WO1999008913A1 - Vorrichtung und verfahren zum ansteuern einer kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ansteuern einer kraftfahrzeugbremsanlage Download PDF

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WO1999008913A1
WO1999008913A1 PCT/EP1998/004892 EP9804892W WO9908913A1 WO 1999008913 A1 WO1999008913 A1 WO 1999008913A1 EP 9804892 W EP9804892 W EP 9804892W WO 9908913 A1 WO9908913 A1 WO 9908913A1
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WO
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distance
driver
motor vehicle
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PCT/EP1998/004892
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Inventor
Peter Rieth
Alfred Eckert
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/02—Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/042—Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated by electrical means, e.g. using travel or force sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3255—Systems in which the braking action is dependent on brake pedal data
    • B60T8/3275—Systems with a braking assistant function, i.e. automatic full braking initiation in dependence of brake pedal velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/12—Pre-actuation of braking systems without significant braking effect; Optimizing brake performance by reduction of play between brake pads and brake disc

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling a motor vehicle brake system, which can determine behavior patterns of driver initiation processes, in particular via a distance sensor assigned to a brake pedal, in order thereby to obtain a measure of the driver's expected braking request even before the brake pressure builds up.
  • Such a system has the further disadvantage that it does not respond in driving situations in which the driver's foot does not come from the accelerator pedal.
  • this is a problem when more and more motor vehicles are equipped with a Te pomat and / or an intelligent cruise control system (for example with a distance measurement to the vehicle in front).
  • the object of the invention is to provide a device and a method for controlling a motor vehicle brake system which can conclude from the movement behavior of the driver's brake foot immediately before the brake is actuated that the motor vehicle brake system is actuated in a safe and reliable manner.
  • a device for controlling a motor vehicle brake system which can have a distance sensor which detects a distance s of the driver's foot assigned to a brake pedal from the brake pedal. Furthermore, a foot speed ds / dt of the driver's foot in the direction of the brake pedal can be determined, which allows further information about the driver's behavior before braking.
  • the device according to the invention can furthermore have a control unit which can control the motor vehicle brake system in accordance with the detected distance s and the foot speed ds / dt.
  • the distance sensor can have a substantially spherical detection area. Furthermore, the distance sensor can be a short-range distance sensor. The distance sensor can also have a flattened detection area.
  • the distance sensor can be designed such that it can also output the foot speed ds / dt in addition to the distance of the driver's foot from the brake pedal. The same applies to a foot speed change signal described later.
  • a control unit or a circuit provided for this purpose can also determine the foot speed ds / dt and the foot speed change d s / dt from the distance signals of the distance sensor.
  • the control method according to the invention cannot, for example, cause the motor vehicle brake system to react if the foot speed ds / dt is below a predetermined foot speed limit value ds / dt gren2 . But it can also no reaction of the motor vehicle brake system can be caused when a foot speed change d 2 s / dt 2 within a predetermined distance s limit of
  • the embodiments described above can thus effectively prevent unwanted braking of the vehicle without a specific braking request.
  • the predetermined distance s limit can be, for example, about 5 to 10 cm.
  • External triggering or full braking of the motor vehicle brake system can then be initiated if the foot speed ds / dt is within a predetermined distance s limit of the driver's foot from the brake pedal above a predetermined foot speed limit value ds / dt limit and a foot speed change d 2 s / dt 2 is within the predetermined Distance s limit is zero or positive.
  • the above-mentioned external triggering can be an emergency stop, which extends to the control range of an ABS controller that may be present.
  • the external triggering can also build up a lower brake pressure.
  • the detected distance s In order to determine the target brake pressure output to the motor vehicle brake system, the detected distance s
  • Foot speed ds / dt and / or the foot speed change ds / dt 2 are used, in which case the brake pressure can be a function of the aforementioned values.
  • an optimally externally triggered braking can be brought about, which optimally corresponds to the driver's will.
  • the motor vehicle brake system can be primed when the foot speed ds / dt exceeds the predetermined foot speed limit value ds / dt limit and the distance s is greater than the predetermined distance s limit . It can thereby be achieved that the motor vehicle brake system is optimally prepared for the upcoming braking.
  • priming the motor vehicle brake system for example, the brake shoes can already be brought to the brake discs without the driver feeling any delay. A braking process that is then triggered consequently has an optimized response time, since the brake shoes no longer have to overcome dead time before they touch the brake disc.
  • Pre-pressure of the motor vehicle brake system can be set. If, for example, the foot speed ds / dt is relatively high shortly before a certain distance s, which is already relatively close to the predetermined distance s limit, it is
  • the pre-charge pressure of the motor vehicle brake system can be set as a function of the aforementioned values.
  • the level of the pre-filling pressure can be set larger, for example, with increasing foot speed ds / dt and / or increasing positive foot speed change ds / dt.
  • a pre-filling pressure can be selected that is higher than that at which the driver does not brake felt. Even in these cases, the vehicle may decelerate slightly, which can further shorten the braking distance later achieved.
  • the pre-filling can take place, for example, with a pre-filling pressure that is between 2 and 10 bar.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a motor vehicle
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a brake pedal with an associated driver's foot, together with a diagram for illustrating the movement of the driver's foot relative to the brake pedal;
  • Fig. 4 is a flow chart according to an embodiment of the invention.
  • the motor vehicle brake system 2 can be controlled by a control unit 6. This takes place via a control line 9.
  • the control unit 6 is connected to a brake pedal 7 and a distance sensor 8.
  • the distance sensor 8 can be arranged on the brake pedal 7 (cf. FIG. 3).
  • the distance sensor 8 is shown in an enlarged view in FIG. 2.
  • a detection area 10 is shown above and next to the distance sensor 8. This, for example, spherical detection area 10 enables the distance sensor 8 to also detect approaches of a driver's foot 11 from the side.
  • FIG 3 shows the brake pedal 7 with a distance sensor 8 arranged thereon. Furthermore, the foot 11 is shown.
  • FIG. 3 shows a diagram with the distance s as the abscissa and the foot speed
  • the origin of this coordinate system is located on the brake pedal 7.
  • two lines are initially shown, which are labeled "trigger” and "non-trigger". These two pairs of values for the distance s and the foot speed ds / dt are intended to represent examples of a movement of the driver's foot 11. If the driver's foot 11 moves approximately along the solid line (release), it initially moves at a large distance from the brake pedal 7 at a relatively low foot speed ds / dt. Then the foot speed ds / dt increases sharply, the foot speed change d 2 s / dt 2 and thus the
  • the dashed line (non-triggering) has a similar increase in the initial area as the aforementioned curve. After a relatively steep increase, this curve falls however, again, ie the change in foot speed d 2 s / dt 2 first becomes zero and then negative. If this is the case, the driver's foot 11 initially moves very quickly in the direction of the brake pedal 7, after which it is then braked again by the driver within the predetermined distance s limit .
  • the solid tripping curve could be converted into a tripping area in that a straight line parallel to the abscissa below the tripping line shown would be drawn to the right, starting from the zero point of the abscissa. This line would correspond to a zero slope of foot speed ds / dt. The area between this curve and the trigger curve shown would thus be a scatter band in which the motor vehicle brake system 2 would be triggered.
  • the above applies in the same way to the dashed line (non-triggering), it being possible for an additional line to be drawn in there which is located above the dashed line shown.
  • FIG. 3 shows a movement of the driver's foot 11 with a represents less slope.
  • the motor vehicle brake system 2 is only primed at a smaller distance s A between the driver's foot 11 and the brake pedal 7.
  • the pre-filling can thus be adjusted according to the movement of the driver's foot 11 in a foot speed / distance space.
  • step 100 the detection of the distance s of the driver's foot 11 from the brake pedal 7.
  • the foot speed ds / dt and the foot speed change d 2 s / dt 2 are then determined in a step 101, the foot speed ds / dt is the first time derivative of the detected distance s and
  • Foot speed change d 2s / dt2 thus represents the increase in foot speed ds / dt.
  • a step 102 it is determined whether the foot speed ds / dt is greater than the predetermined foot speed limit value ds / dt limit . If this is not the case, a branch is made to step 103 in that there is no reaction from the motor vehicle brake system 2.
  • step 102 if it is determined in step 102 that the foot speed ds / dt is greater than the predetermined foot speed limit value ds / dt limit , then in a step
  • the motor vehicle brake system determines whether the distance s is smaller than the predetermined distance s limit . If this is not the case, the motor vehicle brake system is pre-filled in a step 105 2 made. This pre-filling process can depend on the distance s, the foot speed ds / dt and / or the change in foot speed d 2s / dt9.
  • step 104 If it is judged in step 104 that the distance s is smaller than the predetermined distance s limit , it becomes a step
  • step 109 a complete triggering of the motor vehicle brake system 2 occurs in a step 109.
  • the so-called full triggering can of course also be based on the distance s, the foot speed ds / dt and / or the foot speed change d 9s / dt9 depend.
  • step 106 If it is judged in step 106 that the change in foot speed d 2s / dt9 is less than zero (ie the slope of ds / dt is negative), a branch is made to step 107 in which it is checked whether the change in foot speed d 9s / dt2 is smaller than a predetermined negative limit value d 2s / dt2 gren2 . Is the negative foot speed change
  • step 105 9 9 9 9 9 9 ds / dt is smaller than the threshold value ds / dt cross "- is so no reaction, however, the cancelled Norways Sung d 2 s / dt 2 is made in step 110 of the motor vehicle brake system 2. If more than the negative limit d2s / d2 gren z 'so as to branched to a step 108 in which the brake system is primed. The statements made regarding step 105 also apply in the same way to step 108.
  • ds / dt limit and d 2s / dt2 limit can depend on the distance s. In the near range, ds / dt limit can be smaller than in the far range. The same can apply to d 2 s / dt2 limit .
  • the coordinate origin has been moved to the brake pedal 7. As a result, an increase in the foot speed ds / dt in the direction of the brake pedal 7 (with a decreasing distance s) would be negative, since ds is negative.
  • a positive change in the foot pedal speed ds / dt means an increase in ds / dt as the distance s decreases.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, die aus dem Bewegungsverhalten des Fahrerbremsfußes (11) unmittelbar vor der Betätigung der Bremse auf die erforderliche Ansteuerung des Kraftfahrzeugbremssystems schließen können. Über einen Abstandsensor (8), der an einem Bremspedal (7) angeordnet ist, wird der Abstand s eines Fahrerfußes (11) von dem Bremspedal (7) erfaßt. Weiterhin wird eine Fußgeschwindigkeit ds/dt des Fahrerfußes (11) ermittelt, wobei dann über eine Steuereinheit (6) die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit ds/dt angesteuert wird.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ANSTEUERN EINER KRAFTFAHRZEUGBREMSANLAGE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, die insbesondere über einen einem Bremspedal zugeordneten Abstandsensor Verhaltensmuster von Bre seinleitungsvorgängen des Fahrers ermitteln können, um dadurch bereits vor Beginn des Bremsdruckaufbaus ein Maß für den zu erwartenden Bremswunsch des Fahrers zu erhalten.
Herkömmlich ausgebildete Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge verwenden als Maß für den Bremsvorgang die Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer. Infolgedessen setzt sich die erforderliche Bremszeit aus verschiedenen Faktoren zusammen. Nach dem Eintritt des Ereignisses läuft zunächst eine sogenannte Wahrnehmungszeit ab. Anschließend erfolgt eine gewisse Zeit für die mentale Verarbeitung der Wahrnehmung, dann erfolgt die Fußbewegung des Fahrers. Die vorgenannten Zeiten werden beispielsweise durch die Ermüdung des Fahrers und damit durch eine entsprechende Fahrerunaufmerksamkeit mehr oder weniger stark beeinfluß, so daß es häufig zu einer unnötigen Verzögerung zwischen dem eigentlichen Ereignis, auf Grund dessen eine Bremsung erfolgen soll, und der tatsächlichen Abbremsung des Fahrzeugs kommt.
Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist in der WO 95/01898 beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift wird die Position des rechten Fußes des Fahrers erfaßt, wobei bei einer schnellen Änderung der Position des rechten Fußes von dem Gaspedal in Richtung auf das Bremspedal auf die Notwendigkeit einer zwangsläufigen Durchführung eines Bremsvorgangs geschlossen wird. Dieser Stand der Technik hat jedoch den Nachteil, daß schon bei einem schnellen Lösen des Gaspedals verbunden mit einem schnellen Wechsel des Fußes hin zum Bremspedal eine gefährliche Verkehrssituation angenommen und infolgedessen eine Vollbremsung eingeleitet werden kann. Zusätzlich kann aber auch der Fall eintreten, daß bei schnellen Fußreaktionen ohnen einen konkreten Vollbremsungswunsch eine Vollbremsung eingeleitet wird, was wiederum zu einer unkomfortablen Fahrzeugreaktion (Ruck) führt. Ein derartiges System hat weiterhin den Nachteil, daß es nicht in Fahrsituationen anspricht, in denen der Fahrerfuß nicht vom Gaspedal herkommt. Insbesondere stellt dies dann ein Problem dar, wenn vermehrt Kraftfahrzeuge mit einem Te pomaten und/oder einem intelligenten Cruise Control System (beispielsweise mit einer Abstandsmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug) ausgestattet sind.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage zu schaffen, die aus dem Bewegungsverhalten des Fahrerbremsfußes unmittelbar vor der Betätigung der Bremse auf die erforderliche Ansteuerung des Kraftfahrzeugbremssystems auf eine sichere und zuverlässige Weise schließen können.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage vorgesehen, die einen Abstandssensor aufweisen kann, der einen Abstand s des einem Bremspedal zugeordneten Fahrerfußes vom Bremspedal erfaßt. Weiterhin kann eine Fußgeschwindigkeit ds/dt des Fahrerfußes in Richtung auf das Bremspedal ermittelt werden, die eine weitere Aussage über das Fahrerverhalten vor einer Bremsung erlaubt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin eine Steuereinheit aufweisen, die die Kraftfahrzeugbremsanlage entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit ds/dt ansteuern kann. Durch eine Auswertung des Abstands s vom Bremspedal und der Fußgeschwindigkeit ds/dt kann schon vor Beginn der Bremsung darauf geschlossen werden, wie kritisch die Fahrsituation ist. Damit können Bremseinleitungsvorgänge des Fahrers ausgewertet werden, was zu einem beträchtlichen Sicherheitsgewinn führt.
Die abhängigen Patentansprüche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung auf.
Der Abstandsensor kann einen im wesentlichen kugelförmigen Erfassungsbereich aufweisen. Weiterhin kann der Abstandsensor ein Nahbereich-Abstandsensor sein. Der Abstandsensor kann auch einen abgeplatteten Erfassungsb^reich aufweisen.
Durch den kugelförmigen Erfassungsbereich des Abstandsensors können auch Annäherungen des Fahrerfußes von der Seiten erfaßt und ausgewertet werden, was zu einem weiteren Sicherheitsvorsprung führt.
Darüber hinaus sei angemerkt, daß der Abstandsensor derart ausgestaltet sein kann, daß er zusätzlich zu dem Abstand des Fahrerfußes von dem Bremspedal auch die Fußgeschwindigkeit ds/dt ausgeben kann. Dasselbe gilt für ein noch später beschriebenes Fußgeschwindigkeitsänderungssignal. Natürlich kann auch eine Steuereinheit bzw. eine dafür vorgesehene Schaltung aus den Abstandssignalen des Abstandsensors die Fußgeschwindigkeit ds/dt und die Fußgeschwindigkeitsänderung d s/dt ermitteln.
Das erfindungsgemäße Steuerverfahren kann beispielsweise keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlassen, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt unter einem vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgren2 liegt. Es kann aber auch dann keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden, wenn eine Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 innerhalb eines vorbestimmten Abstands sgrenz des
Fahrerfußes vom Bremspedal negativ ist und unter einem vorbestimmten negativen Grenzwert d s/dt grenz liegt.
Dadurch kann beispielsweise eine Situation ausgewertet werden, in der der Fahrer den Bremsfuß schnell in Richtung auf das Bremspedal bewegt und ihn dann kurz vor Berühren des Bremspedals wieder verlangsamt bzw. zurückzieht.
Durch die oben geschilderten Ausführungsformen kann somit, wie oben schon erwähnt, eine ungewollte Abbremsung des Fahrzeugs ohne einen konkreten Bremswunsch wirksam verhindert werden. -
Weiterhin sei angemerkt, daß der vorbestimmte Abstand sgrenz beispielsweise etwa 5 bis 10 cm betragen kann.
Eine Fremdauslösung bzw. eine Vollbremsung der Kraftfahrzeugbremsanlage kann dann veranlaßt werden, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt innerhalb eines vorbestimmten Abstands s grenz des Fahrerfußes vom Bremspedal über einen vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz liegt und eine Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 innerhalb des vorbestimmten Abstands sgrenz Null oder positiv ist.
Die vorstehend genannte Fremdauslösung kann eine Vollbremsung sein, die bis an den Regelbereich eines eventuell vorhandenen ABS-Reglers heranreicht. Die Fremdauslösung kann jedoch auch einen geringeren Bremsdruck aufbauen. Zur Ermittlung des an die Kraftfahrzeugbremsanlage ausgegebenen Soll-Bremsdrucks kann hierbei der erfaßte Abstand s, die
Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder die Fußgeschwindigkeitsänderung d s/dt2 herangezogen werden, wobei dann der Bremsdruck eine Funktion der vorgenannten Werte sein kann. Da- durch kann über das Verhaltensmuster des Fahrers vor dem Auslösen des eigentlichen Bremsvorgangs eine optimale fremdausgelöste Abbremsung bewirkt werden, die dem Fahrerwillen optimal entspricht.
Weiterhin kann ein Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt den vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz überschreitet und der Abstand s größer ist als der vorbestimmte Abstand sgrenz. Dadurch kann erreicht werden, daß die Kraftfahrzeugbremsanlage optimal auf die bevorstehende Bremsung vorbereitet wird. Durch das Vorfüllen der Kraftfahrzeugbremsanlage können beispielsweise die Bremsbacken schon an die Bremsscheiben gebracht werden, ohne daß der Fahrer eine Verzögerung verspürt. Ein dann ausgelöster Bremsvorgang weist folglich eine optimierte Ansprechzeit auf, da die Bremsbacken keine Totzeit mehr überwinden müssen, bevor sie die Bremsscheibe berühren.
Abhängig von dem Abstand s, der Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder der Fußgeschwindigkeitsänderung d 2s/dt2 kann der
Vorfülldruck der Kraftfahrzeugbremsanlage eingestellt werden. Ist etwa die Fußgeschwindigkeit ds/dt kurz vor einem bestimmten Abstand s, der schon relativ nahe an dem vorbestimmten Abstand sgrenz liegt, relativ hoch und liegt die
Fußgeschwindigkeitsänderung d s/dt über einem gewissen
Grenzwert, so kann schon mit einer hohen Wahrscheinlichkeit damit gerechnet werden, daß der Fahrer eine Bremsung veranlassen wird. Infolgedessen kann der Vorfülldruck der Kraftfahrzeugbremsanlage als Funktion der vorgenannten Werte eingestellt werden. Die Höhe des Vorfülldrucks kann etwa bei steigender Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder steigender positiver Fußgeschwindigkeitsänderung d s/dt größer eingestellt werden. Dabei kann ein Vorfülldruck gewählt werden, der höher liegt als der, bei dem der Fahrer keine Abbremsung verspürt. Es kann somit schon in diesen Fällen zu einer leichten Verzögerung des Fahrzeugs kommen, wodurch der später erzielte Bremsweg weiter verkürzt werden kann.
Beispielsweise kann bei einer steigenden positiven F Fuußßggeesscchhwwiinnddiiggkkeeiittssäännddeerruunngg dd2ss//ddtt2 eine Vorfüllung schon bei einem größeren Abstand s erfolgen.
Die Vorfüllung kann beispielsweise mit einem Vorfülldruck erfolgen, der zwischen 2 und 10 bar liegt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Abstandsensors ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Bremspedals mit zugeordnetem Fahrerfuß, zusammen mit einem Diagramm zur Darstellung der Bewegung des Fahrerfußes relativ zum Bremspedal; und
Fig. 4 ein Flußlaufplan gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Die Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit Rädern 5, wobei jedem Rad 5 ein Bremszylinder 3 zugeordnet ist. Die Bremszylinder 3 sind über Hydraulikleitungen 4 mit einer Kraftfahrzeugbremsanlage 2 verbunden. Die gezeigten Hydraulikleitungen 4 können dann wegfallen, wenn ein Brake-by-Wire-System eingesetzt wird. Die Kraftfahrzeugbremsanlage 2 kann durch eine Steuereinheit 6 angesteuert werden. Dies erfolgt über eine Steuerleitung 9. Die Steuereinheit 6 steht in Verbindung mit einem Bremspedal 7 und einem Abstandsensor 8. Der Abstandsensor 8 kann an dem Bremspedal 7 angeordnet werden (vgl. Fig. 3) . In der Fig. 2 ist in einer vergrößerten Darstellung der Abstandsensor 8 dargestellt. Über und neben dem Abstandsensor 8 ist ein Erfassungsbereich 10 dargestellt. Dieser beispielsweise kugelförmige Erfassungsbereich 10 ermöglicht es dem Abstandsensor 8 auch Annäherungen eines Fahrerfußes 11 von der Seite zu erfassen.
Die Fig. 3 zeigt das Bremspedal 7 mit einem daran angeordneten Abstandsensor 8. Weiterhin ist der Faherfuß 11 dargestellt.
Darüber hinaus zeigt die Fig. 3 ein Diagramm mit dem Abstand s als Abszisse und der Fußgeschwindigkeit | ds/dt | als Ordinate. Der Ursprung dieses Koordinatensystems befindet sich an dem Bremspedal 7. In diesem Diagramm sind zunächst zwei Linien dargestellt, die mit "Auslösen" und "Nicht-Auslösen" bezeichnet sind. Diese beiden Wertepaare für den Abstand s und die Fußgeschwindigkeit ds/dt sollen Beispiele einer Bewegung des Fahrerfußes 11 darstellen. Bewegt sich der Fahrerfuß 11 etwa entlang der durchgezogenen Linie (Auslösen), so bewegt er sich zunächst in einem großen Abstand zum Bremspedal 7 bei einer relativ niedrigen Fußgeschwindigkeit ds/dt. Danach steigt die Fußgeschwindigkeit ds/dt stark an, wobei die Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 und somit die
Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt hoch ist. Anschließend verringert sich die Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt
(d.h. d 2s/dt2 ) wieder etwas, verbleibt jedoch auf einem hohen
Niveau. In diesem Fall wird ein Auslösen der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 veranlaßt, da der Fahrerfuß 11 auch kurz vor dem Bremspedal 7 keine Abbremsbewegung ausführt, so daß mit einer sehr hohen Sicherheit darauf geschlossen werden kann, daß der Fahrerwille darin besteht, eine Bremsung vorzunehmen.
Die gestrichelte Linie (Nicht-Auslösen) weist einen ähnlichen Anstieg im Anfangsbereich auf, wie die vorgenannte Kurve. Nach einem relativ starken Anstieg fällt diese Kurve jedoch wieder ab, d.h. die Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 wird zunächst Null und dann negativ. Beim Vorliegen dieses Falles bewegt sich der Fahrerfuß 11 zunächst sehr schnell in Richtung auf das Bremspedal 7, wobei er anschließend innerhalb des vorbestimmten Abstands sgrenz wieder vom Fahrer abgebremst wird. Durch ein Erfassen des Abstands des Fahrerfußes 11 vom Bremspedal 7 und eine Ermittlung der Fahrerfußgeschwindigkeit ds/dt und der Fahrerfußgeschwindig- keitsänderung (Steigung) d 9s/dt9 kann somit erfaßt werden, daß der Fahrer keine Abbremsung wünscht, obwohl zunächst ein großer Wert für die Fußgeschwindigkeit ds/dt und die Fußge- schwindigkeitsänderung (Steigung) d 9s/dt9 ermittelt wurden.
Dadurch kann sehr sicher der tatsächliche Fahrerwillen erfaßt werden.
An dieser Stelle soll angemerkt werden, daß ein Auslösen der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 bzw. ein Nicht-Auslösen und der schon eingeführte vorbestimmte Abstand sgrenz natürlich keine
Fixwerte darstellen müssen, sondern daß anstatt diesen Werten Wertebereiche eingesetzt werden können. Beispielsweise könnte die durchgezogene Auslösekurve dadurch in einen Auslösebereich umgewandelt werden, daß eine gerade Linie parallel zur Abszisse unterhalb der dargestellten Auslöselinie ausgehend vom Nullpunkt der Abszisse nach rechts gezogen werden würde. Diese Linie würde einer Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt von Null entsprechen. Der Bereich zwischen dieser Kurve und der dargestellten Auslösekurve wäre somit ein Streuband, in dem eine Auslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 veranlaßt werden würde. Das oben genannte gilt in gleicher Weise für die Strichlinie (Nicht- Auslösen), wobei dort eine zusätzliche Linie eingezeichnet werden könnte, die sich überhalb der dargestellten Strichlinie befindet.
Weiterhin ist in der Fig. 3 eine Strich-Punkt-Linie dargestellt, welche eine Bewegung des Fahrerfußes 11 mit einer geringeren Steigung darstellt. Bei einer größeren positiven Fußgeschwindigkeitsänderung (Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt) d2s/dt2 erfolgt schon bei einem Abstand sB eine
Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2. Liegt jedoch eine geringere positive Fußgeschwindigkeitsänderung d 2s/dt2 vor
(strichpunktierte Linie), so erfolgt eine Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 erst bei einem kleineren Abstand sA des Fahrerfußes 11 von dem Bremspedal 7.
Die Vorfüllung kann somit entsprechend der Bewegung des Fahrerfußes 11 in einem Fußgeschwindigkeit/Abstand-Raum angepaßt werden.
Die Fig. 4 zeigt in einem Schritt 100 die Erfassung des Abstandes s des Fahrerfußes 11 von dem Bremspedal 7. Anschließend wird in einem Schritt 101 die Fußgeschwindigkeit ds/dt und die Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 ermittelt, wobei die Fußgeschwindigkeit ds/dt die erste zeitliche Ableitung des erfaßten Abstandes s ist und die
Fußgeschwindigkeitsänderung d 2s/dt2 die zweite Ableitung. Die
Fußgeschwindigkeitsänderung d 2s/dt2 stellt somit die Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt dar.
In einem Schritt 102 wird ermittelt, ob die Fußgeschwindigkeit ds/dt größer ist als der vorbestimmte Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz. Ist dies nicht der Fall, so wird zu einem Schritt 103 verzweigt, indem keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 erfolgt.
Wird in dem Schritt 102 jedoch ermittelt, daß die Fußgeschwindigkeit ds/dt größer ist als der vorbestimmte Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz, so wird in einem Schritt
104 ermittelt, ob der Abstand s kleiner ist als der vorbestimmte Abstand sgrenz. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Schritt 105 ein Vorfüllen der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 vorgenommen. Dieser Vorfüllvorgang kann von dem Abstand s, der Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder der Fußgeschwindig- keitsänderung d 2s/dt9 abhängen.
Wird im Schritt 104 beurteilt, daß der Abstand s kleiner ist als der vorbestimmte Abstand sgrenz, so wird zu einem Schritt
106 verzweigt, in dem überprüft wird, ob die Fußgeschwindig- keitsänderung d 9s/dt9 größer oder gleich Null ist. Ist dies der Fall, so kommt es in einem Schritt 109 zu einer Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2. Wie vorstehend schon erwähnt ist, kann die sogenannte Vollauslösung natürlich auch von dem Abstand s, der Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder der Fußgeschwindigkeitsänderung d 9s/dt9 abhängen.
Wird im Schritt 106 beurteilt, daß die Fußgeschwindigkeits- änderung d 2s/dt9 kleiner als Null ist (d.h. die Steigung von ds/dt ist negativ), so wird zu einem Schritt 107 verzweigt, in dem überprüft wird, ob die Fußgeschwindigkeitsänderung d 9s/dt2 kleiner ist als ein vorbestimmter negativer Grenzwert d 2s/dt2gren2. Ist die negative Fußgeschwindigkeitsänderung
9 9 9 9 d s/dt kleiner als der Grenzwert d s/dt grenz»- so erfolgt in einem Schritt 110 keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage 2. Liegt jedoch die Fußgeschwindigkeitsänderung d 2s/dt2 über dem negativen Grenzwert d2s/d2grenz' so wird zu einem Schritt 108 verzweigt, in dem ein Vorfüllen der Bremsanlage erfolgt. Das zum Schritt 105 Gesagte gilt in gleicher Weise auch für den Schritt 108.
Zusätzlich sei darauf hingewiesen, daß ds/dtgrenz und d 2s/dt2grenz von dem Abstand s abhängen können. Im Nahbereich kann ds/dtgrenz kleiner sein als im Fernbereich. Dasselbe kann für d 2 s/dt2 grenz gelten . Abschließend sei darauf hingewiesen, daß zur Vereinfachung des Diagramms in Fig. 3 der Koordinatenursprung zum Bremspedal 7 hin verlegt wurde. Resultierend daraus wäre eine Steigung der Fußgeschwindigkeit ds/dt in Richtung auf das Bremspedal 7 (bei kleiner werdendem Abstand s) negativ, da ds negativ ist. In der voranstehenden Beschreibung wird jedoch unter einer positiven Änderung der Fußpedalgeschwindigkeit ds/dt ein Ansteigen von ds/dt bei kleiner werdendem Abstand s verstanden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, mit
- einer Einrichtung zur Erfassung einer Position eines einem Bremspedal (7) zugeordneten Fahrerfußes (11) und
- einer Steuereinheit (6), die Positionssignale der Einrichtung empfängt und die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Abstandsensor (8) ist, der einen Abstand s des Fahrerfußes vom Bremspedal (7) erfaßt und über dessen Ausgangssignale eine Fußgeschwindigkeit ds/dt des Fahrerfußes (11) in Richtung auf das Bremspedal (7) ermittelt wird und die Steuereinheit (6) die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit ds/dt ansteuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandsensor (8) einen im wesentlichen kugelförmigen Erfassungsbereich (10) aufweist und ein Nahbereich-Abstandsensor ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt unter einem vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) keine Reaktion der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, wenn eine Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 innerhalb eines vor- bestimmten Abstands sgrenz des Fahrerfußes (11) vom Bremspedal (7) negativ ist und unter einem vorbestimmten negativen Grenzwert d s/dt grenz liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Abstand sgrenz 5 bis 10 cm beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit
(6) eine Fremdauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt innerhalb eines vorbestimmten Abstands sgrenzl des Fahrerfußes (11) vom Bremspedal (7) über einem vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz liegt und eine Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 innerhalb des vorbestimmten Abstands sgrenz Null oder positiv ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) eine Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, wenn die Fußgeschwindigkeit ds/dt den vorbestimmten Fußgeschwindigkeitsgrenzwert ds/dtgrenz überschreitet und der Abstand s größer ist als der vorbestimmte Abstand sgrenz.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorfüllung mit einem Vorfülldruck erfolgt, der zwischen 2 und 10 bar liegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfülldruck von dem Abstand s, der Fußgeschwindigkeit ds/dt und/oder der Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 abhängt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 7 bis 9, da- durch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) bei einer steigenden positiven Fußgeschwindigkeitsänderung d2s/dt2 eine Vorfüllung schon bei einem großen Abstand s erfolgt.
11. Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, mit den Schritten:
- Erfassen einer Position eines einem Bremspedal (7) zugeordneten Fahrerfußes (11) und
- Ansteuern der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend den Positionssignalen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand s des Fahrerfußes (11) vom Bremspedal (7) erfaßt und eine Fußgeschwindigkeit ds/dt des Fahrerfußes (11) in Richtung auf das Bremspedal (7) ermittelt wird und die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit ds/dt angesteuert wird.
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