WO2005120915A1 - Verfahren zum aktivieren einer anfahrhilfe - Google Patents

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WO2005120915A1
WO2005120915A1 PCT/EP2005/052689 EP2005052689W WO2005120915A1 WO 2005120915 A1 WO2005120915 A1 WO 2005120915A1 EP 2005052689 W EP2005052689 W EP 2005052689W WO 2005120915 A1 WO2005120915 A1 WO 2005120915A1
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WO
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vehicle
determined
driving situation
signals
road
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/052689
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mark Baijens
Oliver Huth
Thomas Meurers
Robert Schmidt
Thomas Sticher
Original Assignee
Continental Teves Ag & Co. Ohg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/122—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger for locking of reverse movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/3205—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration acceleration

Definitions

  • the invention relates to a method for activating a starting aid that prevents a vehicle from rolling away by building up and / or maintaining a brake pressure in a brake cylinder on at least one wheel of the vehicle.
  • HSA Hill Start Assist function
  • a generic method emerges, for example, from German patent DE 196 11 359 Cl. This relates to a method for preventing a vehicle from rolling away, in which brake pressure is maintained in at least one wheel brake cylinder after the driver has increased an actuating force when the brake pedal is actuated while the vehicle is at a standstill.
  • regulating / control systems use the inclination angle of the roadway or the longitudinal inclination angle of the vehicle as the activation variable for automatically activating the starting aid in order to be able to determine a braking pressure compensating for the inclination.
  • the angle of inclination is determined with the aid of acceleration sensors, calculated from the brake pressure applied for decelerating the vehicle, or measured by an inclination sensor.
  • measurement values must be recorded by at least two acceleration sensors, since the downhill acceleration is the difference between the total acceleration of the vehicle in its longitudinal direction and the longitudinal acceleration due to the angular acceleration of its wheels. At least one longitudinal acceleration sensor and one sensor for detecting the angular acceleration of the wheels are therefore required.
  • the calculation of the angle of inclination from the brake pressure applied to decelerate the vehicle can only be carried out if the vehicle is actually decelerated over a sufficiently long distance.
  • the angle of inclination can therefore only be recorded a certain time after a slope has been reached.
  • the braking pressure applied for a deceleration also depends on the coefficient of friction.
  • Hill Descent In addition to the Hill Start Assist function, a so-called Hill Descent function is known, which ensures that the vehicle drives down a mountain at a constant speed. This function is activated via an OFF road switch (EP 0 784 551 Bl, EP 0 856 446 Bl).
  • the invention has for its object to provide a further method for activating a starting aid.
  • this task is performed by the steps, determining the conditions of the vehicle and / or the environment, evaluating the conditions to determine whether there is an OFF-road (off-road) driving situation and Activating the traction help in a special mode when an off-road driving situation is determined is resolved.
  • An OFF-road driving situation is understood to mean an operating state of the vehicle when it is in an OFF-road area, regardless of whether the vehicle is in the standstill state or in the driving state.
  • the new method uses the sensors for wheel speeds, lateral acceleration, steering angle, air suspension travel, shock absorber travel and / or yaw rate and / or corresponding models available in a system for driving stabilization and derives activation conditions for a starting aid from the signals generated by the sensors.
  • lateral acceleration sensors (a y sensor) are arranged in today's vehicles. This signal is used to decide whether a condition or situation worthy of support exists.
  • the lateral acceleration signal is compared with an OFF-road threshold value and an off-road driving situation is determined when the OFF-road threshold value is exceeded.
  • the threshold value can be formed as a function of the longitudinal acceleration of the vehicle; depending on the amount of the gradient, the OFF-road threshold value is increased or decreased.
  • the lateral acceleration signal is evaluated over a period of time for signal swings and an OFF-road driving situation is determined for a predetermined number of signal swings.
  • the signals from the air spring or damper sensors of at least one wheel on one side of the vehicle can be compared with the signals of at least one wheel on the other side of the vehicle, an OFF-road driving situation being determined when a threshold value is exceeded .
  • Travel sensors and / or limit switches can be used as air spring or damper sensors.
  • sagging of the wheels as well as a rocking transverse movement can be determined and the OFF-road driving situation can be derived from this.
  • the signals from the air spring or damper sensors can be analyzed to determine whether the air springs or dampers that are actively adjustable in height are set to the maximum height, an OFF road driving situation being determined in this air spring or damper position.
  • the maximum height can also be identified by evaluating control bits for the air springs.
  • the OFF-road driving situation can also be carried out using one method, e.g. by means of the lateral acceleration signals, and the determined driving situation is checked for plausibility using the other method.
  • a slope can be determined if the signals of the air spring or damper sensors of at least one wheel of the front axle of the vehicle are compared with the signals of at least one wheel of the rear axle of the vehicle, an off-road driving situation being determined when a threshold value is exceeded.
  • Such an evaluation of the signals which is based on different values of front and rear air springs or dampers, is also based on a consideration of the longitudinal direction of the vehicle and can be used to activate the starting aid if an OFF-road driving situation is reliably determined by additional evaluation of signals can. This can also be determined from the observation of the values of the front and rear air suspension travel when they are compared with threshold values that define an OFF-road driving situation.
  • an analysis of the environment can advantageously also be carried out by the sensor signals being keeping the wheels during the brake pressure build-up are analyzed with regard to different rotational speeds, an off-road driving situation being determined in the event of deviations in the rotational speeds of individual wheels. This is based on the consideration that wheels without contact with the ground have different speeds of rotation than wheels with contact with the ground and / or that wheels that are lifted off the ground when braking have different characteristics with regard to. show their turning behavior as wheels with ground contact.
  • v speed threshold
  • An off-road driving situation is determined depending on the comparison result. This is always the case when the threshold is exceeded.
  • the object is also achieved with a starting aid which is characterized by an activation logic which can be activated as a function of a situation detection of the vehicle and / or the environment, the situation detection determining an off-road driving situation and when the off-road is present -Driving situation the activation logic activates the traction help.
  • the surroundings of the vehicle are analyzed on the basis of received radio signals by evaluating the GPS signals received by a GPS receiver located in the motor vehicle, height information being ascertained via the radio signals.
  • the DE 102004009417 AI describes a method for determining the pitch angle, by means of which the surroundings of the vehicle can also be analyzed and an OFF-road driving situation or surroundings of the vehicle can be determined.
  • a traction aid is advantageous due to a GPS receiver located in the vehicle for receiving GPS signals for a situation detection, in which the physical heights of the vehicle environment are determined from the GPS signals received, as well as an activation logic which is based on the height differences and Distance between the heights determines an OFF-road driving situation.
  • the pressure built up and / or maintained in at least one wheel of the vehicle in a brake cylinder is advantageously reduced via a ramp or brake pressure gradient.
  • the invention advantageously activates a traction help or an HSA function if at least one of the following conditions is met: • Activation when twisted, recognized by evaluating the signals of a lateral acceleration sensor ay • Activating by evaluating the signals from air spring sensors (path of the air springs) Activation when one or more wheels of the vehicle are not in contact with the ground, i.e. turn freely in the air, recognized by different wheel speeds Activation after rocking or swaying the vehicle Activation when two diagonal wheels sag, i.e.
  • Fig. 1 shows a vehicle in an entanglement situation, which can lead to the vehicle rolling back when starting.
  • Fig. 2 shows a vehicle in an off-road driving situation with a Wheel lifted off the ground, which can lead to starting problems
  • FIG. 3 shows a vehicle in an OFF-road driving situation with two wheels lifted off the ground
  • FIG. 4 shows a starting aid 10 which has an activation logic 11.
  • the activation logic 11 can be activated as a function of a situation detection 12, 13.
  • the situation detection 13 is the activation known per se via a determined gradient or vehicle inclination.
  • An OFF-road driving situation can be determined and a special mode of activation of the starting aid 10 can be switched via the situation detection 12 connected to the activation logic.
  • the situation detection 12 is connected to the activation logic 11.
  • the pressure control 14 connected to the activation logic 11 causes the vehicle to stop by building up and / or maintaining a brake pressure in a brake cylinder on at least one wheel of the vehicle.
  • the brake pressure is reduced when starting off by balancing the drive torque against the braking torque 15 or by a ramp function 16, 17. In situation 18, the vehicle can drive off without rolling away against the direction of travel.
  • the starting aid 10 can use the situation detection 12 to determine an OFF-road driving situation on the basis of different signals and can activate the starting aid in accordance with the determined situation in which the vehicle is located.
  • the following acts Activation conditions are provided:
  • lateral acceleration sensors In today's vehicles 30, lateral acceleration sensors (ay sensors) are arranged.
  • the signal of the lateral acceleration sensor 31 can be used to decide whether it is a situation worthy of support in which the starting aid 10 is to be activated. If the measured lateral acceleration ay lies above a threshold value k, the starting aid 10 is activated as in the HSA case. It can be provided that the threshold value can be dependent on the longitudinal acceleration signal of a longitudinal acceleration sensor 32 of the vehicle 30.
  • the braking level set by the driver is maintained after the driver has released the brake pedal. The degradation can not be done by accounting in accordance with DE 198 02 217 AI, since the downhill torque is usually too small. Instead, the dismantling must take place via a ramp. However, if the vehicle rolls against the direction of travel, the brake pressure in the wheel cylinder is increased again. The slope of the ramp (gradient) depends on the bank angle. The greater the slope, the smaller the gradient.
  • FIG. 3 A "worst gas" case is outlined in FIG. 3.
  • the vehicle is held braked, only two wheels are in contact with the ground. After the brake has been released, the vehicle can roll back slightly, and the vehicle then rolls back uncontrollably.
  • a starting aid 10 avoids this problem ,
  • the brake pressure is only reduced after the starting torque is recognized and the rollback is prevented. It must be recognized that at least one wheel is in the air. This evaluation can be carried out while stopping. A wheel in the air will have a different speed than a wheel with contact with the ground, in extreme cases it can also turn against the direction of travel.
  • the traction help 10 is activated after stopping.
  • the driver's brake pressure is held even after the driver has released the service brake.
  • the dismantling has again a ramp to be carried out since balancing with the downhill drive torque is not possible a pressure increase.
  • FIG. 3 Another possibility of recognizing this OFF-road driving situation (FIG. 3) is to evaluate the lateral acceleration signal of the lateral acceleration sensor 31.
  • Stuff 30 has only two support points 33, 34, slight movements lead the vehicle to signal swings of the lateral acceleration sensor 31 during vehicle standstill. These are used to activate the starting aid 10. It can be assumed that, in order to bring a vehicle into this situation, a rocking transverse movement of the vehicle will also take place before the vehicle comes to a standstill. This can also be used as an activation condition.
  • the OFF-road driving situation in which one or two wheels have no contact with the ground, can also be determined using sensors that are used for the detection of adjustable air springs.
  • a wheel in the air should "sag" in the sense of the air spring. If it is recognized that the diagonal wheels are sagging, then they have no contact with the ground, and the starting aid 10 is activated.
  • Another possible activation condition is that, when driving slowly, many steering movements are measured using a steering angle sensor known per se. This indicates a difficult OFF-road driving situation. The driver may be expected to request assistance after stopping. In this situation, the starting aid 10 is also activated. Furthermore, a traction help 10 should always be active when the vehicle is in the off-road area. This can also be determined via GPS. If the GPS signal provides height information that suggests that the vehicle is in the area, the traction help is activated, the pressure is maintained and reduced via a ramp. Incline detection with air springs
  • the air spring sensors on the rear of the vehicle should show a different value than the air springs on the front. This means that a situation is recognized that needs to be supported. This then corresponds to a normal activation of the traction help 10. However, if the values of the air spring sensors are used in combination with the activation conditions described above, an OFF-road driving situation can be determined. The activation logic 11 can then be switched via the situation detection 12. If the slope can be calculated from the information, the pressure can be reduced via the balancing, otherwise it must also be reduced via a ramp.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe, die ein Wegrollen eines Fahrzeugs verhindert, indem ein Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird. Um ein weiteres Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe zu schaffen, das eine Aktivierung der Anfahrhilfe unter Son­derbedingungen ermöglicht sind folgende Schritte vorgesehen: Ermitteln von Zuständen des Fahrzeugs und/oder der Umgebung, Auswerten der Zustände daraufhin, ob eine OFF-Road(Gelände)­Fahrsituation vorliegt und Aktivieren der Anfahrhilfe in einem Sondermodus, wenn ein OFF-Road-Fahrsituation ermittelt wird.

Description

Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe, die ein Wegrollen eines Fahrzeugs verhindert, indem ein Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird.
Bei einem Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung in eine einer Hangabtriebskraft entgegengesetzten Richtung bewegt sich das Fahrzeug oftmals unbeabsichtigt in die Richtung der Hangabtriebskraft und es besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug gegen ein in dieser Richtung angeordnetes Hindernis prallt und,.. Verkehrsteilnehmer geschädigt werden.
Es ist erhebliches Geschick und Übung eines Bedieners des Fahrzeugs beim Lösen der üblicherweise mit einem Fußpedal zu bedienenden Fahrzeugbremse und einem unmittelbar nachfolgenden Betätigen eines Gaspedals erforderlich, um ein Zurückrollen des Fahrzeugs beim Anfahren an einer Steigung zu verhindern. Auch ein Einsatz einer üblicherweise per Hand bedienbaren mechanischen Feststellbremse anstelle der durch das Fußpedal zu bedienenden Bremsanlage erfordert Geschick und ist zudem in hohem Maße unkomfortabel für den Fahrer.
Es ist bekannt, Fahrzeuge zur Unterstützung des Fahrzeugbedie- ners mit einer sog. Hill-Start-Assist-Funktion (HSA) auszustatten, die darauf basiert, dass eine hydraulische Bremsanla- ge während eines Stillstandes des Fahrzeugs durch mechanische oder elektronische Steuermittel mit einem Bremsdruck beaufschlagt wird, der zurückgenommen wird, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat, oder ein vorgegebenes Antriebsmoment eines Motors des Fahrzeugs erkannt wird. Der Bremsdruck entspricht dabei üblicherweise einem durch den Fahrer des Fahrzeugs während des Stillstandes eingestellten Bremsdruck. Er kann jedoch auch anhand von Modellen berechnet oder modifiziert werden.
Ein gattungsgemäßes Verfahren geht beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 196 11 359 Cl hervor. Diese betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck in mindestens einem Radbremszylinder aufrechterhalten wird, nachdem der Fahrer während eines Stillstandes des Fahrzeugs eine Betätigungskraft beim Betätigen eines Bremspedals erhöht hat.
Als Aktivierungsgröße zum automatischen Aktivieren der Anfahrhilfe verwenden andere Regel-/Steuersysteme den Neigungswinkel der Fahrbahn bzw. den Längsneigungswinkel des Fahrzeugs, um einen die Hangneigung kompensierenden Bremsdruck bestimmen zu können .
Der Neigungswinkel wird bei bekannten Verfahren mit Hilfe von Beschleunigungssensoren bestimmt, aus dem für eine Verzögerung des Fahrzeugs aufgebrachten Bremsdruck berechnet oder durch einen Neigungssensor gemessen.
Die Beschleunigungssensoren ermöglichen es, die Hangabtriebsbeschleunigung a zu ermitteln, die durch die Beziehung a = g sin (0C) mit dem Neigungswinkel OC verknüpft wird, wobei g die Erdbeschleunigung bezeichnet.
Zur Bestimmung der Hangabtriebsbeschleunigung eines sich bewegenden Fahrzeugs ist dabei eine Erfassung von Messwerten durch mindestens zwei Beschleunigungssensoren erforderlich, da die Hangabtriebsbeschleunigung sich als Differenz aus der Gesamtbeschleunigung des Fahrzeugs in seiner Längsrichtung und der Längsbeschleunigung aufgrund der Winkelbeschleunigung seiner Räder ergibt. Es werden also mindestens ein Längsbeschleunigungssensor und ein Sensor zur Erfassung der Winkelbeschleunigung der Räder benötigt.
Die Berechnung des Neigungswinkels aus dem für eine Verzögerung des Fahrzeugs aufgebrachten Bremsdruck kann nur dann durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug tatsächlich über eine ausreichend lange Strecke verzögert wird. Der Neigungswinkel kann somit erst eine gewisse Zeitspanne nach dem Erreichen eines Gefälles erfasst werden. Der für eine Verzögerung aufgebrachte Bremsdruck hängt zudem vom Reibwert ab.
Diese Hill-Start-Assist-Funktionen sind für Straßen mit in Fahrtrichtung positiver Steigung vorgesehen. Gemäß der DE 36 18 532 C2 erfolgt eine automatische Aktivierung, wozu das Signal eines im Fahrzeug angeordneten Neigungssensors ausgewertet wird. Anstatt der gemessenen Neigung könnte auch ein geschätztes Steigungssignal mittels eines Längsbeschleunigungssensors verwendet werden. Dabei kann ein Schwellenwert vorgesehen werden, der mit dem ermittelten Steigungswert verglichen wird. Ist die ermittelte Steigung größer als dieser Schwellenwert wird die Anfahrhilfe aktiviert. Liegt eine unterstützungswürdige anfahrrelevante Situation vor, wird der vom Fahrer eingestellte Bremsdruck erst gehalten und dann während des Gasge- bens über eine Momentenbilanzierung ( EP 1 023 546 Bl) abgebaut . Dieses Konzept kann leicht erweitert werden für die Fälle „Ebene" und „Bergab" . Dann würde das Fahrzeug immer gehalten werden. In der „Ebene" und „Bergab" könnte die Druckreduzierung auch ohne Momentenbilanzierung über andere Verfahren erfolgen.
All diese Regelungen/Steuerungen betrachten die Längsrichtung des Fahrzeugs. Dies ist für normale Fahrzeuge und Straßengegebenheiten auch ausreichend, da die Querneigung der Straßen vernachlässigt werden kann. Mit den heute aber verfügbaren Geländefahrzeugen reicht diese Betrachtung unter Umständen nicht aus. Eine Unterstützung bei Verschränkungen des Fahrzeugs oder wenn die Räder vom Boden abgehoben sind währe wünschenswert, auch wenn die Steigung unter dem Schwellenwert für die Aktivierung einer Anfahrhilfe liegt, die für die Straßengegebenheiten entwickelt wurde.
Neben der Hill-Start-Assist Funktion ist eine sogenannte Hill- Descent-Funktion bekannt, die dafür Sorge trägt, dass das Fahrzeug mit gleichbleibender Geschwindigkeit einen Berg herunterfährt. Diese Funktion wird über einen OFF-Road-Schalter aktiviert (EP 0 784 551 Bl, EP 0 856 446 Bl) .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Schritte, Ermitteln von Zuständen des Fahrzeugs und/oder der Umgebung, Auswerten der Zustände daraufhin, ob eine OFF- Road (Gelände) -Fahrsituation vorliegt und Aktivieren der Anfahrhilfe in einem Sondermodus, wenn eine Off-Road-Fa rsituation ermittelt wird gelöst.
Unter OFF-Road-Fahrsituation wird ein Betriebszustand des Fahrzeugs verstanden, wenn es sich in einem OFF-Road-Gelände befindet, unabhängig davon, ob sich das Fahrzeug in Stillstandszustand oder im Fahrzustand befindet.
Das neue Verfahren verwendet die bei einem System zur Fahrstabilisierung vorhandenen Sensoren für Raddrehzahlen, Querbeschleunigung, Lenkwinkel, Luftfederwege, Stoßdämpferwege und/oder Gierrate und/oder entsprechende Modelle und leitet aus den von den Sensoren erzeugten Signalen Aktivierungsbedingungen für eine Anfahrhilfe ab.
In der Regel sind in den heutigen Fahrzeugen Querbeschleuni- gungssensoren (ay Sensor) angeordnet. Dieses Signal wird herangezogen um zu entscheiden, ob ein unterstützungswürdiger Zustand bzw. eine unterstützungswürdige Situation vorliegt. Mit Hilfe des vom Querbeschleunigungssensor erzeugten Querbe- schleunigungssignals kann z.B. das Gefälle der Umgebung nach a - Diffv der Beziehung sinα = — berechnet werden, mit ay = 9
Winkel des Gefälles, Diff v = differenzierter Wert der Fahrgeschwindigkeit v, g = Erdbeschleunigung. Das Querbeschleuni- gungssignal wird mit einem OFF-Road-Schwellenwert verglichen und beim Überschreiten des OFF-Road-Schwellenwerts ein Off- Road-Fahrsituation festgestellt. Dabei kann der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsbeschleunigung gebildet werden, je nach Betrag der Steigung wird der OFF-Road- Schwellenwert vergrößert oder verringert. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren wird das Quer- beschleunigungssignal über einen Zeitraum auf Signalausschläge hin ausgewertet und bei einer vorgegebenen Anzahl von Signalausschlägen ein OFF-Road-Fahrsituation festgestellt. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass im Gelände bei starken Unebenheiten, speziell bei diagonaler Verschränkung, es immer zum Abheben zunächst eines Rades und zum Kippen über die Diagonale kommt, die das abhebende Rad nicht beinhaltet. Das Rad, das sich diagonal zum abhebenden Rad befindet, wird seine Aufstandskraft ebenfalls in den meisten Fällen ganz oder teilweise verlieren, was von der Kipprichtung und der Schräglage abhängt. Die dabei entstehenden Signale des Querbeschleunigungs- sensors werden im Hinblick auf deren Anzahl analysiert und auf ein OFF-Road-FahrSituation geschlossen, wenn Schwellenwerte überschritten werden. Auch die Höhe der Signalausschläge kann zur Plausibilisierung herangezogen werden. Diagonale Achsver- schränkungen können auch über das in der WO 00/51862 beschriebene Verfahren ermittelt und zur Bestimmung einer OFF-Road- Fahrsituation herangezogen werden.
Bei Fahrzeugen die mit verstellbaren Luftfedern oder Dämpfern ausgestattet sind, können die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren mindestens eines Rades der einen Fahrzeugseite mit den Signalen mindestens eines Rades der anderen Fahrzeugseite verglichen werden, wobei beim Überschreiten eines Schwellenwerts eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird. Als Luftfeder- oder Dämpfersensoren können Wegesensoren und/oder Endlagenschalter verwendet werden. Mittels der Luftfeder- oder Dämpfersensoren kann ein Durchhängen der Räder e- benso wie eine schaukelnde Querbewegung ermittelt und hieraus die OFF-Road-Fahrsituation abgeleitet werden . Darüber hinaus können die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren daraufhin analysiert werden, ob die aktiv in ihrer Höhe verstellbaren Luftfedern oder Dämpfer auf die maximale Höhe gestellt sind, wobei in dieser Luftfeder- oder Dämpferstellung eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird. Die Erkennung der maximalen Höhe kann auch über Auswertung von Steuerbits für die Luftfedern erfolgen.
Dabei kann die OFF-Road-Fahrsituation auch nach dem einen Verfahren, z.B. mittels der Querbeschleunigungssignale, ermittelt und nach dem anderen Verfahren die ermittelte Fahrsituation plausibilisiert werden.
Weiterhin kann eine Hangneigung ermittelt werden, wenn die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren mindestens eines Rades der Vorderachse des Fahrzeugs mit den Signalen mindestens eines Rades der Hinterachse des Fahrzeugs verglichen werden, wobei beim Überschreiten eines Schwellenwerts ein Off- Road-Fahrsituation festgestellt wird. Eine derartige, auf unterschiedlichen Werten von vorderen und hinteren Luftfedern oder Dämpfern basierende Auswertung der Signale beruht auch auf einer Betrachtung der Längsrichtung des Fahrzeugs und kann zur Aktivierung der Anfahrhilfe herangezogen werden, wenn eine OFF-Road-Fahrsituation durch zusätzliche Auswertung von Signalen sicher bestimmt werden kann. Dieser lässt sich auch aus der Betrachtung der Werte der vorderen und hinteren Luftfederwege ermitteln, wenn diese mit Schwellenwerten verglichen werden, die eine OFF-Road-Fahrsituation definieren.
Vorteilhaft kann auch beim Übergang von dem Betriebszustand des Fahrzustandes in den Stillstandszustand eine Analyse der Umgebung erfolgen, indem die Sensorsignale über das Drehver- halten der Räder während des Bremsdruckaufbaus im Hinblick auf unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten analysiert werden, wobei bei Abweichungen in den Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder eine Off-Road-Fahrsituation festgestellt wird. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass Räder ohne Bodenkontakt andere Drehgeschwindigkeiten aufweisen als Räder mit Bodenkontakt und/oder dass Räder die vom Boden abgehoben sind beim Abbremsen andere Charakteristiken bzgl . ihres Drehverhaltens zeigen als Räder mit Bodenkontakt.
Nach einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann die Lenkdynamik anhand von Lenkwinkelsignalen während einer Fahrt unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle (v) , insbesondere unterhalb v = 7 kmh, ausgewertet werden, wobei die Anzahl der Lenkbewegungen mit einem Schwellenwert verglichen wird. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis wird eine Off-Road- Fahrsituation festgestellt. Dies ist immer der Fall, wenn der Schwellenwert überschritten wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch mit einer Anfahrhilfe gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Aktivierungslogik, die in Abhängigkeit von einer Situationserkennung des Fahrzeugs und/oder der Umgebung aktivierbar ist, wobei die Situationserkennung eine Off-Road-Fahrsituation ermittelt und beim Vorliegen der Off-Road-Fahrsituation die Aktivierungslogik die Anfahrhilfe aktiviert.
Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung wird durch Auswertung der durch einen im Kraftfahrzeug befindlichen GPS- Empfänger empfangenen GPS-Signale die Umgebung des Fahrzeugs anhand von empfangenen Funksignalen analysiert, wobei über die Funksignale Höheninformationen ermittelt werden. In der DE 102004009417 AI ist ein Verfahren zum Bestimmen des Längsneigungswinkels beschrieben, mittels dem auch die Umgebung des Fahrzeugs analysiert und eine OFF-Road-Fahrsituation bzw. - Umgebung des Fahrzeugs bestimmt werden kann.
Eine Anfahrhilfe ist nach einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft durch einen im Fahrzeug befindlichen GPS-Empfänger zum Empfang von GPS-Signalen einer Situationserkennung, in der aus den empfangenen GPS- Signalen die physikalischen Höhen der Fahrzeugumgebung ermittelt werden, sowie einer Aktivierungslogik, die anhand der Höhendifferenzen und der Entfernung zwischen den Höhen eine OFF-Road-Fahrsituation bestimmt, gekennzeichnet.
Vorteilhaft wird in der OFF-Road-Fahrsituation nach Aktivierung der Anfahrhilfe der in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaute und/oder aufrechterhaltene Druck über eine Rampe bzw. Bremsdruckgradient abgebaut.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .
Durch die Erfindung wird vorteilhaft eine Anfahrhilfe bzw. eine HSA-Funktion aktiviert, wenn mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: • Aktivierung bei Verschränkung, erkannt durch die Auswertung der Signale eines Querbeschleunigungssensors ay • Aktivierung durch Auswertung der Signale von Luftfeder Sensoren (Weg der Luftfedern) Aktivierung wenn einzelne oder mehrere Räder des Fahrzeugs ohne Bodenkontakt sind d.h. in der Luft frei drehen, erkannt durch unterschiedliche Radgeschwindigkeiten Aktivierung nach Schaukeln bzw. Wanken des Fahrzeugs Aktivierung beim Durchhängen von zwei diagonalen Rädern, d.h. wenn die Luftfedern oder Stoßdämpfer sich in einer Endposition befinden Aktivierung nach vielen Lenkbewegungen bei langsamer Fahrt Aktivierung wenn GPS Signalauswertung OfFF-Road Gelände ergibt Aktivierung bei unterschiedlichen Werten der Luftfedern oder der Stoßdämpfer an der Vorder- und Hinterachse Aktivierung über die Betätigung eines OFF-Road-Schalters, ähnlich einer Aktivierung einer Hill-Descent- Funktion (Info: Off Road Schalter muss keine Hill Descent Funktion nach sich ziehen) Aktivierung bei maximaler Höhe der Luftfedern oder Stoßdämfer
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 ein Fahrzeug in einer Verschränkungssituation, die zum Zurückrollen des Fahrzeugs beim Anfahren führen kann Fig. 2 ein Fahrzeug in einer OFF-Road-Fahrsituation mit einem vom Boden abgehobenen Rad, das zu Anfahrproblemen führen kann
Fig. 3 ein Fahrzeug in einer OFF-Road-Fahrsituation mit zwei vom Boden abgehobenen Rädern
Fig. 4 ein AblaufSchema einer HSA-Funktion mit ergänzter OFF- Road-Fahrsituation
Figur 4 zeigt eine Anfahrhilfe 10 die eine Aktivierungslogik 11 aufweist. Die Aktivierungslogik 11 kann in Abhängigkeit von einer Situationserkennung 12, 13 aktiv geschaltet werden. Bei der Situationserkennung 13 handelt es sich um die an sich bekannte Aktivierung über eine ermittelte Steigung bzw. Fahrzeugneigung. Über die mit der Aktivierungslogik verbundene Situationserkennung 12 kann eine OFF-Road-Fahrsituation ermittelt werden und ein Sondermodus der Aktivierung der Anfahrhilfe 10 geschaltet werden. Hierzu ist die Situationserkennung 12 mit der Aktivierungslogik 11 verbunden. Bei erkannter OFF- Road-Fahrsituation veranlasst die mit der Aktivierungslogik 11 verbundene Drucksteuerung 14 ein Halten des Fahrzeugs, indem ein Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird. In Abhängigkeit von den Zuständen Bergauf, Ebene, Bergab, in denen sich das Fahrzeug befindet, wird beim Losfahren der Bremsdruck über eine Bilanzierung des Antriebsmoments gegen das Bremsmoment 15 oder nach einer Rampenfunktion 16,17 zurückgenommen. Das Fahrzeug kann in der Situation 18 losfahren, ohne dass es entgegen der Fahrtrichtung losrollt.
Die Anfahrhilfe 10 kann über die Situationserkennung 12 eine OFF-Road-Fahrsituation anhand unterschiedlicher Signale ermitteln und nach Maßgabe der ermittelten Situation in der sich das Fahrzeug befindet die Anfahrhilfe aktivieren. Folgende Ak- tivierungsbedingungen sind vorgesehen:
Anfahrhilfe in Verschränkungen
In heutigen Fahrzeugen 30 sind Querbeschleunigungssensoren (ay Sensor) angeordnet. Das Signal des Querbeschleunigungssensors 31 kann herangezogen werden um zu Entscheiden, ob es eine unterstützungswürdige Situation ist, in der die Anfahrhilfe 10 aktiviert werden soll. Liegt die gemessene Querbeschleunigung ay über einem Schwellenwert k, so wird die Anfahrhilfe 10 wie im HSA Fall aktiviert. Dabei kann vorgesehen werden, dass der Schwellenwert von dem Längsbeschleunigungssignal eines Längsbeschleunigungssensors 32 des Fahrzeugs 30 abhängig sein kann. Nach der Aktivierung der Anfahrhilfe 10 wird das vom Fahrer eingestellte Bremsniveau gehalten, nachdem der Fahrer das Bremspedal gelöst hat. Der Abbau kann nicht über eine Bilanzierung entsprechend DE 198 02 217 AI erfolgen, da das Hangabtriebsmoment in der Regel zu klein ist. Stattdessen muss der Abbau über eine Rampe erfolgen. Rollt das Fahrzeug jedoch gegen die Fahrrichtung, wird der Bremsdruck in dem Radzylinder wieder erhöht. Die Steilheit der Rampe (Gradient) ist von der Querneigung abhängig. Je größer die Neigung desto kleiner der Gradient.
Es gibt weitere Möglichkeiten eine Verschränkung zu erkennen. Moderne Geländewagen sind häufig mit verstellbaren Luftfedern ausgestattet. Diese sind mit Sensoren versehen. Zeigen die Sensoren auf der einen Seite andere Werte an als die Sensoren der anderen Seite, dann muss das Fahrzeug in einer Verschränkung stehen, dies ist eine weitere Aktivierungsbedingung für die Anfahrhilfe 10. Eine Verschränkung kann auch entsprechend den Bedingungen der WO 00/51862 erkannt werden, deren Inhalt Bestandteil der vorliegenden Beschreibung ist.
Anfahrhilfe mit mindestens einem Rad ohne Bodenkontakt
Im Gelände kann es leicht zu der Situation kommen, dass das Fahrzeug nicht mit allen Rädern Bodenkontakt hat (Figur 2) . Dies kann das Anfahren erheblich erschweren. Ein „Worst Gase" Fall ist in Figur 3 skizziert. Das Fahrzeug ist gebremst gehalten, nur zwei Räder haben Bodenkontakt. Nach Lösen der Bremse kann es zu einem leichten Rückrollen kommen, das Fahrzeug rollt dann unkontrolliert zurück. Hier vermeidet eine Anfahrhilfe 10 dieses Problem, der Bremsdruck wird erst reduziert nachdem Anfahrmoment erkannt ist und das Rückrollen wird verhindert. Es muss erkannt werden, dass sich mindestens ein Rad in der Luft befindet. Diese Auswertung kann während des Anhaltens erfolgen. Ein Rad in der Luft wird eine andere Geschwindigkeit haben als ein Rad mit Bodenkontakt, im Extremfall kann es sich auch gegen die Fahrrichtung drehen. Wird dies erkannt, dann wird nach dem Anhalten die Anfahrhilfe 10 aktiviert . Der Fahrerbremsdruck wird auch gehalten nachdem der Fahrer die Betriebsbremse gelöst hat. Der Abbau hat wieder ü- ber eine Rampe zu erfolgen da eine Bilanzierung mit dem Hangabtriebsmoment nicht möglich ist. Wird ein Rückrollen erkannt erfolgt eine Druckerhöhung.
Problemsituation Räder in Luft
Eine weitere Möglichkeit diese OFF-Road-Fahrsituation (Figur 3) zu erkennen besteht in der Auswertung des Querbeschleuni- gungssignals des Querbeschleunigungssensors 31. Da das Fahr- zeug 30 nur zwei Stützstellen 33, 34 hat, führen während des Fahrzeugstillstands leichte Bewegungen das Fahrzeug zu Signalausschlägen des Querbeschleunigungssensors 31. Diese werden zur Aktivierung der Anfahrhilfe 10 herangezogen. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass, um ein Fahrzeug in diese Situation zu bringen, auch vor dem Fahrzeugstillstand eine schaukelnde Querbewegung des Fahrzeugs stattfinden wird. Diese kann ebenfalls als Aktivierungsbedingung verwendet werden.
Die OFF-Road-Fahrsituation, bei der ein oder zwei Räder keinen Bodenkontakt haben, kann auch über Sensoren ermittelt werden, die für verstellbare Luftfedern zur Erkennung herangezogen werden. Ein Rad in der Luft sollte im Sinne der Luftfeder „durchhängen" . Wird erkannt das die diagonalen Räder durchhän- gen, dann haben diese keinen Bodenkontakt, die Anfahrhilfe 10 wird aktiviert.
Generelle OFF-Road Aktivierung
Eine weitere mögliche Aktivierungsbedingung ist, dass bei langsamer Fahrt viele Lenkbewegungen mittels eines an sich bekannten Lenkwinkelsensors gemessen werden. Dies weist auf eine schwierige OFF-Road-Fahrsituation hin. Es kann erwartet werden, dass der Fahrer nach dem Anhalten Unterstützung wünscht. In dieser Situation wird die Anfahrhilfe 10 auch aktiviert. Des weiteren sollte eine Anfahrhilfe 10 immer dann aktiv werden, wenn sich das Fahrzeug im OFF-Road-Gelände befindet. Dies kann auch über GPS ermittelt werden. Liefert das GPS Signal Höheninformationen, die darauf schließen lassen, dass sich das Fahrzeug im Gelände befindet, dann wird die Anfahrhilfe aktiviert, der Druck gehalten und über eine Rampe abgebaut. Steigungserkennung mit Luftfedern
Steht das Fahrzeug am Hang, dann müssten die Luftfedersensoren hinten am Wagen einen anderen Wert anzeigen als die Luftfedern vorne. Damit ist dann wieder eine Situation erkannt, die unterstützt werden muss. Dies entspricht dann einer normalen Aktivierung der Anfahrhilfe 10. Werden die Werte der Luftfedersensoren jedoch in Kombination mit zuvor beschriebenen Aktivierungsbedingungen verwendet kann eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt werden. Über die Situationserkennung 12 kann dann die Aktivierungslogik 11 geschaltet werden. Kann aus den Informationen die Steigung berechnet werden, dann kann der Druckabbau über die Bilanzierung erfolgen, sonst muss hier auch über eine Rampe abgebaut werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Aktivieren einer Anfahrhilfe, die ein Wegrollen eines Fahrzeugs verhindert, indem ein Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird gekennzeichnet durch die Schritte, Ermitteln von Zuständen des Fahrzeugs und/oder der Umgebung, Auswerten der Zustände daraufhin, ob eine OFF- Road (Gelände) -Fahrsituation vorliegt und Aktivieren der Anfahrhilfe in einem Sondermodus, wenn eine Off-Road-Fahrsituation ermittelt wird.
-2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustände des Fahrzeugs anhand von Sensorsignalen ermittelt werden, die die Querbeschleunigung, das Drehverhalten der Räder, die Stellungen der Federn oder Dämpfer und/oder die Lenkdynamik wiedergeben.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswertung der durch einen im Kraftfahrzeug befindlichen GPS-Empfänger empfangenen GPS-Signale die Umgebung des Fahrzeugs anhand von empfangenen Funksignalen analysiert wird, wobei über die Funksignale Höheninformationen ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den GPS-Funksignalen ein Höhenprofil der Fahr- zeugumgebung ermittelt und eine OFF-Road-Fahrsituation bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Querbeschleunigungssignal mit einem Schwellenwert verglichen wird und beim Überschreiten des Schwellenwerts eine Off-Road-Fahrsituation festgestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Fahrzeuglängsbeschleunigung gebildet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Querbeschleunigungssignal über einen Zeitraum auf Signalausschläge hin ausgewertet wird und bei einer vorgegebenen Anzahl von Signalausschlägen eine Off-Road- Fahrsituation festgestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren mindestens eines Rades der einen Fahrzeugseite mit den Signalen mindestens eines Rades der anderen Fahrzeugseite verglichen werden, wobei beim Überschreiten eines Schwellenwerts eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren mindestens eines Rades der Vorderachse des Fahrzeugs mit den Signalen mindestens eines Rades der Hinterachse des Fahrzeugs verglichen werden, wobei beim Überschreiten eines Schwellenwerts eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Luftfeder- oder Dämpfersensoren bzw. die Steuerbits der Luftfedern daraufhin analysiert werden, ob die Luftfedern oder Dämpfer auf die maximale Höhe gestellt sind, wobei in dieser Luftfederoder Dämpferstellung eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsignale über das Drehverhalten der Räder während des Bremsdruckaufbaus im Hinblick auf unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten analysiert werden, wobei bei Abweichungen in den Drehgeschwindigkeiten einzelner Räder eine OFF-Road-Fahrsituation festgestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkdynamik anhand von Lenkwinkelsignalen während einer Fahrt unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle (v) , insbesondere unterhalb v = 7 kh, ausgewertet wird und wenn die Anzahl der Lenkbewegungen einen Schwellenwert überschreitet eine OFF-Road- Fahrsituation festgestellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die OFF-Road-Fahrsituation anhand eines OFF- Road-Schalters ermittelt wird.
14. Anfahrhilfe, gekennzeichnet durch eine Aktivierungslogik, die in Abhängigkeit von einer Situationserkennung des Fahrzeugs und/oder der Umgebung aktivierbar ist, wobei die Situationserkennung eine OFF-Road-Fahrsituation ermittelt und beim Vorliegen der OFF-Road-Fahrsituation die Aktivierungslogik die Anfahrhilfe aktiviert.
15. Anfahrhilfe nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Sensoren zum Erfassen von Zuständen des Fahrzeugs, die die Querbeschleunigung, das Drehverhalten der Räder, die Stellungen der Fahrwerksfedern oder -dämpfer und/oder die Lenkdynamik wiedergeben .
16. Anfahrhilfe nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einem im Fahrzeug befindlichen GPS-Empfänger zum Empfang von GPS-Signalen der Situationserkennung, in der aus den empfangenen GPS- Signalen die physikalischen Höhen der Fahrzeugumgebung ermittelt werden, sowie der Aktivierungslogik, die anhand der Höhendifferenzen und der Entfernung zwischen den Höhen eine OFF-Road- Fahrsituation bestimmt.
17. Anfahrhilfe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungslogik mit einer Drucksteuerung zum Halten des Fahrzeugs verbunden ist, die in Abhängigkeit von der Steigung (Bergauf, Ebene, Bergab) den Bremsdruck über eine Bilanzierung des Antriebsmoments gegen das Bremsmoment oder nach einer Rampenfunktion zurücknimmt.
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