DE102005014801A1

DE102005014801A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102005014801A1
Application number: DE102005014801A
Authority: DE
Inventors: Günther SOKOLL; Christian Scheinost; Toni BRÄUER; Simon Schilling
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-04-01
Also published as: US20080071459A1; US7711469B2; EP1863687A1; DE102005014801B4; WO2006102977A1; CN101142112A; CN101142112B

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, das mindestens eine mittels einer elektronischen Steuereinheit steuerbare Kopplungseinheit zum Ein- und Ausschalten eines Allradantriebs aufweist, wird durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit mindestens ein Rad vom Antrieb abgekoppelt. Weiterhin wird nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut und bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten (Bremsdruck-Haltezeit). Während der Bremsdruck-Haltezeit wird bzw. bleibt zumindest zeitweise der Bremsdruck an wenigstens dem einen Rad abgebaut, das zur Rutscherkennung durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit vom Antrieb abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, wobei wenigstens ein anderes Rad mit Bremsdruck beaufschlagt bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs.

Aus verschiedenen Patentanmeldungen bzw. Patentschriften, so z. B. aus DE 199 50 034 A1 , DE 196 11 359 C1 , DE 199 50 162 B4 , DE 198 48 448 C2 , DE 101 51 846 B4 , DE 199 41 482 A1 und weiteren, sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur Verhinderung des Wegrollens von Fahrzeugen, insbesondere, aber nicht notwendigerweise, an Steigungen, dienen sollen. Meist wird dabei in wenigstens einem Betriebszustand bei betätigtem Bremspedal oder durch ein anderes Betätigungselement Bremskraft an wenigstens einem Rad eines Fahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Pedalbetätigung oder eines anderen Betätigungselementes gehalten oder aktiv aufgebaut. Für die Aktivierung bzw. Deaktivierung der Funktion sind dabei unterschiedliche Eintritts- und/oder Auslösebedingungen gemeinsam oder alternativ vorgesehen.

Bekannt sind diese Verfahren bzw. Vorrichtungen beispielsweise unter den Namen Anfahrassistent, Bergassistent, Hillhold(er) oder Automatic Hold. Gemein ist allen diesen Verfahren beispielsweise ein hydraulisches, mechanisches oder pneumatisches, elektronisch regelbares Bremssystem, mittels dem das Festhalten und die Verhinderung des Anrollens des Fahrzeuges bewerkstelligt wird. Auch sind Verfahren bekannt, bei denen das Anrollen des Fahrzeuges über das Getriebe (insbesondere Automatikgetriebe) verhindert wird. Bei all diesen Funktionen wird beispielsweise durch Betätigung des Bremspedals oder der Feststellbremse oder über damit in Verbindung stehende Schaltelemente bzw. auch sonstige Betätigungselemente (z. B. Schalter, Taster o. ä.) eine Aktivierung der Funktion durchgeführt. Eine Deaktivierung erfolgt über die gleichen oder auch andere Hilfsmittel (wie z. B. Gaspedalstellung, Kupplungssignal, Antriebsmomentsignale des Motors o. ä. bzw. auch nach Ablauf einer definierten Haltezeit). Wichtige weitere benötigte Hilfsmittel, Steuersignale oder Schaltmittel und dergleichen für die Darstellung der Funktionen sind beispielsweise mindestens ein Geschwindigkeitssignal für die Erkennung des Fahrzeugstillstands, mechanische, pneumatische oder hydraulische Aktuatoren in den Radbremsen bzw. in den Zuleitungen zu den Radbremsen, über die Bremswirkung auf- und abgebaut bzw. zumindest temporär gehalten werden kann (z. B. Steuer-/Regelventile integriert in Form einer vorhanden Steuer- oder Regeleinrichtung, beispielsweise ABS-, ASC-/ASR-, DSC-/ESP-System), gegebenenfalls auch Längsbeschleunigungs- oder Neigungssensoren, mittels derer die Fahrbahnlängsneigung ermittelt und daraus die erforderliche Bremskraft für sicheren Stillstand des Fahrzeugs und das für die Fahrbahnneigung benötigte Anfahrmoment bestimmt werden können und Drucksensoren, mit deren Hilfe der Bremsdruck bzw. das aufgebrachte Bremsmoment an der bzw. den Radbremsen ermittelt werden kann.

Weiterhin ist aus der DE 103 22 125 A1 eine Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Fahrzeugs bekannt, bei der bei Fahrzeugstillstand die Bremskraft an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Ausmaß der Pedalbetätigung gehalten wird. Dabei werden Maßnahmen zur Erkennung des Rutschens des Fahrzeugs bzw. einer Rutschgefahr bei aktivierter Vorrichtung vorgestellt. Diese Rutscherkennung besteht darin, dass eine Dreh- bzw. Querbewegung des Fahrzeugs ermittelt wird (z. B. über Drehrate/Gierrate/Giergeschwindigkeit oder Querbeschleunigung) und abhängig von der ermittelten Größe bereits vor Ablauf einer eventuell vorgegebenen Haltezeit ein Abbruch der Funktion erfolgt, wenn diese Größe auf ein Rutschen des Fahrzeugs schließen lässt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Verfahren eingangs genannter Art die Rutscherkennung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.

Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
Bei Verfahren eingangs genannter Art kann zur Rutscherkennung bei Niedrigreibwert auch während einem Haltevorgang, durch den ein Wegrollen des Kraftfahrzeugs zunächst durch fahrerunabhängige Einstellung einer vorgegebenen Bremskraft an vorzugsweise allen Rädern verhindert werden soll, die Bremskraft an mindestens einem nicht angetriebenen Rad zumindest zeitweise freigegeben werden, so dass dieses frei rollen kann. Rollt dieses Rad nicht an, wird erkannt, dass das Haftvermögen der übrigen Räder ausreicht, das Fahrzeug an der entsprechenden Steigung festzuhalten. Rollt dieses Rad an, wird erkannt, dass das Fahrzeug über die übrigen gebremsten Räder rutscht. Wird dadurch ein geringer Reibwert bzw. ein Rutschen des Fahrzeugs erkannt, wird die Bremskraft vorzugsweise an allen Rädern freigegeben, um das Fahrzeug in dieser Situation besser manövrieren zu können.

Dieses Verfahren ist ursprünglich zur Anwendung in einachsig angetriebenen Fahrzeugen entwickelt worden. In Fahrzeugen mit permanentem Allradantrieb bzw. über bestimmte Betätigungselemente zuschaltbarem oder automatisch (elektronisch gesteuert) zuschaltendem Allradantrieb ist dieses Verfahren ohne Weiteres nicht anwendbar, da man nicht davon ausgehen kann, dass im Stillstand der Antriebsstrang in der Weise getrennt ist, dass mindestens ein Rad nicht angetrieben und damit frei rollend ist.

In Fahrzeugen mit permanentem Allradantrieb und in Fahrzeugen mit manuell zuschaltbarem Allradantrieb im zugeschalteten (fest gekoppelten) Zustand ist die Durchführung einer Rutscherkennung nach dem oben genannten Verfahren nicht möglich bzw. nicht sinnvoll.

Bei Fahrzeugen mit mindestens einer elektronisch steuerbaren Kopplungseinheit zum Zu- und Abschalten eines Allradantriebs, ist davon auszugehen, dass die Kopplungseinheiten, die den Antrieb der Räder herstellen, aus Gründen der Traktion im Stillstand geschlossen sind. Unter Kopplungseinheiten sind beispielsweise Längskupplungen bzw. Längssperren und/oder Querdifferenzialkupplungen bzw. Querdifferenzialsperren zu verstehen.

Erfindungsgemäß wird sichergestellt, dass bei Fahrzeugen mit mindestens einer elektronisch steuerbaren Kopplungseinheit zur Herstellung eines Allradantriebs, wie z. B. mit einer elektronisch regelbaren Längskupplung, zur Durchführung einer Rutscherkennung wenigstens ein nicht angetriebenes Rad vorhanden ist. Insbesondere wird zum Erreichen dieses Zieles ein Öffnen mindestens einer vorhandenen Kopplungseinheit vorgeschlagen.

Dies kann z. B. eine schaltbare Längssperre oder eine regelbare Längskupplung sein, durch die beispielsweise die Vorderachse vom Antrieb abgekoppelt wird. Sollte auch eine steuerbare Querdifferenzialsperre an mindestens einer Achse vorhanden sein, würde das Öffnen dieser Querdifferenzialsperre und ein Druckabbau an einem Rad dieser Achse ausreichen.

Dabei wird zunächst überprüft, ob die für die Durchführung der Rutscherkennung erforderliche(n) Kopplungseinheit(en) bereits geöffnet ist (sind). Wenn dies nicht der Fall ist, werden die erforderlichen Kopplungseinheiten zum Zweck der Rutscherkennung geöffnet.

Sollte aus bestimmten Gründen die Öffnung der für die Durchführung der Rutscherkennung erforderlichen Kopplungseinheiten nicht möglich sein, wird die Durchführung der Rutscherkennung unterdrückt. Daraus ergibt sich einerseits eine Komfortverbesserung bzw. Geräuschvermeidung und andererseits eine Verbesserung im Verschleißverhalten, dadurch, dass die für eine Rutscherkennung benötigten Systemkomponenten nicht angesteuert werden. Eine unnütze Betätigung von Bauteilen zur Bremsdruckumverteilung wird vermieden, die zur Aufrechterhaltung der in das System eingespeisten Halteenergie notwendig wäre (insbesondere Anlauf der Hydraulikpumpe bei hydraulischen Bremsregelsystemen, Ansteuerung von Ventilen oder ähnlichen Bauteilen bei anderen Bremsregelsystemen).

Bei geöffneter Kopplungseinheit während der Durchführung eines Tests zur Rutscherkennung (Rutscherkennungsroutine) kann der Fahrer allerdings nicht wie gegebenenfalls gewünscht möglichst schnell mit optimalem Vortrieb anfahren. Es wird also in einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sichergestellt, dass die geöffnete(n) Kopplungseinheit(en) zum benötigten Zeitpunkt wieder geschlossen ist (sind), insbesondere, wenn ein Anfahrwunsch vorliegt.

Eine/die aufgrund eines Rutschtests entkoppelte(n) Kopplungseinheit(en) sollte(n) also nicht erst dann wieder eingekoppelt werden, wenn schon eine Bremsdruckabbaubedingung, z. B. ausreichendes Antriebsmoment des Motors, vorliegt, d.h. erst zum Zeitpunkt des Losfahrens. Dies kann in Situationen schnellen Anfahrens zu Performance-Verlusten bzw. Komforteinschränkungen führen.

Erfindungsgemäß soll also ein Performancegewinn durch frühzeitiges Erkennen einer Situation, in der schnelles und auf Vortrieb optimiertes Anfahren vom Fahrer gewünscht ist, und durch sofortiges (vor dem eigentlichen Anfahrvorgang) Wiederherstellen eines komplett geschlossenen (gekoppelten) Allradantriebsstranges erreicht werden. Durch das Schließen der Kopplungseinheit(en) vor dem Anfahrvorgang wird auch der Komfort verbessert. Dadurch ist gewährleistet, dass in der Zeit nach dem Anfahrvorgang keine durch Schließen der Kopplungseinheit(en) verursachte Unstetigkeit in der Fahrzeugbewegung entsteht, die von den Fahrzeuginsassen als Rucken spürbar werden könnte. Auch die Lebensdauer der Kopplungseinheit(en) wird durch das Schließen der Kopplungseinheit(en) im (nahezu) unbelasteten Zustand verlängert.

Die Erkennung der Situation, in der schnelles und auf Vortrieb optimiertes Anfahren vom Fahrer gewünscht ist, kann dabei an verschiedene Signale gekoppelt werden, die den Fahrerwunsch erkennen lassen, z. B.

– Pedalwert (Fahrpedal betätigt/nicht betätigt) oder entsprechender Wert einer anderen Betätigungseinheit: Hierbei ist lediglich ein Fahrpedalschaltersignal sinnvoll, welches eine Fahrpedalstellung sensiert, die zwischen z. B. 50 und 100 % getretenem Fahrpedal entspricht
– Pedalweg/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination beider
– Kupplungsschalter: Hierbei ist lediglich ein Kupplungsschaltersignal sinnvoll, welches eine Kupplungspedalstellung sensiert, die zwischen 0 und z. B. 50 % geschlossener Kupplung entspricht (Kupplungsschalter 100 % (Kupplung komplett geschlossen) ist nicht sinnvoll)
– Kupplungsweg/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination beider,
– Motordrehzahl/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination beider,
– Motormoment/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination beider,
– Getriebe(-eingangs/abtriebs-)drehzahl/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination mehrerer,
– Getriebe(-eingangs/abtriebs-)moment/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination mehrerer,
– Kopplungseinheit(en)-Drehzahldifferenz)/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination mehrerer,
– Kopplungseinheit(en)-Momenten(differenz)/-gradient: Überschreiten einer bestimmten Schwelle nur einer Größe oder in Kombination mehrerer.

Die Signale Pedalwert, Pedalweg/-gradient, Kupplungsweg/-gradient, usw. geben dabei den direkten Fahrerwunsch wieder. Die anderen Signale sollten durch weitere Signale (z. B. Pedalwert (Fahrpedal betätigt/nicht betätigt) bzw. Pedalweg/-gradient) gestützt werden, bzw. können zur Stützung herangezogen werden (Kupplungsschalter/-signal 0 - x %).

Bei Überschreiten einer jeweiligen festgelegten Schwelle kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer einen schnellen Anfahrvorgang wünscht. Daher ist erfindungsgemäß in diesen Situationen ein Ansteuerbefehl zu stellen, der den komplett geschlossenen Zustand des Antriebsstranges zulässt/wiederherstellt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
1 schematisch ein Allradfahrzeug, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar ist und
2 schematisch zeitlichen Verläufe zum erfindungsgemäßen Verfahren
In 1 ist ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug in Form eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit bedarfsweise über eine Übertragungskupplung 1 zuschaltbarem Vorderradantrieb dargestellt. Die Übertragungskupplung 1 ist über eine Steuereinheit 8 einstellbar. Die Steuereinheit 8 kann ein ausgelagertes, z. B. direkt an der Übertragungskupplung 1 angebrachtes Zusatzsteuergerät 10 enthalten, das beispielsweise das vorgegebene Soll-Kupplungsmoment in elektrischen Strom zur Ansteuerung der Verstelleinheit (hier nicht dargestellt) der Übertragungskupplung 1 umsetzt.
Bei einem derartigen Fahrzeug mit regelbarem Allradantrieb wird mit offener Übertragungskupplung 1 das gesamte Drehmoment (Antriebsmoment) der Antriebseinheit 9 auf die Räder 6 und 7 der Hinterachse 3 übertragen.
Vorzugsweise besteht die Antriebseinheit 9 aus einer Brennkraftmaschine 9.1, einem Getriebe 9.2 und mindestens einem Antriebssteuergerät (hier nicht näher dargestellt). Das Antriebssteuergerät kommuniziert beispielsweise über den bekannten Datenbus CAN mit der Steuereinheit 8. In 1 sind die Hinterräder 6 und 7 die primären Antriebsräder, da sie permanent mit der Antriebseinheit 9 verbunden sind. Mit zunehmendem Kupplungsmoment an der Übertragungskupplung 1 treibt die Antriebseinheit 9 auch die Räder 4 und 5 der Vorderachse 2 an. Somit sind die Vorderräder 4 und 5 die sekundären Antriebsräder.
Die Steuereinheit 8 erfasst zu weiteren Eingangssignalen hinzu insbesondere ein Eingangssignal zur Erfassung der Stellung eines Fahrpedals, z. B. den Betätigungswinkel FP des sogenannten Fahr- oder Gaspedals. Daraus ermittelt die Steuereinheit 8 die Geschwindigkeit der Gaspedalbetätigung dFP/dt. Weiterhin erfasst oder ermittelt die Steuereinheit 8 die Motordrehzahl n_Mot, das Motormoment (=Brennkraftmaschinen-Drehmoment) oder das Antriebsmoment M_Ant (=getriebeausgangsseitiges Kardanwellendrehmoment), den Lenkwinkel LW, die Gierrate bzw. Gierwinkelgeschwindigkeit r sowie die Raddrehzahlen n_VL, n_HL, n_VR, n_HR aller Räder 4, 5, 6, 7. Aus diesen Raddrehzahlen n_VL, n_HL, n_VR, n_HR werden im Zusammenhang mit weiteren in der Steuereinheit 8 vorliegenden Informationen, die Radgeschwindigkeiten v_VL, v_HL; v_VR, v_HR aller Räder 4, 5, 6, 7 sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt.
Zur Verteilung des Antriebsmoments der Antriebseinheit 9 wird ein einzustellendes Kupplungsmoment M_Ksoll für die zwischen der Antriebseinheit 9 bzw. den primären Antriebsrädern 6 und 7 und den sekundären Antriebsrädern 4 und 5 angeordneten Übertragungskupplung 1 vorgegeben. Vorzugsweise gibt die Steuereinheit 8 das Soll-Kupplungsmoment M_Ksoll an das Zusatzsteuergerät 10 aus. Das Zusatzsteuergerät 10 setzt das Soll- Kupplungsmoment M_Ksoll in einen Strom zur Ansteuerung der hier nicht eigens dargestellten Aktuatorvorrichtung um.
Die vorliegende Erfindung geht beispielsweise von einem derartigen Allrad-Fahrzeug aus, das beispielsweise auch im ATZ Artikel „xDrive – Der neue Allradantrieb im BMW X3 und BMW X5", 2/2004, S. 92 ff., beschrieben ist. Weiterhin geht die Erfindung von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug aus, bei dem zur Verhinderung des Wegrollens des Fahrzeuges nach einem Haltevorgang eine Bremskraft an mindestens einem Rad des Fahrzeugs, vorzugsweise an allen Rädern, fahrerunabhängig eingestellt und während einer vorgegebenen Haltezeit gehalten wird. Bremsanlagen zur Durchführung der verschiedenen hier beschriebenen Brems-Funktionen sind nicht näher dargestellt, da sie beispielsweise in Form von ABS-, ASC- und DSC-Systemen mit Hillholderfunktion hinreichend bekannt sind. Eine mögliche für die Erfindung verwendbare Bremsregelanlage ist beispielsweise im ATZ Artikel „Dynamische Stabilitäts Control DSC der Baureihe 7 von BMW-Teil 2", 4/1997, S. 211, dargestellt.
Mit einem Fahrzeug gemäß 1 wird durch Öffnen der steuerbaren Kopplungseinheit, hier in Form der Übertragungskupplung 1, die Verbindung des Antriebs zu den Rädern der Vorderachse getrennt, so dass hier die beiden Räder 4 und 5 vom Antrieb abgekoppelt und damit frei von Antriebskräften gehalten werden können. Die Ansteuerung der Kopplungseinheit 1 wird hier durch die Steuereinheit 8 in Form eines Soll-Kupplungsmoments M_Ksoll vorgegeben, das dann durch das Zusatzsteuergerät 10, falls vorhanden, eingestellt wird.
Die Steuereinheit 8 ist vorzugsweise ein Steuergerät, in dem die Steuerung der Bremsanlage (beispielsweise als Bremsfunktionsmodul) ebenso wie die Steuerung der Kopplungseinheit (beispielsweise als Allradantriebsfunktionsmodul) zusammengefasst sind.
Beispielsweise ein Teil des Bremsfunktionsmoduls der Steuereinheit 8 bildet zusammen mit den Aktuatoren der Bremsanlage die Wegrollverhinderungsmittel, durch die nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vorn Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut wird und bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten wird (Bremsdruck-Haltezeit). Weiterhin bildet beispielsweise ein weiterer Teil des Bremsfunktionsmoduls der Steuereinheit 8 zusammen mit den Sensoren zur Erfassung der Raddrehzahlen n_VL, n_HL, n_VR, n_HR aller Räder 4, 5, 6, 7 die Rutscherkennungsmittel, durch die während der Bremsdruck-Haltezeit zumindest zeitweise der Bremsdruck an wenigstens einem Rad abgebaut wird oder abgebaut bleibt, das zur Rutscherkennung durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit vom Antrieb abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, wobei wenigstens ein anderes Rad mit Bremsdruck beaufschlagt bleibt.
Die Bremsdruck-Haltezeit kann zeit- oder ereignisgesteuert sein. Das Ende der Haltezeit kann durch Ablauf eines Zählers bzw. einer vorgegebenen Zeitdauer oder durch Eintreten eines definierten Ereignisses bestimmt sein, wie z. B. ein ausreichendes Antriebsmoment der Antriebseinheit für ein Losfahren ohne Zurückrollen. Sie kann beispielsweise auch für eine vorgegebene Zeitdauer von etwa 2 sec vorgegeben werden, in der der Fahrer genug Zeit hat, um vom Bremspedal zum Fahrpedal zu wechseln.
In einer ersten vorteilhaften Alternative wird vorzugsweise nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an allen vier Rädern 4, 5, 6, 7 des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut und grundsätzlich bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten. Während dieser grundsätzlichen Bremsdruck-Haltezeit wird die Rutscherkennung vorgenommen. Dazu wird zunächst geprüft, ob die Kopplungseinheit, hier die Übertragungskupplung 1, geschlossen oder geöffnet ist. Ist sie bereits geöffnet, bleibt sie auch geöffnet. Ist sie noch geschlossen, wird sie zunächst beispielsweise durch das Allradantriebsfunktionsmodul der Steuereinheit 8 geöffnet. Anschließend oder gleichzeitig wird zumindest zeitweise der Bremsdruck an wenigstens einem Rad, das zuvor durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit vom Antrieb abgekoppelt wurde, also hier beispielsweise Rad 4 oder 5 der über die geöffnete Übertragungskupplung 1 abgekoppelten Vorderachse 2, vollständig abgebaut. Die anderen drei Räder bleiben mit Bremsdruck beaufschlagt. Sollte das Fahrzeug rutschen, würde das nicht gebremste Rad rollen. Dies erkennt die Steuereinheit 8 mittels der Sensoren zur Erfassung der Raddrehzahlen. Sollte innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, z. B. eine definierte zur Rutscherkennung mindestens erforderliche Zeitdauer, kein Rollen bzw. Rutschen erkannt werden, kann die Rutscherkennungsfunktion wieder ausgeschaltet werden. Danach kann das frei rollende Rad wieder mit Bremsdruck beaufschlagt werden, muss aber nicht, da offenbar die drei gebremsten Räder zum Halten des Fahrzeugs ausreichen. Die Rutscherkennungsfunktion kann jedoch auch bis zum Auftreten eines definierten Ereignisses fortgesetzt werden.
In einer zweiten vorteilhaften Alternative wird vorzugsweise nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an drei Rädern des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut und grundsätzlich bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten. Dabei werden die drei Räder derart gewählt, dass ein Rad, das bei geöffneter Kopplungseinheit vom Antrieb abgekoppelt ist, nicht mit Bremsdruck beaufschlagt wird. Während dieser grundsätzlichen Bremsdruck-Haltezeit wird wieder die Rutscherkennung vorgenommen. Dazu wird zunächst geprüft, ob die Kopplungseinheit, hier die Übertragungskupplung 1, geschlossen oder geöffnet ist. Ist sie bereits geöffnet, bleibt sie auch geöffnet. Ist sie noch geschlossen, wird sie zunächst beispielsweise durch das Allradantriebsfunktionsmodul der Steuereinheit 8 geöffnet. Anschließend kann die Rutscherkennung wie zur ersten Alternative bereits beschrieben sofort durchgeführt werden, ohne Notwendigkeit des vorhergehenden Bremsdruck-Abbaus an wenigstens einem Rad, das zuvor durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit vom Antrieb abgekoppelt wurde. Hierbei wird davon ausgegangen, dass drei gebremste Räder zum Halten des Fahrzeugs üblicherweise ausreichen.
Die erste Alternative hat den Vorteil, dass zunächst vier abgebremste Räder für das Halten des Fahrzeugs am sichersten sind. Die zweite Alternative hat den Vorteil, dass der Bremsdruckwechsel an einem Rad verhindert werden kann.
Erfindungswesentlich ist, dass bei einer Hillholderfunktion in Allradfahrzeugen zur Rutscherkennung eine Kopplungseinheit zum Abkoppeln mindestens eines Rades vom Antrieb geöffnet ist und dass dieses Rad nicht mit Bremsdruck beaufschlagt wird. Dieser Zustand für die Rutscherkennung kann für eine begrenzte oder unbegrenzte Zeitdauer während der Bremsdruck-Haltezeit hergestellt werden.
Dabei kann der Abbau des Bremsdruckes während der Bremskraft-Haltezeit an dem einen Rad nur für eine zur Rutscherkennung mindestens erforderliche Zeitdauer vorgenommen werden, in der die mindestens eine zur Abkopplung des Rades geöffnete Kopplungseinheit im geöffneten Zustand gehalten wird. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer wird die Ansteuerung der Kopplungseinheit(en) noch während der Bremskraft- Haltezeit derart vorgenommen, dass der Allradantrieb wieder eingeschaltet ist, um schließlich beim Losfahren dem Fahrer maximale Traktion zu bieten.
Alternativ oder zusätzlich zur Vorgabe einer (beispielsweise mindestens erforderlichen) Zeitdauer für die Rutscherkennung wird die Ansteuerung der Kopplungseinheiten zum Wiedereinschalten des Allradantriebs während der Bremskraft-Haltezeit vorgenommen, sobald ein definiertes Ereignis stattfindet, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt. Diese Ereignissteuerung ist beispielsweise für eine zeitlich unbegrenzte Rutscherkennung und/oder für eine ständige Wiederholung einer Rutscherkennung während der Bremsdruck-Haltezeit sinnvoll, um dem Fahrer beim Losfahren am Ende der Bremsdruck-Haltezeit, wie weiter oben bereits ausgeführt, die gewünschte Performance zu bieten. Diese Ereignissteuerung ist jedoch auch für den Fall sinnvoll, dass der Fahrer bereits während einer zeitlich begrenzten Rutscherkennung Iosfahren möchte.
Ein Ereignis, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt, ist beispielsweise das Überschreiten eines vorgegebenen Fahrpedalwertes oder das Schließen des Kupplungsschalters. Weitere Beispiele wurden weiter oben bereits aufgeführt.
Ergänzend wird daraufhin gewiesen, dass ein Öffnen der Kopplungseinheit im dargestellten Beispiel mit einer regelbaren Übertragungskupplung der Vorgabe eines minimalen Soll-Kupplungsmoments M_Ksoll entspricht und dass ein Schließen der Kopplungseinheit der Vorgabe einer z. B. vom Allradantriebsfunktionsmodul definierten optimalen Soll-Kupplungsmoment M_Ksoll entspricht, das das maximal mögliche Soll-Kupplungsmoment sein kann aber nicht sein muss.
In 2 sind schematisch zeitliche Verläufe zum erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Der Verlauf a zeigt ein Anforderungssignal zum Ein- und Ausschalten der Bremsdruck-Haltezeit. Der Verlauf b zeigt den Verlauf des Antriebsmoments (M_Ant) im Vergleich mit einem Schwellwert für ein ausreichendes Antriebsmoment der Antriebseinheit zum Losfahren ohne Zurückrollen. Der Verlauf c zeigt ein Anforderungssignal zum Öffnen und (Wieder-) Schließen der Kopplungseinheit. Der Verlauf d zeigt ein Anforderungssignal zum Durchführen der Rutscherkennung bzw. Rutscherkennungsroutine. Der Verlauf e zeigt das Signal eines Fahrpedalschalters.
Zum Zeitpunkt t0 soll das Kraftfahrzeug nach einem Anhalte- bzw. Bremsvorgang zum Stillstand kommen. Unmittelbar nach dem Anhalten des Kraftfahrzeugs wird gemäß Verlauf a ein Anforderungssignal zum Einschalten der Bremsdruck-Haltezeit ausgelöst, wodurch ein vorgegebener Bremsdruck beispielsweise an allen vier Rädern des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut wird und bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten wird. Die späteste Bremsdruckabbaubedingung ist im vorliegenden Fall der Ablauf einer Zeit t5–t0. Eine weitere Bremsdruckabbaubedingung ist jedoch auch das Überschreiten des Schwellwerts für ein ausreichendes Antriebsmoment der Antriebseinheit zum Losfahren ohne Zurückrollen. Diese Bremsdruckabbaubedingung liegt gemäß Verlauf b im vorliegenden Fall zum Zeitpunkt t4 vor. Somit beträgt die Bremsdruck-Haltezeit t4–t0.
Kurz nach dem Beginn der Haltezeit wird zum Zeitpunkt t1 die Rutscherkennung vorbereitet, indem ein Anforderungssignal zum Öffnen einer Kopplungseinheit und der Befehl zum Abbau des Bremsdruckes an einem durch das Öffnen der Kopplungseinheit vom Antrieb entkoppelten Rad ausgegeben wird. Unmittelbar nach dem Öffnen der Kopplungseinheit und dem Abbau des Bremsdruckes an dem entkoppelten Rad wird zum Zeitpunkt t2 die Rutscherkennungsroutine gemäß Verlauf d gestartet, in der abgefragt wird, ob das entkoppelte Rad rollt. Im vorliegenden Fall bleibt die Rutscherkennungsroutine aktiv, bis ein Signal auf ein Ereignis hinweist, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt. Gemäß Verlauf e ist dies die Betätigung des Fahrpedalschalters zum Zeitpunkt t3. Unmittelbar darauf folgt das Anforderungssignal zum Wiedereinschalten des Allradantriebs durch das (Wieder-) Schließen der Kopplungseinheit.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Steuereinheit, wie beispielsweise zu 1 beschrieben, durchgeführt. Die hierfür erforderlichen Eingangssignale sind bereits in bekannten Steuereinheiten vorhanden. Die Erfindung ist demnach insbesondere durch ein neues Software-Modul in einer ohnehin vorhandenen Steuereinheit realisierbar.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, das mindestens eine mittels einer elektronischen Steuereinheit (8) steuerbare Kopplungseinheit (1) zum Ein- und Ausschalten eines Allradantriebs aufweist, bei dem durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) mindestens ein Rad (4; 5) vom Antrieb (9) abgekoppelt wird, bei dem nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an wenigstens einem Rad (4, 5, 6, 7) des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut wird und bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten wird (Bremsdruck-Haltezeit), und bei dem während der Bremsdruck-Haltezeit zumindest zeitweise der Bremsdruck an wenigstens dem einen Rad (4; 5) abgebaut wird oder abgebaut bleibt, das zur Rutscherkennung durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) vom Antrieb (9) abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, wobei wenigstens ein anderes Rad (5, 6, 7; 4, 6, 7) mit Bremsdruck beaufschlagt bleibt.
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbau des Bremsdruckes während der Bremskraft-Haltezeit an dem einen Rad (4; 5) nur für eine zur Rutscherkennung mindestens erforderliche Zeitdauer vorgenommen wird, in der die mindestens eine zur Abkopplung des Rades geöffnete Kopplungseinheit (1) im geöffneten Zustand gehalten wird, und dass nach Ablauf dieser Zeitdauer die Ansteuerung der Kopplungseinheit(en) (1) noch während der Bremskraft-Haltezeit derart vorgenommen wird, dass der Allradantrieb wieder eingeschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Kopplungseinheiten (1) zum Wiedereinschalten des Allradantriebs während der Bremskraft-Haltezeit vorgenommen wird, sobald ein definiertes Ereignis stattfindet, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt.
Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ereignis, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt, insbesondere an Hand der Auswertung folgender Signale überprüft wird: Fahrpedalwert und/oder Kupplungsschalter und/oder Kupplungsweg und/oder Motordrehzahl und/oder Motormoment und/oder Getriebeeingangs- oder Getriebeabtriebsdrehzahl und/oder Getriebeeingangs- oder Getriebeabtriebsmoment und/oder Drehzahldifferenz der Kopplungseinheit(en) und/oder Momentendifferenz der Kopplungseinheit(en).
Vorrichtung zur Steuerung der Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, die mindestens eine mittels einer elektronischen Steuereinheit (8) steuerbare Kopplungseinheit (1) zum elektronisch gesteuerten Ein- und Ausschalten eines Allradantriebs aufweist, wobei durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) mindestens ein Rad (4; 5) vom Antrieb (9) abkoppelbar ist, die Wegrollverhinderungsmittel (8) aufweist, durch die nach einem Anhalten des Kraftfahrzeugs zumindest auf geneigter Fahrbahn ein vorgegebener Bremsdruck an wenigstens einem Rad (4, 5, 6, 7) des Kraftfahrzeugs abhängig oder unabhängig vom Maß der Bremspedalbetätigung gehalten oder aufgebaut wird und bis zum Vorliegen einer Bremsdruckabbaubedingung (weiter)gehalten wird (Bremsdruck-Haltezeit), und die Rutscherkennungsmittel (8, n_VL, n_VR) aufweist, durch die während der Bremsdruck-Haltezeit zumindest zeitweise der Bremsdruck an wenigstens dem einen Rad (4; 5) abgebaut wird oder abgebaut bleibt, das zur Rutscherkennung durch entsprechende Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) vom Antrieb (9) abgekoppelt ist oder abgekoppelt wird, wobei wenigstens ein anderes Rad (5, 6, 7; 4, 6, 7) mit Bremsdruck beaufschlagt bleibt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegrollverhinderungsmittel derart ausgestaltet sind, dass der Abbau des Bremsdruckes während der Bremskraft-Haltezeit an dem einen Rad (4; 5) nur für eine zur Rutscherkennung mindestens erforderliche Zeitdauer vorgenommen wird, in der die mindestens eine zur Abkopplung des Rades geöffnete Kopplungseinheit (1) im geöffneten Zustand gehalten wird, und dass die Steuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass nach Ablauf dieser Zeitdauer die Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) noch während der Bremskraft-Haltezeit derart vorgenommen wird, dass der Allradantrieb wieder eingeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass die Ansteuerung der Kopplungseinheit (1) zum Wiedereinschalten des Allradantriebs während der Bremskraft-Haltezeit vorgenommen wird, sobald ein definiertes Ereignis stattfindet, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8) derart ausgestaltet ist, dass ein Ereignis, das auf den Wunsch des Fahrers zum baldigen Losfahren schließen lässt, insbesondere an Hand der Auswertung folgender Signale überprüft wird: Fahrpedalwert und/oder Kupplungsschalter und/oder Kupplungsweg und/oder Motordrehzahl und/oder Motormoment und/oder Getriebeeingangs- oder Getriebeabtriebsdrehzahl und/oder Getriebeeingangs- oder Getriebeabtriebsmoment und/oder Drehzahldifferenz der Kopplungseinheit(en) und/oder Momentendifferenz der Kopplungseinheit(en).