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Ausführungsformen des hierin beschriebenen Gegenstands betreffen allgemein Fahrzeug-Notfallsteuersysteme und insbesondere Notfallbremssysteme und Notfalllenksysteme, die in Verbindung mit einer Kollisionsverhinderung verwendet werden.
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Moderne Fahrzeuge umfassen oft eine bestimmte Form eines Stabilitätssteuersystems, um sicherzustellen, dass der tatsächliche Weg des Fahrzeugs dem durch den Fahrer beabsichtigten Weg entspricht, insbesondere während harter Bremsmanöver und/oder Lenkmanöver. Solche Fahrzeuge könnten auch Kollisionsvermeidungssysteme aufweisen, die detektieren, ob sich ein Objekt auf dem Weg des Fahrzeugs befindet, und anschließend dementsprechend eine Korrekturmaßnahme ergreifen. Diese Korrekturmaßnahme könnte die Form eines Alarmierens des Fahrers oder eines autonomen Anwendens des Bremsens und/oder der Lenkung annehmen, um die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis zu verringern.
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Systeme aus dem Stand der Technik nehmen typischerweise an, dass das Fahrzeug eine spezielle Querbeschleunigung (in seitlicher Richtung) und eine spezielle Längsbeschleunigung (vorwärts/rückwärts) aufrechterhalten kann, typischerweise innerhalb einer Reibungsellipse mit einer maximalen Querbeschleunigung von 0,8 g und einer maximalen Längsbeschleunigung von 0,9 g für eine trockene Straßenoberfläche mit hohem Koeffizienten. Diese Beschleunigungswerte werden anschließend durch das System verwendet, um zu ermitteln, wie stark das Bremsen und Lenken angewendet werden kann, während eine geeignete Traktion zwischen dem Fahrzeug und der Straße weiterhin aufrechterhalten wird.
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Unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise Regen, Schnee usw., können die tatsächlichen Fähigkeiten des Fahrzeugs bzgl. der maximalen Quer- und Längsbeschleunigung verringert sein.
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Aus der ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug bekannt, das einen Controller für ein Kollisionsvorbereitungssystem, der ausgebildet ist, um Reibungsdaten zu empfangen, die den Reibungskoeffizienten zwischen einem Fahrzeug und einer Straßenoberfläche angeben, einen Bremscontroller, der mit dem Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem gekoppelt ist, und einen Lenkcontroller umfasst, der mit dem Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem gekoppelt ist. Dabei ist der Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem ausgebildet, um einen Satz von vorbestimmten Kriterien zu speichern, die mit der Bewegung des Fahrzeugs in Beziehung stehen, einen Satz von Fahrzeugmaßnahmen zu speichern, die dem Satz von vorbestimmten Kriterien zugeordnet sind, den Satz von vorbestimmten Kriterien basierend auf den Reibungsdaten zu modifizieren und basierend auf dem modifizierten Satz von vorbestimmten Kriterien einen Bremsbefehl an den Bremscontroller und/oder einen Lenkbefehl an den Lenkcontroller zu liefern.
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Die
DE 197 43 383 A1 beschreibt ein Steuersystem für ein Fahrzeug, mit dem Bremsbefehle zur Reibungsdetektion iterativ an einen Bremscontroller geliefert werden, bis ein Schlupfschwellenwert ermittelt ist, der dadurch charakterisiert ist, dass das Fahrzeug die Traktion mit einer Oberfläche im Wesentlichen verliert, und mit dem Reibungsdaten basierend auf dem Schlupfschwellenwert zu ermittelt werden.
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Ferner ist in der
DE 10 2007 039 176 A1 ein Verfahren beschrieben, bei dem eine oder mehrere Bremsen eines Fahrzeugs automatisch aktiviert werden, bis das Fahrzeug ein Schlupfereignis erfährt, das dadurch charakterisiert ist, dass das Fahrzeug die Traktion mit einer Oberfläche im Wesentlichen verliert, und bei dem eine Beschleunigung des Fahrzeugs während des Schlupfereignisses ermittelt wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug zu schaffen, die unmittelbar an gemessene Reifen- und Straßen-Reibungseigenschaften anpassbar sind, wenn eine Korrekturmaßnahme zur Kollisionsvermeidung durchgeführt werden soll.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Steuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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Ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform umfasst allgemein, dass ein Bremsniveau des Fahrzeugs iterativ modifiziert wird, bis ermittelt wird, dass das Fahrzeug die Traktion bezogen auf die Straßenoberfläche im Wesentlichen verloren hat, und dass anschließend der Reibungskoeffizient zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen basierend auf dem Bremsniveau zu der Zeit ermittelt wird, zu der das Fahrzeug die Traktion im Wesentlichen verloren hat. Bei einer Ausführungsform werden vorhergehende ABS- oder andere Fahrzeugsteuerereignisse als eine Basis zum Schätzen eines anfänglichen Bremsniveaus verwendet, das während der Prozedur zur Messung der Reibung angewendet werden soll.
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Ein Steuersystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform umfasst allgemein: einen Controller für ein Kollisionsvorbereitungssystem, der ausgebildet ist, um Reibungsdaten zu empfangen, die den Reibungskoeffizienten zwischen einem Fahrzeug und einer Straßenoberfläche angeben; einen Bremscontroller, der mit dem Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem gekoppelt ist; und einen Lenkcontroller, der mit dem Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem gekoppelt ist. Der Controller für das Kollisionsvorbereitungssystem ist ausgebildet, um: einen Satz von vorbestimmten Kriterien zu speichern, die mit der Bewegung des Fahrzeugs in Beziehung stehen; einen Satz von Fahrzeugmaßnahmen zu speichern, die dem Satz von vorbestimmten Kriterien zugeordnet sind; Bremsbefehle zur Reibungsdetektion iterativ an den Bremscontroller zu liefern, bis ein Schlupfschwellenwert ermittelt ist; die Reibungsdaten basierend auf dem Schlupfschwellenwert zu ermitteln; den Satz von vorbestimmten Kriterien basierend auf den Reibungsdaten zu modifizieren; und basierend auf dem modifizierten Satz von vorbestimmten Kriterien einen Bremsbefehl an den Bremscontroller und/oder einen Lenkbefehl an den Lenkcontroller zu liefern. Ein solches deterministisches Bremsmanöver kann auch als eine Kollisionswarnung für den Fahrer des Fahrzeugs arbeiten.
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Ein vollständigeres Verständnis des Gegenstands kann durch die Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn diese in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren betrachtet werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen überall in den Figuren auf ähnliche Elemente beziehen.
- 1 ist ein konzeptionelles Blockdiagramm eines Fahrzeugs und eines Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 ist eine konzeptionelle Seitenansicht, welche die Reibungskraft zwischen einem Reifen und einer Oberfläche zeigt;
- 3 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Prozedur zur Messung eines Reibungskoeffizienten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die nachfolgende ausführliche Beschreibung ist nur darstellender Natur und soll die Ausführungsformen des Gegenstands oder die Anwendungsmöglichkeit und Verwendungen solcher Ausführungsformen nicht einschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an irgendeine ausdrückliche oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung dargestellt ist.
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Zu Zwecken der Kürze werden viele herkömmliche Techniken und Prinzipien, die sich auf Fahrzeug-Bremssysteme, -Lenksysteme, -Steuersysteme und dergleichen beziehen, hierin nicht im Detail beschrieben.
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Techniken und Technologien können hierin anhand von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben sein. Es ist einzusehen, dass solche Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten realisiert werden können, die ausgebildet sind, um die speziellen Funktionen auszuführen. Eine Ausführungsform eines Systems oder einer Komponente kann beispielsweise verschiedene integrierte Schaltungskomponenten verwenden, z.B. Speicherelemente, Elemente zur digitalen Signalverarbeitung, Logikelemente, Nachschlagetabellen oder dergleichen, die eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuereinrichtungen ausführen können.
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Die nachfolgende Beschreibung kann sich auf Elemente oder Knoten oder Merkmale beziehen, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hierin verwendet, bedeutet „verbunden“, wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise angegeben ist, dass ein Element/Knoten/Merkmal mit einem anderen Element/Knoten/Merkmal direkt verbunden ist (oder mit diesem direkt in Verbindung steht), und zwar nicht notwendigerweise mechanisch. Auf ähnliche Weise bedeutet „gekoppelt“, wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise angegeben ist, dass ein Element/ Knoten/Merkmal mit einem anderen Element/Knoten/Merkmal direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit diesem in Verbindung steht), und zwar nicht notwendigerweise mechanisch.
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1 ist ein Blockdiagramm als konzeptionelle Draufsicht auf ein beispielhaftes Kollisionsvermeidungssystem 100 für ein Kraftfahrzeug (oder einfach „Fahrzeug“) 102. Man beachte, dass im Interesse der Klarheit verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 102, wie beispielsweise Reifen, Räder, Bremsen, Lenkmechanismen und dergleichen, in 1 nicht dargestellt sind. Auf ähnliche Weise werden Fachleute einsehen, dass die vorliegende Erfindung, obgleich das Fahrzeug 102 in 1 als ein Standard-Automobil gezeigt ist, in dem Kontext von Lastkraftwagen oder eines beliebigen anderen Fahrzeugs verwendet werden kann, bei denen eine Notfalllenkung/ ein Notfallbremsen wünschenswert sein kann.
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Wie es gezeigt ist, umfasst das System 100 einen Satz von Bremsaktuatoren 104, die mit einem Bremscontroller 120 gekoppelt sind, und einen Lenkaktuator 106, der mit einem Lenkcontroller 110 gekoppelt ist. Sowohl der Bremscontroller 120 als auch der Lenkcontroller 110 sind mit einem Stabilitätscontroller 122 und einem Einstellungscontroller 124 für ein Kollisionsvorbereitungssystem (CPS) gekoppelt, der selbst Information von einem CPS-System 108 empfängt (z.B. Information bzgl. einer möglichen Kollision).
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Im Allgemeinen empfängt der Stabilitätscontroller
122 verschiedene Eingaben
132 von Sensoren und anderen Komponenten des Kraftfahrzeugs
102, die sich beispielsweise auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung, die Giergeschwindigkeit, den Radwinkel, die Raddrehzahl oder andere Eigenschaften des Kraftfahrzeugs
102 beziehen. Der Stabilitätscontroller
122 verarbeitet diese Eingaben anschließend und ermittelt, ob bestimmte Maßnahmen ergriffen werden sollten, um die Stabilität des Fahrzeugs
102 aufrechtzuerhalten. Bei einer Ausführungsform ist beispielsweise ein Stabilitätscontroller
122 implementiert, wie er in der
US 5 941 919 A beschrieben ist.
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Das CPS-Detektionssystem
108 ist ausgebildet, um den Zustand des Fahrzeugs
102 bezogen auf Objekte in dessen Umgebung zu ermitteln - beispielsweise Objekte auf dem Weg des Fahrzeugs
102, die ein Kollisionsrisiko darstellen könnten - und um das geeignete Signal und/oder die geeignete Information an den CPS-Einstellungscontroller
124 zu liefern. Bei einer Ausführungsform ist das CPS-Detektionssystem
108 auf die Weise implementiert, wie sie in einem oder mehreren von der
US 7 375 620 B2 und der
US 2012 / 168 973 A1 offenbart ist, und es umfasst eine oder mehrere Radarkomponenten kurzer Reichweite, Radarkomponenten mit langer Reichweite oder eine beliebige andere Zusammenstellung von Komponenten, die ausgebildet ist, um die Anwesenheit von Objekten in der Nähe des Fahrzeugs
102 zu detektieren.
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Der CPS-Einstellungscontroller 124 empfängt ein Signal oder eine andere Information von dem CPS-Detektionssystem 108, verarbeitet diese Information und ermittelt, ob Lenk- und/oder Bremsmanöver ausgeführt werden sollten, um eine Kollision mit einem Objekt auf dem Weg des Fahrzeugs 102 zu verhindern oder deren Wahrscheinlichkeit zu verringern. Das heißt, dass der CPS-Einstellungscontroller, während der Stabilitätscontroller 122 im Allgemeinen das Aufrechterhalten der Stabilität des Fahrzeugs 102 betrifft, auf das Verhindern oder Abschwächen einer Kollision des Fahrzeugs 102 für den Fall gerichtet ist, dass bestimmte Kriterien erfüllt sind.
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Der CPS-Einstellungscontroller 124, der Stabilitätscontroller 122, der Bremscontroller 120 und der Lenkcontroller wirken zusammen, um das Bremsen und/oder das Lenken des Kraftfahrzeugs 102 in Ansprechen auf die Information einzustellen, die von dem CPS-Detektionssystem 108 empfangen wird. Das heißt, dass der CPS-Einstellungscontroller 124 im Allgemeinen in dem Fall, das die Bewegung des Fahrzeugs 102 zu gewissen vorbestimmten Kriterien passt (die, falls erforderlich, durch eine auf die Straßenbedingungen bezogene Information modifiziert werden), ein Bremssignal an das System des Bremscontrollers 120 und/oder ein Lenksignal an den Lenkcontroller 110 sendet, um dadurch zu bewirken, dass der Bremsaktuator 104 und/oder der Lenkaktuator 106 die geeigneten Kollisionsvermeidungsmanöver ausführen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt der CPS-Einstellungscontroller 124 auch eine Eingabe 130, die eine Reibungseigenschaft (z.B. den statischen oder dynamischen Reibungskoeffizienten) der Straßenoberfläche bezogen auf die Reifen des Fahrzeugs 102 angibt (im Allgemeinen als „Reibungsdaten“ 130 bezeichnet), und er verwendet diese Information, um zu ermitteln, ob und in welchem Ausmaß Kollisionsvermeidungsmanöver ausgeführt werden sollten. Der Ausdruck „Reibungsdaten“ wird daher ohne Verlust an Allgemeinheit derart verwendet, dass er eine beliebige Form eines Signals bedeutet, ganz gleich ob digital oder analog, das die Straße/ Reifenreibung direkt repräsentiert oder das verwendet werden kann, um die Straße/Reifenreibung abzuleiten und/oder zu schätzen. Die Reibungsdaten 130 können beispielsweise einen analogen Strom oder eine analoge Spannung umfassen, der bzw. die mit einer Reibungseigenschaft korreliert ist (z.B. mittels einer Nachschlagetabelle oder einer empirisch abgeleiteten Gleichung). Alternativ können die Reibungsdaten 130 ein digitales Signal umfassen, das eine ganze oder reelle Zahl repräsentiert, die gemäß einem beliebigen herkömmlichen Protokoll zur digitalen Kommunikation übertragen wird.
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Unabhängig von der Weise, auf welche die Reibungsdaten 130 erfasst oder abgeleitet werden, umfassen diese Daten vorzugsweise zumindest einen Wert eines Reibungskoeffizienten. Nun auf 2 in Verbindung mit 1 Bezug nehmend, wird aufgrund eines Teils des Gewichts des Fahrzeugs 102 eine Kraft F auf den Reifen 204 ausgeübt, die in einem Kontaktbereich (oder an einer „Kontaktstelle“) 206 der Oberfläche 202 eine entgegengesetzte und gleichgroße Normalkraft N an dem Reifen 204 erzeugt. Die dargestellte Reibungskraft Ff ist dann die Kraft, die gegen die relative Längsbewegung des Reifens 204 in dem Kontaktbereich 206 bezogen auf die Oberfläche 202 Widerstand leistet. Obgleich der Kraftvektor Ff derart gezeigt ist, dass er von links nach rechts zeigt, werden Fachleute einsehen, dass Ff in Abhängigkeit von den kinematischen Bedingungen in eine beliebige allgemeine Richtung senkrecht zu der Normalkraft N orientiert sein kann.
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Diese Kraft Ff hängt von der Normalkraft N und den Reibungseigenschaften der Grenzfläche zwischen Reifen und Straße ab. Der maximale Wert von Ff wird als das Produkt der Normalkraft N und eines dimensionslosen Parameters µ ausgedrückt, der als der Reibungskoeffizient bezeichnet wird. Dieser Reibungskoeffizient µ kann ein Maß entweder für den statischen Reibungskoeffizienten oder für den dynamischen Reibungskoeffizienten sein. Der statische Reibungskoeffizient ist der Reibung zwischen zwei Objekten zugeordnet, die sich an ihrem Kontaktpunkt (d.h. in dem Bereich 206) bezogen aufeinander nicht bewegen. Umgekehrt ist der dynamische Reibungskoeffizient der Reibung zwischen zwei Objekten zugeordnet, die an ihrem Kontaktpunkt eine Relativbewegung ausführen.
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In dem Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck Reibungskoeffizient allgemein auf den effektiven statischen Reibungskoeffizienten zwischen dem Reifen 204 und der Oberfläche 202, und er kann daher eine beliebige von verschiedenen Unterkategorien von Reibungseffekten berücksichtigen, einschließlich einer Fluidreibung, einer Trockenreibung, einer Oberflächenreibung und dergleichen. Das heißt, dass der Reibungskoeffizient die Anwesenheit von Wasser, Öl, Schmutz und/oder anderen Materialen berücksichtigen kann, die zwischen dem Reifen 204 und der Oberfläche 202 vorhanden sein könnten.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 2 wird sich der Reifen 204 dann, wenn angenommen wird, dass sich der Reifen 204 gegen den Uhrzeigersinn dreht und sich folglich von rechts nach links bewegt, auf eine wohlgeordnete Weise weiterdrehen und die Traktion so lange aufrechterhalten, wie die Längskraft, die durch den Reifen 204 in dem Bereich 206 ausgeübt wird, den Betrag der Reibungskraft Ff nicht überschreitet. Wenn die Längskraft jedoch den Betrag der Reibungskraft Ff überschreitet (z.B. aufgrund einer übermäßigen Vorwärtsbeschleunigung oder eines plötzlichen Bremsens), wird der Reifen 204 anschließend die Traktion verlieren und bezogen auf die Oberfläche 202 rutschen, d.h. anstatt einfach in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn zu rollen.
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Um ein Fahrzeug innerhalb seiner Grenzen der Reibungskraft zu halten, wie es in Verbindung mit
2 beschrieben ist, ist es oft angebracht, die „Reibungsellipse“ oder den „Reibungskreis“ zu visualisieren, die bzw. der die Bewegung des Fahrzeugs bestimmt. Bei einer beliebigen praktischen Anwendung hängt die Form des Reibungskreises von einer Vielzahl von Faktoren ab, die Reifeneigenschaften (das Material, die Lauffläche, die Temperatur des Reifens usw.), Bedingungen der Straßenoberfläche, das Fahrzeuggewicht, Eigenschaften der Fahrzeugdynamik und dergleichen umfassen. Der Reibungskreis verengt sich effektiv, wenn der Reibungskoeffizient verringert wird. Im Allgemeinen umfasst ein Kollisionsvermeidungsprozess daher, der durch den CPS-Einstellungscontroller
124 von
1 ausgeführt wird, dass ein Satz von Kriterien und ein Satz von entsprechenden Maßnahmen gespeichert werden (z.B. Brems- und Lenkmanöver zum Ausweichen), dass die Kriterien basierend auf den Reibungsdaten modifiziert werden und dass die geeigneten Maßnahmen anschließend ausgeführt werden, wenn die vorbestimmten Kriterien (oder „Eintrittskriterien“) erfüllt sind. Weitere Information bzgl. Reibungskreise und auf diese bezogener Kriterien können beispielsweise in der ebenfalls anhängigen
US-Anmeldung Nr. 12/790,455 gefunden werden, die hierdurch durch Bezugnahme eingebunden ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der CPS-Einstellungscontroller den Bremscontroller 120 von 1 autonom an, einen kurzen Bremspuls auszuführen (während sich das Fahrzeug bewegt), und er überprüft anschließend die resultierende Beschleunigung des Fahrzeugs, um den Reifen/Straße-Reibungskoeffizienten zu ermitteln. Diese Reibungsdaten werden anschließend verwendet, um das Ansprechen des Fahrzeugsicherheitssystems maßzuschneidern. Wenn das Fahrzeug kürzlich ein Antiblockier- oder Stabilitätssteuerereignis erfahren hat, kann ferner das Niveau der resultierenden Beschleunigung während des Ereignisses ermittelt und als eine Basisschätzung der Beschleunigung verwendet werden, der die gegenwärtige Reifen/Straße-Grenzfläche standhalten kann.
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Unter Bezugnahme auf die in 3 und 4 gezeigten Flussdiagramme wird nun ein beispielhaftes Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Verfahren kann durch eine beliebige Kombination von Hardware und Software implementiert werden, und es kann in einem beliebigen der funktionalen Blöcke, die in 1 gezeigt sind, lokalisiert sein oder in diesen verteilt sein.
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Anfänglich wird während des normalen Betriebs des Fahrzeugs angenommen (d.h. während das Kraftfahrzeug in Bewegung ist), dass ein Objekt von Interesse auf dem Weg des Fahrzeugs detektiert wird (Schritt 302). Das Objekt kann beispielsweise durch das CPS-Detektionssystem 108 von 1 detektiert werden. Das Objekt von Interesse kann ein Mensch, ein Tier, ein anderes Fahrzeug oder ein beliebiges anderes Objekt sein, das sich innerhalb des Weges des Fahrzeugs befinden könnte.
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Als nächstes ermittelt das System bei Schritt 304, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt von Interesse innerhalb einer gewissen geeigneten vorbestimmten Zeitspanne (t1) auftreten wird. Bei einer Ausführungsform beträgt t1 beispielsweise ungefähr 1,5 - 2,5 Sekunden, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Wenn ermittelt wird, dass eine Kollision ohne eine Maßnahme des Fahrers wahrscheinlich in der vorbestimmten Zeitspanne auftreten wird, fragt das System ab, ob ein ABS- oder ein anderes Fahrzeugsteuerereignis (z.B. ein Stabilitätssteuerereignis) innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (t2) stattgefunden hat. Im Allgemeinen ist ein Fahrzeugsteuerereignis ein beliebiges Ereignis, bei dem die Traktion zwischen dem Fahrzeug und der Straße ganz oder teilweise verloren wurde, und es wird vorzugsweise eine Historie solcher Fahrzeugsteuerereignisse (mit entsprechenden Zeitstempeln) in dem Stabilitätscontroller 122 oder einer bestimmten anderen Komponente des in 1 gezeigten Systems gespeichert. Das System fragt anschließend die gespeicherten Daten ab, um zu ermitteln, ob ein solches Ereignis innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne stattgefunden hat.
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Der Zeitrahmen, der für t2 verwendet wird, wird im Allgemeinen eine Anzahl von Faktoren ausbalancieren. Es ist beispielsweise wünschenswert, dass t2 ausreichend groß ist, sodass zurückliegende Daten erfasst werden, die nützlich sein könnten, um den Reibungskoeffizienten der gegenwärtigen Straßenoberfläche zu schätzen (als eine erste Näherung). Gleichzeitig ist es jedoch wünschenswert, dass t2 nicht derart groß ist, dass Ereignisse erfasst werden, die auf einer anderen Straßenoberfläche aufgetreten sind. Wenn das Fahrzeug beispielsweise gegenwärtig auf einer Fahrbahn fährt, wären beliebige vorhergehende Daten, die ein ABS-Ereignis auf einer Schotterstraße betreffen, wahrscheinlich nicht hilfreich. Daher reicht t2 bei einer Ausführungsform von ungefähr 3 bis 10 Sekunden, obwohl die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Während eines Fahrzeugsteuerereignisses des Typs, der in Schritt 306 abgefragt wird, sind die Beschleunigung und andere kinematische Eigenschaften des Fahrzeugs zu dieser Zeit durch eines oder mehrere der in 1 gezeigten Module im Allgemeinen bekannt. Diese Information wird anschließend, wenn sie verfügbar ist, als eine erste Näherung des Reibungskoeffizienten verwendet. Das heißt, dass die Verarbeitung dann, wenn ein Fahrzeugsteuerereignis bei Schritt 306 gefunden wurde, bei Schritt 308 fortfährt, bei dem eine Prozedur zur Messung des Reibungskoeffizienten ausgeführt wird (wie nachstehend diskutiert wird), die mit der Information über das Verlangsamungsniveau anhand des Fahrzeugsteuerereignisses beginnt. Wenn kein Ereignis gefunden wurde, wird die Prozedur zur Messung des Reibungskoeffizienten verwendet, die mit einem Standardniveau für die Verlangsamung ohne den Vorteil einer ersten Näherung startet (Schritt 310).
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Ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln des Reibungskoeffizienten ist in 4 gezeigt. Wenn der Prozess beginnt (402), aktiviert das System ein automatisches Bremsen auf einem gewissen vorbestimmten Niveau. Wenn bei Schritt 306 kein vorhergehendes Fahrzeugsteuerereignis detektiert wurde, kann das System anschließend bei einem bestimmten vorausgewählten hohen Bremsniveau beginnen - beispielsweise bei 0,6 g. Das heißt, dass das Bremsmodul 120 von 1 die Aktuatoren 104 anweist, ein Bremsniveau zu liefern, das dazu führt, dass das Fahrzeug eine negative Beschleunigung von 0,6 g erfährt.
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Wenn jedoch eine erste Näherung bei Schritt 306 ermittelt wurde, wird dieses Niveau für die Verlangsamung (die „Ereignis-Beschleunigung“) anschließend als das anfängliche Bremsniveau verwendet. Wenn beispielsweise ein zurückliegendes ABS-Ereignis auf eine solche Weise aufgetreten ist, dass das Fahrzeug nicht mehr als 0,3 g an Beschleunigung aufrechterhalten konnte, ohne die Traktion zu verlieren, wird das anfängliche Bremsniveau für das Bremsen auf ungefähr 0,3 g festgelegt.
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Als nächstes stellt das System bei den Schritten 406 und 408 das Niveau für das automatische Bremsen iterativ ein (es verringert oder erhöht dieses), bis der Schlupfschwellenwert erreicht ist - d.h., der Punkt, an dem das Fahrzeug die Traktion verliert. Wenn beispielsweise 0,3 g für das Bremsen angewendet wird und das Fahrzeug die Traktion weiterhin aufrechterhält, wird das Bremsen folglich iterativ erhöht, bis das Fahrzeug die Traktion verliert. Wenn umgekehrt bei Schritt 404 0,9 g für das Bremsen angewendet wird und das Fahrzeug die Traktion sofort verliert, wird das Bremsniveau anschließend iterativ verringert, bis das Fahrzeug die Traktion aufrechterhält. In beiden Fällen wird das automatische Bremsen beendet, sobald der Schlupfschwellenwert ermittelt ist. Die Schritte 404 - 408 finden folglich in einem relativ kurzen Zeitrahmen statt (z.B. in ungefähr 1 - 1,5 Sekunden), was zu einem kurzen Bremspuls führt.
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Sobald der Schlupfschwellenwert ermittelt ist, wird die Verlangsamung des Fahrzeugs in diesem Moment oder in der Nähe dieses Moments anschließend verwendet, um den Reibungskoeffizienten zu ermitteln, wie es vorstehend im Detail beschrieben ist (d.h. unter Verwendung der Masse des Kraftfahrzeugs, des Betrags der Schlupfkraft usw.). Alternativ kann nur die Beschleunigung zu dieser Zeit ermittelt werden, und es werden Entscheidungen basierend auf dem Beschleunigungswert getroffen, der als eine Näherung für den Reibungswert dient. Das heißt, dass der Ausdruck „Reibungsdaten“, wie er hierin verwendet wird, auch Daten bzgl. der Beschleunigung umfasst, die mit dem Reibungskoeffizienten korreliert werden können. Bei einer Ausführungsform berechnet das System die Resultierende der gegenwärtigen Querbeschleunigung und der letzten Längsbeschleunigung vor dem Rutschen. Diese Resultierende wird anschließend als die Basis zur Ermittlung des Reibungskoeffizienten verwendet.
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Wieder zu dem in 3 gezeigten Flussdiagramm zurückkehrend, fährt die Verarbeitung mit Schritt 314 fort, bei dem der berechnete Reibungskoeffizient an den CPS-Einstellungscontroller 124 geliefert wird, der diesen Wert anschließend verwendet, um das Eintrittskriterium (das vorstehend beschrieben ist) zum Aktivieren von Kollisionsvermeidungsmanövern zu modifizieren. Wenn Kollisionsvermeidungsmanöver erforderlich sind (basierend auf den Eintrittskriterien), liefert der CPS-Einstellungscontroller 124 derart geeignete Signale an den Bremscontroller 120 und den Lenkcontroller 110, dass das Fahrzeug verlangsamt und/oder lenkt, um dem Objekt von Interesse auf dem Weg des Fahrzeugs auszuweichen. Dieser Schritt kann auch umfassen, das ein Vorwärts-Kollisionsalarm aktiviert wird - z.B. ein hörbarer und/oder sichtbarer Alarm, der durch den Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen werden soll und ihn oder sie davor warnt, dass ein Objekt auf dem Weg des Fahrzeugs existiert. Der Alarm kann beispielsweise mittels eines beliebigen der funktionalen Module erzeugt werden, die in 1 dargestellt sind.
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Obgleich zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, ist einzusehen, dass eine enorme Anzahl von Abwandlungen existiert. Es ist auch einzusehen, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben ist bzw. sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Ausbildung des beanspruchten Gegenstands auf keine Weise einschränken sollen. Stattdessen wird die vorstehende ausführliche Beschreibung Fachleuten einen bequemen Fahrplan liefern, um die beschrieben Ausführungsform oder die beschriebenen Ausführungsformen zu implementieren. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung von Elementen ausgeführt werden können, ohne von dem Umfang abzuweichen, der durch die Ansprüche definiert ist und bekannte Äquivalente sowie vorhersehbare Äquivalente zum Zeitpunkt der Einreichung dieser Patentanmeldung umfasst.
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Es wird ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug offenbart, das umfasst: dass ein Bremsniveau des Fahrzeugs iterativ modifiziert wird, bis ermittelt wird, dass ein Reifen des Fahrzeugs die Traktion bezogen auf eine Oberfläche, die mit dem Reifen in Kontakt steht, im Wesentlichen verloren hat; und dass ein Reibungskoeffizient zwischen der Oberfläche und dem Reifen basierend auf dem Bremsniveau zu der Zeit ermittelt wird, zu der das Fahrzeug die Traktion bezogen auf die Oberfläche im Wesentlichen verloren hat, wobei insbesondere die folgenden Schritte vorgesehen sind: dass das iterative Modifizieren des Bremsniveaus umfasst, dass das Bremsniveau um einen vorbestimmten Betrag erhöht oder verringert wird und/oder dass das Ermitteln des Reibungskoeffizienten umfasst, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs zu der Zeit ermittelt wird, zu der das Fahrzeug die Traktion bezogen auf die Oberfläche verloren hat, und/oder dass ermittelt wird, ob ein Fahrzeugsteuerereignis innerhalb eines vorbestimmten Zeitrahmens aufgetreten ist; dass eine Ereignis-Beschleunigung des Fahrzeugs zu der Zeit ermittelt wird, zu der das Fahrzeugsteuerereignis aufgetreten ist; dass eine erste Näherung des Bremsniveaus basierend auf der Ereignis-Beschleunigung ausgewählt wird, wobei der vorbestimmte Zeitrahmen insbesondere zwischen 3 und 10 Sekunden beträgt, und/oder ferner umfassend, dass ermittelt wird, ob eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt von Interesse innerhalb eines vorbestimmten Zeitrahmens auftreten wird, und/oder ferner umfassend, dass eine Alarmnachricht für einen Fahrer in dem Fahrzeug erzeugt wird, und/oder ferner umfassend, dass Kriterien für ein Aktivieren von Kollisionsvermeidungsmanövern basierend auf dem Reibungskoeffizienten modifiziert werden.
