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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sichern eines Stillstands eines
Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug durch eine Betätigung einer
Betriebsbremsanlage mittels einer von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs
bedienbaren Betätigungseinrichtung
in einen Stillstand gebracht wird. Die Erfindung betrifft ferner
eine zur Durchführung
des Verfahrens geeignete Einrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
internationale Patentanmeldung WO 2005/090134 A1 beschreibt ein
Verfahren, bei dem ein Kraftfahrzeug mittels eines Stillstandsmanagers durch
eine elektronisch gesteuerte Betätigung
der Betriebsbremsanlage automatisch im Stillstand gehalten wird,
wenn der Fahrer das Fahrzeug angehalten hat. Die Bremskraft wird
abgebaut, wenn ein Anfahr wunsch des Fahrers daran erkannt worden
ist, dass der Fahrer das Fahrpedal betätigt.
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Fahrzeuge
mit einem Automatikgetriebe können
jedoch durch das von dem Automatikgetriebe bereitgestellte Kriechmoment
angefahren werden, wobei der Fahrer das Fahrpedal nicht betätigen muss,
sondern lediglich die Bremse des Fahrzeugs gelöst zu werden braucht. Dies
ist insbesondere bei Parkvorgängen
vorteilhaft, um das Fahrzeug mit einer kleinen Geschwindigkeit zu
rangieren und wird von Fahrern oftmals genutzt, um beispielsweise
die Parkposition in einer Parklücke
zu korrigieren. Bei Fahrzeugen mit einem manuellen Getriebe kann
das Fahrzeug oftmals mit schleifender Kupplung und höchstens
einer geringen Fahrpedalbetätigung
rangiert werden. Ferner kann ein bestehendes Gefälle ausgenutzt werden, um das
Fahrzeug lediglich durch ein Lösen
der Bremse in Bewegung zu setzen. Es ist daher nachteilig, wenn
das Fahrzeug nach dem Anhalten automatisch im Stillstand gehalten
wird, und eine Fahrpedalbetätigung
zum Anfahren des Fahrzeugs vorgenommen werden muss, wie es bei dem bekannten
Verfahren vorgesehen ist.
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Darstellung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein automatisch durchgeführtes Sichern
eines Stillstands eines Kraftfahrzeugs besser an die Bedürfnisse
des Fahrers des Kraftfahrzeugs anzupassen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Patentanspruchs
10 und durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11
gelöst.
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 9 angegeben.
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Nach
der Erfindung wird ein Verfahren der eingangs genannten Art so durchgeführt, dass
- – geprüft wird,
ob ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem im Umfeld eines
Kraftfahrzeugs befindlichen Hindernis geringer als ein vorgegebener
Schwellenwert ist, und
- – nach
einem Lösen
der Betätigungseinrichtung mittels
eines Bremsenaktors eine Bremskraft in einer den Stillstand des
Kraftfahrzeugs sichernden Höhe
aufrechterhalten wird, wenn festgestellt wird, dass der Abstand
zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis den Schwellenwert unterschreitet.
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Ferner
wird eine Einrichtung zum Sichern eines Stillstands eines Kraftfahrzeugs
bereitgestellt, wobei eine Betriebsbremsanlage zur Herbeiführung des
Stillstands des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer mittels einer Betätigungseinrichtung
betätigt
werden kann. Die Einrichtung umfasst wenigstens einen Umfeldsensor
zur Erfassung von Hindernissen in einem Umfeld des Kraftfahrzeugs
sowie ein Fahrerassistenzsystem, das dazu ausgebildet ist, zu prüfen, ob ein
Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem mittels des Um feldsensors
erfassten Hindernis geringer als ein vorgegebener Schwellenwert
ist, und nach einem Lösen
der Betätigungseinrichtung
eine Bremskraft in einer den Stillstand des Kraftfahrzeugs sichernden
Höhe mittels
eines Bremsenaktors aufrecht erhalten wird, wenn festgestellt wird,
dass der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis geringer
als der Schwellenwert ist.
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Die
Erfindung geht davon aus, dass der Fahrer das Fahrzeug bei einem
Lösen der
Betätigungseinrichtung
der Betriebsbremsanlage nicht anfahren will, wenn der Abstand zwischen
dem Kraftfahrzeug und einem im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindlichen
Hindernis kleiner als ein Schwellenwert ist. In einer derartigen
Situation wird daher vorteilhaft automatisch mittels eines Bremsenaktors
eine Bremskraft in der Betriebsbremsanlage aufrechterhalten, um
das Fahrzeug im Stillstand zu halten. Insbesondere bei Parkvorgängen kann
hierdurch eine bedarfsgerechte Sicherung des Stillstands des Fahrzeugs
erreicht werden.
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Vorzugsweise
ist mit Umfeld ein vorderes und/oder hinteres Umfeld des Kraftfahrzeugs
gemeint, in das sich das Kraftfahrzeug bei einer Vorwärts- oder
Rückwärtsfahrt
bewegen kann.
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Bei
Park- oder Rangiervorgängen
wird das Fahrzeug von dem Fahrer oftmals nah an ein Hindernis herangefahren.
Um dem Fahrer zu ermöglichen, das
Fahrzeug durch ein Lösen
der Betätigungseinrichtung
der Bremsanlage anzufahren und den Ab stand zu dem Hindernis zu erhöhen, ist
es in einer Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung vorgesehen, dass die Bremskraft
nur dann aufrechterhalten wird, wenn sich das Hindernis in einer Richtung
vor dem Kraftfahrzeug befindet, die einer eingestellten Fahrstufe
eines Getriebes des Kraftfahrzeugs und/oder einem in dem Getriebe
eingelegten Gang entspricht.
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Hierdurch
wird beispielsweise erreicht, dass das Fahrzeug durch ein Lösen der
Betätigungseinrichtung
der Betriebsbremsanlage bei ausgewählter Vorwärtsfahrstufe angefahren werden
kann, um den Abstand zu einem hinter dem Fahrzeug befindlichen Hindernis
zu vergrößern. Unter
einer der eingestellten Fahrstufe oder dem ausgewählten Gang
entsprechenden Richtung wird dabei im Falle einer Vorwärtsfahrstufe
und/oder eines Vorwärtsgangs
die Vorwärtsrichtung
und im Fall einer Rückwärtsfahrstufe und/oder
eines Rückwärtsgangs
die Rückwärtsrichtung
verstanden.
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Bei
einer Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen,
dass nach dem Lösen
der Betätigungseinrichtung
mittels des Bremsenaktors die Bremskraft in der Betriebsanlage aufrechterhalten
wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die aufrechterhaltene
Bremskraft im Wesentlichen der während
des Stillstands von dem Fahrer eingestellten Bremskraft entspricht.
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Vorteilhaft
wird bei dieser Ausführungsform der
Umstand ausgenutzt, dass die von dem Fahrer während des Stillstands eingestellte
Bremskraft ausreichend groß ist,
um das Fahrzeug im Stillstand zu halten. Zur Sicherung des Stillstands
des Fahrzeugs wird diese Bremskraft daher in einfacher Weise aufrechterhalten.
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Die
von dem Fahrer während
eines Stillstands eingestellte Bremskraft ist jedoch in der Regel größer als
erforderlich, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten. Eine Ausgestaltung
des Verfahrens und der Vorrichtung zeichnet sich daher dadurch aus, dass
die aufrechtzuerhaltende Bremskraft in Abhängigkeit von einer Masse und/oder
von einem Längsneigungswinkel
des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
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In
Abhängigkeit
von der Masse und/oder dem Längsneigungswinkel
des Fahrzeugs kann dabei vorteilhaft die optimale Bremskraft zum
Halten des Fahrzeugs bestimmt werden, d.h. die Bremskraft die gerade
erforderlich ist, um das Fahrzeug sicher im Stillstand zu halten.
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Darüber hinaus
beinhaltet eine Weiterbildung der Erfindung, dass nach einem vorgegebenen Kriterium
eine elektrisch ansteuerbare Parkbremse des Kraftfahrzeugs betätigt wird
und/oder ein Signal an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben
wird.
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Mittels
der Parkbremse kann das Kraftfahrzeug vorteilhaft auch dann sicher
im Stillstand gehalten werden, wenn die Zündung des Kraftfahrzeugs abgeschaltet
ist. Insbesondere kann der Stillstand mittels der Parkbremse gesichert
werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug verlässt.
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Eine
verbundene Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung sieht
vor, dass das Kriterium erfüllt
ist, wenn eine vorgegebene Zeitspanne seit dem Lösen der Betätigungseinrichtung der Betriebsbremsanlage
abgelaufen ist.
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Hierdurch
kann die Betriebsbremsanlage bei einem längeren Stillstand des Kraftfahrzeugs
entlastet werden.
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Eine
weitere verbundene Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Kriterium erfüllt
ist, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer das Kraftfahrzeug verlässt.
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Um
dem Fahrer ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand zu ermöglichen,
sieht eine Ausführungsform
der Erfindung zudem vor, dass die aufrechterhaltene Bremskraft abgebaut
wird, wenn ein von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs gesteuerter Anfahrvorgang
erkannt wird.
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Darüber hinaus
wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Softwarecodeabschnitte
umfasst, mit denen ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art ausführbar ist,
wenn die Softwarecodeabschnitte auf einem Prozessor ausgeführt werden.
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Die
zuvor genannten und weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der
Erfindung werden auch anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, die
nachfolgend unter Bezugnahme auf die einzige Figur beschrieben werden.
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Kurze Beschreibung der Figur
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem.
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Darstellung von Ausführungsbeispielen
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In 1 sind
in einer schematischen Darstellung ausgewählte Komponenten eines vierrädrigen Fahrzeugs 100 beispielhaft
dargestellt. Das Fahrzeug 100 verfügt über eine Betriebsbremsanlage,
die in der dargestellten Ausführungsform
als eine hydraulische Betriebsbremsanlage ausgeführt ist. Von dem Fahrer kann
die Betriebsbremsanlage mittels einer Betätigungseinrichtung 102 betätigt werden,
die beispielsweise als Bremspedal 102 ausgebildet ist.
Das Bremspedal 102 ist über
einen Bremskraftverstärker 104,
mit einem Hauptzylinder 106 verbunden. Der Hauptzylinder 106 ist über Hydraulikleitungen
strömungsmäßig mit
den Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl verbunden,
die an den vier Rädern 110vr, 110vl, 110hr, 110hl des
Fahrzeugs 100 angeordnet sind. Die Hydraulikleitungen sind
zur Erhöhung
der Übersichtlichkeit
in 1 nicht dargestellt. Bei einer Betätigung des
Bremspedals 102 wird innerhalb des Hauptzylinders 106 ein
Bremsdruck innerhalb eines Bremsfluids mit tels des Bremskraftverstärkers 104 aufgebaut,
der über
die Hydraulikleitungen zu den Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl übertragen
werden kann. Die Betriebsbremsanlage verfügt ferner über einen elektronisch ansteuerbaren Betriebsbremsenaktor,
mit dem fahrerunabhängig ein
Bremsdruck in den Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl eingestellt
werden kann. In einer Ausführungsform
kann es sich bei dem Betriebsbremsenaktor um eine Hydraulikeinheit
(HCU) 112 handeln, die zwischen den Hauptzylinder 106 und
die Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl geschaltet ist.
Die Hydraulikeinheit 112 ist in einer dem Fachmann an sich
bekannten Art ausgestaltet und umfasst eine Anordnung elektrisch
schaltbarer Ventile sowie eine motorbetriebene Pumpe, zum Einstellen von
radindividuellen Bremsdrücken.
Gleichfalls kann der Bremskraftverstärker 104 als ein so
genannter aktiver Bremskraftverstärker ausgebildet sein, bei dem
ein Bremsdruck durch einen elektronisch ansteuerbaren Aktor in dem
Hauptzylinder 106 aufgebaut werden kann. In diesem Fall
kann dieser Aktor als Bremsenaktor verwendet werden, und auf die
Hydraulikeinheit 112 kann verzichtet werden.
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Neben
der Betriebsbremsanlage verfügt
das Fahrzeug 100 in einer Ausführungsform über eine elektrische Parkbremse
(EPB), die mittels eines Parkbremsenaktors 114 betätigt werden
kann. Die EPB umfasst beispielsweise Duo-Servo- oder Kombisattel-Radbremsen,
die durch den Parkbremsenaktor 114 arretiert werden, der
beispielsweise einen oder mehrere Elektromotoren oder eine an den Bremssätteln angeordnete
Hydraulik umfasst. Der Fahrer steuert die EPB vorzugsweise mittels
eines Schalters, der innerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet
ist, wobei der Parkbremsenaktor 114 die EPB aufgrund eines
mit dem Schalter gegebenen Signals arretiert. Ferner kann der Parkbremsenaktor 114 über eine
Schnittstelle fahrerunabhängig
elektronisch angesteuert werden. In einer weiteren Ausführungsform
kann die Parkbremse des Fahrzeugs 100 nur manuell von dem
Fahrer betätigt
werden, beispielsweise mittels eines Handbremshebels.
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Ein
Antriebsmotor 116 des Fahrzeugs, bei dem es sich beispielsweise
um einen Verbrennungsmotor handelt, ist über ein Getriebe 118 antriebsmäßig mit
den Antriebsrädern
des Fahrzeugs 100 verbunden. In der in 1 dargestellten
Ausführungsform
handelt es sich hierbei um die Hinterräder 108hr, 108hl des
Fahrzeugs 100. Gleichfalls kann es jedoch vorgesehen sein,
dass der Antriebsmotor 116 über das Getriebe 118 mit
den Vorderrädern 108vr, 108vl des
Fahrzeugs 100 oder mit allen Kraftfahrzeugrädern 108vr, 108vl, 108hr, 108hl verbunden
ist. Der Antriebsmotor 116 kann von dem Fahrer mittels eines
in 1 nicht dargestellten Fahrpedals gesteuert werden.
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Bei
dem Getriebe 118 handelt es sich in einer Ausführungsform
um ein einen Drehmomentwandler aufweisendes Automatikgetriebe oder
ein automatisiertes Getriebe mit einer Kupplung, die durch einen Kupplungsaktor
gesteuert wird. Mittels eines in der Figur nicht dargestellten Fahrstufenwählhebels
kann der Fahrer Fahrstufen auswählen,
die jeweils mit einem bestimmten Betriebsmodus des Getriebes 118 ver knüpft sind.
Die Fahrstufen umfassen insbesondere eine Rückwärtsfahrstufe und wenigstens
eine Vorwärtsstufe,
wobei das Getriebe 118 für eine Rückwärtsfahrt beispielsweise einen
Gang und für
eine Vorwärtsfahrt
mehrere Gänge
bereitstellt, die durch eine Getriebesteuerung angesteuert werden.
Darüber
hinaus lässt
sich das Getriebe 118 durch die Aktivierung einer Parksperre
verriegeln. Von dem Fahrer kann die Parksperre mithilfe des Fahrstufenwählhebels
aktiviert werden.
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Gleichfalls
kann es sich bei dem Getriebe 118 jedoch auch um ein Handschaltgetriebe
handeln, welches einen Rückwärtsgang
und wenigstens einen Vorwärtsgang
bereitstellt.
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Das
Fahrzeug 100 verfügt
weiterhin über eine
Umfeldsensorik. Diese umfasst an der Fahrzeugfront und um das Heck
des Fahrzeugs 100 angeordnete Abstandssensoren 120v, 120h,
die den Abstand zu Hindernissen im vorderen und hinteren Umfeld
des Fahrzeugs 100 messen. Die Sensoren sind in einer dem
Fachmann grundsätzlich
bekannten Art ausgeführt
und können
beispielsweise als Infrarot-, Radar-, Lidar-, Ultraschall und/oder
Kamerasensoren ausgestaltet sein.
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Zur
Unterstützung
des Fahrers beim Parken des Fahrzeugs 100 ist ein Fahrerassistenzsystem 122 vorgesehen,
welches signalmäßig mit
dem Betriebsbremsenaktor und gegebenenfalls mit dem Parkbremsenaktor 114 verbunden
ist, um diese Aktoren zu steuern. Vorzugsweise handelt es sich bei dem
Fahrerassistenzsystem 122 um eine Software, die Steuersignale zur
Ansteuerung der Aktoren erzeugt und auf einen Prozessor eines Steuergeräts (ECU)
ausgeführt
wird.
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In
dem Fahrerassistenzsystem 122 wird anhand eines die Fahrzeuggeschwindigkeit
repräsentierenden
Signals geprüft,
ob sich das Fahrzeug 100 im Stillstand befindet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird
beispielsweise aus den Signalen von Raddrehzahlsensoren ermittelt,
die an den Rädern 108vr, 108vl, 108hr, 108hl des
Fahrzeugs 100 angeordnet sind. Ein Stillstand des Fahrzeugs 100 wird
festgestellt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert Null genommen
hat.
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Wenn
festgestellt worden ist, dass sich das Fahrzeug 100 im
Stillstand befindet, prüft
das Fahrerassistenzsystem 122, ob an dem Getriebe 118 eine
Rückwärts- oder
Vorwärtsfahrstufe
eingestellt ist, bzw. ein Vorwärts-
oder Rückwärtsgang
eingelegt ist. Dann prüft
das Fahrerassistenzsystem 122 anhand der den Abstandssensoren 120v, 120h bereitgestellten
Abstandssignale, ob sich ein Objekt in einer der eingelegten Fahrstufe
bzw. dem eingelegten Gang entsprechenden Richtung vor dem Fahrzeug 100 befindet
und der Abstand zu diesem Objekt geringer als ein vorgegebener Schwellenwert
ist. Wenn eine Vorwärtsfahrstufe
eingestellt ist bzw. ein Vorwärtsgang
eingelegt ist, dann prüft
das Fahrerassistenzsystem 122 insbesondere anhand der Signale des
vorderen Abstandssensors 120v, ob sich im vorderen Umfeld
des Fahrzeugs 100 ein Objekt befindet, zu dem der Abstand
den Schwellenwert unterschreitet. Wenn eine Rückwärtsfahrstufe eingestellt ist
bzw. ein Rückwärtsgang
ein gelegt ist, dann prüft
das Fahrerassistenzsystem 122 insbesondere anhand der Signale
des hinteren Abstandssensors 120h, ob sich im hinteren
Umfeld des Fahrzeugs 100 ein Objekt befindet, zu dem der
Abstand den Schwellenwert unterschreitet. Der Schwellenwert liegt
in der Größenordnung
eines Abstands, in dem der Fahrer das Fahrzeug 100 während eines
Parkvorgangs typischerweise vor einem Hindernis anhält. Beispielsweise
wird als Schwellenwert ein Abstand zwischen 0,4 und 0,8 m gewählt. Wechselt
der Fahrer die Fahrstufe, was dem Fahrerassistenzsystem durch die
Getriebesteuerung oder einen Getriebesensor gemeldet werden kann,
dann wird die Prüfung
erneut durchgeführt.
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Wenn
die zuvor beschriebene Prüfung
ein positives Ergebnis erbringt, d.h. wenn sich ein Objekt in einer
der eingelegten Fahrstufe bzw. dem eingelegten Gang entsprechenden
Richtung vor dem Fahrzeug 100 befindet und der Abstand
zu diesem Objekt geringer als ein vorgegebener Schwellenwert ist,
dann wird eine Überwachungsfunktion
gestartet, welche den Bremsdruck überwacht, der von dem Fahrer
im Hauptzylinder 106 eingestellt worden ist. Wenn der Fahrer
das Bremspedal 102 löst,
dann steuert das Fahrerassistenzsystem 122 den Bremsenaktor
derart an, dass ein vorgegebener Bremsdruck in den Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl aufrecht
erhalten wird, um das Fahrzeug 100 gegen ein Anrollen zu
sichern. Zur Überwachung
des Bremsdrucks wird ein Drucksensor eingesetzt, der beispielsweise
in der Hydraulikeinheit 112 integriert sein kann, und dessen
Messsignale an das Fahrerassistenzsystem übermittelt werden.
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In
einer Ausführungsform
wird dabei der von dem Fahrer während
des Stillstands eingestellte Bremsdruck aufrechterhalten. Dies geschieht
beispielsweise dadurch, dass in der Hydraulikeinheit 112 enthaltene
Ventile, mit denen die Verbindung zwischen den Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl und
dem Hauptzylinder 106 getrennt werden kann, geschlossen
werden, wenn ein Absinken des Bremsdrucks im Hauptzylinder 106 ermittelt
worden ist. Wenn ein aktiver Bremskraftverstärker 104 verwendet
wird, wird dieser beim Absinken des Bremsdrucks angesteuert, um
den von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck im Hauptzylinder 106 aufrecht zu
erhalten.
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Der
in dieser Weise aufrechterhaltene Bremsdruck ist jedoch in der Regel
größer als
notwendig wäre,
um das Fahrzeug 100 im Stillstand zu halten. Dies könnte zu
einer Beeinträchtigung
eines nachfolgenden Anfahrvorgangs führen. Daher ist es in weiteren
Ausführungsformen
vorgesehen, dass der Bremsdruck lediglich in einer Höhe aufrechterhalten
wird, die zur Sicherung des Stillstands gerade erforderlich ist.
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In
einer Ausführungsform
wird dazu während des
Stillstands der Längsneigungswinkel
des Fahrzeugs 100 bestimmt. Zur Ermittlung des Längsneigungswinkels
wird in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise beispielsweise
ein Längsbeschleunigungssensor
verwendet, dessen Signale dem Fahrerassistenzsystem 122 zugeführt werden.
Während des
Stillstands des Fahrzeugs 100 gilt dabei für den Längsneigungswinkel α sin(α)
= aSensor/g (1)wobei aSensor die mittels des Sensors gemessene Längsbeschleunigung
und g die Erdbeschleunigung ist. Ferner wird die Masse des Fahrzeugs 100 bestimmt.
Hierzu kann grundsätzliche
jedes dem Fachmann bekannte Verfahren zur Ermittlung der Fahrzeugmasse
herangezogen werden. Aus dem Längsneigungswinkel
und der Fahrzeugmasse wird dann der zum Halten des Fahrzeugs 100 erforderliche Bremsdruck
berechnet. Der berechnete Bremsdruck entspricht dabei einer Bremskraft,
die gleich dem Betrag der auf das Fahrzeug 100 wirkenden
Hangabtriebskraft FH ist, welche durch FH = m·g·sin(α) = m·aSensor gegeben ist, wobei mit m die Fahrzeugmasse
bezeichnet ist. Der berechnete Bremsdruck wird beispielsweise aufrecht
erhalten, indem die zuvor beschriebenen, zwischen dem Hauptzylinder 106 und den
Radbremsen 108vr, 108vl, 108hr, 108hl angeordneten
Ventile der Hydraulikeinheit 112 geschlossen werden, wenn
der Bremsdruck während
des fahrerseitigen Lösens
des Bremspedals 102 den berechneten Bremsdruck erreicht.
Bei Verwendung eines aktiven Bremskraftverstärkers 104 wird dieser angesteuert,
wenn der Bremsdruck während
des Lösens
des Bremspedals 102 den berechneten Wert erreicht, um den
berechneten Bremsdruck im Hauptzylinder 106 aufrecht zu
erhalten.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann es vorgesehen sein, den zur Sicherung des Stillstands notwendigen
Bremsdruck dadurch zu bestimmen, dass ermittelt wird, bei welchem Bremsdruck
das Fahrzeug 100 anrollt. Hierzu wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
während
des fahrerseitigen Lösens des
Bremspedals 102 überwacht.
Sobald hierbei ein Anrollen des Fahrzeugs 100 festgestellt
wird, wird der zugehörige
Bremsdruck erfasst und mittels des Betriebsbremsenaktors ein Bremsdruck
eingestellt, der um einen vorgegebenen Wert größer als der erfasste Wert ist.
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Wenn
bei aktivem Bremsenaktor ein Anfahrwunsch des Fahrers erkannt wird,
dann wird der in der Betriebsbremsanlage aufrechterhaltene Bremsdruck
vorzugsweise abgebaut. Ein Anfahrwunsch wird in einer Ausführungsform
erkannt, wenn das Fahrpedal während
einer vorgegebenen Zeitdauer betätigt
worden ist oder wenn das Fahrpedal wenigstens um einen vorgegebenen
Pedalweg eingerückt wurde.
Der Betätigungszustand
des Fahrpedals wird dabei beispielsweise mittels eines Pedalwegsensors am
Fahrpedal ermittelt. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, anstelle
der Überwachung
des Betätigungszustands
des Fahrpedals oder zusätzlich
dazu zu überprüfen, ob
ein Motordrehmoment vorliegt, das ausreichend groß ist, um
ein Anfahren des Fahrzeugs
100 zu ermöglichen und/oder ob die Kupplung geschlossen
wird. Das Einkuppeln kann dabei beispielsweise mittels eines Kupplungswegsensors oder
eines Pedalwegsensors am Kupplungspedal ermittelt werden. Alternativ
einsetzbare Verfahren zum Erkennen eines Anfahrens oder Einkuppelns
sind beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 63 061 A1 beschrieben.
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Der
für den
Druckabbau verwendete Bremsdruckgradient wird vorzugsweise in Abhängigkeit
von dem Längsneigungswinkel
des Fahrzeugs 100 und der Anfahrrichtung bestimmt, die
anhand der gewählten
Fahrstufe bzw. des eingelegten Gangs ermittelt werden kann. Bei
einem Anfahren in eine Bergaufrichtung wird der Bremsdruck in der
Betriebsbremse in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung in
dem Maße
reduziert, in dem das von dem Antriebsmotor 116 des Fahrzeugs 100 zur
Verfügung
gestellte Antriebsmoment ansteigt. Dabei werden in einer Kräftebilanz
die Hangabtriebskraft und die sich durch das von dem Antriebsmotor 116 bereitgestellte
Motordrehmoment ergebende Antriebskraft verglichen. Der Bremsdruck
wird dann so berechnet, dass die Bremskraft die Differenz zwischen
der Hangabtriebskraft und der Antriebskraft ausgleicht. Falls die
Antriebskraft genauso groß wie
die Hangabtriebskraft oder größer als
diese ist, wird der Bremsdruck in der Betriebsbremse auf den Wert
Null reduziert. Bei einem Anfahren in Bergabrichtung wir vorzugsweise ein
vorgegebener Bremsdruckgradient für den Abbau des Bremsdrucks
eingestellt.
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Darüber hinaus
ist es vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem 122 während des
Stillstands des Fahrzeugs 100 die EPB betätigt, wenn
eine von mehreren vorgegebenen Bedingungen erfüllt ist. Bei Betätigung der
EPB wird diese mit einer vorgegebenen Maximalkraft bzw. einem vorgegebenen
Maximaldruck angezogen. In einer Ausführungsform wird die EPB betätigt, wenn
die Zeitdauer, während
der sich das Fahrzeug 100 im Stillstand befindet, einen vorgegebenen
Schwellen wert überschreitet,
und wenn der Fahrzeugführer
das Bremspedal 102 nicht betätigt. Ferner erfolgt eine Betätigung der
EPB, wenn der Fahrer das Fahrzeug 100 verlässt. Dabei wird
vorzugsweise ein am Fahrersitz des Fahrzeugs 100 angeordneter
Sitzbelegungssensor eingesetzt und das Verlassen des Fahrzeugs 100 festgestellt, wenn
der Sitzbelegungssensor meldet, dass der Fahrersitz verlassen worden
ist. Vorzugsweise wird die EPB zudem betätigt, wenn die Zündung des
Fahrzeugs 100 ausgeschaltet wird. Hierfür ist ein Nachlauf vorgesehen,
bei dem das Steuergerät
nicht mit Abschalten der Zündung
ausgeschaltet wird, sondern über
eine Abschaltfunktion verfügt,
die das Steuergerät
erst nach Betätigung
der EPB von der Stromversorgung trennt. Zudem wird die EPB auch dann
aktiviert, wenn ein Fehler innerhalb der Betriebsbremsanlage festgestellt
wird, so dass das Fahrzeug 100 sicher im Stillstand gehalten
wird. Ein derartiger Fehler kann beispielsweise vorliegen, wenn
ein Druckabfall in der Betriebsbremsanlage oder eine Überhitzung
der Hydraulikeinheit 214 festgestellt wird.
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Nachdem
die EPB betätigt
worden ist, wird der Bremsdruck in der Betriebsbremsanlage durch das
Steuergerät
gesteuert auf den Wert Null abgebaut. Für den Abbau des Bremsdrucks
stellt das Steuergerät
beispielsweise einen vorgegebenen Bremsdruckabbaugradienten mithilfe
des Bremsenaktors ein. Wenn die EPB aufgrund eines Abschaltens der
Zündung
aktiviert wurde, dann wird der Bremsdruck während der Nachlaufzeit abgebaut,
bevor die Hydraulikeinheit 112 abgeschaltet wird.
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Wenn
das Fahrzeug 100 nicht über
eine EPB, sondern stattdessen über
eine manuell bedienbare Parkbremse verfügt, dann wird anstelle der
Betätigung
der EPB ein Warnsignal an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben.
Hierbei kann es sich um ein akustisches und/oder optisches Signal
handeln, das im Innenraum des Fahrzeugs 100 ausgegeben wird.
Das Warnsignal kann mit einem Hinweis verknüpft sein, dass die Parkbremse
zu betätigen
ist, um den Stillstand des Fahrzeugs 100 sicherzustellen. Der
Bremsdruck in der Betriebsbremsanlage wird dabei auch nach Abgabe
des Warnsignals aufrechterhalten, damit sich das Fahrzeug 100 nicht
selbsttätig in
Bewegung setzt.
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Wenn
das Fahrzeug 100 über
ein Automatikgetriebe verfügt,
welches eine fahrerunabhängige Veränderung
der Fahrstufe zulässt,
ist in einer Ausführungsform
vorgesehen, dass zusätzlich
zu der Betätigung
der EPB bzw. zur Ausgabe des Warnsignals eine Parksperre des Getriebes 118 aktiviert
wird.
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Das
Fahrerassistenzsystem 122 steuert die Bremsanlagen des
Fahrzeugs 100 damit so, dass das Fahrzeug 100 sicher
und bequem für
den Fahrer vor einem Hindernis im Stillstand gehalten wird. Falls das
Fahrzeug 100 über
eine EPB und/oder eine mittels des Fahrerassistenzsystems 122 aktivierbare Parksperre
verfügt,
wird das Fahrzeug 100 durch das Fahrerassistenzsystem 122 zudem
in einen Parkzustand gebracht, ohne dass der Fahrer eingreifen muss.
Der Einsatz des Fahrerassistenzsystems 122 führt damit
zu einer Komfortverbesserung bei Parkvorgängen, bei denen der Fahrer
das Fahrzeug 100 vor einem Hindernis abstellt.
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Das
Fahrerassistenzsystem 122 kann in einem Fahrzeug 100 als
ein eigenständiges
System betrieben werden. Hierbei wird es zur Sicherung des Stillstands
des Fahrzeugs 100 bei Parkvorgängen genutzt, die von dem Fahrer
gesteuert werden. Darüber
hinaus kann das Fahrerassistenzsystem 122 auch Bestandteil
eines Systems sein, welches den Fahrer bei der Durchführung eines
Rangiervorgangs, insbesondere eines Parkvorgangs unterstützt. Derartige
Systeme sind unter der Bezeichnung Parkhilfe oder Parkassistent
bekannt und unterstützen
den Fahrer während
eines Parkvorgangs bei der Längs- und/oder
Querführung
des Fahrzeugs.
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So
kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 100 zusätzlich zu
dem zuvor beschriebenen Fahrerassistenzsystem 122 über einen Parkassistenten
verfügt,
mit dem das Fahrzeug 100 ausgehend von einer Ausgangsposition
in eine im Umfeld des Fahrzeugs 100 befindliche Parklücke rangiert
wird. Die Ausgangsposition befindet sich in der Nähe der Parklücke und
wird von dem Fahrer angefahren. Dabei kann es vorgesehen sein, dass
der Parkassistent zuvor eine geeignete Parklücke zwischen dem am seitlichen
Fahrbahnrand befindlichen Objekten ermittelt, bei denen es sich
in der Regel um geparkte Fahrzeuge handelt. Hierzu umfasst das Fahrzeug 100 neben
den zuvor bereits beschriebenen Abstandssensoren 120v, 120h beispielsweise weitere
Abstands sensoren, welche Objekte im seitlichen Umfeld des Fahrzeugs 100 erfassen.
Die Signale dieser Sensoren werden von dem Parkassistenten ausgewertet,
während
sich das Fahrzeug 100 durch den Fahrer gesteuert bewegt.
Wenn eine geeignete Parklücke
ermittelt worden ist, wird dies dem Fahrer durch ein akustisches
und/oder optisches Signal signalisiert, so dass der Fahrer das Fahrzeug 100 aufgrund
des Signals nach der Vorbeifahrt an der ermittelten Parklücke in der
Ausgangsposition für den
Parkvorgang in den Stillstand bringen kann. Vorzugsweise wird das
Fahrzeug 100 rückwärts in die Parklücke rangiert,
so dass sich die Parklücke
hinter dem in der Ausgangsposition befindlichen Fahrzeug 100 befindet.
Gleichfalls kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 100 vorwärts in die Parklücke eingefahren
wird. In diesem Fall befindet sich die Parklücke vor dem Fahrzeug, wenn
sich dieses in der Ausgangsposition befindet. Die Richtung, in der
das Fahrzeug 100 bewegt wird, um in die Parklücke zu rangieren,
wird im Folgenden auch als Parkrichtung bezeichnet.
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In
der Ausgangsposition wird das Fahrzeug 100 zunächst durch
eine Bremsenbetätigung
des Fahrers im Stillstand gehalten. Wenn sich das Fahrzeug 100 in
der Ausgangsposition befindet, prüft der Parkassistent, ob der
Fahrer eine der vorgesehenen Fahrtrichtung entsprechende Fahrstufe
eingestellt hat. Soll das Fahrzeug 100 rückwärts eingeparkt
werden, prüft
der Parkassistent somit, ob die Rückwärtsfahrstufe eingestellt ist.
Ist ein Einparken in Vorwärtsrichtung
vorgesehen, prüft
der Parkassistent, ob eine Vor wärtsfahrstufe
eingestellt ist. Wenn der Parkassistent die korrekte Fahrstufe erkannt
hat, wird der Parkvorgang begonnen, nachdem der Fahrer das Bremspedal 102 gelöst hat.
Dies kann beispielsweise anhand eines Abfalls des Bremsdrucks im
Hauptzylinder 106 erkannt werden, der mittels Drucksensors erfasst
wird. Das Fahrzeug 100 bewegt sich dann selbsttätig in die
Parklücke,
bis eine Endposition erreicht ist. An der Endposition wird das Fahrzeug 100 von
dem Fahrer durch eine Betätigung
der Betriebsbremse angehalten. Hierzu wird der Fahrer durch optische
und/oder akustische Signale über
den Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und einem die Parklücke in Fahrtrichtung
begrenzenden Objekt informiert, das mittels der Abstandssensoren 129v, 120h ermittelt
wird. Nach Maßgabe
dieses Abstands und durch eine Bewertung der Position des Fahrzeugs 100 in der
Parklücke
kann der Fahrer entscheiden, dass die Endposition erreicht ist,
und das Fahrzeug 100 anhalten.
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Die
Bahn, auf der das Fahrzeug 100 in die Parklücke rangiert
wird, wird von dem Parkassistenten berechnet. Vorzugsweise werden
hierzu insbesondere die relative Lage des in der Ausgangsposition
befindlichen Fahrzeugs 100 in Bezug auf die Parklücke sowie
die Größe der Parklücke herangezogen. Die
Querführung
des Fahrzeugs 100 während
des Parkvorgangs wird in einer Ausführung von dem Parkassistenten
vorgenommen. Hierzu verfügt
der Parkassistent über
einen Bahnfolgeregler, der in Abhängigkeit von der Position des
Fahrzeugs, Steuersignale zur Ansteuerung eines Lenkungsaktors erzeugt, mit
dem der Radeinschlagswinkel der lenkbaren Rä der des Fahrzeugs 100 fahrerunabhängig verändert werden
kann. Bei den lenkbaren Rädern
handelt es sich beispielsweise um die Vorderräder 108vr, 108vl des
Fahrzeugs. Die Steuersignale werden an den Lenkungsaktor übermittelt,
der nach Maßgabe
der Steuersignale den Radeinschlagswinkel der Vorderräder 108vr, 108vl einstellt.
Einsetzbare Bahnfolgeregler sind dem Fachmann an sich bekannt und
werden daher hier nicht weiter erläutert. Der Lenkungsaktor kann
beispielsweise als eine dem Fachmann an sich bekannte Überlagerungslenkung
ausgeführt sein.
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Die
Längsführung des
Fahrzeugs 100 kann gleichfalls von einem Modul des Parkassistenten
vorgenommen werden, das hierzu über
eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung verfügt. Die Geschwindigkeitsregeleinrichtung
wird nach dem fahrerseitigen Lösen
der Bremse aktiviert, und hält
das Fahrzeug 100 auf einer vorgegebenen Soll-Rangiergeschwindigkeit.
Dabei werden in Abhängigkeit
von einer Abweichung zwischen der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Soll-Rangiergeschwindigkeit Steuersignale zur Ansteuerung
des Antriebsmotors 116 oder des Betriebsbremsenaktors erzeugt,
um das Fahrzeug 100 auch an einem Gefälle auf der Soll-Rangiergeschwindigkeit
zu halten.
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Um
das Fahrzeug 100 beim Erreichen einer Parkposition abzubremsen
und in den Stillstand zu bringen, prüft der Parkassistent anhand
der von der Umfeldsensorik gelieferten Abstandssignale, ob das Fahrzeug 100 die
Parkposition erreicht hat. Das Erreichen der Parkposition kann beispiels weise
festgestellt werden, wenn ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und
einem in Rangierrichtung vor dem Fahrzeug 100 befindlichen
Hindernis einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Wenn
festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug 100 der Endposition
nähert,
wird die Fahrzeuggeschwindigkeit durch eine Rücknahme eines gegebenenfalls
von dem Antriebsmotor 116 angeforderten Antriebsmoments und/oder
durch eine mittels des Bremsenaktors durchgeführte Erhöhung des Bremsdrucks in der
Betriebsbremsanlage verringert und das Fahrzeug 100 durch
eine weitere Erhöhung
des Bremsdrucks in den Stillstand gebracht. Gleichfalls kann es
vorgesehen sein, dass der Fahrer das Fahrzeug 100 durch eine
Betätigung
des Bremspedals 102 in den Stillstand bringt, wenn die
Endposition erreicht ist. Die von der Umfeldsensorik erfassten Abstandssignale können dabei
in akustischer und/oder optischer Form ausgegeben und von dem Fahrer
zur Bewertung der Position des Fahrzeugs 100 in der Parklücke und
zur Bestimmung der Parkposition herangezogen werden. Somit kann
der Fahrer das Fahrzeug 100 durch eine Betätigung des
Bremspedals 102 in den Stillstand bringen, wenn ein Abstand
zu einem in Rangierrichtung vor dem Fahrzeug 100 befindlichen
Hindernis einen bestimmten Wert erreicht hat.
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Das
zuvor beschriebene Fahrerassistenzsystem 122 zur Sicherung
des Stillstands des Fahrzeugs 100 wird von dem Parkassistenten
vorzugsweise aktiviert, sobald das Fahrzeug 100 in der
Parkposition in den Stillstand gebracht worden ist.
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Auf
diese Weise wird das Fahrzeug 100 nach Beendigung des Parkvorgangs
automatisch geparkt.