WO2006072283A1 - Verfahren für ein präventiv wirkendes schutzsystem in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren für ein präventiv wirkendes schutzsystem in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO2006072283A1
WO2006072283A1 PCT/EP2005/012466 EP2005012466W WO2006072283A1 WO 2006072283 A1 WO2006072283 A1 WO 2006072283A1 EP 2005012466 W EP2005012466 W EP 2005012466W WO 2006072283 A1 WO2006072283 A1 WO 2006072283A1
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braking
brake
request
threshold
braking torque
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PCT/EP2005/012466
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Werner Bernzen
Dominic Reutter
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Daimlerchrysler Ag
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    • B60R2021/01311Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over monitoring the braking system, e.g. ABS

Definitions

  • the invention relates to a method for a preventive protective system in a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • Preventive protection systems that are already preventively effective before a possible collision and a so-called pre-crash phase, d. H.
  • a period of time from detection of a high probability of collision by appropriate detection systems in the vehicle to the actual impact to extend the occupant protection by additional security measures and so reduce the severity of accidents are referred to as preventive protection systems or so-called PRE-SAFE TM systems.
  • Preventive protection systems use information provided by various sensor devices of the motor vehicle to detect possible accident situations. The sensor devices can also be part of an electronic driving stabilization program and / or a component of a distance sensor system. Depending on the detected situation, conclusions are then drawn on a possible accident and appropriate measures for conditioning the vehicle, restraint systems for occupants and, where appropriate, protective devices for accident partners such as pedestrians are initiated for the impending accident.
  • DE 101 21 386 Cl such a method for driving a reversible occupant protection means in a motor vehicle is described by way of example.
  • the motor vehicle points here a reversible occupant protection system, which can be activated before a collision time and thereby brought into operative position.
  • driving condition data are recorded by means of a sensor, which are monitored with regard to any emergency braking, any oversteer and any understeer. If emergency braking, oversteer and / or understeer is detected, activation of the occupant protection system will occur and further conditions for deployment may be provided.
  • the sensor for detecting the driving condition data may include a steering angle sensor, a pedal travel sensor, a brake pressure sensor, a wheel speed sensor, an acceleration sensor, and a yaw rate sensor.
  • An emergency braking occurs if a braking operation with at least one feature that indicates a danger or emergency situation.
  • the emergency braking condition is determined by taking at least one of the parameters brake pressure, brake pedal speed, and accelerator return speed to evaluate the braking operation.
  • an emergency braking which is effected by the driver (driver reaction)
  • an emergency braking based on an environmental detection can be brought about.
  • the state emergency braking can be detected by an intervention of a brake assist system in the vehicle dynamics by z .B.
  • an information signal which is sent by the brake assist system on a data bus, is used to detect the state emergency braking.
  • a release of the safety devices of the protection system is then coupled to the algorithm of the brake assist system.
  • the signal of the brake light switch also provided on the data bus of the vehicle can be used to confirm (plausibility check) the detection of the state emergency braking.
  • the temporal gradient which of the temporal. Derivative corresponds to that generated by the brake pedal.
  • Brake pressure evaluated wherein a threshold exceeding by the brake pressure gradient for an emergency braking state is indicative.
  • the pedal travel or the pedal force can also be measured.
  • the brake pressure is also evaluated in parallel to the brake pressure gradient by comparing the brake pressure with a brake pressure threshold value and comparing the duration of the threshold excess of the measured brake pressure with a predetermined time duration. This short-braking situations are to be eliminated, in which the brake pressure gradient is indeed above the brake pressure gradient threshold, but the braking request is not pending long enough with a suprathreshold intensity.
  • the longitudinal deceleration (longitudinal brake measured value) of the vehicle and the state of an antilock braking system (ABS) with respect to the presence of a brake slip control are monitored in a separate decision channel.
  • a potential accident situation is determined when the longitudinal deceleration in the course of the traction control exceeds a threshold value during a certain time.
  • the object of the invention is to provide an improved method for a preventive protective system of the type mentioned in the introduction.
  • the interrogation of the longitudinal deceleration allows triggering scenarios for an extended spectrum of longitudinally dynamic critical driving situations.
  • Such braking situations can also be assigned to the state emergency braking, which also indicates a danger or emergency situation but has not been sufficiently considered by the known methods. If the driver steps slowly but very strongly on the brake pedal, a high criticality also results the vehicle does not respond to the brake torque request (panic braking), either because the brakes fail or because the tires do not adhere enough to the road, so there is a low coefficient of friction. This applies in particular to emergency braking on slippery roads (eg through snow, ice, leaf cover) or aquaplaning.
  • this threshold can be controlled by the brake pressure demand.
  • the request speed threshold decreases with increasing brake demand, rapid brake pedal operation following emergency braking may be detected following normal braking, although the available actuating travel is reduced.
  • the thresholds for the brake torque request or the brake request speed can be influenced by driving state data.
  • the thresholds can be lowered, because at higher speeds experience shows that the driver is more sensitive to the brake.
  • a threshold influence as a function of the lateral acceleration is also conceivable.
  • the thresholds could be lowered in a mean lateral acceleration range.
  • the signal for the braking request speed is formed by time derivation of the brake request signal.
  • it can be of advantage to form the brake request speed and brake demand signal at different, the brake torque request of the driver representing measures fall back.
  • the brake pressure in the master brake cylinder can be used as a basic measurement variable to detect the brake torque request in order to detect an emergency braking request by the driver.
  • the brake pressure in the master cylinder j edoch quite slow response to a sudden braking torque request by the driver, is therefore less suitable to detect rapid changes in the driver's request.
  • a membrane path sensor detects both the pedal movement and the diaphragm movement of the brake booster.
  • the membrane path sensor responds much more directly to the pedal travel than the brake pressure in the master cylinder.
  • a pedal travel sensor directly picks up the brake pedal. If available, therefore, alternatively or additionally, a membrane path sensor or pedal travel sensor can be used to detect the braking torque request.
  • the signal of a pedal travel sensor or membrane path sensor is used to obtain from the time derivative of the signal, the braking torque request speed.
  • the use of these parameters has the advantage that the pedal travel smoothly and directly reproduces the driver's request in the beginning, because due to a delayed reaction of the back pressure in the brake system on the brake operation must not be started against a high resistance. Only in the later course of the operation is a reaction of the brake system on the pedal force.
  • the signal of a pedal travel sensor or membrane path sensor may be unusable during an ABS control intervention due to the pulsating reaction to the brake pedal. A pedal travel measurement or membrane path measurement is thus above all an early stage gene detection of a quick braking torque request by the driver suitable.
  • the pressure in the master cylinder is a very suitable size, because this follows with a certain inertia of the brake pedal operation and thus some short braking situations are already eliminated because no sufficient brake pressure is generated.
  • a pedal force sensor can be used instead of a pedal travel sensor.
  • the restoring force of the brake pedal is due to a reaction of the back pressure in the brake system, the relationship is no longer clear. In this case, the pedal force corresponds more to the brake pressure in the master cylinder.
  • controllable occupant protection means which develop a retention effect or an energy absorbing effect to protect an occupant in a collision.
  • occupant protection means movable impact body, pillows and headrests, which can be changed by means of a control in size, hardness, shape and position.
  • controllable safety devices may be provided to reduce the severity of the accident, which reduce the consequences of an accident for a Pahrzeuginsassen by originally intended for comfort purposes, electrically adjustable units are controlled, eg. electric seat adjustment or electric adjustment of vehicle openings (windows, sunroof closure) or door locks.
  • controllable safety devices can also be provided to mitigate the consequences of accidents, which also serve to protect collision partners, in particular the protection of pedestrians and cyclists. Examples of this are adjustable bonnets, moveable bumpers and hardness-adjustable baffle elements on the vehicle's outer skin.
  • Other controllable protection means are the level control and the braking and steering system by means of which an impact in the direction of lower injury severity of the occupants and / or the collision partners can be optimized. These protective means are to be understood in the following as safety devices within the meaning of the present invention.
  • the single figure shows an example of a block diagram of a preventive protective system in a motor vehicle for carrying out an advantageous embodiment of the method according to the invention.
  • the driving state data recorded by means of the driving state sensor 2, in particular a brake torque starting detection 2.1 and a longitudinal acceleration detection 2.2 are monitored with respect to a brake torque request B and the vehicle longitudinal acceleration a_x predetermined by the driver.
  • the vehicle longitudinal acceleration a_x can be measured directly by means of a longitudinal acceleration sensor, which can be used for other purposes also for pitch detection at standstill.
  • the vehicle longitudinal acceleration a_x can also be calculated from wheel speeds and / or by means of a dynamic vehicle model, is closed at the engine and / or transmission torque on the longitudinal acceleration of the vehicle.
  • the threshold for the longitudinal delay is of the order of 0, 3 g. This is also the order of magnitude in which the legally prescribed locking of the seat belt is used.
  • the threshold for the longitudinal deceleration can also be set higher because a tightening is still possible even with a locked seat belt.
  • a braking request evaluation 3 it is concluded from the braking torque request B that an emergency braking NB has possibly been requested.
  • the driving state data is monitored in a longitudinal delay evaluation 4 as to whether the longitudinal deceleration, which corresponds in magnitude to the longitudinal acceleration, falls short of, or in other words, does not exceed, a longitudinal deceleration threshold S_LV.
  • a criticality evaluation 5 for the longitudinal dynamics the signals from the braking request evaluation 3 and the longitudinal delay evaluation 4 are combined.
  • a logical signal for a requested emergency braking NB and a logic signal for the falling below the longitudinal delay threshold S_LV in an AND logic operation (AND) are logically linked together.
  • the braking torque request rate is calculated from the time derivative dB / dt in an evaluation 3.1 from the braking torque request B. requested by the brake pedal and compared in a query 3.2 with a threshold S_AG for the speed of the braking torque request and when the braking torque request is exceeded Threshold closed on an emergency stop.
  • the threshold S_AG for the braking instantaneous request speed dB / dt can be lowered as a function of the braking torque request B.
  • the system can be sensitized to even at an already requested normal braking and not yet occurred longitudinal deceleration, in the event of a rapid retardation of the brake to be able to trigger the measures provided for emergency braking.
  • This is eg. advantageous if on a slippery road, the brake pedal is initially operated normally but in the absence of the delay effect (due to the low coefficient of friction), the driver quickly depresses the brake pedal to request emergency braking.
  • the threshold S_AG in the query 3.2 is already lowered when the rapid brake pedal operation is performed by the driver, so that it is concluded that emergency braking. Without the lowering, there would be no recognition of an emergency braking situation, because the braking operation on the remaining pedal travel could no longer lead to a sufficiently fast operating speed to exceed the threshold S_AG.
  • the brake torque request B is evaluated directly in the braking request evaluation 3 by being compared in a query 3.3 with a threshold S_A.
  • a threshold S_A the brake torque request B is evaluated directly in the braking request evaluation 3 by being compared in a query 3.3 with a threshold S_A.
  • the results of the threshold queries 3.2, 3.3 can be combined in an OR operation (OR) 3.4.
  • An emergency brake signal NB is output when a critical emergency brake request is detected on one of the two evaluation channels.
  • safety devices whose protective effect is not impaired by a forward displacement of an occupant.
  • a subset of safety devices that are triggered when a high braking torque request is applied, without it depends on a high braking torque request speed or low longitudinal deceleration.
  • the extended logic creates scope for extended triggering scenarios in longitudinally dynamic driving situations. If the driver steps on the brake pedal quickly, the result is a high gradient of the braking torque request B and it is detected on emergency braking. Occurs when the driver in (slightly) braked state ( ⁇ 0, 3 g) quickly after, results in an increased gradient of the braking torque request B, which is also evaluated as an emergency braking situation due to the lowered threshold (emergency braking in the wake). If the driver steps slowly but heavily on the brake pedal (panic braking), the result is also a high criticality and emergency braking is detected, provided there is no longitudinal deceleration.
  • a hysteresis can be provided in that a reset of the emergency brake signal NB and thus of the reversible safety devices takes place only when thresholds are undershot, which are selected below the thresholds S_AG and S_A.
  • a similar behavior of the protection system can be achieved by replacing the binary logic with fuzzy logic in a manner known per se.
  • one of the vehicle data multifactorially dependent total criticality for the longitudinal dynamics can be formed, which assumes a value between 0 ... 1 and a fixed threshold at z .B. 0, 8 has to overcome for a safety device is triggered.
  • the threshold for the longitudinal delay is given as a value of 0.3 g. This is to be understood only as an approximate guide. In practice, a value between 0, 3 g and 0, 5 g has been proven.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein präventiv wirkendes Schutzsystem in einem Kraftfahrzeug mit Sicherheitseinrichtungen (1) zur Minderung von Unfallfolgen, wobei Fahrzustandsdaten mittels einer Fahrzustandssensorik (2) erfasst und hinsichtlich der Längsverzögerung (ìa_xì) des Fahrzeugs und einer Bremsmomentanforderung (B) durch den Fahrer überwacht werden. Mittels einer Bremswunschbewertung (3) wird auf einen Zustand Notbremsung (NB) geschlossen. Nur bei gleichzeitigem Vorliegen einer Längsverzögerung (ìa_xì) unterhalb einer Längsverzögerungsschwelle (S_LV) wird mindestens eine der Sicherheitseinrichtungen (1) ausgelöst.

Description

Verfahren für ein präventiv wirkendes Schutzsystem in einem Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein präventiv wirkendes Schutzsystem in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schutzsysteme, die bereits vor einer möglichen Kollision präventiv wirksam sind und eine so genannte Pre-Crash-Phase, d. h. einen Zeitraum ab Erkennen einer hohen Kollisionswahrscheinlichkeit durch entsprechende Detektionssysteme in dem Fahrzeug bis zum eigentlichen Aufprall dazu nutzen, den Insassenschutz durch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zu erweitern und so die Unfallschwere zu mindern, werden als präventiv wirkende Schutzsysteme oder so genannte PRE-SAFE™-Systeme bezeichnet . Präventiv wirkende Schutzsysteme nutzen zur Erkennung möglicher Unfallsituationen Informationen, die von verschiedenen Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeuges bereitgestellt werden. Die Sensoreinrichtungen können dabei auch Bestandteil eines elektronischen Fahrstabilisierungsprogramms und/oder Bestandteil eines Abstandssensorsystems sein. In Abhängigkeit von der erkannten Situation werden dann Rückschlüsse auf eine mögliche Verunfallung gezogen und entsprechende Maßnahmen zur Konditionierung des Fahrzeugs, von Rückhaltesystemen für Insassen und gegebenenfalls von Schutzeinrichtungen für Unfallpartner wie Fußgänger auf die bevorstehende Verunfallung hin eingeleitet .
In der DE 101 21 386 Cl ist beispielhaft ein solches Verfahren zum Ansteuern eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug beschrieben . Das Kraftfahrzeug weist hier ein reversibles Insassenschutzsystem auf, das vor einem Kollisionszeitpunkt aktiviert und dadurch in Wirkstellung gebracht werden kann. Hierfür werden mittels einer Sensorik Fahrzustandsdaten erfasst , die hinsichtlich einer etwaigen Notbremsung, eines etwaigen Übersteuerns und eines etwaigen Untersteuerns überwacht werden. Wenn eine Notbremsung, ein Übersteuern und/oder ein Untersteuern erkannt wird, erfolgt eine Aktivierung des Insassenschutzsystems, wobei noch weitere Bedingungen für die Auslösungen vorgesehen sein können. Die Sensorik zur Erfassung der Fahrzustandsdaten kann einen Lenkwinkelsensor, einen Pedalwegsensor, einen Bremsdrucksensor, einen Raddrehzahlsensor, einen Beschleunigungssensor und einen Gierratensensor umfassen.
Eine Notbremsung liegt vor, falls ein Bremsvorgang mit mindestens einem Merkmal erfolgt , das auf eine Gefahren- oder Notsituation hindeutet . Der Zustand Notbremsung wird ermittelt, indem mindestens einer der Parameter Bremsdruck, Geschwindigkeit der Bremspedalbetätigung und Geschwindigkeit der Rücknahme des Gaspedals zur Bewertung des Bremsvorgangs herangezogen wird . Alternativ zu einer Notbremsung, welche vom Fahrer bewirkt wird (Fahrerreaktion) , kann eine Notbremsung basierend auf einer Umgebungserfassung herbeigeführt werden.
Gemäß der eingangs genannten Schrift kann der Zustand Notbremsung anhand eines Eingriffs eines Bremsassistenzsystems in die Fahrdynamik erkannt werden, indem z .B . ein Informationssignal , welches vom Bremsassistenzsystem auf einen Datenbus gesandt wird, zur Erkennung des Zustande Notbremsung herangezogen wird. Eine Auslösung der Sicherheitseinrichtungen des Schutzsystems ist dann an den Algorithmus des Bremsassistenzsystems gekoppelt . Auch kann das ebenfalls auf dem Datenbus des Fahrzeugs bereitgestellte Signal des Bremslichtschalters zur Bestätigung (Plausibilisierung) der Erkennung des Zustandes Notbremsung herangezogen werden. Mit dieser Redun- danz bei der Erkennung einer Notbremsung wird die Entscheidungssicherheit bei einer Auslösung des Schutzsystems erhöht .
Ein weiteres präventiv wirkendes Schutzsystem ist in der DE 100 29 061 Al offenbart . Zur Erkennung eines Zustandes Notbremsung wird der zeitliche Gradient, welcher der zeitlichen . Ableitung entspricht , des vom Bremspedal erzeugten. Bremsdruckes ausgewertet , wobei eine Schwellenüberschreitung durch den Bremsdruckgradienten für einen Notbremszustand indikativ ist . Stellvertretend für den gemessenen Bremsdruck kann auch der Pedalweg oder die Pedalkraft gemessen werden. Zur Plausi- bilisierung der Entscheidung wird parallel zum Bremsdruckgradienten auch der Bremsdruck einer Bewertung unterzogen, indem der Bremsdruck mit einem Bremsdruckschwellwert verglichen wird und die Zeitdauer der Schwellenüberschreitung des gemessenen Bremsdruckes mit einer vorgegebenen Zeitdauer verglichen wird. Damit sollen Kurzbremssituationen ausgesondert werden, bei denen der Bremsdruckgradient zwar über der Bremsdruckgradientenschwelle liegt, der Bremswunsch aber nicht lange genug mit einer überschwelligen Intensität ansteht .
Daneben wird gemäß der DE 100 29 061 Al in einem separaten Entscheidungskanal auch die Längsverzögerung (Längsbremsmess- wert) des Fahrzeugs und der Zustand eines Antiblockiersystems (ABS) hinsichtlich des Vorliegens einer Bremsschlupfregelung überwacht . Eine potentielle Unfallsituation wird dann festgestellt, wenn die Längsverzögerung im Verlauf der Bremsschlupfregelung einen Schwellwert während einer bestimmten Zeit überschreitet .
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren für ein präventiv wirkendes Schutzsystem der einleitend genannten Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst . Mit den erfindungsgemäßen Verfahren kann besser auf reale Fahrzustände reagieren werden, indem die Auslösung der Sicherheitseinrichtungen zusätzlich davon abhängig gemacht wird, dass die durch den Bremseingriff verursachte Längsverzögerung des Fahrzeugs noch nicht weit fortgeschritten ist . Damit wird eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung unterdrückt , sobald durch den Bremseingriff eine spürbare Längsverzögerung eintritt , die zum Einen anzeigt , dass das Fahrzeug auf eine durch den Fahrer angeforderte Bremsmomentanforderung in ausreichender Weise reagiert (kontrollierte Bremsung) und zum anderen verhindert , dass bei schon eingetretener Längsverzögerung und Vorverlagerung des Insassen eine nicht mehr sinnvolle Vorstraffung eines Sicherheitsgurtes vorgenommen würde . Zu diesem Zeitpunkt wäre die Vorverlagung des Insassen nämlich bereits so weit fortgeschritten, dass sie durch die Vorstraffung nicht mehr rechtzeitig vor dem Aufprall zurückgenommen werden könnte .
Die Abfrage der Längsverzögerung ermöglicht Auslöseszenarien für ein erweitertes Spektrum an längsdynamisch kritischen Fahrsituationen vorzusehen. Es können auch solche Bremssituationen dem Zustand Notbremsung zugeordnet werden, welche auch auf eine Gefahren- oder Notsituation hindeuten aber durch die bekannten Verfahren bisher nicht ausreichend berücksichtigt wurden: Tritt der Fahrer langsam aber sehr stark auf das Bremspedal , ergibt sich ebenfalls eine hohe Kritikalität , wenn das Fahrzeug nicht entsprechend auf die Bremsmomentanforderung reagiert (Panikbremsung) , sei es weil die Bremsen versagen oder weil die Reifen nicht genügend an der Fahrbahn haften, also ein geringer Reibwert vorliegt . Dies betrifft insbesondere notfallartige Bremsvorgänge auf glatter Fahrbahn (z .B . durch Schnee, Eis, Laubbedeckung) oder bei Aquaplaning . Solche Bremsvorgänge werden von den bekannten Verfahren, welche die Erkennung des Zustandes Notbremsung an die Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit, den Bremsdruckgradienten oder an den Bremsassistenten knüpfen, nicht als kritisch erkannt . In einer vorteilhaften Weiterbildung wird daher auf einen Zustand Notbremsung geschlossen, wenn die Bremsmomentanforderung eine Anforderungsschwelle überschreitet . Zu einer Aktivierung von Sicherheitseinrichtungen kommt es jedoch nur, wenn gleichzeitig die Längsverzδgerung des Fahrzeugs eine Schwelle nicht überschreitet .
Ergänzend oder alternativ wird die Bremsmomentanforderungsge- schwindigkeit hinsichtlich einer Schwellenüberschreitung beobachtet, um die Anforderung einer Notbremsung zu erkennen, wobei in einer vorteilhaften Weiterbildung diese Schwelle von der Bremsdruckanforderung abhängig gesteuert werden kann. Indem die Anforderungsgeschwindigkeitsschwelle mit zunehmender Bremsanforderung abnimmt , kann eine rasche Bremspedalbetätigung in Nachgang zu einer normalen Bremsung als Notbremsung erkannt werden, obwohl der zur Verfügung stehende Betätigungsweg reduziert ist .
Die Schwellen für die Bremsmomentanforderung oder die Brems- momentanforderungsgeschwindigkeit können von Fahrzustandsda- ten beeinflusst werden. Insbesondere können die Schwellen bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten unterhalb von ca . 30 km/h angehoben werden, um in diesem Geschwindigkeitsbereich Fehlauslösungen oder unerwünschte Auslösung wirksam zu unterdrücken. Bei Geschwindigkeiten oberhalb von ca . 80 km/h können die Schwellen abgesenkt werden, weil bei höheren Geschwindigkeiten erfahrungsgemäß der Fahrer sensibler auf die Bremse tritt . Eine Schwellenbeeinflussung in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung ist auch denkbar. Insbesondere könnten die Schwellen in einem mittleren Querbeschleunigungsbereich abgesenkt sein.
In vielen Fällen wird das Signal für die Bremsanforderungsge- schwindigkeit durch zeitliche Ableitung des Bremsanforde- rungssignals gebildet . Wie im Folgenden erläutert wird, kann es j edoch von Vorteil sein, zur Bildung der Bremsanforde- rungsgeschwindigkeit und Bremsanforderungssignal auf unter- schiedliche, die Bremsmomentanforderung des Fahrers repräsentierende Messgrößen zurückzugreifen .
Grundsätzlich kann zur Erfassung der Bremsmomentanforderung der Bremsdruck im Hauptbremszylinder als grundlegende Mess- größe herangezogen werden, um eine Notbremsanforderung durch den Fahrer zu erkennen. Der Bremsdruck im Hauptbremszylinder reagiert j edoch recht träge auf eine plötzliche Bremsmomentanforderung durch den Fahrer, ist daher weniger geeignet schnelle Änderungen des Fahrerwunsches zu erfassen .
Bei einem konventionellen hydraulischen Bremssystem erfasst ein Membranwegsensor sowohl die Pedalbewegung als auch die Membranbewegung des Bremskraftverstärkers . Der Membranwegsensor reagiert damit viel direkter auf den Pedalweg als der Bremsdruck im Hauptbremszylinder . Bei einem elektro- hydraulischen Bremssystem (Brake-By-Wire-System) nimmt ein Pedalwegsensor direkt die Betätigung des Bremspedals auf . Soweit vorhanden, können daher alternativ oder ergänzend auch ein Membranwegsensor oder Pedalwegsensor zu Erfassung der Bremsmomentanforderung herangezogen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Signal eines Pedalwegsensors oder Membranwegsensors herangezogen, um aus der zeitlichen Ableitung des Signals die Bremsmomentanforderungsgeschwindigkeit zu erhalten. Die Heranziehung dieser Messgrößen hat den Vorteil , dass der Pedalweg im Antritt störungsfrei und direkt den Fahrerwunsch wiedergibt , weil aufgrund einer verzögerten Rückwirkung des Staudruckes im Bremssystem auf die Bremsbetätigung noch nicht gegen einen hohen Widerstand angetreten werden muss . Erst im späteren Verlauf der Betätigung setzt eine Rückwirkung des Bremssystems auf die Pedalkraft ein. Auch ist das Signal eines Pedalwegsensors oder Membranwegsensors während eines ABS- Regeleingriffs aufgrund der pulsierenden Rückwirkung auf das Bremspedal möglicherweise unbrauchbar. Eine Pedalwegmessung oder Membranwegmessung ist also vor allem zu einer frühzeiti- gen Erfassung einer schnellen Bremsmomentanforderung durch den Fahrer geeignet .
Für die Auswertung einer langsamen und nachhaltigen Bremsmomentanforderung ist jedoch der Druck im Hauptbremszylinder eine sehr geeignete Größe, weil dieser mit einer gewissen Trägheit der Bremspedalbetätigung folgt und somit manche KurzbremsSituationen bereits ausgesondert werden, weil kein ausreichender Bremsdruck erzeugt wird.
Demnach ist ein Kombination von Vorteil , bei der sich die Bewertung von langsamen und nachhaltigen Bremsmomentanforderungen auf den Bremsdruck im Hauptbremsdruckzylinder stützt , während die Bremsmomentanforderungsgeschwindigkeit aus der zeitlichen Ableitung eines Signals des Pedalweg- oder Membranwegsensors gewonnen wird.
Sofern ein reproduzierbarer Zusammenhang zwischen dem Pedal- weg und einer Pedal-Rückstellkraft besteht , kann ein Pedalkraftsensor anstelle eines Pedalwegsensors eingesetzt werden. Kommt j edoch die Rückstellkraft des Bremspedals aufgrund einer Rückwirkung des Staudrucks im Bremssystems zustande, so ist der Zusammenhang nicht mehr eindeutig. In diesem Fall entspricht die Pedalkraft mehr dem Bremsdruck im Hauptbremszylinder.
Neben den bekannten, vorbeugend auslösbaren Sicherheitseinrichtungen wie der reversible Gurtstraffer eines Sicherheitsgurtes gibt es eine Reihe weiterer ansteuerbarer Insassenschutzmittel , welche eine Rückhaltewirkung oder eine Energie absorbierende Wirkung zum Schütze eines Insassen bei einer Kollision entfalten . Beispiele für solche Insassenschutzmittel sind verfahrbare Prallkörper, Kissen und Kopfstützen, welche mittels einer Ansteuerung in Größe, Härte , Form und Lage verändert werden können. Neben diesen Insassenschutzmitteln können zur Verminderung der Unfallschwere weitere ansteuerbare Sicherheitseinrichtungen vorgesehen werden, welche die Unfallfolgen für einen Pahrzeuginsassen vermindern, indem ursprünglich zu Komfortzwecken vorgesehene, elektrisch verstellbare Aggregate angesteuert werden, z .B . elektrische Sitzverstellvorrichtung oder eine elektrische Verstellvorrichtung von Fahrzeugöffnungen (Fensterheber, Schiebedachschließung) oder Türverriegelungen.
In Kraftfahrzeugen können zur Milderung von Unfallfolgen auch ansteuerbare Sicherheitseinrichtungen vorgesehen werden, welche auch dem Schutz von Kollisionspartnern, insbesondere dem Schutz von Fußgängern und Radfahrern dienen. Beispiele hierfür sind verstellbare Motorhauben, verfahrbare Stoßfänger und härteverstellbare Prallelemente an der Fahrzeugaußenhaut . Weitere ansteuerbare Schutzmittel sind die Niveauregulierung und das Brems- und Lenksystem mittels derer ein Aufprall in Richtung geringerer Verletzungsschwere der Insassen und/oder der Kollisionspartner optimiert werden kann. Auch diese Schutzmittel sind im Folgenden als Sicherheitseinrichtungen im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen.
Die einzige Figur zeigt beispielhaft ein Blockschaltbild eines präventiv wirkenden Schutzsystems in einem Kraftfahrzeug zur Ausführung einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Zur Ansteuerung der vorzugsweise reversiblen Sicherheitseinrichtungen 1 werden die mittels der Fahrzustandssensorik 2 , insbesondere einer BremsmomentanfOrderungserfassung 2.1 und einer Längsbeschleunigungserfassung 2.2 aufgenommenen Fahrzu- standsdaten hinsichtlich einer von dem den Fahrer vorgegebenen Bremsmomentanforderung B und der Fahrzeuglängsbeschleunigung a_x überwacht .
Die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_x kann direkt mittels eines Längsbeschleunigungssensors gemessen werden, welcher zu andren Zwecken auch zur Steigungserkennung im Stillstand herangezogen werden kann . Die Fahrzeuglängsbeschleunigung a_x kann auch aus Raddrehzahlen und/oder mittels eines dynamischen Fahrzeugmodells berechnet werden, bei dem aus Motor- und/oder Getriebemoment auf die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs geschlossen wird. Die Schwelle für die Längsverzögerung liegt in der Größenordnung von 0 , 3 g . Dies ist auch die Größenordnung bei welcher die gesetzlich vorgeschriebene Verriegelung des Sicherheitsgurtes einsetzt . Die Schwelle für die Längsverzögerung kann aber auch höher angesetzt werden, weil eine Straffung auch bei einem verriegelten Sicherheitsgurt noch möglich ist .
In einer Bremswunschbewertung 3 wird aus der Bremsmomentanforderung B auf eine eventuell angeforderte Notbremsung NB geschlossen. Parallel werden die Fahrzustandsdaten in einer Längsverzögerungsbewertung 4 daraufhin überwacht , ob die Längsverzögerung, welche betragsmäßig der Längsbeschleunigung entspricht , eine Längsverzögerungsschwelle S_LV unterschreitet oder, anders ausgedrückt , nicht überschreitet .
In einer Kritikalitätsbewertung 5 für die Längsdynamik werden die Signale aus der Bremswunschbewertung 3 und der Längsverzögerungsbewertung 4 zusammengeführt . In einer einfachen Ausführung werden ein logisches Signal für eine angeforderte Notbremsung NB und ein logisches Signal für die Unterschreitung der Längsverzögerungsschwelle S_LV in einer UND- Verknüpfung (AND) logisch miteinander verknüpft . Die Kritikalitätsbewertung 5 gibt ein logisches Signal (Bit-Information) für eine kritische Längsdynamik LD=I aus, wenn sowohl eine Notbremsung angefordert wird, d.h. NB=I , als auch die Längsverzögerung den Grenzwert S_LV unterschreitet . Liegt keine Notbremsung vor, d.h. NB=O , oder wird die Schwelle für die Längsverzögerung überschritten, so gibt die Kritikalitätsbewertung ein logische Signal LD=O aus .
Mit dem logischen Signal LD der Kritikalitätsbewertung 5 wird die Sicherheitseinrichtung 1 in der Weise angesteuert , dass bei Vorliegen einer kritischen Längsdynamik, welche durch ei- nen logischen Zustand LD=I angezeigt wird, mindestens eine der Sicherheitseinrichtungen 1 , insbesondere ein reversibler Gurtstraffer aktiviert wird.
Es sind mehrere Ausgestaltungen für die Bremsbewertung 5 denkbar, welche aus einer vom Fahrer vorgegebenen Bremsmomentanforderung B auf eine angeforderte Notbremsung schließen lassen.
In einer ersten Ausgestaltung wird aus der über das Bremspedal angeforderten Bremsmomentanforderung B. in einer Auswertung 3.1 aus der zeitliche Ableitung dB/dt die Bremsmomentan- forderungsgeschwindigkeit berechnet und diese in einer Abfrage 3.2 mit einer Schwelle S_AG für die Geschwindigkeit der Bremsmomentanforderung verglichen und bei Überschreitung der Schwelle auf eine Notbremsung geschlossen. Damit wird erreicht , dass wenn der Fahrer schnell auf das Bremspedal tritt , aufgrund des hohen Gradienten (zeitliche Ableitung) in der Bremsmomentanforderung B auf eine hohe Kritikalität (Notbremsung) geschlossen und eine Sicherheitseinrichtung 1 ausgelöst wird. Erfindungsgemäß wird die Auslösung der Sicherheitseinrichtung 1 unterdrückt , wenn aus der Längsverzögerungsbewertung 4 hervorgeht , dass bereits eine überschwellige Längsverzögerung vorliegt . Dies hat den Vorteil , dass für den Fall , dass bereits eine durch einen einleitenden Bremsvorgang bedingte Vorverlagerung der Insassen vorliegt , eine Aktivierung eines reversiblen Gurtstraffers unterbleibt, weil dieser keine volle Wirkung mehr entfalten kann. Für den typischen Fall einer plötzlichen, d.h. ohne Vorbremsung einsetzende Notbremsung ergibt sich die aus dem Stand der Technik bekannte Aktivierung der präventiven Sicherheitseinrichtungen, insbesondere des Gurtstraffers .
In einer Weiterbildung kann die Schwelle S_AG für die Brems- momentanforderungsgeschwindigkeit dB/dt in Abhängigkeit von der Bremsmomentanforderung B abgesenkt werden. Damit kann das System sensibilisiert werden, um auch noch bei einem bereits angeforderten normalen Bremsvorgang und noch nicht eingetretener Längsverzögerung, für den Fall eines schnellen Nachtretens der Bremse die für die Notbremsung vorgesehenen Maßnahmen auslösen zu können . Dies ist z .B . von Vorteil , wenn auf glatter Strasse zunächst das Bremspedal normal betätigt wird aber bei Ausbleiben der Verzögerungswirkung (aufgrund des geringen Reibwertes) der Fahrer das Bremspedal rasch nachtritt , um eine Notbremsung anzufordern. Mit der Sensibilisierung der Auslösschwelle durch das Signal der Bremsmomentanforderung B ist die Schwelle S_AG in der Abfrage 3.2 bereits abgesenkt, wenn die rasche Bremspedalbetätigung durch Fahrer erfolgt, so dass auf eine Notbremsung geschlossen wird. Ohne die Absenkung würde es nicht zu einem Erkennen einer Notbremssituation kommen, weil die Bremsbetätigung auf dem verbleibenden Pedalweg nicht mehr zu einer ausreichend schnellen Betätigungsgeschwindigkeit führen könnte, um die Schwelle S_AG zu überschreiten.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung wird in der Bremswunschbewertung 3 direkt die Bremsmomentanforderung B bewertet, indem sie in einer Abfrage 3.3 mit einer Schwelle S_A verglichen wird. Mit diesem Auslösekanal werden Bremsvorgänge, bei denen der Fahrer langsam aber zunehmend stark auf das Bremspedal tritt (Panikbremsung) auch als NotbremsSituation mit hoher Kritikalität erkannt , welche zu den für eine Notbremsung vorgesehen Auslösungen von Sicherheitseinrichtungen 1 führen kann, sofern noch keine ausreichende Längsverzögerung eingesetzt hat . Damit können langsam eingeleitete Panikbremsungen auf glatter Straße, bei denen der Fahrer immer weiter das Bremspedal tritt, um einer aufgrund des niedrigen Reibwertes ausbleibenden Verzögerungswirkung beizukommen, berücksichtigt werden. Für den Fall , dass ein Fahrzeug auf glatter Straße auf ein Hindernis sich zu bewegt , ohne dass das Fahrzeug einem vom Fahrer angeforderten starken Bremswunsch nachkommen kann, wird eine Notsituation erkannt , welche zu einer Auslösung der für eine Notbremsung vorgesehenen Sicherheitsmaßnahmen führt . Andererseits unterbindet die Ab- frage 4 nach der Längsverzögerung eine Auslösung von Sicherheitsmaßnahmen j edes Mal , wenn bei normalen Straßenverhältnissen stark gebremst wird und die Bremswirkung auch tatsächlich eintritt .
In einer Ausgestaltung bei denen sowohl die Bremsmomentanforderung B als auch deren zeitliche Ableitung dB/dt oder die BremsmomentanfOrderungsgeschwindigkeit herangezogen werden, können die Ergebnisse der Schwellenabfragen 3.2 , 3.3 in einer ODER-Verknüpfung (OR) 3.4 zusammengeführt werden. Ein Notbremssignal NB wird dann ausgegeben, wenn auf einem der beiden Bewertungskanäle auf eine kritische Notbremsanforderung erkannt wird.
Es ist denkbar eine erste Gruppe von Sicherheitseinrichtungen 1, darunter der reversible Gurtstraffer, wie beschrieben zu aktivieren, wenn ein Signal LD für eine kritische Längsdynamik vorliegt , während andere Sicherheitseinrichtungen einer zweiten Gruppe bereits aktiviert werden, wenn eine Notbremsung erkannt wird, ohne dass es auf die Längsverzögerung des Fahrzeug ankommt . Dies sind insbesondere Sicherheitseinrichtungen, deren Schutzwirkung nicht durch eine Vorverlagerung eines Insassen beeinträchtigt wird. Dabei ist es auch möglich innerhalb dieser zweiten Gruppe eine Untergruppe von Sicherheitseinrichtungen vorzusehen, die ausgelöst werden, wenn eine hohe Bremsmomentanforderung anliegt , ohne dass es auf eine hohe Bremsmomentanforderungsgeschwindigkeit oder geringe Längsverzögerung ankommt . Dies sind Sicherheitseinrichtungen, die bereits bei normalen aber starken Bremseingriffen in Wirkstellung gehen sollen. Geeignet wären Sicherheitseinrichtungen, die frühzeitig ausgelöst werden müssen, um in Wirkstellung zu kommen, wie z .B. die Lehnaufstellung oder das Schließen von Fahrzeugδffnungen, oder eine aktive Kopfstütze .
Die erweiterte Logik schafft Spielraum für erweiterte Auslöseszenarien bei längsdynamisch kritischen Fahrsituationen. Tritt der Fahrer schnell auf das Bremspedal , ergibt sich ein hoher Gradient der Bremsmomentanforderung B und es wird auf Notbremsung erkannt . Tritt der Fahrer im (leicht) gebremsten Zustand (< 0 , 3 g) schnell nach, ergibt sich ein erhöhter Gradient der Bremsmomentanforderung B, welcher aufgrund der abgesenkten Schwelle ebenfalls als NotbremsSituation bewertet wird (Notbremsung im Nachtreten) . Tritt der Fahrer langsam aber sehr stark auf das Bremspedal (Panikbremsung) , ergibt sich ebenfalls eine hohe Kritikalität und es wird auf Notbremsung erkannt, sofern noch keine Längsverzögerung vorliegt .
Wenn eine kritische Situation unfallfrei passiert wurde und die Bremsmomentanforderung zurückgeht, werden die Schwellen S_AG und S_A wieder unterschritten. Es kann eine Hysterese vorgesehen sein, indem eine Rückstellung des Notbremssignals NB und damit der reversiblen Sicherheitseinrichtungen erst dann erfolgt , wenn Schwellen unterschritten werden, die unterhalb der Schwellen S_AG und S_A gewählt sind.
Anstelle von logischen Verknüpfungen der Ergebnisse der verschiedenen Bewertungen oder Abfragen kann ein vergleichbares Verhalten des Schutzsystems erreicht werden, indem in an sich bekannter Weise die binäre Logik durch eine Fuzzy-Logik ersetzt wird. Beispielsweise kann eine von den Fahrzeugdaten multifaktoriell abhängige Gesamtkritikalität für die Längsdynamik gebildet werden, welche einen Wert zwischen 0 ...1 annimmt und eine feste Schwelle bei z .B . 0 , 8 zu überwinden hat, damit eine Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird.
In dem Ausführungsbeispiel wurde als Schwelle für die Längsverzögerung ein Wert von 0 , 3 g angegeben. Dies ist nur als ungefährer Richtwert zu verstehen. In der Praxis hat sich ein Wert zwischen 0 , 3 g und 0 , 5 g bewährt .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren für ein präventiv wirkendes Schutzsystem in einem Kraftfahrzeug mit Sicherheitseinrichtungen (1) zur Minderung von Unfallfolgen, wobei
- Fahrzustandsdaten mittels einer Fahrzustandssensorik (2) erfasst und hinsichtlich der Längsverzögerung ( | a_x | ) des Fahrzeugs und einer Bremsmomentanforderung (B) durch den Fahrer überwacht werden,
- aus der Bremsmomentanforderung (B) mittels einer Bremswunschbewertung (3) auf einen Zustand Notbremsung
(NB) geschlossen wird,
- bei Vorliegen eines Zustandes Notbremsung (NB) und Erfüllung mindestens einer weiteren Bedingung mindestens eine der Sicherheitseinrichtungen (1) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfüllung der weiteren Bedingung in einer Längsverzögerungsbewertung (4) die Längsverzögerung ( | a_x| ) eine Längsverzögerungsschwelle (S_LV) nicht überschreiten darf .
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenn die Bremsmomentanforderung (B) eine Anforderungsschwelle (S_A) überschreitet, auf einen Zustand Notbremsung (NB) geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass auch eine Bremsmomentanforderungsgeschwindigkeit (dB/dt) erfasst wird und wenn diese eine Anforderungsgeschwindigkeitsschwelle (S_AG) überschreitet, auf einen Zustand Notbremsung (NB) geschlossen wird .
4. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Anforderungsgeschwindigkeitsschwelle (S_AG) mit zunehmender Bremsmomentanforderung (B) abnimmt .
5. Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Anforderungsschwelle (S_A) und/oder die Anforderungsgeschwindigkeitsschwelle (S_AG) von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Querbeschleunigung abhängig sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Bremsmomentanforderung (B) aus dem Bremsdruck und die BremsmomentanfOrderungsgeschwindigkeit (dB/dt) aus der zeitlichen Ableitung des Bremsdrucks abgeleitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass zur Erfassung der Bremsmomentanforderung der Druck im HauptbremsZylinder des Bremssystems gemessen und zur Erfassung der Bremsmomentanforderungsgeschwindigkeit die zeitliche Ableitung des Bremspedalweges oder des Membranweges eines Bremskraftverstärkers ausgewertet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Bremspedalweg mittels eines Pedalwegsensors oder eines Membranwegsensors gemessen wird,
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Längsverzögerungsschwelle (S_LV) einen Wert zwischen 0 , 3 g und 0 , 5 g annimmt .
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