DE102005027845A1 - Method for control of brake system of vehicle, comprises monitoring of vehicle approaching from behind and activation in case of high collision risk - Google Patents

Method for control of brake system of vehicle, comprises monitoring of vehicle approaching from behind and activation in case of high collision risk Download PDF

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Abstract

The power applied on the brakes is already reduced shortly before the vehicle finally stops. When a car is hit by a vehicle from behind during this period it is pushed forward and its occupants will suffer at least from a whiplash syndrome. The new brake operating method comprises a sensor system monitoring the situation behind the vehicle and determining if an approaching car is still able to stop before a crash. If the occurrence of a crash is more likely an emergency braking action is initiated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines stehenden oder beinahe stehenden Fahrzeugs zur Verminderung von Folgen einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug.The The invention relates to a method for controlling a brake system a standing or almost stationary vehicle for reduction from consequences of a collision with another vehicle.

Moderne Fahrzeuge verfügen über Bremsanlagen, die unter bestimmten Bedingungen durch elektrische Betätigung aktiv Bremskraft an den Rädern aufbauen, die größer ist, als die Fahrervorgabe und teilweise unabhängig von dieser ist, wie es zum Beispiel in der Schrift DE 195 24 939 C1 beschrieben ist. Die Bremsanlagen können anhand von Signalen aktiviert werden, die durch Systeme zur Stabilisierung der Gierbewegung oder durch Abstandsregeltempomaten gewonnen werden. Für diese Systeme zur automatischen Bremsung sind jedoch sehr komplexe und deshalb aufwändige Sicherheitskonzepte erforderlich, um eine unerwünschte und unerwartete Bremsung während der Fahrt zu vermeiden.Modern vehicles have brake systems that under certain conditions by electric actuation actively build braking force on the wheels, which is greater than the driver's default and partly independent of this, as for example in the Scriptures DE 195 24 939 C1 is described. The braking systems can be activated by means of signals obtained by systems for stabilizing the yawing motion or by adaptive cruise control. For these systems for automatic braking, however, very complex and therefore expensive safety concepts are required to avoid unwanted and unexpected braking while driving.

Aus der Schrift DE 197 53 971 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem in einer erkannten Kollisionssituation Bremskraft über die Vorgabe des Fahrers hinaus, vorzugsweise bis auf einen maximalen Wert, aufgebaut wird. Durch dieses Verfahren wird also die Bremsanlage erst nach einer erkannten Kollision aktiviert und dann vergeht noch eine mehr oder weniger lange Zeit, bis sich die angeforderte Bremswirkung einstellt, z.B. bis die Bremszylinder von einer Pumpe befüllt werden. Fährt ein Fahrzeug auf ein stehendes Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit auf, wird das vordere Fahrzeug stark beschleunigt, was zu einer hohen Verletzungsgefahr für die Insassen führt. Außerdem besteht ein Risiko, daß das Fahrzeug in einen gefährlichen Bereich, wie zum Beispiel in eine Kreuzung oder auf ein vor dem Fahrzeug stehendes anderes Fahrzeug geschoben wird.From the Scriptures DE 197 53 971 A1 For example, a method and a device for controlling the brake system of a vehicle are known in which in a detected collision situation braking force is built up beyond the driver's specification, preferably to a maximum value. By this method, therefore, the brake system is activated only after a detected collision and then passes a more or less long time until the requested braking effect sets, for example, until the brake cylinders are filled by a pump. If a vehicle drives on a stationary vehicle at high speed, the front vehicle is greatly accelerated, resulting in a high risk of injury to the occupants. In addition, there is a risk that the vehicle will be pushed into a dangerous area such as an intersection or another vehicle ahead of the vehicle.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein unkompliziertes Verfahren anzubieten, das ein automatisches Auslösen der Bremsanlage eines stehenden oder beinahe stehenden Fahrzeugs im Falle einer erkannten Kollisionsgefahr mit einem sich von hinten nähernden Fahrzeug gewährleistet. Dies wird durch das Merkmal des unabhängigen Patentanspruchs erreicht.It It is an object of the invention to provide an uncomplicated method, that an automatic trigger the brake system of a stationary or almost stationary vehicle in the case of a detected risk of collision with one from behind approaching Vehicle guaranteed. This is achieved by the feature of the independent claim.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Notsituation erkannt, in der sich einem stehenden Fahrzeug ein anderes Fahrzeug von hinten gefährlich nähert und die Insassen des stehenden Fahrzeugs durch Auffahren des anderen Fahrzeugs und die dadurch verursachte starke Beschleunigung gefährdet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird diese Beschleunigung wesentlich vermindert, weil die Bremsanlage bereits vor der Kollision aktiviert wird. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß dies ohne zusätzliche Sensoren oder einen anderen apparativen Mehraufwand erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäße automatische Bremsung nur im Stillstand ausgelöst wird, so daß keine Gefährdung durch Fehlauslösungen entsteht und im Gegensatz zu den bekannten Systemen zur automatischen Bremsung weniger komplexe Sicherheitskonzepte erforderlich sind.By the inventive method An emergency situation is detected in which a stationary vehicle Another vehicle approaching dangerously from behind and the occupants of the standing Vehicle by driving up the other vehicle and thereby caused severe acceleration. By the method according to the invention This acceleration is significantly reduced because the brake system already activated before the collision. It is of special Advantage that this without additional Sensors or other additional equipment is achieved. It is particularly advantageous that the automatic according to the invention Braking is triggered only at standstill, so that no endangering by false triggering arises and in contrast to the known systems for automatic Braking less complex safety concepts are required.

Prinzipiell könnte die Bremse im Stillstand immer aktiviert werden, durch die erfindungsgemäße Aktivierung nur im Falle einer erkannten Kollisionsgefahr wird der schnelle Verschleiß der Bremsenaktorik vermieden.in principle could the brake at standstill always be activated by the activation of the invention only in case of a detected risk of collision is the fast Wear the Brake actuator avoided.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen: 1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des Verfahrens und 2 eine beispielhafte Systemarchitektur zur Durchführung des Verfahrens.Show it: 1 a flowchart of the embodiment of the method according to the invention and 2 an exemplary system architecture for performing the method.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Das Fahrzeug wird in der Regel durch die Pedalbetätigung des Fahrers im Stillstand gehalten. Die zum Stillstand notwendige Bremskraft ist im allgemeinen gegenüber der während des Bremsvorgangs aufgebrachten Bremskraft geringer. Daher kann bei einem Auffahrunfall das stehende Fahrzeug trotz der Bremsenbetätigung verschoben werden. Wenn ein Fahrzeug von hinten auf das stehende Fahrzeug auffährt, wird das Fahrzeug stark beschleunigt und aufgrund der Massenträgheit der Kopf der Fahrzeugsinsassen dadurch zunächst nach hinten und danach relativ zum Fahrzeug nach vorne geschleudert, wobei der Rumpf durch den Gurt zurückgehalten wird. Sowohl die nach vorne als auch die nach hinten gerichtete Bewegung des Kopfes kann zu Verletzungen im Bereich der Halswirbelsäule führen. Diese Gefahr wird durch das erfindungsgemäße Verfahren stark reduziert.The Vehicle is usually stopped by the driver pedaling held. The braking force necessary to stop is in general across from while the braking applied braking force less. Therefore, can in a rear-end collision, the stationary vehicle shifted despite the brake application become. When a vehicle drives from behind onto the stationary vehicle, it will the vehicle accelerates greatly and due to the inertia of the Head of the vehicle occupants first to the back and then hurled forward relative to the vehicle, with the fuselage passing through retained the strap becomes. Both the forward and the backward Movement of the head can lead to injuries in the area of the cervical spine. These Danger is greatly reduced by the method according to the invention.

In 1 wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel als Flußdiagramm dargestellt. Dieses Flußdiagramm repräsentiert ein im Mikrocomputer der Steuereinheit realisiertes Programm. Dieses Programm wird z.B. gestartet, wenn die Zündung eingeschaltet wird, und wird bis zur Ausschaltung der Zündung zyklisch durchlaufen.In 1 a preferred embodiment is shown as a flow chart. This flowchart represents a program realized in the microcomputer of the control unit. This program is started, for example, when the ignition is switched on, and is cycled until the ignition is switched off.

Im Schritt 1 wird mit Hilfe der im Fahrzeug vorhandenen Sensorik, zum Beispiel mittels eines elektronischen Stabilitätsprogramms oder eines Antiblockiersystems, die Fahrzeugsgeschwindigkeit erfaßt. Daraus wird im Schritt 2 entschieden, ob die Geschwindigkeit des Fahrzeugs den vorgegebenen Grenzwert, in diesem Ausführungsbeispiel 10 km pro Stunde, unterschreitet. Wenn sich das Fahrzeug mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt, wird das Programm wieder vor den Schritt 1 zurückspringen. Wenn die Geschwindigkeit den vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, werden Signale aus dem Rückhaltesystem oder der Umfeldsensorik, am besten aus den Ultraschallsensoren SU der Einparkhilfe 21 im Schritt 3 eingelesen. Im Schritt 4 wird anhand dieser Signale überprüft, ob sich von hinten ein anderes Fahrzeug nähert. Falls sich kein Fahrzeug nähert, wird das Programm wieder vor den Schritt 1 zurückspringen. Falls ein sich näherndes Fahrzeug festgestellt wird, wird zumindest sein Abstand und seine, aus den zyklisch wiederholten Abstandsmessungen ermittelte Annäherungsgeschwindigkeit im Schritt 5 erfaßt. Danach wird im Schritt 6 durch eine Steuereinheit 23 ermittelt, ob eine Kollisionsgefahr mit dem hinteren Fahrzeug vorliegt. Im einfachsten Fall kann dies aufgrund des Vergleichs des angenommenen Bremsweges des hinteren Fahrzeugs bei der gemessenen Annäherungsgeschwindigkeit mit dem gemessenen Abstand oder aufgrund der ermittelten Zeit bis zur Kollision durchgeführt werden. Dabei können auch mögliche Ausweichmanöver des hinteren Fahrzeugs berücksichtigt werden. Falls aus diesen Berechnungen hervorgeht, daß keine Kollision mit dem sich annähernden Fahrzeug droht, wird das Programm wieder vor den Schritt 1 zurückspringen. Wenn aber eine solche Kollision droht, wird die Fahrzeugsgeschwindigkeit im Schritt 7 wieder überprüft. Falls sich im Schritt 8 herausstellt, daß sich das Fahrzeug bewegt, wird das Programm wieder vor den Schritt 1 zurückspringen. Wenn aber das Fahrzeug im Stillstand oder fast im Stillstand ist, wird die eventuelle Fahrpedalbetätigung im Schritt 9 eingelesen und im Schritt 10 entschieden, ob der Fahrer losfahren will. Im positiven Fall wird das Programm wieder vor den Schritt 1 zurückspringen und im negativen Fall wird die Bremsanlage im Schritt 11 die Vollbremsung selbsttätig durchführen, wobei die maximale Bremskraft an den Rädern aufgebaut wird. Dann wird das Programm wieder vor den Schritt 9 zurückspringen.In step 1 The vehicle speed is detected by means of the sensors present in the vehicle, for example by means of an electronic stability program or an anti-lock braking system. This will be in the step 2 decided whether the speed of the vehicle below the predetermined limit, in this embodiment, 10 km per hour. When the vehicle is moving at a higher speed, the program will return to the step 1 jump back. If the speed falls below the predetermined limit value, signals from the restraint system or the surroundings sensor system, preferably from the ultrasonic sensors S U of the parking aid 21 in step 3 read. In step 4 is checked by these signals, whether approaching from behind another vehicle. If no vehicle approaches, the program returns to the step 1 jump back. If an approaching vehicle is detected, at least its distance and its approaching speed determined from the cyclically repeated distance measurements are determined in step 5 detected. After that, in step 6 by a control unit 23 determines whether there is a risk of collision with the rear vehicle. In the simplest case, this may be done on the basis of the comparison of the assumed braking distance of the rear vehicle at the measured approach speed with the measured distance or on the basis of the determined time until the collision. This also possible evasive maneuvers of the rear vehicle can be considered. If these calculations indicate that there is no threat of collision with the approaching vehicle, the program will return to the step 1 jump back. But if such a collision threatens, the vehicle speed is in step 7 checked again. If in step 8th turns out that the vehicle is moving, the program is again in front of the step 1 jump back. But when the vehicle is at a standstill or almost at a standstill, the eventual accelerator operation is in step 9 read in and in step 10 decided whether the driver wants to go. In the positive case, the program is again in front of the step 1 jump back and in the negative case, the brake system in step 11 perform the full braking automatically, the maximum braking force is built up on the wheels. Then the program is again before the step 9 jump back.

Zur Umsetzung der Bremsung wird ein elektrohydraulisches Bremssystem, ein elektropneumatisches oder ein elektromotorisches Bremssystem benutzt.to Implementation of the braking is an electro-hydraulic braking system, an electropneumatic or an electromotive braking system used.

Die Kommunikation unter den verschiedenen beteiligten Systemen kann über ein Bussystem, beispielsweise den CAN-Bus des Fahrzeugs erfolgen.The Communication among the various systems involved can be over Bus system, for example, the CAN bus of the vehicle done.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die automatische Bremsung beendet werden, wenn das Fahrzeug nach der Kollision wieder zum Stillstand kommt, wobei dies zum Beispiel mittels Raddrehzahl-, Beschleunigungs- und/oder Gierratensensoren ermittelt wird.In another embodiment The automatic braking can be stopped when the vehicle after the collision comes to a standstill, this being for example by means of wheel speed, acceleration and / or yaw rate sensors is determined.

In 2 wird eine beispielhafte Systemarchitektur gezeigt. Das Steuergerät 20 des elektronischen Stabilitätsprogramms erhält Signale aus verschiedenen Sensoren 25, 26 über die Raddrehzahl, über den Fahrpedalzustand usw. und übersendet die Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und den Fahrpedalwert in die Steuereinheit 23. Weiterhin erhält das Einparkhilfegerät 21 Signale aus den Umfeldsensoren SU und übersendet die Informationen über ein sich von hinten annäherndes Fahrzeug, insbesondere dessen Abstand, dessen Annäherungsgeschwindigkeit und/oder die Zeit bis zur Kollision, in die Steuereinheit 23. Danach sendet die Steuereinheit 23 im Falle eines Eingriffs Signale zur Aktivierung der Bremsung an die Bremsaktorik 24, z.B. die ESP-Hydraulik.In 2 an exemplary system architecture is shown. The control unit 20 The electronic stability program receives signals from different sensors 25 . 26 on the wheel speed, on the accelerator pedal state, etc. and transmits the information about the speed of the vehicle and the accelerator pedal value in the control unit 23 , Furthermore receives the parking aid 21 Signals from the environment sensors S U and transmits the information about a approaching from behind vehicle, in particular its distance, the approach speed and / or the time to collision, in the control unit 23 , After that, the control unit sends 23 in the case of an intervention signals for the activation of the braking to the brake actuator 24 , eg the ESP hydraulics.

Claims (10)

Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs zur Verminderung von Folgen einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht wird, und (b) Signale aus der Umfeldsensorik ausgewertet werden und (c) falls sich aus den ausgewerteten Signalen eine Kollisionsgefahr ergibt und das Fahrzeug steht, bzw. sich mit nahezu verschwindender Geschwindigkeit bewegt, die Bremsanlage selbsttätig ausgelöst wird.Method for controlling a brake system of a vehicle for reducing the consequences of a collision with another vehicle, characterized in that (a) the speed of the vehicle is monitored, and (b) signals from the environmental sensor system are evaluated and (c) if the evaluated signals a collision danger results and the vehicle is stationary, or moves at almost vanishing speed, the brake system is triggered automatically. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signale aus der Umfeldsensorik in einem Vergleich des gemessenen Abstands des sich von hinten nähernden Fahrzeugs mit dem angenommenen Bremsweg des hinteren Fahrzeugs bei der ermittelten Annäherungsgeschwindigkeit besteht, wobei das Signal der Auslösung der Bremsanlage generiert wird, wenn sich der gemessene Abstand dem angenommenen Bremsweg des sich annähernden Fahrzeugs bei der gemessenen Annäherungsgeschwindigkeit nähert oder diesen Bremsweg unterschreitet.Method according to claim 1, characterized in that that the Evaluation of the signals from the environment sensors in a comparison the measured distance of the approaching vehicle from behind with the assumed Braking distance of the rear vehicle at the determined approach speed exists, whereby the signal generates the release of the brake system when the measured distance is the assumed braking distance of the approaching Vehicle at the measured approach speed approaches or falls below this braking distance. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signale aus der Umfeldsensorik in einer Ermittlung der Zeit bis zur Kollision besteht, wobei das Signal der Auslösung der Bremsanlage generiert wird, wenn die ermittelte Zeit einen bestimmten Wert unterschreitet.Method according to claim 1, characterized in that that the Evaluation of the signals from the environment sensors in a determination the time to collision exists, the signal triggering the Brake system is generated when the time determined a certain Value falls below. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren beim Einschalten der Zündung gestartet wird und bis zum Ausschalten der Zündung zyklisch wiederholt wird.Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the method is started when switching on the ignition and is cyclically repeated until the ignition is switched off. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale im Schritt (b) mittels Ultraschallsensoren des Einparkhilfegerätes gewonnen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Signals in step (b) obtained by means of ultrasonic sensors of the parking aid become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsanlage alle im Fahrzeug vorhandenen, aktiv ansteuerbaren Bremsmittel umfaßt, und wenn sie im Schritt (c) selbsttätig ausgelöst ist, die maximal mögliche Bremskraft erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the brake system includes all present in the vehicle, actively controllable braking means, and if they are self-acting in step (c) triggered is, the maximum possible Braking force is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskraftaufbau im Schritt (c) nur dann stattfindet, wenn vom Fahrer kein Fahrwunsch, insbesondere durch Betätigen des Fahrpedals, angezeigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the braking force build-up in step (c) takes place only if the driver does not wish to drive, in particular by pressing of the accelerator pedal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels Sensoren des elektronischen Stabilitätsprogramms oder eines Antiblockiersystems ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Speed of the vehicle by means of sensors of the electronic stability program or an antilock system is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Bremsung beendet wird, wenn der Fahrer z.B. durch Betätigung des Fahrpedals einen Beschleunigungswunsch anzeigt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that automatic braking is stopped when the driver is e.g. by pressing the Accelerator indicates an acceleration request. Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines stehenden oder beinahe stehenden Fahrzeugs zur Verminderung von Folgen einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Steuereinheit (23), die mit der Umfeldsensorik (21) und dem Steuergerät (20) des elektronischen Stabilitätsprogramms verbunden ist und die die aus diesen Geräten gewonnenen Informationen kollisionstechnisch auswertet, und mindestens eine durch diese Steuereinheit (23) ansteuerbare Bremsanlage (24) umfaßt.Device for controlling a brake system of a stationary or nearly stationary vehicle for reducing consequences of a collision with another vehicle, characterized in that it comprises a control unit ( 23 ), which with the environmental sensor ( 21 ) and the control unit ( 20 ) of the electronic stability program and evaluates the information obtained from these devices collision technology, and at least one by this control unit ( 23 ) controllable brake system ( 24 ).
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