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Verfahren zum Betreiben eines Anfahrassistenten eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Feststellbremse, wobei die Feststellbremse in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs gelöst wird, und wobei das Lösen der Feststellbremse in Abhängigkeit von einer eine Fahrbahnsteigung repräsentierenden Größe freigegeben wird.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Anfahrassistenten eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Feststellbremse, wobei die Feststellbremse wenigstens einen elektromechanischen oder elektrohydraulischen Bremsaktuator, ein von einem Fahrer betätigbares Feststellbremsbedienelement, eine Steigungserfassungseinrichtung und eine Einrichtung zum Erfassen der Betätigung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs aufweist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung einen Anfahrassistenten eines Kraftfahrzeugs, mit einer Feststellbremseinrichtung, mit wenigstens einem ansteuerbaren Bremsaktuator, einem durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Feststellbremsbedienelement, einer Steigungserfassungseinrichtung und einer Einrichtung zum Erfassen der Betätigung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Verfahren, Vorrichtungen und Anfahrassistenten der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 10 2005 011 552 A1 ein Verfahren zum Aktivieren eines Anfahrassistenten eines Fahrzeugs. Der Anfahrassistent löst im Stillstand des Kraftfahrzeugs die Feststellbremse in Abhängigkeit von der Betätigung des Fußpedals sowie einer aktuellen Fahrbahnsteigung, sodass die Feststellbremse derart gelöst wird, dass ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs auf der Steigung sicher verhindert wird. Es erfolgt dabei insbesondere ein Vergleich eines Hangabtriebsmoments mit der Summe des haltenden Bremsmoments sowie des eingebrachten Motormoments. Zur Bestimmung des Hangabtriebsmoments ist die Kenntnis des Steigungswinkels der Fahrbahn erforderlich. Dazu wird die Feststellbremse verzögert zur Betätigung des Fahrpedals gelöst. Um die Feststellbremse zu lösen, wird vorgeschlagen, die Bewegungsgeschwindigkeit des Bremspedals zu erfassen, um darauf zu erkennen, ob der Fahrer das Lösen der Feststellbremse wünscht. Ist dies erfasst worden, wird anschließend bei einer Betätigung des Fahrpedals die Feststellbremse korrespondierend zur Fahrpedalbetätigung gelöst, wobei das abnehmende Feststellbremsmoment durch das zunehmende Antriebsdrehmoment kompensiert wird, sodass ein Zurückrollen sicher verhindert ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auch bei einem Fehler im System zum Ermitteln der Fahrbahnsteigung ein Lösen der Feststellbremse gewährleistet ist, wenn dies der Fahrer wünscht. Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren, dass der Fahrer die Feststellbremse auch dann lösen kann, wenn sowohl ein Feststellbremsbedienelement als auch die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung defekt sind. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass die Freigabe zum Lösen der Feststellbremse unabhängig von der Größe und/oder der Verfügbarkeit der Größe erteilt wird, wenn das Fahrpedal durch die Betätigung eine vorgebbare Freigabestellung erreicht oder überschreitet. Damit kann der Fahrer durch Betätigen des Fahrpedals, also durch Vorgabe eines Soll-Antriebsdrehmoments, die Feststellbremseinrichtung beziehungsweise die Feststellbremse lösen beziehungsweise den Wunsch zum Lösen der Feststellbremse mitteilen. Im Unterschied zu dem vorbekannten Stand der Technik ist der Fahrer somit nicht darauf angewiesen, das Bremspedal zu betätigen, sondern kann vielmehr intuitiv das Fahrpedal betätigen. Damit ist das Verfahren für den Fahrer einfacher durchführbar und wird vom Fahrer insbesondere bei einem Defekt vom Feststellbremsbedienelement und/oder von der Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung intuitiv erkannt und muss nicht erst erlernt werden. Dadurch ist ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeugs in jedem Fall gewährleistet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Freigabe erst dann erteilt wird, wenn das Fahrpedal durch die Betätigung aus seiner Ausgangsstellung um einen Pedalweg von mehr als 70%, insbesondere mehr als 80% eines maximal möglichen Pedalwegs bewegt wird. Damit das Lösen der Feststellbremse freigegeben wird beziehungsweise ein Lösen der Feststellbremse erfolgen kann, muss der Fahrer zunächst das Fahrpedal aus der Ausgangsstellung bis zur Freigabestellung bewegen, die vorliegend 70%, insbesondere 80%, des maximal möglichen Pedalwegs beträgt. Damit muss der Fahrer das Fahrpedal über einen Pedalweg hinausbewegen, den er normalerweise beim Anfahrvorgang vorsehen würde. Damit wird ein versehentliches Freigeben oder Lösen der Feststellbremse auf einfache Art und Weise verhindert.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Lösen der Feststellbremse nur dann freigegeben wird, wenn das Fahrpedal durch die Betätigung aus der Ausgangsstellung um den maximal möglichen Pedalweg bewegt wird. Das Fahrpedal ist somit in die sogenannte Kickdown-Position zu bewegen, damit das Lösen der Feststellbremse freigegeben wird. Hiermit wird die Sicherheit von dem versehentlichen Lösen der Feststellbremse weiter erhöht. Insbesondere ist die Freigabestellung von dem Fahrer dadurch eindeutig erspürbar.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nachdem die Freigabe erteilt wurde, die Feststellbremse erst dann gelöst wird, wenn das Fahrpedal auf eine vorgebbare Lösestellung aus der Freigabestellung zurück oder erneut aus der Ausgangsstellung um einen vorgebbaren Mindestpedalweg bewegt wird. Somit dient das erstmalige Bewegen des Fahrpedals in die Freigabestellung allein dazu, das Lösen der Feststellbremse freizugeben, diese jedoch noch nicht zu lösen. Erst beim anschließenden Erreichen der Lösestellung oder nochmaligen Betätigen des Fahrpedals wird die Feststellbremse gelöst, sodass Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Hierdurch wird gewährleistet, dass das Fahrzeug nicht mit dem Soll-Antriebsmoment angetrieben wird, welches eingestellt beziehungsweise vorgegeben wird, wenn sich das Fahrpedal in der Freigabestellung befindet. Dies könnte ansonsten zu einem überraschend starken Antriebsdrehmoment führen. Dadurch, dass das Fahrpedal zunächst bis zur Lösestellung zurückbewegt werden oder erneut betätigt werden muss, um die Feststellbremse tatsächlich zu lösen, wird dies sicher verhindert.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Freigabestellung oder der Mindestpedalweg in Abhängigkeit von einer angenommenen Fahrbahnsteigung vorgegeben werden. Weil die Erfassung der Fahrbahnsteigung nicht durchführbar ist, wird das Lösen der Feststellbremse in Abhängigkeit von einer vorgegebenen beziehungsweise vorgebbaren oder angenommenen Steigung bestimmt. Das System geht somit von einer fest vorgegebenen Steigung aus, welche derart gewählt ist, dass ein sicheres Anfahren bei der angenommenen Steigung gewährleistet. Insbesondere wird dabei von einer derartigen Fahrbahnsteigung ausgegangen, wie sie maximal auf üblichen Verkehrsstraßen auftreten kann, um auch in diesem Fall ein sicheres Zurückrollen des Fahrzeugs in jedem Fall zu verhindern. Nachteilig dabei ist, dass das Antriebsdrehmoment dafür bereits verhältnismäßig hoch sein kann, was zu einer hohen Beschleunigung nach Lösen der Feststellbremse des Kraftfahrzeugs führen kann.
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Bevorzugt wird eine Lösestellung oder ein Mindestpedalweg daher in Abhängigkeit von einer 4%- bis 6%-Steigung, insbesondere in Abhängigkeit von einer 5%-Steigung bestimmt. Dadurch werden etwa 85% aller Anfahrvorgänge von Kraftfahrzeugen abgedeckt. Es wird dabei gewährleistet, dass die Feststellbremse beispielsweise nicht erst dann gelöst wird, wenn das Fahrpedal zu 80% den maximalen Pedalweg erreicht hat, was zu einem entsprechend hohen Antriebsdrehmoment führen würde. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass bei 85% aller Fahrsituationen die Haltekraft der Feststellbremse derart lange aufrechterhalten wird, dass ein Zurückrollen des Fahrzeugs an der Fahrbahnsteigung, sofern sich das Fahrzeug an einer Fahrbahnsteigung befindet, verhindert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Erteilen der Freigabe ein Feststellbremsenbedienelement der Feststellbremse auf eine Lösebetätigung überwacht wird, und dass das Verfahren nur dann durchgeführt wird, wenn die Ermittlung der Größe nicht durchführbar und eine Betätigung des Feststellbremsbedienelements nicht feststellbar ist. Wie bereits eingangs erwähnt, wird dabei die Kombinierung zweier Fehlerfälle berücksichtigt. Funktionieren sowohl die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung als auch das Feststellbremsbedienelement nicht oder nicht ordnungsgemäß, wird durch das vorteilhafte Verfahren ein Lösen der Feststellbremse dennoch gewährleistet. Funktioniert jedoch das Parkbremsbedienelement und/oder die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung ordnungsgemäß, so kann der Fahrer auch weiterhin auf herkömmliche und ihm bekannte Art und Weise die Feststellbremse lösen. Das Verfahren wird somit erst bei einem Fehlerfall der beiden genannten Elemente aktiviert, sodass ein versehentliches Lösen der Feststellbremse durch eine unbedachte Fahrpedalbetätigung verhindert ist, wenn der Feststellbremsbedienelement oder die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung ordnungsgemäß funktionieren. Unter dem Feststellbremsbedienelement ist die Gesamtheit, also auch die informationstechnische Verbindung des Feststellbremsbedienelements mit einem das Verfahren durchführenden Steuergerät zu verstehen, sodass dann, wenn beispielsweise ein Übertragungsfehler in der Kommunikation zwischen Feststellbremsbedienelement und Steuergerät oder auch zwischen Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung und Steuergerät vorliegt, das vorteilhafte Verfahren angewendet wird.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Freigabe nur dann erteilt wird, wenn der Betriebszustand einer Kupplung, einer Antriebsmaschine und optional eines Schaltgetriebes des Kraftfahrzeugs und insbesondere eine Fahreranwesenheit fehlerfrei feststellbar sind. Insbesondere wird die Freigabe nur dann erteilt, wenn alle drei Einheiten funktionstüchtig sind. Damit wird sichergestellt, dass die Feststellbremse nur dann gelöst wird, wenn das Kraftfahrzeug überhaupt in der Lage ist, das Soll-Antriebsdrehmoment auf Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu übertragen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 zeichnet sich durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät aus, das bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchführt. Es ergeben sich dabei die bereits genannten Vorteile.
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Die erfindungsgemäße Feststellbremseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus. Es ergeben sich auch hierdurch die bereits genannten Vorteile.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
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Dazu zeigen
- 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten Draufsicht und
- 2 ein vorteilhaftes Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs anhand eines Flussschaltbildes.
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1 zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Kraftfahrzeug 1, das abgesehen von einer hier nur angedeuteten Antriebsvorrichtung 2 ein Bremssystem 3 aufweist. Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst insbesondere eine Antriebsmaschine M, wie beispielsweise eine Brennkraft- und/oder Elektromaschine, die insbesondere durch eine Kupplung 4 und/oder ein Getriebe 5, das mehrere wellbare Übersetzungsstufen aufweist, mit Antriebsrädern 6 des Kraftfahrzeugs 1 wirkverbunden ist. Den Antriebsrädern 6 oder anderen Rädern des Kraftfahrzeugs 1 sind außerdem Radbremsen 7 des Bremssystems 3 zugeordnet. Die Radbremsen 7 weisen eine integrierte Feststellbremse 8 auf, die insbesondere elektromotorisch beziehungsweise elektromechanisch ausgebildet ist. Wird die Feststellbremse 8 angesteuert beziehungsweise mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so wird ein Bremsaktuator 8', beispielsweise ein Elektromotor, angesteuert, welcher insbesondere einen Bremskolben der Radbremse 7 bewegt, sodass eine Klemmkraft erzeugt wird, durch welche eine mit dem jeweiligen Antriebsrad 6 drehfest verbundene Bremsscheibe zwischen zwei Bremsbacken der jeweiligen Radbremse 7 verspannt wird.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist weiterhin eine Pedaleinrichtung 9 auf, die ein Bremspedal 10 und ein Fahrpedal 11 umfasst. Optional weist die Pedaleinrichtung 9 außerdem ein Kupplungspedal auf. Dem Bremspedal 10 und dem Fahrpedal 11 ist jeweils eine Sensoreinrichtung 12 beziehungsweise 13 zum Erfassen einer Pedalbetätigung zugeordnet. Die Sensoreinrichtungen 12, 13 sind dabei mit einem Steuergerät 14 verbunden, welches mit der Antriebsvorrichtung 2 sowie mit dem Bremssystem 3 verbunden ist, um diese anzusteuern. Weiterhin ist das Steuergerät 14 mit einer Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15 verbunden, welche beispielsweise einen Drehratensensor aufweist, um eine eine aktuelle Fahrbahnsteigung repräsentierende Größe zu erfassen.
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2 zeigt in einem vereinfachten Blockschaltbild ein Verfahren zum Betreiben eines Anfahrassistenten des Bremssystems 3 beziehungsweise der Feststellbremsen 8. Dazu zeigt 2 vereinfacht das Steuergerät 14, welchem Signale zugeführt werden, und welches in Reaktion auf die Signale ein Ansteuerbefehl an die eine und/oder die andere Feststellbremse 8 ausgibt. Die Signalflüsse sind dabei durch Pfeile gezeigt. Das Steuergerät 14 erhält von dem Getriebe 5 eine Information i über die derzeit wirkende Übersetzung zwischen Antriebsmaschine und Antriebsrädern 6. Weiterhin erhält das Steuergerät 14 eine Information über den Schaltzustand S der Kupplung 4. Weiterhin erhält das Steuergerät 14 ein Zustandssignal Z von der Antriebsmaschine, vorliegend von dem Verbrennungsmotor, der Antriebsvorrichtung.
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Weiterhin erhält das Steuergerät 14 die Signale B und F der Sensoreinrichtungen 12 und 13 sowie ein Signal A von einer Einrichtung zum Erfassen der Anwesenheit eines Fahrers. Bei dieser Einrichtung kann es sich beispielsweise um einen Gurtverschluss oder einen Lastsensor im Fahrersitz handeln. Weiterhin verarbeitet das Steuergerät 14 das Signal FS der Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15. Im Fahrzeuginnenraum ist des Weiteren ein Feststellbremsenbedienelement 16 angeordnet, das vom Fahrer betätigbar ist, um die Feststellbremse 8 zu lösen oder zu aktivieren, und ein entsprechendes Signal FBE an das Steuergerät 14 sendet. Im Normalbetrieb überwacht das Steuergerät 14 den Betätigungszustand des Feststellbremsenbedienelements 16. Betätigt der Fahrer dieses, so steuert das Steuergerät 14 die Feststellbremsen 8 dazu an, eine Bremskraft einzustellen oder zu lösen. Das Steuergerät 14 überwacht dabei weiterhin das Feststellbremsenbedienelement 16 sowie die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15 auf ihre Funktionsfähigkeit. Betätigt der Fahrer das Feststellbremsenbedienelement, um die Feststellbremse zu lösen, und ist ein Anfahrassistent aktiviert, so wird die Feststellbremse 8 durch das Steuergerät 14 in Abhängigkeit von der Fahrbahnsteigung beziehungsweise der durch die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15 erfassten Größe und dem mittels des Fahrpedals 11 vorgegebenen Soll-Antriebsdrehmoments derart gelöst, dass dann, wenn das Kraftfahrzeug an einem Hang steht, beim Lösen der Feststellbremse 8 ein Zurückrollen oder ungewollten Anrollen entgegen der Wunschfahrrichtung verhindert wird.
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Mit dem im Folgenden beschriebenen Verfahren soll der Fall erörtert werden, bei welchem sowohl die Steigungserfassungseinrichtung 15 als auch das Feststellbremsenbedienelement 16 fehlerhaft arbeiten, sodass eine Betätigung des Feststellbremsenbedienelements 16 und die aktuelle Fahrbahnsteigung nicht ermittelt werden können, wie durch Blitze in den zugehörigen Signalpfeilen FB und FBE in der 2 gezeigt.
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Zunächst prüft das Steuergerät 14, ob die Signale des Getriebes 5, der Kupplung 4, des Antriebsmotors sowie die Fahreranwesenheit sicher erfasst werden und ausgewertet werden können. Wird dabei außerdem erfasst, dass das Signal der Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15 sowie das das Feststellbremsbedienelements 16 fehlerhaft oder nicht erfassbar/verfügbar sind, so wird dem Fahrpedal 11 eine Freigabestellung für ein Notfalllösen der Feststellbremse 8 zugewiesen, wie im Folgenden nähert erörtert werden soll. Damit ein Lösen der Feststellbremse 8 für den Fahrer dennoch möglich ist, wird dem Fahrpedal 11 beziehungsweise Gaspedal eine Freigabestellung zugeordnet, welche das Fahrpedal 11 aus der Ausgangsstellung in der zuvor beschriebenen Situation erreichen muss, um ein Lösen der Feststellbremse 8 freizugeben. Mittels der Sensoreinrichtung 13 wird somit die Betätigung des Fahrpedals 11 überwacht. Dabei erfasst die Sensoreinrichtung 13 insbesondere einen Bewegungsweg des Fahrpedals 11. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird dem Fahrpedal 11 als Freigabestellung ein Bewegungsweg von ca. 80% des maximalen Pedalwegs zugeordnet. Wird also das Fahrpedal um 80% des maximal möglichen Fahrpedalwegs bewegt, so wird darauf erkannt, dass der Fahrer die Feststellbremse 8 lösen möchte. Die Freigabestelle ist derart hoch gewählt, dass nicht irrtümlich durch eine geringe Pedalbetätigung des Fahrers auf einen Löswunsch erkannt wird. Ein ungewolltes Losrollen des Kraftfahrzeugs 1 wird somit sicher verhindert.
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Alternativ wird die Freigabe zum Lösen der Feststellbremse 8 erst dann erteilt, wenn als Freigabestellung der maximal mögliche Pedalweg erreicht wird. Damit wird die Freigabe erst dann erteilt, wenn der Fahrer einen sogenannten Kickdown durchführt beziehungsweise das Fahrpedal 11 in eine Kickdown-Position bewegt. Die Kickdown-Position kann durch die Sensoreinrichtung 13 ebenso erfasst werden, wie durch einen Kickdown-Schalter, der fahrzeugfest angeordnet ist, und beim Durchtreten des Fahrpedals 11 betätigt werden kann. Hierdurch wird die Sicherheit vor einem unerwünschten Lösen der Feststellbremse 8 weiter erhöht.
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Vorteilhafterweise erfolgt das Lösen der Feststellbremsen 8 jedoch erst dann, wenn das Fahrpedal 11 aus der Freigabestellung zurück in Richtung der Ausgangsstellung bis zu einer Lösestellung oder erneut aus der Ausgangsstellung über einen Mindestpedalweg hinaus betätigt wurde. Dies wird ebenfalls mittels der Sensoreinrichtung 13 überwacht. Insbesondere wird die Feststellbremse 8 erst dann gelöst, wenn das Fahrpedal 11 eine Stellung erreicht hat, der für ein automatisches Lösen der Feststellbremse 8 bei einer 5%-Steigung notwendig wäre. Dadurch werden etwa 85% aller Anfahrvorgänge eines Kraftfahrzeugs sicher abgedeckt, sodass ein Zurückrollen des Kraftfahrzeugs 1 in eine der gewünschten Fahrrichtungen entgegengesetzte Richtung sicher verhindert wird. Dadurch, dass das Fahrpedal 11 bis zur Lösestellung zurückbewegt oder erneut betätigt werden muss, um die Feststellbremse 8 zu lösen, wird gewährleistet, dass das Kraftfahrzeug 1 nicht bereits die Feststellbremse 8 löst, wenn sich das Fahrpedal 11 noch in der Kickdown-Stellung beziehungsweise in der Freigabestellung befindet, in welcher ein entsprechend hohes Soll-Antriebsdrehmoment vorgegeben wird. Alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, das Verfahren bereits dann durchzuführen, wenn die Fahrbahnsteigungserfassungseinrichtung 15 defekt ist oder kein Signal oder nur ein fehlerhaftes Signal an das Steuergerät 14 liefert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005011552 A1 [0004]
