DE102017209073B4 - Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsanlage - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsanlage (1) eines Kraftfahrzeugs wird, wenn festgestellt wird, dass das Kraftfahrzeug mit einem bestimmten Grad an autonomem Fahren bewegt wird, dass der Fahrer die Führung des Kraftfahrzeugs nicht übernehmen möchte, und dass der Fahrer ein Bremspedal (2) betätigt, eine Gegenkraft (F2) zu einer Betätigungskraft (F1), mit der das Bremspedal (2) betätigt wird, erzeugt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.
  • Die bekannten Verfahren zur Ansteuerung von Bremsanlagen, bei denen Bremskraftverstärker eingesetzt werden, dienen zur Verstärkung des vom Fahrer auf das Bremspedal aufgebrachten Bremswunsches. Dabei wird der Bremswunsch des Fahrers mittels einer Sensorik erfasst. Die am Eingang des Bremskraftverstärkers aufgebrachte Fahrerkraft wird zum Beispiel mittels eines Elektromotors verstärkt und am Ausgang des Bremskraftverstärkers wird ein hydraulischer Druck erzeugt, der letztendlich einen Bremsbelag gegen eine Bremsscheibe bzw. eine Bremstrommel einer Radbremse drückt.
  • Diese bekannten Verfahren dienen demnach ausschließlich der Unterstützung des Fahrerbremswunsches zur Erzeugung eines hydraulischen Drucks. Es bestehen jedoch bereits seit längerem Bemühungen, zukünftige Fahrzeugkonzepte von der Fahrzeugführung durch den Fahrer zu lösen und das Fahrzeug mittels Pilotfunktionen oder ähnlichem zu führen. Häufig wird dies als autonomes Fahren bezeichnet.
  • Ab einem bestimmten Niveau des autonomen Fahrens kann der Fahrer für bestimmte Szenarien bzw. Anwendungsfälle die Fahrzeugführung, einschließlich der Überwachung des Fahrgeschehens und des Systemzustands des Kraftfahrzeugs, komplett an eine das autonome Fahren steuernde Steuereinrichtung übergeben.
  • Während dieses aktiven Pilotbetriebs bzw. des autonomen Fahrens kann es zu einer ungewollten Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer kommen, beispielsweise wenn dieser, obwohl er die Führung des Kraftfahrzeugs an die Pilotfunktion abgegeben hat, versehentlich das Bremspedal betätigt.
  • Besonders kritisch kann dies beispielsweise sein, wenn ein schlafender Fahrer das Bremspedal auf einer stark befahrenen Straße so lange betätigt, bis das Fahrzeug zum völligen Stillstand kommt.
  • In der DE 10 2009 033 499 A1 ist eine Bremsanlage für Kraftfahrzeuge beschrieben, die einen Hauptbremszylinder und eine Pedalentkopplungseinheit mit einem Rückhaltekolben aufweist. Zur Verbesserung des Pedalgefühls, insbesondere bei sogenannten „Brake-by-wire“-Bremsungen, ist der Rückhaltekolben als ein Stufenkolben ausgebildet.
  • Die DE 10 2014 211 008 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ausführen oder Verstärken eines autonomen Bremsdruckaufbaus in einem Bremssystem mittels eines aktiven Bremskraftverstärkers. Dieses Verfahren soll insbesondere beim autonomen Fahren als automatischer Bremsdruckaufbau, also als nicht vom Fahrer eingeleitetes Bremsen, durchgeführt werden.
  • In der EP 1 310 414 A1 ist eine weitere autonome Bremsvorrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben.
  • Diese bekannten Bremsanlagen bzw. die bekannten Verfahren zur Ansteuerung der Bremsanlagen können jedoch zu der oben beschriebenen Problematik eines das Bremspedal ungewollt betätigenden und damit eine gefährliche Situation im Straßenverkehr erzeugenden Fahrers nichts beitragen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das im Falle eines autonomen Betriebs des Kraftfahrzeugs einen ungewollten Bremsvorgang verhindert.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird also, wenn ein bestimmter Grad an autonomem Fahren erkannt wird bzw. wenn eine entsprechende Pilotfunktion aktiviert ist und wenn klar ist, dass der Fahrer die Führung des Kraftfahrzeugs nicht übernehmen möchte, ein ungewollter Fahrerbremswunsch am Bremspedal blockiert, indem eine der durch den Fahrer aufgebrachten Betätigungskraft entgegen gerichtete Kraft erzeugt wird. Dadurch wird der Aufbau eines Bremsdrucks verhindert und der Bremsvorgang wird nicht eingeleitet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert damit das Auslösen ungewollter Bremsvorgänge in Zuständen, in denen der Fahrer die Kontrolle über das Kraftfahrzeug an ein automatisches System abgegeben hat.
  • In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Höhe des Betrags der Gegenkraft wenigstens der Höhe des Betrags der Betätigungskraft entspricht. Dies sorgt vorteilhafterweise dafür, dass keinerlei Anteil der auf das Bremspedal aufgebrachten Kraft in die Bremsanlage eingeleitet wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Gegenkraft in einem Bremskraftverstärker erzeugt wird. Dies stellt eine besonders einfach zu realisierende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, da der Bremskraftverstärker auf besonders einfache Weise in der Lage ist, eine solche Gegenkraft zu erzeugen.
  • Eine weitere sehr einfach zu realisierende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass die Gegenkraft auf eine mit dem Bremspedal verbundene Betätigungsstange wirkt.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Gegenkraft von einem mit dem Bremskraftverstärker in Wirkverbindung stehenden Elektromotor erzeugt wird. Auf diese Weise werden bereits vorhandene Komponenten der Bremsanlage genutzt, so dass das Verfahren mit einem sehr geringen zusätzlichen Aufwand durchgeführt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
  • Es zeigt:
    • 1 eine Bremsanlage eines Kraftfahrzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt eine Bremsanlage 1 eines in seiner Gesamtheit nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Bremsanlage 1 weist in an sich bekannter Weise ein durch einen nicht dargestellten Fahrer des Kraftfahrzeugs zu betätigendes Bremspedal 2 auf. Das Bremspedal 2 wirkt über eine Betätigungsstange 3 auf einen Bremskraftverstärker 4, der im vorliegenden Fall als elektromechanischer Bremskraftverstärker 4 ausgebildet ist.
  • Der Bremskraftverstärker 4 steht mit einem Elektromotor 5 in Wirkverbindung, der in an sich bekannter Weise zusammen mit der Betätigungsstange 3 auf einen Plunger 6 des Bremskraftverstärkers 4 wirkt. Von dem Plunger 6 wird die erzeugte Kraft dann auf einen Hauptbremszylinder 7 und von dort in ebenfalls an sich bekannter Weise zu einer von mehreren Radbremsen 8 des Kraftfahrzeugs übertragen. Insofern handelt es sich bei der Bremsanlage 1 um eine dem Grundsatz nach bekannte Bremsanlage, weshalb auf deren allgemeine Funktionen hierin nicht eingegangen wird.
  • Bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zur Ansteuerung der Bremsanlage 1 des Kraftfahrzeugs wird, wenn festgestellt wird, dass das Kraftfahrzeug mit einem bestimmten Grad an autonomem Fahren bewegt wird, dass der Fahrer die Führung des Kraftfahrzeugs nicht übernehmen möchte, und dass der Fahrer das Bremspedal 2 betätigt, eine Gegenkraft F2 zu einer Betätigungskraft F1, mit der das Bremspedal 2 betätigt wird, erzeugt. Dadurch wird in Fällen, in denen es eindeutig ist, dass die Bestätigung des Bremspedals 2 durch den Fahrer von diesem nicht gewünscht ist, die durch den Fahrer auf das Bremspedal 2 erzeugte Kraft F1 durch die Gegenkraft F2 kompensiert. Hierzu ist es zu bevorzugen, dass die Höhe des Betrags der Gegenkraft F2 wenigstens der Höhe des Betrags der Betätigungskraft F1 entspricht. Im vorliegenden Fall wird die Gegenkraft F2 in dem Bremskraftverstärker 4 erzeugt. In Umkehrung der üblichen Vorgehensweise wird der Bremskraftverstärker 4 damit nicht zur Unterstützung der von dem Fahrer aufgebrachten Betätigungskraft F1, sondern zur Unterdrückung derselben eingesetzt.
  • Die Gegenkraft F2 wird vorzugsweise von dem mit dem Bremskraftverstärker 4 in Wirkverbindung stehenden Elektromotor 5 erzeugt. Die Rotation einer Antriebswelle des Elektromotors 5 erfolgt dabei in der Gegenrichtung zu der üblichen Antriebseinrichtung desselben. Gegebenenfalls kann es hierzu erforderlich sein, für diesen Zweck geeignete Elektromotoren einzusetzen. Vorzugsweise wirkt die Gegenkraft F2 auf die mit dem Bremspedal 2 verbundene Betätigungsstange 3. Durch das Aufbringen der Gegenkraft F2 erfolgt kein hydraulischer Druckaufbau in dem Hauptbremszylinder 7 und folglich auch kein Bremsvorgang mittels der Radbremsen 8.
  • Zur Erzeugung der Gegenkraft F2 kann die durch den Fahrer aufgebrachte Betätigungskraft F1 erfasst werden, beispielsweise durch eine geeignete Messung an dem Bremskraftverstärker 4. Des Weiteren kann auch der Weg der mit dem Bremspedal 2 verbundenen Betätigungsstange 3 erfasst werden. Für beide Messungen können entsprechende, nicht dargestellte Sensoren vorgesehen sein. Selbstverständlich ist alternativ oder zusätzlich auch eine Kraft- oder Wegmessung an dem Bremspedal 2, der Betätigungsstange 3 und/oder dem Bremskraftverstärker 4 denkbar.
  • Der Elektromotor 5 steht im vorliegenden Fall mit einer Steuereinrichtung 9 in Wirkverbindung, mittels welcher die Erzeugung der Gegenkraft F2 gesteuert wird. Des Weiteren steht die Steuereinrichtung 9 mit einer Erkennungseinrichtung 10 in Wirkverbindung, die den Grad an autonomem Fahren des Kraftfahrzeugs erkennt. Mittels der Erkennungseinrichtung 10 kann auch geprüft werden, ob der Fahrer möglicherweise das Fahrgeschehen überwacht und eventuell die Fahrzeugführung übernehmen möchte. Sowohl bei der Steuereinrichtung 9 als auch bei der Erkennungseinrichtung 10 kann es sich um an sich bekannte Einrichtungen handeln, die bei dem Kraftfahrzeug ohnehin vorhanden sein können und mit denen die erforderlichen Daten in an sich bekannter Weise ermittelt werden können.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Ansteuerung einer Bremsanlage (1) eines Kraftfahrzeugs, wobei wenn festgestellt wird, dass das Kraftfahrzeug mit einem bestimmten Grad an autonomem Fahren bewegt wird, dass der Fahrer die Führung des Kraftfahrzeugs nicht übernehmen möchte, und dass der Fahrer ein Bremspedal (2) betätigt, eine Gegenkraft (F2) zu einer Betätigungskraft (F1), mit der das Bremspedal (2) betätigt wird, erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Betrags der Gegenkraft (F2) wenigstens der Höhe des Betrags der Betätigungskraft (F1) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft (F2) in einem Bremskraftverstärker (4) erzeugt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft (F2) auf eine mit dem Bremspedal (2) verbundene Betätigungsstange (3) wirkt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft (F2) von einem mit dem Bremskraftverstärker (4) in Wirkverbindung stehenden Elektromotor (5) erzeugt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrer auf das Bremspedal (2) aufgebrachte Betätigungskraft (F1) an einem Bremskraftverstärker (4) erfasst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrer auf das Bremspedal (2) aufgebrachte Betätigungskraft (F1) über den zurückgelegten Weg einer mit dem Bremspedal (2) verbundenen Betätigungsstange (3) erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des zurückgelegten Wegs der mit dem Bremspedal (2) verbundenen Betätigungsstange (3) mittels eines Sensors erfasst wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Gegenkraft (F2) mittels einer Steuereinrichtung (9) gesteuert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (9) mit einer Erkennungseinrichtung (10) in Wirkverbindung steht, die den Grad an autonomem Fahren des Kraftfahrzeugs erkennt.
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