DE112006002248B4

DE112006002248B4 - Vorrichtung zur automatischen Bremsregelung

Info

Publication number: DE112006002248B4
Application number: DE112006002248.2T
Authority: DE
Inventors: Toshiki Ezoe; Shuji Narada; Naoshi Ichinose; Koichi Okamoto; Hirokazu Okuyama
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: DE112006002248T5; US20080269997A1; WO2007023666A1

Abstract

Automatische Brems-Regelungsvorrichtung, welche Regelungseinrichtungen aufweist, die automatisch eine Bremsregelung durchführen, basierend auf einer Sensor-Ausgabe, die eine Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Objekt erschließt, das vor dem betreffenden Fahrzeug vorhanden ist, selbst wenn es keinen Fahrbetrieb gibt, wobei die Regelungseinrichtungen Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung einschließt, die die verstrichene Zeit abschätzen, bis eine Distanz zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug, basierend auf einer Relativdistanz und einer Relativgeschwindigkeit des Objekts und des Fahrzeugs, ermittelt durch die Sensorangabe, abgeleitet wird, die eine vorbestimmte Distanz oder kleiner wird, und die automatisch eine stufenweise Bremsregelung mittels einer Vielzahl von Bremsmustern mit verschiedenen Bremskräften oder Bremsreduktionsgeschwindigkeiten ausführen, wenn der abgeschätzte Zeitwert kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung wird in einem Schwerfahrzeug (LKW, Bus) zum Transportieren von Lasten und Passagieren eingesetzt.
Stand der Technik
Eine Tendenz der elektronischen Regelung eines Automobils ist das schnelle Einwirken, und ein Ereignis, das bislang von der Beurteilung durch den Fahrer abhing, wird auch durch einen im Fahrzeug eingesetzten Rechner gesteuert.
Beispielsweise gibt es eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung, bei der eine Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Vorausfahrzeug (die Distanz zwischen den Fahrzeugen) durch ein Radar überwacht wird, und wenn die Distanz zwischen den Fahrzeugen anormal kurz wird, wird automatisch eine Bremsregelung durchgeführt, und wenn es zu einem Zusammenstoss kommt, wird der Schaden auf ein kleines Ausmaß reduziert. Siehe z. B. JP2005-31967A .
Das Dokument DE 198 59 743 A1 offenbart einen abstandsgeregelten Tempomat, der, wenn der eingestellte Abstand unterschritten wird, eine Bremsung veranlasst. Zusätzlich zum Geschwindigkeitsregler wird ein sog. Bremsomat offenbart, der, wenn eine deutliche Überschreitung der eingestellten Geschwindigkeit im Geschwindigkeitsregler auftritt, eine automatische geregelte Bremsung einleitet. Der sog. Bremsomat bremst das Fahrzeug mittels Bremseinrichtungen, die von ihm nach einem Programm nacheinander, je nach Bedarf und in der entsprechenden Bremswirkung (Motorbremse, Retarder, Betriebsbremse) eingelegt werden, damit die vom Fahrer eingestellte Wunschgeschwindigkeit eingehalten wird.
Das Dokument DE 198 07 748 A1 beschreibt ein Verfahren zur selbsttätigen Auslösung eines Bremsvorgangs eines Fahrzeugs, wenn ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis und eine Annäherungsgeschwindigkeit jeweils einen vorbestimmten Wert unterschreiten, bzw. überschreiten.
Das Dokument DE 197 36 759 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Verzögerung bzw. Bremsung eines Kraftfahrzeuges, wobei abhängig von verschiedenen Parametern wie Abstand oder Steigungserkennung eine optimale Bremsstrategie berechnet wird.
Offenbarung der Erfindung
Das durch die Erfindung zu lösende Problem
Die vorstehend beschriebene automatische Brems-Regelungsvorrichtung wird für ein Personenfahrzeug kommerziell praktikabel sein, wenn aber versucht wird, dieselbe Funktion für ein Schwerfahrzeug (LKW, Bus) zum Befördern von Lasten oder Fahrgästen zu gebrauchen, müssen Probleme gelöst werden.
Das heißt, das Schwerfahrzeug weist eine äußerst große Masse verglichen mit einem Personenfahrzeug auf, so dass es notwendig ist für die Sicherheit der Passagiere oder Lasten zusätzlich für den/die Fahrer/-in selbst zu sorgen, wobei es schwierig ist, den beabsichtigten Zweck nur durch eine einfache abrupte Bremsregelung zu erzielen, die in einer automatischen Bremsregelung eines Personenfahrzeugs ausgeführt wird, und es ist notwendig eine genauere Bremsregelung als beim Personenfahrzeug auszuführen. Jedoch ist, weil eine solche Einrichtung nicht erstellt ist, eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung für einen LKW oder Bus bis jetzt kommerziell nicht in die Praxis eingeführt worden.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieses Hintergrunds geschaffen worden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung bereit zu stellen, die imstande ist, die automatische Bremsregelung in einem LKW und einem Bus zu verwirklichen.
Mittel zum Lösen der Probleme
Die vorliegende Erfindung stellt eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung mit Regelungseinrichtungen zur Verfügung, die automatisch eine Bremsregelung ausführen, die auf einem Sensor-Ausgangswert basiert, der eine Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Objekt einschließt, das vor dem betreffenden Fahrzeug vorhanden ist, selbst wenn nicht gefahren wird.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsmittel Mittel zur stufenweisen Bremsregelung einschließen, die eine stufenweise Bremsregelung automatisch durchführen, wenn ein geschätzter Zeitwert, der verstrichen ist, bis eine abgeleitete Distanz zwischen dem Objekt und dem betreffenden Fahrzeug basierend auf einer relativen Distanz und einer Relativgeschwindigkeit des Objekts und des betreffenden Fahrzeugs, die aus dem Ausgangswert des Sensors gewonnen wird, gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Distanz ist, kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Der geschätzte Wert der Zeit, die verstrichen ist, bis eine zwischen dem Objekt und dem betreffenden Fahrzeug abgeleitete Distanz, die auf der relativen Distanz und der Relativgeschwindigkeit des Objekts und des betreffenden Fahrzeugs basiert, gleich oder kleiner als die vorbestimmte Distanz wird, ist ein Schätzwert der verstrichenen Zeit, bis das Objekt und das betreffende Fahrzeug zusammenstoßen (Time To Collision hiernach TTC).
Die stufenweisen Brems-Regelungsmittel enthalten die Brems-Regelungsmittel, die allmählich die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit über die Vielzahl von Stufen in Zeitabfolge erhöhen.
Die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit wird auf diese Weise schrittweise erhöht, anstelle die maximale Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit abrupt anzuwenden. Damit ist es möglich, das Bremsverhalten auf dasjenige eines normalen Fahrers eines LKW und eines Busses zu bringen, auch ist es möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit unter Beibehaltung der Fahrzeug-Sicherheit herabzusetzen. Dadurch lässt sich der Aufprall zum Kollisionszeitpunkt abschwächen, während die Sicherheit auch in einem Schwerfahrzeug, beispielsweise einem LKW und Bus, aufrechterhalten wird.
In der Erfindung weisen die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel auf, die auf einen vorher festgesetzten Wert ein Änderungsverhältnis der Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit in einem Abschnitt von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit jeder Stufe zu einem Punkt einstellen, bei dem die beabsichtigte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird.
Das bedeutet, dass es gemäß der Erfindung, wenn eine stufenweise Bremsregelung durchgeführt wird, möglich ist, auf einen vorbestimmten Wert ein Änderungsverhältnis der Bremskraft oder eine Bremsherabsetzgeschwindigkeit in einem Abschnitt von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit jeder Stufe zu einem Punkt zu setzen, in dem die beabsichtigte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird. Damit ist es möglich ein plötzliches Anwenden der Bremsung zu verhindern, und die Sicherheit des Fahrzeugs beizubehalten.
Alternativ enthalten die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel, die in den Variationsvorgang entlang einer durch eine vorbestimmte Funktion definierten Kurvenform einen Variationsvorgang einer Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit zu einem Punkt bringen, an dem die gewollte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird. Damit lässt sich das Änderungsverhältnis der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit im Vergleich zum früheren Fall glätten.
In der Erfindung enthalten die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel, die eine Bremskraft durch eine Hilfsbremse in einer Stufe erzeugen, wo die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit gleich oder kleiner als ein vorher festgesetzter Wert ist.
Das bedeutet, dass wenn eine stufenweise automatische Bremsregelung in der Anfangsstufe durchgeführt wird, wo eine große abrupte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit nicht erforderlich sind, eine Bremskraft mittels der Zusatzbremse erzeugt wird. Dadurch kann eine Last auf der Hauptbremse, beispielsweise einer Scheibenbremse, verringert werden.
In der Erfindung schließen die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung eine Vorsichtsstufe ein, die eine Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit hat, die kleiner als die der Anfangsstufe ist, und die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung lassen sich mit der Vorsichtsstufe in ihrer Stufe vorsehen, die vor der Anfangsstufe der Stufenvielzahl liegt. In der Vorsichtsstufe wird das Bremsen mittels der Hilfsbremse ausgeführt.
Im allgemeinen ist eine Bremskraft der Hilfsbremse schwach (z. B. 0,03 G bis 0,5 G), wobei es möglich ist eine plötzliche Abbremsung von der Anfangsstufe der automatischen Bremsregelung zu vermeiden, und für die Sicherheit hinsichtlich eines nachfolgenden Fahrzeugs zu sorgen.
Das heißt eine Bremskraft einer Hilfsbremse ist schwach, und eine plötzliche Verlangsamung wird nicht ausgelöst. Aufgrund dieser Tatsache wird die automatische Bremsregelung von einer frühen Stufe an betätigt, wenn die TTC ausreichend Spielraum hat, und es möglich ist einen Fahrer dazu zu bringen aufzupassen. Das heißt, dass ein Fahrer wegen des Betriebs der Hilfsbremse einen Ton hört, der von der Hilfsbremse selbst herkommt, dazu einen Ton vom Motor, weil die Motordrehzahl verringert wird, oder einen Alarmton, mit dem der Fahrer über die Tatsache informiert wird, dass die automatische Bremsregelung erkennt, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird und auf das vorausfahrende Fahrzeug aufpassen kann.
Auch kann die automatische Brems-Regelungsvorrichtung Mittel enthalten, die ein Betätigen der stufenweisen Bremsregelungsmittel verhindert, wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und ein Wert des Lenkwinkels oder eine Giergeschwindigkeit sich außerhalb eines vorher festgesetzten Bereichs befinden.
Das heißt, dass die von der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ausgeführte stufenweise Bremssteuerung in einem solchen Status benutzt wird, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Starten der Bremsregelung 60 km/h oder größer ist, und eine große Lenkoperation, wie ein Wechseln der Fahrspur oder das Durchfahren einer scharfen Kurve nicht ausgeführt werden. Daher ist es möglich die Betätigung der stufenweisen Bremssteuerung auf einen anderen Fahrstatus zu beschränken.
Falls zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Starten der Bremsregelung weniger als 60 km/h beträgt, kommt es, weil die kinetische Energie des Fahrzeugs klein ist, zu keinem Problem, selbst falls eine einfache abrupte Bremsregelung durchgeführt wird, die in herkömmlicher Weise auf ein Personenfahrzeug angewandt wird, und auf diese Weise wird die Betätigung der stufenweisen Bremsregelung beschränkt. Beträgt beispielsweise der Lenkwinkel vor dem Einsetzen der Bremsregelung +30 Grad oder mehr oder –30 Grad oder weniger, so bedeutet das, dass das Fahrzeug die Fahrspur wechselt oder in einer scharfen Kurve fährt, was außerhalb der Bedingung liegt, die stufenweise Bremsregelung anzuwenden, wodurch die Betätigung der stufenweisen Bremsregelung beschränkt wird. In diesem Fall kann eine Giergeschwindigkeit anstelle des Lenkwinkels benutzt werden.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine automatische Bremsregelung für einen LKW und einen Bus zu realisieren. Durch Verwendung der Hilfsbremse für die automatische Bremsregelung ist es möglich eine auf die Hauptbremse, beispielsweise einer Scheibenbremse, aufgebrachte Last zu verringern. Durch Bereitstellen einer Vorsichtsstufe lässt sich eine hohe Sicherheit gewährleisten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Konfigurations-Schaubild eines Regelsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Bremsregelungs-ECU gemäß einem Ausführungsbeispiel einer ersten Erfindung zeigt;
3 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt ohne Last;
4 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt der Halblast;
5 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt konstanter Last;
6 ist ein Schaubild eines Bremsmusters der Bremsregelungs-ECU des ersten Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt einer Vollbremsung;
7 ist ein Schaubild zum Erklären eines Bremskraft-Änderungsverhältnisses in einem Bremsmuster eines zweiten Ausführungsbeispiels;
8 ist ein Schaubild zum Erklären einer Bremskraft-Änderungskurve in einem Bremsmuster eines dritten Ausführungsbeispiels;
9 ist ein Konfigurationsschaubild eines Regelungssystems gemäß einem vierten und einem fünften Ausführungsbeispiel;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Regelungsprozedur einer Bremsregelungs-ECU des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;
11 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des fünften Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt ohne Last;
12 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des fünften Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt von Halblast; und
13 sind Schaubilder von Bremsproben der Bremsregelungs-ECU des fünften Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt von konstanter Last.
Bezugszeichenliste

1: Millimeterwellen-Radar
2: Lenksensor
3: Giergeschwindigkeits-Sensor
4: Bremsregelungs-ECU
5: Schnittstelle-ECU
6: Anzeigegerät-ECU
7: Fahrzeug-CAN
8: Motor-ECU
9: Achslastwaage
10: EBS_ECU
11: Bremsbetätiger
12: Motor
13: Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor
14: Hilfsbremsen-ECU
15: Hilfsbremse
40: Bremsmuster-Wählteil
41: Bremsmuster-Speicherteil

Bevorzugte Ausführungsform
Eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird anhand der 1 bis 6 erläutert. Die 1 ist ein Konfigurations-Schaubild eines Regelungssystems gemäß dein vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die 2 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Bremsregelungs-ECU (ECU = Electric Control Unit = elektrische Regelungseinheit) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Die 3 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt ohne Last. Die 4 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt einer Halblast.
Die 5 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt konstanter Last. Die 6 ist ein Schaubild eines Bremsmusters der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt einer Vollbremsung.
Wie in 1 gezeigt, sind eine Bremsregelungs-ECU 4, eine Schnittstelle-ECU 5, ein Anzeigegerät-ECU 6, eine Motor-ECU 8, eine Achslastwaage 9 und eine EBS(Electric Breaking System = elektrisches Bremssystem)_ECU 10 miteinander durch ein Fahrzeug CAN (J1939) 7 miteinander verbunden.
Ein Lenksensor 2, ein Giergeschwindigkeitssensor 3 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 sind mit dem Fahrzeug-CAN (J1939) 7 respektive durch die Schnittstelle-ECU 5 verbunden, und daraus wird die Sensor-Information in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen. Die Bremsregelung wird durch Antreiben eines Bremsbetätigers 11 durch die EBS_ECU 10 vorgenommen. Ein Bremsbefehl zur EBS_ECU 10 wird durch die Brems-Operation am Fahrersitz (nicht gezeigt) und die Bremsregelungs-ECU 4 ausgeführt. Die Brems-Information einschließlich Information des Bremsbetriebs durch einen Fahrer wird von EBS_ECU 10 ausgegeben und in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen. Die Motor-ECU 8 führt eine Mengenregelung der Brennstoff-Einspritzung des Motors 12 und andere -Regelungs des Motors durch. Der Befehl für die Regelung der Einspritzmenge zur Motor-ECU 8 wird mittels des Gaspedals am Fahrersitz ausgeführt. Eine Alarmanzeige und ein Summton aus der Bremsregelungs-ECU 4 werden auf einem Display (nicht gezeigt) am Fahrersitz durch die Anzeigegerät-ECU 6 angezeigt. Weil ein Regelungssystem, das mit der Lenkung anders als mit dem Lenksensor verknüpft ist, sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, wird ein solches nicht dargestellt.
Wie in 1 gezeigt ist, stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Einrichtung zur automatischen Bremsregelung dar, mit einem Millimeterwellen-Radar 1 zum Messen einer Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Fahrzeug, das dem betreffenden Fahrzeug voraus ist, oder einem Objekt wie z. B. einem fallenden Körper, mit einem Lenksensor 2 zum Detektieren eines Lenkwinkels, mit einem Giergeschwindigkeitssensor 3 zum Detektieren eine Giergeschwindigkeit, und mit einer Bremsregelungs-ECU 4, die automatisch eine Bremsregelung durchführt, die auf dem Ausgangswert eines Sensors basiert, beispielsweise einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13, der die Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeuges detektiert, selbst wenn es keinen Fahrbetrieb gibt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 eine Einrichtung zur stufenweisen Bremsregelung aufweist, die automatisch eine stufenweise Bremsregelung durchführt, wenn die von einem relativen Abstand und einer relativen Geschwindigkeit zwischen dem Objekt und dem bestimmten Fahrzeug abgeleitete Zeit TTC, die aus dem Sensor-Ausgangswert des Millimeterwellen-Radars 1 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erhalten wird, kleiner als ein vorher festgesetzter Wert ist.
Diese Mittel zur stufenweisen Bremsregelung, wie in 3b gezeigt, weisen Bremsregelungsmittel auf, die schrittweise eine Bremskraft in drei Stufen in Zeitabfolge erhöhen. In dem in 3b gezeigtem Beispiel, in einer ersten als „Alarm” beschriebenen Stufe, wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit TTC zwischen 2,4 und 1,6 Sekunden angelegt. In dieser Stufe wird eine sogenannte abrupte Bremsung noch nicht angelegt, es leuchtet eine Stopp-Lampe auf, und es ist möglich ein Fahrzeug dahinter über die Tatsache zu informieren, dass bald eine abrupte Bremsung angewandt wird. Als nächstes wird in einer zweiten Stufe, die als „Erweiterten Bremsbereich” bezeichnet ist, eine Bremskraft von etwa 0,3 G mit TTC zwischen 1,6 und 0,8 Sekunden angelegt. Zuletzt wird in einer dritten Stufe, die als „Vollbremsung” bezeichnet ist, die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit TTC zwischen 0,8 und 0 Sekunden angewandt.
Wenn ein Fahrer eine starke Bremsoperation ausführt, mit einer größeren Bremskraft als die oben beschriebene, wird der stärkeren Bremskraft der Vorrang gegeben.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in den 3 bis 5 gezeigt, enthält die Bremsregelungs-ECU 4 ein Bremsmuster-Wählteil 40, das ein Bremsmuster gemäß einer geladenen Last oder einem Gewicht von Passagieren ändert. Das Bremsmuster lässt sich in der Weise ändern, dass eine Vielzahl von Regelungsmustern „zum Zeitpunkt ohne Last”, „zum Zeitpunkt von Halblast” und „zum Zeitpunkt von konstanter Last” zuvor in ein Bremsmuster-Speicherteil 41 der Bremsregelungs-ECU 4 abgespeichert sind, und das Bremsmuster-Wählteil 40 ein geeignetes Bremsmuster entsprechend dem Gewicht aus den Bremsmustern aussucht. Die Gewichts-Information der geladenen Last oder der Passagiere wird durch die in 1 gezeigte Achslastwaage 9, gewonnen, und in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
Die folgende Erklärung basiert auf einem Fahrzeug, das dem betreffenden Fahrzeug voraus ist, jedoch ist die automatische Brems-Regelungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels auch für einen auf eine Straße fallenden Körper wirksam.
Die automatischen Bremsregelungsvorrichtung weist Mittel auf, welche die Betätigung der stufenweisen Bremssteuerung sperren, wenn die Geschwindigkeit des bestimmten Fahrzeugs geringer als 60 km/h ist, und ein Lenkwinkel +30 Grad oder größer oder –30 Grad oder kleiner ist. Anstelle des Lenkwinkels kann eine Giergeschwindigkeit benutzt werden.
Das heißt, die von der automatischen Bremsregelungsvorrichtung durchgeführte stufenweise Bremsregelung des vorliegenden Ausführungsbeispiels basiert auf der Annahme, dass sie angewandt wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Starten der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, und eine große Lenkoperation wie z. B. zum Wechseln der Fahrspur oder Befahren einer scharfen Kurve nicht ausgeführt wird. Deswegen lässt sich die Betätigung der stufenweisen Bremsregelung in einem anderen als dem oben erwähnten Fahrzustand beschränken.
Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung geringer als 60 km/h ist, wird, weil die kinetische Energie des Fahrzeugs klein ist, kein Problem verursacht, selbst wenn eine einfache Bremsregelung, die in herkömmlicher Weise in Personenfahrzeugen angewandt wird, ausgeführt wird, wobei die Brauchbarkeit der Durchführung der stufenweisen Bremsregelung gering ist, und daher die Betätigung der stufenweisen Bremssteuerung eingeschränkt ist. Falls ein Lenkwinkel vor dem Einsetzen der Bremssteuerung +30 Grad oder mehr beträgt oder –30 Grad oder weniger, weil das bedeutet, dass das Fahrzeug eine Fahrspur wechselt oder eine scharfe Kurve beführt, so liegt das außerhalb der Anwendung der stufenweisen Bremsregelung, und die Betätigung der stufenweisen Bremsregelung ist eingeschränkt. In diesem Fall kann eine Giergeschwindigkeit anstelle des Lenkwinkels benutzt werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung geringer als 60 km/h und 15 km/h (die minimale Geschwindigkeit, bei der die Brauchbarkeit einer automatischen Bremsregelung (nur Vollbremsregelung anerkannt wird) oder größer ist, wird die stufenweise Bremsregelung nicht ausgeführt, sondern es wird nur die Vollbremsregelung, die in den 3b bis 5b gezeigt ist, ausgeführt. Wird nur die Vollbremsregelung ausgeführt, ist es möglich dieselbe Bremsregelung anzuwenden, wie es die herkömmliche automatische Bremsregelung für Personenfahrzeuge ist.
Wenn dieselbe automatische Bremsregelung, wie die der üblichen Technik angewandt wird, ist ein Schritt zum Feststellen, ob das betreffende Fahrzeug eine Fahrspur wechselt oder eine scharfe Kurve durchfährt, unnötig.
Das Betriebsverhalten der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung des vorliegenden Ausführugsbeispiels wird nun anhand eines Flussdiagramms in 2 erklärt. Die Erläuterung der 2 basiert auf einem Bremsmuster zum Zeitpunkt ohne Last (3), aber das Betriebsverhalten zum Zeitpunkt einer Halblast (4) oder zum Zeitpunkt konstanter Last (5) wird auch gemäß dem Flussdiagramm in 2 ausgeführt. Wie in 2 zu sehen ist, misst und überwacht das Millimeterwellen-Radar 1 eine Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit des Vorausfahrzeugs. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 13 misst und überwacht die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs. Die Achslastwaage 9 misst und überwacht das Gewicht einer geladenen Last und der Passagiere (S1). Das Bremsmuster-Wählteil 40 der Bremsregelungs-ECU 4 wählt zuvor eines der Bremsmuster (3 bis 5) aus, basierend auf einem Messergebnis für das Gewicht. Ein Beispiel, worin das Bremsmuster in 3 gewählt wird, wird nachstehend erklärt.
Hier wird die TTC mittels einer Distanz zwischen den Fahrzeugen, der Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit eines Vorausfahrzeugs (S2) berechnet. Das Rechenverfahren ist: Distanz zwischen den Fahrzeugen/(Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs – Geschwindigkeit des Vorausfahrzeugs). Falls die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung 60 km/h oder mehr (S3) beträgt, und falls ein Lenkwinkel vor dem Einsetzen der Bremsregelung –30 Grad oder weniger und +30 Grad oder mehr (S4) beträgt, und falls die TTC sich in einem Bereich (1) befindet, der in 3a (S5) gezeigt ist, wird die „Alarm”-Bremsregelung (S8) durchgeführt. Falls sich TTC im Bereich (2) befindet, der in 3a (S6) zu sehen ist, wird die „Erweiterte Bremsbereich” Regelung ausgeführt (S9). Falls sich die TTC im Bereich (3) aufhält, der in 3a (S7) zu sehen ist, wird die „Vollbremsung” Regelung” durchgeführt (S10).
Falls die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremssteuerung geringer als 60 km/h und 15 km/h oder größer ist (S3, S11), und sich TTC in einem Bereich (4) befindet, der in 3c (S12) gezeigt ist, wird ein Fahrer über die Tatsache informiert, dass eine relative Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug kurz ist (S13). Ein Fahrer wird über diese Tatsache mittels einer Alarmanzeige oder eines Summtons informiert.
Falls sich die TTC in einem Bereich (5) befindet, der in 3c (S14) gezeigt ist, wird die „Vollbremsung” Regelung ausgeführt (S10).
Es ist möglich eine Giergeschwindigkeit aus dem Giergeschwindigkeitssensor 3 anstelle des Lenkwinkels aus dem Lenksensor 2 zu benutzen. Es können auch beide, der Lenkwinkel und die Giergeschwindigkeit benutzt werden.
Hier werden die 3 bis 5 erklärt. Die Geraden c, f und i in 3 bis 5 werden Lenkungsvermeidungs-Grenzwertgeraden genannt, und die Kurven B, D und F in den 3 bis 5 werden Bremsungsvermeidungs-Grenzwertgeraden genannt.
Das heißt, die Grenzgerade zum Vermeiden einer Lenkung ist eine Gerade, welche einen Grenzwert zum Vermeiden eines Zusammenstoßes durch Lenkung innerhalb einer vorbestimmten TTC zeigt, und zwar in einer Beziehung zwischen einer relativen Distanz zu einem Objekt und einer relativen Geschwindigkeit mit dem Objekt. Die Grenzkurve zum Vermeiden einer Bremsung ist eine Kurve, die einen Grenzwert zum Vermeiden eines Zusammenstoßes durch Brems-Operation innerhalb einer vorbestimmten Zeit in einer Beziehung zwischen einer relativen Distanz zu einem Objekt und einer Relativgeschwindigkeit bezüglich des Objekts zeigt.
In den 3 bis 5, in einem Bereich, wo beide unteren Seitenbereiche der Gerade und der Kurve in Beziehung stehen, ist es nicht möglich, eine Kollision durch irgendeine Lenkbedienung und Bremsbetätigung zu vermeiden.
Im Beispiel für den Zeitpunkt ohne Last in 3, ist TTC auf 0,8 Sekunden auf der Geraden c gesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Gerade a, wenn die TTC 2,4 Sekunden beträgt, auf der Oberseite der Grenzgeraden c zum Vermeiden von Lenkung vorgesehen, und eine Gerade b ist vorgesehen, wenn TTC 1,6 Sekunden beträgt. Eine Kurve A, bei welcher TTC auf 1,6 Sekunden gesetzt ist, ist auf der Oberseite einer Grenzkurve B zum Vermeiden von Bremsung vorgesehen, worin TTC auf 0,8 Sekunden gesetzt ist.
Der Anfangsstatus des Fahrzeugs hat eine relative Distanz und eine Relativgeschwindigkeit bezüglich eines Objekts, zu sehen am schwarzen Punkt G in 3. Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, wird die relative Distanz allmählich kurz, und wenn die relative Distanz zu einer Position der Gerade a kommmt, wird der Modus in einen Alarm-Modus (Bereich (1)) gebracht. Im Alarm-Modus wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit einer TTC von 2,4 bis 1,6 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne leuchtet die Stopp-Lampe auf, um ein Fahrzeug dahinter zu informieren, dass eine Bremse betätigt wird. Wenn die Relativgeschwindigkeit reduziert ist und zu einer Position der Gerade b kommt, wird der Modus in einen Modus des erweiterten Bremsbereichs gebracht (Bereich (2)). In dem Modus des erweiterten Bremsbereichs, wird eine Bremskraft von etwa 1,3 G bei einer TTC von 1,6 bis 0,8 Sekunden angelegt. Wenn es zu einer Position der Geraden c kommt, wird der Modus in einen Modus der Vollbremsung (Bereich (3) gebracht. In diesem Modus der Vollbremsung wird die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) bei einer TTC von 0,8 bis 0 Sekunden angelegt. Gemäß der Berechnung in Schritt 2 in 2 ereignet sich eine Kollision. Jedoch wird, weil die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs mittels der Bremsregelung im aktuellen Fall klein wird, die aktuelle TTC länger als das Rechenergebnis in Schritt S2.
Das heißt, dass entsprechend der Berechnung von TTC in der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung, eine präzise Distanzmessung und komplizierte Rechenvorgänge weitestgehend weggelassen werden, und dass eine allgemein einfache distanzmessende Vorrichtung (z. B. ein Millimeterwellen-Radar) oder eine Rechenvorrichtung benutzt werden. Eine derartige Betrachtung ist zum Niedrighalten der Herstellkosten und der Wartungskosten eines Fahrzeugs wirksam.
Streng genommen führen das betreffende Fahrzeug und ein Vorausfahrzeug, eine einheitlich beschleunigte Bewegung infolge der Bremsung (Verzögerung) aus. Deswegen muss TTC auch basierend auf der einheitlich beschleunigten Bewegung berechnet werden, aber TTC wird basierend auf der Annahme berechnet, dass eine einfache einheitliche Bewegung durchgeführt wird, wobei eine präzise Distanzmessung und komplizierte Berechnung weggelassen werden. Beim Durchführen einer derartigen Berechnung, die auf der Annahme basiert, dass die Bewegung einheitlich ist, wird der berechnete Wert von TTC kleiner als die tatsächliche TTC, aber das ist ein Fehler auf der sicheren Seite, und somit tritt kein Problem auf, selbst wenn der Fehler zugelassen wird.
Ist die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung 15 km/h oder größer und kleiner als 60 km/h, wird die relative Distanz allmählich kurz, und wenn er zu einer Position der Geraden b kommt, wird der Modus in einen Informier-Modus (Bereich (4)) gebracht. In dem Informiermodus wird ein Fahrer über die Tatsache informiert, dass die relative Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem Objekt kurz ist, und zwar mittels einer Alarmanzeige oder eines Summtons. Kommt es zu einer Position der Geraden c, wird der Modus in den Modus der Vollbremsung (Bereich (5)) überführt. In diesem Modus der Vollbremsung wird die stärkste Bremskraft (etwa 0,5 G) bei einer TTC von 0,8 bis 0 Sekunden angelegt.
Die 4 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt einer Halblast, und die 5 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt einer Konstantlast. Hier werden die gleichen Bremskräfte miteinander verglichen, wenn das Gewicht der geladenen Last oder der Passagiere erhöht wird, auch wird die Bremsdistanz länger und damit die Grenzgerade für das Vermeiden der Lenkung, auch bewegt sich die Grenzkurve der Bremsvermeidung in den Zeichnungen hinauf. Damit werden die Gebiete der Bereiche (1), (2), (3), (4) und (5) entsprechend dem Gewicht der Ladung oder der Passagiere erhöht.
Die Geraden a bis c in den 3 entsprechen den Geraden d bis f in den 4 und den Geraden g bis i in den 5. Die Kurven A und B in den 3 entsprechen den Kurven C und D in 4 und Kurven E und F in den 5. Die schwarzen Punkte G in den 3 entsprechen den schwarzen Paukten H in den 4 und den schwarzen Punkten I in den 5.
Eine automatischen Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird nun anhand 7 erläutert. Das Konfigurationsschaubild des Regelungssystems und das Flussdiagramm, das den Regelvorgang der Bremsregelungs-ECU zeigt, sind dieselben wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel (1 und 2). Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 Mittel enthält, die ein Änderungsverhältnis einer Bremskraft in einem Abschnitt zwischen Anstiegspunkten der Bremskräfte der „Alarm”-Stufe, der Stufe „Erweiterter Bremsbereich” und der Stufe „Vollbremsung” auf einen vorbestimmten Wert setzen, wie in 7 gezeigt ist.
In der 7 wird ein Bremskraft-Änderungsverhältnis erklärt, das auf dem Muster der automatischen Bremsregelung zum Zeitpunkt ohne Last in 3b im ersten Ausführungsbeispiel basiert. In der 7 sind die Ausdrücke 2,4 Sekunden, 1,6 Sekunden und 0,8 Sekunden die TTC. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in 7 zu sehen ist, wird die Bremskraft durch das Änderungsverhältnis α = b(G)/a (Sekunde) in einem Abschnitt von den Anstiegspunkten (2,4 Sekunden, 1,6 Sekunden und 0,8 Sekunden) der Stufen bis zu einer vorbestimmten Bremskraft erhöht. Das Änderungsverhältnis α ist ein geeigneter Wert, der zuvor durch Probelauf oder Simulation erhalten wurde, so dass das Änderungsverhältnis der Bremskraft in einen zulässigen Bereich fällt, in dem die Verhaltensänderung des Fahrzeugs nicht instabil wird. Der konkrete numerische Wert wird wegen des Unterschieds im Fahrzeugtyp, beispielsweise Bus und LKW, variiert, und deswegen wird der Wert nicht angezeigt. Dieselben Änderungsverhältnisse α werden in den verschiedenen Stufen auch in 5 (zum Zeitpunkt der Halblast) und 6 (zum Zeitpunkt einer Konstantlast) benutzt.
Ein drittes Ausführungsbeispiel wird anhand der 8 erläutert. Die 8 ist ein Schaubild zum Erklären einer Bremskraft-Änderungskurve in einem Bremsmuster. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, das in 8 gezeigt ist, enthält die Bremsregelungs-ECU 4 Mittel, die einen Änderungsvorgang einer Bremskraft in einem Abschnitt von den Anstiegspunkten der Bremskräfte in den verschiedenen Stufen zu der vorbestimmten Bremskraft zu einem Änderungsvorgang entlang der Kurvenform bringt, die durch eine vorbestimmte Funktion definiert ist.
Das heißt, im Bereich „Alarm” ist der Änderungsvorgang der Bremskraft ein Variationsprozess entlang einer Kurvenform, die durch eine Funktion y = f₀(X) definiert ist.
Im Bereich des „Erweiterten Bremsbereichs” ist der Änderungsvorgang der Bremskraft ein Variationsprozess entlang der Kurvenform, die durch eine Funktion y = f₁(X) definiert ist. Im Bereich der „Vollbremsung” ist der Änderungsvorgang der Bremskraft ein Variationsprozess entlang der Kurvenform, die durch eine Funktion y = f₂(X) definiert ist.
Weil diese Funktionen die direkte Bremskraft-Variation in dem in 7 gezeigten Bremsmuster durch eine Bremskraft-Variation glatter Kurve ersetzen, werden geeignete Funktionen zuvor durch Simulation oder Testläufe für den Fahrzeugtyp zum Zeitpunkt ohne Last, zum Zeitpunkt Halblast und zum Zeitpunkt Konstantlast gewonnen. Die 8 zeigt ein Bremsmuster zum Zeitpunkt ohne Last, aber die Bremsmuster werden auch für einen Wert zum Zeitpunkt der Halblast und für einen Wert zum Zeitpunkt der Konstantlast bestimmt.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist die Variation der Bremskraft sanfter als verglichen mit dem zweiten Ausführungsbeispiel.
Eine automatischen Brems-Regelungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel wird nun anhand der 9 erläutert. Die 9 ist ein Konfigurationsschaubild des Regelungssystems des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Das Flussdiagramm, welches das Betriebsverhalten der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt, ist das gleiche wie das des ersten Ausführungsbeispiels (2).
Wie in der 9 dargestellt ist, sind eine Bremsregelungs-ECU 4, eine Schnittstelle-ECU 5, ein Anzeigegerät-ECU 6, eine Motor-ECU 8, eine Achslastwaage 9, eine EBS(Electric Braking System = elektrisches Bremssystem)-ECU 10 und eine Hilfsbremse-ECU 14 miteinander durch ein Fahrzeug-CAN (J1939) 7 verbunden.
Ein Lenkungssensor 2, ein Giergeschwindigkeitssensor 3 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 sind jeweils mit dem Fahrzeug-CAN (J1939) 7 durch die Schnittstelle-ECU 5 verbunden, und die Sensorinformation daraus wird in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen. Die Bremsregelung wird durch Ansteuern eines Bremsbetätigers 11 durch die EBS_ECU 10 vorgenommen. Ein Bremsbefehl zur EBS_ECU 10 wird durch die Bremsbedienung am Fahrersitz (nicht gezeigt) und die Bremsregelungs-ECU 4 durchgeführt. Die Brems-Information einschließlich der Bremsbedienung durch einen Fahrer wird durch die EBS_ECU 10 ausgegeben und in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
Die Hilfsbremse 15 wird geregelt, falls die Hilfsbremsen-ECU 14 die Hilfsbremse 15 antreibt. Ein Befehl der Hilfsbremse wird zur Hilfsbremse-ECU 14 durch die Operation der Hilfsbremse und die Bremsregelungs-ECU 4 am Fahrersitz (nicht gezeigt) geschickt. Die Hilfsbremse-ECU 14 gibt die Hilfsbremsen-Information einschließlich der Information der Hilfsbremsen-Bedienung durch den Fahrer aus, und die Hilfsbremsen-Information wird in die Bremsregelungs-ECU 4 übernommen.
Die Motor-ECU 8 führt die Mengenregelung der Kraftstoffeinspritzung des Motors 12 und andere Motorregelung durch. Der Mengenregelbefehl für die Einspritzung zwar Motor-ECU 8 wird durch Bedienen des Gashebels am Fahrersitz ausgeführt. Eine Alarmanzeige oder ein Summton aus der Bremsregelungs-ECU 4 werden auf einem Display (nicht gezeigt) am Fahrersitz durch die Anzeigegerät-ECU 6 dargestellt. Weil ein anderes Regelungssystem für die Lenkung als vom Lenksensor 2 sich nicht direkt auf die vorliegende Erfindung bezieht, ist es nicht dargestellt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur stufenweisen Bremsregelung Mittel zur Bremsregelung einschließt, die allmählich eine Bremskraft in einer Vielzahl von Stufen im Zeitablauf, gezeigt in 3b, erhöhen, und die Hilfsbremse-ECU 14 enthalten, die eine Bremskraft durch die Hilfsbremse 15 in einer ersten, als „Alarm” bezeichneten, Stufe erzeugt, in welcher die Bremskraft einen vorher festgelegten Wert oder darunter hat. Hier ist die Hilfsbremse 15 eine elektromagnetische Bremse, eine Motorbremse, eine Auspuffbremse, eine Luftbremse (Anhänger) oder dergleichen.
Gemäß der gegenwärtigen Gesetzeslage ist vorgeschrieben, dass „die Bremsung durch eine Hilfsbremse mit 0,2 G oder darunter angewendet werden sollte”, aber in der ersten Stufe, die als „Alarm” bezeichnet ist, ist es passend, weil eine Bremskraft von etwa 0,5 G angewandt wird, dass eine Bremskraft durch die Hilfsbremse 14 erzeugt wird.
Eine automatische Brems-Regelungsvorrichtung eines fünften Ausführungsbeispiels wird nachstehend anhand der 9 bis 13 erläutert. Die Konfiguration des Regelungssystems des fünften Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie die des vierten Ausführungsbeispiels (9).
10 ist ein Flussdiagramm, das den Regelungsvorgang einer Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Die 11 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt ohne Last. Die 12 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt von Halblast. Die 13 sind Schaubilder von Bremsmustern der Bremsregelungs-ECU des vorliegenden Ausführungsbeispiels zum Zeitpunkt von Konstantlast.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsregelungs-ECU 4 ferner mit einer Vorsichtsstufe ausgestattet ist, die eine kleinere Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit als die Alarmstufe bei einer Vorwärtsstufe hat als die Alarmstufe, welche die erste Stufe der drei Stufen ist, die in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel erläutert wurden. Die Vorsichtsstufe führt eine Brems-Operation mittels der Hilfsbremse 15 aus.
In dem in 11b gezeigten Beispiel wird eine Bremskraft von etwa 0,05 G mit einer TTC von 3,2 Sekunden bis 2,4 Sekunden mittels der Hilfsbremse 15 im ersten Status angelegt, der als „Vorsicht” bezeichnet ist. Diese Stufe liegt vor, wenn eine sanfte Bremsung durch die Hilfsbremse 15 angelegt wird, und sie hat eine Warn-Funktion für einen Fahrer. Das heißt, beim Arbeiten der Hilfsbremse 15 hört ein Fahrer einen von der Hilfsbremse selbst ausgehenden Ton, auch einen Ton aus dem Motor, weil die Motordrehzahl vermindert wird, oder einen Alarmton, der den Fahrer über die Tatsache informiert, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird, und er bemerkt, dass die automatische Bremsregelung betätigt wird, indem er die Verzögerung spürt und das Vorausfahrzeug beachten kann. Die Folgestufen (Alarm, Erweiterter Bremsbereich, Vollbremsung) sind die gleichen, wie im ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Das Betriebsverhalten der automatischen Brems-Regelungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird anhand eines Flussdiagramms erklärt, das in 10 gezeigt ist. Die Erklärung der 10 basiert auf einem Bremsmuster zum Zeitpunkt ohne Last (11), aber das Betriebsverhalten zum Zeitpunkt von Halblast (12) oder zum Zeitpunkt von Konstantlast (13) wird ebenfalls gemäß dem Flussdiagramm in 10 ausgeführt. Wie in 10 dargestellt ist, misst und überwacht die Bremsregelungs-ECU 4 den Distanz zwischen Fahrzeugen, also zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug, sowie eine Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels Millimeterwellen Radar 1. Des weiteren misst und überwacht der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs. Die Achslastwaage 9 misst und überwacht das Gewicht der aufgeladenen Last und der Passagiere. Das Bremsmuster-Wählteil 40 der Bremsregelungs-ECU 4 wählt zuvor irgendeines der Bremsmuster (3 bis 5) aus, basierend auf dem Messergebnis des Gewichts (S21). Die folgende Erläuterung basiert auf einem Beispiel, worin das Bremsmuster in den 11 gewählt ist.
Danach berechnet die Bremsregelungs-ECU 4 die TTC durch die Fahrzeugdistanz, die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs und die Geschwindigkeit des Vorausfahrzeugs (S22). Die Rechenmethode geht so, wie oben erklärt wurde. Falls die Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung 60 km/h oder mehr (S23) beträgt, und falls ein Lenkwinkel vor dem Einsetzen der Bremsregelung +30 grad oder weniger und –30 Grad oder mehr (S24) beträgt, und falls die TTC in einem Bereich (1) liegt, der in 11a (S25) gezeigt ist, führt die Bremsregelungs-ECU 4 die „Vorsicht”-Bremsregelung (S29) aus. Falls die TTC im Bereich (2) liegt, der in 11a (S27) gezeigt ist, wird die Regelung des „erweiterten Bremsbereichs” (S31) durchgeführt. Falls ferner die TTC im Bereich (4) liegt, der in 11a (S28) gezeigt wird, so wird die „Vollbremsung” ausgeführt (S32).
Falls die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremsregelung kleiner als 60 km/h und 15 km/h oder größer ist (S23, S33), und sich die TTC in einem Bereich (5) befindet, der in 11c (S34) gezeigt ist, informiert die Bremsregelungs-ECU 4 einen Fahrer über die Tatsache, dass eine relative Distanz zwischen dem betreffenden Fahrzeug und dem Vorausfahrzeug kurz ist (S35). Ein Fahrer wird über diese Tatsache mittels einer Alarmanzeige oder eines Summtons informiert. Falls die TTC in einem Bereich (6) liegt, der in 11c (S36) gezeigt ist, so wird die „Vollbremsung” durchgeführt (S32).
Es ist möglich eine Giergeschwindigkeit aus dem Giergeschwindigkeitssensor 3 anstelle des Lenkwinkels aus dem Lenksensor 2 zu benutzen. Es können auch beide, der Lenkwinkel und die Giergeschwindigkeit, benutzt werden.
Hier werden die 11 bis 13 erläutert. Die Geraden d, h und l in den 11 bis 13 sind Grenzwertgeraden der Lenkvermeidung, und die Kurven C, F und I in den 11 bis 13 sind Grenzwertkurven der Bremsvermeidung. Beispielsweise ist im Beispiel zum Zeitpunkt ohne Last in den 11 die TTC auf 0,8 Sekunden in der Geraden d gesetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Gerade c, wenn TTC 1,6 Sekunden beträgt, auf der Oberseite der Grenzwert-Geraden der Lenkvermeidung d vorgesehen, ist eine Gerade b, wenn TTC 2,4 Sekunden beträgt, vorgesehen, und eine Gerade a, wenn die TTC 3,2 Sekunden beträgt. Eine Kurve B, worin TTC auf 1,6 Sekunden gesetzt ist, ist auf der Oberseite der Grenzwertkurve der Bremsvermeidung C vorgesehen, worin TTC auf 0,8 Sekunden gesetzt ist, und eine Kurve A, worin TTC auf 2,4 Sekunden gesetzt ist.
Der Anfangsstatus des Fahrzeugs hat eine relative Distanz und eine Relativgeschwindigkeit bezüglich eines Objekts, das am schwarzen Punkt J in den 11 gezeigt ist. Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremssteuerung 60 km/h oder mehr beträgt, wird die relative Distanz allmählich kurz, und wenn die relative Distanz zu einer Position der Gerade a kommt, wird der Modus in einen Modus Vorsicht (Bereich (1)) gebracht. Im Modus Vorsicht wird eine Bremskraft von etwa 0,05 G mit TTC zwischen 3,2 und 2,4 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne wird eine sanfte Bremsung durch die Hilfsbremse 14 angelegt, um einen Fahrer zu veranlassen, das Vorausfahrzeug zu beachten.
Wenn die relative Distanz kurz wird und zur Position der Geraden b kommt, wird der Modus in den Modus Alarm gebracht (Bereich (2)). Im Alarmmodus wird eine Bremskraft von etwa 0,1 G mit einer TTC zwischen 2,4 und 1,6 Sekunden angelegt. In dieser Zeitspanne leuchtet eine Stopp-Lampe auf, damit ein nachfolgendes Fahrzeug von der Tatsache informiert wird, dass die Bremse angelegt werden wird. Wird ferner die Relativgeschwindigkeit verringert und kommt zur Position der Geraden c, wird der Modus in den Modus des erweiterten Bremsbereichs (Bereich (3)) gebracht.
Im Modus des erweiterten Bremsbereichs wird eine Bremskraft von etwa 0,3 G mit einer TTC zwischen 1,6 und 0,8 Sekunden angelegt. Wenn die Linie zur Position der Geraden d kommt, wird der Modus in den Modus der Vollbremsung (Bereich (4)) geführt. In diesem Modus der Vollbremsung wird die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit einer TTC zwischen 0,8 und 0 Sekunden angelegt. Gemäß der Berechnung in Schritt 22 in 10 findet ein Zusammenstoß statt. Jedoch, weil die tatsächliche TTC länger als das Rechenergebnis in Schritt S22 ist, gibt es kein Problem. Der Grund ist im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs vor dem Einsetzen der Bremssteuerung 15 km/h oder mehr und weniger als 60 km/h beträgt, wird die relative Distanz allmählich kurz, und wenn es zur Position der Geraden c kommt, wird der Modus in den Informiermodus (Bereich (5)) geführt. Im Informiermodus wird ein Fahrer mittels Alarmanzeige oder Summton über die Tatsache in Kenntnis gesetzt, dass der relative Distanz bezüglich des Objekts kurz wird. Kommt die Linie zur Position der Geraden d, wird der Modus in den Modus der Vollbremsung (Bereich (6)) gebracht. In diesem Modus Vollbremsung wird die maximale Bremskraft (etwa 0,5 G) mit einer TTC zwischen 0,8 und 0 Sekunden angewandt.
Die 12 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt von Halblast, und die 13 zeigen ein Beispiel zum Zeitpunkt von Konstantlast. Falls die gleichen Bremskräfte miteinander verglichen werden, wenn das Gewicht der aufgeladenen Last oder der Passagiere erhöht wird, so wird auch der Bremsweg länger, so dass auch die Grenzwertgerade der Lenkvermeidung und die Grenzwertkurve der Bremsvermeidung sich in den Zeichnungen hinauf verschieben. Damit werden Gebiete der Bereiche (1), (2), (3), (4), (5) und (6) gemäß dem Gewicht der geladenen Last oder Passagiere erhöht.
Die Geraden a bis d in den 11 entsprechen den geraden e bis h in den 12 und den Geraden i bis l in den 13. Die Kurven A, B und C in den 11 entsprechen den Kurven D, E und F in den 12 und den Kurven G, H und I in den 13. Die schwarzen Punkte I in den 11 entsprechen den schwarzen Punkten J in den 12 und den schwarzen Punkten L in den 13.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine automatische Bremsregelung in einem LKW und einem Bus zu realisieren und zur Sicherheit im Verkehr beizutragen. Insbesondere ist es möglich eine Last auf einer Scheibenbremse durch Benutzen einer Hilfsbremse in einer Anfangsstufe der automatischen Bremssteuerung zu reduzieren. Es ist möglich eine hohe Sicherheit mittels einer Vorsichtsstufe zu gewährleisten.

Claims

Automatische Brems-Regelungsvorrichtung, welche Regelungseinrichtungen aufweist, die automatisch eine Bremsregelung durchführen, basierend auf einer Sensor-Ausgabe, die eine Distanz zwischen einem betreffenden Fahrzeug und einem Objekt erschließt, das vor dem betreffenden Fahrzeug vorhanden ist, selbst wenn es keinen Fahrbetrieb gibt, wobei die Regelungseinrichtungen Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung einschließt, die die verstrichene Zeit abschätzen, bis eine Distanz zwischen einem Objekt und dem Fahrzeug, basierend auf einer Relativdistanz und einer Relativgeschwindigkeit des Objekts und des Fahrzeugs, ermittelt durch die Sensorangabe, abgeleitet wird, die eine vorbestimmte Distanz oder kleiner wird, und die automatisch eine stufenweise Bremsregelung mittels einer Vielzahl von Bremsmustern mit verschiedenen Bremskräften oder Bremsreduktionsgeschwindigkeiten ausführen, wenn der abgeschätzte Zeitwert kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung Einrichtungen zur Bremsregelung einschließen, welche die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit über mehrere Stufen in Zeitreihen graduell erhöhen
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung Einrichtungen einschließen, welche ein Änderungsverhältnis der Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert in einem Abschnitt von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit jeder Stufe zu einem Punkt setzt, in dem die gewollte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erreicht wird.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung Einrichtungen einschließen, die in einen Variationsprozess entlang einer durch eine vorbestimmte Funktion definierten Kurvenform einen Variationsprozess einer Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit in einen Abschnitt von einem Anstiegspunkt der Bremskraft oder der Bremsreduktionsgeschwindigkeit jeder Stufe zu einem Punkt bringen, wo die gewollte Bremskraft oder Bremsreduktionsgeschwindigkeit erhalten wird.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung eine Einrichtung einschließen, die eine Bremskraft durch eine Hilfsbremse in einer Stufe erzeugt, wo die Bremskraft oder die Bremsreduktionsgeschwindigkeit ein vorher festgelegter Wert oder darunter ist.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Einrichtung zur stufenweisen Bremsregelung eine Vorsichtsstufe einschließt, die eine Bremskraft oder eine Bremsreduktionsgeschwindigkeit hat, die kleiner ist als diejenige der Anfangsstufe, und wobei die Einrichtung zur stufenweisen Bremsregelung mit der Vorsichtsstufe vor der Anfangsstufe mehrerer Stufen ausgestattet ist.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 5 und 6, wobei in der Vorsichtsstufe Bremsung durch die Hilfsbremse ausgeführt wird.
Automatische Brems-Regelungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, die Einrichtungen aufweist, die eine Betätigung der Einrichtungen zur stufenweisen Bremsregelung sperren, wenn die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs kleiner als ein vorher festgesetzter Wert ist, und ein Wert des Lenkwinkels und/oder einer Giergeschwindigkeit außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt.