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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine
Vorrichtung zum Anfahren eines Fahrzeuges an einer Steigung, wobei
zum Halten des stehenden Fahrzeuges Betriebsbremsen an mehreren
Rädern
betätigt
werden.
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DE 196 11 359 offenbart
ein bekanntes Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs,
das über
ein hydraulisches Bremssystem verfügt. Bei dem Verfahren wird
ein hydraulischer Soll-Haltedruck bestimmt, der dazu erforderlich
ist, dass das Fahrzeug gehalten wird. Betätigt der Fahrer ein Bremspedal
in einem Maß,
dass das hydraulische Bremssystem einen Ist-Haltedruck erzeugt,
welcher den Soll-Haltedruck überschreitet,
dann werden Sperrventile im hydraulischen Bremssystem geschlossen.
Dadurch wird der Haltedruck im hydraulischen Bremssystem aufrechterhalten,
auch wenn das Bremspedal wieder gelöst wird. Erst beim Anfahren
des Fahrzeugs wird der Haltedruck wieder gelöst.
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Es
kann bei größeren Gefällen oder
Anstiegen der Fall eintreten, dass der generierte Haltedruck nicht
rechtzeitig abgebaut wird, so dass das Fahrzeug gegen die gesperrte
Achse anfährt.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs mit
zumindest zwei Achsen vorzusehen, die das Anfahren des Fahrzeugs
erleichtern.
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Dieses
Problem wird gelöst
durch ein Verfahren zum Anfahren eines Fahrzeuges an einer Steigung,
wobei zum Halten des stehenden Fahrzeuges Betriebsbremsen an mehreren
Rädern
betätigt
werden, wobei die Betriebsbremsen automatisch in einer zeitlichen
Abfolge gelöst
werden. Das Verfahren und die Vorrichtung sind insbesondere vorteilhaft,
wenn das Fahrzeug auf einem Gefälle
oder auf einem Anstieg steht. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass
die Betriebs bremsen einer angetriebenen Achse bei Erreichen eines
ersten Schwellwertes eines Motormomentes gelöst werden. Die Betriebsbremsen
einer nicht angetriebenen Achse werden vorzugsweise bei Erreichen
eines zweiten Schwellwertes des Motormomentes gelöst. Dadurch
wird auch ein komfortablerer Anfahrvorgang erreicht. Alternativ
oder zusätzlich
kann vorgesehen sein, dass die Betriebsbremsen einer nicht angetriebenen
Achse nach Ablauf einer Verzögerungszeit
gelöst
werden. Bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb werden die Betriebsbremsen an
den Hinterrädern
bei Erreichen des ersten Motormomentes und die Betriebsbremsen an
den Vorderrädern
bei Erreichen des zweiten Motormomentes oder nach Ablauf der Verzögerungszeit
gelöst.
Bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb werden die Betriebsbremsen an
den Vorderrädern
bei Erreichen des ersten Motormomentes und die Betriebsbremsen an
den Hinterrädern
bei Erreichen des zweiten Motormomentes oder nach Ablauf der Verzögerungszeit
nach Lösen
der Betriebsbremse der angetriebenen Achse gelöst. Bei einem Fahrzeug mit
Allradantrieb werden die Betriebsbremsen an den Vorderrädern bei
Erreichen des ersten Motormomentes und die Betriebsbremsen an den
Hinterrädern
bei Erreichen des zweiten Motormomentes oder nach Ablauf der Verzögerungszeit
gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird in vorteilhafter Weise nur an einer Achse der Haltedruck aufgebracht,
aufrechterhalten und gelöst.
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Bei
Fahrzeugen, die über
eine Antriebsachse und eine geschleppte Achse verfügen, wird
vorzugsweise nur die geschleppte Achse gesperrt, so dass ein Anfahren
gegen die gesperrte Achse gänzlich
unterbleibt.
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Bei
einem Allradfahrzeug kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise bestimmt
werden, ob das Fahrzeug auf einem Gefälle oder einem Anstieg steht.
Es wird nur die Hinterachse gesperrt, wenn das Fahrzeug auf einem
Gefälle
steht, und es wird nur die Vorderachse gesperrt, wenn das Fahrzeug
auf einem Anstieg steht. In vorteilhafter Weise wird verhindert,
dass beim Anfahren auf dem Gefälle
die vordere Achse gegen die vordere Bremse anfährt bzw. dass beim Anfahren
auf dem Anstieg die hintere Achse gegen die hintere Bremse anfährt.
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Im
Allgemeinen hat das Fahrzeug einen Hauptbremszylinder, der einen
Druck auf eine Bremse des Fahrzeugs aufbringt, wenn ein Bremspedal betätigt wird,
und vorzugsweise wird ein Druck auf einen zum Halten des Fahrzeugs
erforderlichen Haltedruck ungeachtet einer Betätigung des Bremspedals gesteuert.
In vorteilhafter Weise wird die Haltefunktion auch dann durchgeführt, wenn
der Fahrer beim Halten des Fahrzeugs das Bremspedal nur unzureichend
niedergedrückt
hat.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Kraftfahrzeug
mit Mitteln zum Anfahren eines Fahrzeuges an einer Steigung, wobei
zum Halten des stehenden Fahrzeuges Betriebsbremsen an mehreren
Rädern
automatisch betätigt
werden, wobei die Betriebsbremsen in einer zeitlichen Abfolge gelöst werden
können.
Dieses umfasst bevorzugt eine Einrichtung zum Erfassen einer Neigung
des Fahrzeugs umfasst.
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Das
eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Steuergerät mit Mitteln
zum Anfahren eines Fahrzeuges an einer Steigung, wobei zum Halten
des stehenden Fahrzeuges Betriebsbremsen an mehreren Rädern automatisch
betätigt
werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsbremsen in einer
zeitlichen Abfolge gelöst
werden können.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 ein
hydraulisches Bremssystem für ein
Kraftfahrzeug;
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2 ein
Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
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Ausführungsform der Erfindung
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1 zeigt
schematisch ein hydraulisches Bremssystem. Es handelt sich um die
Betriebsbremse eines Kraftfahrzeuges. Ein Bremspedal 1 betätigt einen
Unterdruckbremskraftverstärker 2.
Der Unterdruckbremskraftverstärker 2 ist
mit einem Kolben in Verbindung, der in einem Hauptbremszylinder 3 angeordnet
ist. Der Hauptbremszylinder 3 ist über zwei Hydraulikleitungen
mit einem ersten Bremskreis 4 und einem zweiten Bremskreis 5 in
einer Fluidverbindung.
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In
der 1 sind die beiden Bremskreise 4, 5 schematisch
dargestellt. Der erste Bremskreis 4 ist zum Bremsen einer
Vorderachse des Fahrzeugs vorgesehen. Vordere Bremsen 6 sind
als Scheibenbremsen ausgeführt,
sie können
aber auch als Trommelbremsen ausgeführt sein. In dem Bremskreis
ist ein erstes Sperrventil 11 angeordnet, das die Hydraulikleitung
zu den vorderen Bremsen 6 öffnet und schließt. Der
zweite Bremskreis 5 ist zum Bremsen einer Hinterachse des
Fahrzeugs vorgesehen und umfasst ein zweites Sperrventil 7,
das die Hydraulikleitung zu hinteren Bremsen 8 öffnet und
schließt. Das
Sperrventil 7 wird über
eine Steuervorrichtung 9 betätigt. Die hinteren Bremsen 8 sind
als Trommelbremsen ausgeführt,
sie können
aber auch als Scheibenbremsen ausgeführt sein. Jeweils vor den vorderen
und hinteren Bremsen 6, 8 sind vorzugsweise Bremskraftregler 10, 10 angeordnet.
Die Vorderräder und/oder
die Hinterräder
werden mit einem Motormoment, das über ein Getriebe durch eine
Brennkraftmaschine aufgebracht wird, beaufschlagt. Das Fahrzeug
kann also Frontantrieb, Heckantrieb oder Allradantrieb aufweisen.
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Wird
eine Kraft auf das Bremspedal 1 aufgebracht, dann verstärkt der
Unterdruckbremskraftverstärker 2 diese
Kraft und überträgt die verstärkte Kraft
auf den Kolben im Hauptbremszylinder 3. Die Bremsflüssigkeit
im Hauptbremszylinder 3 wird dadurch mit Druck beaufschlagt
und über
die Hydraulikleitungen in die beiden Bremskreise 4, 5 eingespeist.
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Ist
das erste Sperrventil 11 geöffnet, so wird der Hydraulikdruck
auf die vorderen Bremsen 6 aufgebracht. Ist das zweite
Sperrventil 7 offen, so wird der Hydraulikdruck auf die
hinteren Bremsen 8 aufgebracht. Wenn danach das Sperrventil 7 geschlossen wird,
wird der Hydraulikdruck auf die hinteren Bremsen 8 weiterhin
aufrechterhalten, auch wenn die Kraft vom Bremspedal 1 zurückgenommen
wird. Entsprechend wird der Hydraulikdruck auf die vorderen Bremsen
aufrechterhalten, wenn das erste Sperrventil 11 geschlossen
wird.
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Die
Ansteuerung der Sperrventil 7 und 11 erfolgt durch
das Steuergerät 9,
um eine so genannte Haltefunktion zu aktivieren, die ein unbeabsichtigtes Wegrollen
des Fahrzeuges insbesondere an einem Gefälle verhindert. Eine bekannte
Haltefunktion ist als „Hillholder-Modus" bekannt und findet
insbesondere bei Fahrzeugen mit manuellem Schaltgetriebe Anwendung,
da diese ein Kupplungssignal bereitstellen. Steht das Fahrzeug auf
einem Anstieg, dann werden Kupplungs- und Bremspedal 1 gleichzeitig getreten.
Wird das Bremspedal 1 gelöst, halten die Sperrventile
den Hydraulikdruck solange aufrecht, bis der Fahrer auch das Kupplungspedal
löst und
das Gaspedal betätigt.
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Die
Bremskreise 4 und 5 können über die Sperrventile 7 und 11 unabhängig voneinander
und unabhängig
von einer Veränderung
der Stellung des Bremspedals 1 mit Druck beaufschlagt bleiben.
Ist der Bremskreis einmal mit einem Druck beaufschlagt, so können über die
Sperrventile 7 und 11 beide Bremskreise unabhängig voneinander
auf einen Modus „Druck
halten" umgeschaltet
werden.
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Die 2 zeigt
ein Flussdiagramm zum Durchführen
einer exemplarischen Haltefunktion bei dem hydraulischen Bremssystem
gemäß der 1. bei
einem Fahrzeug mit Frontantrieb. Die Haltefunktion wird beim Vorliegen
bestimmter Bedingungen gestartet, wie sie z.B. im Zusammenhang mit
den aus dem Stand der Technik bekannten Haltefunktionen bereits
beschrieben sind. Bei einem Schritt 101 wird geprüft, ob die
Raddrehzahl N Null beträgt.
Wenn die Raddrehzahl N nicht Null beträgt, dann ist das Fahrzeug nicht
im Stillstand und die Haltefunktion wird nicht aktiviert. Andernfalls
wird bei einem Schritt 102 der Neigungswinkel θ des Fahrzeugs
bestimmt, z.B. durch einen Neigungssensor. Aus dem Neigungswinkel θ des Fahrzeugs
wird dann bei einem Schritt 103 der charakteristische Soll-Haltedruck
Psoll ermittelt, der zum Halten des Fahrzeugs erforderlich ist.
Bei dem nachfolgenden Schritt 104 wird der Ist-Haltedruck Pist erfasst,
d.h. der von dem Hauptbremszylinder 3 auf die Bremsen 6, 8 aufgebrachte
Druck.
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In
einem Schritt 105 wird geprüft, ob der Ist-Haltedruck Pist
größer oder
gleich dem Soll-Haltedruck
Psoll ist. In diesem Fall wird nämlich
wenigstens der Soll-Haltedruck Psoll auf die Bremsen 6, 8 aufgebracht,
wenn das Sperrventil 7 bzw. 11 später geschlossen
wird. Andernfalls, wenn der Ist-Haltedruck Pist kleiner als der
Soll-Haltedruck Psoll ist, kann der Soll-Haltedruck Psoll nicht auf die Bremsen 6, 8 aufgebracht
werden, wenn das Sperrventil 7, 11 später geschlossen
wird. In diesem Fall wird in einem Schritt 106 der Ist-Haltedruck
Pist automatisch auf den Soll-Haltedruck Psoll gebracht, indem z.B.
der Hauptbremszylinder 3 automatisch ohne Betätigung des
Bremspedals 1 entsprechend angesteuert wird.
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In
Schritt 107 wird zyklisch das Motormoment Mist erfasst,
und es wird geprüft,
ob das Motormoment Mist größer als
ein erster Schwellwert des Motormomentes M_min_1 ist. Wenn das Motormoment
Mist den Schwellwert des Motormomentes M_min_1 überschreitet hat der Fahrer
den Wunsch, das Fahrzeug anzufahren. In diesem Fall werden die vorderen
Bremsen 6 bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb in Schritt 108 gelöst, sodass
das Fahrzeug nur noch durch die hinteren Bremsen 8 gehalten
wird.
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Bei
einem Fahrzeug mit Heckantrieb wird entsprechend umgekehrt verfahren,
es werden die hinteren Bremsen gelöst und die vorderen Bremsen weiterhin
festgehalten. In einem Schritt 109 wird sodann geprüft, ob das
Motormoment der Brennkraftmaschine größer als ein zweiter Schwellwert
des Motormomentes M_min_2 ist. Alternativ, dies ist durch eine gestrichelte
Linie angedeutet, kann nach Lösen der
vorderen Bremsen eine Verzögerungszeit Δt abgewartet
werden, wonach nach der Verzögerungszeit Δt bzw. nach Überschreiten
des zweiten Schwellwertes M_min_2 des Motormomentes in Schritt 110 die vorderen
Bremsen 6 gelöst
werden. Durch die Bedingung, dass zunächst ein erster Schwellwert
des Motormomentes M_min_1 erreicht werden muss, um die Bremse an
der nicht angetriebenen Achse zu lösen und danach ein zweiter
Schwellwert des Motormomentes M_min_2 erreicht werden muss, um die Bremse
an der angetriebenen Achse zu lösen
bzw. eine Verzögerungszeit Δt abgewartet
wird, um die Bremse an der angetriebenen Achse zu lösen, wird eine
zeitliche Abfolge des Lösens
der Betriebsbremsen erreicht.
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Das
zuvor dargestellte Verfahren kann sinngemäß identisch auf ein Fahrzeug
mit Heckantrieb angewandt werden, hier wird zunächst die Betriebsbremse an
der Vorderachse und danach die Betriebsbremse an der angetriebenen
Hinterachse gelöst. Gleiches
gilt für
ein Fahrzeug mit Allradantrieb, das wie ein Fahrzeug mit Heckantrieb
behandelt wird. Alternativ ist es auch möglich, nur ein einzelnes Rad
einer angetriebenen Achse für
die Hillholder-Funktion zum Schluss festzuhalten, so dass das Differential der
jeweiligen Achse dafür
sorgt, dass das Anfahrmoment nicht gegen die Betriebsbremse aufgebracht wird,
sondern durch das Differential auch auf das nicht festgehaltene
Rad der Achse aufgebracht wird. Das nicht durch die Betriebsbremse
festgehaltene Rad wirkt durch die elastische Verformbarkeit des Reifens
wie eine Elastizität
im Antriebsstrang.