DE102011107271B4 - Method and device for controlling a brake of a vehicle and vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung (20) zur Steuerung einer Bremse (4) eines Fahrzeugs (10) werden beschrieben. Dabei wird ein Zustand des Fahrzeugs (10) erfasst, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse (4) indiziert, um eine Bremswirkung der Bremse (4) zu erhöhen. Zusätzlich wird eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs (10) erfasst. Bei einem Erfassen des Zustands wird die Bremse (4) des Fahrzeugs (10) automatisch abhängig davon, ob die Kurvenfahrt erfasst wird oder nicht, angesteuert.A method and apparatus (20) for controlling a brake (4) of a vehicle (10) will be described. In this case, a state of the vehicle (10) is detected, which indicates an automatic activation of the brake (4) in order to increase a braking effect of the brake (4). In addition, a cornering of the vehicle (10) is detected. Upon detecting the condition, the brake (4) of the vehicle (10) is automatically driven depending on whether the turning is detected or not.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug.The present invention relates to a method and apparatus for controlling a brake of a vehicle and a vehicle.
Die
Die
Die
Die nächstkommende
Heutzutage finden Kollisionswarn- und Notbremssysteme im Kraftfahrzeugbereich immer weitere Verbreitung. Diese Systeme nutzen unterschiedliche Sensoren (z. B. Radar, Laser, Kamera), um vorausfahrende Verkehrsteilnehmer (Autos, LKWs, Radfahrer, Fußgänger usw.) oder bestimmte Fahrzustände zu erkennen. Wird mit Hilfe dieser Sensoren beispielsweise ein Fahrzustand erfasst, in welchem der Fahrer des Fahrzeugs einen Unfall selbst nicht mehr vermeiden kann, dann wird eine automatische Verzögerung des Fahrzeugs ausgelöst. Diese automatisch verursachte Verzögerung dient der Reduktion der Kollisionsgeschwindigkeit und damit des Ausmaßes der Kollision, wobei in Ausnahmefällen die Kollision auch gänzlich vermieden werden kann.Nowadays, collision warning and emergency braking systems are becoming increasingly widespread in the automotive sector. These systems use different sensors (eg radar, laser, camera) to detect drivers driving ahead (cars, trucks, cyclists, pedestrians, etc.) or certain driving conditions. If, for example, a driving condition is detected with the aid of these sensors, in which the driver of the vehicle can no longer avoid an accident himself, then an automatic deceleration of the vehicle is triggered. This automatically caused delay serves to reduce the collision speed and thus the extent of the collision, whereby in exceptional cases the collision can also be completely avoided.
Bei einer solchen automatischen Betätigung einer Bremse des Fahrzeugs ist es aus Gründen der Produkthaftung jedoch ratsam, dass die automatisch verursachte Verzögerung des Fahrzeugs auch für den nachfolgenden Verkehr beherrschbar ist, so dass nicht durch die automatisch verursachte Verzögerung ein sonst zu vermeidender Unfall erfolgt.In such an automatic operation of a brake of the vehicle, however, it is advisable for reasons of product liability that the automatically caused deceleration of the vehicle is manageable for subsequent traffic, so that is not caused by the automatically caused delay otherwise an accident to avoid.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die automatische Betätigung einer Bremse eines Fahrzeugs bezüglich eines nachfolgenden Verkehrs sicherer auszugestalten, als dies nach dem Stand der Technik der Fall ist.Therefore, the present invention has the object, the automatic operation of a brake of a vehicle with respect to a subsequent traffic safer to design, as is the case in the prior art.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Steuerung einer Bremse eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 und 3, durch eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse eines Fahrzeugs nach Anspruch 6 und 7, sowie durch ein Fahrzeug nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention this object is achieved by a method for controlling a brake of a vehicle according to
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung einer Bremse eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei wird ein Zustand des Fahrzeugs erfasst, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse (insbesondere eine automatische Betätigung der Bremse) anzeigt, um eine Bremswirkung der Bremse zu erhöhen. Darüber hinaus wird eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst. Wird nun der oben genannte Zustand erfasst, wird die Bremse des Fahrzeugs automatisch abhängig davon, ob aktuell eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst wird oder nicht, angesteuert.In the context of the present invention, a method for controlling a brake of a vehicle is provided. In this case, a state of the vehicle is detected, which indicates an automatic activation of the brake (in particular an automatic actuation of the brake) in order to increase a braking action of the brake. In addition, a cornering of the vehicle is detected. If now the above-mentioned state is detected, the brake of the vehicle is automatically controlled depending on whether currently a cornering of the vehicle is detected or not.
Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass gerade bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein automatisch eingeleitetes Bremsmanöver des Fahrzeugs dazu führen kann, dass es zu einer Kollision mit einem nachfolgenden Fahrzeug, welches hinter dem Fahrzeug fährt, kommt. Dies ist beispielsweise dem Umstand geschuldet, dass der Fahrer des nachfolgenden Fahrzeugs aufgrund der Kurvenfahrt die Bremse seines Fahrzeugs ungenügend betätigt (so dass sich eine zu geringe Verzögerung zur Vermeidung der Kollision ergibt), da er befürchtet, die Beherrschung über sein Fahrzeug bei der Kurvenfahrt zu verlieren, so dass es dann zu einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug kommt. Aus diesem Grund wird die Bremse des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt automatisch anders betätigt als bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs. Während also beispielsweise in einem Zustand des Fahrzeugs, in welchem bei einer Geradeausfahrt die Bremse automatisch angesteuert wird, um eine Bremswirkung der Bremse zu erhöhen (dies entspricht dem Zustand des Fahrzeugs, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse indiziert), die Bremse bei einer Geradeausfahrt automatisch mit einem bestimmten Bremsdruck angesteuert wird, wird die Bremse bei einer Kurvenfahrt automatisch nicht unbedingt mit diesem bestimmten Bremsdruck angesteuert.The present inventors have recognized that it is precisely during cornering of the vehicle that an automatically initiated braking maneuver of the vehicle can lead to a collision with a following vehicle, which travels behind the vehicle. This is due, for example, to the circumstance that the driver of the following vehicle, due to the cornering, insufficiently actuates the brake of his vehicle (so that there is too little delay to avoid the collision), since he is afraid of mastering his vehicle when cornering lose, so that then there is a collision between the vehicle and the following vehicle. For this reason, the brake of the vehicle is automatically operated differently when cornering than when driving straight ahead of the vehicle. Thus, for example, while in a state of the vehicle in which the brake is automatically driven in a straight line to increase a braking effect of the brake (this corresponds to the state of the vehicle, which indicates an automatic driving the brake), the brake when driving straight ahead automatically is driven with a certain brake pressure, the brake is automatically driven during cornering not necessarily with this specific brake pressure.
Dabei liegt eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs beispielsweise vor, wenn das Fahrzeug aktuell in einer Kurve fährt, deren Kurvenradius größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Dieser Schwellenwert ist dabei von der Fahrzeuggeschwindigkeit in der Weise abhängig, dass der Schwellenwert umso kleiner ist, je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.In this case, a cornering of the vehicle is present, for example, when the vehicle is currently traveling in a curve whose curve radius is greater than a predetermined threshold. This threshold is dependent on the vehicle speed in such a way that the threshold smaller, the higher the speed of the vehicle is.
Indem bei einer automatischen Betätigung der Bremse des Fahrzeugs zwischen einer Kurvenfahrt und einer Geradeausfahrt unterschieden wird, kann der automatische Bremseingriff bei einer Kurvenfahrt derart erfolgen, dass die daraus resultierende Verzögerung für ein nachfolgendes Fahrzeug vorteilhafterweise zumindest besser beherrschbar wird, als dies nach dem Stand der Technik der Fall ist. Dadurch wird vorteilhafterweise der Nutzen einer automatischen Betätigung der Bremse bei einer Geradeausfahrt nicht reduziert.By distinguishing between a cornering and a straight-ahead driving in an automatic operation of the brake of the vehicle, the automatic braking intervention during cornering can be such that the resulting delay for a following vehicle is advantageously at least better controllable, than in the prior art the case is. This advantageously does not reduce the benefit of automatic brake actuation when driving straight ahead.
Erfindungsgemäß existieren folgende Varianten zur automatischen Ansteuerung der Bremse bei einer Kurvenfahrt in dem Zustand des Fahrzeugs, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse indiziert:
- • Die Bremse kann automatisch derart angesteuert werden, dass eine Verzögerung des Fahrzeugs nicht über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
- Dieser Schwellenwert kann beispielsweise derart gewählt werden, dass ein Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeugs auch durch eine manuelle Betätigung der Bremse seines Fahrzeugs in der Lage ist, eine Kollision zu vermeiden.
- • Es kann ein Kurvenradius der Kurve erfasst werden, in welcher sich das Fahrzeug bei der Kurvenfahrt befindet, und die Bremse automatisch abhängig von diesem Kurvenradius angesteuert werden. Die Bremse wird automatisch derart angesteuert, dass die dadurch erzielte Verzögerung des Fahrzeugs umso geringer ausfällt, je geringer der erfasste Kurvenradius ist. Die automatisch verursachte Verzögerung kann dabei mit Hilfe einer Kennlinie eingestellt werden, welche die Abhängigkeit der Verzögerung von dem Kurvenradius beschreibt.
- Indem die automatische Betätigung der Bremse abhängig von dem Kurvenradius erfolgt, kann vorteilhafterweise zwischen einer ungefährlichen Kurve mit einem großen Kurvenradius und einer gefährlichen Kurve mit einem kleinen Kurvenradius unterschieden werden.
- • Schließlich existiert die Möglichkeit, dass die Bremse überhaupt nicht automatisch angesteuert wird, sofern eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst wird.
- Diese Variante ist am einfachsten zu implementieren und verhindert vollständig, dass es bei einer Kurvenfahrt aufgrund eines automatischen Bremseingriffs zu einer Kollision mit einem nachfolgenden Fahrzeug kommt. Der Fahrer muss bei dieser Variante bei einer Kurvenfahrt die Bremse selbst (manuell) betätigen.
- • The brake can be automatically controlled so that a deceleration of the vehicle is not above a predetermined threshold.
- This threshold value can be selected, for example, such that a driver of a following vehicle is also able to avoid a collision by a manual actuation of the brake of his vehicle.
- • It is possible to detect a curve radius of the curve in which the vehicle is cornering, and the brake can be controlled automatically depending on this curve radius. The brake is automatically controlled in such a way that the resulting deceleration of the vehicle is the lower, the smaller the detected curve radius. The automatically caused deceleration can be adjusted by means of a characteristic which describes the dependence of the deceleration on the curve radius.
- By the automatic operation of the brake is dependent on the curve radius, can be advantageously distinguished between a non-dangerous curve with a large radius of curvature and a dangerous curve with a small radius of curvature.
- • Finally, there is the possibility that the brake is not automatically activated at all, as long as a cornering of the vehicle is detected.
- This variant is the simplest to implement and completely prevents a cornering vehicle from colliding with a subsequent vehicle due to an automatic brake application. In this variant, the driver must himself (manually) actuate the brake when cornering.
Die Kurvenfahrt des Fahrzeugs und/oder der Kurvenradius der gefahrenen Kurve kann wie folgt bestimmt werden:
- • Der Verlauf des Lenkradwinkels des Fahrzeugs über der Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird ausgewertet und damit entschieden, ob sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet oder nicht. Wenn sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet, wird anhand dieses Verlaufes auch der Kurvenradius ermittelt. Diese Auswertung kann anhand einer Kennlinie des Lenkradwinkels über der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgen.
- • Eine Gierrate des Fahrzeugs wird ausgewertet. Am aktuellen Wert der Gierrate kann beispielsweise jeweils entschieden werden, ob sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet. Am aktuellen Wert der Gierrate oder am Verlauf der Gierrate über der Zeit kann auch der Radius der gefahrenen Kurve ermittelt werden.
- • Durch die Auswertung von Drehzahlen von zwei oder mehreren Rädern des Fahrzeugs kann ebenfalls entschieden werden, ob das Fahrzeug aktuell in einer Kurve fährt. Dazu sollten zwei dieser Räder auf unterschiedlichen Seiten des Fahrzeugs (ein Rad links und ein Rad rechts; möglichst auf derselben Achse) vorhanden sein. Wenn die Differenz der Drehzahlen dieser beiden Räder über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, fährt das Fahrzeug aktuell in einer Kurve. Beispielsweise bei Kenntnis des Abstands der beiden Räder in Fahrzeugbreitenrichtung (vorteilhafterweise sollten die beiden Räder auf derselben Achse liegen) lässt sich durch die Differenz der Drehzahlen dieser beiden Räder auch der Kurvenradius bestimmen.
- • Durch die Auswertung einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs kann ebenfalls bestimmt werden, ob sich das Fahrzeug aktuell in einer Kurvenfahrt befindet. Insbesondere durch eine Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Querbeschleunigung bei Kenntnis der jeweiligen Geschwindigkeit des Fahrzeugs lässt sich auch der Kurvenradius der gefahrenen Kurve ermitteln.
- • The course of the steering wheel angle of the vehicle over the speed of the vehicle is evaluated and thus decided whether the vehicle is cornering or not. When the vehicle is cornering, this curve also determines the radius of the curve. This evaluation can be done on the basis of a characteristic of the steering wheel angle above the vehicle speed.
- • A yaw rate of the vehicle is evaluated. For example, it can be decided at the current value of the yaw rate whether the vehicle is cornering. At the current value of the yaw rate or the course of the yaw rate over time, the radius of the driven curve can also be determined.
- • By evaluating speeds of two or more wheels of the vehicle can also be decided whether the vehicle is currently running in a curve. For this purpose, two of these wheels should be present on different sides of the vehicle (one wheel left and one wheel right, preferably on the same axle). If the difference in the speeds of these two wheels is above a predetermined threshold, the vehicle is currently running in a curve. For example, with knowledge of the distance of the two wheels in the vehicle width direction (advantageously, the two wheels should be on the same axis) can be determined by the difference in the rotational speeds of these two wheels and the radius of curvature.
- • By evaluating a lateral acceleration of the vehicle can also be determined whether the vehicle is currently cornering. In particular, by evaluating the time profile of the lateral acceleration with knowledge of the respective speed of the vehicle, the curve radius of the driven curve can also be determined.
Der Zustand, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse indiziert, liegt in folgenden Fällen vor:
- • Ein Notzustand des Fahrzeugs wird erfasst, in welchem mit einem automatischen Abbremsen des Fahrzeugs in den meisten Fällen nur noch ein Ausmaß einer Kollision des Fahrzeugs mit einem von Sensoren des Fahrzeugs erfassten Hindernis im Vergleich zu einer Situation, in welcher das Fahrzeug nicht oder manuell abgebremst wird, verringert wird.
- • Eine Notbremsung des Fahrzeugs wird erfasst. Eine solche Notbremsung kann beispielsweise durch die Auswertung der manuellen Betätigung des Bremspedals erkannt werden. Durch die automatische Ansteuerung der Bremse im Fall einer erfassten Notbremsung wird die Bremswirkung dieser Bremse dadurch höchstens erhöht. Mit anderen Worten wird die Bremse zumindest mit einem Bremsdruck betätigt, welcher der manuellen Betätigung des Bremspedals entspricht.
- • Bei einer automatischen Längsführung des Fahrzeugs, bei welcher ein Abstand von einem vorausfahrenden Fahrzeug möglicherweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit konstant gehalten wird, wird ein Abbremsen dieses vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst.
- • An emergency condition of the vehicle is detected, in which with automatic braking of the vehicle in most cases only an extent of a collision of the vehicle with an obstacle detected by sensors of the vehicle compared to a situation in which the vehicle is not or manually braked is reduced.
- • Emergency braking of the vehicle is detected. Such emergency braking can be detected for example by evaluating the manual operation of the brake pedal. Due to the automatic control of the brake in the event of a detected emergency braking, the braking effect of this brake is thereby increased at most. In other words, the brake is actuated at least with a brake pressure which corresponds to the manual actuation of the brake pedal.
- In the case of an automatic longitudinal guidance of the vehicle, in which a distance from a preceding vehicle may possibly be kept constant as a function of the vehicle speed, a braking of this preceding vehicle is detected.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremse eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung erste Sensormittel, zweite Sensormittel und eine Steuerung. Mittels der ersten Sensormittel erfasst die Vorrichtung einen Zustand des Fahrzeugs, welcher ein automatisches Ansteuern der Bremse anzeigt, um eine Bremswirkung der Bremse zu erhöhen. Mittels der zweiten Sensormittel erfasst die Vorrichtung eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs. Abhängig davon, ob die zweiten Sensormittel die Kurvenfahrt erfassen oder nicht, steuert die Vorrichtung die Bremse an, wenn die ersten Sensormittel den Zustand erfasst haben.In the context of the present invention, a device for controlling a brake of a vehicle is also provided. In this case, the device comprises first sensor means, second sensor means and a controller. By means of the first sensor means, the device detects a state of the vehicle which indicates an automatic activation of the brake in order to increase a braking effect of the brake. By means of the second sensor means, the device detects a cornering of the vehicle. Depending on whether or not the second sensor means detects cornering, the device actuates the brake when the first sensor means has detected the condition.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt worden sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.The advantages of the device according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention, which have been carried out in detail in advance, so that a repetition is dispensed with here.
Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug bereit, welches eine Bremse und eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.Finally, the present invention provides a vehicle comprising a brake and a device according to the invention.
Die vorliegende Erfindung ist für Kraftfahrzeuge geeignet, bei welchen eine Bremse des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.The present invention is suitable for motor vehicles in which a brake of the vehicle is automatically operated.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Bezug zu der einzigen Figur beschrieben.In the following, the present invention will be described with reference to a preferred embodiment of the invention with reference to the single figure.
In der einzigen Figur ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt.In the single figure, an inventive vehicle with a device according to the invention is shown schematically.
Die einzige Fig. zeigt schematisch ein Fahrzeug
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