DE102006043618A1 - Motor vehicle start-up process controlling system, has slippage detection unit detecting drive slippage, and control device designed such that reduction of holding force is effected depending on detected slippage and/or tire deformation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung des Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Durch das System wird das automatische Lösen der Fahrzeugbremse bei einem Anfahrvorgang gewährleistet.The The invention relates to a system for controlling the starting operation of a Motor vehicle according to the preamble of the claim 1. The system is the automatic release of the Vehicle brake ensured during a starting process.
In
Fahrzeugen der BMW 7-er Reihe des Modelljahres 2006 ist bereits
ein System zur Steuerung des Anfahrvorgangs vorhanden. Hierbei wird
ein Fahrer beim Anfahrvorgang unterstützt, indem bei dem im Stillstand
gegen ungewolltes Wegrollen gesicherten bzw. festgebremsten Fahrzeug
die Fahrzeugbremse während
des Anfahrvorgangs automatisch gelöst wird. In der Betriebsanleitung
zu dem BMW 7-er, Modelljahr 2006 (
Diese Parkbremse kann in einer ersten Betriebsart durch Antippen einer Bedientaste manuell aktiviert werden. Zum Feststellen der Parkbremse muss der Zündschlüssel bzw. die Fernbedienung nicht im Zündschloss stecken. Das Lösen der Parkbremse ist hingegen nur bei eingeschalteter Zündung möglich. Wird die Bedientaste während der Fahrt über einen längeren Zeitraum gedrückt ist auch eine aktive Bremsung über die Parkbremse möglich.These Parking brake can in a first mode by tapping a Control button to be activated manually. To detect the parking brake must the ignition key or the remote control is not in the ignition stuck. The release the parking brake is only possible when the ignition is switched on. Becomes the control button during the drive over a longer one Period pressed is also an active braking over the parking brake possible.
In einer zweiten Betriebsart – so genanntes „Automatic Hold" – erfolgt eine automatische Unterstützung des Fahrers während der Fahrt. Hierbei wird das Fahrzeug, beispielsweise bei einem Ampelstop oder einem Stop im stop-and-go- Verkehr, selbständig gehalten. Dabei wird das Fahrzeug bei einem Stop automatisch festgebremst, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug unter keinen Umständen ungewollt losrollen kann (Rückwärtsrollen am Hang oder Vorwärtsrollen/Kriechen bei eingelegter Fahrstufe eines Automatikgetriebes). Beim Anfahrvorgang an Steigungen kommt es darauf an, dass der Bremsdruck erst dann vollständig gelöst wird, wenn das aufgebrachte Motormoment ausreichend groß ist um das Fahrzeug zu halten. Da das Antriebs- bzw. Motormoment nicht als gemessene, sondern lediglich als berechnete Größe im System vorliegt, und ein Halten des Fahrzeugs unter allen Umständen gewährleistet werden muss, wird ein relativ hohes Antriebsmoment vorgegeben, welches erreicht sein muss, bevor der Bremsdruck reduziert (gelöst) werden kann. Da das vorgegebene Antriebsmoment in der Regel höher als erforderlich ausfällt und somit Antriebsmoment gegen Bremsmoment arbeitet, kann es zu nicht ganz ruckfreien Anfahrvorgängen kommen.In a second mode - so called "Automatic Hold "- takes place an automatic support the driver during the ride. Here, the vehicle, for example, at a traffic light stop or a stop in stop-and-go traffic, independent held. The vehicle is automatically braked during a stop, to make sure that the vehicle is unintentional under any circumstances can roll off (rolling backwards on a slope or forward rolling / crawling with engaged gear of an automatic transmission). When starting up on slopes, it is important that the brake pressure only then Completely solved is when the applied engine torque is sufficiently large around the To hold the vehicle. Since the drive or motor torque is not as measured, but only as a calculated size in the system, and a hold of the vehicle must be guaranteed in all circumstances given a relatively high drive torque, which must be achieved before the brake pressure can be reduced (released). Because the given Drive torque usually higher as required fails and thus drive torque against braking torque works, it can not completely jerk-free starting operations come.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung des Anfahrvorgangs eines im Stillstand festgebremsten bzw. über eine Haltebremskraft gehaltenen Kraftfahrzeugs zu schaffen, bei dem der Anfahrvorgang im Hinblick auf Komfort und Effizienz verbessert ist. Insbesondere soll ein im Wesentlichen ruckfreier Anfahrvorgang gewährleistet werden.Of the Invention is based on the object, a motor vehicle with a Control device for controlling or regulating the starting process a stalled at a standstill or held over a holding brake force To create motor vehicle, in which the starting process in terms on comfort and efficiency is improved. In particular, a should essentially jerk-free starting process can be ensured.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind. Erfindungswesentlich ist die Erkennung von kleinsten Schlupfwerten an den Fahrzeugrädern bzw. die Erkennung der Reifenverformung während eines Anfahrvorgangs an mindestens einem Rad der angetriebenen oder der nicht angetriebenen Fahrzeugachse – vorzugsweise wird die Reifenverformung an mindestens einem Rad der angetriebenen Fahrzeugachse ermittelt und ausgewertet. Für den Fall eines Allradfahrzeuges wird der Schlupf bzw. die Reifenverformung an zumindest einem Rad zumindest einer angetriebenen Fahrzeugachse ermittelt.According to the invention Problem solved by the entirety of the features of claim 1, while in the dependent claims preferred developments of the invention are given. essential to the invention is the detection of the smallest slip values on the vehicle wheels or the detection of tire deformation during a start-up process on at least one driven or non-driven wheel Vehicle axle - preferably the tire deformation is on at least one wheel of the driven vehicle axle determined and evaluated. For the case of a four-wheel vehicle is the slip or tire deformation on at least one wheel of at least one driven vehicle axle determined.
Die Haltebremskraft wird durch automatisiert eingeleitete Bremsvorgänge (z.B. während eines automatischen Bremsbetriebs im Stop & Go Betrieb) oder durch manuell durch den Fahrer eingeleitete Bremsvorgänge vorgegeben, bei denen das Fahrzeug anschließend ohne weitere manuelle Betätigung mit einer vorbestimmten Haltebremskraft festgebremst bzw. gehalten wird (haltegebremster Zustand).The Holding brake power is provided by automatically initiated braking operations (e.g. while an automatic braking operation in stop & go operation) or by manually the driver initiated braking operations in which the vehicle subsequently without further manual operation stalled or held with a predetermined holding brake force will (stalled state).
Aus den, über Raddrehzahlsensoren ermittelten Geschwindigkeitssignalen der einzelnen Räder kann durch Vergleich von zumindest zwei Radgeschwindigkeiten (vorzugsweise durch Vergleich der Radgeschwindigkeiten aller Räder) bereits ein minimal auftretender Schlupf (Schlupf zwischen zumindest einem Rad und der Fahrbahn bzw. Schlupf zwischen zumindest zwei Fahrzeugrädern) ermittelt werden. Mit Hilfe des ermittelten Antriebsschlupfes (an einem Fahrzeugrad aufgrund des Antriebsmoments während des Anfahrvorgangs auftretender Schlupf) kann sehr genau ermittelt (berechnet) werden, ab welchem Zeitpunkt das auf die zumindest eine angetriebene Fahrzeugachse übertragene Antriebsmoment ausreichend groß ist, um das Fahrzeug zu halten und um ruckfrei in der gewünschten Fahrtrichtung anfahren zu können. Wird das Fahrzeug über die Fahrzeugbremse derart gegen ein Wegrollen gesichert, so führt das Ansteigen des Motormoments (bzw. das auf die zumindest eine Fahrzeugachse übertragene Antriebsmoment) zu einer Verspannung der angetriebenen Achse bzw. zu einer Verspannung des angetriebenen Rades (gegenüber der Fahrbahn) bis zu dem Zeitpunkt, da das angetriebene Rad sich zu bewegen beginnt und so ein kleiner Antriebsschlupf (Mikroschlupf) entsteht.From the speed signals of the individual wheels determined via wheel speed sensors, a minimally occurring slip (slip between at least one wheel and the road or slip between at least two vehicle wheels) can already be determined by comparing at least two wheel speeds (preferably by comparing the wheel speeds of all wheels) , With the aid of the determined traction slip (slip occurring on a vehicle wheel due to the drive torque during the starting process), it can be very accurately determined (calculated) at which point the drive torque transmitted to the at least one driven vehicle axle is sufficiently large to hold the vehicle and vice versa to drive smoothly in the desired direction. If the vehicle is secured against rolling over the vehicle brake in such a way, then the increase of the engine torque (or that on the at least one vehicle axle transmitted drive torque) to a tension of the driven axle or to a tension of the driven wheel (with respect to the road) to the time when the driven wheel starts to move and so a small traction slip (micro-slip) is formed.
Alternativ zur Schlupferfassung oder zusätzlich kann eine Sensorik zur Erfassung der Reifenverformung vorhanden sein, die die während eines Anfahrvorgangs aus einem haltegebremsten Zustand heraus zwangsläufig auftretende Reifenverformung detektiert. Während des Anfahrvorgangs aus einem fest- bzw. haltegebremsten Zustand heraus treten Verformungskräfte insbesondere an den Reifen der angetriebenen Fahrzeugachse auf. Diese Verformungskräfte werden erfasst und in Abhängigkeit vom Ausmaß der Verformung eine gesteuerte Reduzierung der Haltebremskraft erzeugt. Die Sensorik zur Erfassung der Reifenverformung arbeitet beispielsweise nach einer Methode zur Erkennung der Längskraft an einem Fahrzeugreifen (Längskrafterkennung). Dabei kann die Sensorik einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung der Längsschubspannung eines oder mehrer Profilstollen eines Fahrzeugreifens umfassen, wobei in Abhängigkeit von diesem Ergebnis temperaturbereinigt auf die aktuelle Reifenverformung geschlossen wird.alternative for hatching or in addition a sensor for detecting the tire deformation may be present be that while a starting process from a holding braked state inevitably occurring out Tire deformation detected. While of the starting process from a fixed or holding-braked state Deformation forces come out especially on the tires of the driven vehicle axle. These deformation forces are recorded and dependent on the extent of Deformation generates a controlled reduction of the holding brake force. For example, the sensors for detecting tire deformation work for a method for detecting the longitudinal force on a vehicle tire (Longitudinal force detection). The sensor can one or more sensors for detection the longitudinal shear stress of a or more tread lugs of a vehicle tire, wherein dependent on from this result temperature adjusted to the current tire deformation is closed.
Auch ist denkbar die Reifenverformung über eine Messung der Längsverschiebung des Reifengürtels zur Radfelge zu ermitteln.Also is conceivable the tire deformation via a measurement of longitudinal displacement of the tire belt to determine the wheel rim.
Zur Steigerung der Empfindlichkeit der Schlupferkennung bzw. der Reifenverformung kann, z.B. bei Verwendung eines steuer- bzw. regelbaren Hydraulikaggregates (wie z.B. bei einem Hydraulikaggregat zur dynamischen Stabilitätskontrolle für den Bremseneingriff (bei BMW-Fahrzeugen unter der Bezeichnung DSC bekannt)), das Bremsmoment an der angetrieben Fahrzeugachse reduziert und ggf. bis auf Null zurückgefahren werden. Hierdurch wird erreicht, dass sich die angetriebenen Fahrzeugräder bzw. die bei einem Allradfahrzeug vorrangig angetriebenen Fahrzeugräder (im Folgen stets jeweils angetriebene Fahrzeugräder genannt) freier bewegen können und der auftretende Antriebsschlupf feinfühliger sensiert werden kann. Sobald an zumindest einem angetriebenen Fahrzeugrad ein auftretender Antriebsschlupf erkannt wird, wird ermittelt, ob das aktuelle Antriebsmoment ausreichend groß ist, um das Fahrzeug (beispielsweise an einer Steigung) zu halten. Ist das in Abhängigkeit vom ermittelten Antriebsschlupf berechnete Antriebsmoment ausreichend groß, um das Fahrzeug zu halten, wird der Haltebremsdruck reduziert und das Fahrzeug durch Erhöhung des Antriebsmoments im Wesentlichen ruckfrei in Bewegung gesetzt.to Increasing the sensitivity of the slip detection or tire deformation can, e.g. when using a controllable or controllable hydraulic unit (such as a hydraulic power pack for dynamic stability control for the brake intervention (known in BMW vehicles under the name DSC)), the braking torque reduced at the driven vehicle axle and possibly down to zero scaled back become. This ensures that the driven vehicle wheels or the predominantly driven in a four-wheel vehicle vehicle wheels (im Follow always called respectively driven vehicle wheels) can move more freely and the occurring drive slip can be sensitively sensed. Once on at least one driven vehicle wheel an occurring traction is detected, it is determined whether the current drive torque sufficient is great to hold the vehicle (for example, on a slope). is that in dependence calculated by the determined drive slip drive torque sufficient large, to hold the vehicle, the holding brake pressure is reduced and the vehicle by increasing of the drive torque essentially smoothly set in motion.
Die Erzeugung bzw. Erhöhung des Antriebsmoments während des Anfahrvorgangs kann aufgrund einer manuellen Lastanforderung durch Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer erfolgen.The Generation or increase of the drive torque during of the startup process may be due to a manual load request by operation of the accelerator pedal by the driver.
Alternativ kann die Erzeugung bzw. Erhöhung des Antriebsmoments während des Anfahrvorgangs automatisch, im Zuge eines automatisierten abstandsgeführten Stop & Go Betriebs des Fahrzeugs, erfolgen. Bei diesem automatisierten abstandgeführten Stop & Go Betrieb, erkennt ein Fahrzeug in Abhängigkeit von der Bewegung des unmittelbar vorausfahrenden, sich im Abstandserfassungsbereich des Fahrzeugs befindlichen Frontfahrzeugs automatisch Verkehrszustände, bei denen ein Bremsvorgang erforderlich ist (und dann automatisch eingeleitet wird) bzw. Verkehrzustände bei denen nach einem automatischen Stop ein Startvorgang erfolgen soll (und dieser dann ebenfalls automatisch eingeleitet wird).alternative can the generation or increase of the drive torque during of the startup procedure automatically in the course of an automated distance - controlled stop & go operation of the Vehicle, done. In this automated distance-controlled stop & go operation, detects a vehicle depending from the movement of the immediately preceding one, in the distance detection area the vehicle in front of the vehicle automatically which a braking operation is required (and then initiated automatically becomes) or traffic conditions where a startup occurs after an automatic stop should (and this is also automatically initiated).
Wird das Haltebremsmoment durch Reduzierung des Bremsmoments an der angetriebenen Fahrzeugachse reduziert, erfolgt vorzugsweise eine Erhöhung des Bremsmoments an der nicht angetriebenen Fahrzeugachse in dem Maße, dass das für einen sicheren Stillstand des Fahrzeugs erforderliche (Gesamt-) Haltebremsmoment wieder erreicht ist – zumindest solange, bis das Antriebsmoment einen Wert erreicht, der ausreicht, um das Fahrzeug ohne Haltebremsmoment sicher zu halten.Becomes the holding brake torque by reducing the braking torque on the driven vehicle axle reduces, preferably, an increase in the braking torque at the non-driven vehicle axle to the extent that that for a safe standstill of the vehicle required (total) holding brake torque reached again - at least until the drive torque reaches a value that is sufficient to keep the vehicle safely without holding brake torque.
Mit Vorteil erfolgt die Antriebsmomenterhöhung parallel zur Reduzierung des Bremsmoments derart, dass stets ein Fahrzeugstillstand gewährleistet ist, bis zu dem Zeitpunkt in dem das Antriebsmoment so groß ist, dass die erforderliche Haltekraft überwunden ist und das Fahrzeug sich in Fahrtrichtung in Bewegung setzt.With Advantage is the drive torque increase parallel to the reduction the braking torque such that always ensures a vehicle standstill is, until the moment in which the drive torque is so large that overcome the required holding force is and the vehicle is moving in the direction of travel.
Die Reduzierung der Haltebremskraft erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von dem aktuell vorliegenden Antriebsmoment.The Reduction of the holding brake force is preferably dependent from the currently available drive torque.
Des Weiteren kann das Verhältnis der Bremsmomentanteile (bzw. der Haltebremskraftanteile) bei einem detektierten Anfahrvorgang zwischen den Fahrzeugachsen verändert werden – insbesondere derart, dass dabei das Bremsmoment an der angetriebenen Fahrzeugachse verringert und das Bremsmoment an der nicht angetriebenen Fahrzeugachse erhöht wird. Die für eine Sicherung des Fahrzeugs gegen ein Zurückrollen erforderliche (Gesamt-) Haltebremskraft ist dabei stets gewährleistet.Of Further, the ratio the braking torque components (or the holding brake force components) at a detected starting process between the vehicle axles are changed - in particular such that while the braking torque to the driven vehicle axle reduces and the braking torque on the non-driven vehicle axle elevated becomes. The for securing the vehicle against rolling back required (overall) Holding brake power is always guaranteed.
Ferner kann das System derart ausgebildet sein, dass eine aufzubringende Bremskraftreserve nur an der nicht angetrieben Fahrzeugachse eingesteuert wird, so dass an der angetriebenen Fahrzeugachse bereits im Zeitpunkt der Aktivierung der Fahrzeugbremse zur Sicherung des Fahrzeugs ein reduziertes Bremsmoment vorhanden und eine erhöhte Sensibilität bei der Schlupferkennung gewährleistet ist.Further, the system may be configured such that an applied braking force reserve is only controlled on the non-driven vehicle axle, so that at the driven vehicle axle already at the time of activation of the vehicle brake to secure the vehicle reduced braking torque available and increased sensitivity in the slip detection is guaranteed.
Die Steuereinrichtung ist mit Vorteil derart ausgebildet, dass die Reduzierung der Haltekraft und der Aufbau eines Antriebsmoments in Abhängigkeit von der vorliegenden Fahrbahnneigung erfolgen. Mit Vorteil ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass der erfasste Antriebsschlupf und/oder die erfasste Reifenverformung mit einem, mit der Fahrbahnneigung korrelierenden Korrekturfaktor belegt werden. Hierdurch werden die unterschiedlichen Rahmenbedingungen eines Anfahrvorganges bei unterschiedlichen Fahrbahnneigungen berücksichtigt. Beispielsweise wird hierdurch ein ungewolltes Zurückrollen während eines Anfahrvorganges am Berg (bergauf) oder ein ungewolltes zu starkes Beschleunigen bei einem Anfahrvorgang bergab vermieden.The Control device is advantageously designed such that the reduction the holding force and the structure of a drive torque as a function of the present roadway inclination take place. Advantageously, the control device such that the detected traction slip and / or the detected tire deformation with a, with the roadway inclination correlating Correction factor be occupied. As a result, the different framework conditions considered a startup at different roadway inclinations. For example This will cause an unintentional rollback during a startup process on the mountain (uphill) or an unintentional too strong acceleration avoided at a startup downhill.
Die Erfindung eignet sich sowohl für Fahrzeuge mit nur einer angetriebenen Fahrzeugachse als auch für Fahrzeuge mit mehreren angetriebenen Fahrzeugachsen (wie Allradfahrzeuge). Im Sinne der Erfindung ist daher unter angetriebener Fahrzeugachse die Fahrzeugachse zu verstehen, die alleine oder vorrangig (mit dem größeren Antriebsmomentanteil) angetrieben wird. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems kann ein nahezu ruckfreier Anfahrvorgang erreicht werden, bei dem eine Kenntnis des aktuellen Motormoments nicht erforderlich ist. Das System ist somit unempfindlich gegenüber Motormomentschwankungen.The Invention is suitable for both Vehicles with only one driven vehicle axle as well as for vehicles with several driven vehicle axles (such as four-wheel vehicles). In the context of the invention is therefore under powered vehicle axle to understand the vehicle axle, alone or with priority (with the larger drive torque share) is driven. With the help of the system according to the invention can almost jerk-free starting process can be achieved, in which a knowledge the current engine torque is not required. The system is thus insensitive to Engine torque fluctuations.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt in schematischer Darstellung das Schaltbild eines vorzugsweise hydraulisch oder elektromechanisch ausgebildeten und mit einer Antriebseinrichtung (die zur Erzeugung eines Antriebsmoments vorgesehen ist) gekoppelten Bremssystems für ein Kraftfahrzeug.One potential embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described in more detail. The single drawing figure shows in a schematic representation of the Circuit diagram of a preferably hydraulic or electromechanical trained and with a drive device (which is used to generate a drive torque is provided) coupled braking system for a motor vehicle.
Das
erfindungsgemäße System
zur Steuerung des Anfahrvorgangs eines Kraftfahrzeugs umfasst eine
Fahrzeugbremse, über
die das Kraftfahrzeug mit einer durch die Fahrzeugbremse erzeugten Haltebremskraft
gegen ein Zurückrollen
gesichert werden kann. Die Fahrzeugbremse kann manuell, über ein
durch einen Fahrer betätigbares
Bedienelement (Taster oder in besonderer Weise betätigtes Bremspedal
oder dergleichen) oder automatisch, durch ein Fahrerassistenzsystem
zur Fahrzeugbremsung (im Sinne einer Stillstandssicherung durch
Erzeugung einer Haltebremskraft) aktiviert werden. Die Fahrzeugbremse
umfasst vorliegend ein Hydraulikbremssystem mit vier Scheibenbremsen
SB. Ferner umfasst das System eine Steuereinrichtung
Im
vorliegenden Fall sind die Radgeschwindigkeitssensoren der vier
Fahrzeugräder
zur Übermittlung
von Radgeschwindigkeitssignalen VRAD mit der
Steuereinheit
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform eines Systems zur Steuerung eines Anfahrvorgangs beschränkt, sondern umfasst vielmehr alle gleich wirkenden Ausführungsformen. In einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform umfasst das System zusätzlich oder anstelle der Schlupferfassungsmittel eine Sensorik zur Ermittlung einer Verformung der Fahrzeugreifen. Hierfür ist in zumindest einem Fahrzeugreifen, insbesondere in einem Fahrzeugreifen der angetriebenen Fahrzeugachse ein Sensor zur Erfassung der Reifenverformung integriert. Die Ausführung einer derartigen Sensorik ist bereits eingangs erörtert worden.The The invention is not limited to the illustrated and described embodiment a system for controlling a start-up limited, but rather, includes all the same acting embodiments. In an alternative, embodiment not shown here includes the system additionally or instead of the slip detection means a sensor for detection a deformation of the vehicle tires. For this purpose, in at least one vehicle tire, in particular in a vehicle tire of the driven vehicle axle integrated a sensor for detecting tire deformation. The execution of a Such sensors have already been discussed at the beginning.
Claims (8)
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