DE10118635B4

DE10118635B4 - Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems

Info

Publication number: DE10118635B4
Application number: DE10118635A
Authority: DE
Inventors: Timo Gurzawski; Robert Schmidt
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: DE10118635A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems, umfassend die Schritte:
– Abfühlen und Auswerten einer durch den Fahrer veranlaßten Pedalgeschwindigkeit und Pedalbeschleunigung,
– Vergleichen der Pedalgeschwindigkeit mit einem Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert und der Pedalbeschleunigung mit einem oberen Pedalbeschleunigungs-Grenzwert und
– Gewichten der Pedalgeschwindigkeit durch einen ersten Faktor und der Pedalbeschleunigung durch einen zweiten Faktor sowie
Einstellen eines/r gegenüber einem/einer durch den Fahrer veranlassten Pedalweg oder Pedalkraft überhöhten Bremsdrucks oder Bremsmoments oder Fahrzeugverzögerung in der Radbremse des Fahrzeugs nach Maßgabe der gewichteten Pedalgeschwindigkeit und der gewichteten Pedalbeschleunigung,
wenn die Pedalgeschwindigkeit den vorbestimmten Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert und wenn die Pedalbeschleunigung den vorbestimmten oberen Pedalbeschleunigungs-Grenzwert überschreitet,
gekennzeichnet durch die Schritte:
– Vergleichen der Pedalbeschleunigung mit einem unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert und
– Reduzierung des überhöhten Bremsdrucks, wenn die Pedalbeschleunigung den unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert unterschreitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems, bei dem nach dem Erkennen eines Fahrerwunsches nach einer bestimmten Verzögerung und/oder einer kritischen Fahrsituation ein bestimmter Bremsdruck oder ein bestimmtes Bremsmoment oder eine bestimmte Fahrzeugverzögerung eingestellt wird.
Zur Realisierung eines möglichst kurzen Bremsweges von Kraftfahrzeugen in Notbremssituationen ist es notwendig, den Bremsdruck gegenüber einer durch den Fahrzeugführer veranlassten Pedalkraft zu überhöhen. Da Untersuchungen ergeben haben, dass Normalfahrer in Notbremssituationen den erforderlichen Vordruck oft nicht oder nur verzögert über das Bremspedal einsteuern können, wurden sogenannte Bremsassistent-Systeme entwickelt, welche den Bremsdruck selbsttätig über das vom Fahrer vorgegebene Niveau erhöhen. Das bedeutet es wird nach dem Erkennen eines Fahrerwunsches nach einer bestimmten Verzögerung und/oder einer kritischen Fahrsituation, die auf eine Notbremssituation hinweisen, ein bestimmter Bremsdruck eingestellt. Dabei kann der Bremsdruck durch eine Fremdansteuerung des pneumatischen Bremskraftverstärkers erhöht werden oder es erfolgt eine aktive Druckerhöhung durch eine geeignete Regelung von hydraulischen Komponenten des Bremssystems, insbesondere einer elektrischen Pumpe.
In diesem Zusammenhang offenbart die DE 195 26 659 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs. Dabei wird die Betätigung eines Bremspedals mittels einer Messeinrichtung erfasst und die Bremsanlage des Fahrzeugs abhängig von sowohl dem Betätigungssignal selbst als auch von der Änderung des Betätigungssignals angesteuert. Somit kann über eine schnelle Betätigung des Bremspedals eine vergleichsweise größere Fahrzeugverzögerung eingestellt werden.
Aus der DE 198 25 231 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Bremsanlage für Kraftfahrzeuge bekannt. Zur Realisierung einer Bremsassistenzfunktion wird bei einer aktivierten Bremsassistenzfunktion mittels einer entsprechenden Steuereinheit eine Systemverstärkung abhängig von einem Betätigungsweg, einer Betätigungsgeschwindigkeit bzw. einer Betätigungsbeschleunigung eines Bremspedals geändert. Die Systemverstärkung entspricht dabei einem Verhältnis des Betätigungswegs zu einer von der Bremsanlage umzusetzenden Bremsverzögerung.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems vor, welches eine durch den Fahrer veranlasste Pedalgeschwindigkeit und Pedalbeschleunigung abfühlt und auswertet, mit einem Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert bzw. einem Pedalbeschleunigungs-Grenzwert vergleicht und die Pedalgeschwindigkeit durch einen ersten Faktor und die Pedalbeschleunigung durch einen zweiten Faktor gewichtet. Wenn die Pedalgeschwindigkeit den vorbestimmten Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert überschreitet und wenn die Pedalbeschleunigung den vorbestimmten oberen Pedalbeschleunigungs-Grenzwert überschreitet, wird ein/e gegenüber einem/einer durch den Fahrer veranlassten Pedalweg oder Pedalkraft überhöhte/r/s Bremsdruck oder Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung in der Radbremse des Fahrzeugs nach Maßgabe der gewichteten Pedalgeschwindigkeit und der gewichteten Pedalbeschleunigung eingestellt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Pedalbeschleunigung mit einem unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert verglichen wird und der überhöhte Bremsdruck reduziert wird, wenn die Pedalbeschleunigung den unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert unterschreitet.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der erste Faktor gewichtet wird nach Maßgabe der Pedalkraft, des Pedalwegs, der Pedalgeschwindigkeit und/oder der Pedalbeschleunigung, vorzugsweise nach Maßgabe des Pedalwegs oder der Pedalgeschwindigkeit. Dabei nimmt vorteilhaft bei einem Pedalweg von 0 bis 3 mm die Gewichtung den Wert Null (0) an. Dann ist der erste Faktor ebenfalls 0, was insgesamt dazu führt, dass der pedalgeschwindigkeitsabhängige Bremsdruck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung den Wert Null (0) hat. Mit anderen Worten bleibt in diesem Fall die Pedalgeschwindigkeit bei der Bremsenregelung unberücksichtigt, wodurch geringe Pedalgeschwindigkeiten keinen Einfluss auf die Bremsenregelung haben. Bei einer Pedalgeschwindigkeit von 80 bis 200 mm/sec. wird der erste Faktor vorteilhaft mit dem Wert 1 gewichtet und bei einer Pedalgeschwindigkeit von größer 200 mm/sec. wird ein konstanter Wert für den pedalgeschwindigkeitsabhängigen Bremsdruck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung eingestellt. Dazu wird dann ein mit zunehmender Pedalgeschwindigkeit linear abnehmender Anteil für die Gewichtung berücksichtigt, damit der aus der Multiplikation des ersten Faktors mit der Pedalgeschwindigkeit resultierende Wert gleich bleibt.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass nach dem Erkennen eines Fahrerwunsches nach maximaler Verzögerung und/oder einer kritischen Fahrsituation ein gegenüber einer/einem durch den Fahrer veranlassten Pedalweg oder Pedalkraft überhöhter Bremsdruck, überhöhtes Bremsmoment oder stärkere Fahrzeugverzögerung eingestellt wird.
Als Maß für die Pedalgeschwindigkeit wird vorzugsweise die Betätigungsgeschwindigkeit einer mit dem Bremspedal wirkverbundenen Kolbenstange des Hauptbremszylinders ermittelt und ausgewertet. Als Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert wird ein Wert dieser Kolbenstangen-Betätigungsgeschwindigkeit in einem Bereich von 60 bis 150 mm/sec., vorzugsweise ca. 80 mm/sec., vorgegeben. Liegt der aktuelle Wert der Betätigungsgeschwindigkeit unterhalb dieses Grenzwerts, dann nimmt der pedalgeschwindigkeitsabhängige Anteil den Wert Null (0) an. Das bedeutet, die Pedalgeschwindigkeit des Bremspedals übt keinen Einfluss auf den resultierenden Gesamt-Bremsdruck, Gesamt-Bremsmoment oder Gesamt-Fahrzeugverzögerung aus.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der zweite Faktor gewichtet wird nach Maßgabe der Pedalkraft, des Pedalwegs, der Pedalgeschwindigkeit und/oder der Pedalbeschleunigung, vorzugsweise aber nach Maßgabe des Pedalwegs.
In einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung werden die Pedalgeschwindigkeit und die Pedalbeschleunigung kombiniert als Größen für die Einstellung des Bremsdrucks, Bremsmoments oder Fahrzeugverzögerung verwendet und es wird ein resultierender Bremsdruck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung in der Radbremse des Fahrzeugs eingestellt, welcher der Summe aus einem aufgrund des durch den Fahrer veranlassten Pedalweg oder durch den Fahrer eingesteuerten Druck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung und dem nach Maßgabe der gewichteten Pedalgeschwindigkeit eingesteuerten Druck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung und dem nach Maßgabe der gewichteten Pedalbeschleunigung eingesteuerten Druck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung entspricht.
Vorzugsweise aber wird eine entsprechende, resultierende Fahrzeugverzögerung eingestellt.
Besonders vorteilhaft ist das Verfahren bei elektronisch regelbaren Bremssysteme anwendbar, bei denen die Betätigung eines Bremspedals durch eine Sensoreinrichtung erfasst und in entsprechende Eingangsignale für eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Betriebsbremsanlage umgewandelt wird (Brake-by-wire-Bremssystemen). Derartige Bremssysteme sind insbesondere die elektrohydraulische Bremse (EHB) und die elektromechanische Bremse (EMB). Bei der EHB steuert die Steuereinheit eine hydraulische Fremdenergie-Quelle, insbesondere eine Motor-Pumpen-Speichereinheit, mit welcher die Radbremsen über hydraulische Leitungen mit Bremsdruck beaufschlagbar sind. Bei der EMB werden die Bremsbeläge gegen die Bremsscheibe (oder Trommel) mittels elektromechanischer Aktuatoren gepresst. Dabei werden keine hydraulischen Komponenten benötigt.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung (Fig.) näher erläutert.
Die Fig. zeigt schematisch ein Verfahrensfließbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei zum Beispiel der elektrohydraulischen Bremse (EHB) oder der elektromechanischen Bremse (EMB) wird dem Fahrer proportional zum Bremspedalweg (s_pedal), zur Bremspedalkraft (F_pedal) oder bei der EHB zum Druck im Hauptbremszylinder (P_THZ) ein bestimmter Bremsdruck (P_brems), bzw. eine Bremskraft (F_brems), bzw. ein Bremsmoment (M_brems), oder eine bestimmte Verzögerung (a_brems,s), des Fahrzeugs eingestellt (Pfad 1), vorzugsweise aber eine bestimmte Fahrzeug-Verzögerung (a_brems,s) eingestellt.
Um den Fahrer bei schnellen Bremspedalbetätigungen zu unterstützen wird die Geschwindigkeit des Bremspedals (v_pedal) (Anderungen des Eingangssignals) herangezogen. Die Geschwindigkeitsinformation des Bremspedals wird allerdings erst oberhalb eines vorgegebenen Grenzwerts (v_grenz) verwendet (Pfad 4). Dieser Anteil (Geschwindigkeitsinformation) wird mit einem gewichteten ersten Faktor (K₁) multipliziert. Die Gewichtung des ersten Faktors (K₁) ist dabei abhängig von dem Weg (der Position) (s_pedal) oder der Geschwindigkeit des Bremspedals (v_pedal) (Pfad 2). Aus diesen Faktoren erhält man eine zusätzliche Fahrzeug-Verzögerung (a_brems,v), um den Fahrer bei seinem Bremswunsch zu unterstützen.
Als weitere Unterstützung des Fahrerwunsches wird die Beschleunigung des Eingangssignal (a_pedal) verwendet. Dadurch kann man noch schneller auf Betätigungen des Fahrers reagieren bzw. man kann auch erkennen, wenn der Fahrer die Geschwindigkeit des Bremspedals wieder reduziert. Somit kann der (geschwindigkeitsabhängige) Fahrerwunsch erhöht oder verringert werden. Ähnlich wie bei der Geschwindigkeit wird die Beschleunigungsinformation nur unterhalb eines vorgegebenen unteren Grenzwerts (a_grenz,u) oder oberhalb eines vorgegebenen oberen Grenzwerts (a_grenz,o) verwendet (Pfad 7). Dieser Beschleunigungsanteil wird mit einem gewichteten zweiten Faktor (K₂) multipliziert. Die Gewichtung des zweiten Faktors ist dabei abhängig von dem Weg (der Position) (s_pedal), der Geschwindigkeit des Bremspedals (v_pedal) oder der Beschleunigung (a_pedal) des Bremspedals (Pfad 5) . Dieser Wert wird als zusätzliche Fahrzeug-Verzögerung (a_brems,a) zu dem Fahrerwunsch addiert.
Aus der Addition der drei Anteile a_brems,s und a_brems,v und a_brems,a erhält man einen gesamten Fahrerwunsch, z. B. Gesamtverzögerungsanforderung (a_brems,gesamt) in Abhängigkeit von Weg (s), Geschwindigkeit (v) und Beschleunigung (a) des Bremspedals, wobei zusätzlich der Geschwindigkeitsanteil nochmals von dem Weg (s) oder der Geschwindigkeit (v) des Bremspedals abhängig ist und der Beschleunigungsanteil von Weg (s), Geschwindigkeit (v) oder Beschleunigung (a) des Bremspedals abhängt. Vorzugsweise wird eine Gesamtverzögerung (a_brems,gesamt) in Abhängigkeit von Weg (s), Geschwindigkeit (v) und Beschleunigung (a) des Bremspedals ermittelt, wobei zusätzlich der Geschwindigkeitsanteil nochmals von dem Weg (s) und der Geschwindigkeit (v) des Bremspedals und der Beschleunigungsanteil vom Weg (s) des Bremspedals abhängig ist.
Es ist vorgesehen, dass als zusätzliche Bedingung die Summe von M_brems,v und M_brems,a größer als 0 sind: M_brems,v + M_brems,a > 0
Dann ist durch das Verfahren nur ein zusätzlicher Bremsdruck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung erzeugbar. Denn die fahrergewünschte Verzögerung sollte durch das Verfahren vorzugsweise nicht verringert werden.
Die wesentlichen Merkmale dieses Verfahrens sind somit die Verwendung des Weges (s), der Geschwindigkeit (v) und der Beschleunigung (a) des Bremspedals als Eingangssignal nach der in der Figur dargestellten Reglerstruktur, wobei eine Gewichtung des geschwindigkeits- bzw. beschleunigungsabhängigen Anteils in Abhängigkeit von Weg bzw. Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Bremspedals erfolgen kann. Bei Unterschreiten eines unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwerts wird ein Fahrerwunsch nach einer geringeren Verzögerung erkannt und der überhöhte Bremsdruck wird reduziert. So wird die Einstellbarkeit des Fahrerbremswunsches verbessert und eine entsprechende Bremsenregelung kann noch schneller realisiert werden. Dem Fahrer wird dadurch einerseits geholfen, bei schneller Betätigung des Bremspedals das Fahrzeug möglichst schnell zu verzögern und andererseits geholfen, einen überhöhten Bremsdruck möglichst schnell wieder zu reduzieren.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistent-Systems, umfassend die Schritte: – Abfühlen und Auswerten einer durch den Fahrer veranlaßten Pedalgeschwindigkeit und Pedalbeschleunigung, – Vergleichen der Pedalgeschwindigkeit mit einem Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert und der Pedalbeschleunigung mit einem oberen Pedalbeschleunigungs-Grenzwert und – Gewichten der Pedalgeschwindigkeit durch einen ersten Faktor und der Pedalbeschleunigung durch einen zweiten Faktor sowie Einstellen eines/r gegenüber einem/einer durch den Fahrer veranlassten Pedalweg oder Pedalkraft überhöhten Bremsdrucks oder Bremsmoments oder Fahrzeugverzögerung in der Radbremse des Fahrzeugs nach Maßgabe der gewichteten Pedalgeschwindigkeit und der gewichteten Pedalbeschleunigung, wenn die Pedalgeschwindigkeit den vorbestimmten Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert und wenn die Pedalbeschleunigung den vorbestimmten oberen Pedalbeschleunigungs-Grenzwert überschreitet, gekennzeichnet durch die Schritte: – Vergleichen der Pedalbeschleunigung mit einem unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert und – Reduzierung des überhöhten Bremsdrucks, wenn die Pedalbeschleunigung den unteren Pedalbeschleunigungs-Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Faktor gewichtet wird nach Maßgabe der Pedalkraft und/oder des Pedalwegs und/oder der Pedalgeschwindigkeit und/oder der Pedalbeschleunigung.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsgeschwindigkeit einer mit dem Bremspedal wirkverbundenen Kolbenstange des Hauptbremszylinders ermittelt wird und als Maß für die Pedalgeschwindigkeit gewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert eine Betätigungsgeschwindigkeit der mit dem Bremspedal wirkverbundenen Kolbenstange des Hauptbremszylinders in einem Bereich von 60 bis 150 mm/s vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Pedalgeschwindigkeits-Grenzwert eine Betätigungsgeschwindigkeit der mit dem Bremspedal wirkverbundenen Kolbenstange des Hauptbremszylinders von ca. 80 mm/s vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faktor gedichtet wird nach Maßgabe der Pedalkraft und/oder des Pedalwegs und/oder der Pedalgeschwindigkeit und/oder der Pedalbeschleunigung.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der überhöhte Bremsdruck, das Bremsmoment oder die Fahrzeugverzögerung der Summe aus einem/r auf Grund des durch den Fahrer veranlassten Pedalwegs oder der Pedalkraft eingesteuerten Druck oder Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung, einem nach Maßgabe der gewichteten Pedalgeschwindigkeit eingesteuerten Druck oder Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung und einem nach Maßgabe der gewichteten Pedalbeschleunigung eingesteuerten Druck oder Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung entspricht.
Brake-by-wire-Bremsanlage mit einem Bremsassistent-System, dadurch gekennzeichnet, dass ein/e überhöhte/r Bremsdruck, Bremsmoment oder Fahrzeugverzögerung nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 eingestellt wird.