DE102004054922B4 - Device and method for braking force assistance - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Bremskraftunterstützung in einem von einem Fahrer durchgeführten Bremsvorgang umfassend einen geregelten fremdbetätigbaren Bremskraftverstärker mit einem variablen Verstärkungsfaktor, wobei der Bremskraftverstärker mit einer Auswerteeinheit (1) ausgebildet ist, mittels mindestens eines Abstandssensors ein Abstand (d) zu einem Objekt erfassbar ist, der erfasste Abstand (d) und eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) der Auswerteeinheit (1) zuführbar sind und durch die Auswerteeinheit (1) der Verstärkungsfaktor (i) der Bremskraftverstärkung für eine Not- oder Zielbremsung in Abhängigkeit des Abstands (d) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitlücke auswertbar ist, um eine notwendige Verzögerung bei bewegten Objekten zu ermitteln.Device for braking force assistance in a braking operation performed by a driver comprising a controlled externally operable brake booster with a variable gain factor, wherein the brake booster is formed with an evaluation unit (1), by means of at least one distance sensor, a distance (d) is detected to an object, the detected distance (d) and a vehicle speed (V) of the evaluation unit (1) are fed and determined by the evaluation unit (1) the gain (i) of the brake booster for emergency or target braking as a function of the distance (d) and the vehicle speed (v) is, characterized in that a time gap is evaluated to determine a necessary delay in moving objects.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4 zur Bremskraftunterstützung in einem von einem Fahrer durchgeführten Bremsvorgang.The invention relates to a device according to the preamble of
Es ist bekannt, Fahrzeuge mit einem geregelten fremdbetätigbaren Bremskraftverstärker auszubilden. Für eine Bremskraftunterstützung ist zu unterscheiden zwischen Bremsvorgängen, welche unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals erfolgen, beispielsweise als Teil eines Fahrassistenzsystems, und Bremsvorgänge, bei welche die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer für eine Not- oder Zielbremsung verstärkt wird.It is known to form vehicles with a regulated externally operable brake booster. For braking assistance, a distinction is made between braking operations which occur independently of an actuation of the brake pedal, for example as part of a driver assistance system, and braking operations in which the operation of the brake pedal is intensified by the driver for emergency or target braking.
Ein bekanntes Fahrassistenzsystem ist beispielsweise der „intelligente Tempomat” („adaptive cruise control” ACC) zur Regelung der Fahrzeuglängsdynamik. Beim ACC wird der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug durch Abstandssensorik erkannt. Das ACC kann auf die Bremsanlage des Fahrzeugs einwirken und das Fahrzeug entsprechend dem Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit abbremsen. Für ein ACC ist beispielsweise aus der
Eine Bremskraftverstärkung für eine Not- oder Zielbremsung ist beispielsweise aus der
Für die Auslösung eines Bremskraftverstärkers für eine Not- oder Zielbremsung sind verschiedene Kriterien bekannt. So ist es beispielsweise bekannt, die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals als Auslösekriterium zu nutzen. Nachteilig ist dabei jedoch, dass der Betätigungsweg des Bremspedals bedingt durch das Spiel des Betätigungsmechanismus einen Leerweg aufweist. Ein versehentliches leichtes Antippen des Bremspedals könnte daher bereits eine Not- oder Zielbremsung auslösen. Daneben ist es bekannt, die auf das Bremspedal aufgebrachte Kraft als Auslösekriterium zu nutzen. Die aufgebrachte Kraft ist ein zuverlässiges Kriterium, um den Fahrerwunsch im Bremsvorgang zu bewerten. Es sind jedoch Situationen denkbar, in welchen eine Kollisionsgefahr von einem Fahrer falsch eingeschätzt wird.Various criteria are known for triggering a brake booster for emergency or target braking. For example, it is known to use the operating speed of the brake pedal as a triggering criterion. The disadvantage here, however, that the actuation of the brake pedal due to the play of the actuating mechanism has a free travel. An accidental light touch of the brake pedal could therefore already trigger an emergency or target braking. In addition, it is known to use the force applied to the brake pedal as a triggering criterion. The applied force is a reliable criterion to evaluate the driver's request during braking. However, situations are conceivable in which a risk of collision is misjudged by a driver.
Aus der
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch welche die Bremskraftunterstützung des Fahrers verbessert wird.The invention is therefore based on the technical problem of providing a method and a device by which the driver's brake assist is improved.
Die Lösung des Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the problem results from the objects with the features of
Hierfür wird in einem von einem Fahrer durchgeführten Bremsvorgang ein Abstand zu einem Objekt erfasst und ein Verstärkungsfaktor eines Bremskraftverstärkers für eine Not- oder Zielbremsung in Abhängigkeit des Abstands eingestellt. Abstandssensoren sind vielfach bereits in Fahrzeugen für Fahrassistenzsysteme oder Einparkhilfen vorhanden und können für die Not- oder Zielbremsung mitgenutzt werden. Das Abstandssignal wird einer dem Bremskraftverstärker zugeordneten Auswerteeinheit zugeführt und in dieser ausgewertet.For this purpose, a distance to an object is detected in a braking process performed by a driver and an amplification factor of a brake booster for an emergency or target braking is set as a function of the distance. Distance sensors are often already present in vehicles for driver assistance systems or parking aids and can be used for emergency or target braking. The distance signal is fed to an evaluation unit assigned to the brake booster and evaluated in this.
Dabei wird die Bremskraftunterstützung zusätzlich in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Der Bremsweg hängt quadratisch von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Durch die Berücksichtigung der Geschwindigkeit kann daher eine Kollisionsvermeidung durch gezielte Bremskraftunterstützung weiter verbessert werden. The brake power assistance is additionally set as a function of the vehicle speed. The braking distance depends quadratically on the speed of the vehicle. By taking into account the speed, therefore, a collision avoidance can be further improved by targeted braking force assistance.
Weiter wird eine Zeitlücke ausgewertet, um eine notwendige Verzögerung bei bewegten Objekten zu ermitteln. Die Zeitlücke ergibt sich aus Kombination der Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Fahrzeugen und dem Abstand.Furthermore, a time gap is evaluated in order to determine a necessary delay for moving objects. The time gap results from the combination of the relative speed between the two vehicles and the distance.
Als Objekte sind unbewegliche Objekte wie liegengebliebene Fahrzeuge oder Mauern sowie bewegliche Objekte wie vorausfahrende Fahrzeuge denkbar. Vorzugsweise werden Abstände zu Objekten vor dem Fahrzeug berücksichtigt. Es ist jedoch auch denkbar, nachfolgende Fahrzeuge in einer Bremsstrategie zu berücksichtigen. Ziel des Bremsvorgangs ist es, eine Kollision mit dem Objekt zu vermeiden. Sollte zur Vermeidung einer Kollision mit einem Objekt vor dem Fahrzeug die vom Fahrer vorgegebene Verzögerung nicht ausreichen, so wird aufgrund der Information aus der Abstandssensorik die Verzögerung durch einen höheren Verstärkungsfaktor derart erhöht, dass eine Kollision vermieden werden kann. Je nach Abstand, Annäherungsgeschwindigkeit und Eigengeschwindigkeit ist eine Vollverzögerung oder eine nur gering überhöhte Bremskraftverstärkung zur Erreichung des Regelziels notwendig. Die Verstärkung erfolgt vorzugsweise unabhängig von weiteren Auslösekriterien wie aufgebrachte Pedalkraft oder ähnliche. Sie ist jedoch im Gegensatz zu einem automatischen Bremsvorgang bei aktiviertem ACC nicht unabhängig von einem Fahrerwunsch. Der Fahrer kann durch Betätigung des Bremspedals weiter die Verzögerung beeinflussen. Die Handlungshoheit des Fahrers steigert die Akzeptanz des Systems gegenüber vollautomatischen Systemen. Durch die Betätigung des Bremspedals greift der Fahrer in den Fahrvorgang ein und ein eventuell aktives ACC wird deaktiviert. Für einen stabilen Übergang zwischen aktivem ACC und deaktiviertem ACC sind bekannte Strategien einsetzbar.As objects, immovable objects such as broken down vehicles or walls as well as moving objects such as vehicles in front are conceivable. Preferably, distances to objects in front of the vehicle are taken into account. However, it is also conceivable to consider subsequent vehicles in a braking strategy. The aim of the braking process is to avoid a collision with the object. If, in order to avoid a collision with an object in front of the vehicle, the delay specified by the driver is insufficient, the delay is increased by a higher amplification factor on the basis of the information from the distance sensor so that a collision can be avoided. Depending on the distance, approach speed and airspeed, a full deceleration or only slightly increased brake booster is necessary to achieve the control target. The reinforcement is preferably independent of other triggering criteria such as applied pedal force or the like. However, it is not independent of a driver's request, in contrast to an automatic braking with activated ACC. The driver can continue to influence the deceleration by pressing the brake pedal. The authority of the driver increases the acceptance of the system compared to fully automatic systems. By pressing the brake pedal, the driver intervenes in the driving process and any active ACC is deactivated. For a stable transition between active ACC and deactivated ACC known strategies can be used.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine hohe Bremskraftverstärkung eingestellt, wenn zu Beginn der Bremsung eine Kollision bei einer vom Fahrer vorgegebenen Verzögerung wahrscheinlich ist. Dabei kann der Fahrer mit geringer Kraft das Bremspedal so weit durchtreten bis eine notwendige Verzögerung zur Vermeidung einer Kollision erreicht wird. Ist das Ziel, eine Kollision zu vermeiden erreicht, so wird die überhöhte Bremskraftverstärkung zurückgenommen und ein „normaler Wert” der Bremskraftverstärkung eingestellt. Als „normaler Wert” ist dabei ein fester Verstärkungsfaktor oder ein in Abhängigkeit der aufgebrachten Pedalkraft variabler Verstärkungsfaktor denkbar. Der Fahrer bestimmt dabei die tatsächliche Verzögerung des Fahrzeugs weitgehend selbst. Er kann den Bremsvorgang auch abbrechen, in dem er das Bremspedal freigibt.In a preferred embodiment, a high brake boost is set if a collision is likely at the driver's onset of deceleration at the beginning of braking. In this case, the driver with little force the brake pedal so far pass until a necessary delay to avoid a collision is achieved. If the goal of avoiding a collision is reached, the excessive brake boost is canceled and a "normal value" of the brake boost is set. A "normal value" is a fixed amplification factor or a variable gain factor depending on the applied pedal force. The driver largely determines the actual deceleration of the vehicle himself. He can also cancel the braking process by releasing the brake pedal.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bremskraftverstärker als elektromechanischer Bremskraftverstärker ausgebildet. Andere fremdbetätigbare Bremskraftverstärker sind jedoch denkbar.In a preferred embodiment, the brake booster is designed as an electromechanical brake booster. Other externally actuated brake booster are conceivable, however.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine Auswerteeinheit eines Bremskraftverstärkers.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. The single FIGURE schematically shows an evaluation unit of a brake booster.
Mittels der Auswerteeinheit
Der Abstand d wird von ebenfalls nicht dargestellten Abstandssensoren erfasst. Dabei kann es sich um Sensoren handeln, welche auch durch andere Anwendungen, beispielsweise einem ACC, im Fahrzeug verwendet werden. In erster Linie werden Abstände zu Objekten vor dem Fahrzeug berücksichtigt. Dabei kann es sich um bewegte Objekte, beispielsweise spurgleich vorausfahrende Fahrzeuge, oder unbewegte Objekte handeln. Der erlaubte Bremsweg und damit die notwendige Verzögerung hängen von einer Bewegung und gegebenenfalls einer Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts ab. In der Auswerteeinheit
Ist die vom Fahrer mittels Bremspedal aufgebrachte Verzögerung, d. h., seine Fußkraft FF multipliziert mit dem Grundwert i0, nicht ausreichend, um eine Kollision mit einem detektierten Objekt mit Abstand d zu vermeiden, so wird der Verstärkungsfaktor i deutlich erhöht. Dadurch kann der Fahrer das Pedal mit geringer Kraft so weit durchtreten, bis die notwendige Verzögerung erreicht ist. Sobald diese erreicht ist, wird die Verstärkung i wieder auf den Grundwert i0 gesetzt. Die Handlungshoheit über den Bremsvorgang liegt dabei beim Fahrer. Dieser wird durch die variable Bremskraftverstärkung unterstützt, aber nicht ersetzt.If the deceleration applied by the driver by means of the brake pedal, ie, its foot force F F multiplied by the basic value i 0 , is insufficient to avoid a collision with a detected object at a distance d, the amplification factor i is significantly increased. This allows the driver to pass the pedal with little force until the necessary deceleration is achieved. As soon as this is reached, the gain i is again set to the basic value i 0 . The authority over the braking process lies with the driver. This is supported by the variable brake boost, but not replaced.
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