DE102009053824B4

DE102009053824B4 - Verfahren zur Steuerung eines Bremsassistenten und entsprechender Bremsassistent

Info

Publication number: DE102009053824B4
Application number: DE102009053824.0A
Authority: DE
Inventors: Uwe Fischer; Fred Schmidt
Original assignee: Volkswagen AG; Lucas Automotive GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH; Volkswagen AG
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: DE102009053824A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Bremsassistenten eines Fahrzeugs,
wobei der Bremsassistent (1) einen auf eine Bremse (7) des Fahrzeugs (10) einwirkenden Bremsdruck automatisch einstellt,
wobei ein Verlauf des Bremsdrucks erfasst und daraus ein Bremsdruckgradient abgeleitet wird,
wobei der Bremsassistent (1) aktiviert wird, wenn der Bremsdruckgradient über einem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt, und
wobei der Bremsdruck mittels eines einem Bremskraftverstärker (3) zugeführten Unterdrucks verstärkt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bremsdruckgradientenschwellenwert an einen Umgebungsluftdruck angepasst wird, und
dass der Umgebungsluftdruck von einem Höhenwert oder von einer Höhenlage abgeleitet wird, wobei der Höhenwert oder die Höhenlage über einen Höhenwertsensor (5) oder Altimeter bestimmt wird, welcher die Höhe durch Nivellement, Tachymetrie, GPS oder barometrisch bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen Bremsassistenten zu steuern, und einen entsprechend ausgestalteten Bremsassistenten, wobei Auslösebedingungen des Bremsassistenten automatisch angepasst werden.
Ein hydraulischer Bremsassistent eines Fahrzeugs wird aktiviert, wenn ein Fahrer des Fahrzeugs sehr schnell aber nicht kräftig genug ein Bremspedal des Fahrzeugs betätigt. Aus einem Bremsdruckgradienten (einer Steigerung des Bremsdrucks über der Zeit) und insbesondere aus dem Bremsdruck selbst wird beispielsweise mittels eines ESP-Steuergeräts des Fahrzeugs eine so genannte Panikbremsung erfasst. Wenn eine solche Panikbremsung erfasst wird, wird der Bremsdruck z.B. durch eine ABS-Pumpe solange gesteigert, bis alle Räder des Fahrzeugs in der ABS-Regelung sind, wodurch eine maximale Abbremsung des Fahrzeugs erreicht wird.
Ein Verfahren zur Steuerung ist aus der DE 600 18 339 T2 bekannt, um eine Bremsassistentensteuerung in einer Bremsvorrichtung zu starten, die eine größere Bremskraft als normalerweise üblich erzeugt, wenn ein Notbremsvorgang ausgeführt wird.
Die DE 44 36 297 C2 beschreibt einen elektronisch gesteuerten Bremskraftverstärker für eine Straßenfahrzeugbremsanlage mit einem Drucksensor, welcher eine Druckdifferenz zwischen dem in der Unterdruckkammer herrschenden Druck und dem in der Arbeitskammer herrschenden Druck erfasst und daraus ein Signal für eine Steuereinrichtung erzeugt.
Die EP 1 040 036 B1 betrifft eine Bremsdruck-Steuereinrichtung.
Die DE 199 25 794 A1 betrifft ebenfalls eine Bremsdruck-Steuereinrichtung, welche die Aufgabe löst, auch bei unterschiedlicher Anbremsdynamik in optimaler Weise den Anforderungen an Pedalkomfort, Dosierbarkeit der Bremskraft und Sicherheit gerecht zu werden.
Die DE 199 25 794 A1 beschreibt ein Bremsdruck-Steuereinrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur optimalen Ansteuerung einer hydraulischen Bremskraftverstärkung, so dass auch bei schnellem Anbremsen eine Aktivierung der hydraulischen Bremskraftverstärkung rechtzeitig erfolgt, so dass Komforteinbußen und Sicherheitseinbußen wirksam vermieden werden.
Die DE 10 2006 015 483 A1 offenbart die Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, wobei ein Auslöseschwellenwert abhängig von dem Unterdruckniveau des Unterdruck-Bremskraftverstärkers ist.
Es hat sich herausgestellt, dass die meisten Bremsassistenten nach dem Stand der Technik nicht unabhängig von Umgebungsbedingungen und nicht unabhängig von vorhergehenden Bremsungen arbeiten.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und von vorhergehenden Bremsungen zu eliminieren oder zumindest abzumildern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung eines Bremsassistenten nach Anspruch 1, einen Bremsassistenten nach Anspruch 6 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung eines Bremsassistenten eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei wird mittels des Bremsassistenten ein Bremsdruck automatisch eingestellt, welcher auf eine Bremse des Fahrzeugs einwirkt. Diese automatische Einstellung des Bremsdrucks erfolgt dabei insbesondere derart, dass das Fahrzeug optimal schnell abgebremst wird. Dazu wird ein Verlauf des Bremsdrucks erfasst, welcher in der Regel von einem Fahrer des Fahrzeugs initiiert wird, indem der Fahrer das Bremspedal betätigt. Dieser Bremsdruck wird dabei durch einen Unterdruck verstärkt, welcher einem Bremskraftverstärker zugeführt wird. Aus diesem Verlauf des Bremsdrucks wird ein Bremsdruckgradient abgeleitet. Der Bremsassistent wird dann aktiviert, wenn der Bremsdruckgradient über einem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt. Dieser Bremsdruckgradientenschwellenwert wird an einen Umgebungsluftdruck angepasst. Darüber hinaus kann der Bremsdruckgradientenschwellenwert auch an ein Niveau oder einen Wert des dem Bremskraftverstärker zugeführt Unterdrucks angepasst werden.
Indem der Bremsdruckgradientenschwellenwert an das Niveau des dem Bremskraftverstärker zugeführten Unterdrucks und/oder den Umgebungsluftdruck angepasst wird, ist die Aktivierung des Bremsassistenten vorteilhafterweise nicht mehr von dem Umgebungsluftdruck abhängig, so dass der Bremsassistent beispielsweise auch im Gebirge (bei geringerem Umgebungsluftdruck) genauso arbeitet wie auf Meereshöhe. Darüber hinaus kann auch auf einen aktuellen Unterdruckmangel, beispielsweise aufgrund unmittelbar vorhergehender Bremsungen oder aufgrund eines undichten Bremskraftverstärkers, reagiert werden, indem der Bremsdruckgradientenschwellenwert entsprechend angepasst, das heißt in diesem Fall entsprechend abgesenkt wird.
Der maximal erreichbare Unterdruck eines Bremskraftverstärkers ist nämlich vom Umgebungsluftdruck abhängig. Bei einer vollständigen Evakuierung der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers entspricht die zur Bremskraftverstärkung nutzbare maximale Druckdifferenz des Bremskraftverstärkers dem Umgebungsluftdruck. Mit zunehmender Höhenlage nimmt demnach mit dem Umgebungsluftdruck auch der von dem Bremskraftverstärker zu erzeugende Unterdruck und damit der erreichbare Bremsdruckgradient ab. Um bei einer gleichbleibenden Fußkraft, welche auf das Bremspedal ausgeübt wird und demnach den Bremsdruck erzeugt, den Bremsassistenten auslösen zu können, wird demnach der Bremsdruckgradientenschwellenwert oder Auslösedruckgradientenschwellenwert entsprechend angepasst.
Der Bremsassistent wird dabei insbesondere nur dann aktiviert, wenn der erfasste Bremsdruck über einem Bremsdruckschwellenwert liegt.
Mit anderen Worten sind zur Aktivierung des Bremsassistenten gemäß dieser Ausführungsform zwei Bedingungen erforderlich. Zum einen muss der Bremsdruckgradient über dem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegen und zum anderen muss der Bremsdruck über dem Bremsdruckschwellenwert liegen. Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass der Bremsassistent bei einem geringen Bremsdruck (aber einem hohen Bremsdruckgradienten) ausgelöst wird.
Das Niveau des Unterdrucks, welches dem Bremskraftverstärkung zugeführt wird, kann dabei durch einen Sensor, welcher in dem Bremskraftverstärker verbaut ist, erfasst werden.
Durch den Verbau eines solchen Unterdrucksensors in dem Bremskraftverstärker können direkt die von dem Unterdruckniveau abhängigen Anpassungen des Bremsdruckgradientenschwellenwerts bestimmt werden, so dass das erfindungsgemäße Verfahren den Bremsassistenten auch bei einem entsprechenden Unterdruckmangel korrekt aktiviert, indem vorab der Bremsdruckgradientenschwellenwert entsprechend des von dem Sensor erfassten Unterdruckniveaus abgesenkt worden ist.
Der Umgebungsluftdruck wird von einem Höhenwert oder von einer Höhenlage abgeleitet, wobei der Höhenwert oder die Höhenlage wiederum über einen entsprechenden Sensor erfasst wird. Dieser Höhenwertsensor oder Altimeter nimmt dabei die Bestimmung der Höhe durch Nivellement, Tachymetrie, GPS oder barometrisch vor.
Ein solcher Höhenwertsensor kann beispielsweise in einer Motorsteuerung des Fahrzeugs vorhanden sein, so dass der Höhenwert aus der Motorsteuerung über eine geeignete Steuergeräteverbindung, z.B. eine Vernetzung über ein Bussystem, vom Motorsteuergerät übermittelt werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Bremsassistent für ein Fahrzeug bereitgestellt. Der Bremsassistent umfasst dabei eine Ansteuereinheit (ein Steuergerät) und einen Bremsdrucksensor. Der Bremsassistent ist derart ausgestaltet, dass er den Bremskraftverstärker des Fahrzeugs, welchem ein Unterdruck zugeführt wird, derart ansteuert, dass dadurch der auf eine Bremse des Fahrzeugs einwirkende Bremsdruck automatisch eingestellt wird. Mit dem Bremsdrucksensor wird dabei der auf die Bremse des Fahrzeugs einwirkende Bremsdruck, welcher abhängig von einer Fußkraft eines bremsenden Fahrers ist, erfasst. Wenn die Ansteuereinheit erfasst, dass der Bremsdruckgradient, welcher aus dem Verlauf des erfassten Bremsdrucks abgeleitet wird, über dem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt, steuert der Bremsassistent den Bremskraftverstärker derart an, dass der Bremsdruck optimiert wird, was dazu führt, dass das Fahrzeug optimal schnell abgebremst wird. Der Bremsassistent ist dabei derart ausgestaltet, dass ihm das Niveau (das Unterdruckniveau) des dem Bremsassistenten zugeführten Unterdrucks und/oder ein Umgebungsluftdruck zugeführt werden kann. Die Ansteuereinheit passt dabei den Bremsdruckgradientenschwellenwert an den zugeführten Umgebungsluftdruck an. Darüber hinaus kann die Ansteuereinheit den Bremsdruckgradientenschwellenwert auch an das zugeführte Unterdruckniveau anpassen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Bremsassistenten entsprechen dabei den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.
Der Bremsassistent kann einen Unterdrucksensor umfassen, welcher in dem Bremskraftverstärker angeordnet ist und welcher ein Niveau des dem Bremsassistenten zugeführten Unterdrucks misst.
Darüber hinaus kann der Bremsassistent mit einer Steuerung des Fahrzeugs (z.B. der Motorsteuerung) gekoppelt sein. Über diese Steuerung kann der Bremsassistent dann einen Höhenwert erfassen, welcher mittels der Ansteuereinheit in den Umgebungsluftdruck umgerechnet wird.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches einen erfindungsgemäßen Bremsassistenten umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Fahrzeuge mit einem hydraulischen Bremskraftverstärker geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auch bei Flugzeugen oder gleisgebundenen Fahrzeugen eingesetzt werden, sofern diese einen entsprechenden Bremskraftverstärker aufweisen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.
Die einzige Figur stellt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Bremsassistenten dar.
In der einzigen Figur ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches neben einer Motorsteuerung 2, einem Bremskraftverstärker 3 und einer Bremse 7 einen Bremsassistenten 1 umfasst. In dem Bremskraftverstärker 3 ist ein Unterdrucksensor 4 verbaut, welcher dem Bremsassistenten 1 zugeordnet ist. Der Motorsteuerung 2 ist ein Höhenwertsensor 5 zugeordnet, über welchen ein Umgebungsluftdruck ermittelt werden kann, während eine Ansteuereinheit 8 einen Bremsdrucksensor 9 umfasst. Der Bremsassistent 1 umfasst die Ansteuereinheit 8 einschließlich des Bremsdrucksensors 9, welche über ein Bussystem 1 mit der Motorsteuerung 2 und dem Unterdrucksensor 4 verbunden ist. Darüber hinaus ist die Ansteuereinheit 8 mit dem Bremskraftverstärker 3 und der Bremse 7 verbunden.
Wenn ein Fahrer des Fahrzeugs 10 ein Bremspedal (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 betätigt, baut sich ein Bremsdruck auf, welcher verstärkt durch den Bremskraftverstärker 3 der Bremse zugeführt wird. Dieser Bremsdruck wird über den Bremsdrucksensor 9, der beispielsweise eine auf einen Kolben eines Hauptbremszylinders (beide nicht dargestellt) des Bremskraftverstärkers 3 ausgeübte Kraft misst, erfasst. Der Bremsdruck wird periodisch an die Ansteuereinheit 8 gemeldet, welche daraus einen Verlauf ermittelt, aus welchem schließlich ein Bremsdruckgradient bestimmt wird. Wenn dieser Bremsdruckgradient über einem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt und gleichzeitig der aktuelle Bremsdruck über einem Bremsdruckschwellenwert liegt, erfasst die Ansteuereinheit 8 und damit der Bremsassistent 1 eine so genannte Panikbremsung und steigert daraufhin z.B. über eine ABS-Pumpe (nicht dargestellt) automatisch den Bremsdruck solange, bis sich alle Räder des Fahrzeugs in der ABS-Regelung befinden. Dabei werden sowohl der Bremsdruckgradientenschwellenwert als auch der Bremsdruckschwellenwert von der Ansteuereinheit 8 bestimmt.
Der Bremsassistent 1 erfasst über die Ansteuereinheit 8 mittels des Unterdrucksensors 4 ein Unterdruckniveau in der Unterdruckkammer (nicht dargestellt) des Bremskraftverstärkers 3 und mittels des Höhenwertsensors 5 den Umgebungsluftdruck. Erfasst die Ansteuereinheit 8 dabei, dass der Umgebungsluftdruck absinkt/ansteigt, senkt/hebt die Ansteuereinheit 8 in entsprechender Weise auch den Bremsdruckgradientenschwellenwert ab/an. Erfasst die Ansteuereinheit 8 dabei, dass das Druckniveau des dem Bremskraftverstärker zugeführten Unterdrucks ansteigt/absinkt, senkt/hebt die Ansteuereinheit 8 in entsprechender Weise den Bremsdruckgradientenschwellenwert ab/an.
Dadurch wird bei gleichbleibender Fußkraft (mit welcher das Bremspedal betätigt wird) der Bremsassistent 1 auch dann sicher ausgelöst, wenn mit zunehmender Höhenlage mit dem Umgebungsluftdruck auch der dem Bremskraftverstärker zugeführte Unterdruck und damit der potenziell erreichbare Bremsdruckgradient abnimmt.
Bezugszeichenliste

1: Bremsassistent
2: Motorsteuerung
3: Bremskraftverstärker
4: Unterdrucksensor
5: Höhenwertsensor
6: Bussystem
7: Bremse
8: Ansteuereinheit
9: Bremsdrucksensor
10: Fahrzeug

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Bremsassistenten eines Fahrzeugs, wobei der Bremsassistent (1) einen auf eine Bremse (7) des Fahrzeugs (10) einwirkenden Bremsdruck automatisch einstellt, wobei ein Verlauf des Bremsdrucks erfasst und daraus ein Bremsdruckgradient abgeleitet wird, wobei der Bremsassistent (1) aktiviert wird, wenn der Bremsdruckgradient über einem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt, und wobei der Bremsdruck mittels eines einem Bremskraftverstärker (3) zugeführten Unterdrucks verstärkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruckgradientenschwellenwert an einen Umgebungsluftdruck angepasst wird, und dass der Umgebungsluftdruck von einem Höhenwert oder von einer Höhenlage abgeleitet wird, wobei der Höhenwert oder die Höhenlage über einen Höhenwertsensor (5) oder Altimeter bestimmt wird, welcher die Höhe durch Nivellement, Tachymetrie, GPS oder barometrisch bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruckgradientenschwellenwert an ein Unterdruckniveau des dem Bremskraftverstärker (3) zugeführten Unterdrucks angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterdruckniveau des dem Bremskraftverstärker (3) zugeführten Unterdrucks durch einen Sensor (4) in dem Bremskraftverstärker (3) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) nur aktiviert wird, wenn der Bremsdruck über einem Bremsdruckschwellenwert liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsluftdruck über einen Höhenwert erfasst wird, welcher über einen Höhenwertsensor (5) erfasst wird.
Bremsassistent für ein Fahrzeug, wobei der Bremsassistent (1) eine Ansteuereinheit (8) und einen Bremsdrucksensor (9) umfasst, wobei der Bremsassistent (1) zur Ansteuerung eines mit einem zugeführten Unterdruck arbeitenden Bremskraftverstärkers (3) des Fahrzeugs (10) ausgestaltet ist, um dadurch einen auf eine Bremse (7) des Fahrzeugs (10) einwirkenden Bremsdruck automatisch einzustellen, wobei der Bremsdrucksensor (9) zur Erfassung eines auf die Bremse (7) des Fahrzeugs (10) einwirkenden Bremsdrucks ausgestaltet ist, wobei der Bremsassistent (1) derart ausgestaltet ist, dass der Bremsassistent (1) den Bremskraftverstärker (3) zur Optimierung des Bremsdrucks mittels der Ansteuereinheit (8) ansteuert, wenn die Ansteuereinheit (8) erfasst, dass ein aus einem Verlauf des erfassten Bremsdrucks abgeleiteter Bremsdruckgradient über einem Bremsdruckgradientenschwellenwert liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) derart ausgestaltet ist, dass dem Bremsassistenten (1) ein Umgebungsluftdruck zuführbar ist, dass die Ansteuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuereinheit (8) den Bremsdruckgradientenschwellenwert an den Umgebungsluftdruck anpasst, und dass der Umgebungsluftdruck von einem Höhenwert oder von einer Höhenlage abgeleitet wird, wobei der Höhenwert oder die Höhenlage über einen Höhenwertsensor (5) oder Altimeter bestimmt wird, welcher die Höhe durch Nivellement, Tachymetrie, GPS oder barometrisch bestimmt.
Bremsassistent nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) derart ausgestaltet ist, dass dem Bremsassistenten (1) ein Unterdruckniveau des zugeführten Unterdrucks zuführbar ist, und dass die Ansteuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuereinheit (8) den Bremsdruckgradientenschwellenwert an das Unterdruckniveau anpasst.
Bremsassistent nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) einen das Unterdruckniveau des zugeführten Unterdrucks messenden Unterdrucksensor (4) umfasst, welcher in dem Bremskraftverstärker (3) angeordnet ist.
Bremsassistent nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) mit einer Steuerung (2) des Fahrzeugs (10) koppelbar ist, über welche der Bremsassistent (1) einen Höhenwert erfasst, und dass die Ansteuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuereinheit (8) über den Höhenwert den Umgebungsluftdruck ermittelt.
Bremsassistent nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsassistent (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5 ausgestaltet ist.
Fahrzeug mit einem Bremsassistent nach einem der Ansprüche 6-10.