DE102004028160A1

DE102004028160A1 - Bremssystem mit Bremsassistent

Info

Publication number: DE102004028160A1
Application number: DE102004028160A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Busch; Markus Dr.-Ing. Lienkamp
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: DE102004028160B4

Abstract

Ein Bremssystem umfasst einen Bremsassistenten und eine Einrichtung zur Abstandsmesssung zu einem Kollisionsobjekt wie beispielsweise einem parkenden oder vorausfahrenden Fahrzeug. Der vom Bremsassistenten erzeugte Bremsdruck wird in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Bremskraft und einer Abstandsinformation zu dem Kollisionsobjekt derart geregelt, dass bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer und einer in Bezug auf die Abstandsinformationen zu geringen fahrerseitigen Bremskraft zur Vermeidung einer Kollision der Bremsassistent den Bremsdruck automatisch erhöht. Hierdurch ergibt sich ein intelligentes Bremssystem, das den Fahrer bei jedem Bremsvorgang gegen eine zu schwache Betätigung der Fahrzeugbremse schützt. Im Unterschied zu herkömmlichen Bremsassistenten kann damit eine drohende Kollision auch dann vermieden werden, wenn der Fahrer mit so geringer Kraft bremst, dass eine Auslöseschwelle für den Bremsassistenten nicht überschritten würde. Dennoch hat der Fahrer den Bremsvorgang im Unterschied zu einer vollautomatischen Notbremsung weiterhin unter Kontrolle. Zudem wird dem Fahrer bei einer harten Bremsbetätigung keine Vollverzögerung zugemutet, es sei denn, eine solche ist erforderlich, um eine Kollision zu vermeiden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremssystem mit einem Bremsassistenten und nutzt eine an einem Fahrzeug vorhandene Einrichtung zur Abstandsmessung zu einem Kollisionsobjekt wie beispielsweise einem parkenden oder vorausfahrenden Fahrzeug.

Bei einer Vollbremsung ist die aufgebrachte Bremskraft aufgrund eines zögerlichen Verhaltens des Fahrers oftmals zu gering. Um dem entgegenzuwirken, wurden als Bremsassistenten bezeichnete technische Systeme entwickelt, die bei einer Vollbremsung automatisch für einen maximalen Bremsdruck sorgen.

Herkömmliche Bremsassistenten werden jedoch nur dann ausgelöst, wenn die Bremskraft des Fahrers eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Gelingt es dem Fahrer nicht, den Bremsassistenten über das Bremspedal auszulösen, so bleibt der Bremsassistent passiv. Der sich in einem solchen Fall einstellende Bremsweg ist unter Umständen nicht so gering, wie er bei einem Einsatz des Bremsassistenten hätte sein können.

Zudem besteht die Möglichkeit einer unerwünschten Auslösung des Bremsassistenten, so dass es zu einer Vollverzögerung kommt, ohne dass eine solche vom Fahrer gewünscht oder zur Vermeidung einer drohenden Kollision erforderlich gewesen wäre.

Weiterhin sind automatische Notbremssysteme bekannt, bei denen im Falle einer nicht mehr zu vermeidenden Kollision unabhängig von der Einwirkung des Fahrers eine Vollbremsung veranlasst wird. Allerdings wird bei einem solchen System die Kollision nicht vermieden, sondern lediglich die Kollisionsgeschwindigkeit verringert und damit das Verletzungsrisiko herabgesetzt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bei einem Bremssystem mit Bremsassistent eine vom Fahrer kontrollierte Zielbremsung zu ermöglichen, bei der das Kollisionsrisiko weiter verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Bremssystem mit einem Bremsassistenten und einer Einrichtung zur Abstandsmessung zu einem Kollisionsobjekte wie einem parkenden oder vorausfahrenden Fahrzeug gelöst, die sich dadurch auszeichnet, dass der vom Bremsassistenten erzeugte Bremsdruck in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Bremskraft und Abstandsinformationen zu dem Kollisionsobjekt geregelt wird, derart, dass bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer und einer in bezug auf die Abstandsinformationen zu geringen fahrerseitigen Bremskraft zur Vermeidung einer Kollision der Bremsassistent den Bremsdruck automatisch erhöht.

Erfindungsgemäß erfolgt somit eine Verknüpfung von zwei bei modernen Kraftfahrzeugen ohnehin vorhandenen Systemen, nämlich einem Bremsassistenten und einer Abstandssensorik, die bisher nicht üblich war.

Hierdurch ist die Auslöseschwelle nicht mehr das allein entscheidende Kriterium zur Aktivierung des Bremsassistenten. Vielmehr wird dieser nunmehr in Abhängigkeit der jeweiligen Bremssituation angesteuert, um für diese, und nicht wie bisher ausschließlich für Vollbremsungen, das Kollisionsrisiko zu minimieren. Es ergibt sich somit ein intelligentes Bremssystem, das den Fahrer bei jedem Bremsvorgang gegen eine zu schwache Betätigung der Fahrzeugbremse schützt.

Im Unterschied zu herkömmlichen Bremsassistenten kann damit eine drohende Kollision auch dann vermieden werden, wenn der Fahrer mit so geringer Kraft bremst, dass eine Auslöseschwelle für den Bremsassistenten nicht überschritten würde. Dennoch hat der Fahrer den Bremsvorgang im Unterschied zu einer vollautomatischen Notbremsung weiterhin unter Kontrolle.

Zudem wird dem Fahrer bei einer harten Bremsbetätigung keine Vollverzögerung zugemutet, es sei denn eine solche ist erforderlich, um eine Kollision zu vermeiden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass diese bei bereits mit einer Abstandssensorik ausgerüsteten Fahrzeugen, mit denen beispielsweise der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt wird, keine zusätzlichen Sensoren benötigt.

Die Erfindung lässt sich außerdem zusätzlich zu einer solchen Abstandssensorik und einem bestehenden Bremsassistenten implementieren, ohne mit diesen Systemen zu konkurrieren.

Sie bietet damit ohne merklichen zusätzlichen Bauaufwand eine Verbesserung der Sicherheit beim Bremsen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vor einer Betätigung des Bremsassistenten die Geschwindigkeit des Kollisionsobjekts aus aufeinanderfolgenden Abstandsinformationen ermittelt und der Bremsdruck des Bremsassistenten in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kollisionsobjekts eingestellt werden. Hierdurch lässt sich das Ausmaß der über den Bremsassistenten beigesteuerten Bremsunterstützung auf unterschiedliche Kollisionssituationen einstellen. Dies hat den Vorteil, das beim Einsatz des Bremsassistenten zwischen einem vorausfahrenden Kollisionsobjekt und einem stehenden Kollisionsobjekt unterschieden werden kann, somit bei einem in gleicher Richtung vorausfahrenden Kollisionsobjekt und ansonsten gleichen Voraussetzungen der Bremsassistent weniger heftig anspricht. Hierdurch ergibt sich für den Fahrer ein angenehmeres Fahrverhalten beim Bremsen mit Bremsassistent.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche Informationen über die Bremsbetätigung durch den Fahrer und aus der Abstandsmessung auswertet, indem bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer anhand der Abstandsinformationen fortdauernd ermittelt wird, ob die aktuelle Bremsbetätigung zur Vermeidung einer Kollision ausreicht. Bei einer zu geringen fahrerseitigen Bremskraft wird ein Signal zur Bremsdruckerhöhung an den Bremsassistenten übermittelt.

Prinzipiell wäre es denkbar, über das vorstehend genannte Signal den Bremsassistenten zwischen einem inaktiven Zustand und einer Vollbremsung zu schalten. Zur Feindosierung gibt das Signal jedoch gleichzeitig auch eine Information über das Ausmaß der Bremsdruckerhöhung vor. Dies harmonisiert den Ablauf, so dass sich für den Fahrer ein kontinuierlicherer Bremsvorgang einstellt. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die vom Fahrer aufgebrachte Bremskraft im Grenzbereich zu der zur Vermeidung einer Kollision benötigten kritischen Bremskraft liegt, da hierdurch ein ruckartiges Einsetzen und Abschalten des Bremsassistenten unterbleibt.

Entsprechend kann gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung nach einem Ansprechen des Bremsassistenten und Erreichen einer ausreichenden fahrerseitigen Bremskraft der Bremsdruck des Bremsassistenten weich abgebaut werden.

Im Hinblick auf eine möglichst präzise Regelung des Bremsassistenten über die Abstandsmessungen kann nach einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bremssystems die Bestimmung des erforderlichen Bremsdrucks des Bremsassistenten zusätzlich in Abhängigkeit von Informationen über den Schlupf an den Fahrzeugrädern erfolgt. Entsprechende Daten liegen üblicherweise in einem Antiblockiersystem und/oder einer Antriebschlupfregelung vor. Hierdurch lässt sich der jeweils erforderliche Sicherheitsabstand, über den letztlich die Unterstützung durch den Bremsassistenten bestimmt wird, an die jeweiligen Fahrbahnverhältnisse, Wetterbedingungen, etc. anpassen.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße System mit der Funktionalität einer automatischen Notbremse konfiguriert werden. In diesem Fall wird, beispielsweise in Abhängigkeit von Informationen aus der Abstandmessung, bei fehlender fahrerseitiger Bremsbetätigung und Unterschreiten eines Abstands zur Vermeidung einer Kollision der Bremsassistent vollautomatisch ausgelöst.

Zudem kann in einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung bei Überschreiten eines Schwellwerts der fahrerseitigen Bremskraft der Bremsassistent unmittelbar auf den maximalen Bremsdruck geschaltet werden. Hierdurch wird in kritischen Extremsituationen die vorstehend erläuterte Regelung auf kurzen Wege umgangen. Die für die Vollbremsung benötigte Auslöseschwelle kann jedoch auf einem höheren Niveau als bei herkömmlichen Bremsassistenten liegen, da unterhalb der Auslöseschwelle bei einer Zielbremsung mittels der Informationen aus der Abstandssensorik der Bremsdruck über den Bremsassistenten derart geregelt wird, dass eine Kollision vermieden wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise eines Bremssystems mit Bremsassistent nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Bremssystem mit einem Bremsassistenten, das vorzugsweise bei einem Personenkraftfahrzeug zum Einsatz kommt, sich aber auch bei Nutzfahrzeugen einsetzen lässt.
An dem Fahrzeug ist weiterhin eine Einrichtung zur Abstandsmessung zu einem Kollisionsobjekt wie beispielsweise einem parkenden oder vorausfahrenden Fahrzeug vorgesehen. Derartige Einrichtungen wie z. B. eine ACC-Radar-Sensorik sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt und müssen hier nicht näher erläutert werden.
Erfindungsgemäß werden die Einrichtung zur Abstandsmessung bzw. die mit dieser gewonnenen Informationen, wie z. B. der Abstand zu einem Kollisionsobjekt und dessen Geschwindigkeit in die Ansteuerung des Bremsassistenten einbezogen, so dass dieser nicht mehr allein über einen Schwellwert der fahrerseitigen Bremskraft ausgelöst wird.
Vielmehr wird bei der erfindungsgemäßen Lösung der vom Bremsassistenten erzeugte Bremsdruck in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Bremskraft und einer Abstandsinformation zu dem Kollisionsobjekt geregelt. Auf diese Weise kann bei einer Bremsbetätigung mit einer zu geringen fahrerseitigen Bremskraft in Abhängigkeit der jeweiligen Fahrsituation der Bremsassistent den Bremsdruck automatisch erhöhen. Der benötigte Bremsdruck wird unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs v, der fahrerseitigen Bremskraft F und der Abstandsinformationen a ermittelt. Letztere umfassen neben dem Abstand a gegebenenfalls auch dessen zeitliche Änderung, um Aufschluss über die Eigengeschwindigkeit eines Kollisionsobjekts zu erhalten.
Am Fahrzeug ist zu diesem Zweck eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Informationen über die Bremsbetätigung durch den Fahrer und aus der Abstandsmessung auswertet. Dies erfolgt fortlaufend bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer.
Hierzu werden in einem ersten Schritt S1 des in 1 gezeigten Flussdiagramms nach einem Systemstart zunächst die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs v, die fahrerseitige Bremskraft F und die Abstandsinformationen a gelesen.
In einem zweiten Schritt S2 wird anhand der fahrerseitigen Bremskraft F geprüft, ob der Fahrer einen Bremsvorgang einleiten möchte. Selbstverständlich kann dies alternativ oder ergänzend auch über entsprechende Wegsensoren am Bremspedal festgestellt werden. Wird kein fahrerseitiger Bremsbefehl erkannt, so kehrt das System zu Schritt S1 zurück.
Andernfalls wird in einem dritten Schritt S3 geprüft, ob die fahrerseitiger Bremskraft F eine kritische Bremskraft F_krit übersteigt. Die kritische Bremskraft F_krit wird anhand der jeweiligen Fahrsituation ermittelt und orientiert sich an dem erforderlichen Bremskraftniveau, das benötigt wird, um eine Kollision zu vermeiden. Berücksichtigt werden hierbei die Fahrgeschwindigkeit v sowie die obengenannten Abstandsinformationen a und da/dt. Zudem können Informationen über den Schlupf an den Fahrzeugrädern aus einem Antiblockiersystem oder einer Antriebschlupfregelung miteinbezogen werden. Um bei einem vorausfahrenden Fahrzeug ein zu starkes Ansprechen des Bremsassistenten zu vermeiden, kann, sofern nicht eingangs zur Verfügung gestellt, vor einer Betätigung des Bremsassistenten die Geschwindigkeit des Kollisionsobjekts auch aus aufeinanderfolgenden Abstandsinformationen ermittelt werden.
Ist die aktuelle fahrerseitige Bremskraft F kleiner als die kritische Bremskraft F_krit und somit zu gering, um eine Kollision sicher zu vermeiden, so wird ein Signal s zur Bremsdruckerhöhung generiert und an den Bremsassistenten übermittelt (Schritt S4). Mit dem Signal wird gleichzeitig das Ausmaß der gerade benötigten Bremsdruckerhöhung vorgegeben. Alternativ kann der Bremsassistent auch auf einen maximalen Bremsdruck geschaltet werden. Da dies jedoch nicht in jeder Bremssituation erforderlich ist, empfiehlt sich unter Berücksichtigung von Komfortaspekten die erste Variante. Anschließend kehrt das System zu Schritt S1 zurück.
Wird in Schritt S3 eine ausreichende fahrerseitige Bremskraft F festgestellt, so überprüft das System in Schritt S5, ob der Bremsassistent bereits ausgelöst worden ist. Ist dies nicht der Fall, kehrt das System zu Schritt 1 zurück. Andernfalls wird der vom Bremsassistenten zusätzlich bereitgestellte Bremsdruck vermindert. Dies kann prinzipiell durch sofortiges Abschalten erfolgen. Zur Vermeidung eines inhomogenen Bremsverhaltens empfiehlt es sich jedoch, den Bremsdruck weich abzubauen (Schritt S6). Anschließend kehrt das System zu Schritt S1 zurück.
In einer Modifikation des Ausführungsbeispiels kann zusätzlich die Funktion einer Notbremse vorgesehen werden. Hierzu wird der Bremsassistent bei fehlender fahrerseitiger Bremsbetätigung und Unterschreiten eines Abstands zur Vermeidung einer Kollision automatisch ausgelöst.
In einer weiteren Modifikation des Ausführungsbeispiels wird bei Überschreiten eines Schwellwerts der fahrerseitigen Bremskraft F der Bremsassistent unter Umgehung der vorstehend erläuterten Regelung unmittelbar auf den maximalen Bremsdruck geschaltet. Gelingt es hierbei, eine Kollision zu vermeiden, kann das Fahrzeug über die oben erläuterte Regelung abgefangen werden.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel und die genannten Modifikationen beschränkt, sondern umfasst alle in den Patentansprüchen angegebenen Ausgestaltungen.

Claims

Bremssystem, umfassend: – einen Bremsassistenten und – eine Einrichtung zur Abstandsmessung zu einem Kollisionsobjekt wie beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Bremsassistenten erzeugte Bremsdruck in Abhängigkeit einer fahrerseitigen Bremskraft und Abstandsinformationen zu dem Kollisionsobjekt geregelt wird, derart, dass bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer und einer in bezug auf die Abstandsinformationen zu geringen fahrerseitigen Bremskraft zur Vermeidung einer Kollision der Bremsassistent den Bremsdruck automatisch erhöht.
Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Betätigung des Bremsassistenten die Geschwindigkeit des Kollisionsobjekts aus aufeinanderfolgenden Abstandsinformationen ermittelt wird, und dass der Bremsdruck des Bremsassistenten in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Kollisionsobjekts eingestellt wird.
Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche Informationen über die Bremsbetätigung durch den Fahrer und aus der Abstandsmessung auswertet, indem bei einer Bremsbetätigung durch den Fahrer anhand der Abstandsinformationen fortdauernd ermittelt wird, ob die aktuelle Bremsbetätigung zur Vermeidung einer Kollision ausreicht, und dass bei Ermittlung einer zu geringen fahrerseitigen Bremskraft ein Signal zur Bremsdruckerhöhung an den Bremsassistenten übermittelt wird.
Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über das Signal das Ausmaß der Bremsdruckerhöhung vorgegeben wird.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Ansprechen des Bremsassistenten und Erreichen einer ausreichenden fahrerseitigen Bremskraft der Bremsdruck des Bremsassistenten weich abgebaut wird.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des erforderlichen Bremsdrucks des Bremsassistenten weiterhin in Abhängigkeit von Informationen über den Schlupf an den Fahrzeugrädern erfolgt.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent bei fehlender fahrerseitiger Bremsbetätigung und Unterschreiten eines Abstands zur Vermeidung einer Kollision automatisch ausgelöst wird.
Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines Schwellwerts der fahrerseitigen Bremskraft der Bremsassistent unmittelbar auf den maximalen Bremsdruck geschaltet wird.