DE19859602B4

DE19859602B4 - Vorrichtung und Verfahren zur bremsbetätigungsunabhängigen Aktivierung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19859602B4
Application number: DE1998159602
Authority: DE
Inventors: Alfred Eckert; Thomas Berthold
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2015-02-05
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: DE19859602A1

Abstract

Vorrichtung zur Ansteuerung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs, mit – einer Abstandssensorik (6) zur Ausgabe von Ausgangssignalen, – einer Steuereinheit (5), welche in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Abstandssensorik (6) beurteilt, ob eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs (1) vorliegt, und – einem Signalmittel zur Ausgabe eines Bremssignals, wobei die Steuereinheit (5) das Signalmittel zur Ausgabe des Bremssignals unabhängig von einer Aktivierung einer Bremsanlage (3, 4) ansteuert, wenn eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang ermittelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalmittel eine Bremsleuchte (10) des Kraftfahrzeugs (1) ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aktivierung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine gattungsbildende Vorrichtung beschreibt die DE 31 43 792 C2 , welche mit einem Radarsensor zur Bestimmung des Abstandes und der Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgerüstet ist. Erreichen diese Größen bestimmte erste Schwellwerte wird ein sogenanntes Aufmerksamkeitssignal erzeugt, welches die potentielle Notwendigkeit einer Bremsung anzeigt. Dieses Aufmerksamkeitssignal wird mittels eines Instrumentes dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt. Erreichen diese Größen zweite Schwellwerte wird ein erstes Bremssignal erzeugt, mit welchem eine Bremsanlage zur Erzeugung einer schwachen Bremsung angesteuert wird. Gegebenenfalls wird bei einer bestimmten Konstellation dieser Größen ein weiteres Bremssignal erzeugt, mit welchem eine stärkere Bremsung eingeleitet wird.
Bei Bremsanlagen gemäß dem Stand der Technik werden die Bremsleuchten durch den Fahrer bei Betätigung eines Bremspedals über einen Bremslichtschalter aktiviert. Bis zur Lichtemission der Bremsleuchten vergeht üblicherweise eine Totzeit von ca. 200–500 ms. Infolgedessen wird der Beginn der Bremsung dem Fahrer des folgenden Fahrzeugs verspätet gemeldet.
Bei einer Kette von Fahrzeugen können sich so die Totzeiten aufaddieren und es kann schließlich zu einem Unfall kommen.
So beschreibt die DE 42 13 148 A1 eine Vorrichtung zur frühzeitigen Aktivierung der Bremsleuchten eines Kraftfahrzeugs. Um bei panikartiger Betätigung des Fußbremspedals in Notsituationen ein den nachfolgenden Verkehr warnendes frühzeitiges Aufleuchten der Bremsleuchten eines Fahrzeugs zu erzielen, wird vorgeschlagen, die Rückstellgeschwindigkeit des Gaspedals oder die Schließgeschwindigkeit der Kraftstoffzumesseinrichtung zu erfassen und ein Steuersignal zur Aktivierung der Bremsleuchten zu erzeugen, falls die erfasste Geschwindigkeit einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Ferner beschreibt auch die DE 43 05 186 A1 eine Verzögerungswarnanlage zur Reduzierung der Gefahr von Auffahrunfällen im Straßenverkehr. Diese Verzögerungswarnanlage besteht aus zwei oder mehreren Verzögerungslichtern oder Warnlichter, die zusätzlich zu den Bremslichtern des Fahrzeugs an dessen Rückseite angeordnet sind und als nicht in den Bremslichtern integrierten Lichtleisten zwischen der Stoßstange und der Unterkante des Kofferraumdeckels, an der Unterkante der Heckscheibe oder an deren Oberkante angeordnet werden können.
Diese aus der DE 43 05 186 A1 bekannte Verzögerungswarnanlage wird in Abhängigkeit eines Gefahrenwertes angesteuert, der in Abhängigkeit von fahrdynamischen Größen des Fahrzeugs berechnet wird. So bspw. bei einer Verzögerung des Fahrzeugs, die einen bestimmten Gefahrenschwellwert erreicht, die Verzögerungswarnanlage angesteuert. Insbesondere ist die Intensität der Warnung der Verzögerungswarnanlage abhängig von der Höhe des Gefahrenwertes. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Warnung durch ein nach hinten gerichtetes Abstandsradar in Abhängigkeit von der Unterschreitung eines geschwindigkeitsabhängigen Mindestabstands zum nachfolgenden Fahrzeug ausgelöst werden soll.
Weiterhin weisen die Aktuatoren von Bremsassistenzeinrichtungen, wie Z. B. der Hubmagnet des Bremsassistenten, Schwellzeiten bis zur eigentlichen Betätigung der Assistenzeinrichtung auf. Somit kann es auch hier zu Zeitverlusten bis zum Aufbau der Bremskraft an den Rädern kommen.
Schließlich ist es aus der DE 196 07 048 A1 bekannt, zur Reduzierung des Lüftspiels der Bremsbacken einer Bremsanlage mittels eines Sensors die Stellgröße zur Bestimmung der Leistungsabgabe des Antriebsmotors eines Fahrzeugs zu erfassen und die Sensorsignale an eine Auswerteeinheit zur Steuerung einer pedalbetätigten Betätigungseinrichtung einer Bremsanlage weiterzuleiten. Wenn diese Sensorsignale bestimmte Kriterien erfüllen, erfolgt eine Ansteuerung der Betätigungseinrichtung unabhängig von einer Pedalbetätigung durch den Fahrer, so dass der Leerweg in der Betätigungseinrichtung bzw. das Lüftspiel überwunden wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig eine Erhöhung der Verkehrssicherheit realisieren.
Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Die abhängigen Patentanspruche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung auf.
Eine solche Vorrichtung zur Ansteuerung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs, mit einer Abstandssensorik zur Ausgabe von Ausgangssignalen, einer Steuereinheit, welche in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Abstandssensorik beurteilt, ob eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs vorliegt, und einem Signalmittel zur Ausgabe eines Bremssignals, wobei die Steuereinheit das Signalmittel zur Ausgabe des Bremssignals unabhängig von einer Aktivierung einer Bremsanlage ansteuert, wenn eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang ermittelt wurde, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass das Signalmittel eine Bremsleuchte des Kraftfahrzeugs ist.
Erfindungsgemäß kann somit eine Vorrichtung geschaffen werden, die unabhängig von einer Aktivierung der Bremsanlage eine Bremsleuchte des Kraftfahrzeugs ansteuert.
Damit ist es möglich den Fahrer des folgenden Fahrzeugs über eine unmittelbar bevorstehende Bremsung zu informieren, bevor oder zumindest zeitgleich mit dem Einleiten des tatsächlichen Bremsvorgangs. Bei Kolonnenfahrten von Fahrzeugen kann dies zu erheblichen Vorteilen fuhren, da dadurch vermieden wird, dass sich die einleitend erwähnten Totzeiten negativ auswirken. Dadurch kann ein wesentlicher Beitrag zur Verkehrssicherheit geleistet werden.
Die Steuereinheit kann mit den Ausgangssignalen der Abstandssensorik eine Information betreffend dem Gefahrenpotential einer Außenumgebungsbedingung ermitteln, wobei die Steuereinheit einen notwendigen Zwangsbremszustand erkennt, bei dem eine Bremsung des Kraftfahrzeugs zu erfolgen hat, wenn beurteilt wird, dass ohne einen Bremsvorgang eine Kollision nicht zu vermeiden ist oder eine gefährliche Situation entstehen würde. Weiterhin kann die Steuereinheit in Kombination mit obiger Vorgehensweise eine Information betreffend einem Fahrerbremswunsch ermitteln, bevor dieser ein Bremspedal berührt. Dadurch kann die Steuereinheit einen Wunschbremszustand erkennen.
Sobald die Steuereinheit den Zwangsbremszustand und/oder den Wunschbremszustand erkannt hat, wird auf die Notwendigkeit eines Bremsvorgangs geschlossen und die Signalmittel bzw. die Bremsleuchten des Kraftfahrzeugs werden unabhängig von der eventuell ebenso notwendigen Aktivierung der Bremsanlage aktiviert.
Die Abstandssensorik ermittelt einen Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem vorausfahrenden und dem eigenen Kraftfahrzeug und gibt entsprechende Signale aus, die in der Steuereinheit zur Beurteilung der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang herangezogen werden. Diese Abstandssensorik kann beispielsweise Bestandteil einer schon in Kraftfahrzeug vorhandenen ICC(Intelligent Cruise Control)-Steuerung oder einer ASMS/ESP-Steuerung sein. Durch die Abstandssensorik kann die Steuereinheit auf ein Gefahrenpotential schließen, wobei bei Vorliegen eines Zwangsbremszustands sofort auch die Bremsleuchten des Kraftfahrzeugs aktiviert werden können.
Beim Einsatz einer Fußraumsensorik im Kraftfahrzeug wird eine Bewegung des Fahrerfußes von einem Gaspedal in Richtung auf das Bremspedal erfasst, wobei eine Bewegungsrichtung, eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder eine Bewegungsbeschleunigung des Fahrerfußes detektiert bzw. von einer Steuereinheit ermittelt werden. Durch diese Fußraumsensorik kann die Steuereinheit auf das Vorliegen eines Fahrerbremswunsches bzw. des Wunschbremszustands schließen bevor der Fahrer das Bremspedal berührt hat.
Bewegt der Fahrer beispielsweise seinen Fuß mit einer hohen und eventuell ansteigenden Geschwindigkeit in Richtung auf das Bremspedal und liegt diese Bewegungsgeschwindigkeit über einer vorbestimmten Bewegungsgeschwindigkeit, so kann die Steuereinheit über die Fußraumsensorik auf einen definitiven Fahrerbremswunsch bzw. den Wunschbremszustand schließen.
Weiterhin kann eine Nahbereichssensorik eingesetzt werden, die den Nahbereich um das Kraftfahrzeug erfasst. Durch eine derartige Nahbereichssensorik kann die äußere Umgebung des Kraftfahrzeugs detektiert werden, so dass die Steuereinheit auf weitere eventuell eintretende Gefahrensituationen schließen kann.
Diese Nahbereichssensorik ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Abstandssensorik nur vorausfahrende Fahrzeuge in der gleichen Fahrspur erfasst. Die Nahbereichssensorik kann dann eine Ausrichtung schräg nach vorne erhalten, um eventuell auch schräg in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs einfahrende Fahrzeuge zu erfassen.
Die Abstandssensorik und die Fußraumsensorik können in Kombination mit der Nahbereichssensorik vorgesehen sein, um die Steuereinheit mit geeigneten Signalen zu versorgen, so dass diese auf das Vorliegen der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang schließen kann.
Zusätzlich zum Aktivieren der Bremsleuchten kann die Steuereinheit auch bei Vorliegen der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang Aktuatoren einer Bremsassistenzeinrichtung aus einer Ruhelage in einer Bereitschaftslage bringen. Insbesondere kann die Steuereinheit einen Hubmagneten eines aktiven Boosters der Bremsanlage so bestromen, dass sich ein Ventilmechanismus zum Bereitstellen eines Bremsdrucks für entsprechende Radbremsen kurz vor dem Öffnen befinden. Dadurch können die Schwellzeiten beispielsweise des Hubmagneten des Bremsassistenten bis zur eigentlichen Betätigung der Assistenzeinrichtung ausgeglichen werden, so dass die Zeitverluste bis zum Aufbau der Bremskraft an den Rädern minimiert werden können.
Weiterhin kann die Steuereinheit das Bremssystem mit einem vorbestimmten Druck vorladen, wobei der vorbestimmte Druck von den Ausgangssignalen der Abstandssensorik und der Fußraumsensorik sowie ggf. der Nahbereichssensorik abhängen kann. Die Vorladung des Bremssystems kann so gering sein, dass sich beispielsweise lediglich die Radbremsbeläge an entsprechende Reibkörper (Bremsscheibe oder Trommelbremsring) anlegen. Dadurch kann der Leerweg der Bremsbeläge minimiert werden. Ergeben beispielsweise die Ausgangssignale der Abstandssensorik, der Fußraumsensorik und ggf. der Nahbereichssensorik jedoch, dass eine Notbremsung zu erfolgen hat, so kann der vorbestimmte Druck derart gewählt werden, dass schon ohne eine Betätigung des Bremspedals eine gewisse Bremswirkung erzielt wird. Die Stärke der Bremswirkung bzw. des vorbestimmten Drucks wird sich in einer Balance zwischen dem Fahrkomfort des Fahrzeugs und der erkannten Notsituation befinden. Üblicherweise wird die Steuereinheit jedoch eine Notbremsung nur dann einleiten, wenn der Fahrerfuß das Bremspedal berührt. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass schon vor der Berührung des Fahrerbremsfußes mit dem Bremspedal ein vorbestimmter Druck gewählt wird, der eine leichte Vorbremsung verursacht.
Weiterhin kann bei Vorliegen einer Notwendigkeit für einen Bremsvorgang das Bremspedal um einen vorbestimmten Betrag eingezogen werden, so dass der Fahrerfuß lediglich von dem Gaspedal horizontal auf das Bremspedal schwenken muss um eine Bremsung zu verursachen. Die bei Serienautos übliche Pedalanordnung ist unbestätigt derart, dass die Trittfläche des Bremspedals um ca. 30 bis 50 mm gegenüber der des Gaspedals zurückversetzt ist. Das Bremspedal würde dann um den entsprechenden Betrag automatisch in Betätigungsrichtung eingezogen werden.
Weiterhin kann erfindungsgemäß ein Verfahren zur Ansteuerung eines Signalmittels realisiert werden, bei dem eine Steuereinheit Ausgangssignale einer Abstandssensorik erfasst, abhängig von den Ausgangssignalen beurteilt, ob eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs vorliegt und, sofern beurteilt wurde, dass eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang vorliegt, eine Bremsleuchte des Kraftfahrzeugs aktiviert wird.
Erfindungsgemäß kann somit eine Vorrichtung und ein Verfahren realisiert werden, die in hohem Maße die Verkehrssicherheit insbesondere bei Kolonnenfahrten erhöhen kann, da der Fahrer des folgenden Fahrzeugs schon vor oder zumindest gleichzeitig mit der Aktivierung der Bremsanlage über die unmittelbar Nachfolgende Fahrzeugbremsung informiert werden kann. Dadurch können unter anderem die Totzeiten von ca. 200–500 ms bis zur Lichtemission (gemessen ab Betätigung des Bremslichtschalters) kompensiert werden.
Darüber hinaus kann die Erfindung zusätzlich zur Aktivierung der Bremsleuchten die Bremsaktuatorik auf die unmittelbar bevorstehende Bremsung vorbereiten. Durch die Erfindung kann somit ein hohes Maß an Verkehrssicherheit gewährleistet werden.
Die beiliegende Figur zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit Fahrzeugrädern 2 und Fahrzeugbremsen 3.
Die Fahrzeugbremsen 3 werden über Ansteuerleitungen 4 angesteuert. Diese Ansteuerleitungen können elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Signale zu den Fahrzeugbremsen 3 übertragen, wobei die Fahrzeugbremsen 3 elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbar sein können.
Die Ansteuerleitungen 4 sind mit einer Steuereinheit 5 verbunden. Die Steuereinheit 5 kann eine zentrale Steuereinheit sein. Es ist jedoch auch möglich, separate Steuereinheiten vorgesehen.
Die Steuereinheit 5 ist weiterhin mit einer Abstandssensorik 6, einer Fußraumsensorik 7 und/oder einer Nahbereichssensorik 8 verbunden.
Die Abstandssensorik 6 kann beispielsweise aus einem Infrarotsensor oder einem Radarsensor bestehen. Natürlich könnten auch optische Systeme wie Digitalkameras o. ä. zum Einsatz kommen. Dasselbe gilt für die Nahbereichssensorik 8.
Die Fußraumsensorik 7 kann einen Bewegungssensor enthalten, der die Fahrerfußbewegung erfasst. Weiterhin kann ein Berührungssensor vorgesehen rein, der die Berührung des Fahrerfußes mit einem Bremspedal erfasst.
Weiterhin kann eine Signallampe 9 vorgesehen sein, die im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Die Signallampe 9 kann dann aktiviert werden, wenn die Steuereinheit 5 eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang ermittelt.
Weiterhin sind Bremsleuchten 10 vorgesehen, die beispielsweise am Heck und am oberen Rand der Heckscheibe des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sein können.
Zusammenfassend sei nochmals darauf hingewiesen, dass erfindungsgemäß angesprochene Merkmale bzw. Maßnahmen einzeln oder in Kombination realisiert werden können. So ist es beispielsweise möglich, lediglich die Abstandssensorik einzusetzen. Schon dadurch kann ein beträchtlicher Sicherheitsvorsprung gegenüber bekannten Systemen erreicht werden. Zusätzlich kann auch die Fußraumsensorik hinzugezogen werden. Dasselbe gilt für die Nahbereichssensorik. Bei den geschilderten Szenarien kann es vor oder gleichzeitig mit der Aktivierung der Bremsleuchten zu einem Setzen der Aktuatorik der Bremsanlage in eine Bereitschaftsstellung kommen. So kann beispielsweise beim Bremsassistenten der Hubmagnet des aktiven Boosters derart bestromt werden, dass der Ventilmechanismus sich kurz vor dem Öffnen befindet. Diese Möglichkeit stellt jedoch nur ein Beispiel für das Setzen der Bremsanlage in eine Bereitschaftsstellung dar.

Claims

Vorrichtung zur Ansteuerung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs, mit – einer Abstandssensorik (6) zur Ausgabe von Ausgangssignalen, – einer Steuereinheit (5), welche in Abhängigkeit der Ausgangssignale der Abstandssensorik (6) beurteilt, ob eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs (1) vorliegt, und – einem Signalmittel zur Ausgabe eines Bremssignals, wobei die Steuereinheit (5) das Signalmittel zur Ausgabe des Bremssignals unabhängig von einer Aktivierung einer Bremsanlage (3, 4) ansteuert, wenn eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang ermittelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalmittel eine Bremsleuchte (10) des Kraftfahrzeugs (1) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Fahrerbremswunsch anzeigende Fußraumsensorik (7) vorgesehen ist, die eine Bewegung des Fahrerbremsfußes von einem Gaspedal in Richtung auf das Bremspedal erfasst, wobei dessen Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsbeschleunigung ermittelt wird und Ausgangssignale ausgibt, die in der Steuereinheit (5) zur Beurteilung der Notwenigkeit für einen Bremsvorgang herangezogen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) bei Vorliegen der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang die Bremsanlage (3, 4) des Kraftfahrzeugs in eine Bereitschaftsstellung bringt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssensorik (6) einen Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem vorausfahrenden und dem eigenen Kraftfahrzeug (1) ermittelt und Aussgangssignale ausgibt, die in der Steuereinheit (5) zur Beurteilung der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nahbereichssensorik (6) vorgesehen ist, die den Nahbereich um das Kraftfahrzeug (1) erfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) bei Vorliegen der Notwendigkeit für einen Bremsvorgang zumindest – Aktuatoren einer Bremsassistenzeinrichtung aus einer Ruhelage in eine Bereitschaftslage bringt, und/oder – einen Hubmagneten eines aktiven Boosters der Bremsanlage (3, 4) so bestromt, daß sich ein Ventilmechanismus zum Bereitstellen eines Bremsdrucks für entsprechende Fahrzeugbremsen (3) sich kurz vor dem Öffnen befindet, und/oder – das Bremssystem (3, 4) mit einem vorbestimmten Druck vorlädt, wobei der vorbestimmte Druck vom Ausgangssignal der Sensorik (6, 7, 8) abhängen kann, und/oder – ein Bremspedal des Fahrzeugs um einen vorbestimmten Betrag einzieht und/oder – Bremsbeläge der Fahrzeugbremsen (3) an einen jeweiligen Reibkörper anlegt.
Verfahren zur Ansteuerung eines Signalmittels eines Kraftfahrzeugs (1), bei dem eine Abstandssensorik (6) Ausgangssignale ausgibt, mit Hilfe derer eine Steuereinheit (5) beurteilt, ob eine Notwendigkeit für einen Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs (1) vorliegt, und die Steuereinheit (5) das Signalmittel des Kraftfahrzeugs (1) zur Ausgabe eines Bremssignals unabhängig von einer Aktivierung einer Bremsanlage (3, 4) ansteuert, wenn die Notwendigkeit für einen Bremsvorgang ermittelt wurde, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalmittel eine Bremsleuchte (10) des Kraftfahrzeugs (1) ist.