DE102016113249A1

DE102016113249A1 - Fahrzeug mit Anfahrhilfe

Info

Publication number: DE102016113249A1
Application number: DE102016113249.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Werner
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-01-25
Also published as: US10875509B2; CN109476290B; WO2018015268A1; CN109476290A; US20190143949A1; EP3487733A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (1) mit wenigstens einer angetriebenen Achse (6) und wenigstens einer nicht angetriebenen Achse (10), wobei an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) und an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse (10) jeweils Radbremsaktuatoren (4, 8) vorgesehen sind, einem elektrisch steuerbaren Bremssystem, welches wenigstens ein elektronisches Bremssteuergerät (2) beinhaltet, welches ausgebildet ist, abhängig von Eingangssignalen lediglich für die Radbremsaktuatoren (4) an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) Bremszuspannsignale zu erzeugen, zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Radbremsaktuatoren (4) lediglich an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6). Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Vorsehen eines passiven oder aktiven Drehzahlsensors (68) mit einem einen gesamten Drehzahlbereich von Null bis zu einer Maximaldrehzahl abdeckenden Messbereich an wenigstens einem Rad (12) der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse (10), wobei der Drehzahlsensor (68) Drehzahlsignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) als Eingangssignale einsteuert, Signalerzeugungsmittel (56, 72, 80, 82), welche Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor (68, 70) erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) eingesteuert werden, wobei das elektronische Bremssteuergerät (2) ausgebildet ist, dass es wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in die Radbremsaktuatoren (4) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) einsteuert, falls die Drehzahlsignale des Drehzahlsensors (68) einer Drehzahl gleich Null entsprechen und zugleich die Signale der Signalerzeugungsmittel (56, 72, 80, 82) auf ein beabsichtiges Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand hindeuten, und dass es keine Bremszuspannsignale mehr in die Radbremsaktuatoren (4) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) einsteuert, falls die Drehzahlsignale des wenigstens einen Drehzahlsensors (68) einer Drehzahl ungleich Null entsprechen.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeug mit wenigstens einer angetriebenen Achse und wenigstens einer nicht angetriebenen Achse, wobei an der wenigstens einen angetriebenen Achse und an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse jeweils Radbremsaktuatoren vorgesehen sind, mit einem elektrisch steuerbaren Bremssystem, welches wenigstens ein elektronisches Bremssteuergerät beinhaltet, welches ausgebildet ist, abhängig von Eingangssignalen lediglich für die Radbremsaktuatoren an der wenigstens einen angetriebenen Achse Bremszuspannsignale zu erzeugen, zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Radbremsaktuatoren lediglich an der wenigstens einen angetriebenen Achse, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Grundsätzlich hängt bei Fahrzeugen die für die Fortbewegung des Fahrzeuges verantwortliche Kraftübertragung vom Antriebsschlupf zwischen Reifen und Fahrbahn ab. Im Allgemeinen laufen die Anfahr- bzw. Beschleunigungsvorgänge bei kleinen Schlupfwerten ab, bei denen eine Erhöhung des Schlupfes zunächst auch eine Erhöhung des ausnutzbaren Kraftschlusses ergibt. Bei einer weiteren Erhöhung reduziert sich jedoch der Kraftschluss wieder, so dass bei entsprechender Beschleunigung ein größer werdendes überschüssiges Antriebsmoment zu einer schnellen Drehzahlerhöhung eines Antriebsrades bzw. der Antriebsräder führt.
Eine Regelung des Antriebsschlupfes, d. h. eine sog. Antriebsschlupfregelung (ASR), verhindert ein derartig hervorgerufenes durchdrehender Antriebsräder und regelt den Antriebsschlupf auf zulässige Werte. Derartige Antriebsschlupfregelungen sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus "Kraftfahrtechnisches Taschenbuch", Herausgeber: Robert Bosch GmbH, Düsseldorf, 21. Auflage, 1991, Seite 555–559 bekannt. Die Regelung des Antriebsschlupfes wird im Stand der Technik derart durchgeführt, dass bei Erreichen eines Grenzwertes des Antriebsschlupfes oder einer zeitlichen Änderung (zeitliche Ableitung) des Antriebsschlupfes das Antriebsmoment verringert wird. Die Verringerung des Antriebsmoments wird entweder durch Reduktion des Antriebsmoments (Bei Brennkraftmaschinen durch Verstellung des Drosselklappe oder des Zündzeitpunkts) und/oder durch Betätigen einer oder mehrerer Radbremse(n) an der/den angetriebenen Achse(n) realisiert. Insbesondere können zusätzlich zur Reduktion des Antriebsmoments, die bei Überschreiten eines ersten Grenzwertes des Antriebsschlupfes erfolgt, die Radbremsen an der/den angetriebenen Achse(n) automatisch betätigt werden, wenn ein zweiter, höherer Grenzwert des Antriebsschlupfes erreicht wird.
Als Raddrehzahlsensoren für Antriebsschlupfregelungen (ASR) werden üblicherweise sogenannte passive Sensoren verwendet. Passive Sensoren sind kostengünstiger und weniger temperaturempfindlich als aktive Sensoren. Als aktive Sensoren werden solche Sensoren bezeichnet, die eine Versorgungsspannung benötigen und temperaturempfindliche Halbleiter enthalten. Mit den passiven Raddrehzahlsensoren ist aber eine zuverlässige Erkennung niedriger Geschwindigkeiten oder Drehzahlen und der Drehrichtung der Räder einer angetriebenen Achse nicht möglich.
Beispielsweise kann es bei Fahrzeugen mit ABS (Antiblockiersystem, Bremsschlupfregelung) oder EBS (Elektronisches Bremssystem) mit/oder ohne ESP oder EPB (Elektronische Parkbremse) mit Automatikgetrieben oder automatisierten Getrieben, die auf einer glatten Eisfläche stehen oder abgestellt werden, vorkommen, dass sie aufgrund des Effekts ,,Einsinken der Antriebsräder”, bei welchem sich durch erwärmte Reifen ein Wasserfilm unter den Reifen bildet, welcher aber wieder gefriert, nicht mehr anfahren können, weil die Räder der angetriebenen Achse durchdrehen, wenn das Antriebsmoment zu groß ist. Da solche Fahrzeuge aber kein Kupplungspedal mehr besitzen, kann der Fahrer über die Kupplung keinen Einfluss mehr auf das Antriebsmoment nehmen. Eine eventuell vorhandene Antriebsschlupfregelung (ASR) kann in solchen Situation oftmals nicht aktiv werden, da die Radgeschwindigkeiten dann meist unterhalb der Erkennungsgeschwindigkeitsschwelle (ca. 3 bis 10 km/h). von passiven Raddrehzahlsensoren Iiegen. Auch das Einlegen einer Differentialsperre hilft nicht weiter, wenn sich beide Räder der Antriebsache(n) auf glattem Untergrund befinden. Gibt der Fahrer mehr Gas und erhöht die Geschwindigkeit über die Erkennungsgeschwindigkeitsschwelle hinaus, so dass ASR aktiv wird, kann das Antriebsmoment jedoch nicht ausreichend verringert werden, da die Radgeschwindigkeiten oberhalb der Erkennungsgeschwindigkeitsschwelle der passiven Raddrehzahlsensoren gehalten werden muss. Das bekannte ASR (Antriebsschlupfregelung durch Motormomentreduktion und/oder Bremseingriff an der/den angetriebene(n) Achsen) greift daher nur bei Radgeschwindigkeiten größer als ca. 3 bis 10 km/h.
Für eine Realisierung der Funktionen einer Antriebsschlupfregelung in einer solchen Situation müssten demnach anstelle der kostengünstigen passiven Raddrehzahlsensoren teurere, aktive Raddrehzahlsensoren an den Rädern der angetriebenen Achse verwendet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs erwähnten Art derart weiter zu bilden, dass es auf kostengünstige Weise einen zu hohen Antriebsschlupf beim Anfahren aus dem Stillstand verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der beigefügten Unteransprüche.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung basiert auf einem Fahrzeug mit

– wenigstens einer angetriebenen Achse und wenigstens einer nicht angetriebenen Achse, wobei an der wenigstens einen angetriebenen Achse und an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse jeweils Radbremsaktuatoren vorgesehen sind,
– einem elektrisch steuerbaren Bremssystem, welches wenigstens ein elektronisches Bremssteuergerät beinhaltet, welches ausgebildet ist, abhängig von Eingangssignalen lediglich für die Radbremsaktuatoren an der wenigstens einen angetriebenen Achse Bremszuspannsignale zu erzeugen, zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Radbremsaktuatoren lediglich an der wenigstens einen angetriebenen Achse.

Ein solches elektrisch steuerbares Bremssystem, welches ein lediglich achsweises Bremsen ermöglicht, ist beispielsweise ein EBS (Elektronisch geregeltes Bremssystem) insbesondere von schweren Nutzfahrzeugen, welches dann insbesondere auch ABS-(Bremschlupfregelung), ASR-(Antriebsschlupfregelung) und ESP-(Elektronisches Fahrstabilitätsprogramm)Funktionalitäten aufweist. Jede der genannten Funktionalitäten (ABS, ASR, ESP) ist in der Lage, einzelne Achsen und hier insbesondere angetriebene Achsen einzeln einzubremsen. Weiterhin ermöglicht aber auch eine elektrisch gesteuerte Park- oder Feststellbremse (EPB), einzelne Achsen und hier insbesondere angetriebene Achsen einzeln einzubremsen, insbesondere eine Hinterachse, auf deren Radbremsen die Park- oder Feststellbremse in der Regel wirkt.
Die Erfindung ist dann gekennzeichnet durch

– Vorsehen eines passiven oder aktiven Drehzahlsensors mit einem gesamten Drehzahlbereich von Null bis zu einer Maximaldrehzahl abdeckenden Messbereich an wenigstens einem Rad der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse, wobei der Drehzahlsensor Drehzahlsignale in das elektronische Bremssteuergerät als Eingangssignale einsteuert,
– Signalerzeugungsmittel, welche Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät eingesteuert werden, wobei
– das elektronische Bremssteuergerät ausgebildet ist, dass es
– wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in die Radbremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse einsteuert, falls die Drehzahlsignale wenigstens eines Drehzahlsensors, wobei der Sensor passiv oder aktiv ausgeführt sein kann, an wenigstens einer nicht angetriebenen Achse einer Drehzahl gleich Null entsprechen und zugleich die Signale der Signalerzeugungsmittel auf ein beabsichtiges Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand hindeuten, und dass es
– keine Bremszuspannsignale mehr in die Radbremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse einsteuert, falls die Drehzahlsignale der Drehzahlsensoren wenigstens an einer nicht angetriebenen Achse einer Drehzahl ungleich Null entsprechen.

Mit anderen Worten erzeugen nicht die nun weiterhin als passive Raddrehzahlsensoren und damit kostengünstig und robust ausführbaren Raddrehsensoren die Signale, die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren oder signalisieren, sondern in Bezug zu Raddrehzahlsensoren abweichende Signalerzeugungsmittel wie beispielsweise ein oft ohnehin bereits vorhandener aktiver Drehzahlsensor, welcher die Drehzahl der Getriebeausgangswelle des Getriebes misst und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät einsteuert. Wenn beispielsweise durch das elektronische Bremssteuergerät festgestellt wird, dass die momentane Drehzahl der Getriebeausgangswelle des Getriebes größer 0 ist so deutet dies auf ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand hin.
Alternativ oder zusätzlich können die Signalerzeugungsmittel die Signale, die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren, auch abhängig von einer durch den Fahrer des Fahrzeugs durchgeführten Betätigung eines mit einer Hand und/oder mit einem Fuß betätigbaren Betätigungsorgans erzeugen. Ein solches Betätigungsorgan ist dann von den Signalerzeugungsmitteln umfasst.
Insbesondere können die Signale der Signalerzeugungsmittel, die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren, wenigstens abhängig von einem Einrück- oder Ausrückzustand einer Kupplung des Fahrzeugs und/oder abhängig von einer gewählten Getriebegangstufe oder von einem gewählten Getriebemodus und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Bremspedals und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Gaspedals und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung einer Park- oder Feststellbremse sein. Folglich stellt, soweit vorhanden dann das Kupplungspedal, das Gaspedal, das Bremspedal, der Schalthebel bzw. der Wählhebel des Automatikgetriebes, das Betätigungsorgan (Hebel, Wippschalter, Taster usw.) der Park- oder Feststellbremse das Betätigungsorgan der Signalerzeugungsmittel dar. Die Signale können dabei direkt von einem Sensor stammen, welcher eine Betätigung dieser Betätigungsorgane registriert oder aber auch indirekt von einer anderen Größe abgeleitet werden.
Beispielsweise deutet ein betätigtes Gaspedal, ein sich in Fahrtstellung (Drive oder Reverse) befindlicher Wählhebel eines Automatikgetriebes, ein unbetätigtes Bremspedal und falls eine vom Fahrer betätigbare Kupplung vorhanden ist, ein unbetätigtes Kupplungspedal auf ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand hin. Da eine Betätigung dieser Betätigungsorgane durch ohnehin vorhandene Sensorik direkt oder auch indirekt erfasst wird und entsprechende Signale beispielsweise auf einem Datenbus des Fahrzeugs ohnehin vorhanden sind, müssen keine zusätzlichen Sensoren vorgesehen werden, um ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand feststellen zu können. Die Erfassung des beabsichtigten Losfahrens des Fahrzeugs aus dem Stillstand erfolgt dann gemäß eines ersten Aspekts automatisch durch eine bereits vorhandene oder noch vorzusehende Sensorik.
Alternativ oder zusätzlich können die Signalerzeugungsmittel jedoch auch ein zusätzliches, vom Fahrer separat betätigbares Betätigungsorgan umfassen und ausgebildet sein, dass sie unabhängig von einer Betätigung einer Kupplung, eines Getriebes, eines Bremspedals, eines Gaspedals und einer Park- oder Feststellbremse des Fahrzeugs die Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät eingesteuert werden. Ein solches zusätzliches, vom Fahrer separat betätigbares Betätigungsorgan kann beispielsweise in einem in einen Stromkreis eingebundenen Taster oder Schalter bestehen, welchen(s) der Fahrer betätigt, wenn er festgestellt hat, dass auf rutschigem Untergrund ein Losfahren aus dem Stillstand ohne übermäßigen Antriebsschlupf nicht möglich ist. Nach Betätigung dieses Betätigungsorgans werden dann die elektrischen Eingangssignale für das elektronische Bremssteuergerät erzeugt, welche ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren oder andeuten.
Unter einem zusätzlichen, vom Fahrer separat betätigbaren Betätigungsorgan soll daher ein Betätigungsorgan verstanden werden, welches von den weiteren vom Fahrer betätigbaren Betätigungsorganen abweicht, mit welchen dieser den Bewegungszustand des Fahrzeugs beeinflussen kann wie beispielsweise Gaspedal, Kupplungspedal, Bremspedal oder Betätigungsorgan der Park- oder Feststellbremse.
Wenn dann die oben beispielhaft beschriebenen Signale der Signalerzeugungsmittel als Eingangssignale für das elektronische Bremssteuergerät auf ein Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand hindeuten, sei es vorwärts oder rückwärts, so ist das elektronische Bremssteuergerät ausgebildet, dass es wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in die Radbremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse einsteuert, falls die Drehzahlsignale wenigstens eines Drehzahlsensors an der VA einer Drehzahl gleich Null entsprechen und zugleich die Signale der Signalerzeugungsmittel auf ein beabsichtiges Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand hindeuten.
Wenn daher wenigstens ein Raddrehzahlsensor an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse eine Drehzahl im Wesentlichen gleich Null an das elektronische Bremssteuergerät melden, andererseits aber die Signale der Signalerfassungsmittel ein Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand signalisieren, so müssen die Räder der wenigstens einen angetriebenen Achse auf dem Untergrund durchdrehen. Dann steuert das elektronische Bremssteuergerät wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in die Radbremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse ein. Dabei sind Bremskräfte bzw. Bremsmomente in beliebiger Höhe, Zeitdauer und in beliebigem funktionalem Zusammenhang mit der Zeit möglich. Der Fachmann legt Bremskräfte bzw. Bremsmomente beispielsweise abhängig von Fahrzeugparametern zuvor fest. Denkbar ist aber auch eine Anpassung der Bremskräfte bzw. Bremsmomente abhängig von den Signalen der Signalerzeugungsmittel. Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass das Gaspedal in einem relativ hohen Maße betätigt wurde, aber die Raddrehzahlsensoren an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse trotzdem den Wert Nullliefern, so ist auch ein relativ großes Bremsmoment notwendig als wenn etwa das Gaspedal in einem relativ niedrigen Maße betätigt wurde. Bei dem zeitlichen Verlauf des Bremsmoments bzw. der Bremskräfte, d.h. die Abhängigkeit dieser von der Zeit ab Wirksamkeit der Bremszuspannsignale ist jede beliebige Abhängigkeit möglich, insbesondere ein rampenförmiger Anstieg der Bremskraft oder ein sprunghafter Abstieg wie auch eine intermittierende Wirksamkeit der Erzeugung von Bremskräften ähnlich wie bei einem ABS.
Wenn dann als Reaktion auf die an den Rädern der wenigstens einen angetriebenen Achse wirksamen Bremskräfte diese Räder dann nicht mehr durchdrehen bzw. ein erlaubtes Maß an Antriebschlupf nicht mehr überschreiten, was dadurch festgestellt wird, dass dann eben die Drehzahlsignale des wenigstens einen Drehzahlsensors an wenigstens einer nicht angetriebenen Achse einer Drehzahl ungleich Null entsprechen (Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt) so steuert das elektronische Bremssteuergerät keine Bremszuspannsignale mehr in die Radbremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse ein. Das Fahrzeug hat dann erfolgreich den Fahrzustand eingenommen.
Werden daher einer Situation beim Anfahren mit durchdrehenden Rädern von einem elektronischen oder elektrischen Bremssystem z.B. EBS mit ABS und/oder ASR und/oder EPB, welches achsweise Einbremsen grundsätzlich gestattet, die Antriebsräder eingebremst, kann das Antriebsmoment soweit reduziert werden, das die Antriebsräder wieder Grip aufbauen können und ein Losfahren möglich wird. Dadurch erhält der Fahrer eine Anfahrhilfe, die es ihm ermöglicht, das auf die Antriebsräder übertragene Antriebsmoment gegenüber dem Soll-Antriebsmoment zu reduzieren. Diese Anfahrhilfe wirkt insbesondere auch unterhalb der Erkennungsschwelle von passiven Raddrehzahlfühlern weil die Bremszuspannkräfte solange erhalten bleiben bis wenigstens ein Drehzahlfühler an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse den noch vorliegenden Stillstand des Fahrzeugs bzw. den Fahrzustand des Fahrzeugs erkennen. Diese Anfahrhilfe kann mit verschiedenen, bereits verbreiteten elektrisch gesteuerten Bremssystemen, die beispielsweise ABS, ASR, ESP oder eine EPB (Elektrisch gesteuerte Parkbremse) beinhalten, realisiert werden. Insbesondere ermöglicht auch ein Fahrzeug, welches lediglich mit einer elektrisch gesteuerten Park- oder Feststellbremse EPB ausgestattet ist, eine solche Anfahrhilfe, ohne das betriebsbremsseitig zusätzlich ein ABS, ASR oder ESP vorhanden sein müsste.
Der Fahrer erkennt die Notwendigkeit für die Anfahrhilfe dadurch, dass er bei eingelegtem Gang Gas gibt und die Räder an der angetriebenen Achse durchdrehen und keine Traktion stattfindet. Er kann dann etwa einen separaten Schalter, Hebel oder Taster als Betätigungsorgan betätigen, welches dann ein Eingangssignal in das elektronische Bremssteuergerät einsteuert, wobei dann dieses dann eine Bremskraft an den Radbremsen der wenigstens einen angetriebenen Achse erzeugt. Dabei ermöglicht beispielsweise eine in dem elektronischen Bremssteuergerät implementierte ASR- oder ABS-Funktionalität eine langsame Erhöhung der Bremskräfte, bei elektro-pneumatischen Bremsen des Bremsduck in den pneumatischen Radbremszylindern der wenigstens einen angetriebenen Achse zunächst auf den Anlegedruck (z.B. 0,3 bar) und dann eine langsame, rampenartige Steigerung (z.B. 0,2 bar/s) bis zu einem vorgegebenen Wert. Denkbar ist aber auch eine sprunghafte Steigerung von Null auf einen parametrierten Wert.
Wenn dann der Fahrer den Schalter oder Taster wieder in die AUS-Position bringt oder ein parametriertes Zeitlimit abgelaufen ist oder ein bestimmter parametrierter Bremsdruck erreicht wurde, so wird die Anfahrhilfe gestoppt und die Bremskraft wieder auf Null reduziert. Die entsprechenden Parameter müssen durch Versuche festgelegt werden.
Wenn eine elektrisch gesteuerte, mit Federspeicherbremszylindern ausgestattete Parkbremse EPB zum Einbremsen der Antriebsräder verwendet wird, so verringert die EPB den Druck in den Federspeicherbremszylindern beispielsweise rampenartig, oder bis zu einem Zeitlimit, oder bis ein bestimmter Druckwert in den Federspeicherbremszylindern erreicht wird. Die Parameter müssen ebenfalls durch Versuche festgelegt werden. Der Fahrer kann hierbei die Gaspedalstellung selbstständig beibehalten oder erhöhen oder erniedrigen oder die Gaspedalstellung wird eingefroren und das Motormoment automatisch konstant gehalten.
Die Erkennung der Situation durchdrehender Antriebsräder bei ansonsten stillstehendem Fahrzeug kann aber auch automatisch unter Verwendung diverser Sensorsignale erfolgen, wie oben bereits ausführlich beschrieben wurde. Sind z.B. die Drehzahl der Getriebeausgangswelle, der eingelegte Gang, das Kupplungssignal und die Drehzahl der nicht angetriebenen Räder z.B. an der Vorderachse durch Drehzahlfühler bekannt, kann die Situation automatisch erkannt werden. Die angetriebenen Räder drehen langsam durch, welches durch die Drehzahl der Getriebeausgangswelle, bei eingerückter oder geschlossener Kupplung durch das Kupplungssignal und der eingelegte Gang durch die Ganginformation erkannt wird. Auch erkennt man anhand von Signalen der elektrisch gesteuerten Feststellbremse, dass diese gelöst ist, anhand der Gaspedalstellung und der Bremspedalstellung dass der Fahrer Gas gibt, die Bremse gelöst ist und der Fahrer losfahren will. Da das Fahrzeug sich aber mit durchdrehenden angetriebenen Rädern nicht bewegt zeigen die Raddrehzahlsignale der Drehzahlfühler z.B. an der Vorderachse keine Geschwindigkeit an. Dann wird wie oben beschrieben die Bremskraft auf die angetriebenen Rädern automatisch aufgebracht und dadurch das wirksame Antriebsmotormoment reduziert bis die angetriebenen Räder wieder Grip bekommen. Werden an der Vorderachse dann Radgeschwindigkeiten durch die Drehzahlfühler ungleich Null erkannt, so wird die Bremskraft an den angetriebenen Rädern wieder weggeschaltet. Bleibt das Fahrzeug wiederum stehen und drehen die angetriebenen Räder wiederum durch beginnt die Prozedur von neuem.
Das elektronische Bremssteuergerät, in welchem die vom Fahrer oder automatisch ausgelöste Anfahrhilfe implementiert ist, kann als separates Steuergerät ausgeführt oder in ein weiteres Steuergerät integriert sein, welches ansonsten eine von einer Bremsfunktion abweichende Funktion ausführt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
Besonders bevorzugt sind die Signale der Signalerzeugungsmittel abhängig von der Drehzahl einer Getriebeausgangswelle eines Getriebes des Fahrzeugs. Dabei können die Signalerzeugungsmittel wenigstens einen aktiven Drehzahlsensor umfassen, welcher die Drehzahl der Getriebeausgangswelle des Getriebes misst und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät einsteuert. Da ein solcher aktiver Drehzahlsensor an der Getriebeausgangswelle des Getriebes oftmals bereits vorhanden ist, kann auf zusätzliche Sensoren zur Realisierung der Anfahrhilfe verzichtet werden.
Alternativ oder zusätzlich können die Signalerzeugungsmittel die Signale, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren abhängig von einer durch einen Fahrer des Fahrzeugs durchgeführten Betätigung eines mit einer Hand und/oder mit einem Fuß betätigbaren Betätigungsorgans erzeugen. Dabei können die Signale der Signalerzeugungsmittel wenigstens abhängig von einem Einrück- oder Ausrückzustand einer Kupplung des Fahrzeugs und/oder abhängig von einer gewählten Getriebegangstufe oder von einem gewählten Getriebemodus und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Bremspedals und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Gaspedals und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung einer Park- oder Feststellbremse sein. Auch diese Signale sind meist bereits z.B. auf einem Datenbus des Fahrzeugs vorhanden.
Die vorgenannten Ausführungen betreffen daher ein automatisches Erkennen einer Anfahrsituation. Alternativ oder zusätzlich kann der Fahrer auch selbst die Anfahrhilfe aktivieren.
Alternativ oder zusätzlich können daher die Signalerzeugungsmittel ein zusätzliches, vom Fahrer separat betätigbares Betätigungsorgan umfassen und ausgebildet sein, dass sie unabhängig von einer Betätigung einer Kupplung, eines Getriebes, eines Bremspedals, eines Gaspedals und einer Park- oder Feststellbremse des Fahrzeugs die Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät eingesteuert werden. Indem der Fahrer dann das Betätigungsorgan betätigt, wird die oben beschriebene Anfahrhilfe aktiviert. Das Betätigungsorgan kann dabei derart ausgebildet sein, dass die Anfahrhilfe solange aktiv ist, solange das Betätigungsorgan betätigt wird. Alternativ kann aber auch jede Betätigung des Betätigungsorgans ein Umschalten von „aktiv“ in „nicht aktiv“ und umgekehrt hervorrufen bzw. bereits auch eine „aktiv“ oder „Ein“-Position des Betätigungsorgans und eine „nicht aktiv“ oder „Aus“-Position des Betätigungsorgans vorgesehen sein.
Vorzugsweise können die in die elektrisch steuerbaren Bremsaktuatoren der wenigstens einen angetriebenen Achse zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Bremsaktuatoren an der wenigstens einen angetriebenen Achse vorgesehenen Bremszuspannsignale ausgebildet sein, dass sie ein wenigstens zeitweise wirkendes Bremsmoment an den Rädern der wenigstens einen angetriebenen Achse erzeugen. Dabei kann das wenigstens zeitweise wirkende Bremsmoment an den Rädern der wenigstens einen angetriebenen Achse von Null ausgehend rampenförmig oder linear bis zu einem vorgegebenen Wert ansteigen, sprungartig einen vorgegebenen Wert annehmen oder über einen oder mehrere vorbestimmte Zeiträume wirksam sein. Mithin sind beliebige zeitliche Verläufe der Bremskraft oder des Bremsmoments denkbar. Auch kann die Bremskraft oder das Bremsmoment abhängig von Fahrzeugparametern automatisch angepasst werden, insbesondere auf der Basis von Kennfeldern.
Das elektrisch steuerbare Bremssystem ist bevorzugt ein Betriebsbremssystem, wobei die Radbremsaktuatoren dann Radbremsaktuatoren der Betriebsbremse sind, oder aber ein Feststellbremssystem, wobei die Radbremsaktuatoren dann Radbremsaktuatoren der Feststellbremse sind.
Besonders bevorzugt ist in das elektronische Bremssteuergerät die Funktion eines ABS (Bremsschlupfregelung) und/oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) und/oder einer elektronischen Parkbremse (EPB) implementiert, weil diese Funktionen grundsätzlich ein separates achsweises Einbremsen von angetriebenen Achsen ermöglichen und deshalb keine grundlegenden Änderungen in der Programmierung des elektronischen Bremssteuergeräts vorgenommen werden muss.
Bevorzugt ist das das elektrisch steuerbare Bremssystem eine elektronisch geregeltes, elektro-pneumatisches Bremssystem (EBS) und das elektronische Bremssteuergerät das elektronische Bremssteuergerät des elektronisch geregelten elektro-pneumatischen Bremssystems (EBS). Dies bringt ebenfalls den Vorteil mit sich, dass in ein solches elektronisch geregeltes elektro-pneumatisches Bremssystem (EBS) bereits Funktionen wie ABS, ASR und ESP integriert sind, mit welchen angetriebene Achsen separat und unabhängig von nicht angetriebenen Achsen eingebremst werden können.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Identische bzw. gleich wirkende Bauteile und Baugruppen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen jeweils mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung von Teilen eines Fahrzeugs mit einem elektro-pneumatischen Bremssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Figur gezeigte bevorzugte Ausführungsform eines Fahrzeugs 1, insbesondere eines schweren Nutzfahrzeugs verfügt beispielsweise über ein elektro-pneumatisches, elektronisch geregeltes Bremssystem EBS, bei welchem die Bremskräfte elektronisch geregelt werden. Das elektronisch geregelte Bremssystem EBS verfügt vorzugsweise über ABS-, ASR- und ESP-Funktionalitäten und ist daher in der Lage, über sein Bremssteuergerät 2 lediglich Radbremsen 4 an einer angetriebenen Hinterachse 6 separat einzubremsen, ohne zugleich Radbremsen 8 an einer nicht angetriebenen Vorderachse 10 zuzuspannen. Im Normalbremsbetrieb kann das Bremssteuergerät 2 jedoch die Radbremsen 4, 8 auch an beiden Achsen 6, 10 parallel zuspannen. Die Radbremsen 4, 8 beinhalten hier beispielsweise pneumatische Bremszylinder, welche auf Bremsaktuatoren wie Scheibenbremsen wirken.
In dem Fahrzeug 1 ist daher die nicht angetriebene Vorderachse 10 mit zwei Vorderrädern 12, die angetriebene Hinterachse 6 mit bevorzugt zwei angetriebenen Hinterrädern 14, ein Motor 16, ein Getriebe 18, eine zwischen Motor 16 und Getriebe 18 angeordnete Kupplung 20 und eine Getriebeausgangswelle 22 vorhanden, welche hier beispielsweise über eine Kardanwelle und ein Hinterachsdifferential die Räder 14 der Hinterachse 6 antreibt.
In dem Fahrzeug 1 sind weiterhin pneumatische Leitungen 24, 26, 28, 30, 32, 34 des elektro-pneumatischen, elektronisch geregelten Bremssystem EBS zur Führung von Steuerdrücken oder Bremsdrücken vorgesehen sowie Datenleitungen 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, die gestrichelt gezeichnet sind und über welche Informationen und Steuerbefehle gesendet werden.
An einen Bremswertgeber 54 mit Bremspedal 56 für die Betriebsbremse des elektro-pneumatischen, elektronisch geregelten Bremssystem EBS sind die pneumatischen Leitungen 28 und 34 und die Datenleitung 50 angeschlossen, wobei dieser Bremswertgeber 54 hier zwei pneumatische Kanäle, einen pneumatischen Kanal 58 für die Steuerdrücke der Vorderachse 10 und einen pneumatischen Kanal 60 für Steuerdrücke der Hinterachse 6 und einen elektrischen Kanal 62 aufweist. Die beiden pneumatischen Kanäle 58 und 60 werden jeweils mit einem eigenen, hier nicht gezeigten Druckluftvorrat für die betreffende Achse mit Druckluft versorgt.
Bei Betätigung des Bremspedals 56 des Bremswertgebers 54 wird daher zum einen ein elektrisches Bremsanforderungssignal über die Datenleitung 50 in das elektronische Bremssteuergerät 2 eingesteuert. Von dort werden über die Datenleitungen 38, 42 ein Druckregelmodul 64 für die Radbremsen 8 der Vorderachse 10 und ein Druckregelmodul 66 für die Radbremsen 4 der Hinterachse 6 elektrisch angesteuert. Parallel hierzu gelangt zum andern über die pneumatischen Leitungen 28 und 34 bei der Betätigung des Bremspedals 56 ein entsprechender Steuerdruck in die Druckregelmodule 64, 66, welcher aber erst dann dort wirksam werden kann, wenn die elektrische Steuerung über die den elektrischen Kanal 62, die Datenleitungen 50, 38 und 42 sowie das elektronische Bremssteuergerät 2 ausfällt. Die Druckregelmodule 64, 66 enthalten jeweils in bekannter Weise eine Einlass-Auslass-Magnetventilkombination, welche ein integriertes Relaisventil steuert, ein Backup-Magnetventil zum Rückhalten des pneumatischen Steuerdrucks in den Druckleitungen 28 und 34 sowie einen Drucksensor je Kanal und sind jeweils an den betreffenden Druckluftvorrat für die Vorderachse 10 oder für die Hinterachse 6 angeschlossen. Die Druckregelmodule 64 und 66 sind weiterhin hier bevorzugt jeweils als 2-Kanal-Druckregelmodule ausgebildet, wobei jeweils ein Kanal den Bremsdruck in einer Radbremse 4, 8 an einer Fahrzeugseite auf den jeweils gewünschten Soll-Bremsdruck einregelt.
Folglich verfügt das EBS hier bevorzugt über einen elektro-pneumatischen Vorderachsbremskreis und einen elektro-pneumatischen Hinterachsbremskreis.
Die Druckregelmodule 64, 66 steuern dann abhängig von den elektrischen Bremsanforderungssignalen im elektrischen Kanal 62 bzw. abhängig von den pneumatischen Steuerdrücken in den pneumatischen Kanälen 58, 60 des Bremswertgebers 54 entsprechende Bremsdrücke über die pneumatischen Leitungen 24, 26 in die Radbremsen 8 der Vorderachse und über die pneumatischen Leitungen 30, 32 in die Radbremsen 4 der Hinterachse 6 ein.
Das elektronisch geregelte Bremssystem EBS ist bevorzugt mit einer Bremsschlupfregelung ABS ausgestattet. Hierzu und für weitere Funktionen wie beispielsweise ASR und ESP sind den Vorderrädern 12 und Hinterrädern 14 jeweils Raddrehzahlsensoren 68, 70 zugeordnet. Beim Bremsen werden daher die Ist-Raddrehzahlen an das elektronische Bremssteuergerät 2 über die Datenleitungen 36, 48 bzw. 40, 44 übermittelt und dort für jedes Rad ein Ist-Bremsschlupf errechnet. Falls dieser Ist-Bremsschlupf einen vorgegebenen Soll-Bremsschlupf übersteigt, so regelt das Bremssteuergerät 2 den Bremsdruck bevorzugt über die Druckregelmodule 64, 66 kanalweise so ein, dass der Soll-Bremsschlupf an dem betreffenden Rad 12, 14 nicht mehr überschritten wird.
Die Raddrehzahlsensoren 70 an der Hinterachse sind bevorzugt als passive Raddrehzahlsensoren ausgeführt. Diese erkennen zum einen die Drehrichtung der Räder 14 an der Hinterachse 6 nicht. Auch ist eine Geschwindigkeitserkennung bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten nicht möglich. Für die Bremsschlupfregelung (ABS) aus mittleren und hohen Geschwindigkeiten ist dies allerdings nicht notwendig. Dafür sind sie relativ kostengünstig.
An den Rädern 12 der nicht angetriebenen Vorderachse 10 können ebenfalls passive oder aktive Raddrehzahlsensoren 68 angeordnet sein. Diese Raddrehzahlsensoren 68 steuern über die Datenleitungen 36, 48 Raddrehzahlsignale in das Bremssteuergerät 2 ein. Werden aktive Raddrehzahlsensoren 68 verwendet, lassen diese im Gegensatz zu den passiven Drehzahlfühlern eine zuverlässige Erkennung auch sehr niedriger Drehzahlen und Geschwindigkeiten und die Drehrichtung der Räder 12 der nicht angetriebenen Vorderachse 10 zu, was sich vorteilhaft auf die Erkennung des Anfahrens auswirken kann. Insbesondere können sie den Unterschied zwischen der Drehzahl Null und einer sehr geringen Drehzahl der Räder 12 an der Vorderachse 10 feststellen, was eine Verbesserung der Anfahrerkennung zur Folge hat. Das Prinzip funktioniert aber auch mit passsiven Sensoren.
Weiterhin kann auch an der Getriebeausgangswelle 22 des Getriebes 18 ein aktiver Drehzahlsensor 72 vorgesehen sein, welcher über die Datenleitung 46 mit einem Getriebesteuergerät 74 verbunden ist. Die Getriebeausgangswelle 22 ist mit den Hinterrädern 14 in hier nicht gezeigter Weise drehgekoppelt, so dass ein Drehen der Hinterräder 14 sowie deren Drehrichtung durch den aktiven Drehzahlsensor 72 detektierbar sind und die Signale in das Getriebesteuergerät 74 als Eingangssignale eingesteuert werden.
Die Datenleitungen 36 bis 44 und 48 bis 50 können wie gezeigt direkt an das Bremssteuergerät 2 angeschlossen sein oder aber über einen Datenbus, etwa einen CAN-Bus mit dem Bremssteuergerät 2 verbunden sein.
Die Drehzahlsensoren 68 und 72 können ausgebildet sein, dass sie Zähne von hier nicht gezeigten Zahnrädern auf der Getriebeausgangswelle 22 bzw. auf Antriebswellen der Vorderachse 10 abtasten. Alternativ können auf der Getriebeausgangswelle 22 und auf den Antriebswellen auch zusätzliche Polringe mit Verzahnung vorgesehen sein, welche dann von den Drehzahlsensoren 68 und 72 abgetastet werden.
Das Getriebe 18 ist bevorzugt ein automatisiertes Getriebe mit dem Getriebesteuergerät 74. Die Kupplung 20 ist hier beispielsweise vom Getriebesteuergerät 74 elektrisch betätigt. Getriebesteuergerät 74 und Bremssteuergerät 2 sind beide an einen CAN-Bus 76 angeschlossen. Somit werden hier die Daten des aktiven Drehzahlsensors 72, der die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 22 misst über das Getriebesteuergerät 74 und den CAN-Bus 76 verteilt und stehen dadurch auch dem Bremssteuergerät 2 zur Verfügung. Weiterhin steht dem Bremssteuergerät 2 über den Datenbus 76 auch ein Signal zur Verfügung, welches eine Information über die Stellung eines hier nicht gezeigten Wählhebels des automatisierten Getriebes – Neutral, Drive, Reverse oder Parken – liefert.
Gemäß einer hier nicht gezeigten Ausführungsform könnte das Getriebe 18 auch ein nicht automatisiertes Handschaltgetriebe sein. In diesem Fall erhält das Bremssteuergerät 2 ein Signal, welches eine Information über die Stellung eines Ganghebels des Getriebes, – Neutral, Gangstufe, Rückwärtsgang – liefert über einen entsprechenden Sensor und mittels einer Datenleitung.
Weiterhin steht auch ein den Motor 16 steuerndes Motorsteuergerät 78 mit dem Datenbus 76 in Verbindung. Ein elektrisches, wenigstens einen Sensor zur Messung der Gaspedalstellung und/oder der Betätigungsgeschwindigkeit des Gaspedals 80 aufweisendes Gaspedal 80 steuert ein dem Betätigungsgrad des Gaspedals 80 entsprechendes Antriebsanforderungssignal in das Motorsteuergerät 78 ein. Da das Motorsteuergerät 78 ebenfalls an den Datenbus 76 angeschlossen ist, so steht dem Bremssteuergerät 2 über den Datenbus 76 auch ein Signal zur Verfügung, welches eine Information über eine Betätigung oder Nicht-Betätigung des Gaspedals 80 und insbesondere auch über dessen Betätigungsgrad liefert.
Die elektrische Kupplung 20 wird durch ein elektrisches Signal des Getriebesteuergeräts 74 gesteuert, welches über den Datenbus 76 auch in das Bremssteuergerät 2 eingesteuert diesem dann eine Information über den Zustand der Kupplung 20 – eingerückt oder ausgerückt – liefert. Weiterhin ist durch den elektrischen Kanal 62 des Bremswertgebers 54 auch am Gaspedal 56 ein Sensor vorhanden, welcher den Betätigungszustand des Gaspedals 56 – unbetätigt, generell betätigt oder Grad der Betätigung – über die Datenleitung 50 in das Bremssteuergerät 2 einsteuert. Nicht zuletzt kann auch eine nicht betätigte Park- oder Feststellbremse, über welche das Fahrzeug hier auch bevorzugt verfügt, ein Signal für ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand darstellen. Die Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Bedienorgans der Park- oder Feststellbremse kann über ein entsprechendes elektrisches Signal festgestellt werden, zumal wenn die Park- oder Feststellbremse elektrisch gesteuert ist.
Ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand kann dann dem Bremssteuergerät 2 über Signale von wenigstens einem der hier vorhandenen Sensoren 22, 62 und 80 signalisiert werden. Wenn beispielsweise durch das elektronische Bremssteuergerät 2 festgestellt wird, dass die momentane Drehzahl der Getriebeausgangswelle 22 des Getriebes 18, welche durch den aktiven Drehzahlsensor 72 gemessen wird, größer ist als eine Drehzahl, die dem Leerlauf oder einem eine Toleranz enthaltenden Leerlaufdrehzahlband des Motors 16 entspricht, so deutet dies auf ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand hin.
Weiterhin deutet beispielsweise ein betätigtes Gaspedal 80, ein sich in Fahrtstellung (Drive oder Reverse) befindlicher Wählhebel des hier bevorzugt automatisierten Getriebes 18, ein unbetätigtes Bremspedal 56 und eine sich in eingerücktem Zustand befindliche Kupplung 20 auf ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand hin.
Folglich erfolgt hier bevorzugt eine Erfassung eines beabsichtigten Losfahrens des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand automatisch anhand wenigstens eines der genannten Sensoren 62, 72 und 80. Die Sensorsignale dieses wenigstens einen Sensors 62, 72 und 80 werden dann in dem Bremssteuergerät 2 mit Referenzwerten verglichen, um ein beabsichtiges Losfahren identifizieren zu können.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein zusätzliches, vom Fahrer separat betätigbares Betätigungsorgan 82 vorhanden sein, welches über eine Datenleitung 84 ebenfalls mit dem Bremssteuergerät 2 verbunden ist.
Das zusätzliche, vom Fahrer separat betätigbare Betätigungsorgan 82 ist vorgesehen und ausgebildet, dass es unabhängig von den weiteren vom Fahrer betätigbaren Betätigungsorganen wie Bremspedal 56 oder Gaspedal 80 Signale erzeugen kann, welche ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät 2 eingesteuert werden. Das zusätzliche, vom Fahrer separat betätigbare Betätigungsorgan 82 kann hier beispielsweise einen in einen Stromkreis eingebundenen, von einem Hebel betätigten Wechselschalter beinhalten, wobei der Fahrer den Hebel in eine Stellung „Ein“ und in eine Stellung „Aus“ schwenken kann. In der Stellung „Ein“ wird dann ein ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand repräsentierendes Signal in das Bremssteuergerät 2 eingesteuert und in der Stellung „Aus“ die Erzeugung dieses Signals unterbunden.
Der Fahrer kann beispielsweise den Hebel des Betätigungsorgans 82 von der Stellung „Aus“ in die Stellung „Ein“ bringen, wenn er festgestellt hat, dass auf rutschigem Untergrund ein Losfahren aus dem Stillstand ohne übermäßigen Antriebsschlupf nicht möglich ist, d.h. wenn die Räder 14 der angetriebenen Hinterachse 6 beim Anfahren durchdrehen.
Mit den oben beschriebenen bevorzugt ausgebildeten Bauteilen und Baugruppen ist eine Anfahrhilfe für das Fahrzeug 1 realisierbar, wenn die Räder 14 der angetriebenen Hinterachse 6 auf rutschigem Untergrund durchdrehen und ein übermäßiger Antriebschlupf vermieden werden soll.
Das elektronische Bremssteuergerät 2 ist dann ausgebildet, dass es wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in das Druckregelmodul 66 der angetriebenen Hinterachse 6 einsteuert, falls die Drehzahlsignale der Drehzahlsensoren 68 an der Vorderachse 10 einer Drehzahl gleich Null entsprechen und zugleich die Signale wenigstens eines Sensors aus der Gruppe des aktiven Drehzahlsensors 72 an der Getriebeausgangswelle 22 und/oder des elektrischen Kanals 62 des Bremswertgebers 54 und/oder des Sensors des Gaspedals 80 auf ein beabsichtiges Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand hindeuten. Das beabsichtigte Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand wird dann automatisch erfasst. Hierbei werden aber die Signale der Raddrehzahlsensoren 70 an den Rädern 14 der Hinterachse 6 bevorzugt nicht berücksichtigt, weil deren Geschwindigkeitsauflösung bei geringen Geschwindigkeiten zu niedrig ist.
Alternativ oder zusätzlich kann auch das Signal, welches beim Stellen des zusätzlichen Betätigungsorgans 82 durch den Fahrer in die Stellung „Ein“ erzeugt und in das Bremssteuergerät 2 eingesteuert wird, das beabsichtige Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand repräsentieren.
Wenn daher die Drehzahlsensoren 68 an der Vorderachse 10 eine Drehzahl gleich Null erfassen, so deutet dies darauf hin, dass noch Fahrzeugstillstand vorliegt, obwohl die Signale der weiteren Sensoren 22, 62 und 80 bereits ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs 1 aus dem Stillstand signalisieren, z.B. durch ein betätigtes Gaspedal 80 und/oder durch ein unbetätigtes Bremspedal 56 und/oder durch eine mit einer gegenüber der Leerlaufdrehzahl höher drehenden Drehzahl der rotierenden Getriebeausgangswelle 22. In diesem Fall ist daher davon auszugehen, dass die Räder 14 der Hinterachse 6 auf dem Untergrund durchdrehen und ein zu hoher Antriebsschlupf vorliegt.
Dann erzeugt daher das Bremssteuergerät 2 Bremszuspannsignale ausschließlich für das Druckregelmodul 66 der angetriebenen Hinterachse 6, um ein gegen das zu hohe, weil zum Durchdrehen der Räder 14 führende Antriebsmoment wirkendes Bremsmoment an der Hinterachse 6 zu erzeugen.
Zusätzlich erkennt auch der Fahrer die Notwendigkeit der Anfahrhilfe dadurch, dass sich trotz in der Stellung „Drive“ befindlichem Wählhebel des Getriebes 18, unbetätigtem Bremspedal 56 und betätigtem Gaspedal 80 das Fahrzeug 1 nicht bewegt und die Räder 14 an der Hinterachse 6 durchdrehen. Er kann dann optional das Betätigungsorgan 82 in die Stellung „Ein“ betätigen, wodurch ein Eingangssignal in das elektronische Bremssteuergerät 2 eingesteuert wird, woraufhin dann dieses eine Bremskraft an den Radbremsen 4 der Hinterachse 6 erzeugt.
Die Anfahrhilfe besteht also in einem Erzeugen von Bremskraft/Bremsmoment an der angetriebenen Hinterachse 6, um dem Durchdrehen der Räder 14 entgegen zu wirken. Generell sind ein automatisches Aktivieren der Anfahrhilfe mittels der oben beschriebenen Sensorik 22, 56, 68 und 80 einerseits und ein Aktivieren der Anfahrhilfe durch den Fahrer mittels des Betätigungsorgans 82 alternativ oder sich gegenseitig ergänzend möglich.
Dabei ermöglicht die in dem elektronischen Bremssteuergerät 2 implementierten ASR-, ABS- und ESP Funktionalitäten eine langsame Erhöhung der Bremskräfte, hier bei elektro-pneumatischen Bremsen des Bremsduck in den Radbremsen 4, beispielsweise pneumatischen Radbremszylindern der angetriebenen Hinterachse 6 zunächst auf den Anlegedruck (z.B. 0,3 bar) und dann eine langsame, rampenartige Steigerung (z.B. 0,2 bar/s) bis zu einem vorgegebenen Wert. Denkbar ist aber auch eine sprunghafte Steigerung von Null auf einen parametrierten Wert des Bremsdrucks.
Die Erfindung ist nicht auf elektro-pneumatische Bremssysteme beschränkt, sondern sie kann auf in allen elektrisch steuerbaren Bremssystemen wie beispielsweise rein elektrisch betriebenen Bremssystemen oder auch in elektro-hydraulischen Bremssystemen realisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich zu dem Bremseingriff kann auch das Antriebsmoment des Motors 16 reduziert werden, wenn die Notwendigkeit der Anfahrhilfe automatisch erkannt und dann aktiviert und/oder die Anfahrhilfe über das Betätigungsorgan 82 ausgelöst wird. Das Bremssteuergerät 2 steuert dann (auch) das Motorsteuergerät 78 an, um bei automatisch oder durch den Fahrer erkanntem Durchdrehen der Räder 14 der angetriebenen Hinterachse 6 das Antriebsmoment zu reduzieren.
Falls dann nach einiger Zeit die Drehzahlsignale der Drehzahlsensoren 68 an der Vorderachse 10 eine Drehzahl ungleich Null in das Bremssteuergerät 2 melden, was signalisiert, dass nun Traktion vorhanden ist und das Fahrzueg sich in die gewünschte Richtung bewegt, dann steuert das Bremssteuergerät 2 keine Bremszuspannsignale mehr in das Druckregelmodul 66 der angetriebenen Hinterachse 6 ein, so dass die Radbremsen 4 dort lösen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann auch der Fahrer nach durch ihn erkanntem Vorliegen von Traktion an der Hinterachse 6 das Betätigungsorgan 82 von der Stellung „Ein“ wieder in die Stellung „Aus“ bringen, wodurch die Anfahrhilfe durch das Bremssteuergerät 2 ebenfalls abgeschaltet wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Bremssteuergerät
4: Radbremsen HA
6: Hinterachse
8: Radbremsen VA
10: Vorderachse
12: Vorderräder
14: Hinterräder
16: Motor
18: Getriebe
20: Kupplung
22: Getriebeausgangswelle
24: pneumatische Leitung
26: pneumatische Leitung
28: pneumatische Leitung
30: pneumatische Leitung
32: pneumatische Leitung
34: pneumatische Leitung
36: Datenleitung
40: Datenleitung
42: Datenleitung
44: Datenleitung
46: Datenleitung
48: Datenleitung
50: Datenleitung
54: Bremswertgeber
56: Bremspedal
58: pneumatischer Kanal VA
60: pneumatischer Kanal HA
62: elektrischer Kanal
64: Druckregelmodul VA
66: Druckregelmodul HA
68: Raddrehzahlsensoren VA
70: Raddrehzahlsensoren HA
72: Drehzahlsensor
74: Getriebesteuergerät
76: CAN-Datenbus
78: Motorsteuergerät
80: Gaspedal
82: Betätigungsorgan
84: Datenleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

"Kraftfahrtechnisches Taschenbuch", Herausgeber: Robert Bosch GmbH, Düsseldorf, 21. Auflage, 1991, Seite 555–559 [0003]

Claims

Fahrzeug (1) mit a) wenigstens einer angetriebenen Achse (6) und wenigstens einer nicht angetriebenen Achse (10), wobei an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) und an der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse (10) jeweils Radbremsaktuatoren (4, 8) vorgesehen sind, b) einem elektrisch steuerbaren Bremssystem, welches wenigstens ein elektronisches Bremssteuergerät (2) beinhaltet, welches ausgebildet ist, abhängig von Eingangssignalen lediglich für die Radbremsaktuatoren (4) an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) Bremszuspannsignale zu erzeugen, zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Radbremsaktuatoren (4) lediglich an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6), gekennzeichnet durch c) Vorsehen eines passiven oder aktiven Drehzahlsensors (68) mit einem einen gesamten Drehzahlbereich von Null bis zu einer Maximaldrehzahl abdeckenden Messbereich an wenigstens einem Rad (12) der wenigstens einen nicht angetriebenen Achse (10), wobei der Drehzahlsensor (68) Drehzahlsignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) als Eingangssignale einsteuert, d) Signalerzeugungsmittel (56, 72, 80, 82), welche Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor (68, 70) erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) eingesteuert werden, wobei e) das elektronische Bremssteuergerät (2) ausgebildet ist, dass es e1) wenigstens zeitweise Bremszuspannsignale in die Radbremsaktuatoren (4) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) einsteuert, falls die Drehzahlsignale des Drehzahlsensors (68) einer Drehzahl gleich Null entsprechen und zugleich die Signale der Signalerzeugungsmittel (56, 72, 80, 82) auf ein beabsichtiges Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand hindeuten, und dass es e2) keine Bremszuspannsignale mehr in die Radbremsaktuatoren (4) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) einsteuert, falls die Drehzahlsignale des wenigstens einen Drehzahlsensors (68) einer Drehzahl ungleich Null entsprechen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Signalerzeugungsmittel (72) abhängig von der Drehzahl einer Getriebeausgangswelle (22) eines Getriebes (18) des Fahrzeugs (1) sind.
Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsmittel (72) wenigstens einen aktiven Drehzahlsensor umfassen, welcher die Drehzahl der Getriebeausgangswelle (22) des Getriebes (18) misst und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) einsteuert.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsmittel (82) die Signale, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor (68, 70) erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand repräsentieren abhängig von einer durch einen Fahrer des Fahrzeugs durchgeführten Betätigung eines mit einer Hand und/oder mit einem Fuß betätigbaren Betätigungsorgans (82) erzeugen.
Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Signalerzeugungsmittel (56, 80) wenigstens abhängig von einem Einrück- oder Ausrückzustand einer Kupplung (20) des Fahrzeugs (1) und/oder abhängig von einer gewählten Getriebegangstufe oder von einem gewählten Getriebemodus des Getriebes (18) und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Bremspedals (56) und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Gaspedals (80) und/oder abhängig von einer Betätigung oder Nicht-Betätigung eines Betätigungsorgans der Park- oder Feststellbremse sind.
Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungsmittel (82) ein zusätzliches, vom Fahrer separat betätigbares Betätigungsorgan (82) umfassen und ausgebildet sind, dass sie unabhängig von einer Betätigung einer Kupplung (20), eines Getriebes (18), einer Bremspedals (56), eines Gaspedals (80) und einer Park- oder Feststellbremse des Fahrzeugs (1) die Signale erzeugen, die abweichend von von einem Raddrehzahlsensor (68, 70) erzeugten Raddrehzahlsignalen sind und die ein beabsichtigtes Losfahren des Fahrzeugs (1) aus dem Stillstand repräsentieren und als Eingangssignale in das elektronische Bremssteuergerät (2) eingesteuert werden.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in die elektrisch steuerbaren Bremsaktuatoren (4) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) zum wenigstens teilweisen Zuspannen der Bremsaktuatoren (4) an der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) vorgesehenen Bremszuspannsignale ausgebildet sind, dass sie ein wenigstens zeitweise wirkendes Bremsmoment an den Rädern (14) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) erzeugen.
Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens zeitweise wirkende Bremsmoment an den Rädern (14) der wenigstens einen angetriebenen Achse (6) von Null rampenförmig bis zu einem vorgegebenen Wert ansteigt, sprungartig einen vorgegebenen Wert annimmt oder über einen oder mehrere vorbestimmte Zeiträume wirksam ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch steuerbare Bremssystem ein Betriebsbremssystem ist, wobei die Radbremsaktuatoren (4, 8) dann Radbremsaktuatoren der Betriebsbremse sind, oder ein Feststellbremssystem, wobei die Radbremsaktuatoren dann Radbremsaktuatoren der Feststellbremse sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das elektronische Bremssteuergerät (2) die Funktion eines ABS (Bremsschlupfregelung) und/oder einer elektronischen Parkbremse (EPB) und/oder einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) implementiert ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch steuerbare Bremssystem ein elektronisch geregeltes, elektro-pneumatisches Bremssystem (EBS) ist.