DE102004027723B4 - Method for preventing a vehicle from rolling and braking system for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck mit einem vorgegebenen Wert (pH) in einem Radbremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufrechterhalten wird und ein in dem Radbremszylinder vorliegender Bremsdruck (pD) mittels eines Drucksensors in einem mit dem Radbremszylinder verbundenen Hauptbremszylinder überwacht wird,dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert (pH) für den Bremsdruck dann durch ein Sperren von Ventilen aufrechterhalten wird, wenn ein Wert (pD) des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks in dem Radbremszylinder einen Schwellenwert (ps) unterschreitet.Method for preventing a vehicle from rolling away, in which a brake pressure with a predetermined value (pH) is maintained in a wheel brake cylinder on at least one wheel of the vehicle and a brake pressure (pD) present in the wheel brake cylinder by means of a pressure sensor in a master brake cylinder connected to the wheel brake cylinder is monitored, characterized in that the specified value (pH) for the brake pressure is then maintained by blocking valves when a value (pD) of the brake pressure set by the driver in the wheel brake cylinder falls below a threshold value (ps).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck mit einem vorgegebenen Wert in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufrechterhalten wird.The invention relates to a method for preventing a vehicle from rolling away, in which a brake pressure of a predetermined value is maintained in a brake cylinder on at least one wheel of the vehicle.
Die Erfindung betrifft zudem eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Bremsanlage.The invention also relates to a brake system suitable for carrying out the method.
Bei einem Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung in eine einer Hangabtriebskraft entgegengesetzten Richtung bewegt sich das Fahrzeug oftmals unbeabsichtigt in die Richtung der Hangabtriebskraft, und es besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug gegen ein in dieser Richtung angeordnetes Hindernis prallt und Verkehrsteilnehmer geschädigt werden.When starting a vehicle on an incline in a direction opposite to a downhill slope force, the vehicle often unintentionally moves in the direction of the downhill slope force, and there is a risk that the vehicle will collide with an obstacle arranged in this direction and road users will be injured.
Es ist erhebliches Geschick und Übung eines Bedieners des Fahrzeugs beim Lösen der üblicherweise mit einem Fußpedal zu bedienenden Fahrzeugbremse und einem unmittelbar nachfolgenden Betätigen eines Gaspedals erforderlich, um ein Zurückrollen des Fahrzeugs beim Anfahren an einer Steigung zu verhindern. Auch ein Einsatz einer üblicherweise per Hand bedienbaren mechanischen Feststellbremse anstelle der durch das Fußpedal zu bedienenden Bremsanlage erfordert Geschick und ist zudem in hohem Maße unkomfortabel für den Fahrer.Considerable skill and practice is required by a vehicle operator to release the vehicle brake, which is typically foot pedal operated, and then immediately apply an accelerator pedal to prevent the vehicle from rolling backwards when starting on a grade. Using a mechanical parking brake that can usually be operated by hand instead of the brake system that is operated by the foot pedal also requires skill and is also highly uncomfortable for the driver.
Es ist bekannt, Fahrzeuge zur Unterstützung des Fahrzeugbedieners mit einer sog. Hill Start Assist (HSA)-Funktion auszustatten, die darauf basiert, dass eine hydraulische Bremsanlage während eines Stillstandes des Fahrzeugs durch mechanische oder elektronische Steuermittel mit einem Bremsdruck beaufschlagt wird, der zurückgenommen wird, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat, oder ein vorgegebenes Antriebsmoment eines Motors des Fahrzeugs erkannt wird. Der Bremsdruck entspricht dabei üblicherweise einem durch den Fahrer des Fahrzeugs während des Stillstandes eingestellten Bremsdruck.It is known to equip vehicles to support the vehicle operator with a so-called Hill Start Assist (HSA) function, which is based on a hydraulic brake system being subjected to a brake pressure by mechanical or electronic control means when the vehicle is stationary, which brake pressure is then reduced , when the vehicle has reached a predetermined speed, or a predetermined drive torque of an engine of the vehicle is detected. The brake pressure usually corresponds to a brake pressure set by the driver of the vehicle while the vehicle is stationary.
Ein gattungsgemäßes Verfahren geht beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
Eine derartige Aktivierung der HSA-Funktion durch eine Erhöhung der Bremskraft wird von dem Fahrer jedoch in der Regel nicht unmittelbar vor dem Anfahren durchgeführt, sondern es besteht oftmals eine gewisse Zeitspanne zwischen der Aktivierung und dem Anfahren.However, such an activation of the HSA function by increasing the braking force is generally not carried out by the driver immediately before starting off, but there is often a certain period of time between activation and starting off.
Bei dem bekannten Verfahren sind die Ventile während dieser Zeitspanne geschlossen und es besteht keine Verbindung zwischen einem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern der Bremsanlage des Fahrzeugs.In the known method, the valves are closed during this period of time and there is no connection between a master brake cylinder and the wheel brake cylinders of the vehicle's brake system.
Beim Betätigen des Bremspedals während dieser Zeitspanne kann Hydraulikflüssigkeit somit nicht aus dem Hauptzylinder in die Radbremszylinder ausweichen, und das Bremspedal ist sehr schwergängig. Ebenso wird ein Lösen der Betätigungseinrichtung dadurch erschwert, dass keine Hydraulikflüssigkeit von den Radbremskreisen in den Hauptbremszylinder strömen kann.When the brake pedal is actuated during this period of time, hydraulic fluid cannot escape from the master cylinder into the wheel brake cylinders, and the brake pedal is very stiff. Likewise, releasing the actuating device is made more difficult by the fact that no hydraulic fluid can flow from the wheel brake circuits into the master brake cylinder.
Insbesondere dann, wenn die HSA-Funktion durch eine Druckerhöhung aktiviert wird, ist es zudem erforderlich, dass der Bremsdruck in den Radbremszylindern nach der Aktivierung verringert wird, um den Vortrieb des Fahrzeugs beim Anfahren nicht durch einen überhöhten Bremsdruck unnötig zu beeinträchtigen. Zur Verringerung des Bremsdrucks wird dabei üblicherweise Hydraulikflüssigkeit aus den Radbremszylindern in den Hauptbremszylinder gepumpt. Geschieht dies unmittelbar nach der Aktivierung, während der Fahrer das Bremspedal noch betätigt, so schlägt ihm dieses entgegen.In particular when the HSA function is activated by an increase in pressure, it is also necessary for the brake pressure in the wheel brake cylinders to be reduced after activation so that the vehicle's propulsion when starting off is not unnecessarily impaired by excessive brake pressure. In order to reduce the brake pressure, hydraulic fluid is usually pumped from the wheel brake cylinders into the master brake cylinder. If this happens immediately after activation while the driver is still pressing the brake pedal, the brake pedal will hit him.
Die HSA-Funktion nach dem Stand der Technik ist daher für den Fahrer des Fahrzeugs in hohem Maße unkomfortabel.The prior art HSA function is therefore highly inconvenient for the driver of the vehicle.
Darüber hinaus sind bestimmte Ausführungsformen der üblicherweise als Magnetventile ausgeführten Sperrventile nicht dauerstromfest, so dass sie nur über einen begrenzten Zeitraum gesperrt werden können. Bei dem bekannten Verfahren besteht damit das zusätzliche Problem, dass der Bremsdruck in den Radbremszylindern möglicherweise über einen Zeitraum aufrechterhalten wird, der länger als der Zeitraum ist, in dem die Ventile gesperrt werden können.In addition, certain embodiments of the shut-off valves, which are usually designed as solenoid valves, are not permanent current-proof, so that they can only be blocked for a limited period of time. With the known method, there is the additional problem that the brake pressure in the wheel brake cylinders may be maintained for a period that is longer than the period in which the valves can be blocked.
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anfahrhilfe mit HSA-Funktion so weiterzuentwickeln, dass ein Komfort der HSA-Funktion für den Fahrer gesteigert wird, und der Bremsdruck in den Radbremszylindern zudem lediglich über einen möglichst kurzen Zeitraum aufrechterhalten wird.The invention is therefore based on the object of further developing a starting aid with an HSA function in such a way that the comfort of the HSA function for the driver is increased, and the brake pressure is increased in the wheel brake cylinders is only maintained for as short a period of time as possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method according to claim 1.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.Appropriate developments of the method are the subject of subclaims 2 to 6.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe zudem durch eine Bremsanlage nach dem Patentanspruch 7 gelöst.According to the invention, this object is also achieved by a brake system according to patent claim 7 .
Die Erfindung sieht insbesondere vor, dass ein Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck mit einem vorgegebenen Wert in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufrechterhalten wird, so durchgeführt wird, dass ein in dem Bremszylinder vorliegender Bremsdruck überwacht wird, und der vorgegebene Wert für den Bremsdruck dann eingestellt wird, wenn ein Wert des Bremsdrucks in dem Bremszylinder einen Schwellenwert unterschreitet.The invention provides in particular that a method for preventing a vehicle from rolling away, in which a brake pressure is maintained at a predetermined value in a brake cylinder on at least one wheel of the vehicle, is carried out in such a way that a brake pressure present in the brake cylinder is monitored, and the predetermined value for the brake pressure is set when a value of the brake pressure in the brake cylinder falls below a threshold value.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der vorgegebene Wert für den Bremsdruck erst dann aufrechterhalten wird, wenn der von dem Fahrer eingestellte Bremsdruck den Schwellenwert unterschreitet.The method according to the invention has the advantage that the specified value for the brake pressure is only maintained when the brake pressure set by the driver falls below the threshold value.
Bei dem Schwellenwert handelt es sich vorzugsweise um den vorgegeben Wert für den Bremsdruck oder einen geringfügig höheren Wert. Bei einem Schwellenwert der geringfügig über dem einzustellenden Wert für den Bremsdruck liegt, werden dabei Verzögerungen berücksichtigt, welche sich beim Einstellen des Bremsdrucks ergeben können.The threshold value is preferably the specified value for the brake pressure or a slightly higher value. With a threshold value that is slightly above the value to be set for the brake pressure, delays that can occur when setting the brake pressure are taken into account.
In der Regel unterschreitet der Bremsdruck in dem Radbremszylinder den Schwellenwert unmittelbar vor einem Anfahren der Fall, so dass der Bremsdruck in den Radbremszylindern lediglich kurzzeitig aufrechtzuerhalten ist.As a rule, the brake pressure in the wheel brake cylinder falls below the threshold value immediately before starting off, so that the brake pressure in the wheel brake cylinders can only be maintained for a short time.
Der Fahrer kann die Bremsanlage bis zum Anfahren bzw. bis zu einer Druckverringerung in gewohnter Weise und insbesondere ohne Komforteinbußen bedienen. Insbesondere dann, wenn der Fahrer nach einer Aktivierung der HSA-Funktion weiterhin die Bremse betätigt, beispielsweise um einen günstigen Moment zum Anfahren abzuwarten, spürt er keine Beeinträchtigung durch geschlossene Hydraulikventile.The driver can operate the brake system in the usual manner and, in particular, without any loss of comfort until the vehicle starts to move or until the pressure is reduced. In particular, if the driver continues to apply the brakes after activating the HSA function, for example to wait for a favorable moment to move off, he does not feel any impairment from closed hydraulic valves.
Zudem besteht für den Fahrer nach der Aktivierung der HSA-Funktion auch die Möglichkeit, den Zeitpunkt, zu dem der Druck in dem Radbremszylinder eingesperrt wird, gezielt und willkürlich durch eine Verringerung des Bremsdrucks festzulegen.In addition, after activating the HSA function, the driver also has the option of deliberately and arbitrarily specifying the point in time at which the pressure in the wheel brake cylinder is locked in by reducing the brake pressure.
Eine Entkopplung von Aktivierung und Einstellung des Bremsdrucks in den Radbremszylindern gibt dem Fahrer somit eine zusätzliche Steuerungsmöglichkeit, so dass der Komfort der HSA-Funktion weiter gesteigert ist.A decoupling of activation and adjustment of the brake pressure in the wheel brake cylinders thus gives the driver an additional control option, so that the comfort of the HSA function is further increased.
Die Überwachung des Bremsdrucks in dem Radbremszylinder wird vorzugsweise mittels eines Drucksensors in dem Radbremszylinder oder mittels eines Drucksensors in einem mit dem Radbremszylinder verbundenen Hauptbremszylinder vorgenommen.The brake pressure in the wheel brake cylinder is preferably monitored by means of a pressure sensor in the wheel brake cylinder or by means of a pressure sensor in a master brake cylinder connected to the wheel brake cylinder.
In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens wird der vorgegebene Wert für den Bremsdruck in den Radbremszylindern durch ein Sperren von Ventilen aufrechterhalten. Die Ventile sind dabei vorzugsweise als Magnetventile ausgebildet.In a preferred embodiment of the method, the specified value for the brake pressure in the wheel brake cylinders is maintained by blocking valves. The valves are preferably designed as solenoid valves.
Besonders vorteilhaft ist es zudem vorgesehen, dass ein Unterschreiten des vorgegebenen Wertes für den Bremsdruck anhand einer zusätzlichen Auswertung eines in dem Bremszylinder vorliegenden Druckgradienten ermittelt wird. Eine Auswertung des in dem Hauptbremszylinder vorliegenden Druckgradienten kann gleichfalls vorgesehen sein.In addition, it is particularly advantageous for the brake pressure to fall below the specified value to be determined using an additional evaluation of a pressure gradient present in the brake cylinder. An evaluation of the pressure gradient present in the master brake cylinder can also be provided.
Neben der Überwachung des Bremsdrucks erfolgt in dieser Durchführungsform eine Überwachung des Druckgradienten, d.h. einer Änderungsrate des Bremsdrucks in dem Bremszylinder. Eine Kenntnis des Bremsdrucks und des Druckgradienten ermöglicht es dabei, den Bremsdruck zu ermitteln, welcher sich zukünftig einstellen wird.In addition to monitoring the brake pressure, this embodiment monitors the pressure gradient, i.e., a rate of change of the brake pressure in the brake cylinder. Knowledge of the brake pressure and the pressure gradient makes it possible to determine the brake pressure that will occur in the future.
Anhand einer Auswertung des Druckgradienten ist es somit möglich, das Aufrechterhalten des Drucks, beispielsweise durch ein Sperren der Ventile, zu veranlassen, bevor der Druck unter den vorgegebenen Wert fällt. Es wird damit verhindert, dass ein zu geringer Bremsdruck durch ein verspätetes Schließen der Ventile aufrechterhalten wird und das Fahrzeug vorzeitig anrollt.Based on an evaluation of the pressure gradient, it is thus possible to cause the pressure to be maintained, for example by blocking the valves, before the pressure falls below the specified value. This prevents too little brake pressure being maintained due to delayed closing of the valves and the vehicle rolling off prematurely.
In dieser Durchführungsform kann der vorgegeben Wert für den Bremsdruck besonders zuverlässig eingestellt werden, da anhand des Druckgradienten frühzeitig abgeschätzt werden kann, wann der in dem Bremszylinder vorliegende Druck den vorgegebenen Wert erreicht.In this embodiment, the specified value for the brake pressure can be set particularly reliably, since the pressure gradient can be used to estimate at an early stage when the pressure present in the brake cylinder will reach the specified value.
Vorzugsweise wird der vorgegebene Wert für den Bremsdruck aus einem Verlauf eines einen von dem Fahrer während eines Stillstands des Fahrzeugs eingestellten bzw. gewünschten Bremsdrucks ermittelt.The predefined value for the brake pressure is preferably determined from a curve of a brake pressure set or desired by the driver while the vehicle is stationary.
Dieser Druck wird vorzugsweise durch den Fahrer mittels eines Bremskraftverstärkers eingestellt. Zusätzlich kann der Druck in dem Radbremszylinder durch weitere Assistenzsysteme mittels einer zusätzlichen Druckversorgung aufgebaut werden.This pressure is preferably set by the driver using a brake booster. In addition, the pressure in the wheel brake cylinder can be built up by other assistance systems using an additional pressure supply.
In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens ist es dabei vorgesehen, den Minimalwert des von dem Fahrer während des Stillstands des Fahrzeugs eingestellten Bremsdrucks als vorgegebenen Wert festzulegen.In a preferred embodiment of the method, it is provided that the minimum value of the brake pressure set by the driver while the vehicle is at a standstill is defined as a predetermined value.
Dadurch wird erreicht, dass der vorgegebene Wert für den Bremsdruck einerseits groß genug ist, um bis zum Anfahren einen sicheren Stillstand des Fahrzeugs zu gewährleisten und andererseits nicht so groß ist, dass der Vortrieb beim Anfahren unnötig beeinträchtigt wird.This ensures that the specified value for the brake pressure is high enough to ensure that the vehicle comes to a safe standstill before moving off, and is not so high that propulsion is unnecessarily impaired when moving off.
Eine weitere bevorzugte Durchführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der vorgegebene Wert für den Bremsdruck in Abhängigkeit einer Masse und eines Längsneigungswinkels des Fahrzeugs ermittelt wird.A further preferred embodiment is characterized in that the specified value for the brake pressure is determined as a function of a mass and a pitch angle of the vehicle.
Es wird dadurch ermöglicht, den zur Sicherung des Stillstandes des Fahrzeugs notwendigen Bremsdruck sehr genau und unabhängig von Vorgaben des Fahrers zu bestimmen.This makes it possible to determine the brake pressure required to ensure the standstill of the vehicle very precisely and independently of the driver's specifications.
Insbesondere wird bei dieser Durchführungsform somit auch dann kein überhöhter Bremsdruck in den Radbremszylindern aufrechterhalten, wenn der Fahrer während des Stillstandes des Fahrzeugs einen Bremsdruck einstellt, der weit über dem Bremsdruck liegt, welcher zum Halten des Fahrzeugs erforderlich ist.In particular, in this embodiment no excessive brake pressure is maintained in the wheel brake cylinders even if the driver sets a brake pressure while the vehicle is stationary that is far above the brake pressure required to hold the vehicle.
Vorteilhaft ist ferner vorgesehen, dass der Bremsdruck aufrechterhalten wird, nachdem ein von dem Fahrer gegebenes Signal erfasst worden ist.Provision is also advantageously made for the brake pressure to be maintained after a signal given by the driver has been detected.
Vorzugsweise besteht dieses Signal in einem fahrerseitig während des Stillstands des Fahrzeugs vorgenommenen Einstellen einer Änderungsrate für den Bremsdruck, deren Betrag einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, oder in einem Ausführen einer vorgegebenen Lenkradbewegung. Preferably, this signal consists of the driver setting a rate of change for the brake pressure, the magnitude of which exceeds a predetermined threshold value, while the vehicle is stationary, or executing a predetermined steering wheel movement.
Hierdurch wird eine besonders einfache Aktivierung der HSA-Funktion insbesondere ohne großen Kraftaufwand ermöglicht.This enables the HSA function to be activated particularly easily, in particular without great effort.
Die Erfindung stellt somit ein vorteilhaftes Verfahren bereit, anhand dessen eine HSA-Funktion zur Unterstützung des Fahrers beim Anfahren besonders komfortabel realisiert werden kann.The invention thus provides an advantageous method by means of which an HSA function to support the driver when starting off can be implemented particularly conveniently.
Darüber hinaus stellt die Erfindung zudem eine Bremsanlage für ein Fahrzeug mit wenigstens einem Radbremszylinder, der mit einem Hauptbremszylinder verbunden ist und mit einem zwischen dem Haupt- und dem Radbremszylinder angeordneten sperrbaren Ventil bereit, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Steuereinheit zum Überwachen eines in dem Radbremszylinder vorliegenden Bremsdrucks und zum Vergleichen des Wertes dieses Bremsdrucks mit einem Schwellenwert umfasst ist, welche Steuersignale zum Sperren des Ventils an die Ventile übermittelt, wenn der Wert für den Bremsdruck den Schwellenwert unterschreitet.In addition, the invention also provides a brake system for a vehicle with at least one wheel brake cylinder, which is connected to a master brake cylinder and with a lockable valve arranged between the master cylinder and the wheel brake cylinder, which is characterized in that a control unit for monitoring a Wheel brake cylinder brake pressure present and for comparing the value of this brake pressure with a threshold value, which transmits control signals for locking the valve to the valves when the value for the brake pressure falls below the threshold value.
Eine derartige Bremsanlage eignet sich besonders vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.Such a brake system is particularly advantageous for carrying out the method according to the invention.
Vorzugsweise enthält die Bremsanlage dabei ein Mittel zum Differenzieren des Bremsdrucks in dem Radbremszylinder, so dass der Druckgradient ermittelt werden kann.The brake system preferably contains a means for differentiating the brake pressure in the wheel brake cylinder, so that the pressure gradient can be determined.
In dieser Ausführungsform erlaubt die Bremsanlage, den Druckgradienten zu berücksichtigen, um zu ermitteln, wann der Wert des Bremsdrucks in dem Radbremszylinder den Schwellenwert unterschreitet.In this embodiment, the brake system allows the pressure gradient to be taken into account in order to determine when the value of the brake pressure in the wheel brake cylinder falls below the threshold value.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüche und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.Further advantages and expedient developments result from the dependent claims and the following description of preferred exemplary embodiments of the invention.
Es wird dabei von einem Fahrzeug mit einer hydraulischen Bremsanlage ausgegangen, bei der die von dem Fahrer des Fahrzeugs bediente Betätigungseinrichtung mit einem Bremskraftverstärker verbunden ist, welcher einen Druck innerhalb einer Hydraulikflüssigkeit in einem Hauptzylinder der Bremsanlage aufbaut. Dieser wird über Hydraulikleitungen zu den Bremszylindern an den gebremsten Rädern des Fahrzeugs übertragen, wobei in der Regel zwei unabhängige Bremskreise bestehen, die verschiedene Radbremszylinder umfassen. Bei der Betätigungseinrichtung handelt es sich üblicherweise um ein von dem Fahrer mit einem Fuß zu betätigendes Bremspedal.The starting point is a vehicle with a hydraulic brake system in which the actuating device operated by the driver of the vehicle is connected to a brake booster which builds up pressure within a hydraulic fluid in a master cylinder of the brake system. This is transmitted via hydraulic lines to the brake cylinders on the braked wheels of the vehicle, with two independent brake circuits usually consisting of different wheel brake cylinders. The actuating device is usually a brake pedal that the driver has to actuate with one foot.
Bei dem Bremskraftverstärker handelt es sich üblicherweise um einen Unterdruck-Bremskraftverstärker.The brake booster is usually a vacuum brake booster.
Es kann zudem eine zusätzliche elektronisch steuerbare Druckversorgung vorhanden sein, durch die ein Bremsdruck in den Radbremszylindern aufgebaut werden kann. Anhand dieser Druckversorgung ist es beispielsweise möglich, den von dem Fahrer gewünschten Druck auch dann in den Radbremszylindern einzustellen, wenn am Bremskraftverstärker kein ausreichender Unterdruck zur Verfügung steht, wie oftmals nach einem Kaltstart des Fahrzeugs der Fall ist. Die Steuerung der Druckversorgung erfolgt dabei durch ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem.There can also be an additional electronically controllable pressure supply, through which brake pressure can be built up in the wheel brake cylinders. Using this pressure supply, it is possible, for example, to set the pressure desired by the driver in the wheel brake cylinders even when the braking force is low Booster insufficient vacuum is available, as is often the case after a cold start of the vehicle. The pressure supply is controlled by a corresponding driver assistance system.
Die Erfindung ist keineswegs auf eine Verwendung von hydraulischen Bremsanlagen beschränkt, sondern kann gleichfalls auch mit Hilfe andersartiger Bremsanlagen, wie beispielsweise pneumatischer Bremsanlagen, durchgeführt werden.The invention is in no way limited to the use of hydraulic brake systems, but can also be implemented using other types of brake systems, such as pneumatic brake systems.
Den Ausgangspunkt für die Erfindung bildet die Möglichkeit, eine Bremskraft der Bremsanlage des Fahrzeugs unabhängig von einer Stellung des durch den Fahrer zum Bremsen zu betätigenden Fußpedals aufrechterhalten zu können, welche in Fahrzeugen mit einer Bremsschlupfregelung (ABS), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder einer auf Bremseneingriffen basierenden Gierratenregelung (ESP) bereits besteht.The starting point for the invention is the possibility of being able to maintain a braking force of the vehicle's brake system independently of a position of the foot pedal to be operated by the driver for braking, which in vehicles with brake slip control (ABS), traction control (ASR) and / or a yaw rate control (ESP) based on braking interventions already exists.
Bremszylinder von Radbremsen sind dafür typischerweise über als Magnetventile ausgeführte Ventile mit dem Hauptbremszylinder verbunden, welche in drei verschiedenen Stellungen betrieben werden können. In einer ersten Stellung besteht ein ungehinderter Durchgang vom Hauptzylinder zu dem Radzylinder, so dass der Bremsdruck in dem Hauptzylinder an die Radzylinder
übertragen wird. In einer zweiten Stellung ist der Durchgang vom Hauptzylinder zu dem Radzylinder unterbrochen, so dass der Bremsdruck in dem Radzylinder konstant gehalten wird. In einer dritten Stellung ist der Radzylinder mit einem Rücklauf verbunden, so dass der Bremsdruck in diesem Radzylinder sinkt.For this purpose, brake cylinders of wheel brakes are typically connected to the master brake cylinder via valves designed as solenoid valves, which can be operated in three different positions. In a first position there is an unhindered passage from the master cylinder to the wheel cylinder, so that the brake pressure in the master cylinder is transmitted to the wheel cylinders
is transferred. In a second position, the passage from the master cylinder to the wheel cylinder is interrupted, so that the brake pressure in the wheel cylinder is kept constant. In a third position, the wheel cylinder is connected to a return line, so that the brake pressure in this wheel cylinder decreases.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere zum Aufrechterhalten des Bremsdrucks werden die Ventile durch eine Steuereinheit gesteuert, welche entweder eigenständig ausgeführt oder in einen ABS-, ASR- und/oder ESP-Regler integriert ist.To carry out the method according to the invention and in particular to maintain the brake pressure, the valves are controlled by a control unit which is either implemented independently or is integrated into an ABS, ASR and/or ESP controller.
Insbesondere wird die Steuerung der Ventile bei der vorgesehenen HSA-Funktion derart vorgenommen, dass ein Bremsdruck pH in den Radbremszylindern durch ein Sperren der Ventile aufrechterhalten wird, wenn der von dem Fahrer eingestellte Bremsdruck einen Schwellenwert ps unterschreitet.In particular, the valves are controlled in the provided HSA function in such a way that a brake pressure pH is maintained in the wheel brake cylinders by blocking the valves when the brake pressure set by the driver falls below a threshold value ps.
Zudem ist eine Aktivierung der HSA-Funktion durch den Fahrer notwendig, damit der Bremsdruck pH eingestellt wird. Zur Aktivierung gibt der Fahrer ein vorgegebenes Signal und kann so die HSA-Funktion zuschalten, wenn er eine Unterstützung beim Anfahrvorgang wünscht.In addition, activation of the HSA function by the driver is necessary so that the brake pressure pH is set. To activate it, the driver gives a specified signal and can thus switch on the HSA function if he wants support when starting off.
Der aufrechterhaltene Bremsdruck pH stellt dabei den Stillstand des Fahrzeugs sicher, wenn der Fahrer zum Anfahren des Fahrzeugs die Betätigungseinrichtung der Bremsanlage löst.The maintained brake pressure p H ensures that the vehicle is stationary when the driver releases the actuating device of the brake system to start the vehicle.
Der Bremsdruck pH muss daher mindestens so groß sein wie ein zum Halten des Fahrzeugs erforderlicher Mindestbremsdruck. Da aber gleichfalls der Vortrieb des Fahrzeugs beim Anfahren beim Vorliegen dieses Bremsdrucks gebremst wird, sollte der Bremsdruck pH nicht zu groß gewählt werden.The braking pressure p H must therefore be at least as great as a minimum braking pressure required to hold the vehicle. However, since the propulsion of the vehicle is also braked when starting off when this brake pressure is present, the brake pressure p H should not be selected too high.
Zur Bestimmung des Bremsdrucks pH wird daher eines der im Folgenden beschriebenen Verfahren genutzt.One of the methods described below is therefore used to determine the brake pressure p H .
Die Verfahren sehen dabei vor, den Bremsdruck pH anhand eines einen von dem Fahrer während des Stillstandes des Fahrzeugs eingestellten Bremsdruck pD repräsentierenden Signals oder in Abhängigkeit einer Masse des Fahrzeugs und/oder eines vorliegenden Längsneigungswinkels des Fahrzeugs zu ermitteln.The methods provide for determining the brake pressure p H using a signal representing a brake pressure p D set by the driver while the vehicle is stationary or as a function of a mass of the vehicle and/or a present pitch angle of the vehicle.
Bei der Bestimmung des Bremsdrucks pH anhand des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks pD wird das den Bremsdruck pD repräsentierende Signal ab einem Zeitpunkt to erfasst, der durch den Beginn des Stillstandes des Fahrzeugs markiert wird. Der Stillstand kann dabei beispielsweise anhand von Messsignalen ω von Raddrehzahlsensoren erkannt werden, welche den Winkelgeschwindigkeiten von Rädern des Fahrzeugs entsprechen.When determining the brake pressure p H based on the brake pressure p D set by the driver, the signal representing the brake pressure p D is detected from a point in time t o , which is marked by the start of the standstill of the vehicle. The standstill can be detected, for example, using measurement signals ω from wheel speed sensors, which correspond to the angular velocities of wheels of the vehicle.
Bei dem den Bremsdruck pD repräsentierenden Signal kann es sich um ein Messsignal eines oder mehrerer Bremsdrucksensoren handeln, welche den Bremsdruck pD in dem Hauptbremszylinder oder in den Radbremszylindern erfassen.The signal representing brake pressure p D can be a measurement signal from one or more brake pressure sensors, which detect brake pressure p D in the master brake cylinder or in the wheel brake cylinders.
Bei einer Erfassung des Drucks pD in dem Hauptbremszylinder ist jedoch gegebenenfalls der zusätzliche Druckaufbau durch ein Assistenzsystem mittels einer zusätzlichen Druckversorgung zu beachten, da in dem Hauptzylinder beim Eingriff dieser Systeme unter Umständen ein geringerer Druck als in den Radbremszylindern vorliegt. Der Druck in dem Hauptbremszylinder kann dabei so gering sein, dass er den Stillstand des Fahrzeugs nicht sicherstellt.When measuring the pressure p D in the master brake cylinder, however, the additional pressure build-up by an assistance system using an additional pressure supply must be taken into account, since the pressure in the master cylinder may be lower than in the wheel brake cylinders when these systems intervene. The pressure in the master brake cylinder can be so low that it does not ensure that the vehicle is stationary.
Beim Vorhandensein einer auch während des Stillstands des Fahrzeugs in die Bremsanlage eingreifenden Druckversorgung ist daher die Messung des Bremsdrucks pD in den Radbremszylindern bevorzugt. Eine Berechnung des Bremsdrucks pD in den Radbremszylindern anhand des Drucks in dem Hauptbremszylinder und an die Druckversorgung gesendeter Steuerbefehle ist gleichfalls möglich, jedoch aufwendiger.In the presence of a pressure supply that intervenes in the brake system even when the vehicle is stationary, measurement of the brake pressure p D in the wheel brake cylinders is therefore preferred. A calculation of the brake pressure p D in the wheel brake cylinders based on the pressure in the main brake cylinder and control commands sent to the pressure supply is also possible, but more complex.
Zudem besteht die Möglichkeit, mittels anderer Sensoren ein Signal zu erfassen, aus dem sich der Bremsdruck pD ableiten lässt. Es kommen hier beispielsweise Kraftsensoren zum Messen der von dem Fahrer auf die Betätigungseinrichtung der Bremsanlage ausgeübten Kraft in Frage. Aus deren Messsignal kann dann der in den Radbremszylindern vorliegende Bremsdruck pD ermittelt werden. Eine entsprechende Umrechnung wird bereits bei der Erfassung des Signals oder nach einer Auswertung des Signals vorgenommen und im Folgenden nicht weiter betrachtet. Es wird vielmehr keine explizite Unterscheidung zwischen dem Signal und dem Bremsdruck pD mehr getroffen.There is also the possibility of using other sensors to detect a signal from which the brake pressure p D can be derived. Here, for example, force sensors come into consideration for measuring the force exerted by the driver on the actuating device of the brake system. The brake pressure p D present in the wheel brake cylinders can then be determined from their measurement signal. A corresponding conversion is already carried out when the signal is recorded or after an evaluation of the signal and is not considered further below. Rather, no explicit distinction is made between the signal and the brake pressure p D .
Der Bremsdruck pH wird als Mittel- oder Minimalwert der erfassten Werte des Bremsdrucks pD bestimmt, wobei eine zusätzliche Filterung des den Bremsdruck pD repräsentierenden Signals bei der Erfassung durchgeführt wird, um Werte des Bremsdrucks pD aus dem Verlauf des Signals auszublenden, die zu gering sind, um den Stillstand des Fahrzeugs sicherzustellen, jedoch von dem Fahrer so kurzzeitig eingestellt werden, dass sie nicht zu einem Anrollen des Fahrzeugs führen.The brake pressure p H is determined as the mean or minimum value of the detected values of the brake pressure p D , with the signal representing the brake pressure p D being additionally filtered during the detection in order to hide values of the brake pressure p D from the signal curve that are too low to ensure that the vehicle comes to a standstill, but are set by the driver so briefly that they do not cause the vehicle to roll.
Insbesondere bei einer vorgesehenen Minimalwertbildung ist die Filterung notwendig, um einen Wert pH für den Bremsdruck zu bestimmen, der einen sicheren Stillstand des Fahrzeugs gewährleistet.Filtering is necessary in particular when a minimum value formation is provided in order to determine a value pH for the brake pressure which ensures that the vehicle is safely stationary.
Bei einem Filter zum Filtern des Signals handelt es sich um ein Tiefpassfilter, das beispielsweise in Form eines sog. PT1-Übertragungsgliedes realisiert ist.A filter for filtering the signal is a low-pass filter that is implemented, for example, in the form of a so-called PT 1 transmission element.
Mittels des Filters werden Veränderungen des Bremsdrucks pD aus dem Verlauf des dem Bremsdruck pD entsprechenden Messsignals ausgeblendet, die im Sinne einer FourierTransformation des Signals Frequenzen enthalten, welche einen anhand der Zeitkonstante des PT1-Gliedes vorgegebenen Wert überschreiten. Insbesondere werden dabei für größere Zeitkonstanten Veränderungen des Signals mit kleineren Änderungsraten ausgeblendet.The filter removes changes in the brake pressure p D from the course of the measurement signal corresponding to the brake pressure p D , which in the sense of a Fourier transformation of the signal contains frequencies which exceed a value specified based on the time constant of the PT 1 element. In particular, changes in the signal with smaller rates of change are masked out for larger time constants.
Es ist vorgesehen, die Zeitkonstante des Tiefpassfilters einem zum Zeitpunkt to oder kurz vorher von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck PD0 anzupassen.Provision is made for adapting the time constant of the low-pass filter to a brake pressure P D0 set by the driver at time t o or shortly before.
Dafür wird der Bremsdruck pD0 zunächst anhand eines Vergleichs mit einem Referenzdruck daraufhin bewertet, ob es sich um einen weit überhöhten Druck handelt oder ob der Bremsdruck pD0 einen Wert annimmt, der nahe einem zum Halten des Fahrzeugs notwendigen Mindestwert des Bremsdrucks liegt. Der Referenzdruck wird dabei entweder statisch vorgegeben oder dynamisch bestimmt.For this purpose, the brake pressure p D0 is first evaluated on the basis of a comparison with a reference pressure to determine whether the pressure is far too high or whether the brake pressure p D0 has a value that is close to the minimum brake pressure value required to hold the vehicle. The reference pressure is either specified statically or determined dynamically.
Bei einer statischen Vorgabe wird ein maximal benötigter Bremsdruck als Referenzdruck zugrunde gelegt, der beispielsweise in Abhängigkeit von einer einem maximal zulässigen Gesamtgewicht des Fahrzeugs samt einem Anhänger entsprechenden Masse mmax und einer maximalen Steigung sin(αmax) derart bestimmt wird, dass eine sich infolge des Referenzdrucks ergebende Bremskraft eine Hangabtriebskraft mmax·g·sin(αmax), in der g eine Erdbeschleunigung bezeichnet, gerade kompensiert. Das maximal zulässige Gesamtgewicht und die maximale Steigung sin(αmax) werden dabei von einem Hersteller des Fahrzeugs angegeben.In the case of a static specification, a maximum required brake pressure is used as the reference pressure, which is determined, for example, as a function of a mass m max corresponding to a maximum permissible total weight of the vehicle including a trailer and a maximum gradient sin(α max ) in such a way that a The braking force resulting from the reference pressure just compensates for a downhill slope force m max *g*sin(α max ), in which g denotes a gravitational acceleration. The maximum permissible total weight and the maximum incline sin(α max ) are specified by the vehicle manufacturer.
Eine dynamische Bestimmung des Referenzdrucks berücksichtigt demgegenüber eine aktuell vorliegende Steigung sin(α) und/oder eine aktuell vorliegende Masse m des Fahrzeugs. In contrast, a dynamic determination of the reference pressure takes into account a current slope sin(α) and/or a current mass m of the vehicle.
Insbesondere wird der Referenzdruck dabei so bestimmt, dass die sich anhand des Referenzdrucks ergebende Bremskraft die Hangabtriebskraft m·g·sin(α) gerade kompensiert.In particular, the reference pressure is determined in such a way that the braking force resulting from the reference pressure just compensates for the downhill slope force m*g*sin(α).
Die Steigung sin(α) kann unter Berücksichtigung eines Drehverhaltens der Räder des Fahrzeugs mittels der Messwerte eines Längsbeschleunigungssensors ermittelt werden. Ein Messsignal des Längsbeschleunigungssensors entspricht dabei einer Summe aus einer anhand des Drehverhaltens der Räder zu ermittelnden Veränderung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Hangabtriebsbeschleunigung. Anhand der somit aus dem Messsignal bestimmbaren Hangabtriebsbeschleunigung g·sin(α) lässt sich die vorliegende Steigung sin(α) bzw. der Längsneigungswinkel α des Fahrzeugs ermitteln.The slope sin(α) can be determined by taking into account a rotational behavior of the wheels of the vehicle using the measured values of a longitudinal acceleration sensor. A measurement signal from the longitudinal acceleration sensor corresponds to a sum of a change in a speed of the vehicle to be determined based on the rotational behavior of the wheels and a downhill acceleration. The gradient sin(α) or the pitch angle α of the vehicle can be determined on the basis of the slope acceleration g*sin(α), which can thus be determined from the measurement signal.
Zudem besteht die Möglichkeit, die Steigung sin(α) während des dem Stillstand des Fahrzeugs vorausgehenden Abbremsvorgangs anhand der Bremskraft und einer Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln.In addition, there is the possibility of determining the gradient sin(α) during the braking process preceding the standstill of the vehicle on the basis of the braking force and a deceleration of the vehicle.
Die Masse m des Fahrzeugs kann anhand eines durch entsprechende Sensoren erfassten Einfederns von federnd gelagerten Karosserieteilen des Fahrzeugs erkannt oder bei bekannter Vortriebs- bzw. Bremskraft anhand einer Fahrzeugsbeschleunigung bestimmt werden.The mass m of the vehicle can be detected from a deflection of spring-loaded body parts of the vehicle detected by corresponding sensors or can be determined from a vehicle acceleration if the propulsion or braking force is known.
Ergibt der Vergleich des Bremsdrucks pD0 mit dem Referenzdruck, dass die Differenz zwischen beiden Drücken kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird das Tiefpassfilter so eingestellt, dass auch sehr langsame Veränderungen des Bremsdrucks gefiltert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass ein hoher Wert für die Zeitkonstante des Tiefpassfilters eingestellt wird.If the comparison of the brake pressure p D0 with the reference pressure shows that the difference between the two pressures is less than a specified value, the low-pass filter is set in such a way that very slow changes in the brake pressure are also filtered. This is achieved by a high value is set for the time constant of the low-pass filter.
Es wird dadurch sichergestellt, dass auch solche Bremsdrücke pD ausgeblendet und bei der Ermittlung des Bremsdrucks pH nicht berücksichtigt werden, die sich bei einer Verringerung des Bremsdrucks durch den Fahrer ergeben, die sehr langsam vorgenommen wird.This ensures that those brake pressures p D that result from the driver reducing the brake pressure very slowly are also masked out and not taken into account when determining the brake pressure p H .
Wenn die Differenz zwischen dem Bremsdruck PD0 und dem Bremsdruck pH den vorgegebenen Wert überschreitet, hat der Fahrer einen Bremsdruck PD0 eingestellt, der weit über dem zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Bremsdruck liegt.If the difference between the brake pressure P D0 and the brake pressure p H exceeds the predetermined value, the driver has set a brake pressure P D0 that is far above the brake pressure required to hold the vehicle.
Es ist in diesem Fall in der Regel nicht davon auszugehen, dass der Fahrer durch ein sehr langsames Verringern des Bremsdrucks pD kurzzeitig einen zum Halten des Fahrzeugs zu geringen Bremsdruck einstellt.In this case, it is generally not to be assumed that the driver, by reducing the brake pressure p D very slowly, will briefly set a brake pressure that is too low to hold the vehicle.
Es kann daher eine kleine Zeitkonstante eingestellt werden, so dass eine genauere Erfassung des tatsächlichen Verlaufs des Messsignals erfolgt. Insbesondere werden dabei auch geringere Druckverringerungen erfasst, die anhand der Mittelwert- oder Minimalwertbildung eine wirksame Begrenzung des aufzubauenden oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks pH ermöglichen.A small time constant can therefore be set so that the actual course of the measurement signal is recorded more precisely. In particular, smaller pressure reductions are also detected, which enable an effective limitation of the brake pressure p H to be built up or to be maintained on the basis of the averaging or minimum value formation.
Die zu dem Zeitpunkt to beginnende Erfassung des gefilterten Bremsdrucks pD zum Zwecke der Auswertung und der Ermittlung des Bremsdrucks pH wird fortgeführt, bis ein vorgegebenes Ereignis eintritt.The detection of the filtered brake pressure p D beginning at time t o for the purpose of evaluating and determining the brake pressure p H is continued until a specified event occurs.
Als eines dieser Ereignisse ist ein Anrollen des Fahrzeugs vorgesehen, das anhand einer Veränderung der Winkelgeschwindigkeit ω der Raddrehzahlsensoren erkannt wird. Eine Berücksichtigung von während des Anrollens des Fahrzeugs vorliegenden Bremsdrücken pD für die Bestimmung des Bremsdrucks pH erscheint nicht sinnvoll, da diese Bremsdrücke pD in der Regel zu gering sind, um einen Stillstand des Fahrzeugs sicherzustellen.A rolling of the vehicle is provided as one of these events, which is detected based on a change in the angular velocity ω of the wheel speed sensors. It does not appear to make sense to take brake pressures p D present during the rolling of the vehicle into account for determining brake pressure p H , since these brake pressures p D are generally too low to ensure that the vehicle is stationary.
Wenn die Beträge der Winkelgeschwindigkeit ω der Räder des Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ΔtA einen Schwellenwert nicht überschreiten und innerhalb der Zeitspanne ΔtA wieder den Wert ω = 0 annehmen, wird die Erfassung des Bremsdrucks pD fortgesetzt.If the absolute values of the angular velocity ω of the wheels of the vehicle do not exceed a threshold value within a predetermined time period Δt A and assume the value ω=0 again within the time period Δt A , the detection of the brake pressure p D is continued.
Es kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass der Fahrer den Bremsdruck verringert hat, ohne ein Anfahren zu beabsichtigen.In this case, it can be assumed that the driver has reduced the brake pressure without intending to pull away.
Ein weiteres Ereignis, welches zum Beenden der Erfassung führt, ist ein Ablaufen einer Zeitspanne ΔtB, die zu dem Zeitpunkt to beginnt.A further event which leads to the end of the acquisition is the expiry of a period of time Δt B , which begins at time t o .
Eine Dauer der Zeitspanne ΔtB sollte dabei so gewählt werden, dass zuverlässig ein Bremsdruck pH bestimmt werden kann, der den Stillstand des Fahrzeugs sicherstellt.A duration of the period of time Δt B should be selected such that a brake pressure p H can be reliably determined, which ensures that the vehicle is stationary.
Zudem wurde die Erfahrung gemacht, dass ein Fahrer das Fahrzeug oftmals mit einem sehr hohen Bremsdruck zum Stillstand bringt und den Bremsdruck bei oder unmittelbar vor dem Stillstand verringert.In addition, it has been experienced that a driver will often bring the vehicle to a standstill with a very high brake pressure and reduce the brake pressure at or just before the standstill.
Insbesondere bei einer vorgesehenen Mittelwertbildung zum Ermitteln des Bremsdrucks pH ist die Dauer der Zeitspanne ΔtB daher ausreichend lang zu wählen, so dass der Mittelwert pH möglichst gering durch einen sehr hohen Bremsdruck pD zu Beginn des Stillstandes des Fahrzeugs beeinflusst wird. Die Dauer der Zeitspanne beträgt beispielsweise 0,5 s bis 5 s.In particular, when averaging is provided for determining the brake pressure pH, the duration of the time period Δt B must be selected to be long enough so that the average pH is influenced as little as possible by a very high brake pressure pD at the start of the vehicle standstill. The duration of the period of time is, for example, 0.5 s to 5 s.
Ferner ist vorgesehen, dass das Erfassen des Signals zur Aktivierung der HSA-Funktion ein Ereignis ist, dessen Auftreten ein Beenden des Erfassens zum Zwecke der Auswertung zur Folge hat.Provision is also made for the detection of the signal for activating the HSA function to be an event whose occurrence results in the detection being terminated for the purpose of evaluation.
Die Steuereinheit erkennt das Auftreten der vorgenannten Ereignisse und nimmt nach ihrem Auftreten eine Auswertung der erfassten Werte des Bremsdrucks pD vor, wenn diese nicht bereits online durchgeführt wurde, wie dies beispielsweise bei einer Minimalwertbildung der Fall sein kann. Aus dieser Auswertung ergibt sich der Bremsdruck pH.The control unit recognizes the occurrence of the aforementioned events and, after their occurrence, carries out an evaluation of the recorded values of the brake pressure p D if this has not already been carried out online, as can be the case, for example, when a minimum value is formed. The brake pressure p H results from this evaluation.
Neben der Bestimmung des Bremsdrucks pH anhand der Mittel- oder Minimalwertbildung kann es gleichfalls vorgesehen sein, den Bremsdruck pH in Abhängigkeit der Masse m des Fahrzeugs und des vorliegenden Längsneigungswinkels α so zu bestimmen, dass eine sich infolge des Bremsdrucks pH ergebende Bremskraft die auf das Fahrzeugs wirkende Hangabtriebskraft m·g·sin(α) gerade kompensiert.In addition to determining the brake pressure p H based on the formation of the mean or minimum value, it can also be provided that the brake pressure p H is determined as a function of the mass m of the vehicle and the existing pitch angle α in such a way that a braking force resulting from the brake pressure p H force m g sin(α) acting on the vehicle is just compensated.
Die Steuereinheit überwacht zudem, ob während des Stillstands des Fahrzeugs ein Aktivierungssignal von dem Fahrer des Fahrzeugs gegeben wird.The control unit also monitors whether an activation signal is given by the driver of the vehicle while the vehicle is stationary.
Als Aktivierungssignal ist dabei eine Veränderung des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks pD vorgesehen, bei der ein Betrag einer als Druckgradient bezeichneten Änderungsrate pD des Bremsdrucks pD einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.A change in the brake pressure p D set by the driver is provided as an activation signal, at which a magnitude of a rate of change p D of the brake pressure p D referred to as a pressure gradient exceeds a predetermined threshold value.
Zum Erkennen dieses Signals wird neben dem Bremsdruck pD ebenfalls der Gradient pD des Bremsdrucks von der Steuereinheit überwacht und kontinuierlich bzw. quasikontinuierlich mit dem Schwellenwert verglichen. Der Druckgradient pD kann dabei beispielsweise mittels eines Differenziergliedes aus dem Signal pD ermittelt werden.In order to recognize this signal, in addition to the brake pressure p D , the gradient p D of the brake pressure is also monitored by the control unit and compared continuously or quasi-continuously with the threshold value. The pressure gradient p D can be determined from the signal p D by means of a differentiating element, for example.
Er kann von dem Fahrer während einer Erhöhung und/oder eine Verringerung des Bremsdrucks pD, also mit einem positiven und/oder einem negativen Vorzeichen einzustellen sein.It can be set by the driver during an increase and/or a decrease in the brake pressure p D , ie with a positive and/or a negative sign.
Wird eine Variante realisiert, bei der die Aktivierung sowohl bei einer positiven als auch bei einem negativen Druckgradienten pD erfolgt, vergleicht die Steuereinheit den Betrag des Druckgradienten mit einem Schwellenwert und erkennt das Aktivierungssignal, wenn der Betrag den Schwellenwert überschreitet.If a variant is implemented in which activation occurs both with a positive and with a negative pressure gradient p D , the control unit compares the magnitude of the pressure gradient with a threshold value and recognizes the activation signal when the magnitude exceeds the threshold value.
Ein Vergleich des Wertes des Druckgradienten ṗD selbst mit dem Schwellenwert erfolgt, wenn von dem Fahrer ein positiver oder negativer Druckgradient einzustellen ist, wobei das Aktivierungssignal in diesen Fällen erkannt wird, wenn der Wert von ṗD den Schwellenwert im Falle eines einzustellenden positiven Druckgradienten ṗD überschreitet oder im Falle eines negativen einzustellenden Druckgradienten ṗD unterschreitet.The value of the pressure gradient ṗ D itself is compared with the threshold value if the driver has to set a positive or negative pressure gradient, the activation signal being recognized in these cases when the value of ṗ D exceeds the threshold value in the case of a positive pressure gradient ṗ to be set exceeds D or falls below D in the case of a negative pressure gradient ṗ to be set.
In alternativen Ausgestaltungen besteht das Signal zur Aktivierung der HSA-Funktion in einem einmaligen oder mehrmaligen, beispielsweise einem zweimaligen Einstellen eines betragsmäßig über einem vorgegebenen Schwellenwert liegenden Druckgradienten ṗD mit gleichem Vorzeichen.In alternative configurations, the signal for activating the HSA function consists of a one-time or repeated setting, for example a two-time setting, of a pressure gradient ṗ D with the same sign that is above a predetermined threshold value in terms of absolute value.
Ist ein mehrmaliges Einstellen vorgesehen, kann dabei ein geringerer Schwellenwert angesetzt werden als bei der Aktivierung durch ein einmaliges Einstellen eines Gradienten ṗD, da in jenem Fall auch bei einem geringen Schwellenwert eine ausreichende Absicherung gegen eine versehentliche Aktivierung gegeben ist.If it is intended to be set several times, a lower threshold value can be set than in the case of activation by setting a gradient ṗ D once, since in that case there is adequate protection against accidental activation even with a low threshold value.
Wird nicht der Bremsdruck pD selbst, sondern ein Signal erfasst, aus dem der Bremsdruck pD ableitbar ist, so erfolgt die Überwachung des Aktivierungssignals in analoger Weise anhand einer Überwachung der Änderungsraten dieses Signals und eines Vergleichs seiner Änderungsraten mit einem vorgegebenen Schwellenwert.If it is not the brake pressure p D itself that is detected, but a signal from which the brake pressure p D can be derived, the activation signal is monitored in an analogous manner by monitoring the rate of change of this signal and comparing its rate of change with a predetermined threshold value.
Alternativ kann die HSA-Funktion durch eine definierte Lenkradbewegung aktiviert werden. Diese besteht beispielsweise darin, das Lenkrad, ausgehend von einer während des Stillstands des Fahrzeugs vorliegenden Ausgangsstellung δ0, um einen Lenkradwinkel Δδ einzudrehen, der betragsmäßig einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.Alternatively, the HSA function can be activated by a defined steering wheel movement. This consists, for example, of turning the steering wheel, starting from an initial position δ 0 present when the vehicle is stationary, by a steering wheel angle Δδ that exceeds a predetermined threshold value in terms of absolute value.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die HSA-Funktion nur dann aktiviert wird, wenn der Fahrer zusätzlich mit einem vorgegebenen Drehsinn einlenkt.In addition, there is the possibility that the HSA function is only activated if the driver also turns in a specified direction.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Lenkrad anschließend wieder in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden muss.Furthermore, it can be provided that the steering wheel must then be returned to the starting position.
Wenn eine derartige Aktivierung vorgesehen ist, so erfolgt eine Überwachung eines Lenkradwinkels δ durch die Steuereinheit, wozu ihr Signale eines Lenkradwinkelsensors übermittelt werden.If such an activation is provided, a steering wheel angle δ is monitored by the control unit, for which purpose signals from a steering wheel angle sensor are transmitted to it.
Um das Aktivierungssignal zu erkennen, wird dabei ein zu dem Zeitpunkt to vorliegender Lenkradwinkel δ0 von der Steuereinheit gespeichert, und die Differenz Δδ = δ - δ0 zwischen dem aktuellen Lenkradwinkel δ und dem Lenkradwinkel δ0 wird kontinuierlich überwacht.In order to recognize the activation signal, a steering wheel angle δ 0 present at time t o is stored by the control unit, and the difference Δδ=δ−δ 0 between the current steering wheel angle δ and the steering wheel angle δ 0 is continuously monitored.
Wenn zusätzlich zu dem Einlenken auch ein Zurückführen des Lenkrades in die Ausgangsstellung δ0 zur Aktivierung der HSA-Funktion erforderlich ist, erfolgt die Erkennung des Signals dadurch, dass die Differenz Δδ nach dem erkannten Über- bzw. Unterschreiten des Schwellenwertes innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne wieder den Wert Δδ = 0 annimmt.If, in addition to turning in, it is also necessary to return the steering wheel to the starting position δ 0 to activate the HSA function, the signal is recognized by the fact that the difference Δδ returns within a specified period of time after the detected exceeding or falling below the threshold value takes the value Δδ = 0.
Zwischen dem Lenkradwinkel δ und dem Lenkwinkel an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs besteht ein bekanntes Übersetzungsverhältnis. Die vorgenannten Schritte zum Erkennen einer Lenkradbewegung zum Aktivieren der HSA-Funktion können daher in analoger Weise auch anhand einer Auswertung des Lenkwinkels an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs vorgenommen werden.There is a known transmission ratio between the steering wheel angle δ and the steering angle on steerable wheels of the vehicle. The aforementioned steps for detecting a steering wheel movement for activating the HSA function can therefore also be carried out in an analogous manner using an evaluation of the steering angle on the steerable wheels of the vehicle.
Nach der Aktivierung der HSA-Funktion wird die Steuereinheit in einen hier als aktiven Modus bezeichneten Betriebsmodus versetzt, um den Bremsdruck pH einzustellen bzw. aufrechtzuerhalten.After activation of the HSA function, the control unit is switched to an operating mode, referred to here as active mode, in order to set or maintain the brake pressure p H .
Da die Aktivierung eines der Ereignisse ist, welche ein Beenden des Erfassens und Auswertens des Bremsdrucks pD zum Zwecke der Ermittlung von pH bewirken, ist dabei sichergestellt, dass der Wert pH im aktiven Modus vorliegt.Since the activation is one of the events which bring about an end to the detection and evaluation of the brake pressure p D for the purpose of determining pH, it is ensured that the value pH is present in the active mode.
Im aktiven Modus überwacht die Steuereinheit den Bremsdruck pD mittels der Signale des Bremsdrucksensors in dem Hauptbremszylinder und/oder der Bremsdrucksensoren in den Radbremszylindern und vergleicht den aktuellen Bremsdruck pD mit einem Schwellenwert ps.In the active mode, the control unit monitors the brake pressure p D using the signals from the brake pressure sensor in the main brake cylinder and/or the brake pressure sensors in the wheel brake cylinders and compares the current brake pressure p D with a threshold value ps.
Bei dem Vergleich wird dabei der Bremsdruck in den Radbremszylindern zugrunde gelegt, der sich von dem Druck in dem Hauptbremszylinder unterscheiden kann, wenn durch ein Assistenzsystem zusätzlich Druck mittels einer Druckversorgung aufgebaut wird. In diesem Fall ist daher wiederum die Messung des Bremsdrucks mittels eines Drucksensors in den Radbremszylindern bevorzugt. Eine Berechnung des Bremsdrucks pD in den Radbremszylindern anhand des Drucks in dem Hauptbremszylinder und an die Druckversorgung gesendeter Steuerbefehle ist jedoch gleichfalls möglich.
Eine Filterung des Signals pD wird im aktiven Modus nicht vorgenommen, da auch geringe Druckveränderungen berücksichtigt werden müssen.The comparison is based on the brake pressure in the wheel brake cylinders, which can differ from the pressure in the master brake cylinder if additional pressure is built up by an assistance system by means of a pressure supply. In this case, therefore, measurement of the brake pressure by means of a pressure sensor in the wheel brake cylinders is again preferred. However, it is also possible to calculate the brake pressure p D in the wheel brake cylinders using the pressure in the master brake cylinder and control commands sent to the pressure supply.
The signal p D is not filtered in the active mode, since small changes in pressure must also be taken into account.
Sobald dieser Vergleich ergibt, dass eine Differenz zwischen dem Bremsdruck pS und dem aktuellen von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck pD in wenigstens einem Radbremszylinder den Wert Null annimmt, erzeugt die Steuereinheit Steuerbefehle zum Sperren der Ventile und sendet diese an die Ventile bzw. an Aktuatoren, welche die eigentliche Steuerung der Ventile übernehmen.As soon as this comparison shows that the difference between the brake pressure p S and the current brake pressure p D set by the driver in at least one wheel brake cylinder is zero, the control unit generates control commands to block the valves and sends them to the valves or actuators , which take over the actual control of the valves.
Die HSA-Funktion greift somit dann in die Bremsanlage ein, wenn der Fahrer nach der Aktivierung die Betätigungseinrichtung der Bremsanlage löst. Im Allgemeinen erfolgt ein Lösen der Betätigungseinrichtung dabei sehr schnell, indem der Fahrer beispielsweise beim Anfahren seinen Fuß ruckartig von Bremspedal zieht, um ein Fahrpedal zu betätigen.The HSA function thus intervenes in the brake system if the driver releases the brake system's actuating device after activation. In general, the actuating device is released very quickly, for example when the driver pulls his foot abruptly off the brake pedal in order to actuate an accelerator pedal.
Folglich verringert sich der Bremsdruck in dem Hauptbremszylinder und in den Radbremszylindern sehr schnell und es ist sicherzustellen, dass das Sperren der Ventile so frühzeitig durch die Steuereinheit veranlasst wird, dass in den Radbremszylindern der Bremsdruck pH aufrechterhalten wird. Insbesondere ist dabei eine gewisse Aktivierungszeit zu berücksichtigen, die benötigt wird, um die Ventile Stellung zu bringen, bei der die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylinder gesperrt ist.Consequently, the brake pressure in the master brake cylinder and in the wheel brake cylinders decreases very quickly and it must be ensured that the blocking of the valves is prompted by the control unit early enough that the brake pressure pH is maintained in the wheel brake cylinders. In particular, a certain activation time must be taken into account, which is required to bring the valves into a position in which the connection between the master brake cylinder and the wheel brake cylinder is blocked.
Um das Sperren der Ventile rechtzeitig einleiten zu können, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, den Schwellenwert ps größer als den Wert pH für den aufrechtzuerhaltenden Bremsdruck zu wählen. Die typische Aktivierungszeit und ein typischerweise auftretender Druckgradient ṗD werden dabei bei der Wahl des Schwellenwertes ps berücksichtigt.In order to be able to initiate the blocking of the valves in good time, one embodiment of the invention provides for the threshold value ps to be selected to be greater than the value pH for the brake pressure to be maintained. The typical activation time and a pressure gradient ṗ D that typically occurs are taken into account when selecting the threshold value ps.
In einer weiteren Ausgestaltung wird bei der Überwachung des Bremsdrucks pD im aktiven Modus ebenfalls der Druckgradient ṗD ermittelt und für eine Interpolation eines zukünftig zu erwartenden Drucks verwendet.In a further refinement, when monitoring the brake pressure p D in the active mode, the pressure gradient ṗ D is also determined and used for an interpolation of a pressure to be expected in the future.
Insbesondere gilt für den Druck pD(t+T) zu einem Zeitpunkt t+T bei einer nicht zu langen Zeitdauer T
Im aktiven Modus vergleicht die Steuereinheit daher den Ausdruck pD(t) + ṗD(t) ̇· T mit den aktuellen Werten für den Bremsdruck pD und den Druckgradienten ṗD mit dem Bremsdruck pH.In the active mode, the control unit therefore compares the expression p D (t) + ṗ D (t) ̇ · T with the current values for the brake pressure p D and the pressure gradient ṗ D with the brake pressure p H .
Die Zeitdauer T wird dabei so gewählt, dass sie der Aktivierungszeit der Ventile entspricht oder geringfügig länger als diese ist, um die Sicherheit des Verfahrens weiter zu erhöhen.The length of time T is chosen so that it corresponds to the activation time of the valves or is slightly longer than this in order to further increase the safety of the method.
Wenn der Vergleich eine Gleichheit von ṗD(t) + ṗD(t) · T und pH ergibt, sendet die Steuereinheit Steuerbefehle zum Sperren an die Ventile. Durch die beschriebene Wahl der Zeitdauer T ist dann sichergestellt, dass in den Radbremszylinder der Bremsdruck pH vorliegt, wenn die Ventile geschlossen werden. Der Bremsdruck pH wird somit aufrechterhalten bzw. eingesperrt.If the comparison shows that ṗ D (t) + ṗ D (t) · T and pH, the control unit sends control commands to the valves to block them. The selection of the time duration T described then ensures that the brake pressure p H is present in the wheel brake cylinders when the valves are closed. The brake pressure p H is thus maintained or locked in.
Als Schwellenwert ps kann in der vorbeschriebenen Ausgestaltung der Erfindung der Wert pH - ṗD · T angesehen werden, da die Sperrung der Ventile durch die Steuereinheit veranlasst wird, wenn der Bremsdruck pD diesen Wert unterschreitet.In the above-described embodiment of the invention, the value ph − ṗD · T can be regarded as the threshold value ps, since the blocking of the valves is initiated by the control unit when the brake pressure pD falls below this value.
Wenn es vorgesehen ist, Bremsdrücke pD in mehreren Radbremszylindern zu messen, so wird das Sperren der Ventile dann eingeleitet, wenn der Bremsdruck pD in einem der Bremszylinder den Schwellenwert ps unterschreitet.If it is intended to measure brake pressures p D in several wheel brake cylinders, the locking of the valves is initiated when the brake pressure p D in one of the brake cylinders falls below the threshold value ps.
Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass die Steuereinheit im aktiven Modus überprüft, ob eine Abbruchbedingung vorliegt, die eine Deaktivierung der HSA-Funktion bewirkt.In addition, provision is made for the control unit to check in the active mode whether a termination condition is present that causes the HSA function to be deactivated.
So ist es beispielsweise möglich, dass die HSA-Funktion deaktiviert wird, wenn der Fahrer in die Richtung der Hangabtriebskraft, also bergab, anfahren wird.For example, it is possible for the HSA function to be deactivated if the driver starts moving in the direction of the downhill force, i.e. downhill.
Dabei wird anhand des mittels des Längsbeschleunigungssensors ermittelten Längsneigungswinkels α des Fahrzeugs bestimmt, in welcher Richtung bezüglich der Hangabtriebskraft das Fahrzeug steht, und anhand eines von dem Fahrer eingelegten Gangs wird ermittelt, in welche Richtung der Fahrer anfahren wird. Ein Vorzeichen des Längsneigungswinkels α wird dabei so definiert, dass α > 0 gilt, wenn die Längsrichtung des Fahrzeugs entgegen der Hangabtriebskraft gerichtet ist. Entsprechend gilt α < 0, falls die Längsrichtung des Fahrzeugs mit der Richtung der Hangabtriebskraft übereinstimmt.The longitudinal inclination angle α of the vehicle determined by the longitudinal acceleration sensor is used to determine the direction in which the vehicle is standing with regard to the downhill slope force, and a gear selected by the driver is used to determine the direction in which the driver will start. A sign of the pitch angle α is defined such that α>0 applies when the longitudinal direction of the vehicle is directed against the downhill slope force. Corresponding α < 0 applies if the longitudinal direction of the vehicle coincides with the direction of the downhill force.
Demgemäß wird die HSA-Funktion beispielsweise dann aktiviert, wenn für das Fahrzeug ein positiver Längswinkel α vorliegt und der Fahrer den Rückwärtsgang einlegt.Accordingly, the HSA function is activated, for example, when there is a positive longitudinal angle α for the vehicle and the driver engages reverse gear.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dabei darin, dass bei einer Deaktivierung der HSA-Funktion kein Eingriff in die Bremsanlage vorgenommen wird und somit auch in diesem Fall keine unnötige Beeinträchtigung durch ein Sperren der Ventile bei der Bedienung der Betätigungseinrichtung für den Fahrer spürbar wird.A further advantage of the method according to the invention is that when the HSA function is deactivated, no intervention is made in the brake system and therefore in this case too there is no unnecessary impairment caused by the valves being blocked when the actuating device is operated by the driver.
BezugszeichenlisteReference List
- αa
- Längsneigungswinkel des Fahrzeugspitch angle of the vehicle
- αmaxαmax
- maximal zulässiger Längsneigungswinkel des Fahrzeugsmaximum allowable pitch angle of the vehicle
- δδ
- Lenkradwinkelsteering wheel angle
- δ0δ0
- Lenkradwinkel zum Zeitpunkt toSteering wheel angle at time to
- ΔδΔδ
- Lenkradwinkeldifferenzsteering wheel angle difference
- ΔtAΔtA
- ZeitspannePeriod of time
- ΔtBΔtB
- ZeitspannePeriod of time
- gG
- Erdbeschleunigungacceleration due to gravity
- mm
- Fahrzeugmassevehicle mass
- mmaxmax
- maximal zulässige Fahrzeugsmassemaximum permissible vehicle mass
- ωω
- Winkelgeschwindigkeitangular velocity
- pDpD
- von einem Fahrer eingestellter Bremsdruckbrake pressure set by a driver
- pDpD
- Änderungsrate des von dem Fahrer eingestellten BremsdrucksRate of change of brake pressure set by the driver
- pD0pD0
- anfänglich von dem Fahrer eingestellter Bremsdruckbrake pressure initially set by the driver
- pHpH
- aufrechtzuerhaltender Bremsdruck zum Halten des Fahrzeugsbrake pressure to be maintained to hold the vehicle
- psps
- Schwellenwert für den BremsdruckBrake pressure threshold
- TT
- Zeitdauerduration
- t0t0
- Zeitpunkt, zu dem ein Stillstand des Fahrzeugs bzw. eine Erfassung des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks beginntPoint in time at which the vehicle comes to a standstill or the braking pressure set by the driver begins to be recorded
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