DE10200783C2

DE10200783C2 - Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10200783C2
Application number: DE10200783A
Authority: DE
Inventors: Christian Balnus
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2022-01-12
Also published as: DE10200783A1; DE50212360D1; EP1327566A1; EP1327566B1

Description

Die Erfindung betrifft eine lernfähige Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit Motor, insbesondere mit Handschaltgetriebe, mit einer Feststellbremse, insbesondere elektromechanischen oder hydraulischen Feststellbremse, mit einer oder mehreren Erfassungseinrichtungen zum Erfassen von Signalen, einer Auswerteeinheit zum Bilden eines Anfahrwunschsignals und einer Steuereinheit, die bei Auftreten des Anfahrwunschsignals eine Stelleinrichtung derart ansteuert, dass die Feststellbremse gelöst wird.

Bei Fahrzeugen mit konventioneller Handbremse wird diese zur Unterstützung des Anfahrvorgangs am Hang verwendet. Ein Anfahren ohne Unterstützung der Handbremse kann für einen Fahrer schwierig sein. Bei Fahrzeugen mit Fußfeststellbremse wird zum Anfahren am Hang überhaupt keine Unterstützung durch die Bremse gegeben. Es besteht dadurch das Problem, dass der Fahrer motorisch das Betätigen des Gas- und Bremspedals, Kupplungspedals sowie der Handbremse koordinieren muss. Im Stand der Technik ist es beispielsweise aus der DE 44 32 456 A1 bekannt, zum Erleichtern des Anfahrens am Berg und zum Verhindern eines bergabwärts Rollens des Fahrzeugs eine Anfahrhilfevorrichtung vorzusehen, die eine mit dem Kupplungspedal verbundene Einrichtung aufweist, die beim Drücken des Kupplungspedals eine auf die Fahrzeugräder wirkende Bremse mit einem Bremsdruck beschickt und diesen Bremsdruck so bemisst, dass er die Bremse bei gelöster Kupplung betätigt und sich beim Einrücken der Kupplung zum Lösen der Bremse verringert. Der Bremsdruck wird in Abhängigkeit von der Pedalstellung und/oder von dem an der Ausgangsseite der Kupplung übertragenen Drehmoment eingestellt.

Eine weitere Vorrichtung zum erleichterten Berganfahren eines Kraftfahrzeugs ist ebenfalls aus der DE 44 32 456 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird bei gedrücktem Kupplungspedal das Fahrzeug am Abwärtsrollen im ersten Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang gehindert und während des Loslassens des Kupplungspedals bei ausreichend eingerückter Kupplung das Berganfahren des Fahrzeugs gestattet. Mit dem Kupplungspedal ist dabei eine Einrichtung verbunden, die in Abhängigkeit von der Stellung des Kupplungspedals und dem Betrieb der Kupplung einen Bremsdruck erzeugt.

Nicht vorgesehen ist hierbei ein Einwirken auf eine Parkbremse.

Die Funktion einer elektromechanischen Parkbremse für Kraftfahrzeuge ist aus der DE 197 51 445 A1 bekannt, wobei eine Betätigung nicht nur über einen Handgriff, sondern auch über einen Taster erfolgen kann, wie in der DE 198 54 105 A1 offenbart. Mit Hilfe eines von einem elektronischen Steuergerät gesteuerten Schaltelementes ist bei mindestens einer in dem Steuergerät gespeicherten Schaltdrehzahl die Steuerzeit des Einlassventils gegenüber dem Auslassventil veränderbar. Einen infolge des für die Beeinflussung der Steuerzeiten nötigen Zeitintervalls auftretenden Drehmomenteinbruch vermeidet das Verfahren, indem in Abhängigkeit von der Dynamik, mit der die Motordrehzahl ansteigt, die Schaltdrehzahl um eine Differenzdrehzahl auf den Wert einer optimalen Schaltdrehzahl verschoben wird. Der Wert der Differenzdrehzahl ist in zeitlicher Abhängigkeit von der Zunahme der Motordrehzahl in einem Kennfeld eines Steuergerätes der Brennkraftmaschine gespeichert.

Die ältere Anmeldung nach der DE 100 63 061 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Anfahrunterstützung eines Kraftfahrzeugs, das eine Bremsausrüstung aufweist. Es wird hierbei ein Anfahrwunsch ermittelt durch Feststellen des Vorliegens von vorgegebenen Bedingungen im Fahrzeugstillstand. Diese sind die Betätigung des Gaspedals bzw. eines Gaspedalschalters, das Bewegen des Gaspedals, das Überprüfen, ob die aktuelle Motordrehzahl größer als das aktuelle Motordrehmoment ist, das aktuelle Motordrehmoment größer als ein für den Leerlaufbetrieb vorgegebenes Motordrehmoment ist und/oder Änderungen des Motormoments vorliegen. Es wird ggf. ein anfahrtypisches Einsacken des Fahrzeugs ermittelt durch Ermitteln der aktuellen Fahrzeugneigung gegenüber der Fahrzeugneigung im Stillstand und Auswerten der möglichen Änderung.

Aus der DE 198 02 217 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung u. a. zum Ermitteln eines Fahrzeugantriebsmoments und zum Unterstützen des Anfahrens am Berg bekannt. Es wird mit einer Regelung basierend auf Beobachtern gearbeitet. Zum Bestimmen des Fahrzeugantriebsmoments beim Anfahren des Fahrzeugs wird das Leerlaufverhalten des Motors anhand eines Modells ermittelt und aussagekräftige Ausgangswerte des Modells mit tatsächlich gemessenen entsprechenden Werten verglichen. Extern und intern verursachte Größen, insbesondere Momente, werden durch weitere Beobachter ermittelt. Das Bremsmoment wird dann nach Maßgabe des konstanten Hangabtriebsmoments und des während des Anfahrens und Einkuppelns bzw. Hochdrehens des Motors steigenden Antriebsmoments verringert, bis das Fahrzeug vorwärts rollt.

Die DE 36 21 076 A1 offenbart eine Bremsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Anfahrhilfevorrichtung. Bei dieser wird ein Größerwerden eines Kupplungsmoments und eine ausreichende Veränderung der Drehstellung der Antriebswelle innerhalb einer Laufzeit von einem Sensorsystem erkannt und daraufhin eine bistabile Kippstufe zurückgesetzt, woraufhin ein Absperrventil öffnet und ein zuvor gehaltener Bremsdruck abfallen kann. Dies ist möglich, wenn eine ausreichend große Vortriebskraft eines nicht gebremsten angetriebenen Rades vorliegt. Außerdem kann ein Neigungsschalter vorgesehen sein, wobei ein Relais erregt wird, wenn der Neigungsschalter geschlossen ist, d. h. das Fahrzeug bergab steht. Wenn bergab mit Hilfe der Berganfahrhilfe angefahren werden soll, wird keine automatische Bremshaltung vorgesehen bzw. nach Öffnen des Absperrventils gleich das Loslassen des Kupplungspedals angeregt, nicht erst nach Erkennen der Drehung der Antriebswelle durch das Sensorsystem.

Aus der DE 36 42 874 C2 ist eine Einrichtung für eine Parkbremse an einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der ein Steuergerät mit verschiedenen Eingängen und einem Ausgang vorgesehen ist. Von dem Ausgang führt eine Signalleitung zu einer Bidruckpumpe, deren Ausgang mit einem Hubelement der Parkbremse verbunden ist. Den Eingängen des Steuergeräts sind als Signale aufgeschaltet: ein Parkbrems-Betätigungs-Kennungssignal von einem Parkbremsen-Pedalschalter, ein Steigungs-Kennungssignal und ein Gefälle-Kennungssignal von einem Neigungsschalter, ein Gang-Kennungssignal, ein Rückwärtsgang-Kennungssignal, ein Motor-Kennungssignal, ein Vortriebs-Kennungssignal eines Bewegungssensors, ein Gaspedal-Betätigungs-Kennungssignal eines Gaspedalschalters, ein Betriebsbremse-Betätigungs-Kennungssignal eines Bremsschalters und ein Tachometer-Signal eines Tachometers. Ein Ansteuersignal am Ausgang des Steuergeräts wird in Abhängigkeit von Kennungssignalen des Neigungsschalters erzeugt, wenn das Motor- und Gang-Kennungssignal, das Gaspedal-Betätigungs- Kennungssignal und das Vortriebs-Kennungssignal und ggf. das Rückwärtsgang- Kennungssignal oder das Motor-Kennungssignal und das Betriebsbremse- Betätigungs-Kennungssignal oder das Motor- und Gang-Kennungssignal und das Gaspedal-Betätigungs-Kennungssignal und ggf. bei Rückwärtsfahrt das Rückwärtsgang-Kennungssignal anliegen.

Die im Vorstehenden beschriebenen Anfahrhilfesteuerungsvorrichtungen des Standes der Technik sind zum Teil einerseits kompliziert aufgebaut, andererseits können sie eine Feststellbremse nicht individuell angepasst lösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit Motor, insbesondere mit Handschaltgetriebe, mit einer Feststellbremse, insbesondere elektromechanischen oder hydraulischen Feststellbremse, dahingehend fortzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden und insbesondere eine sich auf den jeweiligen Fahrer einstellende Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung gelöst, zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit Motor, insbesondere mit Handschaltgetriebe, mit einer Feststellbremse, insbesondere elektromechanischen oder hydraulischen Feststellbremse, mit einer oder mehreren Erfassungseinrichtungen zum Erfassen von Signalen, einer Auswerteeinheit zum Bilden eines Anfahrwunschsignals und einer Steuereinheit, die bei Auftreten des Anfahrwunschsignals eine Stelleinrichtung derart ansteuert, dass die Feststellbremse gelöst wird, wobei die Auswerteeinheit ein Anfahrrucksignal des Fahrzeugs zum Bestimmen des Anfahrzeitpunkts auswertet und bei der die Auswerteeinheit Neigungswinkel und Radmoment zum Feststellen eines zu frühen und/oder zu späten Öffnens der Feststellbremse auswertet.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Durch die Erfindung wird eine Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung geschaffen, bei der nicht nur der Anfahrvorgang am Hang erleichtert wird, da die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung den Anfahrwunsch sicher und eindeutig erkennt, sondern dies auch durch Auswerten weniger Signale ermöglicht wird. Dies sind vorzugsweise diejenigen Signale, die ohnehin an einem CAN-Bus zur Verfügung stehen. Durch das Auswerten des Anfahrrucksignals des Fahrzeugs beim Anfahren gegen eine geschlossene Feststellbremse kann vorteilhaft eine Steuerung des Anfahrvorgangs durch die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung nach individuellem Erfordernis, zugleich auf einfachem Wege und dennoch wirkungsvoll vorgenommen werden.

Besonders bevorzugt wertet die Auswerteeinheit das Signal eines Neigungswinkelsensors auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels zum Detektieren eines Anfahrrucks aus. Bevorzugt ist also ein Neigungswinkelsensor vorgesehen, dessen Ausgangssignal zum Erkennen des Anfahrwunsches ausgewertet wird oder auswertbar ist. Der Neigungswinkelsensor kann außerdem zum Bestimmen des für das Anfahren notwendigen Motormoments in Abhängigkeit von der Hangneigung verwendet werden. Der Sensor ist bevorzugt hochauflösend, so dass ein Anfahrrucksignal bzw. das Einnicken der Karosserie beim Anfahren gegen eine geschlossene Feststellbremse erkannt und der Lösepunkt entsprechend auf einen früheren oder späteren Zeitpunkt verlegt werden kann. Der Neigungswinkel wird bevorzugt direkt gemessen. Bei rechtzeitigem Öffnen der Feststellbremse, also vollem Öffnen zu dem Zeitpunkt, zu dem das anliegende Radmoment in Fahrtrichtung ein Rückrollen des Fahrzeugs gerade verhindert, wird das Fahrzeug eine Aufbaureaktion wie beim Anfahren ohne Eingriff der Feststellbremse zeigen, somit eine durch die Fahrwerkskinematik und das Fahrwerkskonzept bedingte Reaktion.

Neben dem Anfahrwunschsignal liegt der Auswerteeinheit auch ein Signal über ein zu spätes Öffnen der Bremse vor, nämlich dadurch, dass der Gradient der Reaktion um so höher ist, desto später die Bremse geöffnet wird, wenn die Momentenbilanz ausgeglichen ist bzw. ein Momentenüberschuss des Radmoments in Fahrtrichtung gegenüber dem Radmoment entgegen der angestrebten Fahrtrichtung oder Hangabtriebsmoment vorliegt. Entsprechend ist zumindest eine Einrichtung zum Ermitteln von Radmomenten insbesondere der angetriebenen Achse eines Fahrzeugs besonders bevorzugt unter Verwendung des Signals des Neigungswinkelsensors vorgesehen.

Um hier gegenzusteuern, also den Gradienten zu reduzieren, erfolgt vorzugsweise eine Anpassung von Öffnungsparametern der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung in einer geeigneten Weise. Die Auswerteeinheit wertet Neigungswinkel und Radmoment der Feststellbremse zum Feststellen eines zu frühen und/oder zu späten Öffnens der Feststellbremse aus.

Über mehrere Anfahrvorgänge hinweg kann so ein Lerneffekt der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung erzielt werden, wodurch der Fahrer das Anfahren als optimal wahrnimmt. Vorteilhaft kann hierdurch auch die Lebensdauer des Fahrzeugs erhöht werden, da beispielsweise dessen Kupplung durch optimale Betätigung geschont wird.

Die Öffnungsparameter der Anfahrhilfevorrichtung sind bevorzugt zum Optimieren der Anfahrsituation eines Fahrzeugs in Abhängigkeit des Signals des Neigungswinkelsensors anpassbar. Sie umfassen vorteilhaft den Zeitpunkt, des Öffnens der Bremse, die Stellung des Kupplungspedals und/oder Gaspedals, sowie die Stellgeschwindigkeit zum Lösen der Feststellbremse. Die Anpassung dieser Öffnungsparameter wird durch die Auswerteeinheit der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung vorgenommen. Eine Anpassung der Öffnungsparameter der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung erfolgt vorzugsweise dahingehend, dass eine rucklose Fahrzeugbewegung und ein Öffnen der Feststellbremse bei Erreichen eines für, die Fahrzeugbewegung ausreichenden Radmoments in Fahrtrichtung ermöglicht wird.

Üblicherweise muss ein Fahrzeugentwickler bzw. Hersteller eine Parametrisierung für jede Motor- bzw. Getriebevariante separat entwickeln, was sehr aufwendig ist. Der Anfahrkomfort ist dennoch nicht für alle Fahrertypen optimal. Über die Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg kann eine Änderung dieser Parameter erforderlich werden, was jedoch nach Herstellung eines Fahrzeugs nicht mehr möglich ist. Durch die Verwendung eines Neigungswinkelsensors in Verbindung mit einer Auswerteeinheit mit Anpassung der Öffnungsparameter kann über die Fahrzeuglebensdauer hinweg somit bei jedem Fahrertypus eine optimale Anpassung und ein optimaler Komfort der Anfahrhilfe geschaffen werden.

Außerdem ist der Entwicklungsaufwand, nämlich die Parametrisierung und Applikation der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung durch eine entsprechende Auswertung des Neigungswinkelsensorsignals zur Erkennung eines Anfahrrucks bzw. zu frühen Öffnens einer Feststellbremse und ein separates Anpassen an ein jeweiliges individuelles Anfahrverhalten eines Fahrers sowohl bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe als auch bei Fahrzeugen mit Handschaltgetriebe vorteilhaft möglich bzw. wird von der Vorrichtung selbständig durchgeführt.

Grundsätzlich ist es aus der DE 197 20 846 A1 bekannt, den Nick- und Rollwinkel eines Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Gemäß dieser Druckschrift wird ein Neigungswinkel gegenüber der Fahrzeugunterfläche durch Radarstrahlen gemessenen und der Neigungswinkel zwischen jeweils zwei Mikrowellensensoren ermittelt, die die Neigung des Fahrzeugs in bezug auf die Achsen +45° und -135° bzw. -45° und +135° beschreiben. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Neigungswinkel jedoch vorzugsweise nicht gegenüber der Fahrbahnoberfläche, sondern gegenüber der Richtung der Erdschwerkraft ermittelt, da sich beim Anfahren am Hang diese Größe als relevant erweist.

Vorzugsweise ermittelt die Steuereinheit bei Vorliegen eines sich über einen vorgebbaren Schwellwert ändernden Gradienten des Neigungswinkels ein zum Anfahren erforderliches und/oder optimales Motorsollmoment in Abhängigkeit von dem Signal des Neigungswinkelsensors und gibt dies einer Motorregeleinrichtung auf. Bevorzugt ändert die Steuereinheit die Öffnungsparameter so, dass bei Anstieg des Neigungswinkelsensor-Signals in einem kurzen Zeitintervall und bei Vorliegen des Gaspedalbetätigungssignals die Stellung des Kupplungspedals in Richtung zum Einkuppeln verändert und die Stellgeschwindigkeit der Bremsdrucksteuerung und/oder des Motors der Feststellbremse erhöht wird. Zur Optimierung des Anfahrvorgangs ist vorzugsweise eine Verstellbarkeit, Aktualisierbarkeit und abrufbare Speicherung der Öffnungsparameter der Feststellbremse insbesondere über mehrere Anfahrvorgänge hinweg vorsehbar oder vorgesehen. Dies geschieht vorzugsweise so lang, bis kein Überschreiten des Schwellwertes mehr auftritt und der Anfahrvorgang von dem Fahrer als optimal erachtet wird.

Bevorzugt fragt die Auswerteeinheit zum Anpassen des Anfahrvorgangs in Richtung früheres Öffnen ein Momentenüberschusssignal oder ein Signal einer ausgeglichenen Momentenbilanz zwischen Radmoment in Fahrtrichtung und Radmoment entgegen der Fahrtrichtung und ein Überschreiten des vorgebbaren Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels ab. Zum Anpassen des Anfahrvorgangs in Richtung späteres Öffnen der Feststellbremse hingegen fragt die Auswerteeinheit vorzugsweise das Unterschreiten und/oder Erreichen bzw. das Nicht-Überschreiten des Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels ab, verzögert das Öffnen der Feststellbremse und nimmt so lange ein Verstellen der Öffnungsparameter vor, bis ein Überschreiten des Schwellwertes vorliegt.

Dies kann auch im Rahmen mehrerer Anfahrvorgänge geschehen. Insbesondere bei Erkennen eines ordnungsgemäßen Anfahrvorgangs, also bei nicht vorliegender Überschreitung des Schwellwerts des Gradienten des Neigungswinkels, nimmt die Vorrichtung einen Ausgleich in Richtung zum späteren Öffnen der Feststellbremse vor, so lange, bis die Feststellbremse bei erhöhtem Gradienten des Schwellwertes bei ausgeglichener Momentenbilanz oder Momentenüberschuss am Rad in Fahrtrichtung noch nicht vollständig geöffnet ist. Dann wird bevorzugt einmalig noch eine Korrektur in Richtung früheres Öffnen vorgenommen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit und

Fig. 3 ein Ablaufschema einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Auswertung und Öffnungszeitpunkts-Anpassung der Feststellbremse.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung 1 mit einer Erfassungseinrichtung 2 zum Erfassen von Signalen, einer Auswerteeinheit 3, einer Steuereinheit 4 und einer Stelleinrichtung 5, die durch die Steuereinheit ansteuerbar ist. Die Stelleinrichtung 5 wirkt auf einen Motor 6 einer elektromechanischen Feststellbremse 7 ein, der über einen Spindelantrieb 8 die Feststellbremse anziehen oder lösen kann. Die jeweilige Position des Spindelantriebs 8 wird über einen Positionssensor 9 abgefragt. Anstelle einer elektromechanischen Feststellbremse kann beispielsweise auch eine hydraulische vorgesehen sein.

Der Erfassungseinrichtung 2 werden neben den Signalen des Sensors 9 noch die Signale eines die Stellung eines Kupplungspedals 12 erfassenden Sensors 13, eines die Stellung eines Gaspedals 14 erfassenden Sensors 15, eines das Motormoment M_Motor eines Antriebsmotors 16 eines Fahrzeugs, für das die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung 1 verwendet wird, erfassenden Sensors 17, eines die Motordrehzahl n_Motor des Motors 16 erfassenden Sensors 18 und eines den Neigungswinkel ω_Neigung des Fahrzeugs erfassenden Neigungswinkelsensors 19 zugeführt. Die empfangenen Signale leitet sie an die Auswerteeinheit 3 weiter. Diese kann entweder alle oder lediglich einen Teil von diesen zum Bilden eines Anfahrwunschsignals S_Anfahrwunsch verwenden, das der Steuereinheit 4 aufgegeben wird. Diese bildet ihrerseits ein Stellsignal S_Stell, das der Stelleinrichtung aufgegeben wird, um den Motor 6 der Feststellbremse 7 zu betätigen und diese damit zu lösen oder anzuziehen.

Die Auswerteeinheit kann überprüfen, ob das Gaspedal 14 betätigt wird, also ein Gaspedalbetätigungssignal S_Gaspedal vorliegt. Der von einem Neigungswinkelsensor 19 gemessene Neigungswinkel wird zum Feststellen eines Anfahrrucks herangezogen durch Bilden des Gradienten des Neigungswinkels und Überprüfen, ob der ermittelte Wert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Ist dies der Fall, liegt ein Anfahrruck vor und der Öffnungszeitpunkt der Feststellbremse kann als unzureichend eingestuft und verbessert werden. Eine solche Verbesserung kann in dem Verschieben des Öffnungszeitpunkts der Feststellbremse auf einen früheren oder späteren Zeitpunkt bestehen. Der Neigungswinkelsensor kann auch zum Bestimmen des für das Anfahren notwendigen Motormoments in Abhängigkeit von der Hangneigung herangezogen werden.

Die elektromechanische Feststellbremse wird vorzugsweise über einen Zweiwegetaster 20 betätigt, der auf den Motor 6 einwirkt und über den die Feststellbremse geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Öffnen der Bremse kann jedoch außerdem über die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung erfolgen.

In Fig. 2 ist eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Auswerteeinheit 3 dargestellt. Von einem Bewegungssensor 21 erhält die Auswerteeinheit dabei eine Information darüber, ob sich das Fahrzeug bewegt. Ein Richtungssensor 22 gibt ein Bewegungsrichtungssignal S_Ri an, ein Fahrgangsensor 23, ob bzw. ggf. welcher Fahrgang eingelegt ist. Außerdem empfängt die Auswerteeinheit von dem Neigungswinkelsensor 19 Neigungswinkelsignale ω_Neigung. Momentenaufnehmer 25 und 26 an zumindest einem Rad des Fahrzeugs nehmen das Moment in Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf. Neben der Auswerteeinheit 3 ist in Fig. 2 die Steuereinheit 4 gezeigt, die von der Auswerteeinheit die zum Ansteuern der elektromechanischen Feststellbremse 7 und/oder des Kupplungspedals 12 und/oder des Antriebsmotors 16 des Fahrzeugs erforderlichen Signale eines vorliegenden Anfahrwunsches S_Anfahrwunsch und/oder eines Öffnens der Bremse S_{ÖffnenBremse} erhält. Zum Feststellen eines zu späten Öffnens der Bremse 7 wird von der Auswerteeinheit das Vorliegen des Neigungswinkelsignals für die Feststellung, ob ein Anfahren am Hang erforderlich ist und durch Bilden des Gradienten dieses Signals und Ermitteln oder Abfragen des Radmoments und Bilden einer Momentenbilanz zwischen Radmoment in Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung bzw. Hangabtriebsmoment bei Vorliegen einer Fahrzeuggeschwindigkeit v < 0 ausgewertet. Zum Ermitteln, ob eine Anfahrhilfe überhaupt erforderlich ist, wird vorzugsweise der Fahrgang abgefragt, ebenso die Fahrtrichtung. Zunächst stellt die Auswerteeinheit fest, ob grundsätzlich ein Anfahrwunsch vorliegt oder lediglich ein Fahrzeug am Hang abgestellt wurde, jedoch ein Fahrwunsch nicht vorliegt. Anschließend stellt die Auswerteeinheit fest, ob eine Anfahrhilfe erforderlich ist, ermittelt den gewünschten bzw. besten Anfahrzeitpunkt aus dem Anfahrrucksignal und gibt in diesem Falle ein Öffnungssignal für die Feststellbremse an die Steuereinheit 4 ab.

Zum Anpassen und Optimieren der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung an die individuelle Anfahrsituation eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Neigung des Fahrzeugs können Öffnungsparameter der Feststellbremse eingestellt werden. Die Optimierung oder Anpassung besteht darin, die Fahrzeugbewegung rucklos zu gestalten und die elektromechanische Feststellbremse bis zum Erreichen einer für die Fahrzeugbewegung in der durch den gewählten Fahrgang vorgegebenen Richtung erforderlichen Gaspedalbetätigung geschlossen zu halten. Als Öffnungsparameter sind in Fig. 2 der Zeitpunkt des Öffnens T_Öffnen der Feststellbremse, die Geschwindigkeit des Öffnens der Feststellbremse v_Öffnen und die Stellung des Kupplungspedals 12 und/oder Gaspedals 14. Ein Einwirken ist dabei auf den Motor 6 der Feststellbremse 7 sowie eine Motorregeleinrichtung 24 des Antriebsmotors 16 möglich. Die Steuereinheit 4 ändert die Öffnungsparameter so, dass bei einem Anstieg des Neigungswinkels des Fahrzeugs in einem kurzen Zeitintervall durch Einnicken des Fahrzeugs beim Anfahren gegen die geschlossene Feststellbremse 7, also bei gleichzeitiger Gaspedalbetätigung, die Stellung des Kupplungspedals in Richtung zum Einkuppeln verändert wird. Außerdem wird die Stellgeschwindigkeit des Motors 6 der Feststellbremse 7 erhöht, um diese schneller zu lösen. Alternativ oder zusätzlich kann auch z. B. die Stellgeschwindigkeit der Bremsdrucksteuerung erhöht werden.

Alternativ oder zusätzlich zu den vorstehenden Maßnahmen kann ein Neigungswinkel- Schwellwert vorgegeben werden, bei dessen Überschreiten die Steuereinheit ein zum Anfahren erforderliches oder optimales Motorsollmoment für den Antriebsmotor 16 ermittelt. Dieses wird der Motorregeleinrichtung 24 zum Regeln des Motormoments und der Motordrehzahl aufgegeben.

In Fig. 3 ist ein möglicher Ablauf des Abfragevorgangs in der Auswerteeinheit dargestellt. Hierbei wird zunächst abgefragt, ob ein Anfahrvorgang an einem Hang vorliegt. Bejahendenfalls wird dann überprüft, ob ein vorgegebener Schwellwert des Gradienten des Neigungswinkels überschritten wird. Ist dies der Fall, wird anschließend überprüft, ob das Radmoment in Fahrtrichtung größer oder gleich dem Moment am Rad entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist. Ist dies ebenfalls gegeben, wird abgefragt, ob die Feststellbremse bereits geöffnet wurde. Dies könnte beispielsweise durch die Steuereinheit 4 oder aber ggf. durch manuelle Betätigung bereits erfolgt sein. Ist die Feststellbremse noch geschlossen, wird sie geöffnet. Außerdem werden die neuen Öffnungsparameter gespeichert, die sich gegebenenfalls gegenüber zuvor gespeicherten geändert haben, um bei dem nächsten Anfahrvorgang die neuen Öffnungsparameter wieder abfragen und den neuen Anfahrvorgang darauf stützen zu können. Hierdurch ist eine Optimierung des Anfahrvorgangs möglich. Der geschilderte Vorgang ermöglicht eine Korrektur der Öffnungszeitpunkts der Feststellbremse zu einem früheren Zeitpunkt hin.

Wird der Schwellwert des Gradienten des Neigungswinkels nicht überschritten, wird festgestellt, ob ein ordnungsgemäßer Anfahrvorgang vorliegt. Es ist somit grundsätzlich nicht notwendig, eine Korrektur der Öffnungsparameter der Feststellbremse vorzunehmen. Allerdings kann trotz des sich nach außen als ordnungsgemäß darstellenden Anfahrvorgangs eine Korrektur zu einem späteren Zeitpunkt hin sinnvoll sein. Um dies feststellen zu können, kann ein Ausgleich in Richtung späteres Öffnen gestartet werden, wie auch in Fig. 3 gezeigt. Ein solcher Ausgleich kann auch gestartet werden, wenn ein Momentenüberschuss am Rad entgegen der angestrebten Fahrtrichtung vorliegt, also das Fahrzeug zurückrollt, was sich auch schon durch die Nichtordnungsmäßigkeit des Anfahrvorgangs andeutet.

Nach dem Starten eines Ausgleichs in Richtung späteres Öffnen der Feststellbremse wird zunächst der Öffnungszeitpunkt T_Öffnen nach hinten verschoben, also T_Öffnen verzögert. Anschließend wird ebenfalls das Vorliegen eines größeren oder gleichen Radmoments in Fahrtrichtung im Vergleich zum Moment am Rad entgegen der angestrebten Fahrtrichtung überprüft und sofern dies gegeben ist, abgefragt, ob die Feststellbremse bereits geöffnet ist. Ist dies nicht der Fall, wird das Öffnen der Feststellbremse veranlasst, und die aktuellen Öffnungsparameter werden gespeichert. Beim nächsten Anfahrvorgang am Hang wird dann festgestellt, ob das Verschieben des Öffnungszeitpunkts nach hinten zu einem optimaleren Ergebnis geführt hat, also der Fahrer das Gefühl eines maximalen Anfahrkomforts hat. Dies zeigt sich durch Vorliegen eines optimalen Anfahrvorgangs, also u. a. eines Nicht-Überschreitens des vorgegebenen Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels beim Anfahrvorgang. Das Fahrzeug bäumt sich nicht auf.

Die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtungen können sowohl bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe als auch bei solchen mit Handschaltung verwendet werden. Der Entwicklungsaufwand in Form der Parametrisierung und Applikation der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung kann mit der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhaft reduziert werden.

Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen sind noch zahlreiche weitere möglich, bei denen jeweils eine Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung zum Lösen einer Feststellbremse eines Fahrzeugs so ausgebildet ist, dass ein Anfahrwunschsignal gebildet wird unter Auswerten des Neigungswinkels des Fahrzeugs bzw. insbesondere eines Anfahrrucks.

Bezugszeichenliste

1

Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung

2

Erfassungseinrichtung

3

Auswerteeinheit

4

Steuereinheit

5

Stelleinrichtung

6

Motor

7

elektromechanischen Feststellbremse

8

Spindelantrieb

9

Positionssensor

12

Kupplungspedal

13

Sensor

14

Gaspedal

15

Sensor

16

Antriebsmotor

17

Sensor

18

Sensor

19

Neigungswinkelsensor

20

Zweiwegetaster

21

Bewegungssensor

22

Richtungssensor

23

Fahrgangsensor

24

Motorregeleinrichtung

25

Momentenaufnehmer am Rad (in Fahrtrichtung)

26

Momentenaufnehmer am Rad (gegen Fahrtrichtung)
M_Motor

Motordrehmoment
n_Motor

Motordrehzahl
ω_Neigung

Neigungswinkel
S_Anfahrwunsch

Anfahrwunschsignal
S_Stell

Stellsignal
P_Gaspedal

Gaspedalstellung
S_Gaspedal

Gaspedalbetätigungssignal
S_Kupplung

Kupplungssignal
P_Kupplung

Kupplungspedalstellung
M_RadiFR

Radmoment in Fahrtrichtung
M_RadggFR

Radmoment gegen Fahrtrichtung
v Fahrzeuggeschwindigkeit
S_{ÖffnenBremse}

Signal Bremse öffnen
T_Öffnen

Öffnungszeitpunkt
v_Öffnen

Öffnungsgeschwindigkeit
S_Ri

Bewegungsrichtungssignal

Claims

1. Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung (1) zur Verwendung bei einem Fahrzeug mit Motor (16), insbesondere mit Handschaltgetriebe, mit einer Feststellbremse (7), insbesondere elektromechanische oder hydraulische Feststellbremse, mit einer oder mehreren Erfassungseinrichtungen (2) zum Erfassen von Signalen, einer Auswerteeinheit (3) zum Bilden eines Anfahrwunschsignals (S_Anfahrwunsch) und einer Steuereinheit (4), die bei Auftreten des Anfahrwunschsignals eine Stelleinrichtung (5) derart ansteuert, dass die Feststellbremse (7) gelöst wird, wobei die Auswerteeinheit (3) ein Anfahrrucksignal des Fahrzeugs zum Bestimmen des Anfahrzeitpunkts auswertet, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) Neigungswinkel (ω_Neigung) und Radmoment (M_Rad) zum Feststellen eines zu frühen und/oder zu späten Öffnens der Feststellbremse (7) auswertet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung lernfähig ist, wobei über mehrere Anfahrvorgänge hinweg eine Optimierung des Öffnens der Feststellbremse, abgestimmt auf den jeweiligen Fahrer, vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) das Signal eines Neigungswinkelsensors (19) auf das Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels zum Detektieren des Anfahrrucksignals auswertet.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zum Ermitteln von Radmomenten (M_RadiFR, M_RadggFR) insbesondere der angetriebenen Achse eines Fahrzeugs vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungsparameter der Anfahrhilfesteuerungsvorrichtung (1) zum individuellen Optimieren der Anfahrsituation eines Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Signal des Neigungswinkelsensors (19) anpassbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsparameter den Zeitpunkt (T_Öffnen) des Öffnens der Bremse, die Stellung (P_Kupplung) des Kupplungspedals (12) und/oder die Stellung (P_Gaspedal) des Gaspedals (14), die Stellgeschwindigkeit zum Lösen der Feststellbremse (7) umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassung dahingehend erfolgt dass die Feststellbremse bei Erreichen eines für die Fahrzeugbewegung ausreichenden Radmoments in Fahrtrichtung öffenbar ist, sodass die Fahrzeugbewegung rucklos erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) bei Vorliegen eines sich über einen vorgebbaren Schwellwert ändernden Gradienten des Neigungswinkels (ω_Neigung) ein zum Anfahren erforderliches und/oder optimales Motorsollmoment in Abhängigkeit von dem Signal des Neigungswinkelsensors (19) ermittelt und einer Motorregeleinrichtung (25) aufgibt.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Anfahrvorgangs eine Verstellbarkeit, Aktualisierbarkeit und abrufbare Speicherung der Öffnungsparameter der Feststellbremse insbesondere über mehrere Anfahrvorgänge hinweg vorsehbar oder vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zum Anpassen des Anfahrvorgangs in Richtung früheres Öffnen ein Momentenüberschusssignal oder ein Signal einer ausgeglichenen Momentenbilanz zwischen Radmoment in Fahrtrichtung und Radmoment gegen Fahrtrichtung und ein Überschreiten des vorgebbaren Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels abfragt.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zum Anpassen des Anfahrvorgangs in Richtung späteres Öffnen der Feststellbremse das Unterschreiten und/oder Erreichen des Schwellwertes des Gradienten des Neigungswinkels abfragt und so lange ein Verstellen der Öffnungsparameter der Feststellbremse vornimmt, bis ein Überschreiten des Schwellwertes vorliegt.