DE4413172C1 - Verfahren zur fahrsituationsabhängigen Bestimmung der Auslöseempfindlichkeit eines automatischen Bremsvorganges für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur fahrsituationsabhängigen Bestimmung der Auslöseempfindlichkeit eines automatischen Bremsvorganges für ein Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur fahrsituationsabhängigen Bestimmung der Auslöseempfindlichkeit eines automatischen Bremsvorgangs für ein Kraftfahrzeug. Ein automatischer Bremsvor­ gang nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 geht beispielsweise aus der DE 40 28 290 C1 als bekannt hervorgeht.
Daraus geht hervor, in einem Kraftfahrzeug während eines Brems­ manövers einen automatischen Bremsvorgang dann auszulösen, wenn die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals einen vorgegebe­ nen Schwellenwert übersteigt. Der automatische Bremsvorgang be­ steht darin, daß ein größerer als der Bremspedalstellung ent­ sprechender Bremsdruck erzeugt wird.
Aus dem nicht vorveröffentlichten Patent DE 43 25 940 C1 geht hervor, die Auslöseempfindlichkeit des automatischen Bremsvorgangs an die Fahrzeuggeschwindigkeit und an die Brems­ pedalstellung anzupassen. Diese Anpassungen tragen vor allem dem im allgemeinen gegebenen Verhalten von Fahrern Rechnung und sind von der augenblicklichen Verkehrssituation unabhängig. Es wird vorgeschlagen, den Schwellenwert für die Betätigungsgeschwindig­ keit mit Faktoren zu verändern, wobei die entsprechenden Fakto­ ren aus einem Kennfeld in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindig­ keit und der Bremspedalstellung ermittelt werden.
Eine Anpassung an das individuell unterschiedliche Verhalten verschiedener Fahrer ist über die Kennfeldregelung des Auslöse­ kriteriums in Abhängigkeit vorangegangener Bremsmanöver ohne Auslösung des automatischen Bremsvorgangs ist zudem noch in dem nicht vorveröffentlichten Patent DE 43 38 068 C1 be­ schrieben. An Hand der Pedalbetätigung bei Zielbremsungen, bei denen der Fahrer das Bremspedal so betätigt, daß das Fahrzeug an einer vom Fahrer vorbestimmten Stelle zum Stillstand kommt, wird die Auslöseempfindlichkeit des automatischen Bremsvorgangs, bei denen der Fahrer das Fahrzeug schnellstmöglich zum Stillstand bringen will, an den Fahrer angepaßt.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung die Auslöseempfind­ lichkeit für den automatischen Bremsvorgang an die bei dem aktuellen Bremsmanöver vorliegende Fahrsituation anzupassen und so eine bessere Unterscheidung zwischen Notbremsungen, bei denen der automatische Bremsvorgang ausgelöst werden soll, und Ziel­ bremsung, bei denen die Auslösung des automatischen Bremsvor­ gangs nicht erwünscht ist, zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Auslöseempfindlichkeit in Abhängigkeit der Art bzw. des zeitlichen Ablaufs der Pedalbe­ tätigung durch den Fahrer verändert wird. Insbesondere kann da­ bei der zeitliche Abstand zwischen zwei Ereignissen ausgewertet werden, wobei die Ereignisse durch vorgegebene Pedalstellungen oder Pedalbetätigungen definiert sind. Es werden dabei nur das aktuelle Bremsmanöver und/oder die dieses Bremsmanöver voraus­ gehende Pedalbetätigungen berücksichtigt. Unter dem Begriff Bremsmanöver werden dabei alle Vorgänge in dem Zeitraum zwischen dem Auslenken des Bremspedals aus seiner unbetätigten Ruhestel­ lung und der darauffolgenden Rückkehr des Bremspedals in diese Ruhestellung, beispielsweise durch die Schaltstellung des Bremslichtschalters erfaßbar, zusammengefaßt.
Es werden verschiedene, voneinander unabhängige Verfahren zur Anpassung der Auslöseempfindlichkeit des automatischen Bremsvor­ gangs vorgestellt, die voneinander unabhängig sind. Daher kann jedes dieser drei Verfahren für sich genommen oder aber in Kom­ bination mit einem anderen bzw. mit beiden anderen Verfahren zur Anpassung der Auslöseempfindlichkeit herangezogen werden.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren basiert auf der Auswer­ tung der Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit. In Notsituationen er­ folgt als erste Reaktion eine plötzliches Zurücknehmen des Gas­ pedals, da der Fahrer die Antriebsleistung des Fahrzeugs verrin­ gert. Bei hohen Gaspedalrücknahmegeschwindigkeiten erfolgt eine Verringern des Schwellenwertes für die Bremspedalbetätigungsge­ schwindigkeit. Ein langsames progressives Verringern der An­ triebsleistung des Fahrzeugs läßt dagegen eher auf eine vom Fahrer kontrollierte Fahrsituation schließen. Deshalb wird durch Erhöhen des Schwellenwertes wird die Auslösung des automatischen Bremsvorgangs in den Bereich höherer Bremspedalbetätigungsge­ schwindigkeiten verschoben.
Gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Warte­ zeit zwischen dem Erreichen der Leerlaufstellung des Gaspedals und der Bremsenbetätigung gemessen. Eine Betätigung der Bremse kann über die Schaltstellung des Bremslichtschalters erfaßt wer­ den. Bei einer großen Zeitspanne zwischen diesen beiden Ereig­ nissen läßt auf ein kontrolliertes Ausrollen des Fahrzeugs schließen, die Auslöseschwelle für den automatischen Bremsvor­ gang kann erhöht werden.
Gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren wird die Betäti­ gungszeit zwischen dem Beginn der Bremsbetätigung, festgelegt durch das Schalten des Bremslichtschalters, und dem Überschrei­ ten eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellenwertes für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals. Eine lange Zeitdauer läßt dabei darauf schließen, daß der Fahrer in Bremsbereitschaft ist, da er seinen Fuß schon auf das Bremspedal gestellt hat, mit dem Einsatz der Bremse aber noch zögert. Sportliche Fahrer neigen nach einer solchen Wartephase zu einer heftigen Bremsbe­ tätigung, obwohl eine Zielbremsung vorliegt. Daher erfolgt ein Erhöhen der Auslöseschwelle mit zunehmender Zeit zwischen den Ereignissen.
Die Anpassung der Auslöseempfindlichkeit an die Fahrsituation erfolgt in dieser Darstellung über aus einem Kennfeld ermittelte Faktoren, mit denen ein vorgegebener Schwellenwert für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals bzw. ein aus einem vorgegebenen Schwellenwert abgeleiteten Schwellenwert für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals multipliziert wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nach­ folgend noch erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 bis 3 Kennlinien zur Bestimmung der Auslöseempfindlich­ keit gemäß den verschiedenen Verfahren und
Fig. 4 eine Anordnung zur Durchführung der Verfahren.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Kennlinien zur Bestimmung der Faktoren F1, F2 und F3. Mittels zumindest einem dieser Faktoren wird der Schwellenwert Seff, bei dessen Überschreiten der automatische Bremsvorgang ausgelöst wird, gemäß der Gleichung
Seff = F1·F2·F3·Sf
ermittelt, wobei Sf ein fest vorgegebener Schwellenwert ist.
Die Werte der Faktoren F1, F2, F3, die durch die in den Figuren dargestellten Kennlinien angegeben werden sind als Richtgrößen anzusehen. Sie hängen unter anderem auch von der Wahl des festen Schwellenwertes Sf und den zur Pedalbetätigung vom Fahrer aufzubringenden Pedalkräften ab und sind im einzelnen an die Gegebenheiten des Fahrzeugs anzupassen. Ebenso sind die in den Figuren angegebenen Abszissenwerte als Richtgrößen anzusehen, die an die Gegebenheiten im Fahrzeug anzupassen sind. Der dargestellte Verlauf der Kennlinien ist ebenfalls als Beispiel anzusehen. Bis auf die im folgenden beschriebenen Charakteri­ stiken, wie Grenzwerte und Maxima, kann der Verlauf der Kurven den Bedürfnissen angepaßt werden. Bei der Anpassung des Kurven­ verlaufs ist das Fahrverhalten einer Vielzahl von Fahrern und Fahrweisen zu berücksichtigen. Daher sind beispielsweise Fahr­ versuche und Fahrsimulationen verschiedener Fahrsituationen ein geeignetes Mittel zur Anpassung der Kennlinien an die Gegeben­ heiten im Fahrzeug.
In der Fig. 1 ist die Kennlinie für den Faktor F1, der in Abhängigkeit der Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit Vg ermittelt wird, dargestellt. Dabei ist die Gaspedalrücknahmegeschwindig­ keit in Prozent der maximal möglichen Gaspedalrücknahmegeschwin­ digkeit Vgmax angegeben. Unterhalb eines Grenzwertes Vs von un­ gefähr Vs = 20% Vgmax für die Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit Vg ist der Faktor F1 = 1, es wird kein Einfluß auf die Auslösung vor­ genommen. Bei dem Wert Vs, der einer langsamen Zurücknahme des Gaspedals entspricht, wird auf eine kontrollierte Rücknahme der Fahrzeuggeschwindigkeit geschlossen. Eine Notbremsung ist wenig wahrscheinlich. Daher wird der Faktor F1 auf ein Maximum erhöht. Der effektive Schwellenwert Seff wird somit erhöht, das Auslösen des automatischen Bremsvorgangs also erschwert. An das Maximum schließt sich ein Bereich üblicher Gaspedalrücknahmegeschwindig­ keiten Vg an, in denen der Faktor F1 absinkt, bis er beispiels­ weise bei Vg ≈ 80% wieder den Wert "1" erreicht.
Mit weiter steigender Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit Vg sinkt der Faktor F1 bis auf sein Minimum von beispielsweise 0,7 ab. Diese Pedalrücknahmegeschwindigkeiten Vg entsprechen einer schnellen Gasrücknahme bis zu dem schlagartigen Wegnehmen des Fußes vom Gaspedal. Diese Art der Pedalbetätigung tritt auch in Notsituationen auf, so daß das die Auslöseempfindlichkeit für den automatischen Bremsvorgang herabgesetzt wird.
In der Fig. 2 ist der Faktor F2 in Abhängigkeit der Wartezeit T1, zwischen dem Erreichen der Leerlaufstellung des Gaspedals und dem Betätigen der Bremse, dargestellt. Dabei wird eine Wartezeit von weniger als einem Wartezeitschwellenwert Tw = 0,5 s als üblich betrachtet und hat daher keinen Einfluß auf den effektiven Schwellenwert Seff. Der Faktor F2 hat den Wert "1".
Bei einer Wartezeit T1 oberhalb des Wartezeitschwellenwertes Tw, also bei T1<Tw, wird dies als ein bewußtes Zögern des Fahrers vor der Betätigung der Bremse interpretiert. Dies weist auf einen vom Fahrer kontrollierten Fahrzustand, dem Ausrollenlassen des Fahrzeugs oder der Geschwindigkeitsanpassung an ein voraus­ fahrendes Fahrzeug, hin. Eine Notbremsung wird mit steigender Wartezeit T1 unwahrscheinlicher. Die Auslöseempfindlichkeit des automatischen Bremsvorgangs wird durch Erhöhen des effektiven Schwellenwertes Seff erhöht. Dazu wird der Faktor F2 mit stei­ gender Wartezeit T1 größer, bis er ein Maximum erreicht. Der Wert des Maximums liegt beispielsweise bei 1,4.
In der Fig. 3 ist der Faktor F3 in Abhängigkeit der Betätigungs­ zeit T2, zwischen dem Betätigen der Bremse und dem Überschreiten eines Schwellenwertes Sv für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals, dargestellt.
Der Schwellenwert Sv für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals. kann dabei entweder als fester Anteil des festen Schwellenwertes Sf oder des zur Zeit gültigen effektiven Schwel­ lenwertes Seff vorgegeben sein. Der vorgegebene Anteil beträgt beispielsweise zwischen 70 und 100%. Ist der Schwellenwert Sv gleich dem effektiven Schwellenwert Seff, so wird nach dem Über­ schreiten des effektiven Schwellenwertes Seff und vor dem Auslö­ sen des automatischen Bremsvorgangs der Faktor F3 bestimmt. Aus dem Produkt
Seff′ = F3 * Seff
wird dann der neue effektive Schwellenwert Seff′ bestimmt. Sobald die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals auch diesen effektiven Schwellenwert Seff′ überschreitet wird der automatische Bremsvorgang ausgelöst. Der effektive Schwellenwert Seff′ wird dabei während jedem Bremsmanöver nur einmal bestimmt.
Der Verlauf der Kurve für den Faktor F3 entspricht dem Verlauf der Kurve für den Faktor F2. Unterhalb eines Betätigungszeit­ schwellenwertes Tb, mit beispielsweise Tb = 0,5 s, gilt F3 = 1. Die Auslöseempfindlichkeit wird nicht beeinflußt. Eine solche Betätigungszeit wird als zu dem Erreichen des Schwellenwertes Sv notwendig bzw. üblich erachtet.
Eine zögernde Betätigung des Bremspedals, gekennzeichnet durch eine Betätigungszeit T2<Tb, weist auf ein vom Fahrer gezielt durchgeführtes Bremsmanöver hin. Eine Notbremsung ist wenig wahrscheinlich. Deshalb wird mit weiter zunehmender Betätigungs­ zeit der Faktor F3 bis zum Erreichen eines Grenzwertes größer. Dadurch wird die Auslöseempfindlichkeit für den automatischen Bremsvorgang erhöht.
Im übrigen können die erfindungsgemäßen Anpassungen der Auslöse­ empfindlichkeit in einfacher Weise mit anderen Anpassungen der Auslöseempfindlichkeit, beispielsweise aus den nicht vorveröf­ fentlichten Patentanmeldungen DE-P. 43 25 940.5 und DE-P. 43 38 068.9, kombiniert werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung zur Durchführung der erfindungs­ gemäßen Verfahren.
Der Bremsdruck, der von den Hauptbremsleitungen 14 zu den nicht dargestellten Radbremsen geführt wird, wird in dem Hauptbremszy­ linder 13 erzeugt. Die dazu notwendige Bremskraft wird in dem Bremskraftverstärker 12 aus der an dem Bremspedal 11 vom Fahrer aufgebrachten Betätigungskraft erzeugt. Dem Steuergerät 10 für den automatischen Bremsvorgang wird das Signal des Bremslicht­ schalters 15 und über die Sensorleitung 16 ein dem zurückgeleg­ ten Pedalweg des Bremspedals entsprechendes Signal zugeführt. Ferner wird über die Datenleitung oder den Datenbus 23 ein, mit­ tels des Sensors 22 erfaßtes, der Stellung des Gaspedals 21 ent­ sprechendes Signal zugeführt. Die Steuerung 10 kann daraus die Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit Vg sowie den Zeitpunkt des Er­ reichens der Leerlaufstellung ermitteln.
In dem Steuergerät 10 für den automatischen Bremsvorgang wird der aus dem festen Schwellenwert Sf der effektive Schwellenwert Seff ermittelt und aus der Zeitableitung der Stellung des Bremspedals 11 die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals berechnet. Wird der automatische Bremsvorgang ausgelöst wird eine höhere als der Bremspedalstellung entsprechende Bremskraft erzeugt. Dazu wird beispielsweise durch das Steuergerät 10 über die Steuerleitung 17 das Belüften der bremspedalseitigen Kammer des Unterdruckbremskraftverstärkers 12 veranlaßt. Dies hat ein sofortiges Aussteuern des Bremskraftverstärkers zur Folge.

Claims (12)

1. Verfahren zur fahrsituationsabhängigen Bestimmung der Auslöseempfindlichkeit eines automatischen Bremsvorgangs bei Kraftfahrzeugen,
  • - wobei beim Vorliegen eines Bremsmanövers das Überschreiten eines Schwellenwertes der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals als Kriterium für das Auslösen des automatischen Bremsvorgangs herangezogen wird,
  • - wobei nach dem Auslösen des automatischen Bremsvorgangs selbsttätig ein größerer als sich aus der Bremspedalstellung ergebender Bremsdruck aufgebaut wird
  • - und wobei ein fester Schwellenwert für die Betätigungsge­ schwindigkeit des Bremspedals vorgegeben ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwellenwert (Seff) als Produkt aus zumindest einem fahrsituationsabhängigen Faktor (F1, F2, F3) und dem festen Schwellenwert (Sf) bestimmt wird,
  • - wobei der fahrsituationsabhängige Faktor (F1, F2, F3) in Abhängigkeit der Bremspedalbetätigung während des Bremsmanövers und/oder
  • - in Abhängigkeit der dem Bremsmanöver vorangehenden Pedal­ betätigungen
ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrsituationsabhängige Faktor (F1) in Abhängigkeit der Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit (Vg) bei der dem Bremsmanöver unmittelbar vorangehenden Gaswegnahme bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrsituationsabhängige Faktor (F2) in Abhängigkeit einer Wartezeit (T1) bestimmt wird, wobei die Wartezeit (T1) die Zeit zwischen dem Erreichen der Leerlaufstellung des Gaspedals und dem Betätigen des Bremspedals ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fahrsituationsabhängige Faktor (F3) in Abhängigkeit einer Betätigungszeit (T2) bestimmt wird, wobei die Betätigungs­ zeit (T2) die Zeit zwischen dem Betätigen des Bremspedals und dem Überschreiten eines Geschwindigkeitsschwellenwertes (Sv) für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsschwellenwert (Sv) ein vorgegebener Anteil des festen Schwellenwertes (Sf) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Anteil zwischen 70% und 100% liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wertebereich der Faktoren zwischen 0,7 und 1,4 liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Faktors (F1)
  • - unterhalb eines Rücknahmeschwellenwertes gleich 1 ist,
  • - an dem Rücknahmeschwellenwert ein Maximum erreicht
  • - mit zunehmender Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit (Vg) geringer wird und bei maximaler Gaspedalrücknahmegeschwindigkeit (Vg) ein Minimum erreicht.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Faktors (F2)
  • - unterhalb eines Wartezeitschwellenwertes (Tw) gleich 1 ist und
  • - oberhalb des Wartezeitschwellenwertes (Tw) bis auf ein Maximum ansteigt.
10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Faktors (F3)
  • - unterhalb eines Betätigungszeitschwellenwertes (Tb) gleich 1 ist und
  • - oberhalb des Betätigungszeitschwellenwertes (Tb) bis auf ein Maximum ansteigt.
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