CN102652084A - 用于车辆、尤其是商用车辆的驾驶员辅助系统以及用于控制制动系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆、尤其商用车辆的驾驶员辅助系统（14），其中，该驾驶员辅助系统（14）具有：探测系统，其具有至少一个传感器（15-1、15-2、15-3）用于给出测量信号（S5-1、S5-2、S5-3）；控制单元（16），用于接收测量信号（S5-1、S5-2、S5-3）和获知车辆（1）的临界情况或临界状态的概率，其中，驾驶员辅助系统（14）的控制单元（16）在识别出临界状态或临界状态的足够的概率时给出用于预张紧制动系统（4）的信号（S6）到车辆（1）的制动系统（4）的制动控制装置（6）上，以及其中，控制单元（16）给出用于导入制动过程的外部的制动请求信号（6）到制动系统（4）的制动控制装置（6）上，根据本发明设置如下，即，控制单元（16）为制动系统（4）的预张紧给出如下外部的制动请求信号（S6），该外部的制动请求信号具有加速度额定值信号（S6-3），其具有比当前的加速度实际值（a-ist）更高的加速度额定值（a-soll）。

Description

用于车辆、尤其是商用车辆的驾驶员辅助系统以及用于控制制动系统的方法
技术领域
本发明涉及：用于车辆、尤其是商用车辆的驾驶员辅助系统；具有这种驾驶员辅助系统的车辆系统以及用于控制制动系统的方法。
背景技术
驾驶员辅助系统通常用于驾驶员在由其控制的车辆中的其驾驶任务的情况下的支持。这些驾驶员辅助系统尤其可以是环境识别系统，这些环境识别系统通过合适的传感器探测外来对象，以便相应地改变车辆的行驶行为。在此情况下，一方面可以防止与所探测的外部对象的碰撞或可以降低事故剧烈程度，其方式是车辆被适当地制动。此外，可以探测在前行驶的车辆并且执行距离调节，例如作为ACC（自适应巡航控制系统（Adaptive Cruise Control））或也作为在由多个车辆组成的车队中的车辆的列队行驶。尤其是，作为环境识别系统可以是基于雷达或超声波的用于间距探测的传感器，以及用于检测和探测对象并且必要时用于通过评价立体图像进行距离识别的视频系统。此外，驾驶员辅助系统也可以是如下系统，其识别临界的行驶状态例如车辆的翻倒倾向（Umkippneigung）或车辆的侧滑倾向（Schleuderneigung）并且将这些通知给制动控制装置。
驾驶员辅助系统作为与制动控制装置分离实施的系统可以将所谓的外部的制动请求信号给出到制动系统的制动控制装置上，尤其是通过数据总线。由此，制动控制装置基于内部的制动信号和附加的外部的制动请求信号执行对制动器的控制，内部的制动信号尤其可以包括由驾驶员通过制动值发送器输入的额定制动意愿和例如如ABS以及稳定性调节那样的内部调节。
DE 101 18 708 A1和DE 101 18 707 A1描述了用于调节车辆速度以及用于防碰撞的方法，其中在识别出可能的很快的制动介入时可以将液压制动系统预张紧，其方式是制动液压系统的制动压力已经被提高，而并未已经导入明显的制动。为此，可以由也接收驾驶员的制动请求信号S1的判定单元设置相应的标志（Flag）。由此，接下来可以更为快速地执行实际上的制动，因为无需首先导入制动液压系统的相应压力构建，从而使得在实际上的制动时可以赢得时间。
在识别出较高的碰撞概率的情况下的这种预张紧可以在液压制动系统中直接在内部通过控制装置来执行。而在商用车辆的气动制动系统的情况下，环境识别系统通常构造为外部系统，它们与制动控制装置通信，例如通过车辆内部的数据总线如CAN总线和合适的协议。在无制动作用或者说无重要的制动作用的情况下的预张紧的外部请求由此会需要专用的指令集，该指令集利用目前的系统不可能实现。
在商用车辆领域的气动制动系统中，外部的制动请求可以通过不同的标准来请求。SAE-J1939描述了这种外部的制动请求的协议化；相应地外部的制动请求包括关于优先级、控制模式（control mode）和加速度额定值的说明（Angabe）。
优先级的说明是重要的，因为外部的制动请求信号根据该标准持续地由外部系统给出，从而使得在缺少实际上需要的制动作用的情况下给出低的优先级；在具有三个等级的优先级信号的情况下由此可以给出最低的优先级（lowest priority）。控制模式尤其可以是加和的（additiv）或最大的；在加和的控制模式的情况下将外部的制动请求附加（加和）于内部所调整出的制动作用地来调整出，相反在最大的控制模式的情况下执行求最大值，也就是说各形成内部的制动请求和外部的制动请求中的最高值。此外，外部的制动请求信号具有关于待调整的额定加速度或者说加速度额定值的说明，其中，制动相应地具有负值。
发明内容
本发明所基于的任务是提出用于车辆的驾驶员辅助系统、具有这种驾驶员辅助系统的车辆系统以及用于控制制动系统的相应方法，它们以相对低的消耗使得在临界情况中的制动过程的快速导入成为可能。
该任务通过根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统、根据权利要求11所述的车辆系统和根据权利要求13所述的方法来解决。从属权利要求描述了优选的改进方案。
根据本发明，已在通过外部的驾驶员辅助系统识别出临界状态的足够的概率的情况下使得制动系统的预张紧成为可能，以便后来可以更为快速地导入必要时需要的制动。根据驾驶员辅助系统的不同可以识别出不同的临界状态。在环境识别系统中尤其是可以识别碰撞概率。在外部的行驶稳定性系统中，可以识别车辆自身的不稳定性或者车队中的另外的车辆的不稳定状态，并且由此形成外部的制动请求信号并且发送给制动控制装置。
根据本发明，尤其是使得在商用车辆中的使用成为可能，其中一般使用气动的制动器，在这些气动的制动器中存在较高的质量惯性和更高的迟滞时间（Totzeit）来克服制动间隙和利用制动介质填充车轮制动缸，例如相比于在液压制动系统的情况下为100ms至150ms的值，在EBS的情况下为200ms至300ms以及在ABS的情况下为500ms至700ms。
外部的驾驶员辅助系统根据本发明理解为如下驾驶员辅助系统，其并不作为制动控制系统的部件来装置并且由此将制动请求作为外部的制动请求信号给出到制动控制装置上。这尤其可以通过车辆的数据总线、尤其是CAN总线来进行。制动系统的预张紧被理解为提高在制动介质中的压力，以便克服空行程或者说制动间隙，从而使得制动面已经完全或很大程度上出现彼此接触，其中，在必要时在制动面上已出现具有必要时可忽略的制动作用的小的磨损。
在此情况下，本发明基于的思想是：制动系统的预张紧通过外部的制动请求信号成为可能，该外部的制动请求信号通常在这种车辆中原则上已存在并且也被用于实际上的制动过程的导入。在此情况下，将该外部的制动请求信号根据本发明这样地调整，即，给出一种高的加速度额定值，该高的加速度额定值在通过制动控制装置接收该信号时并未引起实际上的制动的导入。在此情况下，尤其是可以预先给定如下的加速度额定值，其处在当前的实际加速度值之上，也就是说在考虑到符号和数值的情况下指向到较高的加速度上并且由此通过制动不能达到，从而使得制动系统通过操纵制动器不能调整出该值。尽管如此，有利地高的优先级被使用，从而使得该信号被注意。
由此，使得制动系统的预张紧通过原则上已存在的系统和存在的协议成为可能。制动控制装置可以接收外部的制动请求信号并且这样地解释，即，目前还不将实际上的制动导入，然而由于高的优先级已经导入预张紧过程来克服迟滞时间。在此情况下，这种外部的制动请求信号的给出对于车辆安全性而言是不严峻的，因为还没有实际上的制动被导入并且在任何情况下通过制动垫在制动盘上的轻微的贴靠都不造成本质上的减速。
由此，根据本发明可以借助给定的协议化以令人惊讶地简单方式通过外部系统导入制动系统的预张紧。
根据本发明，使得例如在紧急制动系统如AEBS、碰撞后果减小系统如CMS、碰撞告警系统如CWS、距离保持系统如ACC或针对多个车辆的列队行驶系统中，此外在具有预报的制动辅助装置、低速碰撞告警系统（尤其是用于拐弯过程、用于保护行人、骑行人和另外的较为弱势的交通参与方）如BSD中，并且在例如用于识别翻滚倾向的例如作为RSC（防侧翻稳定控制系统（Roll Stability Control））的行驶稳定性系统中的使用成为可能。
附图说明
以下根据所附的附图以数个实施形式详细阐述了本发明。其中：
图1示出了在行驶于道路上的情况下具有根据本发明的驾驶员辅助系统的根据本发明的商用车辆；
图2示出了根据本发明的外部的制动请求信号的结构；
图3示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
车辆1以行驶方向F行驶于行车道2上。车辆1在此是具有三车桥并且由此具有六个轮子3-1、3-2、3-3、3-4、3-5和3-6的商用车辆。其制动系统4具有气动制动器4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6，其各作用到轮子3-1至3-6上，从而使得车辆1例如可以以轮方式或以车桥方式来制动。在此情况下，设置有例如未示出的用于所有制动器4-1至4-6的共同的压缩空气储存器或也在双通道制动系统的情况下相应设置有两个这种压缩空气储存器，用于气动制动器4-1至4-6的压缩空气供给。制动系统4此外具有制动控制装置6，该制动控制装置尤其可以构造为本身已知的控制设备。而原则上制动控制装置6也可以通过多个单元来形成。制动控制装置6从这里所表示的制动值发送器7接收制动请求信号S1，该制动值发送器尤其是可以由驾驶员以本身已知的方式通过制动踏板来操纵。该车辆1以纵向加速度a-ist行驶，该纵向加速度在所示的图1的例子中为正。
在制动控制装置6中此外可以实施行驶稳定性调节，其由传感器信号来探测车辆1的行驶状态并且依赖于此可以请求稳定性介入，该稳定性介入引起单个的制动器4-1至4-6的制动操纵。这例如可以是ABS调节，此外例如也可以是用于避免不稳定的状态如侧滑、翻倒等等的较复杂的行驶稳定性调节，为此例如可以测量偏航率和横向加速度。这些制动请求在此为制动系统4的内部制动请求。
此外，车辆1具有驾驶员辅助系统14，其具有环境识别系统17以及控制单元16。环境识别系统17又具有一个或多个环境传感器15-1、15-2和15-3并且必要时具有其它的元件。但是控制单元16也可以实施为所使用的传感器15-1、15-2和15-3之一的部件。传感器15-1至15-3例如基于雷达、激光器、视频图像或超声波来设计并且探测在行车道2上或旁的环境19中的外来对象20。在此情况下，例如车辆1相对对象20的距离被探测。驾驶员辅助系统14例如可以是ACC（自适应巡航控制系统）用于调节与相对在前行驶的车辆20的预先给定的距离，或也可以是用于与多个其他车辆20的自动车队行驶的系统。此外，驾驶员辅助系统14也可以是碰撞告警系统，或用于避免碰撞或者说减小可能的碰撞损伤的系统。
传感器15-1至15-3将测量信号S5-1、S5-2、S5-3提供给控制单元16，该控制单元基于该信号S5-1至S5-3和必要时所存储的数据来获知制动请求和将外部的制动请求信号S6给出到制动控制装置6上，例如通过车辆内部的数据总线如CAN总线5。外部的制动请求信号S6可以选择性地请求对单个或所有轮子3-1至3-6的制动。由此所请求的制动因此在接收外部的制动请求信号S6之后由制动控制装置6相应于外部的制动请求信号S6的内容来导入。制动请求信号S6例如根据标准SAE J1939-71是XBR消息（外部制动请求（external brake request））。
图2以示意形式示出了外部的制动请求信号S6的结构：信号S6相应地包含优先级信号S6-1，用于说明该整个的制动请求信号S6以何种优先级来处理。在此情况下，优先级信号S6-1例如可以占据三个等级，即最低级、中级、最高级。此外，外部的制动请求信号S6具有控制模式信号（Control Mode Signal）S6-2，其例如可以设想“加和”或“最大”值；在“加和”模式中将外部的制动请求与内部的在制动系统4中产生的制动请求加和地叠加，从而使得外部的制动请求附加地或者说加和地被施加。相反在“最大”模式中，由制动控制装置6仅应当形成制动系统4已内部请求的额定制动值与外部的额定制动值中的最大值；由此，当外部请求的额定制动作用高于内部的制动请求时，仅外部请求的额定制动作用被调整出。外部的制动请求信号S6此外具有加速度请求信号S6-3，在其中说明了所请求的额定加速度值a-soll，例如在车辆1的制动的请求时具有负的符号而在车辆1的加速的请求时具有正的符号。此外，制动请求信号S6还可以具有其他组成部分。
驾驶员辅助系统14由传感器信号S5-1至S5-3获知例如碰撞概率并且依赖于所获知的碰撞概率给出外部的制动请求信号S6。根据本发明，已经在识别出足够高的碰撞概率的情况下如下地力求制动系统4的改变，即，将制动器4-1至4-6预张紧。气动制动器4-1至4-6的预张紧在此情况下意味着：其制动间隙被克服并且由此必要时已可存在制动垫到制动盘上的贴靠。然而在制动器4-1至4-6的这种预张紧的情况下尚未引入显著的制动。
当驾驶员辅助系统14的控制单元16为了准备（可能的）后面的制动而想要实现制动系统4的这种预张紧时，其将优先级信号S6-1设置到最高的（或高的）值，将控制模式信号S6-2设置到求最大值“最大”并且将加速度额定值信号S6-3或者说其加速度额定值a-soll设置到这样高的值，使得为了达到其而不导入制动。该高的值由此可以尤其是正的，也就是说向前的加速度。这示例性地在图1中通过针对a-soll的箭头示出，该箭头大于针对a-ist的箭头。根据本发明由此将加速度额定值信号S6-3尤其地设置到不现实的高的值，该不现实的高的值有利地通过制动完全不可调整出；尤其是可以请求加速度额定值a-soll，其大于目前的实际加速度a-ist，也就是说意味着较强的向前指向的加速度，其由此通过制动作用反正不能被调整出，因为为此代替制动力地将需要驱动力。
根据本发明，制动控制装置6如下地解释外部的制动请求信号S6，即，在高的优先级、求最大值和加速度的通过制动作用不能达到的高的外部额定值的情况下，将预张紧过程导入并且克服制动器4-1至4-6的制动间隙。这在制动控制装置6到外部的控制单元16上的相应的应答信号S7中被确认。
图3中所示的根据本发明的方法由此在例如已接通车辆1的点火装置的情况下以步骤St0开始。随后，驾驶员辅助系统14根据步骤St1持续地执行环境识别，从而使得该驾驶员辅助系统的控制单元16接收并且评价其传感器15的相应测量信号S5-1至S5-3。如果在判定步骤St2中识别出直接需要的制动，则根据分支y发出具有实际制动请求的外部的制动请求信号S6，也就是说具有高的优先级信号和相应从符号来看负的、从数值来看相应高的加速度额定值信号S6-3，从而使得制动控制装置6在步骤St3中执行立即的制动。如果在步骤St2中未识别出立即的制动，则根据分支n在步骤St4中检查是否存在足够高的碰撞概率，从而力求制动系统4的预张紧。如果存在足够高的碰撞概率，则根据支路y给出根据本发明的具有高的优先级、最大值模式和足够高的加速度额定值信号S6-3的外部的制动请求信号S6，从而使得制动控制装置6识别出：不期望实际上的制动，然而已经应该导入制动系统4的预张紧，并且在步骤St5中导入该预张紧。
必要时，在根据图3的方法中还可以执行其他步骤和补充的制动介入；该流程图仅示出了根据本发明的最为重要的步骤。该方法又由步骤St3和St5返回到步骤St1之前。

Claims (13)

1.用于车辆（1）、尤其商用车辆的驾驶员辅助系统（14），其中，所述驾驶员辅助系统（14）具有：
探测系统（17），所述探测系统具有至少一个传感器（15-1、15-2、15-3）用于给出测量信号（S5-1、S5-2、S5-3）；
控制单元（16），用于接收所述测量信号（S5-1、S5-2、S5-3）和获知所述车辆（1）的临界情况或临界状态的概率，
其中，所述驾驶员辅助系统（14）的控制单元（16）在识别出临界状态或临界状态的足够的概率时给出用于预张紧制动系统（4）的信号（S6）到所述车辆（1）的所述制动系统（4）的制动控制装置（6）上，以及
其中，所述控制单元（16）给出用于导入制动过程的外部的制动请求信号（S6）到所述制动系统（4）的所述制动控制装置（6）上，
其特征在于，
所述控制单元（16）为所述制动系统（4）的预张紧给出如下外部的制动请求信号（S6），该外部的制动请求信号具有加速度额定值信号（S6-3），所述加速度额定值信号具有比当前的加速度实际值（a-ist）更高的加速度额定值（a-soll）。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述驾驶员辅助系统构造在所述制动系统（4）的外部，并且所述外部的制动请求信号（S6）通过数据线路（5）、尤其是所述车辆的数据总线（5）给出到制动控制装置（6）上。
3.根据权利要求1或2所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述外部的制动请求信号（S6）包含优先级信号（S6-1），所述优先级信号为调整出所述制动系统（4）的预张紧具有高的优先级。
4.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述外部的制动请求信号（S6）具有控制模式信号（S6-2），所述控制模式信号为调整出所述制动系统（4）的预张紧，表明在外部的制动请求值（a-soll）与内部的制动请求值之间求最大值。
5.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述探测系统（17）是或具有环境识别系统（17）并且所述至少一个传感器（15-1、15-2、15-3）检测外来对象（20）。
6.根据权利要求5所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述至少一个传感器（15-1、15-2、15-3）获知相对所检测的外部对象（20）的距离（d），并且所述驾驶员辅助系统（14）设置用于碰撞探测、碰撞减小、距离保持系统、行人探测系统和/或自动车队行驶系统，其中，所述控制单元（16）检查与所检测的外部对象（20）的碰撞，作为所述车辆（1）的所述临界状态，并且在获知足够高的碰撞概率的情况下给出所述外部的制动请求信号（S6）用于预张紧所述制动系统（4）。
7.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述驾驶员辅助系统（14）的所述控制单元（16）探测所述车辆（1）的不稳定行驶状态，例如所述车辆（1）的逼近的翻滚和/或侧滑状态，作为临界状态，并且在获知所述车辆（1）的足够高的不稳定行驶状态的情况下给出所述外部的制动请求信号（S6）用于预张紧所述制动系统（4）。
8.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述加速度额定值信号（S6-3）为预张紧所述制动系统（4）具有用于所述车辆（1）的正加速度的正加速度额定值（a-soll）。
9.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述外部的制动请求信号（S6）连续地通过所述车辆（1）的数据总线（5）给出。
10.根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统（14），其特征在于，所述控制单元（16）整合在所述传感器（15-1、15-2、15-3）中的至少一个中。
11.用于车辆（1）的车辆系统，所述车辆系统具有：
制动系统（4），具有制动控制装置（6）和制动器（4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6）用于所述车辆（1）的轮子（3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6）的制动；以及
根据前述权利要求之一所述的驾驶员辅助系统，
其中，所述驾驶员辅助系统（14）的所述控制单元（16）给出所述外部的制动请求信号（S6）到所述制动系统（4）的所述制动控制装置（6）上，并且所述制动控制装置（6）基于内部的制动请求和所述外部的制动请求信号（S6）通过利用制动介质加载所述制动器（4-1至4-6）导入制动，
其中，所述制动控制装置（6）为了预张紧所述制动系统（4）导入对所述制动介质的压力的提高，用于减小对于后续制动过程的情况而言的迟滞时间。
12.根据权利要求11所述的车辆系统，其特征在于，所述制动系统（4）是带有气动制动器（4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6）的气动制动系统（4），其中，所述制动控制装置（6）为预张紧所述制动系统（4）而克服在所述气动制动器（4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6）中的制动间隙。
13.用于控制车辆（1）的制动系统（4）的方法，具有至少如下步骤：
通过驾驶员辅助系统（14）探测所述车辆（1）的临界情况和/或临界状态，尤其是所述车辆的碰撞或不稳定性（St1）；和由外部的所述驾驶员辅助系统（14）给出外部的制动请求信号（S6）到所述制动系统（4）的制动控制装置（6）上（St2、St4），
其中，所述制动控制装置（6）基于内部的制动请求和所述外部的制动请求信号（S6）导入对所述车辆（1）的制动，
其中，在识别出临界状态和/或临界情况的足够的概率时，所述驾驶员辅助系统（14）请求所述制动系统（4）的预张紧，
其特征在于，
所述驾驶员辅助系统（14）为预张紧所述制动系统（4）请求高于当前的加速度实际值（a-ist）的加速度额定值（a-soll）。
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