DE102006056627A1

DE102006056627A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherstellung des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102006056627A1
Application number: DE102006056627A
Authority: DE
Inventors: Maria-Christina Dr. Laiou; Falk Langer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: DE102006056627B4; US8027774B2; US20080133099A1

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Sicherstellung des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges wird vor dem Erreichen des Stillstandes von einem elektronischen Steuergerät überprüft, ob eine vorgegebene Steigungsschwelle überschritten ist, ob eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeitsschwelle unterschritten ist und ob eine negative Fahrzeugbeschleunigung (Verzögerung) vorliegt. Liegen alle drei Bedingungen gleichzeitig vor, wird bis zum Erreichen des Stillstandes des Fahrzeugs ein erhöhtes Sollbremsmoment vorgegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sicherstellung des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es befinden sich bereits Fahrzeuge auf dem Markt, die einen Geschwindigkeitsregler mit Abstandssensorik aufweisen. Ein solches Fahrzeug versucht insbesondere bei Fahrt auf einer Autobahn oder einer Schnellstraße eine vorgebbare Fahr-Geschwindigkeit einzuhalten, nimmt diese jedoch zurück, wenn sich dieses Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug (Zielobjekt) nähert. Hierdurch wird für den Fahrzeug-Fahrer auch ein äußerst komfortables Fahren im Kolonnen-Verkehr ermöglicht, da der Geschwindigkeitsregler mit Abstandssensorik (z. B. ACC „Active Cruise Control" genannt) stets einen ausreichenden Sicherheitsabstand zum „Vordermann" einhält. Wenn das vorausfahrende Fahrzeug beschleunigt, so beschleunigt der Geschwindigkeitsregler mit Abstandssensorik (im folgenden auch „ACC-System" genannt) auch das damit ausgestattete Fahrzeug, und zwar bis zum Erreichen der gesetzten Wunschgeschwindigkeit oder der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, falls dieses langsamer als die Wunschgeschwindigkeit fährt.
Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die DE 101 52 632 A1 verwiesen.
Als Ergänzung zu den ACC-Systemen, die im höheren Geschwindigkeitsbereich überwiegend auf gut strukturierten Straßen betrieben werden, sind auch sogenannte Stop&Go-Systeme bekannt, die eine vergleichbare Fahrerunterstützung insbesondere im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bis hin zum Stillstand des Fahrzeugs ermöglichen. Diese Systeme benötigen neben einer leistungsfähigen Nahbereichssensorik ein elektronisch ansteuerbares Bremssystem, das in der Lage ist, das Fahrzeug in der Stillstandsphase zuverlässig zu halten und ein Weiterrollen zu verhindern, bis der Fahrer des Fahrzeugs oder das Stop&Go-System selbst ein entsprechendes Kommando zum Anfahren (Anfahrbefehl) gegeben hat.
Eine wichtige Funktion eines ACC Stop&Go Systems ist das automatische Anhalten und das sichere Halten des Fahrzeuges im Stillstand. Vor allem wenn das Fahrzeug sich auf einer Steigung befindet, ist es sehr wichtig, dass ein (ungewolltes) Zurückrollen des Fahrzeuges vermieden wird.
Ein abstandsbezogenes Geschwindigkeitsregelsystem mit Stop&Go-Funktion, das insbesondere auch den Stillstandes eines Kraftfahrzeuges bei vorwiegend ebener Fahrbahn sicherstellt, ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 beschrieben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges abstandsbezogenes Geschwindigkeitsregelsystem mit Stop&Go-Funktion beim Anhalten am Berg zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der abhängigen Patentansprüche.
Ab einer bestimmten Steigung wird das Anhalten vorbereitet, wenn zusätzlich folgende zwei Bedingungen erfüllt sind:

– die Fahrzeuggeschwindigkeit unterschreitet eine (vorzugsweise steigungsabhängige) Schwelle und
– die Fahrzeugbeschleunigung ist negativ (Verzögerung)

Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
Zur Vorbereitung des Anhaltens wird die Bremse derart angesteuert, dass ein sicheres Halten des Fahrzeuges erreicht wird. Hintergrund dafür ist folgendes: Ein geregeltes Anhalten bergauf würde normalerweise, wie beispielsweise auch gemäß der deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 , durch Ansteuerung des Antriebs erreicht werden. Das bedeutet, dass das Fahrzeug mit einem Bremsmoment von Null [Nm] zum Stillstand kommen würde. Gemäß der deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 würde dann die Bremse angesteuert werden, um eine (steigungsabhängige) Sicherheitsreserve aufzubauen, die nötig ist, um das Fahrzeug bergauf im Stand halten zu können. Da das Bremssteuergerät aber eine gewisse Zeit braucht, bis Druck aufgebaut ist und das von ACC Stop&Go angeforderte Bremsmoment zur Verfügung steht, könnte das Fahrzeug kurz nach dem Anhalten zu einem ungewollten Zurückrollen kommen. Durch die vorliegende Erfindung wird das Anhalten am Berg „vorhergesehen" und entsprechend vorbereitet. Das ACC Stop&Go fordert schon kurz vor dem Anhalten ein Bremsmoment und die Bremse kann schneller auf die erhöhte Anforderung im Stand reagieren.
Die momentane Neigung, in der sich das Fahrzeug befindet, wird beispielsweise aus der Differenz zwischen dem aktuellen Wert des Signals, das der Längsbeschleunigungssensor liefert, und dem aktuellen Wert der Fahrzeugslängsbeschleunigung, die aus den Raddrehzahlsensoren gebildet wird, berechnet. Da dieses Signal bei dem Übergang von Fahrt nach Stillstand stark schwingt, wird dieses Signal vorzugsweise durch einen Tiefpass gefiltert.
In der einzigen Zeichnung ist schematisch eine mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ausführungsbeispiel dargestellt.
Diese Vorrichtung zur Sicherstellung des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges weist ein in einem ersten elektronischen Steuergerät enthaltenes abstandsbezogenes Längsdynamikregelmodul 1 auf, das mit einer Abstandssensorik 2 verbunden ist, und durch das das Kraftfahrzeug unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes zu einem Zielobjekt bis zum Stillstand abgebremst werden kann. Zur Einhaltung eines bestimmten Abstandes oder einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit gibt das Längsdynamikregelmodul 1 beispielsweise in bekannter Weise eine Sollbeschleunigung aus, die wiederum in ein Sollantriebsmoment und/oder in ein Sollbremsmoment, beispielsweise bezogen auf Radmomente, umgesetzt wird. Das Sollantriebsmoment wird vom Längsdynamikregelmodul 1 beispielsweise über eine Datenbusverbindung (z. B. CAN) an ein Antriebssteuergerät 4 zur Steuerung des Antriebsmotors und gegebenenfalls eines Getriebes übermittelt. Das Sollbremsmoment wird vom Längsdynamikregelmodul 1 beispielsweise ebenfalls über eine Datenbusverbindung CAN an ein Bremsregelmodul 3 zur Steuerung eines Bremsregelsystems (ASC- oder DSC-Bremssystem (beispielsweise von BMW) oder Feststellbremse) übermittelt.
Im Längsdynamikregelmodul 1 werden grundsätzlich Regelgrößen für das Sollantriebsmoment und für das Sollbremsmoment abhängig vom Abstand des Zielobjekts im Stop & Go Betrieb berechnet.
Diese Regelgrößen können beispielsweise gemäß dem Verfahren zur Steuerung des Antriebsmoments und des Bremsmoments nach der deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 während eines Stillstandsmanagements ignoriert werden; denn nach erkanntem Stillstand des Kraftfahrzeugs kann vom Längsdynamikregelmodul 1 ein Übergabesignal an das Bremsregelmodul 3 übermittelt werden, worauf das Bremsregelmodul 3 unabhängig von der Vorgabe eines Sollbremsmoments durch das Längsdynamikregelmodul 1 selbstständig ein Radbremsmoment im Sinne einer Feststellbremsfunktion aufbaut und/oder hält.
Solange keine Bergfahrt, also keine Steigung erkannt wird, wird das Verfahren vorzugsweise gemäß der deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 durchgeführt, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun vor dem Erreichen des Stillstandes vom Längsdynamikregelmodul 1 überprüft, ob eine vorgegebene Steigungsschwelle überschritten ist, ob eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeitsschwelle unterschritten ist und ob eine negative Fahrzeugbeschleunigung (Verzögerung) vorliegt. Liegen alle drei Bedingungen gleichzeitig vor, wird bis zum Erreichen des Stillstandes des Fahrzeugs ein erhöhtes Sollbremsmoment vom Längsdynamikregelmodul 1 an das Bremsregelmodul 3 vorgegeben. Unter erhöhtem Sollbremsmoment ist ein Bremsmoment zu verstehen, das größer ist als das für die übliche Regelung einer Soll-Geschwindigkeit oder eines Soll-Abstandes gerade erforderliche regelungstechnische Sollbremsmoment. Nach dem Stand der Technik kann dieses regelungstechnische Sollbremsmoment für die übliche Regelung bei einem Anhalten auf einer Steigung auch Null sein. Ausgehend von einem im Vergleich hierzu erfindungsgemäßen erhöhten Sollbremsmoment kann nach erreichtem Stillstand beispielsweise eine rampenförmige weitere Bremsmomenterhöhung im Sinne eines Sicherheits-Sollbremsmoments oder des Aufbaus eines Sicherheits-Sollbremsmoments vorgenommen werden. Eine mögliche Vorgehensweise zum Aufbau eines Sicherheits-Sollbremsmoments wird beispielhaft auch in der deutschen Patentanmeldung 10 2005 036 217 beschrieben.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird bei Erkennen eines (leichten) Zurückrollens trotz erhöhtem Sollbremsmoment nach erreichtem Stillstand zusätzlich der Gradient für die weitere Bremsmomenterhöhung (z. B. steilere Rampen) erhöht, damit das für die Sicherstellung des Stillstandes errechnete Sicherheits-Sollbremsmoment schneller erreicht wird. Diese Gradientenerhöhung bis zum Erreichen eines für die Sicherstellung eines Stillstandes errechneten Sicherheits-Sollbremsmoments bei erkanntem Zurückrollen nach einem (irgendwie) erreichten Stillstand kann nicht nur als Weiterbildung der Erfindung sondern auch als eigenständige Maßnahme, beispielsweise auch von einem Bremssteuergerät, vorgenommen werden.
Ein Zurückrollen kann beispielsweise mittels der ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Fahrgeschwindigkeits- bzw. Raddrehzahlsensoren erkannt werden. Auch kann eine negative Fahrgeschwindigkeit aus einer über die Raddrehzahlsensoren gebildeten Fahrgeschwindigkeit v und einem die Fahrtrichtung wiedergebenden Sensor oder Algorithmus ermittelt werden. Vorzugsweise wird ein Zurückrollen erkannt, wenn eine negative Fahrgeschwindigkeitsschwelle unterschritten wird (z. B. leichtes Zurückrollen, wenn v < –0,5 km/h oder stärkeres Zurückrollen, wenn v < –1 km/h).
Wird trotz der vorgenannten Maßnahme der Gradientenerhöhung immer noch ein Zurückrollen oder sogar ein stärkeres Zurückrollen erkannt, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Sollbremsmoment soweit erhöht, bis die Fahrgeschwindigkeit Null erreicht ist. Das so berechnete Sollbremsmoment kann als neues Sicherheits-Sollbremsmoment abgespeichert werden, da das ursprüngliche bzw. frühere Sicherheits-Sollbremsmoment somit als nicht ausreichend erkannt wurde. Ursache hierfür kann beispielsweise ein verstimmter Sensor sein. Diese vorzugsweise kontinuierliche Sollbremsmomenterhöhung bis zum Erreichen der Fahrgeschwindigkeit Null bei erkanntem Zurückrollen nach einem (irgendwie) erreichten Stillstand kann ebenfalls nicht nur als Weiterbildung der Erfindung sondern auch als eigenständige Maßnahme, beispielsweise auch von einem Bremssteuergerät, vorgenommen werden.

Claims

Verfahren zur Sicherstellung des Stillstandes eines Kraftfahrzeuges mittels mindestens eines elektronischen Steuergeräts, durch das das Kraftfahrzeug unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes zu einem Zielobjekt bis zum Stillstand abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erreichen des Stillstandes vom Steuergerät (1) überprüft wird, ob eine vorgegebene Steigungsschwelle (N > S1) überschritten ist, ob eine vorgegebene Fahrgeschwindigkeitsschwelle (v < S2) unterschritten ist und ob eine negative Fahrzeugbeschleunigung (a < 0) vorliegt, und dass bei gleichzeitigem Vorliegen dieser Bedingungen bis zum Erreichen des Stillstandes des Fahrzeugs ein erhöhtes Sollbremsmoment vom Steuergerät (1) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Zurückrollens trotz erhöhtem Sollbremsmoment zusätzlich der Gradient für den weiteren Bremsmomentaufbau erhöht wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen eines Zurückrollens trotz erhöhtem Sollbremsmoment das Sollbremsmoment solange weiter erhöht wird, bis die Fahrgeschwindigkeit Null erreicht wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit mindestens einem Steuergerät (1), das direkt oder indirekt über andere Steuergeräte mit mindestens einem Fahrgeschwindigkeitssensor, einem Neigungs- oder Längsbeschleunigungssensor und einem elektronisch steuerbaren Bremssystem verbunden ist.