WO1999012785A1 - Vorrichtung und verfahren zum ansteuern einer kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ansteuern einer kraftfahrzeugbremsanlage Download PDF

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WO1999012785A1
WO1999012785A1 PCT/EP1998/005574 EP9805574W WO9912785A1 WO 1999012785 A1 WO1999012785 A1 WO 1999012785A1 EP 9805574 W EP9805574 W EP 9805574W WO 9912785 A1 WO9912785 A1 WO 9912785A1
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WO
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motor vehicle
distance
foot
brake system
value pair
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PCT/EP1998/005574
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Inventor
Alfred Eckert
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Priority to EP98948900A priority patent/EP1012015A1/de
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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
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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • 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 actuating a motor vehicle brake system, which can assess how critical the driving situation is from the movement behavior of the driver's brake foot immediately before the brake is actuated.
  • Conventionally designed brake systems for motor vehicles use the actuation of a brake pedal by the driver as a measure of the braking process.
  • the required braking time is made up of the following factors, for example.
  • a so-called perception time expires. This is followed by a certain time for the mental processing of the perception, then the driver's foot movement takes place in response to the perception.
  • the aforementioned times are more or less influenced, for example, by driver fatigue and thus by corresponding driver inattentiveness, so that there is often an unnecessary delay between the actual event, on the basis of which braking is to take place, and the actual braking of the vehicle .
  • CONFIRMATION COPY a rapid change in the position of the right foot from the accelerator pedal in the direction of the brake pedal, it is concluded that it is necessary to carry out a braking operation.
  • the object of the invention is to provide a device and a method for controlling a motor vehicle brake system which can reliably and reliably infer the required activation of the motor vehicle brake system from the movement behavior of the driver's brake foot immediately before the brake is actuated.
  • 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 v of the driver's foot in the direction of the brake pedal can be determined, whereby a further statement about the driver's behavior before braking is possible.
  • 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 v.
  • a plurality of value pair ranges A-D of the value pair s, v are defined and, depending on the value pair range A-D in which the currently recorded actual values of the distance s and the foot speed v lie, the motor vehicle brake system can be controlled accordingly.
  • Value pair ranges AD can be provided.
  • the value pair range A can be provided in such a way that if the actual values s and v lie in this value pair range, no activities of the motor vehicle brake system are initiated. If the actual values s and v lie in a value pair range B, the motor vehicle brake system can be primed, If the actual values s and v are in the value pair range C, the motor vehicle brake system can be triggered and if the actual values s and v are in the value pair range D, the brake pressure can be reduced.
  • the motor vehicle brake system can be prefilled with a pressure of 2 to 10 bar.
  • the prefilling in the value pair area B can also depend on the detected actual values of the distance s and the foot speed v.
  • the pre-filling pressure can be selected to be greater if the foot speed v in the direction of the brake pedal is large and / or the distance s is small for a large positive foot speed v.
  • the pre-filling pressure can be selected to be smaller if the foot speed v is small and / or the distance s is large for a small positive foot speed.
  • the motor vehicle brake system can be triggered.
  • the motor vehicle brake system can be triggered depending on the actual values of the foot speed v and the distance s.
  • a virtual actuation path can be determined as a function of the detected actual values v and s, a pressure specification for a pressure regulator of the motor vehicle brake system being determined as a function thereof.
  • a virtual actuation force of the brake pedal can also be determined, the pressure specification for the pressure regulator then being determined as a function of the virtual actuation force.
  • a virtual actuation path and a virtual actuation force can also be determined from the actual values v and s from which a pressure specification for the pressure regulator is then determined from both values.
  • the driver's expected braking request can be determined precisely, so that the motor vehicle brake system can react even before the brake pedal is touched.
  • the virtual actuation path or the virtual actuation force thus represents a precalculated value which corresponds to the actuation path to be expected or the actuation force to be expected of the brake pedal.
  • a pressure specification for the pressure regulator can then be determined on the basis of these values, as a result of which the motor vehicle brake system is then supplied with the pressure to be expected.
  • the motor vehicle brake system can be triggered in full. This full triggering can take place into the control range of any anti-lock braking system that may be present.
  • the motor vehicle brake system If the motor vehicle brake system is not fully triggered, it can be checked in the value pair area C whether the driver reaches and exceeds the pre-calculated virtual actuation value and / or the pre-calculated virtual actuation force and thus the pressure specifications on the pressure regulator. If this is the case, the presets on the pressure regulator can be set to zero so that control over the braking process is passed back to the driver. Of course, it can also be checked whether the driver releases the brake pedal again. In this case, the pressure specification to the pressure regulator would be set to zero, so that in this case the brake assistant again transfers control to the driver.
  • the brake pressure can be reduced.
  • the brake pressure reduction can take place according to a predetermined function. This predetermined function can be designed in such a way that the brake pressure can be reduced smoothly.
  • the reduction of the brake pressure can also take place depending on the detected actual values s and v, whereby with a large distance s and / or with a large negative foot speed v the brake pressure can be reduced faster than with a small distance s and one small negative foot speed v.
  • a brake assistance function can be superimposed on the aforementioned control of the motor vehicle brake system.
  • Usual brake assistants record the actual actuation path or the actual actuation speed of the brake pedal. If it is determined from these actual actuation values of the brake pedal that, for example, a greater braking effect is required, the specification to the pressure regulator determined thereby can overlap the aforementioned specifications in the value range C.
  • a brake assistant can thus be expanded by the pedal sensor system.
  • a virtual actuation path and / or a virtual actuation force of the brake pedal can be generated from the pedal sensor system Start of active braking can be determined by the driver.
  • a pressure specification for the pressure regulator of the motor vehicle brake system can be determined. It is thus determined or calculated how hard the driver will depress the brake pedal if he maintains the movement of the driver's brake foot that is currently being detected. If, for example, a high foot speed in the direction of the brake pedal is detected near the brake pedal, it can be assumed with a high degree of certainty that the brake pedal is actuated.
  • the present invention goes even further and also determines the virtual actuation path to be expected or the virtual actuation force to be expected and, depending on this, a pressure specification for the pressure regulator, as a result of which the braking distance of the motor vehicle can be further reduced considerably.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a motor vehicle
  • Fig. 4 is a flow chart according to an embodiment of the invention.
  • 1 shows a motor vehicle 1 with wheels 5, a brake cylinder 3 being assigned to each wheel 5.
  • the brake cylinders 3 are connected to a motor vehicle brake system 2 via hydraulic lines 4.
  • the hydraulic lines 4 shown can also be omitted if, for example, a brake-by-wire system is used.
  • the motor vehicle brake system 2 can be controlled by a control unit 6. This is done via a control line 9.
  • the control unit 6 is connected to a brake pedal 7 and a distance sensor 8.
  • the control unit 6 can contain a microcomputer.
  • 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 distance sensor can be a short-range distance sensor.
  • a flat detection area can also be selected.
  • several distance sensors can of course also be provided, in which case, for example, a distance sensor would detect an approach of the driver's foot from above and another distance sensor would detect an approach of the driver's foot from the side.
  • Two additional distance sensors can also be used to detect an approach of the driver's foot from the side, in which case a distance sensor is assigned to one side of the brake pedal.
  • 3 shows the distance of the driver's foot detected by the distance sensor and a speed v of the driver's foot.
  • a positive speed v corresponds to a movement of the driver's foot towards the brake pedal and a negative speed v of the driver's foot corresponds to a movement of the driver's foot away from the brake pedal.
  • the origin of the coordinate system shown in FIG. 3 is on the brake pedal.
  • 3 shows four value pair ranges A-D.
  • a distance s is detected by the distance sensor 8 and a foot speed v is determined, for example, from time-discrete distance values s, these two values can be entered in the diagram according to FIG. 3.
  • the value pair range A is limited by a curve f] _, which ends in a narrow, elongated range in the direction of the origin of the coordinate system.
  • the value pair range A is expanded around the zero of the foot speed in order to avoid so-called jitter effects of the braking system when the driver's foot is almost stationary.
  • the value pair range B extends mainly between a curve f 2 and the curve fi If the actual value pair v, s lies above the curve f 2 , the actual value pair is in the value pair range C. In the value pair range C, the motor vehicle brake system is triggered.
  • the distance sensor 8 can of course also be designed such that it detects the foot speed v directly.
  • the foot speed v can also be determined from detected values of the distance s. This can be done, for example, by the control unit 6.
  • the curves f ] _ to f 4 can of course be stored in whole or in part as tables or approximated with straight lines. An empirical determination of the curves is also conceivable.
  • the distance S ⁇ so n or S 2SO n corresponds to a virtual actuation path of the brake pedal, determined from the actual values v and s.
  • An arrow is shown in FIG. 3, which tends to indicate an increase in the pressure specification p so n in the case of changing actual value pairs s, v.
  • a virtual actuation value s j _ so ⁇ _ ⁇ depends on the virtual actuation values s lsoll and s 2so n then become the default to the pressure regulator p so ] _ ⁇ , where p so ⁇ is smaller for a virtual actuation value s lsoll than for a virtual actuation value S 2SO n-
  • the prefilling can depend on the location where the actual value pair is located. If the actual value pair s, v were approximately in the outer right area of the value pair area B, a pre-filling with, for example, 2 bar could take place. If the actual value pair v, s were approximately in the left area of the value pair area B, a pre-filling could be carried out with 10 bar, for example.
  • the reduction in the brake pressure can also depend on the detected actual value pair s, v. If this actual pair of values s, v lies approximately in a range designated by "slow” in FIG. 3, the brake pressure would be reduced slowly. If the actual pair of values lies in a range which is designated with "fast” in FIG. 3, the brake pressure could be reduced more quickly.
  • a pair of values s *, v * is also indicated in FIG. 3. This pair of values s *, v * corresponds to a full triggering of the motor vehicle brake system 2.
  • the pre-filling can be defined variably with regard to the pressure, with a lower limit, for example, of 2 bar for £ 1 and an upper limit of 10 bar for 2 2 .
  • the area in between can be mapped linearly.
  • 4 shows in a flow chart a functional sequence in the value pair area C.
  • step 106 transfers the functional sequence to step 100 again.
  • the functional sequence shown in FIG. 4 then takes place again, so that the situation remains unchanged until the driver releases the brake.
  • step 101 branches to step 104 by deactivating the booster.
  • step 105 the pressure specification p so is then set to zero and the program branches to step 106.
  • step 101 If it is determined in step 101 that the driver operates the brake pedal and it is determined in step 102 that the motor vehicle brake system 2 has not been fully activated, a branch is made to step 103.
  • step 103 it is determined whether the driver exceeds the pressure specification p so n by actuating the brake pedal. If this is not the case, the process branches to step 106. If, however, the driver exceeds the pressure specification p so ⁇ i- so it branches to step 104 in that the booster is deactivated. Then the pressure specification p so n is set to zero (step 105) and the program branches to step 106.
  • the brake assistant is deactivated whenever the driver releases the brake pedal (steps 101, 104 and 105; as already explained above).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, die über einen Abstandsensor (8) das Verhalten des Fahrerfußes unmittelbar vor der Betätigung des Bremspedals erfaßt. Über das Bestimmen von Wertepaarbereichen A-D des Abstands s des Fahrerfußes vom Bremspedal und der Fußgeschwindigkeit v werden verschiedene Funktionsbereiche definiert. Insbesondere können virtuelle Betätigungswege s1soll, S2soll ermittelt werden, die aus den aktuell ermittelten Ist-Wertepaaren s, v bestimmt sind. Aus den virtuellen Betätigungswegen s1soll, s2soll kann über eine Betätigungscharakteristik psoll = f(s) eine Druckvorgabe für den Druckregler berechnet werden.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, die aus dem Bewegungsverhalten des Fahrerbremsfußes unmittelbar vor einer Betätigung der Bremse beurteilen können, wie kritisch die Fahrsituation ist.
Herkömmlich ausgebildete Bremsanlagen für Kraftfahrzeuge verwenden als Maß für den Bremsvorgang die Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer. Infolgedessen setzt sich die erforderliche Bremszeit beispielsweise aus folgenden Faktoren zusammen. Nach dem Eintritt eines Wahrnehmungsereignisses läuft zunächst eine sog. Wahrnehmungszeit ab. Anschließend erfolgt eine gewisse Zeit für die mentale Verarbeitung der Wahrnehmung, dann erfolgt die Fußbewegung des Fahrers als Reaktion auf die Wahrnehmung. Die vorgenannten Zeiten werden zudem beispielsweise durch die Ermüdung des Fahrers und damit durch eine entsprechende Fahrerunaufmerksamkeit mehr oder weniger stark beeinflußt, so daß es häufig zu einer unnötigen Verzögerung zwischen dem eigentlichen Ereignis, aufgrund 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
BESTATIGUNGSKOPIE einer schnellen Änderung der Position des rechten Fußes von dem Gaspedal in Richtung auf das Bremspedal auf die Notwendigkeit einer zwangsläufigen Durchführung eines Bremsvorganges 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 ohne 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 Tempomaten 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 sicher und zuverlässig auf die erforderliche Ansteuerung des Kraftfahrzeugbremssystems schließen können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche zeigen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung auf. 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 v des Fahrerfußes in Richtung auf das Bremspedal ermittelt werden, wodurch eine weitere Aussage über das Fahrerverhalten vor einer Bremsung möglich wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin eine Steuereinheit aufweisen, die die Kraftfahrzeugbremsanlage entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit v ansteuern kann.
Durch eine Auswertung des Abstands s vom Bremspedal und der Fußgeschwindigkeit v kann schon vor Beginn der Bremsung darauf geschlossen werden, wie kritisch die Fahrsituation ist. Dadurch steht bereit vor Beginn des aktiven Bremsdruckaufbaus durch den Fahrer (d.h. einer Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer) ein Maß für den zu erwartenden Bremswunsch des Fahrers zu Verfügung.
Erfindungsgemäß sind mehrere Wertepaarbereiche A-D der Wertepaar s, v definiert und abhängig davon, in welchem Wertepaarbereich A-D die aktuell erfaßten Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v liegen kann die Kraftfahrzeugbremsanlage entsprechend angesteuert werden.
Erfindungsgemäß können beispielsweise vier
Wertepaarbereiche A-D vorgesehen sein. Der Wertepaarbereich A kann derart vorgesehen sein daß, wenn die Ist-Werte s und v in diesem Wertepaarbereich liegen, keine Aktivitäten der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden. Liegen die Ist- Werte s und v in einem Wertepaarbereich B, so kann eine Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden, liegen die Ist-Werte s und v im Wertepaarbereich C, so kann eine Auslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden und liegen die Ist-Werte s und v im Wertepaarbereich D, so kann ein Abbauen des Bremsdrucks veranlaßt werden.
Liegen etwa die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich B, so kann die Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Druck von 2 bis 10 bar vorgefüllt werden. Das Vorfüllen im Wertepaarbereich B kann weiterhin abhängig sein von den erfaßten Ist-Werten des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v. Hierbei kann der Vorfülldruck größer gewählt werden, wenn die Fußgeschwindigkeit v in Richtung auf das Bremspedal groß ist und/oder der Abstand s bei einer großen positiven Fußgeschwindigkeit v klein ist. Weiterhin kann der Vorfülldruck kleiner gewählt werden, wenn die Fußgeschwindigkeit v klein ist und/oder der Abstand s bei einer kleinen positiven Fußgeschwindigkeit groß ist.
Liegen die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich C, so kann die Kraftfahrzeugbremsanlage ausgelöst werden. Ein Auslösen der Kraftfahrzeugbremsanlage kann abhängig von den Ist-Werten der Fußgeschwindigkeit v und des Abstands s erfolgen. Abhängig von den erfaßten Ist-Werten v und s kann ein virtueller Betätigungsweg ermittelt werden, wobei abhängig davon eine Druckvorgabe für einen Druckregler der Kraftfahrzeugbremsanlage ermittelt wird. Abhängig von den erfaßten Ist-Werten v und s kann aber auch eine virtuelle Betätigungskraft des Bremspedals ermittelt werden, wobei dann abhängig von der virtuellen Betätigungskraft die Druckvorgabe für den Druckregler ermittelt wird. Natürlich kann aus den Ist-Werten v und s auch ein virtueller Betätigungsweg und eine virtuelle Betätigungskraft bestimmt werden, woraus dann aus beiden Werten eine Druckvorgabe für den Druckregler bestimmt wird.
Durch die Bestimmung dieser virtuellen Werte (Betätigungsweg und/oder Betätigungskraft) kann der zu erwartende Bremswunsch des Fahrers genau ermittelt werden, so daß die Kraftfahrzeugbremsanlage schon vor dem Berühren des Bremspedals reagieren kann. Der virtuelle Betätigungsweg bzw. die virtuelle Betätigungskraft stellt somit einen vorausberechneten Wert dar, der dem zu erwartenden Betätigungsweg bzw. der zu erwartenden Betätigungskraft des Bremspedals entspricht. Basierend auf diesen Werten kann dann eine Druckvorgabe für den Druckregler ermittelt werden, wodurch dann die Kraftfahrzeugbremsanlage mit dem zu erwartenden Druck gespeist wird.
Wird im Wertepaarbereich ein vorbestimmtes Wertepaar s*, v* und/oder ein vorbestimmter Wertepaarbereich überschritten, so kann eine Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage veranlaßt werden. Diese Vollauslösung kann bis in den Regelbereich eines eventuell vorhandenen Antiblockiersystems hinein erfolgen.
Wird keine Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage bewirkt, so kann im Wertepaarbereich C überprüft werden, ob der Fahrer den vorausberechneten virtuellen Betätigungswert und/oder die vorausberechnete virtuelle Betätigungskraft und damit die Druckvorgaben an den Druckregler erreicht und überschreitet. Wenn dies der Fall ist, können die Vorgaben an den Druckregler auf Null gesetzt werden, so daß die Kontrolle über den Bremsvorgang wieder an den Fahrer übergeben wird. Natürlich kann auch überprüft werden, ob der Fahrer etwa wieder das Bremspedal löst. In diesem Fall würde die Druckvorgabe an den Druckregler auf Null gesetzt, so daß in diesem Fall der Bremsassistent wiederum die Kontrolle an den Fahrer übergibt.
Liegen die erfaßten Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v in einem Wertepaarbereich D, so kann der Bremsdruck abgebaut werden. Der Bremsdruckabbau kann gemäß einer vorbestimmten Funktion erfolgen. Diese vorbestimmte Funktion kann derart gestaltet sein, daß ein weiches Abbauen des Bremsdrucks realisierbar wird. Das Abbauen des Bremsdrucks kann aber auch abhängig von den erfaßten Ist-Werten s und v erfolgen, wobei bei einem großen Abstand s und/oder bei einer großen negativen Fußgeschwindigkeit v ein schnelleres Abbauen des Bremsdrucks erfolgen kann, als bei einem kleinen Abstand s und einer kleinen negativen Fußgeschwindigkeit v.
Dadurch ist es möglich abhängig von dem Fahrerverhalten ein schnelleres oder langsameres Bremsdruckabbauen zu realisieren.
Der vorgenannten Ansteuerung der Kraftfahrzeugbremsanlage kann eine Bremsassistenzfunktion überlagert sein. Übliche Bremsassistenten erfassen den tatsächlichen Betätigungsweg bzw. die tatsächliche Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals. Sollte aus diesen tatsächlichen Betätigungswerten des Bremspedals ermittelt werden, daß etwa eine größere Bremswirkung erforderlich ist, so kann sich die dadurch ermittelte Vorgabe an den Druckregler den vorgenannten Vorgaben im Wertebereich C überlagern.
Erfindungsgemäß kann somit ein Bremsassistent durch die Pedalsensorik erweitert werden. Insbesondere kann ein virtueller Betätigungsweg und/oder eine virtuelle Betätigungskraft des Bremspedals aus der Pedalsensorik vor Beginn des aktiven Bremsens durch den Fahrer ermittelt werden. Durch die Ermittlung des virtuellen Betätigungswegs und/oder der virtuellen Betätigungskraft kann eine Druckvorgabe für den Druckregler der Kraftfahrzeugbremsanlage bestimmt werden. Es wird somit ermittelt bzw. berechnet wie stark der Fahrer das Bremspedal betätigen wird, wenn er die derzeitig erfaßte Bewegung des Fahrerbremsfußes beibehält. Wird beispielsweise nahe dem Bremspedal eine hohe Fußgeschwindigkeit in Richtung auf das Bremspedal erfaßt, so kann mit hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, daß das Bremspedal betätigt wird. Die vorliegende Erfindung geht jedoch noch weiter und bestimmt zudem den zu erwartenden virtuellen Betätigungsweg bzw. die zu erwartende virtuelle Betätigungskraft und abhängig davon eine Druckvorgabe für den Druckregler, wodurch der Bremsweg des Kraftfahrzeugs weiter stark verringert werden kann.
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 schematisch eine graphische Darstellung der Wertepaarbereiche A-D und
Fig. 4 einen Flußlaufplan gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 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 aber auch wegfallen, wenn beispielsweise 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.
Die Steuereinheit 6 kann einen Mikrocomputer enthalten.
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 von der Seite zu erfassen. Dieser Abstandsensor kann ein Nahbereich-Abstandsensor sein. Im Gegensatz zum gezeigten kugelförmigen Erfassungsbereich 10 kann aber auch ein flacher Erfassungsbereich gewählt werden. Sofern zweckmäßig können natürlich auch mehrere Abstandsensoren vorgesehen sein, wobei dann beispielsweise ein Abstandsensor eine Annäherung des Fahrerfußes von oben und ein anderer Abstandsensor eine Annäherung des Fahrerfußes von der Seite erfassen würden. Zur Erfassung einer Annäherung des Fahrerfußes von der Seite können auch zwei zusätzliche Abstandsensoren (zusätzlich zu dem Abstandsensor, der eine Annäherung von vorne erfaßt) Verwendung finden, wobei dann ein Abstandsensor jeweils einer Seite des Bremspedals zugeordnet ist. Die Fig. 3 zeigt den vom Abstandsensor erfaßten Abstand des Fahrerfußes und eine Geschwindigkeit v des Fahrerfußes. Eine positive Geschwindigkeit v entspricht einer Bewegung des Fahrerfußes auf das Bremspedal zu und eine negative Geschwindigkeit v des Fahrerfußes entspricht einer Bewegung des Fahrerfußes weg vom Bremspedal. Der Ursprung des in der Fig. 3 dargestellten Koordinatensystems befindet sich an dem Bremspedal.
In der Fig. 3 sind vier Wertepaarbereiche A-D dargestellt.
Wird von dem Abstandsensor 8 ein Abstand s erfaßt und wird beispielsweise aus zeitdiskreten Abstandswerten s eine Fußgeschwindigkeit v ermittelt, so können diese beiden Werte in das Diagramm gemäß Fig. 3 eingetragen werden.
Liegt das Ist-Wertepaar beispielsweise im Wertepaarbereich A, so wird veranlaßt, daß die Kraftfahrzeugbremsanlage keine Aktivitäten vornimmt. Der Wertepaarbereich A wird durch eine Kurve f]_ begrenzt, welche in einem schmalen, länglichen Bereich in Richtung auf den Ursprung des Koordinatensystems hin ausläuft. Der Wertepaarbereich A ist um den Fußgeschwindgkeitsnullpunkt herum erweitert, um sog. Jitter-Effekte der Bremsanlage bei einem nahezu stillstehenden Fahrerfuß zu vermeiden.
Befindet sich der Fahrerfuß jedoch schon dem Bremspedal sehr nahe, so würde das Ist-Wertepaar in den Wertepaarbereich B fallen. Dort würde dann ein Vorfüllen der Bremsanlage erfolgen. Der Wertepaarbereich B erstreckt sich hauptsächlich zwischen einer Kurve f2 und der Kurve fi- Liegt das Ist-Wertepaar v, s über der Kurve f2, so befindet sich das Ist-Wertepaar im Wertepaarbereich C. Im Wertepaarbereich C erfolgt eine Auslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage .
Liegt das Ist-Wertepaar im Wertepaarbereich D so erfolgt ein Abbauen des Bremsdrucks .
Im folgenden soll auf die Ermittlung der Kurven ±ι bis f eingegangen werden und insbesondere auch auf die Bestimmung der virtuellen Betätigungswege slson und s2soιι.
Die Kurven ±ι bis f4 ergeben sich aus Bewegungsgleichungen einer beschleunigten Bewegung und angenommenen Randbedingungen. Aus
ssoll ~ at + vt + (1)
und
vsoll = a • t + v (2)
soll(sSoll = 0) * 0 (3)
ergibt sich eine Aussage über die Grenzkurve, ab der eine Bewegung mit der Fußverzögerung a = a.nm zu einer Betätigung der Kraftfahrzeugbremsanlage (Berührung des Pedals durch den Fahrerfuß) führen muß. Die Werte v und s sind hierbei die erfaßten bzw. ermittelten Ist-Werte der Fußgeschwindigkeit v und des Abstands s.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß der Abstandsensor 8 natürlich auch derart ausgebildet sein kann, daß er direkt die Fußgeschwindigkeit v erfaßt. Wie voranstehend schon angedeutet ist, kann die Fußgeschwindigkeit v jedoch auch aus erfaßten Werten des Abstands s ermittelt werden. Dies kann beispielsweise durch die Steuereinheit 6 erfolgen.
Es ergibt sich somit
v = -^ 2s • alim. (4)
Eine Aussage über den virtuellen Betätigungsweg Sιsoτ_ι erlaubt folgende Gleichung
v2 slsoll = S - . (5) alim
Der Wert slsoll ist der mindeste Betätigungswert mit den Meßwerten v und s, mit a = a^-, Die Kurven f]_ bis f4 können natürlich ganz oder teilweise auch als Tabellen abgelegt sein oder mit Geraden angenähert werden. Weiterhin ist auch eine empirische Bestimmung der Kurven denkbar.
Weiterhin sei angemerkt, daß natürlich auch andere Wertepaarbereiche A bis D, sofern zweckmäßig, definiert werden können.
Der Abstand Sιson bzw. S2SOn entspricht einem virtuellen Betätigungsweg des Bremspedals, ermittelt aus den Ist- Werten v und s. Abhängig von dem virtuellen Betätigungsweg s lsoll DZW' S2S0ιι wird über eine entsprechende Funktion Psoll = f(s) eine Druckvorgabe an den Druckregler der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 ermittelt. In der Fig. 3 ist ein Pfeil dargestellt, der eine Erhöhung der Druckvorgabe pson tendentiell bei sich ändernden Ist-Wertepaaren s, v andeutet.
Durch den Pfeil soll dargestellt werden, daß die Druckvorgabe psoιι größer wird, wenn die erfaßten Abstandswerte s kleiner und die Fußgeschwindigkeitswerte v größer werden.
Dementsprechend ergibt sich beispielsweise bei einem Wertepaar s, v, welches auf der Strichlinie f3 liegt ein virtueller Betätigungswert sj_soτ_ι und wenn das Ist- Wertepaar s, v auf der Punktlinie f4 liegt ein virtueller Betätigungswert s2soιi' Abhängig von den virtuellen Betätigungswerten slsoll und s2son wird dann die Vorgabe an den Druckregler pso]_ι ermittelt, wobei psoιι bei einem virtuellen Betätigungswert slsoll kleiner ist als bei einem virtuellen Betätigungswert S2SOn-
Im Wertepaarbereich B kann die Vorfüllung abhängig sein von dem Ort an dem sich das Ist-Wertepaar befindet. Würde das Ist-Wertepaar s, v etwa im äußeren rechten Bereich des Wertepaarbereichs B liegen, so könnte eine Vorfüllung mit beispielsweise 2 bar erfolgen. Würde das Ist-Wertepaar v, s etwa im linken Bereich des Wertepaarbereichs B liegen, so könnte eine Vorfüllung beispielsweise mit 10 bar erfolgen.
Im Wertepaarbereich D kann das Abbauen des Bremsdrucks ebenso von dem erfaßten Ist-Wertepaar s, v abhängen. Liegt dieses Ist-Wertepaar s, v etwa in einem Bereich der mit "langsam" in der Fig. 3 bezeichnet ist, so würde das Abbauen des Bremsdrucks langsam erfolgen. Liegt das Ist- Wertepaar in einem Bereich, der mit "schnell" in der Fig. 3 bezeichnet ist, so könnte das Abbauen des Bremsdrucks schneller erfolgen.
In der Fig. 3 ist weiterhin ein Wertepaar s*, v* bezeichnet. Dieses Wertepaar s*, v* entspricht einer Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2.
Weiterhin sei angemerkt, daß im Wertepaarbereich C (wie oben schon erwähnt), das Vorfüllen bezüglich des Drucks variabel definiert werden kann, wobei eine untere Grenze beispielsweise zu 2 bar für £ 1 und eine obere Grenze zu 10 bar für 22 definiert werden kann. Der Bereich dazwischen kann linear abgebildet werden. Die Fig. 4 zeigt in einem Flußlaufplan einen Funktionsablauf im Wertepaarbereich C. Nach dem Start der dargestellten Funktionsroutine in einem Schritt 100 wird fortlaufend überprüft, ob der Fahrer das Bremspedal erreicht hat (Schritt 101). Diese Überprüfung kann beispielsweise über einen Löseschalter erfolgen. Wird in dem Schritt 101 beurteilt, daß der Fahrer das Bremspedal berührt hat, so wird zu einem Schritt 102 verzweigt. Wird in diesem Schritt 102 beurteilt, daß eine Vollauslösung der Bremsanlage erfolgt ist, so wird zu einem Schritt 106 verzweigt, welcher den Funktionsablauf wieder zum Schritt 100 übergibt. Der in der Fig. 4 dargestellte Funktionsablauf erfolgt dann von neuem, so daß die Situation unverändert bleibt, bis der Fahrer von der Bremse geht. In diesem Fall verzweigt der Schritt 101 zu einem Schritt 104, indem der Booster deaktiviert wird. In einem Schritt 105 wird dann die Druckvorgabe psoιι auf Null gesetzt und das Programm verzweigt zum Schritt 106.
Wird im Schritt 101 festgestellt, daß der Fahrer das Bremspedal betätigt und wird im Schritt 102 festgestellt, daß keine Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage 2 erfolgt ist, so wird zu einem Schritt 103 verzweigt. Im Schritt 103 wird festgestellt ob der Fahrer die Druckvorgabe pson durch seine Betätigung des Bremspedals überschreitet. Ist dies nicht der Fall, so wird zum Schritt 106 verzweigt. Überschreitet der Fahrer jedoch die Druckvorgabe psoιi- so wird zum Schritt 104 verzweigt, indem der Booster deaktiviert wird. Anschließend wird die Druckvorgabe pson auf Null gesetzt (Schritt 105) und das Programm verzweigt zum Schritt 106. Insbesondere sei angemerkt, daß eine Deaktivierung des Bremsassistenten immer dann erfolgt, wenn der Fahrer von dem Bremspedal geht (Schritte 101, 104 und 105; wie oben schon erläutert).

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, mit
- einer Einrichtung zum Erfassen der Position eines einem Bremspedal (7) zugeordneten Fahrerfußes und
- einer Steuereinheit (6), die Positionssignale der Einrichtung empfängt und die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in Abstandsensor (8) ist, der einen Abstand s des Fahrerfußes vom Bremspedal (7) erfaßt und über dessen Ausgangssignale eine Fußgeschwindigkeit v relativ zum Bremspedal (7) ermittelt wird und die Steuereinheit (6) die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit v ansteuert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) mehrere Wertepaarbereiche A- D der Wertepaare s, v definiert und abhängig davon, in welchem Wertepaarbereich A-D die aktuell erfaßten Ist- Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v liegen, die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) ansteuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6), wenn die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich A liegen, keine Aktivitäten der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, im Wertepaarbereich B liegen, eine Vorfüllung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt, im Wertepaarbereich C liegen, eine Auslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) veranlaßt und im Wertepaarbereich D liegen, ein Abbauen des Bremsdrucks veranlaßt.
4. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich B liegen, die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) mit 2 bis 10 bar vorgefüllt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorfüllen im Wertepaarbereich B abhängig von den erfaßten Ist-Werten des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v ist, wobei der Vorfülldruck größer gewählt wird, wenn die Fußgeschwindigkeit v in Richtung auf das Bremspedal (7) groß ist und/oder der Abstand s bei einer großen positiven Fußgeschwindigkeit v klein ist und kleiner gewähhlt wird, wenn die Fußgeschwindigkeit v klein ist und/oder der Abstand s bei einer kleinen positiven Fußgeschwindigkeit v groß ist.
6. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich C liegen, die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) ausgelöst wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) abhängig von den Ist-Werten der Fußgeschwindigkeit v und des Abstands s erfolgt, wobei mit den Ist-Werten v und s ein virtueller Betätigungsweg und/oder eine virtuelle Betätigungskraft des Bremspedals ermittelt wird und abhängig davon eine Druckvorgabe für einen Druckregler der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) ermittelt wird.
8. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Wertepaarbereich C dann eine Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) erfolgt, wenn ein vorbestimmtes Wertepaar s*, v* oder ein vorbestimmter Wertepaarbereich erreicht wird.
9. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenn keine Vollauslösung der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) erfolgt, überprüft wird, ob der Fahrer den virtuellen Betätigungswert und/oder die virtuelle Betätigungskraft und damit die Druckvorgaben an den Druckregler überschreitet und wenn dies der Fall ist, die Vorgaben an den Druckregler auf Null gesetzt werden.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die erfaßten Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v im Wertepaarbereich D liegen, das Abbauen des Bremsdrucks abhängig von den erfaßten Ist-Werten s und v erfolgt, wobei bei einem großen Abstand s und/oder bei einer großen negativen Fußgeschwindigkeit v ein schnelleres Abbauen des Bremsdrucks erfolgt als bei einem kleinen Abstand s und einer kleinen negativen Fußgeschwindigkeit v.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsassistenzfunktion der Beeinflussung des Bremsreglers aufgrund der Pedalsensorik überlagert ist.
12. Verfahren zum Ansteuern einer Kraftfahrzeugbremsanlage, bei dem die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend der erfaßten Position des Fahrerfußes angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand s des Fahrerfußes vom Bremspedal (7) erfaßt und eine Fußgeschwindigkeit v relativ zum Bremspedal (7) ermittelt wird und die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) entsprechend dem erfaßten Abstand s und der Fußgeschwindigkeit v angesteuert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenn die Ist-Werte des Abstands s und der Fußgeschwindigkeit v in einem Wertepaarbereich C liegen, die Kraftfahrzeugbremsanlage (2) ausgelöst wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) abhängig von den Ist-Werten der Fußgeschwindigkeit v und des Abstands s erfolgt, wobei mit den Ist-Werten v und s ein virtueller Betätigungsweg und/oder eine virtuelle Betätigungskraft des Bremspedals (7) ermittelt wird und abhängig davon eine Druck- vorgäbe für einen Druckregler der Kraftfahrzeugbremsanlage (2) bestimmt wird.
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