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Dokumentenidentifikation DE102006060470A1 19.07.2007
Titel Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion
Anmelder Continental Teves AG & Co. OHG, 60488 Frankfurt, DE
Erfinder Cress, Torsten, 36381 Schlüchtern, DE;
Groitzsch, Stephan, 69469 Weinheim, DE;
Joussen, Sebastian, 64342 Seeheim-Jugenheim, DE;
Mehlhorn, Dennis, 65779 Kelkheim, DE;
Schirmer, Edgar, 65843 Sulzbach, DE
DE-Anmeldedatum 19.12.2006
DE-Aktenzeichen 102006060470
Offenlegungstag 19.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse B60T 7/12(2006.01)A, F, I, 20061219, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60T 8/00(2006.01)A, L, I, 20061219, B, H, DE   B60T 8/60(2006.01)A, L, I, 20061219, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse vorgeschlagen. Die Bremsbereitschaftsfunktion erzeugt ohne Betätigung eines Bremspedals (3) einen Bremsdruck in Radbremsen. Die Fehlaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion wird durch folgende Schritte verhindert:
a) Ermitteln einer Deaktivierungsgröße in Abhängigkeit von der Betätigung eines Fahrpedals (2) und
b) Verhindern der Fehlaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion, abhängig von der festgestellten Deaktivierungsgröße.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse.

Die Erfindung geht von einer unter dem Begriff „Bremsassistent„ bekannten Bremseinrichtung aus. Der Ursprung für die Schaffung des Bremsassistenten ist die empirische Beobachtung, dass ungeübte Fahrer im Falle einer Notbremsung nicht stark genug auf das Bremspedal treten, um tatsächlich die maximal mögliche Bremswirkung zu erzielen.

Der Bremsassistent schafft hierfür Abhilfe, indem er beim Erkennen einer Notbremssituation einen größeren Bremsdruck aufbaut, als es der Stellung des Bremspedals entspricht.

Bei einer Weiterentwicklung des Bremsassistenten wird beim Erkennen einer Notbremssituation bereits bevor der Fahrer das Bremspedal betätigt ein Bremsdruck in den Radbremsen aufgebaut. Der Vorteil bei diesem System ist, dass sich dadurch die Bremsbeläge oder Bremsbacken an die Bremsscheiben bzw. Bremstrommeln anlegen.

Dabei wird zwar noch keine nennenswerte Bremswirkung erzielt, aber die Ansprechzeit der Bremse wird verkürzt, weil das Lüftspiel der Bremsbeläge oder Bremsbacken schon vor dem Betätigen des Bremspedals überwunden ist. Diese Funktion des Bremsassistenten wird auch als Bremsbereitschaftsfunktion bezeichnet.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt für das gute Funktionieren der Bremsbereitschaftsfunktion ist das zuverlässige Erkennen einer Notbremssituation.

Bei einem aus der DE 44 13 172 C1 bekannten Verfahren zeigt ein Überschreiten eines Schwellenwertes für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals an, dass eine Notbremssituation vorliegt. Daraufhin wird eine aktive Bremsung mit maximalem Bremsdruck ausgeführt. Bei diesem Verfahren wird die Rücknahmegeschwindigkeit des Gaspedals ausgewertet, um den Schwellenwert für die Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals anzupassen.

Darüber hinaus ist es aus der DE 196 29 229 A1 bekannt, einen Bremsdruck in den Radbremsen zu erzeugen, um das Lüftspiel zu beseitigen, wenn die Rücknahmegeschwindigkeit des Gaspedals einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.

Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen kann jedoch die Schwierigkeit auftreten, dass bei sportlichen Fahrern, die schnell schalten, eine Notbremssituation nicht mehr zuverlässig von einem Schaltvorgang unterscheidbar ist. Das kann dazu führen, dass bei sportlicher Fahrweise und schnellen Hochschaltvorgängen die Bremsbereitschaftsfunktion ausgelöst und eine geringfügige Verzögerung auftritt. Das widerspricht jedoch dem Wunsch des sportlichen Fahrers, eine möglichst hohe Beschleunigung zu erzielen.

Um dieses Problem zu lösen, wurde bereits ein Verfahren zum Verändern des Auslöseschwellenwertes einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse vorgeschlagen. Der Auslöseschwellenwert wird dabei in Abhängigkeit von der mittleren Rücknahmegeschwindigkeit des Fahrpedals modifiziert.

Hiervon ausgehend ist es deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ein weiteres Verfahren anzugeben, um die beschriebene Schwierigkeit zu überwinden.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse vorgeschlagen, wobei die Bremsbereitschaftsfunktion ohne Betätigung eines Bremspedals einen Bremsdruck in den Radbremsen erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:

  • a) Ermitteln einer Deaktivierungsgröße in Abhängigkeit von der Betätigung eines Fahrpedals; und
  • b) Verhindern der Fehlaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion, abhängig von der festgestellten Deaktivierungsgröße.

Der Erfindung liegt dabei die grundsätzliche Überlegung zugrunde, dass ein sportlicher Fahrer nicht nur das Fahrpedal schnell löst, sondern auch vorher das Fahrpedal schnell betätigt, um eine hohe Beschleunigung zu erhalten. Diese Überlegung nutzt die Erfindung, um eine Deaktivierungsgröße zu ermitteln, die die Bremsbereitschaftsfunktion für eine vorgegebene Zeitdauer unterdrück, die ausreicht, damit der sportliche Fahrer das Fahrpedal zurücknehmen und den Schaltvorgang ausführen kann.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Deaktivierungsgröße für die Bremsbereitschaftsfunktion durch folgende Schritte ermittelt wird:

  • a) wiederholtes Messen eines Positionswertes während jeder Berechungsschleife, welcher der Stellung eines Fahrpedals während der Betätigung entspricht;
  • b) Vergleichen eines aktuell gemessenen Positionswertes des Fahrpedals mit einem zeitlich vorher gemessenen Positionswert;
  • c) Deaktivieren der Bremsbereitschaftsfunktion, abhängig von dem Vergleichsergebnis der Positionswerte.

Der Ermittlung der Deaktivierungs- oder Unterdrückungsgröße der Bremsbereitschaftsfunktion erfolgt dabei in einer Berechnungseinheit, die taktgesteuert arbeitet, wobei ein Rechendurchgang durch die Einheit einem Berechnungsloop bzw. einer Berechnungsschleife entspricht, der eine bestimmte Dauer, die Loopzeit, in Anspruch nimmt.

Zweckmäßig wird als Vergleichsergebnis die Veränderung der Fahrpedalstellung zwischen mindestens zwei Berechnungsschleifen, der Gradient, ermittelt, die ein Maß dafür ist, wie schnell ein Fahrer das Fahrpedal betätigt.

Vorteilhaft wird das Vergleichsergebnis mit einem vorgegeben Schwellenwert verglichen, bei dessen Überschreitung eine Deaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion erfolgt. Der Schwellenwert ist bevorzugt auf die maximale mögliche Veränderung der Fahrpedalposition bezogen und gibt einen Bruchteil dieser maximal möglichen Veränderung an. Der Schwellenwert liegt in einem Bereich zwischen 10 und 30 % der maximal möglichen Veränderung der Fahrpedalposition.

Vorteilhaft erfolgt die Deaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion für eine vorgegebene Zeitdauer. In Abhängigkeit von empirischen Untersuchungen bzgl. schneller Schaltvorgänge bei manuellen Schaltgetrieben wurden für die Unterdrückung der Bremsbereitschaftsfunktion Bereiche zwischen einer Sekunde und fünf Sekunden, vorzugsweise einer und drei Sekunden, ermittelt.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles im Einzelnen erläutert. Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in der Zeichnung eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einige wesentliche funktionelle Zusammenhänge dargestellt.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

2 zeigt die Fahrpedalstellung pro Berechnungsloop Die in der 1 dargestellte Vorrichtung wird als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Vorrichtung umfasst ein Fahrpedal 2 sowie ein Bremspedal 3. Die Verstellwege sowie die Verstellgeschwindigkeiten des Fahrpedals 2 und des Bremspedals 3 werden von zugeordneten Sensoren 4 erfasst. Mit dem Fahrpedal 2 werden auf elektrischem Wege Fahrbefehle erzeugt, die eine Motorsteuerung 6 einliest und die entsprechend der Fahrbefehle Drehmoment von einem Motor anfordert. Eine solche Motorsteuerung ist im Stand der Technik z.B. unter dem Schlagwort „Drive-by-Wire„ bekannt und wird deshalb an dieser Stelle nicht weiter beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Vorrichtungen beschränkt und ebenfalls bei hydraulischen Bremsanlagen einsetzbar.

Mit dem Bremspedal 3 werden Bremsbefehle an eine elektrohydraulische Steuereinheit 7 übermittelt, die entsprechend der Bremsbefehle des Fahrers für einen entsprechenden Bremsdruck in den Radbremsen des Fahrzeugs sorgt. Die elektrohydraulische Steuereinheit 7 kann ebenfalls die mit dem Fahrpedal 2 erzeugten Fahrbefehle über die Datenleitung 14 erhalten. Sie ist ebenfalls im Stand der Technik als eine Komponente von so genannten „Brake-by-Wire„ Bremssystemen bekannt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Bremssysteme beschränkt und ebenfalls bei allen anderen Bremssystemen, z.B. hydraulischen Bremsanlagen einsetzbar.

Die elektrohydraulische Steuereinheit 7 ist mit einem Bremskraftverstärker 8 und einer elektrohydraulischen Einheit 15 signalmäßig verbunden. Gleichzeitig ist der Bremskraftverstärker auch mechanisch mit dem Bremspedal 3 verbunden. Der Bremskraftverstärker 8 überträgt eine mechanische Bewegung auf einen Hauptbremszylinder 9, in welchem ein hydraulischer Druck erzeugt wird, der über Bremsleitungen 11 in die Radbremsen übertragen wird, die in 1 nicht dargestellt sind.

Mit dem Hauptbremszylinder 9 ist darüber hinaus ein Vorratsbehälter 12 für Bremsflüssigkeit strömungsmäßig verbunden.

Ferner sind der Hauptbremszylinder 9 und eventuell auch die Bremszylinder der Radbremsen in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit in der 1 nicht dargestellten Drucksensoren verbunden.

Schließlich ist zwischen der Motorsteuerung 6 und der elektrohydraulischen Steuereinheit 7 eine signalmäßige Verbindung 13 vorgesehen, welche die Übertragung eines Signals ermöglicht, das zur Ermittlung der Bremsbereitschaftsfunktion in der elektrohydraulischen Steuereinheit 7 dient, das die Bremsbereitschaftsfunktion auslöst.

Die mit der Steuereinheit 7 signalmäßig verbundene hydraulische Einheit 15 weist eine von einem nicht dargestellten Motor angetriebene Pumpe auf, die es gestattet, einen Bremsdruck zu erzeugen, ohne dass der Fahrer das Bremspedal 3 betätigt. Wenn die Bremsbereitschaftsfunktion von der elektrohydraulischen Steuereinheit 7 ausgelöst wird, dann schaltet sich der Motor ein und treibt die Pumpe an, um einen ausreichenden Bremsdruck zu erzeugen, damit sich die Bremsbeläge oder Bremsbacken in den Radbremsen anlegen.

Zur Aktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion wird die Rücknahmegeschwindigkeit des Fahrpedals von der Motorsteuerung 6 oder der elektrohydraulischen Steuereinheit 7 eingelesen bzw. berechnet und – im Fall der Motorsteuerung 6 – der elektrohydraulischen Steuereinheit 7 zugeführt. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung können diese Funktionen auch von anderen Komponenten ausgeführt werden, insbesondere auch von einer eigens für diesen Zweck vorgesehenen Auswerteelektronik. Überschreitet die Rücknahmegeschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellenwert, so wird die Bremsbereitschaftsfunktion ausgelöst, das heißt, in den Radbremsen wird ein geringer Bremsdruck erzeugt, um das Lüftspiel von Bremsbelägen bzw. Bremsbacken zu beseitigen. Die Besonderheit der Erfindung besteht nunmehr darin, dass das Fahrverhalten des Fahrers überwacht wird, um eine Deaktivierungsgröße für die Unterdrückung der Aktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion zu ermitteln. Durch die Ermittlung einer Deaktivierungsgröße wird bei Fahrern mit sportlichem Fahrverhalten ein Auslösen der Bremsbereitschaftsfunktion sicher verhindert.

Ferner arbeitet die Motorsteuerung 6 oder die elektrohydraulische Steuereinheit 7 taktgesteuert, wobei ein Rechendurchgang durch die Steuereinheit einem Berechnungsloop bzw. einer Berechnungsschleife entspricht, der eine bestimmte Dauer, die Loopzeit, in Anspruch nimmt.

Wie 2 zeigt, ist auf der horizontalen Achse (Abszisse) die Anzahl der Berechnungsschleifen 0 bis 8 und auf der vertikalen Achse (Ordinate) die Fahrpedalstellung als Bruchteil der maximal möglichen Fahrpedalstellung (bei 100 %) dargestellt. Die in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessenen Stellungen des Fahrpedals sind mit 21 bis 25 bezeichnet. Die Kurve 20 gibt jeweils einen Fahrpedalpositionswert bei der Betätigung des Fahrpedals 2 während fünf Berechnungsschleifen 1 bis 5 wieder, wenn der Fahrer das Fahrpedal 2 bis zur maximal möglichen Fahrpedalstellung bei 100 % betätigt, was Vollgas entspricht. Das Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse ermittelt bei jeder Berechnungsschleife einen Positionswert, welcher der Stellung des Fahrpedals 2 während der Betätigung entspricht. Der Positionswert 21 wird in einem Speicher der Motorsteuerung 6 oder der elektrohydraulischen Steuerung 7 zwischen gespeichert. Bei der nächsten Berechnungsschleife wird der nächste Positionswert 22 der Fahrpedalstellung z.B. mit Sensor 4 gemessen und ebenfalls der Steuerung 6 oder 7 zur Verfügung gestellt. Diese Steuerung 6 oder 7 vergleicht und bewertet nun den aktuell gemessenen Positionswert 22 mit dem zeitlich vorher gemessenen Positionswert 21. Dabei gibt das Steigungsmaß der Funktion, der Gradient, an, wie schnell der Fahrer das Fahrpedal 2 betätigt. Dieser Gradient wird bevorzugt als Deaktivierungsgröße zum Unterdrücken oder Deaktivieren der Bremsbereitschaftsfunktion verwendet. Dazu wird die Deaktivierungsgröße mit einem Schwellenwert verglichen. Als Schwellenwert, der ein sportliches Fahren repräsentiert, haben sich Werte zwischen 10 und 25% während zwei Berechnungsschleifen herausgestellt, wobei eine Berechnungsschleife einen Zeitraum zwischen 8 und 12 ms umfasst.

In der 2 ist die Veränderung der Fahrpedalstellung zwischen den zwei Berechnungsschleifen 3 und 4 dargestellt. Die Ermittlung der Deaktivierungsgröße wird über den gesamten Verlauf der Kurve 20 wiederholt, also zwischen den Berechnungsschleifen 1 und 2, 2 und 3 usw., bis die Grenzposition, nämlich die maximal mögliche Fahrpedalposition oder eine kurz davor liegende Grenzposition, erreicht ist. Dabei ist es unerheblich, in welcher Berechnungsschleife der Schwellenwert überschritten wird.

Neben der Ermittlung der Positionswerte 21, 22 ist es nach einem Ausführungsbeispiel auch möglich, die Deaktivierungsgröße anhand der Fahrpedalgeschwindigkeitsdifferenz zwischen zwei Berechnungsschleifen, also anhand der Fahrpedalbeschleunigung, zu ermitteln. Die Betätigungsgeschwindigkeit wird hierbei ebenfalls nur bis zu einer wählbaren Grenzposition des Fahrpedals ausgewertet, wobei die Grenzposition vor der Vollgasstellung liegt, aber auch die Vollgasstellung sein kann. Eine niedrige Betätigungsbeschleunigung entspricht einem eher trägen Fahrverhalten, und der Deaktivierungsschwellenwert für die Bremsbereitschaftsfunktion wird nicht überschritten. Bei vergleichsweise höheren Betätigungsbeschleunigungen wird auf ein sportliches Fahrverhalten geschlossen, und eine Unterdrückung der Bremsbereitschaftsfunktion wird ausgelöst.

Die quantitativen Festlegungen der einzelnen Parameter hängen natürlich von dem jeweiligen Fahrzeugtyp ab, insbesondere davon, welche maximale Fahrpedalbetätigungsgeschwindigkeit bei einem Fahrzeug möglich ist. In Fahrversuchen können dann geeignete Parameter für einen bestimmten Fahrzeugtyp ermittelt werden.

Überschreitet die Deaktivierungsgröße den Schwellenwert, erfolgt eine Deaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion für eine vorgegebene Zeitdauer. Als Zeitdauer, während der eine Bremsbereitschaftsfunktion nicht zugelassen wird, sind vorteilhaft 1 bis 5 s vorgesehen. Innerhalb dieser Zeitdauer sind die Schaltvorgänge des Fahrers bei einem Schaltgetriebe sicher durchgeführt, ohne dass eine Fehlaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion den sportlichen Fahrer behindert.


Anspruch[de]
Verfahren zum Verhindern einer Fehlaktivierung einer Bremsbereitschaftsfunktion einer Fahrzeugbremse, wobei die Bremsbereitschaftsfunktion ohne Betätigung eines Bremspedals (3) einen Bremsdruck in Radbremsen erzeugt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Ermitteln einer Deaktivierungsgröße in Abhängigkeit von der Betätigung eines Fahrpedals (2); und

b) Verhindern der Fehlaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion, abhängig von der festgestellten Deaktivierungsgröße.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deaktivierungsgröße für die Bremsbereitschaftsfunktion durch folgende Schritte ermittelt wird:

a) wiederholtes Messen eines Positionswertes während jeder Berechungsschleife, welcher der Stellung eines Fahrpedals während der Betätigung entspricht;

b) Vergleichen eines aktuell gemessenen Positionswertes des Fahrpedals mit einem zeitlich vorher gemessenen Positionswert;

c) Deaktivieren der Bremsbereitschaftsfunktion, abhängig von dem Vergleichsergebnis der Positionswerte.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergleichsergebnis die Veränderung der Fahrpedalstellung zwischen mindestens zwei Berechnungsschleifen ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsergebnis mit einem vorgegeben Schwellenwert verglichen wird, bei dessen Überschreitung die Deaktivierung erfolgt. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deaktivierung der Bremsbereitschaftsfunktion für eine vorgegebene Zeitdauer erfolgt.






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