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Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verhinderung des Wegrollens eines Fahrzeuges an einer Steigung. Zusätzlich betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
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Bei einem Halt eines Fahrzeuges in einer Steigung muss dieses Fahrzeug herkömmlicherweise während des Haltevorganges gegen ein Wegrollen gesichert werden. Dazu wird eine Bremse während dieses Haltevorganges aktiviert, um das Fahrzeug in dem Stillstand zu halten.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 103 43 985 A1 ist ein Verfahren zur Verhinderung des Wegrollens eines Fahrzeugs an einer Steigung bekannt. Dazu wird ein analoges oder analogisiertes Ventil verwendet, welches im Stillstand zur Aufrechterhaltung eines Bremsbetätigungsdrucks geschlossen wird. Um Leckagen des Ventils zu vermeiden oder die durch die Leckagen eintretenden Bremsdruckverluste zu reduzieren, ist vorgesehen, dass die Schließkraft des Ventils erhöht wird, wenn das Ventil im Stillstand des Fahrzeugs zur Aufrechterhaltung eines Bremsbetätigungsdrucks geschlossen wird oder wenn das Ventil im Stillstand des Fahrzeugs zur Aufrechterhaltung eines Bremsbetätigungsdrucks geschlossen werden soll.
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Der Hintergrund der Erfindung ist, dass bei rein hydraulischen Bremsanlagen, bei denen der Druck durch die Ventile gehalten werden soll, das Problem besteht, dass es „keine“ Ventile ohne Leckage gibt. Da die Zeitdauer, während der ein Fahrzeug in Stillstandszuständen sicher gegen Weggrollen zu sichern ist, unterschiedlich lange sein kann (stehen an einer Steigung vor einer Ampel), stellen selbst geringste Leckagen ein Problem dar. Solche Leckagen können beispielsweise durch kleinste Schmutzpartikel in der Bremsflüssigkeit entstehen, wenn sich diese während des Bremsvorganges zwischen einem Ventilstößel und einem Ventilsitz befinden. Analoge bzw. analogisiert betriebene Ventile sind besonders anfällig bzgl. Leckagen. Diese Ventile finden aber aus Komfortgründen in rein hydraulischen Bremssystemen Verwendung. Unter rein hydraulischen Bremssystemen werden Systeme verstanden, bei denen der Bremsdruck in den Radbremsen mittels eines Hydraulikmittels erzeugt wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, mit welchem ein Fahrzeug während der Bremsdauer vor einem Wegrollen gesichert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Verhinderung des Wegrollens eines Fahrzeuges mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Wegrollen eines Fahrzeuges an einer Steigung verhindert. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Berechnens eines für den Stillstand des Fahrzeuges mindestens erforderlichen Stillstandbremsdruck, des Berechnens eines zum Verhindern des Wegrollens des Fahrzeuges während der Bremsdauer notwendigen Bremsdruckpuffers anhand einer Bremsdruckverlustmodellierung, des Ermittelns des aktuellen Bremsdrucks, des Überprüfens, ob der aktuelle Bremsdruck wenigstens einem Gesamtbremsdruck entspricht, welcher eine Summe aus Stillstandbremsdruck und Bremsdruckpuffer ist, und des Ansteuerns einer Bremsdruckpumpe, welche eine Bremsdruckerhöhung erzeugt, so dass wenigstens ein Bremsdruck erreicht wird, welcher dem Gesamtbremsdruck entspricht, falls der aktuelle Bremsdruck kleiner als der Gesamtbremsdruck ist.
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Der Stillstandbremsdruck ist dabei ein Druck, bei welcher das Fahrzeug ohne Druckverluste in der Steigung haltbar ist. Dieser Stillstandbremsdruck ist dabei von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise der Steigung abhängig. Der Bremsdruckpuffer ist dabei ein Druck, mit welchem die während einer Bremsdauer auftretenden Druckverluste ausgeglichen werden können, so dass ein Wegrollen des Fahrzeugs wenigstens bis zum Ende der Bremsdauer verhindert werden kann. Das Ermitteln des aktuellen Bremsdrucks umfasst sowohl ein Messen als auch ein Schätzen des aktuellen Bremsdrucks.
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Mit der Bremsdruckverlustmodellierung werden Berechnungen für den während der Bremsdauer auftretenden Druckverluste durchgeführt, so dass der Bremsdruckpuffer bestimmt werden kann. Für die Bremsdruckverlustmodellierung werden dabei verschiedene Faktoren mit berücksichtigt. Beispielsweise hängt der Bremsdruckverlust von einer Bremsventilcharakteristik oder einer Charakteristik des Bremskreislaufs ab. Diese Bremsdruckverlustmodellierung wird dabei für jede Bremsung aufgrund der für den Bremsvorgang vorliegenden Werte separat berechnet, so dass der Bremsdruckpuffer an den bei jeder Bremsung zu erwartenden Druckverlust angepasst wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren findet vorzugsweise auch bei Fahrer Assistenz Funktionen Anwendung. Bei dieser Fahrer Assistenz Funktion kann das Fahrzeug nach einer Bremsung durch den Fahrer durch die Fahrer Assistenz Funktion derart übernommen werden, dass ein Wegrollen während der Bremsdauer in der Steigung verhindert wird.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein Wegrollen des Fahrzeuges während der Bremsdauer verhindert wird. Zusätzlich ist eine erneute Ansteuerung der Bremsdruckpumpe während der Bremsdauer, um den Bremsdruck zu halten, nicht notwendig. Dadurch wird eine erneute Geräuschbelästigung durch die Bremsdruckpumpe während der Bremsdauer vermieden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird in die Bremsdruckverlustmodellierung der Stillstandbremsdruck einbezogen, so dass mit einer Erhöhung des Stillstandbremsdrucks der Bremsdruckpuffer vergrößert wird. Die Ursache einer Erhöhung des Stillstandbremsdrucks kann durch eine größere Steigung verursacht sein. Der höhere Stillstandbremsdruck hat jedoch zur Folge, dass der Bremsdruckverlust ansteigt. Dementsprechend muss der Bremsdruckpuffer erhöht werden, um die höheren Bremsdruckverluste auszugleichen. Dadurch wird ein Wegrollen eines Fahrzeuges beispielweise bei einer größeren Steigung vermieden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird für die Bremsdruckverlustmodellierung eine Mindestbremsdauer abgeschätzt, so dass mit einer größeren Mindestbremsdauer der Bremsdruckpuffer vergrößert wird. Die Mindestbremsdauer hat dabei einen Effekt darauf, wie lange ein Bremsdruckverlust ausgeglichen werden muss, bevor das Fahrzeug wegrollt. Dementsprechend kann der Bremsdruckpuffer besser auf die jeweilige Bremsung angepasst werden.
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Vorzugsweise wird für die Bremsdruckverlustmodellierung ein fester Wert für die Mindestbremsdauer vorgegeben. Dieser Wert kann dabei beispielsweise 3 min. oder 10 min. sein. Auch kann dies ein Wert sein, welcher aufgrund von Erfahrungswerten berechnet worden ist. Durch einen festen Wert für die Mindestbremsdauer wird der Aufwand für die Bremsdruckverlustmodellierung vereinfacht.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung wird eine statistische Wahrscheinlichkeit eines Bremsdruckverlusts in die Bremsdruckverlustmodellierung einbezogen. Mit diesem statistischen Wahrscheinlichkeit wird ein derart hoher Wert für den Bremsdruckverlust berechnet, so dass unter Einbeziehung der übrigen Faktoren eine Unsicherheit in der Berechnung verschiedener Werte, ausgeglichen werden kann, so dass eine gewisse Sicherheit gegen ein Wegrollen erzielt werden kann. Dadurch kann bei entsprechender Wahl der statistischen Wahrscheinlichkeit eine hohe Sicherheit gegen ein Wegrollen des Fahrzeuges erzielt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung wird ein gemessener Bremsdruckverlust aus vorherigen Bremsungen in die Bremsdruckverlustmodellierung einbezogen. Dabei kann beispielsweise ein erwarteter Druckverlust mit einem gemessenen Druckverlust verglichen werden. Der erwartete Druckverlust kann dabei bei weiteren Bremsdruckverlustmodellierung genauer an den gemessenen Druckverlust angepasst werden. Dies bedeutet, dass eine zunehmende Verschmutzung des Ventils oder der Bremsflüssigkeit mit berücksichtigt werden kann. Dadurch wird eine Genauigkeit der Bremsdruckverlustmodellierung verbessert.
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Die Bremsdruckverlustmodellierung wird vorzugsweise anhand von Daten einer Datenbank durchgeführt. Diese Daten geben dabei verschiedene für das System charakterisierende Werte wieder. Die Daten können dabei voreingestellt oder während der Bremsungen erzeugt worden sein. Dadurch kann der Aufwand bei der Modellierung verringert und die Genauigkeit erhöht werden.
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Die Erfindung wird zusätzlich durch eine Einrichtung, welche eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen gelöst. Die Einrichtung umfasst dabei eine Berechnungseinheit zum Berechnen eines für den Stillstand des Fahrzeuges mindestens erforderlichen Stillstandbremsdrucks, eine Bremsdruckverlustmodellierungseinheit zum Berechnen eines zum Verhindern des Wegrollens des Fahrzeuges notwendigen Bremsdruckpuffers, eine Ermittlungseinheit, über welche der aktuelle Bremsdruck ermittelbar ist, eine Überprüfungseinheit, mit welcher überprüfbar ist, ob der aktuelle Bremsdruck wenigstens einem Gesamtbremsdruck entspricht, welcher eine Summe aus Stillstandbremsdruck und Bremsdruckpuffer ist, und eine Steuereinheit, mit welcher eine Bremsdruckpumpe zum Erzeugen einer Bremsdruckerhöhung ansteuerbar ist.
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Mit einer solchen Einrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, so dass die zu dem Verfahren genannten Vorteile erzielt werden können.
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Darüber hinaus gibt die Erfindung zusätzlich eine Fahrzeug mit einer solchen Einrichtung an. Mit einem solchen Fahrzeug können die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
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Zusätzlich umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verhinderung des Wegrollens eines Fahrzeuges an einer Steigung, und
- 2 Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 zur Verhinderung des Wegrollens eines Fahrzeuges an einer Steigung gezeigt. Das Verfahren 10 wird in diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt, wenn anzunehmen ist, dass das Fahrzeug an einer Steigung bis in einen Stillstand abgebremst werden soll. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt 14 der für den Stillstand des Fahrzeuges in der Steigung mindestens erforderliche Stillstandbremsdruck ps berechnet. Der Stillstandbremsdruck ps ist dabei ein Druck, bei welchem das Fahrzeug wenigstens kurzzeitig in einem Stillstand in der Steigung haltbar ist. Aufgrund der üblicherweise auftretenden Bremsdruckverluste ist ein längeres Halten des Fahrzeuges im Stillstand jedoch nicht möglich. Dadurch kann es zu einem Wegrollen des Fahrzeuges kommen.
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In einem zweiten Verfahrensschritt 18 wird dazu ein während der Bremsdauer notwendiger Bremsdruckpuffer pP berechnet, mit welchem die Bremsdruckverluste während der Bremsdauer ausgeglichen werden können, so dass ein Wegrollen des Fahrzeuges verhindert werden kann. Dieser Bremsdruckpuffer pp, welcher eine Druckerhöhung zu dem Stillstandbremsdruck pS darstellt, wird dabei über eine Bremsdruckverlustmodellierung für jeden Bremsvorgang erneut berechnet. Dadurch kann der Bremsdruckpuffer pP an jeden Bremsvorgang angepasst werden.
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Die Bremsdruckverlustmodellierung bezieht dabei verschiedene Faktoren für die Berechnung des Bremsdruckpuffers pP mit ein. Beispielsweise wird aufgrund eines höheren Stillstandbremsdrucks ps auch eine höhere Leckagerate angenommen, so dass dementsprechend auch der Bremsdruckpuffer pP erhöht wird. Die entsprechende Korrelation zwischen dem Stillstandbremsdruck pS und dem Bremsdruckpuffer pP kann dabei einer aufgrund von Messungen ermittelten Datenbank entnommen werden.
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Zusätzlich geht in die Berechnung des Bremsdruckpuffers pP auch eine Mindestbremsdauer ein. Diese Mindestbremsdauer kann dabei entweder vorgegeben sein oder abgeschätzt werden. Dabei erhöht sich mit einer größeren Mindestbremsdauer dementsprechend der Bremsdruckpuffer pp. Zu dem ermittelten Bremsdruckpuffer pP kann dabei eine statistische Wahrscheinlichkeit für ein Wegrollen berechnet werden. Der Bremsdruckpuffer pP kann dabei ausgelegt werden, so dass eine Wahrscheinlichkeit im Bereich von beispielsweise 5-sigma liegt.
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In einem dritten Verfahrensschritt 22 wird ein aktuelle Bremsdruck pB , welcher aktuell aufgebracht werden kann, ermittelt. Anhand dieses aktuellen Bremsdrucks pB wird in einem vierten Verfahrensschritt 26 überprüft, ob der aktuelle Bremsdruck pB höher ist als eine Summe aus dem Stillstandbremsdruck pS und dem Bremsdruckpuffer pp. Falls der aktuelle Bremsdruck pB aufgrund einer beispielsweise geringen Steigung ausreicht, wäre somit keine zusätzliche Erhöhung des Bremsdrucks notwendig, um ein Wegrollen des Fahrzeuges an einer Steigung zu vermeiden. Dadurch wird eine unnötige Betätigung einer Bremsdruckpumpe vermieden.
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Falls der aktuelle Bremsdruck pB kleiner sein sollte, als die Summe aus dem Stillstandbremsdruck pS und dem Bremsdruckpuffer pP wird in einem fünften Verfahrensschritt 30 die Bremsdruckpumpe angesteuert, so dass der aktuelle Bremsdruck pB erhöht wird. Der aktuelle Bremsdruck pB wird dabei derart erhöht, dass ein Bremsdruck erreicht wird, welcher wenigstens der Summe aus Stillstandbremsdruck pS und Bremsdruckpuffer pP entspricht. Dadurch kann während der Bremsdauer ein Wegrollen des Fahrzeuges vermieden werden.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung 40 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens 10. Die Einrichtung 40 umfasst dabei eine Berechnungseinheit 44, mit welcher der für den Stillstand mindestens erforderliche Stillstandbremsdruck pS berechenbar ist. Zusätzlich umfasst die Einrichtung 40 eine Bremsdruckverlustmodellierungseinheit 48. In der Bremsdruckverlustmodellierungseinheit 48 wird der Bremsdruckpuffer pP anhand der zu 1 beschriebenen Faktoren berechnet.
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Um einen aktuellen Bremsdruck pB zu ermitteln, umfasst die Einrichtung 40 eine Ermittlungseinheit 52. Der aktuelle Bremsdruck pB , der Bremsdruckpuffer pP und der Stillstandbremsdruck pS werden an eine Überprüfungseinheit 56 übermittelt. Die Überprüfungseinheit 56 ermittelt dabei, ob der aktuelle Bremsdruck pB wenigstens der Summe aus Stillstandbremsdruck pS und Bremsdruckpuffer pP entspricht. Falls der aktuelle Bremsdruck pB kleiner als diese Summe sein sollte, steuert eine Steuereinheit 60 eine Bremsdruckpumpe an, so dass der Bremsdruck wenigstens dieser Summe entspricht.
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Dadurch kann während der Bremsdauer eine erneute Ansteuerung der Bremsdruckpumpe, aufgrund von Bremsdruckverlusten vermieden werden. Es kann dadurch ein Wegrollen des Fahrzeuges während der gesamten Bremsdauer verhindert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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