DE102009045759B4

DE102009045759B4 - Method for controlling a braking system of a vehicle

Info

Publication number: DE102009045759B4
Application number: DE102009045759.3A
Authority: DE
Inventors: Robin Clemens
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2024-01-18
Anticipated expiration: 2029-10-17
Also published as: DE102009045759A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, wobei in wenigstens einem ersten Betriebszustand eine Bremskraft an wenigsten einem Rad des Fahrzeugs unabhängig von der Betätigung einer Betätigungseinrichtung gehalten wird und wobei die Bremskraft nach Vorliegen eines zweiten Betriebszustandes abgebaut wird dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft in mindestens zwei Verfahrensschritten mit unterschiedlichen Abbaugeschwindigkeiten abgebaut wird, wobei in dem ersten Verfahrensschritt die Bremskraft mit einer hohen Abbaugeschwindigkeit bis zu einer oberhalb der erforderlichen Halte-Bremskraft liegenden sicheren Halte-Bremskraft, bei der sich das Fahrzeug in einem Stillstands-Betriebszustand befindet, abgebaut wird.Method for controlling a brake system of a vehicle, wherein in at least a first operating state a braking force is maintained on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of an actuating device and wherein the braking force is reduced after the existence of a second operating state, characterized in that the braking force in at least two Method steps are reduced with different reduction rates, wherein in the first method step the braking force is reduced at a high reduction rate up to a safe holding braking force above the required holding braking force, at which the vehicle is in a standstill operating state.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, wobei in wenigstens einem ersten Betriebszustand eine Bremskraft an wenigsten einem Rad des Fahrzeugs unabhängig von der Betätigung einer Betätigungseinrichtung gehalten wird und wobei die Bremskraft nach Vorliegen eines zweiten Betriebszustandes abgebaut wird.The invention relates to a method for controlling a brake system of a vehicle, wherein in at least a first operating state a braking force is maintained on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of an actuating device and wherein the braking force is reduced after the existence of a second operating state.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Verhindern, dass ein Fahrzeug bei einem Anfahrvorgang in eine der Anfahrrichtung entgegengesetzte Richtung rollt, wobei während des ersten Betriebszustands, bei dem sich das Fahrzeug in einem Stillstandzustand befindet, die Bremsanlage des Fahrzeugs so gesteuert wird, dass eine Bremskraft an wenigstens einer Radbremse aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird.The invention relates in particular to a method for preventing a vehicle from rolling in a direction opposite to the starting direction during a starting process, wherein during the first operating state in which the vehicle is in a standstill state, the braking system of the vehicle is controlled in such a way that a braking force is built up and/or maintained on at least one wheel brake.

Die Erfindung betrifft ferner eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.The invention further relates to a device suitable for carrying out the method.

Unter der Bezeichnung Hillholder oder der im Folgenden verwendeten Bezeichnung Hill Start Assist (HSA) sind Anfahrhilfen bekannt, bei denen der Fahrer eines Fahrzeugs anhand eines Verfahrens der eingangs genannten Art bei einem Anfahrvorgang an einer Steigung unterstützt wird. Üblicherweise ist dabei vorgesehen, dass eine Betriebsbremsanlage des Fahrzeugs mit einer Energieversorgungseinheit ausgestattet ist, mittels welcher automatisch ein bestimmter Bremsdruck bzw. eine Bremskraft in einer oder mehreren Radbremsen des Fahrzeugs aufgebaut oder ein von dem Fahrer in einer oder mehreren Radbremsen eingestellter Bremsdruck solange aufrechterhalten wird, bis ein Losrollen des Fahrzeugs festgestellt wird. Ein Losrollen oder Anrollen wird nach einer vorgegebenen Zeitdauer automatisch von der HSA-Funktion ausgelöst, da aus Sicherheitsgründen das Fahrzeug nur für diese vorgegebene Zeitdauer mit der Betriebsbremse an einem Hang gehalten werden darf. Die Lösevorgänge werden dabei nicht durch eine Handlung des Fahrers ausgelöst. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass während des Stillstands eine Bremskraft mittels einer fremdsteuerbaren Feststellbremseinrichtung erzeugt wird, welche während des Anfahrvorgangs gelöst wird.Under the name Hillholder or the name Hill Start Assist (HSA) used below, starting aids are known in which the driver of a vehicle is supported when starting off on an incline using a method of the type mentioned at the beginning. It is usually provided that a service brake system of the vehicle is equipped with an energy supply unit, by means of which a certain brake pressure or a braking force is automatically built up in one or more wheel brakes of the vehicle or a brake pressure set by the driver in one or more wheel brakes is maintained as long as until the vehicle starts rolling. Rolling away or starting rolling is automatically triggered by the HSA function after a predetermined period of time, since for safety reasons the vehicle may only be held on a slope with the service brake for this predetermined period of time. The release processes are not triggered by an action by the driver. Alternatively, it can be provided that a braking force is generated during standstill by means of an externally controllable parking brake device, which is released during the starting process.

Bisherige HSA-Funktionen bauen bei einem Fahrzeug, das durch ein Bremssystem auf geneigtem Untergrund festgehalten wird, die Bremskraft mit einer Rampe mit konstantem Gradienten linear ab. Zu einem bekannten Zeitpunkt t-1 (1) beginnt die Steuerung der Bremsanlage damit, die Bremskraft mit dem Ziel des vollständigen Abbaus zu verringern. Zu einem vorher nicht bekannten Zeitpunkt wird die Bremskraft soweit abgebaut sein, dass die Hangabtriebskraft das Fahrzeug hangabwärts beschleunigt. Bei erkannter Fahrzeugbewegung wird die Abbaurampe nicht angehalten.Previous HSA functions reduce the braking force linearly with a ramp with a constant gradient in a vehicle that is held on an inclined surface by a braking system. At a known time t-1 ( 1 ), the brake system control begins to reduce the braking force with the aim of completely reducing it. At a previously unknown point in time, the braking force will be reduced to such an extent that the downhill force accelerates the vehicle downhill. If vehicle movement is detected, the dismantling ramp is not stopped.

Aus der DE 102 48 813 A1 ist ein Verfahren für die Steuerung einer Rollsperre für ein Fahrzeug bekannt, bei dem das Fahrzeug durch automatisches Einsteuern eines Solldrucks im Stillstand gehalten wird. Zur Deaktivierung der Rollsperre beim Anfahren bleibt der Solldruck nur solange erhalten bis das Fahrpedal über eine zweite Schwelle betätigt wird und wird dann automatisch abgebaut.From the DE 102 48 813 A1 a method for controlling a roll lock for a vehicle is known, in which the vehicle is kept at a standstill by automatically controlling a target pressure. To deactivate the rolling lock when starting off, the target pressure is only maintained until the accelerator pedal is pressed above a second threshold and is then automatically reduced.

Aus der DE 101 54 633 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Vermeidung eines unabsichtlichen Rollens eines Fahrzeugs bekannt. Übersteigt die Bremspedalrücknahmegeschwindigkeit eine Schwelle so erfolgt ein Abbau des Bremsdrucks gegenüber der aktuellen Bremspedalstellung zeitverzögert.From the DE 101 54 633 A1 Another method for preventing a vehicle from rolling unintentionally is known. If the brake pedal release speed exceeds a threshold, the brake pressure is reduced with a time delay compared to the current brake pedal position.

Die DE 101 51 846 A1 offenbart ein Verfahren zum Verhindern eines unbeabsichtigten Wegrollens, bei dem das Fahrzeug durch die Radbremseinrichtung automatisch im Stillstand gehalten wird. Durch eine erneute Betätigung des Bremspedals oder des Fahrpedals ist der Haltemodus deaktivierbar.The DE 101 51 846 A1 discloses a method for preventing unintentional rolling, in which the vehicle is automatically held at a standstill by the wheel braking device. The hold mode can be deactivated by pressing the brake pedal or accelerator pedal again.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die sicherstellen, dass die aktivierte Anfahrunterstützung am Berg nicht zu einem unkontrollierten Fahrzeugverhalten beiträgt.The invention is therefore based on the object of providing a method and a device which ensure that the activated hill start support does not contribute to uncontrolled vehicle behavior.

Dabei soll das Fahrzeug sich frühestens zum Zeitpunk t-1 und spätestens nach t-3 für den Fahrer spürbar in Bewegung setzen. Ferner soll das Fahrzeug sich komfortgerecht in Bewegung setzen. Insbesondere soll die Beschleunigung des Fahrzeugs beim Rückrollen so weit wie möglich nach oben begrenzt sein.The vehicle should start moving noticeably for the driver at the earliest at time t-1 and at the latest after t-3. Furthermore, the vehicle should move comfortably. In particular, the acceleration of the vehicle when rolling back should be limited as much as possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, this object is achieved by a method with the features of patent claim 1 and by a device with the features of patent claim 10. Appropriate further developments of the method and the device are the subject of the subclaims.

Das Verfahren zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs sieht vor, dass bei wenigstens einem ersten Betriebszustand Bremskraft an wenigsten einem Rad des Fahrzeugs unabhängig von der Betätigung einer Betätigungseinrichtung gehalten wird. Liegt ein zweiter Betriebszustand, nämlich ein nicht durch den Fahrer selbst angeforderter Bremskraftabbau vor, wird die Bremskraft abgebaut bzw. die Bremswirkung verringert. Der Abbau der Bremskraft wird nach einer vorgegebenen Zeitdauer ausgelöst. Vorteilhaft wird dabei erfindungsgemäß die Bremskraft bzw. die Bremswirkung in mindestens zwei Verfahrensschritten mit unterschiedlichen Abbaugeschwindigkeiten bzw. unterschiedlichen Zeitgradienten abgebaut bzw. verringert. Unter einem Zeitgradienten wird dabei die Änderungsrate verstanden, mit der die Bremskraft über der Zeit abgebaut wird. Da die Bremskräfte den Bremsdruckwerten eines hydraulischen Bremssystems entsprechen, werden unter dem Begriff Bremskraft auch Bremsdruckwerte verstanden. Bei einer hydraulischen Bremsanlage handelt es sich im ersten Verfahrenschritt um die Änderung des Bremsdruckwertes in einem Zeitintervall vorgegebener Länge, wobei während einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden Ermittlungszeitpunkten stets ein erster Wert in Abhängigkeit von Variablen, wie Fahrzeugmasse, Längsneigungswinkel des Fahrzeugs oder Antriebsmoment eines Motors des Fahrzeugs variiert wird, so dass sich eine schnelle Abbaugeschwindigkeit des Druckwerts ergibt, während in dem zweiten Verfahrenschritt während einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden Ermittlungszeitpunkten stets ein zweiter Wert in Abhängigkeit von Variablen variiert wird, so dass sich ein geringe Abbaugeschwindigkeit des Druckwerts ergibt.The method for controlling a brake system of a vehicle provides that in at least a first operating state, braking force is maintained on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of an actuating device. If there is a second operating state, namely a reduction in braking force not requested by the driver himself, the braking force is reduced or the braking effect is reduced. The braking force is reduced after a predetermined period of time solves. Advantageously, according to the invention, the braking force or the braking effect is reduced or reduced in at least two process steps with different reduction speeds or different time gradients. A time gradient is the rate of change at which the braking force is reduced over time. Since the braking forces correspond to the brake pressure values of a hydraulic brake system, the term braking force also includes brake pressure values. In a hydraulic brake system, the first step involves changing the brake pressure value in a time interval of a predetermined length, with a first value always being determined during a predetermined number of successive determination times depending on variables such as vehicle mass, longitudinal inclination angle of the vehicle or drive torque of an engine of the vehicle is varied, so that a rapid reduction rate of the pressure value results, while in the second method step a second value is always varied during a predetermined number of successive determination times depending on variables, so that a low reduction rate of the pressure value results.

Erfindungsgemäß wird in dem ersten Verfahrensschritt die Bremskraft mit einer hohen Abbaugeschwindigkeit bzw. mit einem hohen Zeitgradienten bis zu einer oberhalb der erforderlichen Halte-Bremskraft liegenden sicheren Halte-Bremskraft, bei der gewährleistet ist, dass sich das Fahrzeug in einem Stillstands-Betriebszustand befindet, abgebaut. Unter der erforderlichen Halte-Bremskraft wird dabei die geschätzte Bremswirkung verstanden, die zum Halten des Fahrzeugs mindestens nötig ist. In dem zweiten Verfahrensschritt wird vorteilhaft die Bremskraft mit einer niedrigen Abbaugeschwindigkeit bzw. mit einem niedrigen Zeitgradienten bis auf die erforderliche Halte-Bremskraft, bei der noch keine Fahrzeugbewegung stattfindet, abgebaut. Die Halte Bremskraft geht dann über in eine Löse-Bremskraft, wo eine Fahrzeugbewegung beginnt. Dabei wird die Bremskraft so abgebaut, dass die Rückrollbeschleunigung des Fahrzeugs für eine bestimmte Zeit nach oben beschränkt bleibt.According to the invention, in the first method step, the braking force is reduced with a high reduction rate or with a high time gradient up to a safe holding braking force above the required holding braking force, which ensures that the vehicle is in a standstill operating state . The required stopping braking force is understood to mean the estimated braking effect that is at least necessary to stop the vehicle. In the second method step, the braking force is advantageously reduced at a low reduction rate or with a low time gradient down to the required holding braking force at which no vehicle movement yet takes place. The holding braking force then changes into a releasing braking force, where vehicle movement begins. The braking force is reduced in such a way that the vehicle's rollback acceleration remains limited for a certain period of time.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass die für den Abbau der Bremskraft vorgesehenen Abbaugeschwindigkeiten in den beiden Verfahrensschritten in Abhängigkeit von den Fahrzeugmassen variiert werden. Durch die variable Abbaugeschwindigkeit der Bremskraft kann das Bremssystem die Bremskraft umso langsamer abbauen, je wahrscheinlicher oder unkomfortabler ein Losrollen des Fahrzeugs eingeschätzt wird.An expedient embodiment of the invention provides that the reduction speeds intended for reducing the braking force are varied in the two process steps depending on the vehicle masses. Due to the variable reduction rate of the braking force, the braking system can reduce the braking force more slowly, the more likely or uncomfortable it is that the vehicle will roll away.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht dabei vor, dass die für den Abbau der Bremskraft vorgesehenen Abbaugeschwindigkeiten in den beiden Verfahrensschritten in Abhängigkeit von dem Längsneigungswinkel des Fahrzeugs variiert werden. Der Längsneigungswinkel des Fahrzeugs wird dabei aus den Messsignalen eines Längsbeschleunigungssensors des Fahrzeugs ermittelt.A further expedient embodiment of the invention provides that the reduction speeds intended for the reduction of the braking force are varied in the two method steps depending on the longitudinal inclination angle of the vehicle. The longitudinal inclination angle of the vehicle is determined from the measurement signals of a longitudinal acceleration sensor of the vehicle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abbaugeschwindigkeit im zweiten Verfahrenschritt in Abhängigkeit von vorgegeben Komfortkriterien variiert. Ein Komfortkriterium ist die Abbaugeschwindigkeit bei einem bestimmten Wert der Fahrzeugmasse, dem während des Stillstands vorliegenden Längsneigungswinkel des Fahrzeugs und dem Antriebsmoment, insbesondere bei Fahrzeugen mit Automatikgetrieben.In a further advantageous embodiment of the invention, the degradation rate in the second process step is varied depending on predetermined comfort criteria. A comfort criterion is the reduction speed at a certain value of the vehicle mass, the longitudinal inclination angle of the vehicle when stationary and the drive torque, especially in vehicles with automatic transmissions.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird in einem dritten Verfahrensschritt die Bremskraft während einer vorgegebenen Zeitdauer konstant gehalten wird, wenn eine Fahrzeugbewegung im zweiten Verfahrensschritt ermittelt wurde. Dadurch wird vorteilhaft die Rückrollbeschleunigung beschränkt.In a preferred embodiment, in a third method step, the braking force is kept constant for a predetermined period of time if a vehicle movement was determined in the second method step. This advantageously limits the rollback acceleration.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem vierten Verfahrensschritt die Restbremskraft abgebaut wird.In a likewise advantageous embodiment of the invention it is provided that the residual braking force is reduced in a fourth method step.

Die Erfindung stellt zudem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereit. Die Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, weist Mittel zum Halten der Bremskraft an wenigsten einem Rad des Fahrzeugs unabhängig von der Betätigung einer Betätigungseinrichtung, wie eines Bremspedals, in wenigstens einem ersten Betriebszustand und Mittel zum Abbau der Bremskraft nach Vorliegen eines zweiten Betriebszustandes auf, wobei der Vorrichtung ein Berechnungsmittel zugeordnet ist, das die Bremskraft mit unterschiedlichen Änderungsraten der Abbaugeschwindigkeiten anhand von vorgegebenen Werten und Variablen berechnet und die Vorrichtung die Bremskraft in mindestens zwei Schritten mit den berechneten unterschiedlichen Abbaugeschwindigkeiten abbaut.The invention also provides a device for carrying out the method. The device for controlling a brake system of a vehicle has means for maintaining the braking force on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of an actuating device, such as a brake pedal, in at least a first operating state and means for reducing the braking force after the existence of a second operating state, wherein the device is assigned a calculation means which calculates the braking force with different rates of change in the reduction speeds based on predetermined values and variables and the device reduces the braking force in at least two steps with the calculated different reduction speeds.

Die Erfindung zeichnet sich durch einen schnellen Verlauf der Abbaugeschwindigkeit der Bremswirkung bis hinab zur sicheren Halte-Bremswirkung aus und von da an durch einen möglichst langsamen Verlauf der Abbaugeschwindigkeit. Das Fahrzeug beginnt innerhalb eines kurzen Zeitintervalls loszurollen. Vorteilhaft variiert die Abbaugeschwindigkeit der Bremskraft dabei je nach Wahrscheinlichkeit und Komfortwirkung des zu erwartenden Rückrollens. Sobald das Fahrzeug losrollt, wird der Abbau der Bremskraft für eine gewisse Zeit angehalten.The invention is characterized by a rapid progression of the reduction speed of the braking effect down to the safe holding braking effect and from then on by the slowest possible progression of the reduction speed. The vehicle begins to roll within a short time interval. The speed at which the braking force is reduced advantageously varies depending on the probability and comfort effect of the expected rolling back. As soon as the vehicle starts rolling, the reduction in braking force is stopped for a certain period of time.

Gegenüber bekannten HSA-Funktionen besteht der Vorteil darin:

1. Unter Einhaltung der zulässigen gesamten Haltedauer wird die Bremskraft bzw. der Bremsdruck so abgebaut, dass das Fahrzeug gebremst zurückrollt.
2. Im ersten Verfahrensschritt, der schnellen Abbauphase der Bremskraft, wird die die Bremswirkung der Bremskraft zügig auf einen Niveau einer Bremswirkung reduziert, bei der das Fahrzeug mit großer Wahrscheinlichkeit nicht wegrollt.
3. Im zweiten Verfahrensschritt, der langsamen Abbauphase erfolgt der Abbau der Bremskraft so langsam, dass bei erkannter Fahrzeugbewegung der Abbau der Bremskraft sofort und ohne weitere Verluste an Bremswirkung angehalten werden kann.
4. Gegenüber einem Abbau der Bremskraft in der langsamen Phase mit gleichbleibender Abbaugeschwindigkeit wird beim variablen Abbau der Bremskraft die Abbaugeschwindigkeit der Bremskraft über den gesamten Abbauvorgang hinweg daran anpasst, als wie häufig oder als wie bedeutend der Anwender einen bestimmten, durch Variablen, wie die Fahrzeugmasse, gekennzeichneten Anwendungsfall beurteilt.
5. Dadurch kann beim Einhalten der zeitlichen Randbedingungen der HSA-Funktion der Abbau für häufig auftretende Fahrzeugmassen besonders langsam erfolgen.
6. Dadurch wiederum kann das Bremssystem die einsetzende Fahrzeugbewegung besser abbremsen.

The advantage over known HSA functions is:

1. While maintaining the permissible total stopping time, the braking force or brake pressure is reduced so that the vehicle rolls back under braking.
2. In the first step of the process, the rapid reduction phase of the braking force, the braking effect of the braking force is quickly reduced to a level of braking effect at which the vehicle is very unlikely to roll away.
3. In the second process step, the slow reduction phase, the reduction in braking force occurs so slowly that when vehicle movement is detected, the reduction in braking force can be stopped immediately and without further loss of braking effect.
4. Compared to a reduction in the braking force in the slow phase with a constant reduction rate, with a variable reduction in the braking force, the reduction rate of the braking force is adjusted throughout the entire reduction process depending on how often or how important the user is to use a specific one, using variables such as the vehicle mass , marked use case assessed.
5. This means that the reduction for frequently occurring vehicle masses can take place particularly slowly if the time constraints of the HSA function are adhered to.
6. This in turn allows the braking system to better slow down the vehicle movement that begins.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Es zeigen:

1 eine zweiphasige Abbaurampe mit variablen Abbaugeschwindigkeiten
2 Beispiele für variable Abbaugeschwindigkeiten

Show it:

1 a two-phase mining ramp with variable mining speeds
2 Examples of variable degradation rates

Es wird hier beispielhaft von einem Kraftfahrzeug mit einer hydraulischen Bremsanlage ausgegangen, bei der eine von dem Fahrer des Fahrzeugs bediente Betätigungseinrichtung mit einem Bremskraftverstärker verbunden ist, welcher einen Druck innerhalb einer Hydraulikflüssigkeit in einem Hauptzylinder der Bremsanlage aufbaut. Dieser wird über Hydraulikleitungen zu den Bremszylindern an den gebremsten Rädern des Fahrzeugs übertragen.The example here is a motor vehicle with a hydraulic brake system, in which an actuating device operated by the driver of the vehicle is connected to a brake booster, which builds up pressure within a hydraulic fluid in a master cylinder of the brake system. This is transmitted via hydraulic lines to the brake cylinders on the braked wheels of the vehicle.

Bei der Betätigungseinrichtung handelt es sich üblicherweise um ein von dem Fahrer mit einem Fuß zu betätigendes Bremspedal.The actuating device is usually a brake pedal that the driver can operate with one foot.

Neben mechanisch-hydraulischen Bremsanlagen eignen sich dabei insbesondere auch elektrohydraulische Bremsanlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen der Bremskraftverstärker durch eine Druckversorgungseinheit ersetzt ist, welche elektronisch über ein Steuergerät mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist.In addition to mechanical-hydraulic brake systems, electro-hydraulic brake systems are particularly suitable for carrying out the method according to the invention, in which the brake booster is replaced by a pressure supply unit, which is electronically connected to the actuating device via a control device.

Ferner wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug von einem Motor, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor angetrieben wird, der ein Antriebsmoment erzeugt, das über einen Antriebsstrang an wenigstens ein Rad, vorzugsweise an wenigstens zwei Räder des Fahrzeugs übertragen wird.Furthermore, it is assumed that the vehicle is driven by a motor, for example an internal combustion engine or an electric motor, which generates a drive torque that is transmitted via a drive train to at least one wheel, preferably to at least two wheels of the vehicle.

Den Ausgangspunkt für die Erfindung bildet die Möglichkeit, die Bremskraft der Bremsanlage des Fahrzeugs unabhängig von der Stellung des durch den Fahrer zum Bremsen zu betätigenden Fußpedals einstellen zu können, welche insbesondere in Fahrzeugen mit einer Bremsschlupfregelung (ABS), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder einer auf Bremseneingriffen basierenden Gierrateregelung (ESP) bereits besteht.The starting point for the invention is the possibility of being able to adjust the braking force of the vehicle's braking system independently of the position of the foot pedal to be actuated by the driver to brake, which is particularly the case in vehicles with brake slip control (ABS), traction control (ASR) and/or or a yaw rate control (ESP) based on brake intervention already exists.

Bremszylinder von Radbremsen sind dafür typischerweise über als Magnetventile ausgeführte Ventile mit dem Hauptbremszylinder verbunden, welche in drei verschiedenen Stellungen betrieben werden können. In einer ersten Stellung besteht ein ungehinderter Durchgang vom Hauptzylinder zu dem Radzylinder, so dass der Bremsdruck in dem Hauptzylinder an die Radzylinder übertragen wird. In einer zweiten Stellung ist der Durchgang vom Hauptzylinder zu den Radzylindern unterbrochen, so dass der Bremsdruck in den Radzylindern konstant gehalten wird. In einer dritten Stellung ist der Radzylinder mit einem Rücklauf verbunden, so dass der Bremsdruck in diesem Radzylinder sinkt.Brake cylinders of wheel brakes are typically connected to the master brake cylinder via valves designed as solenoid valves, which can be operated in three different positions. In a first position, there is unobstructed passage from the master cylinder to the wheel cylinder, so that the brake pressure in the master cylinder is transmitted to the wheel cylinders. In a second position, the passage from the master cylinder to the wheel cylinders is interrupted so that the brake pressure in the wheel cylinders is kept constant. In a third position, the wheel cylinder is connected to a return line, so that the brake pressure in this wheel cylinder drops.

Ferner steht in vielen Fahrzeugen eine typischerweise als Pumpe ausgebildete elektronisch gesteuerte Druckversorgung zur Verfügung, die es ermöglicht einen Druck einzustellen, der größer ist, als der durch den Fahrer mittels des Bremskraftverstärkers in dem Hauptzylinder aufgebaute Druck.Furthermore, in many vehicles there is an electronically controlled pressure supply, typically designed as a pump, which makes it possible to set a pressure that is greater than the pressure built up in the master cylinder by the driver using the brake booster.

Es ist vorgesehen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere zum Aufrechterhalten und/oder Abbauen des Bremsdrucks Ventile zu verwenden.It is intended to use valves to carry out the method according to the invention and in particular to maintain and/or reduce the brake pressure.

Fahrzeuge, in denen eine ABS-, ASR und/oder ESP-Regelung durchgeführt wird, verfügen zudem auch über eine Sensorik, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann, wie beispielsweise insbesondere über Bremsdrucksensoren zum Erfassen des in dem Hauptzylinder vorliegenden Bremsdrucks p und/oder der in den Radbremszylindern vorliegenden Bremsdrücke p_i, Radrehzahlsensoren und Beschleunigungssensoren und Sensoren, die z.B. die Fahrpedalstellung bereitstellen. Werte weiterer Größen, wie beispielsweise insbesondere das momentane von dem Motor des Fahrzeugs bereitgestellte Antriebsmoment M_M, werden von Motormanagement des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt.Vehicles in which ABS, ASR and/or ESP control is implemented also via a sensor system that can be used to carry out the method according to the invention, such as, for example, in particular via brake pressure sensors for detecting the brake pressure p present in the master cylinder and/or the brake pressures p _i present in the wheel brake cylinders, wheel speed sensors and acceleration sensors and sensors, for example provide the accelerator pedal position. Values of other variables, such as in particular the current drive torque M _M provided by the vehicle's engine, are provided by the vehicle's engine management.

Zur Durchführung der HSA-Funktion ist eine Steuereinheit mit einer Berechnungseinheit vorgesehen, die Aktivierungssignale auswerten und die Ventile der Radbremsen und/oder die Druckversorgung steuern. Die Steuereinheit ist eigenständig ausgeführt oder in einem ABS, ASR- und/oder ESP-Regler integriert.To carry out the HSA function, a control unit with a calculation unit is provided, which evaluates activation signals and controls the valves of the wheel brakes and/or the pressure supply. The control unit is designed independently or integrated into an ABS, ASR and/or ESP controller.

Beim Abbauen des Bremsdrucks p bzw. der Bremsdrücke p_i wird die Fahrzeugmasse berücksichtigt. Der beim Stillstand des Fahrzeugs vorliegende Längsneigungswinkel α_A sowie das beim Stillstand vorliegende Antriebsmoment M_M,A des Motors werden vorzugsweise ebenfalls erfasst und die Auswertung einbezogen.When reducing the brake pressure p or the brake pressures p _i, the vehicle mass is taken into account. The longitudinal inclination angle α _A present when the vehicle is at a standstill and the drive torque M _M,A of the engine present when the vehicle is at a standstill are preferably also recorded and included in the evaluation.

Der Anrollvorgang kann dabei durch eine Auswertung von Signalen der Raddrehzahlsensoren erkannt werden, wobei ein Losrollen von der Steuereinheit dann festgestellt wird, wenn die Drehzahl eines oder mehrerer Räder nach einem Stillstand einen von Null verschiedenen Wert annimmt.The rolling process can be recognized by evaluating signals from the wheel speed sensors, with rolling being detected by the control unit when the speed of one or more wheels assumes a value other than zero after coming to a standstill.

Der Wert für das Antriebsmoment M_M wird der Steuereinheit direkt von dem Motormanagement bereitgestellt oder über ein weiteres Steuergerät an diese übertragen.The value for the drive torque M _M is provided to the control unit directly by the engine management or transmitted to it via another control unit.

Der Längsneigungswinkel α des Fahrzeugs wird vorzugsweise aus Messsignalen a_Sensor eines Längsbeschleunigungssensors des Fahrzeugs ermittelt. Dieser erfasst die Summe aus einer Beschleunigung v̇ des Fahrzeugs und der Hangabtriebsbeschleunigung g·sin(α). Im Stillstand das Fahrzeug ist die Beschleunigung des Fahrzeugs Null und es gilt somit $sin (α) = - \frac{a_{S e n s o r}}{g}$

wobei g die Erdbeschleunigung bezeichnet, die üblicherweise einen Wert von etwa 9,81 m/s² annimmt. Anhand von Gleichung 1 ergibt sich dabei ein positiver Längsneigungswinkel α, wenn das Heck des Fahrzeugs bergab gerichtet ist, und ein negativer Längsneigungswinkel α, wenn das Fahrzeugheck bergauf gerichtet ist.The longitudinal inclination angle α of the vehicle is preferably determined from measurement signals from a _sensor of a longitudinal acceleration sensor of the vehicle. This records the sum of an acceleration v̇ of the vehicle and the downhill acceleration g sin (α). When the vehicle is at a standstill, the acceleration of the vehicle is zero and it therefore applies

sin (α) = - \frac{a_{S e n s O r}}{G}

where g denotes the acceleration due to gravity, which usually has a value of around 9.81 m/s ² . Based on equation 1, this results in a positive longitudinal inclination angle α when the rear of the vehicle is directed downhill, and a negative longitudinal inclination angle α when the rear of the vehicle is directed uphill.

Zur Auswertung werden die zum Zeitpunkt des Losrollens erfassten Werte p_A, M_M,A, a_Sensor,A der Größen p, M_M und a_Sensor in einem Speicher der Steuereinheit gespeichert. Die Messsignale werden der Steuereinheit mit der Berechnungseinheit dabei vorzugsweise kontinuierlich bereitgestellt, und es wird ein Steuerbefehl zum Speichern der Werte erzeugt, wenn anhand der Signale wenigstens eines Raddrehzahlsensors ein Anfahren des Fahrzeugs wie vorstehend beschrieben von der Steuereinheit erkannt wird.For evaluation, the values p _A , M _M,A , a _Sensor,A of the variables p, M _M and a _Sensor recorded at the time of rolling are stored in a memory of the control unit. The measurement signals are preferably provided continuously to the control unit with the calculation unit, and a control command for storing the values is generated when the control unit detects starting of the vehicle as described above based on the signals of at least one wheel speed sensor.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug gerade anzurollen beginnt, besteht ein Gleichgewicht zwischen einer auf das Fahrzeug wirkenden Hangabtriebskraft F_H einerseits und der Summe aus einer Bremskraft F_B und einer von dem Motor bewirkten Antriebskraft F_A, die der Hangabtriebskraft F_H beide entgegenwirken, andererseits. Es gilt somit: $F_{H} = F_{B} + F_{A}$

At the time when the vehicle is just beginning to roll, there is a balance between a downhill force F _H acting on the vehicle on the one hand and the sum of a braking force F _B and a driving force F _A caused by the engine, both of which counteract the downhill force F _H , on the other hand. The following therefore applies:

F_{H} = F_{b} + F_{A}

Bei einem Längsneigungswinkel α ergibt sich dabei eine Hangabtriebskraft von $F_{H} = m \cdot g \cdot sin (α)$

wobei m die Masse des Fahrzeugs bezeichnet.At a longitudinal inclination angle α, this results in a downhill force of

F_{H} = m \cdot G \cdot sin (α)

where m denotes the mass of the vehicle.

Anhand von Gleichung 2 kann aus den zum Zeitpunkt des Anfahrens gemessenen Größen die Fahrzeugmasse m bestimmt werden. Es ergibt sich dabei: $m = \frac{| F_{A, A} | + | F_{B, A} |}{| g \cdot sin (α_{A}) |}$

Using equation 2, the vehicle mass m can be determined from the variables measured at the time of starting. This results in:

m = \frac{| F_{A, A} | + | F_{b, A} |}{| G \cdot sin (α_{A}) |}

Die beim Anrollen gemessenen Werte sind hier mit einem Index A gekennzeichnet.The values measured during rolling are marked here with an index A.

Die Steuereinheit berechnet die Fahrzeugmasse m bei jedem Zündungsneustart bzw. bei jedem einem Zündungsneustart folgenden Anfahrvorgang. Bei einer bevorzugten manuellen Aktivierung der HSA-Funktion durch den Fahrer des Fahrzeugs ist es darüber hinaus vorgesehen, die Fahrzeugmasse m bei jedem Anrollvorgang, der automatisch von der HSA-Funktion vorgenommen wird, zu bestimmen, so dass sie bei einem Anrollvorgang an einem Hang zur Verfügung stehen.The control unit calculates the vehicle mass m with every ignition restart or with every starting process following an ignition restart. If the HSA function is preferably activated manually by the driver of the vehicle, it is also provided to determine the vehicle mass m during each roll-off process, which is carried out automatically by the HSA function, so that it is on a slope during a roll-off process To be available.

Darüber hinaus wird die geschätzte Fahrzeugmasse m nach jedem Zündungsneustart und in einer möglichen Ausführungsform auch nach jedem eine vorgegebener Zeitdauer überschreitenden Stillstand des Fahrzeugs auf einen vorgegebenen Wert zurückgesetzt, der durch einen dynamisch bestimmten Wert ersetzt wird, sobald ein solcher vorliegt. Bei dem vorgegebenen Wert kann es sich beispielsweise um die Fahrzeugmasse m handeln, die einem zulässigen Gesamtgewicht des Fahrzeugs und bei vorhandener Anhängerkupplung einem zulässigen Gesamtgewicht des aus dem Fahrzeug und einem Anhänger bestehenden Gespanns entspricht.In addition, the estimated vehicle mass m is set to a predetermined value after each ignition restart and, in one possible embodiment, also after each standstill of the vehicle that exceeds a predetermined period of time reset, which is replaced by a dynamically determined value as soon as one is available. The specified value can be, for example, the vehicle mass m, which corresponds to a permissible total weight of the vehicle and, if a trailer hitch is present, to a permissible total weight of the combination consisting of the vehicle and a trailer.

Die in der vorbeschriebenen Weise ermittelte Fahrzeugmasse m wird in der Steuereinheit gespeichert und zur Ermittlung der Abbaugeschwindigkeit des Bremsdrucks bzw. der Bremskraft genutzt, der bei einem Stillstand des Fahrzeugs vorliegt, nachdem die HSA-Funktion aktiviert worden ist.The vehicle mass m determined in the manner described above is stored in the control unit and used to determine the rate of reduction of the brake pressure or braking force that occurs when the vehicle is at a standstill after the HSA function has been activated.

In 1 sind die zeitlichen Verläufe verschiedener Größen aufgetragen. Dabei ist jeweils in der Abszissenrichtung die Zeit t aufgetragen. In der Ordinatenrichtung ist im oberen Diagramm a) der Bremsdruck paufgetragen und im unteren Diagramm b) die Geschwindigkeit v mit der der Bremsdruck abgebaut wird.In 1 the time courses of various variables are plotted. The time t is plotted in the abscissa direction. The brake pressure p is plotted in the ordinate direction in the upper diagram a) and the speed v at which the brake pressure is reduced in the lower diagram b).

Ab dem Zeitpunkt t-1 beginnt die Steuerung der Bremsanlage damit, den Bremsdruck abzubauen und damit die Bremswirkung mit dem Ziel des vollständigen Abbaus zu verringern. Zu einem vorher nicht bekannten Zeitpunkt t-3 wird der Bremsdruck soweit abgebaut sein, dass die Hangabtriebskraft das Fahrzeug hangabwärts beschleunigt.From time t-1, the control of the brake system begins to reduce the brake pressure and thus reduce the braking effect with the aim of completely reducing it. At a previously unknown time t-3, the brake pressure will be reduced to such an extent that the downhill force accelerates the vehicle downhill.

Im Einzelnen wird ab t-1 der Bremsdruck in einem ersten Verfahrensschritt mit einer großen Änderung des Druckes pro Zeitintervall bis auf einen geschätzten sicheren Halte-Bremsdruck p_HALTEN verringert. Der Halte-Bremsdruck kann dabei empirisch für verschiedene Fahrzeugtypen ermittelt werden oder in Abhängigkeit von den Parametern Bremsdruck, Längsneigungswinkel und Fahrzeugmasse während bestimmter Fahrsituationen des Fahrzeugs. Dieser erste Verfahrensschritt ist die „Schnelle Phase“. Es folgt der zweite Verfahrensschritt, die „Langsame Phase“, in der die Steuerung der Bremsanlage den Bremsdruck in dem Bremszylinder des Rades bzw. in den Bremszylindern der Räder mit einer kleinen Änderung des Druckes pro Zeitintervall bis auf eine Mindestabbaugeschwindigkeit verlangsamt. Wenn anhand der Signale wenigstens eines Raddrehzahlsensors ein Anfahren des Fahrzeugs wie vorstehend beschrieben von der Steuereinheit erkannt wird, wird in einem dritten Verfahrenschritt zum Zeitpunkt t-3 der restliche Bremsdruck p sofort für eine wählbare kurze Zeitdauer t-4 konstant gehalten. Dies ist die in 1 dargestellte „Bremsphase“. Die Bremsanlage baut den nach Ende der Abbauphase oder der Bremsphase verbleibenden Bremsdruck dann vollständig und komfortgerecht ab („Restabbau“).In detail, from t-1 onwards, the brake pressure is reduced in a first method step with a large change in pressure per time interval down to an estimated safe holding brake pressure p _HOLD . The holding brake pressure can be determined empirically for different vehicle types or depending on the parameters brake pressure, longitudinal inclination angle and vehicle mass during certain driving situations of the vehicle. This first step in the process is the “quick phase”. This is followed by the second procedural step, the “slow phase”, in which the control of the brake system slows down the brake pressure in the brake cylinder of the wheel or in the brake cylinders of the wheels to a minimum reduction speed with a small change in pressure per time interval. If the control unit detects starting of the vehicle as described above based on the signals of at least one wheel speed sensor, in a third method step at time t-3, the remaining brake pressure p is immediately kept constant for a selectable short period of time t-4. This is the one in 1 “braking phase” shown. The brake system then completely and comfortably reduces the brake pressure remaining after the end of the reduction phase or the braking phase (“residual reduction”).

Der Abbau des Bremsdrucks während der „Schnellen Phase“ erfolgt mit einer hohen Abbaugeschwindigkeit so schnell, dass die HSA-Funktion alle zeitlichen Randbedingungen einhalten kann. Dabei ist vorgesehen, dass der Abbauvorgang ohne Restabbau eine vorgegebene Zeitdauer t-1 bis t-5 nicht überschreitet.The brake pressure is reduced during the “fast phase” at a high speed so quickly that the HSA function can comply with all time constraints. It is envisaged that the dismantling process without residual dismantling does not exceed a predetermined period of time t-1 to t-5.

Die Abbaugeschwindigkeit während der „Langsamen Phase“, bei derder Abbau mit einer geringen Änderung des Druckes p pro Zeitintervall erfolgt, ist so gering, dass das Einsetzen der - nun zu erwartenden - Fahrzeugbewegung komfortgerecht ist und dass die Steuerung der Bremsanlage den verbleibenden Bremsdruck sofort und ohne weitere Verluste aufrechterhalten kann. Die Abbaugeschwindigkeit soll für einen festgelegten Wertebereich von Fahrzeugmassen, den Massenbereich, gelten. Die Fahrzeugmassen können, wie vorstehend beschrieben, ermittelt werden oder es handelt sich um die Fahrzeugmasse m, die einem zulässigen Gesamtgewicht des Fahrzeugs und bei vorhandener Anhängerkupplung einem zulässigen Gesamtgewicht des aus dem Fahrzeug und einem Anhänger bestehenden Gespanns entspricht.The reduction rate during the “slow phase”, in which the reduction occurs with a small change in pressure p per time interval, is so low that the onset of the - now expected - vehicle movement is comfortable and that the control of the brake system immediately and can be maintained without further losses. The degradation rate should apply to a defined range of vehicle masses, the mass range. The vehicle masses can be determined as described above or it is the vehicle mass m, which corresponds to a permissible total weight of the vehicle and, if a trailer hitch is present, to a permissible total weight of the combination consisting of the vehicle and a trailer.

Die Beschleunigung, mit der die Hangabwärts-Bewegung des ungebremsten Fahrzeugs zum Zeitpunkt t-3 einsetzen würde, ist zur Längsneigung α proportional. Der Abbau des Bremsdruckes in den Radzylindern ist stets umso langsamer, je wichtiger ein komfortgerechter Bewegungsbeginn des Fahrzeugs bzw. sofortige Reaktion der Bremsanlage eingeschätzt wird. Die Wahl verschiedener Abbaugeschwindigkeiten ist in 2 dargestellt.The acceleration with which the downward slope movement of the unbraked vehicle would begin at time t-3 is proportional to the longitudinal inclination α. The reduction in brake pressure in the wheel cylinders is always slower, the more important it is that the vehicle begins to move in a comfortable manner or that the brake system responds immediately. The choice of different degradation speeds is in 2 shown.

Bei gegebenem Wirkungsgrad der Bremsanlage und gegebener Hangabtriebsbeschleunigung hängt der Löse-Bremsdruck p-Lösen von der Masse des Fahrzeugs ab. Während das Fahrzeug noch durch den Bremsdruck in dem Radzylinder gehalten wird, lässt sich, wie vorstehend beschrieben, aus anliegendem Bremsdruck und ermitteltem Längsneigungswinkel die Fahrzeugmasse nach oben abschätzen. Der Anwender kann den Komfort bei einsetzender Fahrzeugbewegung je nach Fahrzeugmasse als unterschiedlich bedeutend einschätzen. Dabei gelten folgende Regeln:

a. Je bedeutender der Komfort bei einer bestimmten Fahrzeugmasse ist, desto langsamer soll der Bremsdruck im Bereich des zur Masse korrespondierenden Bremsdrucks abgebaut werden (2, mittlere Fzg-Masse).
b. Je unbedeutender der Komfort bei einer bestimmten Fahrzeugmasse ist, desto schneller darf der Bremsdruck im Bereich des korrespondierenden Bremsdrucks abgebaut werden (2, geringe Fahrzeugmasse).

For a given efficiency of the braking system and a given downhill acceleration, the release brake pressure p-release depends on the mass of the vehicle. While the vehicle is still held in the wheel cylinder by the brake pressure, the vehicle mass can be estimated upwards from the applied brake pressure and the determined longitudinal inclination angle, as described above. The user can assess the level of comfort when vehicle movement begins to be of different importance depending on the vehicle mass. The following rules apply:

a. The more important the comfort is for a certain vehicle mass, the slower the brake pressure should be reduced in the range of the brake pressure corresponding to the mass ( 2 , average vehicle mass).
b. The more insignificant the comfort is for a certain vehicle mass, the faster the brake pressure can be reduced in the range of the corresponding brake pressure ( 2 , low vehicle mass).

Claims

Method for controlling a brake system of a vehicle, wherein in at least a first operating state a braking force is maintained on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of an actuating device and wherein the braking force is reduced after the existence of a second operating state, characterized in that the braking force in at least two Method steps are reduced with different reduction rates, wherein in the first method step the braking force is reduced at a high reduction rate up to a safe holding braking force above the required holding braking force, at which the vehicle is in a standstill operating state.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that in the second method step the braking force is reduced at a low rate of reduction down to the required holding braking force at which no vehicle movement is yet taking place or a vehicle movement is just beginning.

Procedure according to one of the Claims 1 until 2 , characterized in that the reduction speeds intended for the reduction of the braking force are varied in the two process steps depending on the vehicle masses.

Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the reduction speeds intended for the reduction of the braking force are varied in the two process steps depending on the longitudinal inclination angle of the vehicle.

Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the degradation rate in the second process step is varied depending on predetermined comfort criteria.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that a comfort criterion is the reduction speed for a given vehicle mass, vehicle inclination angle and drive torque.

Procedure according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that in a third method step the braking force is kept constant for a predetermined period of time when a vehicle moves according to Claim 3 takes place.

Procedure according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the residual braking force is reduced in a fourth method step.

Device for controlling a brake system of a vehicle, has means for maintaining the braking force on at least one wheel of the vehicle independently of the actuation of a brake pedal in at least a first operating state and means for reducing the braking force after the existence of a second operating state, characterized in that the device a calculation means is assigned which calculates the braking force with different reduction speeds based on predetermined values and variables and the device reduces the braking force in at least two steps with the calculated different reduction speeds.

Device according to Claim 9 , characterized by a longitudinal acceleration sensor, the measurement signals of which are used to determine the longitudinal inclination angle of the vehicle.

Device according to Claim 10 , characterized by an engine management of a vehicle, values provided by the engine management being made available to the device.