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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges mit zwei Bremskreisen und Raddrehzahlsensoren, bei welchem das Vorliegen einer Gefahrensituation des Kraftfahrzeuges, insbesondere das Auftreten einer Kollision, überwacht wird und bei einer erkannten Gefahrensituation, insbesondere Kollision, ein fahrerunabhängiger Bremseingriff durchgeführt wird.
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Bremssysteme moderner Kraftfahrzeuge sind oftmals dazu ertüchtigt, aktiv, das heißt unabhängig vom Fahrerwunsch und auch ohne seine Betätigung des Bremspedals durch Muskelkraft, Bremsdruck in den Radbremsen aufzubauen. Dabei ist gewöhnlich zumindest ein Aktuator vorgesehen, der bedarfsweise Bremsdruck erzeugen kann. In elektrohydraulischen Bremssystemen wird dies durch eine hydraulische Pumpe oder eine ähnliche Vorrichtung erreicht, die bei entsprechender Ansteuerung aktiv Bremsflüssigkeit in wenigstens einen Bremskreis verschiebt. In elektromechanischen Bremssystemen wird mit Hilfe eines Elektromotors ein Bremsbelag gegen eine Bremsscheibe geschoben.
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Die genannten Bremssysteme können beispielsweise in einem Brake-by-Wire-Modus betrieben werden, bei dem der Fahrer von der unmittelbaren Betätigung des Bremspedals entkoppelt ist. Mit Hilfe eines Simulators wird sein Bremswunsch erkannt und in ein Sollbremsmoment umgerechnet, dessen Wert dann den in den Bremsen aktiv aufgebauten Druck bestimmt. Bei dieser Betriebsart muss auch eine Rückfallebene vorgesehen sein, die das Bremsen des Fahrzeuges bei Ausfall der Brake-by-Wire-Systematik ermöglicht. Bei elektrohydraulischen Bremssystemen wird dann beispielsweise in der Rückfallebene dem Fahrer ein Bremsdruckaufbau durch Muskelkraft ermöglicht.
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Moderne Bremssysteme sind gewöhnlich auch mit Sicherheitsund Komfortsystemen ausgestattet. Dazu gehören beispielsweise ABS, ESP, ASR u. a. Durch diese Systeme werden aktiv Bremseingriffe durchgeführt, um beispielsweise ein Durchdrehen der Räder oder ein Schleudern des Kraftfahrzeuges zu verhindern.
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Oben beschriebene Bremssysteme, bei denen aktiv, d. h. ohne Zutun des Fahrers, das Fahrzeug abgebremst werden kann, ermöglichen auch die Funktionalität des so genannten Post Crash Braking (PCB). Dabei wird bei Erkennung einer Gefahrensituation, insbesondere eines Crashs, möglichst schnell ein hohes Bremsmoment aufgebaut, um zu verhindern, dass das Kraftfahrzeug weite Strecken zurücklegt, wodurch der entstehende Schaden noch vergrößert werden kann.
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Aus der
DE 10 2011 005 395 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage bekannt, bei dem bei Erkennung eines Crashs ein fahrerunabhängiger Bremseneingriff durchgeführt wird, sofern die Fahrstabilitätsfunktion der Bremsanlage verfügbar ist.
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Nachteilig bei derartigen bekannten Verfahren ist, dass im Falle eines Ausfalles der Sensorik der Raddrehzahlsensoren, ohne die Regelungsvorgänge wie ABS-Regelungen nicht möglich sind, auf ein Post Crash Braking verzichtet wird, so dass das betroffene Fahrzeug ohne Handeln des Fahrers im Wesentlichen ungebremst bleibt und dadurch eine Quelle von weiteren Gefahrensituationen bilden kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer Bremsanlage bzw. eines Bremssystems eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, das auch bei fehlenden Informationen über die Momentangeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges bzw. das Fehlen des Signals wenigstens eines Raddrehzahlsensors ein Post Crash Braking durchführen kann. Weiterhin soll eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitgestellt werden.
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In Bezug auf das Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei Erkennen des Fehlens des Signals wenigstens eines Raddrehzahlsensors und/oder der Momentangeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges nach Auftreten der Gefahrensituation mittels des letzten bekannten Momentangeschwindigkeitswertes und eines vorgegebenen oder bestimmten Verzögerungswertes eine Stillstandszeit bis zum Stillstand des Kraftfahrzeuges berechnet wird und für eine Zeitspanne, die der Stillstandszeit entspricht, der Bremseingriff mit der vorgegebenen Verzögerung durchgeführt wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei Fehlen von Informationen über den Bewegungszustand des Kraftfahrzeuges, insbesondere seine momentane Geschwindigkeit bzw. Momentangeschwindigkeit bzw. die Signale der Raddrehzahlsensoren, eine geregelte starke Bremsung bzw. Notbremsung, beispielsweise mit Hilfe eines ABS, nicht möglich ist. Ein ABS-Regeleingriff (bzw. ESC- oder weiteres Regeleingriff) wird nämlich nur dann durchgeführt, wenn zuverlässige Informationen über alle vier Räder vorliegen, was bedeutet, dass alle vier Raddrehzahlsensoren valide Signale liefern müssen.
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Es wird somit bei Fehlen dieser Informationen gewöhnlich auf einen derartigen Bremseingriff vollständig verzichtet. Die Erfindung beruht nun auf dem Gedanken, dass auch in diesen Fällen ein aktiver Bremseingriff vorteilhaft ist, da in jedem Fall das Fahrzeug so schnell wie möglich abgebremst und zum Stillstand gebracht werden sollte, um Folgeschäden, wie beispielsweise das Schlittern in den Gegenverkehr, vermeiden zu können.
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Wie nunmehr erkannt wurde, lässt sich ein derartiger Bremseingriff durchführen, indem gewissermaßen aufbauend auf dem letztbekannten Fahrzustandes eine Extrapolation in die Zukunft des Fahrzeuges durchgeführt wird. Bei vorgegebener konstanter Verzögerung und Fahrzeuggeschwindigkeit lässt sich die Haltezeit bestimmen, nach der, ausgehend von der bekannten Geschwindigkeit, dass Fahrzeug zum Halten gebracht werden kann. Für genau diese Zeitspanne wird dann der Bremseingriff, gewissermaßen blind, das heißt ohne Kenntnis der jeweils aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Momentangeschwindigkeit, durchgeführt.
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Der fahrerunabhängige Bremseingriff nach Auftreten der Gefahrensituation kann dabei vorzugsweise durch Aktivierung einer automatisierten Bremsfunktion erfolgen. Dies kann vollständig ohne eine Betätigung der Bremsen durch den Fahrer oder auch unterstützend zu einer Bremsbetätigung durch den Fahrer erfolgen.
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Vorteilhafterweise wird die Momentangeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges mit Hilfe der Raddrehzahlsensoren bestimmt.
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In einer bevorzugten Ausführung wird vor Durchführung des Bremseingriffes überprüft, welche Bremskreise zur Bremsung zur Verfügung stehen, wobei die Verzögerung aufgrund dieses Überprüfungsergebnisses bestimmt wird. Dabei wird bevorzugt die Verzögerung bei Zur-Verfügung-Stehen nur eines Bremskreises geringer gewählt wird als bei Zur-Verfügung-Stehen von zwei Bremskreisen. Würde bei Zur-Verfügung-Stehen von nur einem Bremskreis ein zu hoher Wert der Sollverzögerung verwendet werden, so könnte diese Verzögerung von der Bremsanlage mit nur noch einem funktionierendem Kreis nicht geleistet werden und auch nicht angewendet werden, wodurch die Zeitspanne bis zu einem Stillstand des Kraftfahrzeuges schlecht vorherbestimmt werden kann. Aus diesem Grund sollte dann von vorne herein eine geringere Verzögerung gewählt werden, die von der Bremsanlage noch aufgewendet werden kann, so dass eine Bestimmung der notwendigen Verzögerungszeit möglich ist.
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Die berechnete Verzögerungszeit kann auch mit einem zeitlichen Puffer versehen werden, so dass sichergestellt bzw. die Wahrscheinlichkeit erhöht werden kann, dass das Kraftfahrzeug zu einem Stillstand kommt. Dieser zeitliche Puffer ist gewissermaßen eine Zeitspanne, die zu der berechneten Verzögerungszeit addiert wird. Der zeitliche Puffer wird vorteilhaft in Abhängigkeit von der maximalen Verzögerung, die bei dem Bremsmanöver eingestellt wird, gewählt.
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Bei zwei Bremskreisen, die zur Verfügung stehen, wird die Verzögerung vorzugsweise zwischen 0,4 g und 0,6 g, insbesondere zu 0,5 g, gewählt. Steht dagegen nur ein Bremskreis zur Verfügung, wird die Verzögerung vorzugsweise zwischen 0,2 g und 0,4 g, insbesondere bei 0,25 g, gewählt.
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Der Bremseingriff wird bevorzugt nicht durchgeführt oder abgebrochen, wenn vom Fahrer ein Fahrwunsch zur Bewegung des Fahrzeuges erkannt wird. In diesem Fall möchte der Fahrer aktiv die Gefahrensituation behandeln, beispielsweise durch Beschleunigen, Ausweichen oder Verlassen der Gefahrenzone. In einer derartigen Situation würde eine automatisch und aktiv durchgeführte Bremsung mit hoher, gegebenenfalls maximaler Verzögerung, ihn an einem derartigen Manöver hindern.
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Die Gefahrensituation wird vorteilhafterweise durch das Auslösen wenigstens eines Airbags des Fahrzeuges erkannt. Alternativ oder in Kombination dazu können auch andere Sensorsignale verwendet bzw. hinzugezogen werden, beispielsweise Signale von Beschleunigungssensoren, die die Längs- und/oder Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges messen und/oder auch das Signal eines Gierratensensors. Dabei kann ein Erkennen einer Gefahrensituation dann vorliegen, wenn wenigstens eines dieser Signale auf das Vorliegen einer Gefahrensituation bzw. eines Crashs hinweist. Es kann aber auch derart erfolgen, dass wenigstens zwei Signale eine Gefahrensituation anzeigen müssen, um falsch-positive Reaktionen zu vermeiden.
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In Bezug auf die Vorrichtung wird die oben genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sie Mittel zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens aufweist. Diese Mittel sind bevorzugt hardware- und/oder softwaremäßig als wenigstens ein Modul in einer elektronischem Steuergerät bzw. einer elektronischen Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeuges implementiert sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren als Softwaremodul bzw. Softwareroutine in einem ABS-Steuergerät des Kraftfahrzeuges implementiert.
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Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass auch bei einem Fehlen der Information der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. des Ausfalls wenigstens eines Raddrehzahlsensors ein Post Crash Braking durchgeführt werden kann. Auf diese Weise können Folgeschäden des Crashs, die aus einer Bewegung des ungebremsten Fahrzeuges resultieren, deutlich verringert oder ganz vermieden werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
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1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Bremsanlage in eine bevorzugten Ausführungsform, und
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2 eine Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage in einer bevorzugten Ausführungsform.
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Ein in 1 mit Hilfe eines Ablaufdiagramms gezeigtes Verfahren beginnt bzw. startet in einem Block 2, in dem eine Gefahrensituation erkannt wird. Dieses Erkennen erfolgt vorliegend durch ein Auslösen wenigstens eines Airbags des Kraftfahrzeuges. In einem Block 6 wird überprüft, ob ein Fahrerwunsch vorliegt, der gegen die Durchführung einer Notbremsung bzw. Gefahrenbremsung spricht, beispielsweise eine bestätigte bzw. gefilterte (die Betätigung muss während eines gewählten Zeitintervalls, beispielsweise 200 ms vorliegen, um Störungen auszuschließen) Betätigung des Gaspedals, durch die das Fahrzeug beschleunigt werden soll. Liegt dies vor, verzweigt das Verfahren zu Block 10, in dem das Verfahren abgebrochen wird. Ansonsten verzweigt das Verfahren zu Entscheidung 14, in der überprüft wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit auch nach dem Auftreten der Gefahrensituation weiterhin zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Raddrehzahlsensoren an den Vorder- und Hinterrädern noch funktionieren und gültige Signale an ein Steuergerät, insbesondere das ABS, senden.
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Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit noch verfügbar, verzweigt das Verfahren zu einem Block 18, in dem eine Notbremsung bzw. ein Post Crash Braking (PCB) unter zur Hilfenahme der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt. Dies geschieht auf bekannte Weise, wobei aufgrund des Vorhandenseins der Momentangeschwindigkeitsinformation auch Sicherheitssysteme wie ABS, aber auch ASR oder ESP, eingesetzt werden können.
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Steht die Momentangeschwindigkeit nicht mehr zur Verfügung, verzweigt das Verfahren zu einem Block 20. In diesem Block wird der letzte bekannte Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, beispielsweise aus dem ABS ausgelesen. In einer Entscheidung 26 wird überprüft, ob für den PCB Vorgang beide Bremskreise zur Verfügung stehen. Ist dies der Fall, wird in Block 30 ein konstanter Verzögerungswert für einen Bremsvorgang mit beiden Bremskreisen bestimmt, der bei einer Bremsung mit allen vier Radbremsen erreicht werden kann und der vorliegend zu 0,5 g gewählt wird. Steht nur ein Bremskreis zur Verfügung, so dass nur zwei Radbremsen zur Verfügung stehen, wird in Block 34 ein geringerer Verzögerungswert gewählt, vorliegend 0,25 g. Damit wird erreicht, dass die notwendige Zeit, die für einen Stillstand des Kraftfahrzeuges berechnet wird, nicht von einer nicht von den Radbremsen leistbaren Verzögerung ausgeht und damit unterschätzt wird.
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In beiden Fällen läuft das Verfahren in Block 38 weiter, in dem nun die Zeit berechnet bzw. abgeschätzt wird, innerhalb der das Kraftfahrzeug mit der gewählten konstanten Verzögerung zum Stillstand kommt. Im einfachsten Fall wird dazu die Beziehung zwischen Geschwindigkeit v, Zeit t und konstanter Beschleunigung a, v = a·t, verwendet, woraus sich für die Verzögerungszeit tv = v/a ergibt. Dabei werden für v die letzte bekannte Momentangeschwindigkeit und für a die gewählte Verzögerung bzw. deren Absolutbetrag eingesetzt.
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In Block 42 wird dann das PCB durchgeführt. Während der Verzögerungszeit bzw. Stillstandszeit tv, die in Block 38 berechnet wurde, wird nun durch Druckaufbau in den Bremsen eine Sollverzögerung von a durchgeführt. Nach der Stillstandszeit tv (gegebenenfalls versehen mit einem zeitlichen Puffer) wird dann der Bremsdruck wieder auf null gesenkt.
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Die Momentangeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wird bevorzugt während des normalen Fahrbetriebes des Kraftfahrzeuges kontinuierlich überwacht und zwischengespeichert, so dass bei Fehlen dieser Information nach dem Crash ein möglichst aktueller Wert für das oben beschriebene Verfahren verwendet werden kann.
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Die beschriebenen Verfahrensschritte können teilweise auch in anderer Reihenfolge oder auch parallel durchgeführt werden. Beispielsweise kann Entscheidung 26 auch direkt nach Entscheidung 6 oder nach Entscheidung 14 durchgeführt werden. Insbesondere wird vorzugsweise die Entscheidung 6 während des gesamten Verfahrens bzw. während der Gesamtzeit im Wesentlichen kontinuierlich überwacht.
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Eine Vorrichtung 60 zur Steuerung einer elektrohydraulischen Bremsanlage bzw. eines Bremssystems ist in 2 dargestellt. Die Vorrichtung 60 ist als elektronische Steuer- und Regeleinheit ausgebildet. Sie umfasst ein ABS-Modul 66 bzw. ABS-Steuermodul bzw. eine ABS-Steuereinheit sowie ein PCB-Modul 72. Die Vorrichtung 60 ist signaleingangs- und ausgangsseitig über eine Signalleitung 74 mit einem elektronischen Bremsensteuergerät 78 verbunden, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel als elektrohydraulische Kontrolleinheit (ECU) ausgebildet ist. Sie steuert über eine Signalleitung 76 einen elektrohydraulischen Aktuator an 80, der bedarfsweise in zwei Bremskreisen 82, 86 zugeordneten Radbremsen 90, 92, 96, 98 aufbauen kann. Dabei ist die Aufteilung der Bremskreise „schwarz/weiß“ gewählt, wobei der Bremskreis 82 Vorderradbremsen 90, 92 und der Bremskreis 86 Hinterradbremsen 96, 98 zugeordnet ist. Die Vorderradbremsen 90, 92 sind den Vorderrädern 100, 102 und die Hinterradbremsen 96, 98 den Hinterrädern 106, 108 zugeordnet. Den Rädern 100, 102, 106 108 sind jeweils Raddrehzahlsensoren 110, 112, 116, 118 zugeordnet, die signaleingangsseitig (nicht eingezeichnet) mit der Vorrichtung 60 verbunden sind. Im Falle einer „diagonalen“ Bremskreis-Aufteilung würden der Bremskreise 82 und 86 jeweils ein Vorderrad und ein Hinterrad umfassen. Bremskreis 82 würde beispielsweise Vorderrad 100 und Hinterrad 106, Bremskreis 86 Vorderrad 102 und Hinterrad 108 umfassen.
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Das Verfahren ist hierbei im PCB-Modul 72 softwaremäßig implementiert und hat damit Zugriff auf die Signale, die auch für das ABS-Modul 66 zur Verfügung stehen. Die Vorrichtung 60 kann bevorzugt auch als ABS ausgebildet sein, in dem das Verfahren als zusätzliches Modul bzw. PCB-Modul 72 softwaremäßig implementiert ist. Das heißt, ein bereits vorhandenes ABS wird durch zusätzliche Routinen zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ertüchtigt.
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Die Bremsanlage kann, wie oben beschrieben, elektrohydraulisch aber auch elektro-pneumatisch oder elektromechanisch ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Block
- 6
- Block
- 10
- Block
- 14
- Entscheidung
- 18
- Block
- 20
- Block
- 26
- Entscheidung
- 30
- Block
- 34
- Block
- 38
- Block
- 42
- Block
- 60
- Vorrichtung
- 66
- ABS-Modul
- 72
- PCB-Modul
- 74
- Signalleitung
- 76
- Signalleitung
- 78
- Bremsensteuergerät
- 80
- Aktuator
- 82
- Bremskreis
- 86
- Bremskreis
- 90
- Radbremse
- 92
- Radbremse
- 96
- Radbremse
- 98
- Radbremse
- 100
- Vorderrad
- 102
- Vorderrad
- 106
- Hinterrad
- 108
- Hinterrad
- 110
- Raddrehzahlsensor
- 112
- Raddrehzahlsensor
- 116
- Raddrehzahlsensor
- 118
- Raddrehzahlsensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011005395 A1 [0006]
