DE4328304A1 - Automatisches Bremssystem und Steuerverfahren dafür - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Bremssy­ stem und ein Verfahren zu dessen Steuerung, insbesondere auf ein System zum automatischen Abbremsen eines Automo­ bils zur Verhinderung einer Kollision mit einem anderen, vorausfahrenden Fahrzeug, und auf ein System zum automati­ schen Steuern des Bremssystems auf der Basis sowohl eines Pumpendrucks als auch eines Speicherdrucks.

Als neuere Sicherheitsmaßnahme für Automobile ist ein au­ tomatisches Bremssystem vorgeschlagen worden, mit dem ein Fahrzeug automatisch abgebremst werden kann, wenn eine Kollision mit einem entgegenkommenden Objekt während der Fahrt vorhergesagt wird. Im allgemeinen enthält das Bremssystem eine Druckquelle, die sich aus einer von einem Motor angetriebenen Pumpe, um ein Hydraulikmedium (z. B. Öl) unter Druck zu setzen, und einem Speicher zum Speichern des von der Pumpe erzeugten Drucks bei einem hö­ heren Druckwert zusammensetzt, wobei das normale Bremssy­ stem gewöhnlich mit einem automatischen Bremssystem, einem ABS (Antiblockierbremssystem), einem TCS (Traktionssteu­ ersystem) etc. ausgestattet ist. Der im Speicher gespei­ cherte, hohe Druck wird über ein Solenoidventil intermit­ tierend in das Bremssystem eingeführt, um das Ansprechen des Bremssystems auf den Druck zu verbessern.

Mit dem automatischen Bremssystem muß das Fahrzeug aller­ dings über einen weiten Geschwindigkeitsbereich von nied­ riger Fahrgeschwindigkeit bis zu hoher Fahrgeschwindigkeit automatisch abgebremst werden. Wenn das Bremssystem ledig­ lich auf der Basis des Speicherdrucks betätigt wird, um nur die Ansprechcharakteristik des Bremssystems zu verbes­ sern, entstehen daher wie folgt verschiedene Probleme: Da der hohe Speicherdruck durch ein Solenoidventil gesteuert wird, wird unvermeidlich ein übermäßiger, stoßartiger Druck erzeugt, jedesmal wenn das Solenoidventil kurzzeitig geöffnet oder geschlossen wird, wodurch sich der Hydrau­ likdruck schrittweise ändert, mit dem Ergebnis, daß der Fahrkomfort insbesondere bei niedriger Fahrgeschwindigkeit deutlich verschlechtert wird. Wenn andererseits das Brems­ system lediglich auf der Basis des Pumpendrucks betätigt wird, kann der stoßartige Druckanstieg reduziert und der Hydraulikdruck daher weich gesteuert werden, wenn auch die Ansprechcharakteristik des Bremssystems nicht zufriedens­ tellend ist, so daß es ziemlich schwierig ist, eine Not­ fallbremse an das Fahrzeug angreifen zu lassen, wenn es bei mittlerer oder hoher Geschwindigkeit fährt.

Ein Beispiel eines automatischen Bremssystems aus dem Stand der Technik ist in der offengelegten, japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 63-24078 offenbart. Bei diesem Stand der Technik wird ein von einer hydraulischen Druck­ quelle erzeugter hydraulischer Druck in einem Speicher gespeichert, und der gespeicherte, hydraulische Druck wird ansprechend auf ein Steuersignal auf Radzylinder gegeben, um Betätigungsteile zu betätigen, wenn eine Kollisionsge­ fahr mit einem entgegenkommenden Objekt besteht.

In dem obengenannten automatischen Bremssystem entsteht allerdings, da das Bremssystem lediglich auf der Basis des Speicherdrucks betätigt wird, das folgende Problem: Wenn der Hydraulikdruck für die Notfallbremse in der Weise ge­ eignet festgelegt wird, daß er ausreicht, wenn das Fahr­ zeug mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit fährt, ist es schwierig, das Fahrzeug sanft abzubremsen, wenn es mit geringer Geschwindigkeit fährt, so daß der Fahrkomfort verschlechtert wird, wobei darüber hinaus ein übermäßiges Bremsen häufig eine Gefahr darstellt.

Unter Vergegenwärtigung dieser Probleme besteht daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein automati­ sches Bremssystem mit einer aus einer Pumpe und einem Speicher zusammengesetzten Druckquelle zu schaffen, das einen Bremsdruck in geeigneter Weise über einen weiten Geschwindigkeitsbereich aufbringen kann, indem der Pumpen­ druck und der Speicherdruck entsprechend der Fahrzeugge­ schwindigkeit zweckmäßig eingesetzt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Steuersystem für eine automatische Bremse für ein Automobil, welches umfaßt: ein Mittel zur Vorhersage einer Kollision mit ei­ nem anderen Fahrzeug; ein Mittel zur Berechnung einer er­ forderlichen Verzögerungsgeschwindigkeit; wenn eine Kolli­ sion von dem besagten Vorhersagemittel vorhergesagt wird; ein Mittel zur Berechnung eines Zielbremsdrucks auf der Basis der berechneten Verzögerungsgeschwindigkeit; ein Mittel zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Mit­ tel zum Hochpumpen eines Hydraulikmediums zum Erzeugen eines relativ niedrigen Pumpenbremsdrucks; ein Mittel zum Speichern des niedrigen Pumpenbremsdrucks zum Erzeugen ei­ nes relativ hohen Speicherbremsdrucks; ein Mittel zum Ein­ führen des niedrigen Pumpenbremsdrucks und des hohen Spei­ cherbremsdrucks in wenigstens ein Bremsleitungssystem; und ein Steuermittel zum Steuern des besagten Pumpenmittels, des Speichermittels und des Bremsdruckeinführungsmittels, so daß der Bremsdruck auf der Basis des niedrigen Pumpen­ bremsdrucks bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit und des hohen Speicherbremsdrucks bei mittlerer oder hoher Fahr­ zeuggeschwindigkeit bis zum berechneten Zielbremsdruck erhöht werden kann.

Das Bremsdruckeinleitungsmittel umfaßt wenigstens ein un­ ter Druck setzendes Solenoidventil, das zwischen dem Pum­ pen- und Speichermittel und dem Bremsleitungssystem ange­ ordnet ist, wobei das Steuermittel das unter Druck setzen­ de Solenoidventil bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit in der Weise steuert, daß der hohe Speicherbremsdruck zu­ nächst durch das besagte Solenoidventil in das Bremslei­ tungssystem entlassen wird und dann der Bremsdruck allmäh­ lich durch Einleiten des niedrigen Pumpenbremsdrucks in das Bremsleitungssystem durch das besagte Solenoidventil bis zum Zielbremsdruck erhöht wird.

Das Bremsdruckeinleitungsmittel umfaßt wenigstens ein un­ ter Druck setzendes Solenoidventil, das zwischen dem Pum­ pen- und Speichermittel und dem Bremsleitungssystem ange­ ordnet ist, und das Steuermittel umfaßt ein Speichersteu­ ermittel, wobei das Speichersteuermittel bei mittlerer oder hoher Fahrzeuggeschwindigkeit den hohen Speicher­ bremsdruck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs hält und das Steuermittel das unter Druck setzende Soleno­ idventil so steuert, daß der Bremsdruck schrittweise bis zum Zielbremsdruck erhöht wird, indem der zurückgehaltene, hohe Speicherbremsdruck intermittierend durch das besagte Solenoidventil in das Bremsleitungssystem eingeleitet wird.

Darüber hinaus umfaßt das Einleitungsmittel wenigstens ein druckentlastendes Solenoidventil, das zwischen einem Hauptzylinder und dem Bremsleitungssystem angeordnet ist, um den Hauptzylinder beim normalen Bremsbetrieb mit dem Bremsleitungssystem zu verbinden und um den Hauptzylinder im automatischen Bremsbetrieb vom Bremsleitungssystem zu trennen.

Um die genannte Aufgabe zu lösen, schafft die Erfindung weiter ein Verfahren zum automatischen Abbremsen eines Automobils, welches folgende Schritte umfaßt: Feststellen, ob eine Kollisionsgefahr mit einem anderen Fahrzeug be­ steht oder nicht; Feststellen der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, wenn eine Kollisionsgefahr mit einem anderen Fahrzeug besteht; Prüfen, ob die festgestellte Fahrgeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet; Erhöhen des Bremsdrucks auf einen Zielbremsdruckwert auf der Basis eines niedrigen, von ei­ ner Hydraulikpumpe erzeugtem Bremsdrucks, wenn die festge­ stellte Fahrgeschwindigkeit geringer ist, als die vorbe­ stimmte Geschwindigkeit; und Erhöhen des Bremsdrucks auf den Zielbremsdruckwert auf der Basis eines hohen, von ei­ nem Speicher zum Speichern des Hydraulikpumpendrucks er­ zeugten Bremsdrucks, wenn die festgestellte Fahrgeschwin­ digkeit höher ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit.

Darüber hinaus umfaßt der Schritt des Steuerns des Brems­ drucks auf der Basis des niedrigen Bremsdrucks die folgen­ den Schritte: Ablassen des Speicherdrucks; Betätigen der Hydraulikpumpe zum Erzeugen niedrigen Bremsdrucks; allmäh­ liches Einleiten des niedrigen Bremsdrucks in ein Bremsleitungssystem bis zum Zielwert, Prüfen, ob der nied­ rige Bremsdruck den Zielwert erreicht; und Beenden der Betätigung der Hydraulikpumpe und Halten des Ziel­ bremsdruckwertes.

Darüber hinaus umfaßt der Schritt des Steuerns des Brems­ drucks auf der Basis des hohen Bremsdrucks folgende Schritte: Aufrechterhalten des Sammlerdrucks innerhalb eines vorbestimmten, hohen Druckbereichs durch Betätigen einer Hydraulikpumpe; intermittierendes Einleiten des ho­ hen Bremsdrucks in ein Bremsleitungssystem, schrittweise bis zum Zielwert, Prüfen, ob der hohe Bremsdruck den Ziel­ wert erreicht; und Beenden des Einleitens des hohen Brems­ drucks in das Bremsleitungssystem und Halten des Ziel­ bremsdruckwertes.

In dem automatischen Bremssystem und bei dem Verfahren zur Steuerung dieses Systems wird, wenn sich bei niedriger Geschwindigkeit eine Kollisionsgefahr mit einem anderen Gegenstand ergibt, das Bremsleitungssystem auf der Basis eines relativ niedrigen, von der Pumpe erhaltenen Brems­ drucks sanft unter Druck gesetzt, so daß es möglich ist, das Fahrzeug sanft abzubremsen, ohne daß der Fahrer und Mitreisende einem Stoß ausgesetzt werden. Andererseits wird im Fall einer Kollisionsgefahr mit einem anderen Ge­ genstand bei mittlerer oder hoher Geschwindigkeit das Bremsleitungssystem auf der Basis eines relativ hohen, vom Speicher erhaltenen Bremsdrucks unter Druck gesetzt, so daß es möglich ist, das Fahrzeug scharf abzubremsen, um eine Kollision mit einem anderen Gegenstand zu vermeiden.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert, wobei

Fig. 1 eine schematische Darstellung ist, die ein An­ triebssystem und ein Bremssystem eines Automobils zeigt;

Fig. 2 ein Hydraulikschaltkreis ist, der eine Hydraulik­ einheit eines automatischen Bremssystems zeigt;

Fig. 3 ein Blockschaltbild ist, das eine bevorzugte Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen, automatischen Brems­ systems zeigt;

Fig. 4 ein Ablaufschema ist, das das Steuerverfahren für das erfindungsgemäße, automatische Bremssystem zeigt;

Fig. 5 ein Schaubild des zeitlichen Ablaufs ist, das den Bremsdrucksteuervorgang in dem erfindungsgemäßen, automa­ tischen Bremssystem bei niedriger Geschwindigkeit zeigt; und

Fig. 6a und 6b Schaubilder des zeitlichen Ablaufs zur wei­ teren Erläuterung des Bremsdrucksteuervorgangs bei mitt­ lerer oder hoher Geschwindigkeit in dem erfindungsgemäßen, automatischen Bremssystem sind.

Nachfolgend wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 ein Antriebs- und ein Bremssystem eines Automobils beschrie­ ben. Ein Automobil besitzt vier Räder (vorne rechts, vorne links, hinten rechts und hinten links) 1R, 1L, 2R und 2L. Das Antriebssystem besteht aus einem Motor 3, einer Kupp­ lung 4, einem Getriebe 5, einer Antriebswelle 6, einem Differentialgetriebe 7, einer Hinterradachse 8 etc. Die Kraft des Motors 3 wird durch diese Elemente 4 bis 8 des Antriebssystems an die beiden Hinterräder 2R und 2L über­ tragen. Ein Drosselventil 10 des Motors 3 ist mit einer Betätigung 11 (z. B. einem Motor) verbunden. Die Betätigung 11 wird durch eine Drosselsteuereinheit 12 angetrieben, so daß das Drosselventil 10 zur Antriebssteuerung, Fahrge­ schwindigkeitssteuerung, automatischen Bremssteuerung etc. gesteuert werden kann.

Das Bremssystem besteht aus einem Bremspedal 13, einem mit dem Bremspedal 3 verbundenen Hauptzylinder 14, zwei Diago­ nalbremsleitungssystemen 15, einem ersten Bremsleitungs­ system 16 und einem zweiten Bremsleitungssystem 18, etc. Das erste Bremsleitungssystem 16 steht mit zwei Radzylin­ dern 17 des rechten Vorderrades 1R und des linken Hinter­ rades 2L in Verbindung, und das zweite Bremsleitungssystem 18 steht mit zwei Radzylindern 19 des linken Vorderrades 1L und des rechten Hinterrades 2R in Verbindung. In der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin ein automati­ sches Bremssystem 20 für das normale, wie oben beschriebe­ ne Bremssystem vorgesehen. Im einzelnen besteht ein auto­ matisches Bremssystem 20 aus einer Automatikbrems-Hydrau­ likeinheit 21, die in der Mitte an das erste und zweite Bremsleitungssystem angeschlossen ist, und einer Automa­ tikbrems-Steuereinheit 60 zum Steuern der Automatikbrems- Hydraulikeinheit 21 auf der Basis von Steuersignalen. Wenn ein ABS (Antiblockierbremssystem) für das normale Brems­ system vorhanden ist, ist die ABS-Hydraulikeinheit an die stromab gelegene Seite der Automatikbrems-Hydraulikeinheit 20 in Reihe damit angeschlossen, um eine Radblockierung während der automatischen Bremsbetätigung zu vermeiden.

Die Automatikbrems-Hydraulikeinheit 21 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 im Detail beschrieben. Wie bereits erläutert, ist das Bremsleitungssystem 15 in zwei diagonale Systeme, das erste Bremsleitungssystem 16 und das zweite Bremsleitungssystem 18, aufgeteilt. Die Automa­ tikbrems-Hydraulikeinheit 21 besteht im wesentlichen aus einer Druckquelle 35 zum Einspeisen von Bremsdruck in die Bremsleitungssysteme 16 und 18; aus zwei druckentlastenden Solenoidventilen 30 und 40 zum Ablassen des Bremsdrucks aus den Bremsleitungssystemen; zwei unter Druck setzenden Solenoidventilen 32 und 42, um Bremsdruck auf die Brems­ leitungssysteme 16 und 18 aufzubringen; einer Vielzahl von Druckentlastungsventilen 28, 31 und 41 zum Ablassen eines übermäßigen Drucks; und einer Vielzahl von Drucksensoren 36, 37, 33 und 43.

Die Druckquelle 35 besteht aus einer Ölpumpe 24, um ein Hydraulikmedium zum Erzeugen des Bremsdrucks hochzupumpen, einem Motor 25 zum Antreiben der Ölpumpe 24, einem Entla­ stungsventil 28, einem Speicher 29 zum Speichern des er­ zeugten Bremsdrucks, und einem Rückschlagventil 27, um zu vermeiden, daß der gespeicherte Druck in der umgekehrten Richtung eingespeist wird. Die Ölpumpe 24 ist mit einem Ölvorratstank 22 des Hauptzylinders 14 über eine Leitung 23 verbunden und wird vom Motor 25 angetrieben, um einen Öldruck zu erzeugen. Die Abgabeseite der Ölpumpe 24 ist mit dem Ablaßventil 28 und dem Speicher 29 über das Rück­ schlagventil 27 verbunden. Weiter sind die Ölpumpe 24 und der Speicher 29 an das erste Bremsleitungssystem 16 über eine Leitung 26, eine Leitung 44P und über das unter Druck setzende Solenoidventil 32 angeschlossen. In gleicher Wei­ se sind die Ölpumpe 24 und der Speicher 29 mit dem zweiten Bremsleitungssystem 18 über die Leitung 26, über die von der Leitung 44P abgezweigte Leitung 44S und über das unter Druck setzende Solenoidventil 42 angeschlossen.

Wenn daher das unter Druck setzende Solenoidventil 32 ak­ tiviert wird, um zu öffnen, kann ein relativ niedriger Pumpendruck Pp oder ein relativ hoher Speicherdruck Pa als Bremsdruck für den automatischen Bremsbetrieb in die er­ sten Bremsleitungssysteme 16 eingespeist werden. Wenn an­ dererseits das unter Druck setzende Solenoidventil 32 deaktiviert wird und schließt, kann kein Bremsdruck für normalen Bremsbetrieb in die ersten Bremsleitungssysteme 16 eingespeist werden.

Auf gleiche Weise kann, wenn das unter Druck setzende So­ lenoidventil 42 aktiviert wird und öffnet, ein relativ niedriger Pumpendruck Pp oder ein relativ hoher Speicher­ druck Pa in die zweiten Bremsleitungssysteme 18 als Brems­ druck für den Betrieb der Automatikbremse eingespeist wer­ den. Wenn das unter Druck setzende Solenoidventil 42 ande­ rerseits deaktiviert wird und schließt, kann kein Brems­ druck für normalen Bremsbetrieb in die zweiten Bremslei­ tungsysteme 18 eingespeist werden.

Weiterhin ist der Hauptzylinder 14 über das druckentla­ stende Solenoidventil 30 und das Ablaßventil 31 mit dem ersten Bremsleitungssystem 16 und mit dem zweiten Brems­ leitungssystem 18 über das druckentlastende Solenoidventil 40 und das Ablaßventil 41 verbunden.

Wenn daher das druckentlastende Solenoidventil 30 ge­ schlossen wird, wird der Hauptzylinder 14 vom ersten Bremsleitungssystem 16 für automatischen Bremsbetrieb ge­ trennt, so daß der Bremsdruck im ersten Bremsleitungssy­ stem 16 aufrecht erhalten werden kann. Wenn es aber deak­ tiviert wird und öffnet, ist der Hauptzylinder 14 für nor­ malen Bremsbetrieb unter Verwendung des Bremspedals 13 und des Hauptzylinders 14 mit dem ersten Bremsleitungssystem 16 verbunden.

In der gleichen Weise ist, wenn das druckentlastende So­ lenoidventil 40 geschlossen ist, der Hauptzylinder 14 für automatischen Bremsbetrieb vom zweiten Bremsleitungssystem 18 getrennt, so daß der Bremsdruck im zweiten Bremslei­ tungssystem 18 aufrechterhalten werden kann. Wenn es aber deaktiviert ist und öffnet, ist der Hauptzylinder 14 mit dem zweiten Bremsleitungssystem 18 für normalen Bremsbe­ trieb unter Verwendung des Bremspedals 13 und des Haupt­ zylinders 14 verbunden.

Weiterhin ist ein hydraulischer Drucksensor 36 an den Hauptzylinder 14 angeschlossen, um einen Pedaldruck zu erfassen; ein hydraulischer Drucksensor 37 ist mit dem Speicher 29 verbunden, um den Speicherdruck zu erfassen; ein hydraulischer Drucksensor 33 ist mit dem ersten Brems­ leitungssystem 16 verbunden, um den Druck des ersten Bremsleitungssystems zu erfassen; und ein hydraulischer Drucksensor 43 ist mit dem zweiten Bremsleitungssystem 18 verbunden, um den Druck des zweiten Bremsleitungssystems zu erfassen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird nachfolgend eine Automa­ tikbrems-Steuereinheit 60 im einzelnen beschrieben. Die Automatikbrems-Steuereinheit 60 enthält einen Abschnitt 61 zur Vorhersage einer Kollision, einen Abschnitt 62 zum Unterscheiden des Schließens der Drossel, einen Abschnitt 63 zum Berechnen der erforderlichen Verzögerung, einen Abschnitt 64 zum Berechnen des Zielbremsdrucks, einen Bremsdrucksteuerabschnitt 65 für niedrige Geschwindigkeit und einen aus einem Speichersteuerabschnitt 67 und einem Bremsdrucksteuerabschnitt 68 zusammengesetzten Bremsdruck­ steuerabschnitt 66 für mittlere oder hohe Geschwindigkeit. An diese Automatikbrems-Steuereinheit 60 sind verschiedene Sensoren und Schalter angeschlossen, wie etwa eine CCD- Kamera (charge coupled device, ladungsgekoppelte Vorrich­ tung), ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 51, ein Automa­ tikbremswahlschalter 52, bereits erläuterte, hydraulische Drucksensoren 33, 37 und 43, ein Bremsschalter 53, ein Drosselöffnungsgeschwindigkeitssensor 54, etc.

Der Abschnitt 61 zur Vorhersage einer Kollision ist an die CCD-Kamera 50, den Automatikbremssteuerwahlschalter 52 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 51 angeschlossen. Der Abschnitt 61 zur Vorhersage einer Kollision berechnet eine relative Entfernung L zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem anderen, vorausfahrenden Fahrzeug und eine relative Geschwindigkeit Vs zwischen beiden auf der Basis einer Bildinformation der CCD-Kamera 50 und einer Ge­ schwindigkeitsinformation des Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sors 51, wenn der Automatikbremswahlschalter 52 einge­ schaltet ist, um das Vorhanden- oder nicht Vorhandensein einer Gefahr eines Auffahrunfalls mit einem anderen, vor­ ausfahrenden Fahrzeug vorherzusagen. Im Fall des Vorhan­ denseins einer Kollisionsgefahr aktiviert der Abschnitt 61 zur Vorhersage einer Kollision einen Alarmgenerator 55, um ein Annäherungsalarmsignal an den Fahrer auszugeben.

Weiter ist der Abschnitt 62 zum Unterscheiden des Schlie­ ßens der Drossel mit dem Drosselöffnungsgeschwindigkeits­ sensor 54 und dem Kollisionsvorhersageabschnitt 61 verbun­ den und gibt ein Drosselschließsignal an eine Drosselsteu­ ereinheit 12 aus, wenn die Drosselöffnungsgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet, unter der Bedin­ gung, daß der Kollisionsvorhersageabschnitt 61 das Vorhan­ densein der Gefahr eines Auffahrunfalls vorhersagt.

Der Abschnitt 63 zum Berechnen der erforderlichen Verzöge­ rung ist mit dem Kollisionsvorhersageabschnitt 61 verbun­ den und berechnet eine erforderliche Verzögerungsgeschwin­ digkeit G auf der Basis der berechneten Ergebnisse des Kollisionsvorhersageabschnitts 61, um einen Auffahrunfall zu vermeiden.

Der Zielbremsdruckberechnungsabschnitt 64 erhält die be­ rechnete, erforderliche Verzögerungsgeschwindigkeit G so­ wie ein Bremssignal des Bremsschalters 53 und berechnet einen Zielbremsdruck Pt entsprechend der erforderlichen Verzögerungsgeschwindigkeit G, wenn der Bremsschalter aus­ geschaltet ist (d. h. wenn keine Bremse betätigt wird).

Um den Bremsdruck entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu steuern, umfaßt hier die Bremssteuereinheit 60 ins­ besondere den Bremsdrucksteuerabschnitt 65 für niedrige Geschwindigkeit und den Bremsdrucksteuerabschnitt 66 für mittlere und hohe Geschwindigkeit. Diese beiden Brems­ drucksteuerabschnitte 65 und 66 sind mit dem Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 51 und den hydraulischen Drucksenso­ ren 37, 34 und 43 verbunden.

Wenn die automatische Bremse bei niedriger Fahrzeugge­ schwindigkeit betätigt werden soll, gibt der Bremsdruck­ steuerabschnitt 65 für niedrige Geschwindigkeit ein Ein­ schaltsignal an die unter Druck setzenden Solenoidventile 32 und 42 aus (diese Ventile sind im aktivierten Zustand geöffnet), um den Speicherdruck Pa in das Bremsleitungs­ system 15 abzulassen. Hier gibt der Steuerabschnitt 65, wenn der hydraulische Drucksensor 37 feststellt, daß der Speicherdruck Pa niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, ein Einschaltsignal zu den druckentlastenden Solenoidven­ tilen 30 und 40 aus (diese Ventile sind im aktivierten Zustand für automatischen Bremsbetrieb geschlossen) und weiter ein Antriebssignal an den Motor 25, um das Hydrau­ likmedium auf den Pumpendruck Pp hochzupumpen. Im weiteren stoppt der Steuerabschnitt 65 die Ausgabe des Motoran­ triebssignals, wenn einer der tatsächlichen Bremsdrücke, die von den hydraulischen Drucksensoren 33 und 43 festge­ stellt werden, den Zielbremsdruck Pt erreicht, und gibt weiter ein Ausschaltsignal an die unter Druck setzenden Solenoidventile 32 und 42 aus (diese Ventile sind im deak­ tivierten Zustand geschlossen), um den Zielbremsdruck Pt aufrechtzuerhalten. Danach, wenn die Betätigung der auto­ matischen Bremse gelöst worden ist, gibt der Steuerab­ schnitt 65 das Ausschaltsignal an die druckentlastenden Solenoidventile 30 und 40 (diese Ventile sind im deakti­ vierten Zustand geöffnet) aus, um zum normalen Bremsbe­ trieb zurückzukehren.

Andererseits umfaßt der Drucksteuerabschnitt 66 für mitt­ lere und hohe Geschwindigkeit den Speichersteuerabschnitt 67 und den Bremsdrucksteuerabschnitt 68. Der Speichersteu­ erabschnitt 67 gibt ein Antriebssignal an den Motor 25 aus, wenn der vom hydraulischen Drucksensor 37 erfaßte Speicherdruck Pa unterhalb eines unteren Druckgrenzwerts bei mittlerer und hoher Fahrgeschwindigkeit abfällt, und ein Stoppsignal an den Motor 25, wenn Pa über einen oberen Druckgrenzwert steigt, um den Speicherdruck Pa auf einem hohen Bremsdruck zu halten, wenn das Fahrzeug mit mittle­ rer und hoher Geschwindigkeit fährt. Der Bremsdrucksteuer­ abschnitt 68 gibt ein Einschaltsignal an die druckentla­ stenden Solenoidventile 30 und 40 (diese Ventile sind im aktivierten Zustand geschlossen) für den automatischen Bremsbetrieb ab, und gibt weiterhin mehrere Male Ein- und Ausschaltsignale an die unter Druck setzenden Ventile 32 und 42 ab (diese Ventile werden wiederholt zum Öffnen ak­ tiviert oder zum Schließen deaktiviert), auf der Basis des Unterschieds zwischen dem Zielbremsdruck Pt und dem tat­ sächlichen Bremsdruck Pb, der von den hydraulischen Druck­ sensoren 33 und 34 erfaßt wird. Wenn die beiden Bremsdrücke Pt und Pb zueinander passen, gibt der Steuer­ abschnitt 68 ein Ausschaltsignal an die unter Druck set­ zenden Ventile 32 und 42 ab (im deaktivierten Zustand ge­ schlossen) und hält den Zielbremsdruck Pt aufrecht. Danach, wenn die automatische Bremsbetätigung gelöst wor­ den ist, gibt der Steuerabschnitt 68 das Ausschaltsignal an die druckentlastenden Solenoidventile 30 und 40 ab (im deaktivierten Zustand geöffnet), um zur normalen Bremsbetätigung durch Hauptzylinder 14 und Bremspedal 13 zurückzukehren.

Das Steuerverfahren der automatischen Bremssteuereinheit 60, die in Fig. 3 dargestellt ist, wird unter Bezugnahme auf ein in Fig. 4 gezeigtes Fließschema erläutert.

Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, wird das Steuer­ programm initialisiert (in Schritt S1). Danach prüft die Steuerung, ob der Automatikbremswahlschalter 52 ein- oder ausgeschaltet ist (in Schritt S2). Wenn der Schalter 52 ausgeschaltet ist, ist die Steuerung ohne Ausführung eines Verfahrens beendet. Andererseits, wenn der Schalter 52 angeschaltet ist, schreitet die Steuerung zum nachfolgen­ den Schritt fort, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V (in Schritt S3) zu prüfen. Wenn das Fahrzeug nicht fährt (V = 0), ist die Steuerung beendet. Wenn das Fahrzeug fährt (V = O), schreitet die Steuerung zum nachfolgenden Schritt fort, um zu prüfen, ob ein anderes Fahrzeug vorausfährt, und berechnet eine relative Entfernung L zwischen dem ei­ genen Fahrzeug und dem anderen Fahrzeug. Wenn ein anderes Fahrzeug vorausfährt und auch die berechnete Entfernung L geringer ist als ein vorbestimmter Wert a (in Schritt S4), berechnet die Steuerung eine relative Geschwindigkeit Vs zwischen den beiden Fahrzeugen, und wenn die berechnete relative Geschwindigkeit Vs abnimmt (Vs < 0: die Geschwin­ digkeit des eigenen Fahrzeugs überschreitet die Geschwin­ digkeit des anderen, vorausfahrenden Fahrzeugs) und daher die Gefahr ein Auffahrkollision besteht (in Schritt S5), schreitet die Steuerung zum nachfolgenden Schritt fort, um einen Annäherungsalarm (in Schritt S6) zu erzeugen. Danach prüft die Steuerung, ob der Bremsschalter 53 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn der Bremsschalter eingeschaltet ist und daher die Bremse durch das Bremspedal 13 und den Hauptzylinder 14 (in Schritt S7) betätigt wird, kehrt die Steuerung zu Schritt S2 zurück.

Wenn andererseits der Bremsschalter ausgeschaltet ist, da dies anzeigt, daß das Bremspedal 13 nicht niedergedrückt wird, schreitet die Steuerung zum nachfolgenden Schritt fort, um die Fahrzeuggeschwindigkeit V des eigenen Fahr­ zeugs zu prüfen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nied­ riger ist als ein vorbestimmter Fahrzeuggeschwindigkeits­ wert Vs (d. h. das Fahrzeug fährt mit niedriger Geschwin­ digkeit) (in Schritt S8), wählt die Steuerung die automa­ tische Bremsdrucksteuerung für niedrige Geschwindigkeit (in Schritt S9). Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwin­ digkeit V höher ist als eine festgesetzte Fahrzeugge­ schwindigkeit Vs (d. h. das Fahrzeug fährt mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit) (in Schritt S8), wählt die Steuerung die automatische Bremsdrucksteuerung für mitt­ lere und hohe Geschwindigkeit (in Schritt S10).

Die automatische Bremsdrucksteuerung für niedrige Ge­ schwindigkeit wird unter Bezugnahme auf ein Schaubild des zeitlichen Ablaufs erläutert, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Der Drucksteuerabschnitt 65 für niedrige Geschwindig­ keit schaltet zunächst die unter Druck setzenden Solenoid­ ventile 32 und 42 ein, um den Speicherdruck Pa des Spei­ chers 29 der Druckquelle 35 in das erste und zweite Brems­ leitungssystem 16 und 18 einzuleiten, so daß der Speicher­ druck Pa scharf abfällt. Wenn der Speicherdruck Pa unter­ halb des festgesetzten Werts abfällt, aktiviert der Steu­ erabschnitt 65 die druckentlastenden Solenoidventile 30 und 40 (diese Ventile werden geschlossen), um die Brems­ leitungssysteme 16 und 18 vom Hauptzylinder 14 zu trennen, und treibt weiterhin über den Motor 25 die Ölpumpe 24 an. Daher kann der Pumpendruck Pp aufgebaut werden und dann in das erste und zweite Bremsleitungssystem 16 und 18 einge­ leitet werden. In diesem Fall kann der pulsierende Druck der Ölpumpe 24 vom Speicher 29 absorbiert werden. Entspre­ chend steigt der Bremsdruck Pb weich an, sowohl aufgrund der Druckeigenschaften der Pumpe selbst als auch aufgrund der Absorptionseigenschaften des Speichers 29 für Druck­ schwankungen.

Wenn der Bremsdruck Pb der Bremsleitungssysteme 16 und 18 den Zielbremsdruck Pt erreicht, wird der Motor 25 angehal­ ten und die unter Druck setzenden Solenoidventile 32 und 42 werden durch Deaktivierung geschlossen, so daß der Zielbremsdruck Pt gehalten wird. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, da die auf die vier Räder 1L, 1R, 2L und 2R aufgebrachte Bremskraft sanft ansteigen kann, das Fahr­ zeug bei geringer Geschwindigkeit weich abzubremsen, ohne den Fahrkomfort zu beeinträchtigen oder eine Gefahr her­ vorzurufen, um eine Auffahrkollision mit einem anderen, vorausfahrenden Fahrzeug zu vermeiden. Wenn keine Gefahr einer Kollision besteht, werden die druckentlastenden So­ lenoidventile 30 und 40 durch Deaktivieren geöffnet, um den Bremsdruck des Hauptzylinders 14 mit dem ersten und zweiten Bremsleitungssystem 16 in Verbindung zu setzen, so daß vom automatischen Bremsbetrieb zum normalen Bremsbe­ trieb zurückgekehrt werden kann.

Die automatische Bremsdrucksteuerung für mittlere oder hohe Geschwindigkeit wird unter Bezugnahme auf ein Schau­ bild des zeitlichen Ablaufs erläutert, wie es in Fig. 6a und b gezeigt ist. Der Bremsdrucksteuerabschnitt 66 für mittlere oder hohe Geschwindigkeit hält den Speicherdruck Pa innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert, indem die Ölpumpe 24 durch den Motor 25 in oder außer Betrieb ge­ setzt wird, wie in Fig. 6a dargestellt. Unter diesen Be­ dingungen aktiviert der Drucksteuerabschnitt 66 die Druck entlastenden Solenoidventile 30 und 40 (geschlossen) und aktiviert und deaktiviert die unter Druck setzenden So­ lenoidventile 30 und 40 wiederholt mehrere Male (abwech­ selnd geöffnet und geschlossen), so daß es möglich ist, den hohen Speicherbremsdruck Pa intermittierend in die Bremsleitungssysteme 16 und 18 einzuleiten. In diesem Fall ist es möglich, obwohl der Bremsdruck Pb durch die Erzeu­ gung stoßartiger Druckanstiege aufgrund des Ein- und Aus­ schaltens des Speicherdrucks Pa fluktuiert, den Bremsdruck schrittweise bei hoher Ansprechgeschwindigkeit zu erhöhen, wie in Fig. 6b dargestellt.

Wenn der Bremsdruck Pb im ersten und zweiten Bremslei­ tungssystem 16 und 18 durch Rückkopplungsregelung der au­ tomatischen Bremssteuereinheit 60 zum Zielbremsdruck Pt paßt, werden die unter Druck setzenden Solenoidventile 32 und 42 durch Deaktivieren geschlossen, um den Zieldruck Pt aufrechtzuerhalten. Unter diesen Bedingungen ist es mög­ lich, da die auf die vier Räder 1L, 1R, 2L und 2R aufge­ brachte Bremskraft abrupt ansteigen kann, das Fahrzeug bei mittlerer und hoher Geschwindigkeit wirksam abzubremsen, um eine Auffahrkollision mit einem anderen, vorausfahren­ den Fahrzeug zu vermeiden. Wenn keine Kollisionsgefahr besteht, werden die beiden druckentlastenden Solenoidven­ tile 30 und 40 durch Deaktivieren geöffnet, um den Brems­ druck des Hauptzylinders 14 mit dem ersten und zweiten Bremsleitungssystem 16 und 18 in Verbindung zu bringen, so daß vom automatischen Bremsbetrieb zum normalen Bremsbe­ trieb zurückgekehrt werden kann.

Wie vorstehend beschrieben, werden im erfindungsgemäßen, automatischen Bremssystem die Ölpumpe und der Speicher der Bremsdruckquelle zweckmäßigerweise wie folgt eingesetzt: bei automatischem Bremsbetrieb bei niedriger Geschwindig­ keit wird der Bremsdruck durch die Pumpe erhöht. In diesem Fall, da der Bremsdruck weich und ohne Erzeugung von Druckstößen erhöht werden kann, kann das Fahrzeug bei niedriger Fahrgeschwindigkeit weich und daher sicher abge­ bremst werden, wodurch der Fahrkomfort verbessert wird. Im automatischen Bremsbetrieb bei mittlerer oder hoher Ge­ schwindigkeit andererseits wird der Bremsdruck durch den Speicher erhöht. In diesem Fall, da der Bremsdruck bei hoher Ansprechgeschwindigkeit abrupt erhöht werden kann, kann das Fahrzeug bei mittlerer oder hoher Fahrgeschwin­ digkeit scharf und daher sicher abgebremst werden.

Darüber hinaus kann die Druckquelle in dem erfindungsgemä­ ßen, automatischen Bremssystem, da sie aus der Ölpumpe und dem Speicher zusammengesetzt ist, durch Aktivieren und Deaktivieren der Solenoidventile gesteuert werden, so daß der Aufbau und das Steuerverfahren vereinfacht werden. Weiter ist es möglich, da die Charakteristik der Ölpumpe und des Speichers jeweils in zweckmäßiger Weise eingesetzt werden, die Bremsdruckcharakteristik jeweils entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit bei sehr schneller Verfügbar­ keit geeignet festzulegen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede­ nen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (10)

1. Steuersystem einer automatischen Bremse für ein Automo­ bil mit Mitteln zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindig­ keit, gekennzeichnet durch:
ein Mittel (61) zum Vorhersagen einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug;
ein Mittel (63) zum Berechnen einer erforderlichen Ver­ zögerungsgeschwindigkeit (G), wenn eine Kollision von dem besagten Vorhersagemittel (61) vorhergesagt wird;
ein Mittel (64) zum Berechnen eines Zielbremsdrucks (Pt) auf der Basis der berechneten Verzögerungsgeschwindigkeit;
ein Mittel (24), um ein Hydraulikmedium unter Druck zu setzen, um einen relativ niedrigen Pumpenbremsdruck zu erzeugen;
ein Mittel (29) zum Speichern des niedrigen Pum­ penbremsdrucks, um einen relativ hohen Speicherbremsdruck zu erzeugen;
ein Mittel (32 oder 42) zum Einleiten des niedrigen Pum­ penbremsdrucks und des hohen Speicherbremsdrucks in wenig­ stens ein Bremsleitungssystem (15); und
ein Steuermittel (60) zum Steuern des Pumpenmittels (24), des Speichermittels (29) und des Bremsdruckeinleitungsmit­ tels (32 oder 42), um den Pumpenbremsdruck bis zum berech­ neten Zielbremsdruck (Pt) zu erhöhen, auf der Basis des niedrigen Pumpenbremsdrucks bei niedriger Fahrzeug­ geschwindigkeit und des hohen Speicherbremsdrucks bei mittlerer oder hoher Fahrzeuggeschwindigkeit.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bremsdruckeinleitungsmittel wenigstens ein unter Druck setzendes Solenoidventil (32 oder 42) enthält, das zwischen dem Pumpen- und Speichermittel (24, 29) und dem Bremsleitungssystem (15) angeordnet ist, wobei das Fahr­ zeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt;
das Steuermittel (60) das unter Druck setzende Solenoid­ ventil so steuert, daß der hohe Speicherbremsdruck in das Bremsleitungssystem durch das Solenoidventil (32 oder 42) abgelassen wird und der Bremsdruck allmählich bis zum Zielbremsdruck (Pt) erhöht wird, indem der niedrige Pum­ penbremsdruck durch das Solenoidventil in das Bremslei­ tungssystem (15) eingeleitet wird.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bremsdruckeinleitungsmittel wenigstens ein unter Druck setzendes Solenoidventil (32 oder 42) enthält, das zwischen dem Pumpen- und Speichermittel (24, 29) und dem Bremsleitungssystem (15) angeordnet ist;
das Steuermittel (60) ein Speichersteuermittel (67) ent­ hält;
das Speichersteuermittel (67) den hohen Speicherbremsdruck innerhalb eines vorbestimmten Druckbereichs hält, wobei das Fahrzeug mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit fährt; und
das Steuermittel (60) das unter Druck setzende Solenoid­ ventil so steuert, daß der Bremsdruck schrittweise bis zum Zielbremsdruck (Pt) ansteigt, indem der zurückgehaltene, hohe Speicherbremsdruck intermittierend durch das Sole­ noidventil in das Bremsleitungssystem eingeleitet wird.

4. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremsdruckeinleitungsmit­ tel weiterhin wenigstens ein druckentlastendes Solenoid­ ventil (30, 40) umfaßt, das zwischen einem Hauptzylinder (14) und dem Bremsleitungssystem (16, 18) angeordnet ist, so daß der Hauptzylinder beim normalen Bremsbetrieb mit dem Bremsleitungssystem verbunden und beim automatischen Bremsbetrieb vom Bremsleitungssystem getrennt ist.

5. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, geken­ nzeichnet durch einen Automatikbremswahlschalter (52), der mit dem Vorhersagemittel (61) verbunden ist, um zu er­ möglichen, daß das Vorhersagemittel eine Kollision mit einem anderen Fahrzeug vorhersagt, wenn der Automatik­ bremswahlschalter (52) eingeschaltet ist, um den automatischen Bremsbetrieb anzuzeigen.

6. Steuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Bremsschalter (53), der an das Mittel (64) zum Berechnen eines Zielbremsdrucks angeschlos­ sen ist, um dem Mittel zum Berechnen des Zielbremsdrucks zu ermöglichen, den Zielbremsdruck (Pt) zu berechnen, wenn der Bremsschalter (53) ausgeschaltet ist, um keinen nor­ malen Bremsbetrieb am Fahrzeugkörper anzuzeigen.

7. Verfahren zum automatischen Bremsen eines Automobils, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Feststellen, ob eine Gefahr einer Kollision mit einem an­ deren Fahrzeug besteht oder nicht;
Feststellen der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, wenn eine Kollisionsgefahr mit einem anderen Fahrzeug besteht;
Prüfen, ob die festgestellte Fahrgeschwindigkeit eine vor­ bestimmte Geschwindigkeit überschreitet;
Erhöhen des Bremsdrucks bis zu einem Zielbremsdruckwert (Pt) auf der Basis des niedrigen, von einer Hydraulikpumpe (24) erzeugten Bremsdrucks, wenn die festgestellte Fahrge­ schwindigkeit niedriger ist als die vorbestimmte Geschwin­ digkeit; und
Erhöhen des Bremsdrucks bis zum Zielbremsdruckwert (Pt) auf der Basis eines hohen, von einem Speicher (29) zum Speichern des Hydraulikpumpendrucks erzeugten Bremsdrucks, wenn die festgestellte Fahrgeschwindigkeit höher ist als die vorbestimmte Geschwindigkeit.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Steuerns des Bremsdrucks auf der Basis des niedrigen Bremsdrucks folgende Schritte umfaßt:
Ablassen des Drucks des Speichers (29);
Betätigen der Hydraulikpumpe (24), um den niedrigen Brems­ druck zu erzeugen;
Einleiten des niedrigen Bremsdrucks in ein Bremsleitungs­ system, allmählich bis zum Zielwert,
Prüfen, ob der niedrige Druck den Zielwert erreicht; und
Beenden der Betätigung der Hydraulikpumpe und Halten des Zielbremsdruckwerts.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Steuerns des Bremsdrucks auf der Basis des hohen Bremsdrucks folgende Schritte umfaßt:
Aufrechterhalten des Speicherdrucks innerhalb eines vor­ bestimmten, hohen Druckbereichs durch Betätigen der Hydraulikpumpe (24);
Intermittierendes Einleiten des hohen Bremsdrucks in das Bremsleitungssystem, schrittweise bis zum Zielwert (Pt);
Prüfen, ob der hohe Bremsdruck den Zielwert erreicht oder nicht; und
Beenden des Einleitens des hohen Bremsdrucks in das Brems­ leitungssystem und Halten des Zielbremsdruckwerts.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, gekennzeichnet durch den Schritt, einen Alarm zu erzeugen, wenn die Gefahr einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug festge­ stellt wird.