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DE19608616A1 - Arrangement for reducing stopping distance of motor vehicles by reducing reaction time of driver for emergency braking - Google Patents

Arrangement for reducing stopping distance of motor vehicles by reducing reaction time of driver for emergency braking

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DE19608616A1
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    • B60T8/3275—Systems with a braking assistant function, i.e. automatic full braking initiation in dependence of brake pedal velocity

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Abstract

The arrangement has a controller which compares the accelerator and brake pedal movement sensor signals with stored data for braking or full braking and can deliver a signal to an external braking system for braking or full braking. The braking strength is variable according to the rate of motion of the accelerator pedal. Braking can be interrupted if no actuation of the brake pedal occurs after a defined period.

Description

Bei herkömmlich manuellen Bremssystemen im KFZ muß der Fahrer um in Notsituationen eine Bremsung (Vollbremsung) einzuleiten, das Gaspedal zurücknehmen, mit dem "Gasfuß" vom Gaspedal zum Bremspedal Überwechseln und dann den vollen Bremsdruck, der für eine Bremsung (Vollbremsung) erforderlich ist, aufbauen.In conventional manual brake systems in the vehicle, the driver has to brake in emergency situations Initiate (full braking), take back the accelerator pedal, with the "accelerator foot" from the accelerator pedal to the brake pedal Transfer and then the full brake pressure required for braking (full braking) build up.

Laut "Dubbel": (Taschenbuch für den Maschinenbau) vergeht zwischen dem Erkennen eines Hindernisses und dem Umsetzen des Fußes auf das Bremspedal die Reaktionszeit tr (0,5-1,2 s) und zum Aufbau maximaler Verzögerung wird als Schwellzeit (ca. 0,2 s) angenommen.According to "Dubbel": (paperback for mechanical engineering) passes between the detection of an obstacle and the reaction time tr (0.5-1.2 s) after moving the foot to the brake pedal and to build up maximum delay, the threshold time (approx. 0.2 s) is assumed.

Gerade bei geringen Geschwindigkeiten < 50 km/h hat der zurückgelegte Weg (in der Reaktionszeit) einen großen Anteil am Anhalteweg, so daß man sagen kann, je niedriger die Reaktionszeit, umso niedriger das Risiko eines Unfalls, bzw. umso niedriger die Unfallschwere.Especially at low speeds <50 km / h, the distance covered (in the response time) has one large proportion of the stopping distance, so that the lower the response time, the lower the Risk of an accident, or the lower the severity of the accident.

Der Erfindergedanke ist, die aktive Sicherheit zu erhöhen, indem der Reaktionsweg und damit der Anhalteweg verkürzt wird. Dies soll dadurch geschehen, daß Gas- und Bremspedal mit elektronischen Sensoren ausgestattet werden. Die Sensoren erfassen die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung und Stellung von Gas- und Bremspedal. Ähnlich wie beim ABS, wo Sensoren Radgeschwindigkeiten erfassen und gegebenenfalls das ABS ein Blockieren der Räder verhindert.The inventive idea is to increase the active safety by the reaction path and thus the stopping path is shortened. This should be done by using the gas and brake pedals with electronic sensors be equipped. The sensors record the speed or the acceleration and position of Accelerator and brake pedals. Similar to the ABS, where sensors record wheel speeds and if necessary ABS prevents the wheels from locking.

In der Mechanik der Pedale können die Sensoren durch Weg bzw. Winkelmessung Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung und Stellung von Gas- und Bremspedal erfassen, und die Daten an ein Steuergerät weitergeben. Wenn der Fahrer eine gefährliche Situation erkannt hat und daraufhin eine Bremsung (Vollbremsung) einleiten möchte, wird er erfahrungsgemäß den Gasfuß wesentlich schneller vom Gaspedal nehmen, als beim "normalen" Gas wegnehmen, wie z. B. beim "Kuppeln" oder beim "Stop and Go". Diese Tatsache soll nach Erfindergedanke genutzt werden, indem die Daten der Pedalbewegungen vom Steuergerät (Computer) mit den gespeicherten Daten über Bremsungen (Vollbremsungen) verglichen werden. Liegt laut Datenbefund keine Bremsung (Vollbremsung) vor, so steuert der Fahrer alle folgenden Fahrzeugbewegungen herkömmlich manuell. Liegt laut Datenbefund dagegen aber eine Bremsung (Vollbremsung) vor, so gibt das Steuergerät ein Signal zur Bremsung (Vollbremsung) an ein Fremdbremskraftsystem und die Bremsung (Vollbremsung) wird automatisch eingeleitet.In the mechanics of the pedals, the sensors can measure speed or Accelerate and position the accelerator and brake pedals, and send the data to a control unit pass on. When the driver detects a dangerous situation and then brakes Experience (full braking), he will experience the accelerator from the accelerator pedal much faster take than with the "normal" gas, such as. B. in "coupling" or in "stop and go". This The fact is to be used according to the inventive idea, by the data of the pedal movements from the control unit (Computer) with the stored data on braking (full braking) are compared. Lies out loud If there is no braking (full braking), the driver controls all subsequent vehicle movements traditionally manual. If, however, according to the data, there is braking (full braking), this is the case Control unit sends a signal for braking (full braking) to an external braking system and braking (Full braking) is initiated automatically.

Das Fremdbremskraftsystem ist notwendig, da der Fahrer das Bremspedal noch nicht erreicht hat und daher noch nicht aus Eigenkraft bremsen kann.The external braking force system is necessary because the driver has not yet reached the brake pedal and therefore cannot brake on its own.

Das Fremdbremskraftsystem (autom. Bremssystem, Bremskraftverstärker, Druckluftbremsablage etc.) ist Stand der Technik.The third-party brake power system (automatic brake system, brake booster, air brake pad, etc.) is at the state of the technique.

Durch folgendes wird die Zeit zur Bremseinleitung auf ein Minimum reduziert.The following reduces the time to initiate the brake to a minimum.

  • 1. Der Fahrer macht bei einer Bremsung (Vollbremsung) die gleichen ihm bekannten Abläufe, ohne etwas anderes ungewohntes ausüben zu müssen. Ein zusätzlicher Schalter o. ä. muß nicht erst gesucht werden.1. When braking (full braking), the driver does the same procedures known to him, without to have to do something different. An additional switch or the like does not have to be looked for first.
  • 2. Nur wenige mm Pedalbewegung reichen zur Datenauswertung.2. Only a few mm of pedal movement are sufficient for data evaluation.
  • 3. Die Zeit zum Umsetzen des Fußes auf das Bremspedal entfällt.3. There is no time to transfer the foot to the brake pedal.
  • 4. Die Zeit zum Aufbau des vollen notwendigen Bremsdruckes zur maximalen Verzögerung wird reduziert, da ein Sensor gesteuertes Fremdbremskraftsystem wesentlich schneller sein kann, als man es mit dem herkömmlichen Bremsfuß schaffen könnte.4. The time to build up the full brake pressure necessary for maximum deceleration reduced, since a sensor-controlled external braking system can be much faster than you can with could create the conventional brake foot.

Das Steuergerät soll logisch arbeiten. So soll nur die Zeit zur Bremseinleitung reduziert werden. Wenn der Fahrer den Bremsdruck mit dem Bremspedal reduziert, bricht das Fremdbremskraftsystem die Bremsung (Vollbremsung) augenblicklich ab und der Fahrer übernimmt die weitere Verzögerung.The control unit should work logically. Only the time to initiate the brake should be reduced. If the If the driver reduces the brake pressure with the brake pedal, the external brake force system breaks the brake (Full braking) immediately and the driver takes over the further deceleration.

Hat das Steuergerät das Signal zum Bremsen gegeben, aber der Fahrer verbleibt mit dem Fuß auf dem Gaspedal oder gibt wieder Gas, so erfolgt ebenfalls ein Bremsabbruchsignal.The control unit has given the signal to brake, but the driver remains on the Accelerator pedal or accelerates again, there is also a brake cancellation signal.

Weiter soll ein Bremsabbruchsignal erfolgen, wenn nach "angemessener" Zeit vom Fahrer mit dem Bremspedal keine Bestätigung zur Bremsung erfolgt, oder die Daten vom Bremspedal erkennen lassen, daß der Fahrer keine Bremsung (Vollbremsung) erwünscht.A brake abort signal is also to be given if, after an "appropriate" time, the driver presses the brake pedal there is no confirmation of braking or the data from the brake pedal indicate that the driver no braking (full braking) desired.

Um Fehler bei der Datenerfassung durch die Sensoren zu vermeiden, erscheint es sinnvoll, pro Pedal mit mehreren Sensoren zu messen. Wenn die Auswertung dann keine übereinstimmenden Werte vorweisen, kann das System automatisch abgestellt werden. Dem Fahrer wird dieses durch ein Warnzeichen signalisiert.In order to avoid errors in the data acquisition by the sensors, it makes sense to use per pedal to measure multiple sensors. If the evaluation then shows no matching values, can the system can be turned off automatically. This is signaled to the driver by a warning sign.

Genauso kann der jeweilige Fahrer selbst bestimmen, ob er das System einschaltet und nutzen möchte. In the same way, the respective driver can determine whether he wants to switch on and use the system.  

Die folgenden Tabellen zeigen, welche Restgeschwindigkeit dem KFZ A (altes Bremssystem) an dem Punkt verbleibt, wo KFZ B (neues Bremssystem) bereits steht.The following tables show the remaining speed of vehicle A (old brake system) remains at the point where vehicle B (new brake system) is already.

Beispielexample

Beide Fahrzeuge bremsen aus einer Anfangsgeschwindigkeit von Vo = 100 km/h (27,8 m/s) und einer Bremsverzögerung von a′ = 10 m/s². Bei Tabelle 1 gehen wir von einer Reaktionszeitersparnis tr = 0,5 sec. aus. Das entspricht einer Anhaltewegverkürzung für KFZ B vonBoth vehicles brake from an initial speed of Vo = 100 km / h (27.8 m / s) and a braking deceleration of a ′ = 10 m / s². In Table 1 we assume a reaction time saving tr = 0.5 sec. out. This corresponds to a shorter stopping distance for vehicle B from

27,8 m/s * 0,5 s = 13,9 m.27.8 m / s * 0.5 s = 13.9 m.

KFZ A verbleibt dann noch eine Restgeschwindigkeit vonMotor vehicle A then still has a remaining speed of

Vrest = (2 * 10 m/s² * 13,9 m) ∧ 1/2 = 16,67 m/s = 60,0 km/hVrest = (2 * 10 m / s² * 13.9 m) ∧ 1/2 = 16.67 m / s = 60.0 km / h

wo KFZ B bereits steht.where car B already stands.

Tabelle 1 Table 1

Reaktionszeitersparnis tr[s] = 0,5 Response time savings tr [s] = 0.5

Tabelle 2 Table 2

Reaktionszeitersparnis tr[s] = 0,2 Response time savings tr [s] = 0.2

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuergerät die mit Sensoren bestückten Gas und Bremspedal erfaßten Daten der Pedalbewegungen mit den gespeicherten Daten über Bremsungen (Vollbremsungen) vergleicht und gegebenenfalls ein Signal an ein Fremdbremskraftsystem zur Bremsung (Vollbremsung) gibt.1. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the reaction time of the driver in the event of emergency braking, characterized in that a control unit compares the gas and brake pedal data recorded with sensors of the pedal movements with the stored data about braking (full braking) and, if appropriate, a signal to a third-party braking system for braking (full braking). 2. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Abbremsung variabel ist , je nach Geschwindigkeit des Gaspedals.2. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claim 1, characterized, that the amount of braking is variable depending on the speed of the accelerator pedal. 3. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung abgebrochen wird, wenn nach angemessener Zeit keine Bestätigung vom Bremspedal kommt. Oder die Daten vom Gaspedal dieses erkennen lassen.3. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 and 2, characterized, that braking is stopped if after a reasonable time no confirmation from Brake pedal is coming. Or let the accelerator pedal recognize it. 4. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Verzögerung nach Datenvergleich des Bremspedals korrigiert werden kann.4. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 to 3, characterized, that the amount of deceleration is corrected after data comparison of the brake pedal can. 5. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Gaspedal nicht getreten ist, die Daten vom Bremspedal entscheidend sind, und ggf. die Zeit zum Aufbau des notwendigen Bremsdruckes reduziert wird.5. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 to 4, characterized, that if the accelerator pedal is not depressed, the data from the brake pedal are crucial, and if necessary, the time to build up the necessary brake pressure is reduced. 6. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ab Werk gespeicherten Daten über Bremsungen vom Fahrer auf seine Fahrweise einstellbar und fahrerspezifische Eigenschaften bzw. Verhaltensmuster auch automatisch anpassungsfähig sind. 6. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 to 5, characterized, that the factory-stored data on braking from the driver to his driving style adjustable and driver-specific properties or behavior patterns also automatically are adaptable.   7. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fahrer bei nichtübereinstimmenden Bremsdatenvergleich ein Warnzeichen gegeben wird.7. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 to 6, characterized, that the driver is given a warning sign if the brake data comparison does not match. 8. Vorrichtung zur Reduzierung des Anhalteweges von Kraftfahrzeugen, durch Reduzierung der Reaktionszeit des Fahrers bei Notbremsungen, nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrer die Wahl, hat ob er das System einschaltet und nutzen möchte.8. Device for reducing the stopping distance of motor vehicles, by reducing the response time of the Driver during emergency braking, according to claims 1 to 7, characterized, that the driver has the choice of whether to turn the system on and use it.
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