenn die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen bestimmten Grenzwert un
terschreitet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Bremskraftaufbau nur dann
stattfindet, wenn das Bremspedal und/oder die Feststellbrem
se betätigt ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Bremskraftaufbau nur dann
stattfindet, wenn vom Fahrer kein Fahrwunsch, insbesondere
durch Betätigen des Fahrpedals, vorliegt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage ein elektrohydrau
lisches Bremssystem, ein elektro-pneumatisches oder ein
elektromotorisches Bremssystem, eine Antriebsschlupfrege
lung, eine Fahrdynamikregelung, eine Bremsassistentenfunkti
on und/oder eine hill-holder-Funktion umfaßt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Bremskraftaufbau dann statt
findet, wenn ein Auffahrunfall von hinten erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
dies anhand der Raddrehzahlen erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein maximaler Bremskraftaufbau
stattfindet.
10. Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahr
zeugs, mit einer Steuereinheit, die in wenigstens einer Be
triebssituation eine größere Bremskraft aufbaut, als sie vom
Fahrer gewünscht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steu
ereinheit Mittel umfaßt, die die Bremskraft bei einer Kolli
sion mit einem anderen Fahrzeug aufbauen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19753971A DE19753971B4 (de) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19753971A DE19753971B4 (de) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19753971A1 true DE19753971A1 (de) | 1999-06-10 |
DE19753971B4 DE19753971B4 (de) | 2009-11-26 |
Family
ID=7850841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19753971A Expired - Lifetime DE19753971B4 (de) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs |
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