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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung der Bremsanlage
eines Fahrzeugs, welches sich im Stillstand befindet, nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Bekannt
sind so genannte Hillholder-Funktionen, die zur Anfahrunterstützung
insbesondere an Steigungen eingesetzt werden, um beim Anfahren ein
Zurückrollen des Fahrzeuges zu verhindern. Eine derartige
Hillholder-Funktion wird beispielsweise in der
DE 199 50 034 A1 beschrieben.
Bei der Hillholder-Funktion wird eine zusätzliche Bremskraft
bis zum Erreichen einer charakteristischen Haltekraft erzeugt, um
den Stillstand des Fahrzeuges auch im Falle einer geringen Bremspedalbetätigung
durch den Fahrer sicherzustellen. Nach dem Lösen des Bremspedals
wird die Bremskraft für einen definierten, kurzen Zeitraum
aufrechterhalten, so dass das Anfahren mit noch anhaltendem Bremsdruck
durchgeführt werden kann und ein Zurückrollen
des Fahrzeugs verhindert wird.
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Diese
Vorgehensweise hat zwar den Vorteil, dass das Fahrzeug auch an Steigungen
ohne Zurückrollen in Bewegung gesetzt werden kann. Allerdings
wird an der gleichen Achse, an der die Fahrzeugräder gebremst
werden, ein Antriebsmoment aufgebracht, das demzufolge gegen das
Bremsmoment arbeiten muss. Um den Verschleiß von Antriebsstrang-
und Bremsbauteilen so gering wie möglich zu halten, ist
es daher erforderlich, den Bremsdruck nach dem Anfahren rasch abzubauen.
Der Abbau des Bremsdrucks darf aber nicht zu rasch erfolgen, da
sonst die Wirkung der Hillholder-Funktion nicht in ausreichendem
Maße gewährleistet ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Maßnahmen
ein Verfahren zur Einstellung der Bremsanlage eines Fahrzeugs im
Stillstand anzugeben, bei dem die Abnutzung von Fahrzeugteilen verringert
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Gemäß eines
ersten Aspektes der Erfindung wird ein Verfahren zur Einstellung
der Bremsanlage eines Fahrzeugs im Stillstand bereitgestellt, bei
dem bei Vorliegen einer Aktivierungsbedingung an wenigstens einem
Rad des Fahrzeugs eine Bremskraft gehalten wird. Um sicherzustellen,
dass beim Anfahren kein Antriebsmoment gegen die Bremskraft eines Rades
erzeugt wird, wirkt die Bremskraft ausschließlich auf ein
bzw. zwei nicht-angetriebene Räder des Fahrzeuges. Dadurch
ist sichergestellt, dass das Antriebsmoment und die Bremskraft an
unterschiedlichen Rädern bzw. Achsen wirksam sind. Im Falle
eines heckgetriebenen Fahrzeuges wird die Bremskraft auf die Fahrzeugbremse
eines der beiden Vorderräder oder an beiden Vorderrädern
aufgebracht, nicht jedoch an den Fahrzeugbremsen der Hinterräder.
Im Falle eines frontgetriebenen Fahrzeuges verhält es sich
umgekehrt, es werden also nur ein oder beide Hinterräder
abgebremst, nicht jedoch die Vorderräder. Das genannte
Verfahren eignet sich somit für einachsig angetriebene
Fahrzeuge.
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Da
kein Bremsmoment an dem angetriebenen Rad anliegt, erfolgt das Anfahren
mit geringerem Verschleiß als dies im Stand der Technik
der Fall ist. Zeitgleich mit dem Anfahren wird der Druck in der Fahrzeugbremse
abgebaut, dieser Druckabbau erfolgt üblicherweise aber
nicht schlagartig, sondern mit einer gewissen Verzögerung,
was auf Grund der Achsverteilung von angetriebenen und gebremsten Rädern
zu keinem bzw. zu einem geringeren Verschleiß führt.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung bezieht sich das Verfahren zur Einstellung
der Bremsanlage auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches sich
im Stillstand befindet, wobei im Falle des Vorliegens einer Aktivierungsbedingung
an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs eine Bremskraft gehalten,
also aufrecht erhalten bzw. aufgebaut wird. Die Bremskraft wirkt
ausschließlich auf mindestens ein Rad an derjenigen Achse
des Fahrzeugs, an der aktuell ein geringeres Antriebsmoment anliegt.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das höhere Antriebsmoment
auf die Achse mit nichtgebremsten Fahrzeugrädern wirkt
und dass zugleich das kleinere Antriebsmoment an der Achse mit den
gebremsten Rädern wirksam wird, was zu einer höheren
Effizienz und einem geringeren Verschleiß führt.
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Gemäß noch
eines Aspektes der Erfindung, der sich auf vierradgetriebene Fahrzeuge
bezieht, wirkt die Bremskraft im Stillstand des Fahrzeuges bzw.
bei Vorliegen einer Aktivierungsbedingung ausschließlich
an der Fahrzeugbremse an einer Achse des Fahrzeugs, also entweder
nur an der Hinterachse oder nur an der Vorderachse, wobei die Entscheidung über
die Achse mit den gebremsten Fahrzeugrädern vorab getroffen
werden kann, so dass bei vierradgetriebenen Fahrzeugen immer zur
Realisierung der Hillholder-Funktion die gleichen Fahrzeugbremsen
entweder nur an der Vorderachse oder nur an der Hinterachse betätigt
werden. Im Falle einer festen Antriebsmomentenverteilung zwischen
Vorder- und Hinterachse werden zweckmäßigerweise
die Fahrzeugräder an der Achse mit geringerem Antriebsmoment
zur Realisierung der Hillholder-Funktion gebremst. Dessen ungeachtet
kann es aber auch zweckmäßig sein, beispielsweise
generell die Räder an der Vorderachse abzubremsen, da bei
einer Position des Fahrzeuges an einer Steigung dem Antriebsmoment
an der Hinterachse eine höhere Bedeutung zukommt. Möglich
ist aber auch ein ausschließliches Bremsen der Räder
an der Hinterachse.
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Als
Aktivierungsbedingung für die Hillholder-Funktion wird
zweckmäßigerweise neben dem Fahrzeugstillstand
die Betätigung der Fahrzeugbremse durch den Fahrer vorausgesetzt.
Nur in diesem Fall soll die Abbremsung des betreffenden Fahrzeugrades
bzw. der Fahrzeugräder vorteilhafterweise unabhängig
von der Höhe der Bremspedalbetätigung erfolgen,
so dass also selbsttätig ein zusätzlicher Bremsdruck
bis zum Erreichen einer charakteristischen Haltekraft bzw. eines
charakteristischen Bremsdruckes erzeugt wird, die bzw. der ausreichend
ist, um das Fahrzeug an der Steigung im Stillstand zu halten. Vorteilhafterweise
wird hierzu die Höhe der charakteristischen Haltekraft
bzw. des charakteristischen Bremsdruckes situationsbezogen bestimmt,
so dass die Höhe der Haltkraft bzw. des Bremsdrucks beispielsweise
von dem Steigungswinkel der Fahrbahn abhängt.
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Zum
Beenden der Haltefunktion können verschiedene Bedingungen
formuliert werden, die alternativ oder kumulativ erfüllt
sein müssen. Beispielsweise wird die Bremshaltekraft nur
für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten und nach
Ablauf dieser Zeitdauer bis auf Null abgebaut.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung ein Kraftfahrzeug, an dessen Rädern
Radbremseinrichtungen angeordnet sind, die über ein Regel-
bzw. Steuergerät eingestellt werden,
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2 ein
Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur Durchführung
des Verfahrens zur Einstellung der Bremsanlage des Fahrzeugs im
Stillstand.
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Das
in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 weist
an jedem Fahrzeugrad jeweils eine Radbremse 2, 3, 4 und 5 auf,
wobei die Radbremsen über ein Hydraulikaggregat 10 mit
Bremsdruck versorgt werden. Die Einstellung der Radbremsen 2 bis 5 erfolgt über ein
Regel- bzw. Steuergerät 6, das Informationen über
den aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges 1 über
Raddrehzahlsensoren 7, einen Giergeschwindigkeits-/Beschleunigungssensor 8 und
einen Lenkradwinkelsensor 9 bezieht. Die Einstellung der Bremskraft
bzw. des Bremsdrucks in jeder Radbremse 2 bis 5 kann
radindividuell erfolgen.
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Zur
Realisierung einer so genannten Hillholder-Funktion, welche das
Anfahren an einer Steigung erleichtern soll, werden jeweils nur
die Radbremsen einer Achse betätigt, also entweder nur
die Radbremsen 2 und 3 an den Rädern
der Vorderachse 11 oder nur die Radbremsen 4 und 5 an
der Hinterachse 12, wobei die Radbremsen der jeweils anderen
Achse nicht betätigt werden und damit keine Bremskraft ausüben.
Im Falle eines einachsig angetriebenen Kraftfahrzeuges 1 werden
nur die Radbremsen der nichtangetriebenen Fahrzeugachse 11 bzw. 12 betätigt,
wohingegen die Radbremsen an der angetriebenen Fahrzeugachse keine
Bremskraft erzeugen.
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Im
Falle eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeuges 1 werden
ebenfalls nur die Radbremsen an einer einzigen Fahrzeugachse 11 bzw. 12 zur
Realisierung der Hillholder-Funktion betätigt. Hierbei
ist es sowohl möglich, eine Achse fest vorzugeben, deren Radbremsen
für die Hillholder-Funktion betätigt werden, als
auch die Entscheidung situationsbezogen durchzuführen,
beispielsweise dergestalt, dass nur die Radbremsen derjenigen Achse
betätigt werden, an der aktuell das kleinere Antriebsmoment
anliegt, wohingegen die Radbremsen an der Achse mit größerem
Antriebsmoment nicht betätigt werden.
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2 zeigt
ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Durchführung des Verfahrens
zur Einstellung der Bremsanlage. Zunächst wird im ersten
Verfahrensschritt V1 abgefragt, ob das Fahrzeug sich im Stillstand
befindet. Dies der Fall, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vx gleich Null ist, woraufhin der ja-Verzweigung
folgend zum nächsten Verfahrensschritt fortgefahren wird.
Ist dagegen die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht gleich Null, befindet
sich das Fahrzeug nicht im Stillstand und eine Aktivierung der Hillholder-Funktion
kommt nicht in Betracht; in diesem Fall wird der nein-Verzweigung
folgend wieder zum Beginn des Verfahrens zurückgekehrt
und es wird in zyklischen Abständen ein neuer Start des
Verfahrens durchgeführt.
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Bei
Stillstand des Fahrzeuges erfolgt im nächsten Verfahrensschritt
V2 die Abfrage, ob der Fahrer das Bremspedal betätigt,
was ebenfalls eine Aktivierungsvoraussetzung ist. Hierzu wird abgefragt,
ob der vom Fahrer erzeugte Bremsdruck pBr,F größer
als eine Aktivierungsschwelle ist, vorteilhaft größer
als Null ist. Ist dies nicht der Fall, wird der nein-Verzweigung
folgend wieder zum Beginn des Verfahrens zurückgekehrt.
Andernfalls liegt eine Bremspedalbetätigung durch den Fahrer
vor und es wird der ja-Verzweigung folgend zum nächsten
Verfahrensschritt V3 vorangeschritten.
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Im
Verfahrensschritt V3 erfolgt eine Abfrage, ob der aktuelle Bremsdruck
pBr im Bremssystem den charakteristischen
Bremsdruck pBr,ch erreicht hat, welcher
entweder eine feste Größe darstellen kann oder situationsabhängig
ermittelt wird, insbesondere in Abhängigkeit vom Winkel
der Steigung, an der das Fahrzeug steht. Der charakteristische Bremsdruck pBr,ch stellt sicher, dass das Fahrzeug an
der Steigung im Stillstand gehalten wird.
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Ergibt
die Abfrage aus Verfahrensschritt V3, dass der Bremsdruck pBr im System den charakteristischen Bremsdruck
pBr,ch noch nicht erreicht hat, bedeutet
dies, dass die Bremspedalbetätigung durch den Fahrer nicht
ausreicht für die Einstellung des charakteristischen Bremsdruckes
pBr,ch. In diesem Fall wird der nein-Verzweigung
folgend zum Verfahrensschritt 4 fortgefahren und im Bremssystem selbsttätig
der Bremsdruck pBr bis zum Erreichen des charakteristischen
Bremsdruckes pBr,ch erhöht. Anschließend
wird zum nächsten Verfahrensschritt V5 fortgefahren, der
im Falle der ja-Verzweigung bei der Abfrage nach Verfahrensschritt
V3 unmittelbar angesteuert wird, da in diesem Fall bereits durch
die Betätigung des Bremspedals durch den Fahrer der charakteristische
Bremsdruck pBr,ch erreicht worden ist.
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Im
Verfahrensschritt V5 erfolgt die Ansteuerung der jeweiligen Radbremsen
Brij im Kraftfahrzeug, wobei der Index i
die Vorderachse bzw. die Hinterachse und der Index j die Position
im linken oder rechten Seitenbereich bezeichnet. Es werden nur die Radbremsen
an einer einzigen Fahrzeugachse betätigt, wobei je nach
Fahrzeugtyp und fahrzeugindividueller Implementierung der Hillholder-Funktion
entweder nur die Radbremsen an der Vorderachse oder nur die Radbremsen
an der Hinterachse betätigt werden und die Radbremsen an
der jeweils anderen Achse jeweils nicht beaufschlagt werden.
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Nach
Beendigung der Hillholder-Funktion wird wieder zum Verfahrensanfang
zurückgekehrt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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