DE102007003740A1 - Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem Bremsregelungssystem, mit Sensoren zum Erfassen der Bewegung eines Fahrerfußes und/oder von Fahrzeug-Pedalen, wobei mindestens ein erster Sensor, zum Erfassen einer Rückwärtsbewegung des Fahrerfußes auf einem Gaspedal und/oder einer Rückwärtsbewegung des Gaspedals vorgesehen ist und dem Bremsregelungssystem eine Auswerteeinheit zugeordnet ist, zum Auswerten der Signale des ersten Sensors und zum Erkennen einer Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation, welche Auswerteeinheit in Verbindung steht mit einer Bremsbeeinflussungseinrichtung zum Auslösen eines automatischen Bremsvorganges bei einer erkannten Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit mindestens einen zwischen und vor dem Gas- und Bremspedal im Fußraum vorgesehenen druckempfindlichen zweiten Sensorbereich zum Erzeugen eines durch die Änderung der von dem zweiten Sensor ermittelten Größen verursachten, an die Auswerteeinheit zu liefernden, zweiten Signals aufweist, und dass die Bremsbeeinflussungseinrichtung einen automatischen Bremsvorgang erst in Abhängigkeit von dem zweiten Signal auslöst.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem Bremsregelungssystem, mit Sensoren zum Erfassen der Bewegung eines Fahrerfußes und/oder Fahrzeug-Pedalen, wobei mindestens ein erster Sensor, zum Erfassen einer Rückwärtsbewegung des Fahrerfußes auf einem Gaspedal und/oder einer Rückwärtsbewegung des Gaspedals vorgesehen ist und dem Bremsregelungssystem eine Auswerteeinheit zugeordnet ist, zum Auswerten der Signale des ersten Sensors und zum Erkennen einer Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation, welche Auswerteeinheit in Verbindung steht mit einer Bremsbeeinflussungseinrichtung zum Auslösen eines automatischen Bremsvorganges bei einer erkannten Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation.
• Herkömmliche Brems- und Sicherheitssysteme versuchen den Anhalteweg zu verkürzen indem sie durch die Erkennung von einem schnellen Loslassen des Gaspedals auf eine anstehende Bremspedalbetätigung schließen und infolge dessen das Bremssystem vorspannen. Tritt dieser Fall ein, wird der Vordruck des Bremssystems erhöht und die Bremsbelege an die Bremsscheiben angelegt. Dadurch muss bei einer Bremsung nicht erst das Lüftspiel überbrückt und der benötigte Bremsdruck aufgebaut werden.
• Ein Nachteil ist, dass das schnelle Loslassen des Gaspedals nicht immer auf eine bevorstehende Bremspedalbetätigung schließen lässt.
• Aus der US-A4146108 ist eine Vorrichtung zum Abbremsen eines Fahrzeuges mit einem Bremssteuersystem bekannt. Dem Bremssteuerssystem wird eine Erfassungeinrichtung zun Feststellen der Position des Gas- und Bremspedal betätigenden Fahrerfußes zugeordnet, dass bei reflexartiger Änderung der Position des Fußes auf dem Gaspedal von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung die Erfassungseinrichtung ein Signal einem Schalter zuführt, der den Bremsvorgang einleitet. Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist es, dass, falls aus Versehen eine schnelle Fußbewegung ausgeführt wird, weil z.B das Fahrzeug gerade durch ein Loch in der Straße fährt, eine unbeabsichtigte Bremsung eingeleitet wird.
• Um Fehlbremsungen zu vermeiden schlägt die EP 0 706 466 B1 deshalb vor, neben dem schnellen Loslassen des Gaspedals entweder das Lösen des Fußes vom Gaspedal oder die Bewegung des Fußes von dem Gaspedal zu dem Bremspedal zu erfassen. Während für das Lösen des Fußes vom Gaspedal ein Folientaster auf der Gaspedaloberfläche vorgesehen wird, wird die Fußbewegung mittels Lichtschranken links vom Gaspedal und rechts vom Bremspedal ermittelt.
• Weiterhin ist es aus der DE 100 60 498 A1 bekannt, die Rückwärtsbewegung des Fahrerfußes von einem Gaspedal zu erfassen und als ein Kriterium zum Erkennen einer Notbremssituation oder des Verdachts auf eine Notbremssituation auszuwerten. Als Sensoren kommen Infrarot-, Ultraschall- oder kapazitive Sensoren oder Hall-Sonden in Frage.
• Bei dem einen bekannten System kann die Bewegung des rechten Fahrerfußes nur an zwei beabstandeten Punkten erfasst werden, so dass erst kurz vor dem Bremspedal ein Signal generiert werden kann, während bei dem zweiten bekannten System eine aktive Notbremsung bei Berührung des Bremspedals eingeleitet werden soll. Weiterhin kann bei beiden Systemen nicht oder nur unvollständig erkannt werden, ob der Fahrer die Bremspedalbetätigung mit dem linken Fuß ausführen wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit anzugeben, mit der eine Notbremssituation erkannt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Auswerteeinheit mindestens einen zwischen und/oder vor den Pedalen, vorzugsweise zwischen und/oder vor dem Gas- und Bremspedal, im Fußraum vorgesehenen druckempfindlichen zweiten Sensorbereich zum Erzeugen eines durch die Änderung der von dem zweiten Sensor ermittelten Größen verursachten, an die Auswerteeinheit zu liefernden, zweiten Signals aufweist, und dass die Bremsbeeinflussungseinrichtung einen automatischen Bremsvorgang erst in Abhängigkeit von dem zweiten Signal auslöst. Die Erfindung sieht vorteilhaft vor, einen druckempfindlichen Bereich im Fußraum des Fahrzeugs da vorzusehen, wo die Aufstandsfläche des Fußes vor den Pedalen (Kupplung, Gas-, Bremspedal) oder zwischen den Pedalen ist.
• Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht zur frühzeitigen Erkennung einer Pedalbetätigung, bevorzugt durch die Betäti gung des Bremspedals in einem Kraftfahrzeug. Durch einen im Fußraum des Fahrers untergebrachten druckempfindlichen Bereich, der sich insbesondere vor dem Gas- und Bremspedal und/oder zwischen den beiden Pedalen befindet.
• Zur Ausführung des druckempfindlichen Bereichs sind unter anderem, druckempfindliche Folien wie sie z.B. zur Sitzerkennung verwendet werden, ein Array von Sensoren oder Schaltern (Leitkunststoff) oder auch resistive, kapazitive oder induktive Sensoren, wie sie z.B. bei so genannten TouchPads der Fall ist. TouchPads erfüllen die Funktionalität eine druckempfindlichen Fläche, wie bei z.B. beim Einsatz als Eingabevorrichtung eines Laptops der Fall ist.
• Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einer bevorstehenden Pedalbetätigung der Fahrer den Fuß bewegen und dabei Änderungen des Drucks, des Druckbereichs, wie beispielsweise die Aufstandsfläche des Fußes und der Druckverteilung auf dem drucksensiblen Bereich verursachen wird. Unabhängig mit welchem Fuß und von der Art und Weise wie der Fahrer das Bremspedal betätigt, abheben des Fußes oder schwenken des Fußes vom Gas- auf das Bremspedal, kann die Auswertung dieser Änderungen dazu verwendet werden, auf eine bevorstehende Pedalbetätigung zu schließen.
• Mit der beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zum Beispiel zwischen schnellem Loslassen des Gaspedals und einer wirklich bevorstehenden Betätigung des Bremspedals unterschieden. Durch die Auswertung ist die Vorrichtung in der Lage die bevorstehende Bremsung der Art zu klassifizieren, dass eine angemessene Bremsung früher eingeleitet werden kann, was sich im Notfall durch eine weitere Verkürzung des Anhalteweges bemerkbar macht.
• Durch die Klassifizierung der Fußbewegung können über die Bremsbeeinflussungseinrichtung relevante Vorkehrung für eine Verzögerung des Fahrzeugs mittels Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssysteme durchgeführt werden.
• Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Fahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Diese Systeme greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z.B. Gas, Bremse) oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine-Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder während kritischer Situationen. Solche Fahrassistenzsysteme sind beispielsweise Einparkhilfe (Sensorarrays zur Hinderniss- und Abstandserkennung), Bremsassistent (BAS), Tempomat, Adaptive Cruise Control oder Abstandstempomat (ACC), Abstandswarner, Abbiegeassistent, Stauassistent, Spurerkennungssystem, Spurhalteassistent/Spurassistent (Querführungsunterstützung, lane departure warning (LDW)), Spurhalteunterstützung (lane keeping support)), Spuwechselassistent (lane change assistance), Intelligent Speed Adaption (ISA), Adaptives Kurvernlicht, Reifendruckkontrollsystem, Fahrerzustandserkennung, Verkehrserkennung, Automatische Notbremsung (ANB), Auf- und Abblendassistent für das Fahrlicht, Nachtsichtsystem (Night Vision).
• Als Fahrzeugsicherheitssysteme sind alle im Fahrzeug verfügbaren Bremssysteme mit elektronischer Regelung einsetzbar. Fahr zeugsicherheitssysteme können das Electronic Break System (EBS), das Engine Management System (EMS), das Antiblockiersystem, die Antriebs-Schlupf-Regelung, Elektronisches Stabilitätsprogramm, Elektronische Differentialsperre, Transmission Control Unit (TCU), Elektronische Bremskraftverteilung (EBV) und/oder Motor-Schleppmomenten-Regelung (MSR) sein.
• Zur Sensierung der Füße und/oder der Aufstandsfläche des Fußes kann eine druckempfindliche Folie mit mehreren Matrizen von druckempfindlichen Zellen im Fußraum des Fahrzeugs angeordnet sein. Die Folie bzw. Folien sind in der Art ausgebildet, dass diese flexibel an einer beliebigen Stelle in und/oder auf der Fußmatte integriert bzw. aufgebracht werden kann. Hierdurch ist ein flexibles und wirtschaftliches Nachrüsten von Fahrzeugen möglich. Ein sehr wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass nicht der gesamte Fußraum mit Sensoren auszurüsten ist und somit ist es durch die Platzierung der vor bzw. zwischen den zu den überwachenden Pedalen möglich kleine Bereiche in der Größe von der Aufstandsfläche des Fußes und bzw. oder von Teilbereichen der Aufstandsfläche des Fußes zu überwachen.
• Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden mit Hilfe des erzeugten Sensorausgangssignals in einer Auswerteeinheit z.B. akustische, optische, haptische Warnungen über unterschiedlich ausgeführte Mensch-Maschine Schnittstellen ausgegeben. Es ist vorgesehen, dass die Warnungen zeitlich abhängig von der momentanen Bereitschaft des Fahrers, eine erforderliche Bremspedalbestätigung auszuführen, erzeugt werden. Alternativ kann die Warnung abgängig von der Fahrweise und vom Fahrertyp erzeugt werden, welcher durch eine längere Messung und zeitlich statistische Auswertung bzw. Mittelwertbildung als eine weitere Signalgröße abgeleitet wird.
• Die einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform werden als Sensoren sensitive Flächen in Form von TouchPads verwendet, um die Position der Fußauflagefläche bzw. die Aufstandsfläche des Fußes auf der Oberfläche des TouchPads zu ermitteln und somit den Ort des Fußes bzw. der Aufstandsfläche des Fußes in der Fläche vor bzw. zwischen den Gas- bzw. Bremspedalen zu bestimmen, wobei mehrteilig ausgeführte TouchPads, die miteinander in Verbindung stehen, als ein zweiter Sensor ausgeführt werden und in den Bereichen vor bzw. zwischen den Gas- bzw. Bremspedalen angeordnet werden.
• Die Umfangsformen der eingesetzten TouchPads können unterschiedliche ausgeführt sein, wobei die TouchPads rechteckig, oval, rund oder beliebig ausgeführten sein können. Üblicherweise besteht die Oberfläche der TouchPads aus einer Anordnung von vertikalen und horizontalen Elektroden, die ein Gitter bilden. Dieses Gitter ist mit einer isolierenden Schutzschicht überzogen, die dafür sorgt, dass man die Elektroden nicht berührt und der Fuß bzw. die Füße gut über die Oberfläche gleitet. Unterhalb dieses Gitters sitzt ein Schaltkreis, der ständig die Kapazität zwischen den Elektroden misst.
• Kommt man nun mit dem Fuß bzw. mit der Aufstandsfläche des Fußes, der bzw. die ebenfalls eine Art Elektrode darstellt, in die Nähe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wird die Kapazität zwischen den Elektroden verändert. Dadurch können Position und Stärke des Drucks unabhängig ermittelt werden. Nach Auswertung wird die Position als Fußposition bzw. Position der Aufstandsfläche des Fußes an die Auswerteinheit weitergeleitet.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Bremsen eines Fahrzeugs mit einem Bremsregelungssystem, mit Sensoren zur Erfassen der Bewegung eines Fahrerfußes und/oder der Bewegung von Fahrzeug-Pedalen, wobei mindestens ein erster Sensor, zum Erfassen einer Rückwärtsbewegung des Fahrerfußes auf einem Gaspedal und/oder einer Rückwärtsbewegung des Gaspedals vorgesehen ist und dem Bremsregelungssystem eine Auswerteeinheit zugeordnet ist, zum Auswerten der Signale des ersten Sensors und zum Erkennen einer Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation, welche Auswerteeinheit in Verbindung steht mit einer Bremsbeeinflussungseinrichtung zum Auslösen eines automatischen Bremsvorganges bei einer erkannten Notbremssituation oder eines Verdachts einer Notbremssituation, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit mindestens einen zwischen und/oder vor den Pedalen im Fußraum vorgesehenen druckempfindlichen zweiten Sensorbereich zum Erzeugen eines durch die Änderung der von dem zweiten Sensor ermittelten Größen verursachten, an die Auswerteeinheit zu liefernden, zweiten Signals aufweist, und dass die Bremsbeeinflussungseinrichtung einen automatischen Bremsvorgang erst in Abhängigkeit von dem zweiten Signal auslöst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der druckempfindlichen Sensorbereich zwischen und/oder vor dem Gas- und Bremspedal vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor eine druckempfindliche Folie ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor ein Array von Sensoren oder Schaltern ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor resistive, kapatzitive oder induktive Sensoren sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor als ein TouchPad ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor mehrteilig ausgeführt ist.