DE10121158A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Selbsttätigen betätigen einer Fahrzeugbremse - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Selbsttätigen betätigen einer Fahrzeugbremse

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Betätigen einer Fahrzeugbremse. Bei einem Verfahren zum selbsttätigen Betätigen einer Fahrzeugbremse wird eine mit Fremdkraft betätigte Kupplung normalerweise derart betätigt, dass sie die Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebsmotor und wenigstens einem Fahrzeugrad nicht vollständig unterbricht. Es wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit bei laufendem Antriebsmotor bei einer eingelegten Vorwärtsfahrstufe eines Getriebes Null ist oder das Fahrzeug rückwärts rollt. Ist dies der Fall, so wird eine Fahrzeugbremse mit Fremdkraft betätigt und die Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsmotor und einem Fahrzeugrad vollständig unterbrochen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Betätigen einer Fahrzeugbremse.
Zum Halten eines Kraftfahrzeugs auf einer Steigung, beispielsweise bei stauendem Kolonnenverkehr, ist es üblich, das Fahrzeug dadurch im Stillstand zu halten, dass durch aufeinander abgestimmte Betätigung des Fahrpedals und der Kupplung gerade soviel Drehmoment vom Motor auf die Fahrzeugräder übertragen wird, dass das Fahrzeug anhält. Bei mit automatisierter Kupplung oder mit Automatikgetrieben ausgerüsteten Fahrzeugen entfällt die manuelle Betätigung des Kupplungspedals und wird das Fahrzeug durch bloße Betäti­ gung des Gas- bzw. Fahrpedals angehalten, wobei beim Vorhandensein einer Wandlerkupplung deren Kriechfunktion genutzt wird.
Das geschilderte Anhalten des Fahrzeugs an einer Steigung erfordert nicht nur ein hohes Maß an Aufmerksamkeit des Fahrers, sondern beansprucht auch die Kupplung und führt zu erhöhtem Kraftstoffverbrauch im Stillstand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abhilfe für die vorgenannte Proble­ matik zu schaffen.
Der Anspruch 1 ist auf ein Verfahren zur Lösung der Erfindungsaufgabe ge­ richtet.
Erfindungsgemäß wird eine Fahrzeugbremse vorgesehen, die mit Fremdkraft, unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals betätigbar ist, beispiels­ weise mit Hilfe eines Elektromotors, einer hydraulischen oder einer pneumati­ schen Einrichtung. Eine im Antriebsstrang des Fahrzeugs enthaltenen Kupp­ lung wird derart betätigt, dass sie die Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebsmotor und wenigstens einem Fahrzeugrad nicht vollständig unterbricht, so dass das Fahrzeug, je nach dem vom Motor erzeugten Drehmoment und der Kupplungsbetätigung, an einer Steigung im Stillstand gehalten werden kann. Wenn festgestellt wird, dass bei nicht vollständiger Unterbrechung der Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsmotor und einem Fahrzeugrad die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer eingelegten Vorwärtsstufe Null ist oder das Fahrzeug sogar rückwärts rollt und/oder bei einer eingelegten Rück­ wärtsfahrstufe Null ist oder das Fahrzeug vorwärts rollt, deutet dies sicher darauf hin, dass sich das Fahrzeug auf einer ansteigenden oder abfallenden Strecke befindet und der Fahrer den Wunsch hat, das Fahrzeug anzuhalten. Bei Vorliegen dieser Bedingungen wird die Fahrzeugbremse mit Fremdkraft betätigt, so dass das Fahrzeug unmittelbar über seine Bremsen angehalten wird und der Fahrer entlastet ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für mit einer manuellen Kupp­ lungsbetätigung ausgerüsteten Fahrzeuge ebenso wie gemäß dem Anspruch 2 für mit einer automatisierten Kupplung ausgerüsteten Fahrzeuge.
Die Unteransprüche 3 bis 5 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird der Verschleiß der Kupplung ebenso vermindert wie der Verbrauch des Fahrzeugs im Stillstand.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird erreicht, dass ein Ausrücklager der Kupplung geschont werden kann.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird die Umwelt in besonderer Weise entlastet.
Der Anspruch 6 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zur Lösung der Erfindungsaufgabe.
Die Vorrichtung gemäß dem Anspruch 6 wird mit den Merkmalen der Ansprü­ che 7 bis 11 in vorteilhafter Weise weitergebildet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen bei­ spielsweise und in weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung.
Gemäß Fig. 1 enthält der Antriebsstrang eines nicht dargestellten Kraftfahr­ zeugs einen Antriebsmotor 2, der über eine Kupplung 4 mit einem Getriebe 6 verbunden ist, von dem eine Abtriebswelle 8 über ein nicht dargestelltes Diffe­ rential zu angetriebenen Rädern führt.
Die Last des Antriebsmotors 2 wird über ein motorisch betätigtes Leistungs­ stellorgan 10 gesteuert. Im Fall eines Ottomotors ist das Leistungsstellorgan 10 beispielsweise eine Drosselklappe; im Fall eines Dieselmotors kann es eine Regelstange einer Einspritzpumpe sein.
Die Kupplung 4 ist beispielsweise eine übliche Reibscheibenkupplung, zu de­ ren Betätigung eine Kupplungsbetätigungseinrichtung 12 vorgesehen ist.
Das Getriebe 6 kann ein normales Gangwechselgetriebe sein, ein CVT-Getriebe oder ein mit Planetensätzen arbeitendes Automatikgetriebe. Die ein­ zelnen Gänge bzw. Fahrstufen werden über eine Getriebebetätigungseinrichtung 14 geschaltet.
Die Radbremsen 16 des Kraftfahrzeugs werden elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch mittels einer Bremsbetätigungseinrichtung 18 betätigt.
Zur Ansteuerung der genannten Betätigungseinrichtungen und Stellglieder 10, 12, 14 und 18 dient ein Steuergerät 20, das beispielsweise einen Mikroprozes­ sor mit zugehörigen Speichereinrichtungen enthält und dem als Eingangs­ signale die Signale von folgenden Gebern zugeführt werden: ein Drehzahlsen­ sor 22 zum Erfassen der Motordrehzahl nM, ein Drehzahlsensor 24 zum Erfas­ sen der Geschwindigkeit bzw. der Raddrehzahl nR, ein Drucksensor 26 zum Erfassen der Betätigung eines Bremspedals 28, ein Stellungsgeber 30 zum Erfassen der Stellung α eines Fahrpedals 32 sowie ein Wählgeber 34 zum Erfassen der Stellung eines Wählhebels einer Wähleinrichtung 36 zur An­ steuerung des Getriebes 6.
Aufbau und Funktion der genannten Bauelemente und Bausteine sind an sich bekannt und werden daher nicht im Einzelnen erläutert. Das Bremssystem kann beispielsweise derart aufgebaut sein, dass keinerlei direkte Verbindung zwischen dem Bremspedal 28 und den Radbremsen 16 besteht und dass das Steuergerät 20 die Bremsbetätigungseinrichtung 18 entsprechend der Betäti­ gung des Bremspedals 28 sowie gegebenenfalls weiterer Parameter, wie ei­ nem schlupfenden Rad, einer Fahrinstabilität usw. steuert. Das Bremssystem kann auch derart aufgebaut sein, dass eine direkte, beispielsweise hydrauli­ sche Verbindung zwischen dem Bremspedal 28 und den Radbremsen 16 be­ steht, wobei die Bremskraft über Servoeinrichtungen verstärkt werden kann und, wie bei ABS-Systemen bekannt, individuell beeinflussbar ist. In jedem Fall enthält das Bremssystem eine Fremdenergiequelle, mittels der die Bremsbetä­ tigungseinrichtung 18 wenigstens eine, vorzugsweise alle, Radbremsen 16 betätigen kann.
Ein Funktionsbeispiel für das erfinderische Zusammenwirken der genannten Bausteine wird an Hand der Fig. 2 erläutert; dabei wird angenommen, dass die Kupplungsbetätigungseinrichtung 12 die Kupplung 4 derart steuert, dass im normalen Fahrbetrieb über die Kupplung 12 ständig eine gewisse Drehmo­ mentübertragung vom Antriebsmotor 2 zur Abtriebswelle 8 vorhanden ist, so dass bei einer eingelegten Fahrstufe der Antriebsstrang über eine Kriechfunk­ tion verfügt, die dafür sorgt, dass das Fahrzeug auf ebener Straße bei laufen­ dem Motor ständig eine gewisse Vortriebskraft in Richtung der eingelegten Fahrstufe entwickelt, zumindest, wenn der Motor über seiner Leerlaufdrehzahl läuft.
Im Schritt 40 wird festgestellt, ob die Drehzahl nM des Motors mindestens so groß ist wie die Leerlaufdrehzahl nL. Ist dies der Fall, so wird im Schritt 42 festgestellt, ob die Raddrehzahl nR gleich Null oder sogar negativ ist; dabei wird im dargestellten Beispiel vorausgesetzt, dass sich der Wählhebel der Wähleinrichtung 36 in einer Vorwärtsfahrstufe befindet. Ist dies ebenfalls der Fall, so wird im Schritt 44 vom Steuergerät 20 die Bremsbetätigungseinrichtung 18 aktiviert, so dass die Radbremsen 16 mit einer zum Festhalten des Fahr­ zeugs ausreichenden Kraft angelegt werden. Das Betätigen der Bremse im Schritt 44 wird dem Fahrer vorteilhaft über eine nicht dargestellte Leuchte in der Schalttafel signalisiert.
Der Fahrer muss das Fahrpedal 32 zum Festhalten des Fahrzeugs dann nicht weiter betätigen.
Im Schritt 46 wird die Kupplung 4 vollständig geöffnet, so dass der Motor nicht gegen erhöhten Widerstand leer laufen muss und die Kupplung nicht weiter auf Verschleiß ihrer Reibscheibe beansprucht wird. Im Schritt 47 wird zur Schonung des Ausrücklagers der Kupplung das Getriebe in Neutralstellung geschaltet, so dass die Kupplung eingerückt werden kann.
Im Schritt 48 stellt das Steuergerät 20 den Motor ab, falls im Schritt 50 festge­ stellt wurde, dass der Fahrer das Fahrpedal 32 nicht betätigt.
Wenn im Schritt 52 festgestellt wird, dass der Fahrer das Fahrpedal erneut betätigt, wird der Motor im Schritt 54 gestartet, woraufhin ein üblicher Anfahr­ vorgang gemäß dem Schritt 56 ausgelöst wird, der derart erfolgt, dass die Räder des Fahrzeugs nicht rückwärts drehen, so dass ein Rückwärtsrollen des Fahrzeugs am Berg ausgeschlossen ist.
Es versteht sich, dass das vorbeschriebene Verfahren und die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vielfältiger Weise abgeändert werden können:
Beispielsweise kann das Verfahren dahingehend abgeändert werden, dass, wenn das Fahrzeug mit Leerlaufdrehzahl laufendem Motor länger als eine vorbestimmte Zeitdauer stillsteht, die Radbremsen 16 über die Bremsbetäti­ gungseinrichtung 18 selbsttätig aktiviert werden, wobei dies unabhängig davon oder gekoppelt daran erfolgen kann, ob das Bremspedal 28 betätigt ist. Die automatische Stoppfunktion des Motors im Schritt 48 kann an eine bestimmte Zeitdauer oder an eine zusätzlich aktivierte Wählfunktion gekoppelt sein.
Wenn die Kupplung 4 nur als ein hydrodynamischer Wandler ausgebildet ist und die Kupplungsbetätigungseinrichtung 12 nicht vorhanden ist, kann der Schritt 46 entfallen.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen­ stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (11)

1. Verfahren zum selbsttätigen Betätigen einer Fahrzeugbremse, bei welchem Verfahren eine im Antriebsstrang des Fahrzeugs enthaltene Kupplung der­ art betätigt wird, dass sie die Drehmomentübertragung zwischen einem An­ triebsmotor und wenigstens einem Fahrzeugrad nicht vollständig unter­ bricht, wobei festgestellt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit bei laufen­ dem Antriebsmotor bei einer eingelegten Vorwärtsfahrstufe im wesentlichen Null ist oder das Fahrzeug rückwärts rollt und/oder bei einer eingelegten Rückwärtsfahrstufe im wesentlichen Null ist oder das Fahrzeug vorwärts rollt und bei Vorliegen einer der vorgenannten Bedingungen eine Fahr­ zeugbremse mit Fremdkraft betätigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kupplung mit Fremdkraft in Abhän­ gigkeit von Betriebsparametern des Antriebsstrangs betätigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kupplung bei mit Fremdkraft betä­ tigter Fahrzeugbremse vollständig geöffnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei mit Fremdkraft betätigter Fahrzeug­ bremse und vollständig geöffneter Kupplung ein Getriebe in eine Neu­ tralstufe geschaltet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Antriebsmotor des Fahrzeugs bei mit Fremdkraft betätigter Fahrzeugbremse selbsttätig abge­ stellt wird.
6. Vorrichtung zum selbsttätigen Betätigen einer Fahrzeugbremse eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor, einer Kupplung, einem Getriebe, einer nicht unmittelbar mit dem Bremspedal verbundenen Bremsbetäti­ gungseinrichtung zum Betätigen der Fahrzeugbremse, einer Einrichtung zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Bremsbetätigungseinrichtung derart, dass bei laufendem Antriebsmotor und einer Fahrzeuggeschwindigkeit von im wesentlichen Null oder rückwärts rollendem Fahrzeug bei einer eingelegten Vorwärtsfahrstufe des Getriebes und /oder bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von im wesent­ lichen Null oder vorwärts rollendem Fahrzeug bei eingelegter Rückwärts­ fahrstufe des Getriebes die Bremsbetätigungseinrichtung die Fahrzeug­ bremse mit Fremdkraft betätigt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine mit der Steuereinrichtung verbun­ dene Kupplungsbetätigungseinrichtung für die Kupplung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinrichtung bei mit Fremd­ kraft betätigter Bremse die Kupplung vollständig öffnet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung bei mit Fremd­ kraft betätigter Bremse und vollständig geöffneter Kupplung das Getriebe in eine Neutralstufe schaltet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Steuereinrichtung bei mit Fremdkraft betätigter Bremse und Betätigen eines Fahrpedals die Bremse löst und den Antriebsstrang im Sinne einer Drehmomentübertra­ gung zwischen dem Antriebsmotor und der Fahrzeugrädern verstellt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Steuereinrich­ tung den Antriebsmotor bei mit Fremdkraft betätigter Bremse abschaltet und ihn bei einer Betätigung des Fahrpedals anlässt.
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