DE10055046A1 - Verfahren zur Erleichterung des Anfahrens eines Kraftfahrzeugs an einer Steigung - Google Patents
Verfahren zur Erleichterung des Anfahrens eines Kraftfahrzeugs an einer SteigungInfo
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Abstract
Bekanntlich bereiten das Anfahren eines Kraftfahrzeugs an einer Steigung insbesondere Anfängern und ungeübten Fahrern Schwierigkeiten. Es besteht dann die Gefahr, daß es zu einem unerwünschten Rückrollen oder Vorrollen und dadurch zu Kollisionen mit hinterherfahrenden oder vorausfahrenden Kraftfahrzeugen kommt. DOLLAR A Aufgabe ist es, diese Gefahr durch technische Maßnahmen zu verringern oder auszuschließen. DOLLAR A Es sind Mittel vorgesehen, die abfragen, ob das Fahrzeug steht oder fährt und ob ein Anfahrmoment vorhanden ist oder nicht. Aus dem Ergebnis dieser Abfragen werden für die verschiedenen Fälle unterschiedliche Maßnahmen ausgelöst. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug steht und kein Anfahrmoment ermittelt wird, wird automatisch eine Bremsung eingeleitet. Wenn das Fahrzeug steht und ein Anfahrmoment ermittelt wird, wird die Bremsung gelöst. Wenn das Fahrzeug fährt, bleibt die Bremsung gelöst. DOLLAR A Durch diese Maßnahmen werden ein unerwünschtes Rückrollen oder sprunghaftes Vorwärtsbewegen des Kraftfahrzeugs praktisch ausgeschlossen.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erleichterung des Anfahrens eines
Kraftfahrzeugs an einer Steigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bekanntlich bereitet das Anfahren eines Kraftfahrzeugs an einer Steigung dem Fahrer
häufig Schwierigkeiten, insbesondere bei Anfängern, Fahrern mit wenig Gefühl für das
Verhalten des Fahrzeugs oder bei Fahrern, die nur selten an einer Steigung anfahren
müssen. Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Schaltgetriebe muß zum Beispiel zunächst
die Kupplung getreten, ein Gang eingelegt und das Kraftfahrzeug mit der Fußbremse
oder vorzugsweise mit der Handbremse oder Feststellbremse gegen Zurückrollen oder
Vorrollen gesichert werden. Der Fahrer muß dann die Kupplung langsam kommen lassen
und dann, wenn er ein Anfahrmoment registriert, also das Fahrzeug sich erkennbar in
Bewegung setzen Will, langsam die Bremse lösen und entsprechend Gas geben. Das
erfordert eine gewisse Geschicklichkeit und Erfahrung, weil drei Bedienmittel gleichzeitig
in einem richtigen Verhältnis zueinander beherrscht werden müssen, nämlich die
Kupplung, das Gaspedal und die Bremse.
Besonders kritische Situationen ergeben sich zum Beispiel bei einer Tiefgarage beim
Ende einer größeren Veranstaltung wie einer Opernaufführung. Dann befahren nämlich
in der Regel Pkws über eine längere Zeit nahezu lückenlos die im allgemeinen recht
steilen Ausfahrten aus der Tiefgarage. In derartigen Fällen kann es durch unerwünschtes
Zurückrollen oder durch unerwünschtes sprunghaftes Vorwärtsbewegen auch um
geringe Wegstrecken von zum Beispiel 0,5 m schon zu Auffahrunfällen kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden oder zu
verringern und insbesondere ein unerwünschtes Zurückrollen oder ein unerwünschtes
Vorwärtsfahren auszuschließen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1
angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei der erfindungsgemäßen Lösung
erfolgen somit zunächst zwei Abfragen von technischen Parametern.
Die erste Abfrage besteht darin, ob das Fahrzeug derzeit steht oder fährt. Daraus wird
eine binäre Stellgröße gewonnen, die nur diese beiden Zustände anzeigt, unabhängig
von der jeweiligen Fahrrichtung und Fahrgeschwindigkeit. Die zweite Abfrage besteht
darin, ob ein Anfahrmoment in dem Fahrzeug vorhanden ist, das ein beabsichtigtes
definiertes Fahren des Fahrzeugs ermöglicht. Diese Abfrage ersetzt somit die
beschriebene rein subjektive Wahrnehmung des Fahrers, daß beim Loslassen der
Kupplung und beim Gasgeben das Fahrzeug zu fahren versucht. Auch aus dieser
Abfrage wird eine binäre Stellgröße ermittelt, die nur diese beiden Zustände anzeigt.
Diese beiden Stellgrößen werden nun für die verschiedenen, in Ber Praxis auftretenden
Fälle zur Auslösung der jeweils notwendigen Maßnahmen verarbeitet:
Wenn das Fahrzeug steht und kein Anfahrmoment ermittelt wird, wird automatisch eine
Bremsung des Fahrzeugs eingeleitet, zum Beispiel über eine elektrisch steuerbare
Feststellbremse. Diese Maßnahme beruht auf folgender Überlegung: Wenn kein
Anfahrmoment vorhanden ist, ist offensichtlich ein definierter gewünschter Fahrbetrieb
des Fahrzeugs nicht beabsichtigt und auch nicht möglich. Eine Bewegung des
Fahrzeugs wäre daher in diesem Fall mit großer Wahrscheinlichkeit unerwünscht und
könnte zu Kollisionen führen. Deshalb wird in diesem Fall grundsätzlich die Bremsung
eingeleitet und das Fahrzeug definitiv am Fahren, also zum Beispiel auch an einem
unerwünschten Rückrollen oder sprunghaften Vorwärtsfahren, gehindert.
Wenn das Fahrzeug steht und ein Anfahrmoment ermittelt wird, wird die Bremsung
gelöst. Diese Lösung beruht auf folgender Überlegung: Wenn ein Anfahrmoment
ermittelt wird, ist offensichtlich ein definierter Fahrbetrieb, vorwärts oder rückwärts,
beabsichtigt und auch möglich, so daß die Bremsung gelöst werden muß. Es ergibt sich
dann keine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugs, weil die Richtung und die
Fahrgeschwindigkeit durch das bewußt aufgebrachte Anfahrmoment definiert sind.
Wenn das Fahrzeug fährt, ist und bleibt die Bremsung gelöst, da sie dann nicht
erwünscht ist und nur den Fahrbetrieb beeinträchtigen würde. Diese Maßnahmen hat
außerdem den Vorteil, daß das Fahrzeug nicht versehentlich längere Zeit mit
angezogener Feststellbremse gefahren werden kann.
Wenn beim Abbremsen bis zum Stillstand das Kraftfahrzeug zum Stehen gekommen ist
und kein Anfahrmoment ermittelt ist, wird automatisch die Bremsung eingeleitet. In
diesem Fall wird davon ausgegangen, daß der Fahrbetrieb beendet ist. Die Betätigung
der Bremsung hat dann den Vorteil, daß das Arretieren des Fahrzeugs im Stillstand nach
einem Fahrbetrieb nicht vergessen werden kann und ein späteres eigenständiges
Losrollen des Fahrzeugs ohne Motorantrieb verhindert wird.
Durch die Erfindung ergeben sich mehrere Vorteile. Zunächst wird erreicht, daß sich das
Fahrzeug ohne das Vorhandensein eines Anfahrmoments nicht in unerwünschter Weise
bewegen kann. Dadurch werden insbesondere ein unerwünschtes oder gefährliches
Vorwärtsrollen oder Rückrollen bei Steigungen verhindert. Der Aufwand für die
erfindungsgemäße Lösung ist nur gering, weil die Mittel zur Durchführung der Erfindung
im wesentlichen in einem Kraftfahrzeug bereits vorhanden sind, zum Beispiel durch eine
vorhandene ABS-Einrichtung, hydraulisch gesteuerte Bremsen, sogenannte ESP-
Pumpen und dergleichen.
Die Information dafür, ob das Kraftfahrzeug steht oder fährt, also eine reine binäre
Information, wird vorzugsweise von einem Radsensor abgeleitet. Die Information, ob ein
Anfahrmoment vorhanden ist oder nicht, also ebenfalls eine binäre Information, wird aus
den angetriebenen Rädern oder von dem Antriebsstrang abgeleitet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel in den Fällen, wo sie nicht
notwendig oder sogar nachteilig sind, wie bei niedrigen Außentemperaturen oder bei
einem eingelegten Gang, von Hand oder automatisch abschaltbar. Dadurch wird
verhindert, daß eine im Rahmen der Erfindung angezogene Handbremse bei Minus-
Außentemperaturen festfriert. Bei einem eingelegten Gang ist es vorteilhaft, die
Handbremse zu lösen, weil dann ein unerwünschtes Vorrollen oder Rückrollen des
Fahrzeugs bereits verhindert ist. Die Bremsung kann über eine elektrische
Ventilsteuerung von einem Druckzylinder ausgelöst werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung befaßt sich mit folgendem Problem: Es kommt in der
Praxis immer wieder vor, daß besonders Anfänger oder Fahrer ohne Fahrpraxis längere
Zeiten mit angezogener Feststellbremse oder Handbremse fahren. Ein derartiger
Fahrbetrieb ist insbesondere bei Frontantrieben mit entsprechendem Anzugsmoment des
Motors möglich, ohne daß der Fahrer es bemerkt. Auch bei trockener Fahrbahn ist ein
Fahrbetrieb mit blockierten Hinterrädern möglich, indem die Hinterräder über die
Fahrbahn rutschen. Dadurch ergibt sich ein unzulässiger Abrieb beziehungsweise
Höhenschlag der Hinterreifen. Das kann bei Frontantrieben im Extremfall zur
Beschädigung und Unbrauchbarkeit der Hinterreifen führen. Auch bei Fahrzeugen mit
Hinterachsantrieb und mit Allradantrieb ist es möglich, bei nicht ordnungsgemäß
angezogener oder defekter Feststellbremse das Fahrzeug in Bewegung zu setzen.
Dadurch können im Extremfall die Bremsscheiben, Bremsbeläge und Bauteile der
Bremsanlage beschädigt werden oder Bremsflüssigkeit austreten. Das kann auch zu
einer unzulässigen Erwärmung von Bauteilen und zu einem Brandfall führen.
Es ist zwar bekannt, in einem Kraftfahrzeug den Zustand der angezogenen
Feststellbremse optisch durch ein rotes Warnsymbol anzuzeigen. Dieses Warnsymbol
wird aber nicht von jedem Fahrer verstanden und auch oft übersehen.
Gemäß der genannten Weiterbildung werden diese Gefahren dadurch vermieden, daß
dann, wenn die Handbremse oder Feststellbremse angezogen ist, automatisch die
Motordrehzahl und/oder das Antriebsmoment durch eine aus der angezogenen
Handbremse abgeleitete Stellgröße derart begrenzt werden, daß ein Fahrbetrieb des
Kraftfahrzeugs verhindert ist. Als Schaltspannung für die Verringerung der Motordrehzahl
kann zum Beispiel die Schaltspannung ausgenutzt werden, die in vielen Kraftfahrzeugen
bereits zur Aktivierung einer Warnlampe für den Zustand der angezogenen
Feststellbremse vorhanden ist.
Die Stellgröße für die Verringerung der Motordrehzahl und des Antriebsmoments im Falle
einer angezogenen Feststellbremse kann über das Motorsteuergerät die Stellung eines
elektronischen Gaspedals und damit die Motordrehzahl auf einen Höchstwert begrenzen.
Vorzugsweise sind Mittel zur optischen und/oder akustischen Anzeige dafür vorgesehen,
daß die Feststellbremse angezogen ist und der Motor in diesem Zustand das Fahrzeug
nicht zum Fahren bringen kann.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht in folgendem: Bei längeren Fahrten in
einem Stau muß der Fahrer bei einem Kraftfahrzeug mit Schaltgetriebe ständig
abwechselnd Kupplungspedal, Bremspedal und Gaspedal in richtiger Abstimmung
betätigen und häufig auch den eingelegten Gang herausnehmen. Das führt oft zu
starken psychischen und physischen Anspannungen und Ermüdungen sowie einem
Materialverbrauch, insbesondere beim Kupplungs- und Bremsbelag. Zur Abhilfe ist
gemäß dieser Weiterbildung folgende Ergänzung vorgesehen: Es wird nur der 1. Gang in
folgendem Sinne automatisiert: Wenn das Fahrzeug einmal zum Stehen gebracht ist,
bewegt sich bei Anwendung der beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung das
Fahrzeug automatisch nicht mehr. Es braucht dann selbst bei einem Hang nicht mehr
das Bremspedal betätigt oder die Hand- oder Feststellbremse angezogen zu werden.
Wenn jetzt die Motordrehzahl durch die Bremsung auf einen entsprechend geringen
Wert gesteuert und ein automatischer Eingriff in die hydraulische Kupplung
vorgenommen wird, kann bei nicht getretenem Kupplungs- und Bremspedal der 1. Gang
eingelegt bleiben, ohne daß das Fahrzeug sich in Bewegung setzt. Wenn jetzt eine kurze
Weiterfahrt im Stau erfolgen soll, wird nur das Gaspedal getreten. Die dadurch
ausgelöste Erhöhung der Motordrehzahl bewirkt über die hydraulische Kupplung
automatisch ein Einkuppeln, so daß sich das Fahrzeug weiterbewegt. Die kurze
Weiterfahrt im Stau wird dann durch die Betätigung des Bremspedals wieder beendet, so
daß das Fahrzeug dann stehenbleibt und der genannte Vorgang für die nächste
Weiterfahrt im Stau wiederholt werden kann. Das Fahrzeug verhält sich dann nur im 1.
Gang wie ein Fahrzeug mit Automatikgetriebe, bei dem die Bedienung des Fahrzeugs,
also das ständige Abbremsen und kurze Weiterfahren, nur durch Betätigung von Gas-
und Bremspedal erfolgt.
Vorzugsweise erfolgt das automatische Auskuppeln beim Abbremsen nicht nur im 1.
Gang, sondern in allen Gängen. Dadurch wird verhindert, daß beim Abbremsen aus
hoher Geschwindigkeit, also zum Beispiel dem 3. Oder 4. Gang, der Motor stillgesetzt,
also abgewürgt wird. Sonst könnte bei einem Fahrzeug mit ABS der Motor bei einer
Vollbremsung blockieren. Beispielsweise erfolgt somit bei einem Fahrzeug das
beschriebene automatische Einkuppeln beim Weiterfahren nur im 1. Gang und nur das
beschriebene automatische Auskuppeln beim Abbremsen in jedem Gang.
Bei der erfindungsgemäßen Anfahrhilfe, die zur Erzeugung des notwendigen
Bremsdrucks auf eine ESP-Pumpe oder eine separate Pumpe ausgewiesen ist, könnte
diese für die hydraulische Kupplung eingesetzt werden. Der an sich benötigte
hydraulische Geber könnte dann entfallen und durch einen elektrischen Geber ersetzt
werden. Ein derartiger elektrischer Geber ist kostengünstiger. Außerdem brauchen dann
keine Hydraulikleitungen in den Innenraum geführt zu werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 1 ein Funktionsdiagramm für die erfindungsgemäßen Lösung und
Fig. 2 ein Funktionsdiagramm für die genannte Weiterbildung der Erfindung.
In Fig. 1 zeigt der dargestellte Umschalter 1 symbolisch die Abfrage, ob sich das
Fahrzeug bewegt oder nicht, das heißt ob ein bestimmtes ausgewähltes Rad rollt oder
steht. Wenn das Rad rollt, wird unmittelbar automatisch die Feststellbremse auf "aus"
gesteuert, das heißt die Bremse gelöst. Wenn das Rad steht, wird, wie durch den
Schalter 2 symbolisch dargestellt, abgefragt, ob ein Anfahrmoment vorhanden ist, das
eine beabsichtigte definierte Bewegung des Fahrzeugs bewirken kann. Wenn ein
derartiges Anfahrmoment vorhanden ist, wird ebenfalls die Feststellbremse gelöst, da
dann eine Bewegung des Fahrzeugs in der gewünschten Richtung gewährleistet ist.
Wenn ein Anfahrmoment nicht vorhanden ist, wird die Feststellbremse auf "ein"
geschaltet, also angezogen. Ohne ein ermitteltes Anfahrmoment ist offenbar ein
definierter gewünschter Fahrbetrieb des Fahrzeugs nicht beabsichtigt oder nicht möglich,
und jegliche Bewegung des Fahrzeuges, unabhängig von der Richtung, wäre mit großer
Wahrscheinlichkeit unerwünscht oder gefährlich.
In Fig. 2 stellt der Umschalter 3 die beiden Möglichkeiten der nicht angezogenen und der
angezogenen Feststellbremse dar. Wenn die Feststellbremse nicht angezogen, also der
das Anziehen ermittelte Kontaktschalter gelöst ist, erfolgt keine Begrenzung der
Motordrehzahl über das Motorsteuergerät. Dann wird das jeweils erzeugte Nennmoment
für den Antrieb des Fahrzeugs wirksam. Wenn die Feststellbremse angezogen, also der
genannte Kontaktschalter angesprochen hat, erfolgt die beschriebene Begrenzung der
Drehzahl des Motors und damit des Anfahrmoments auf einen solchen Wert, daß ein
Fahrbetrieb des Fahrzeugs in erwünschter Weise verhindert ist.
Vorzugsweise wird der Fahrer durch eine optische oder akustische Anzeige auf diesen
Zustand aufmerksam gemacht, zum Beispiel mit dem Inhalt:
"Fahrbetrieb nicht möglich, bitte Handbremse lösen".
"Fahrbetrieb nicht möglich, bitte Handbremse lösen".
Claims (15)
1. Verfahren zur Erleichterung des Anfahrens eines Kraftfahrzeugs an einer Steigung,
dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorgesehen sind, die abfragen, ob das Fahrzeug steht oder fährt und ob ein
Anfahrmoment vorhanden ist oder nicht, und daraus folgende Maßnahmen
auslösen:
- a) wenn das Fahrzeug steht und kein Anfahrmoment ermittelt wird, wird automatisch eine Bremsung eingeleitet,
- b) wenn das Fahrzeug steht und ein Anfahrmoment ermittelt wird, wird die Bremsung gelöst,
- c) wenn das Fahrzeug fährt, ist und bleibt die Bremsung gelöst,
- d) wenn durch Abbremsen, oder Ausrollen, das Kraftfahrzeug bis zum Stillstand gekommen ist und unmittelbar anschließend kein Anfahrmoment ermittelt wird, wird automatisch die Bremsung eingeleitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information dafür,
ob das Kraftfahrzeug steht oder fährt, von einem Radsensor abgeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Information, ob ein
Anfahrmoment vorhanden ist oder nicht, aus den angetriebenen Rädern oder dem
Antriebsstrang abgeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel in Fällen, wo
sie nicht notwendig oder nachteilig sind, wie bei niedrigen Außentemperaturen oder
bei eingelegtem Gang, von Hand oder automatisch abschaltbar sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eingelegten
Gang automatisch alle Bremsen gelöst werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung über
eine elektrische Ventilsteuerung von einem Druckzylinder ausgelöst wird.
7. Verfahren zur Verhinderung des Fahrens eines Kraftfahrzeugs mit angezogener
Feststellbremse, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Handbremse
angezogen ist, automatisch die Motordrehzahl und/oder das Antriebsdrehmoment
durch eine aus der angezogenen Feststellbremse abgeleitete Stellgröße derart
begrenzt werden, daß ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs verhindert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße über
das Motorsteuergerät die Stellung eines elektronischen Gaspedals und damit die
Motordrehzahl auf einen Höchstwert begrenzt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur optischen
und/oder akustischen Anzeige dafür vorgesehen sind, daß die Feststellbremse
angezogen ist und der Motor in diesem Zustand das Fahrzeug nicht zum Fahren
bringen kann.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Fahrzeug
mit Schaltgetriebe nur der 1. Gang derart automatisiert ist, daß beim Abbremsen
bis zum Stillstand das Fahrzeug auch bei nicht getretenem Kupplungspedal
stehenbleibt und durch reine Betätigung des Gaspedals wieder weiterbewegt
werden kann.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abbremsen bis
zum Stillstand die Motordrehzahl automatisch auf einen derart geringen Wert
gesteuert wird, bei dem eine Bewegung des Fahrzeugs nicht möglich ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatischer
Eingriff in eine hydraulisch gesteuerte Kupplung erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
hydraulische Kupplung automatisch bei dem geringen Wert der Motordrehzahl ein
Auskuppeln und bei Erhöhung der Motordrehzahl durch das Gaspedal ein
Einkuppeln bewirkt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische
Auskuppeln beim Abbremsvorgang beim Fahren in allen Gängen des
Schaltgetriebes erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Anfahrhilfe
mit einer ESP-Pumpe oder einer getrennten Pumpe diese Pumpe für die
hydraulische Kupplung eingesetzt und der an sich für die hydraulische Kupplung
benötigte hydraulische Geber durch einen elektrischen Geber ersetzt wird.
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