DE19525552A1 - Verfahren und Anordnung zum Halten eines Fahrzeugs auf geneigter Fahrbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Halten eines Fahrzeugs auf geneigter Fahrbahn und beim Anfahren am Berg, bei dem unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspedalbetätigung oder entsprechender Kriterien Bremskraft an einzelnen oder an mehreren Fahrzeugrädern, ins­ besondere an den Rädern einer Achse, aufgebracht wird, d. h. aufrechterhalten, erhöht und wieder abgebaut wird. Anordnun­ gen zum Durchführen des Verfahrens gehören ebenfalls zur Er­ findung.

Durch solche Haltehilfen oder Haltesysteme, die auch als "Hill-Holder" bezeichnet werden, wird das unbeabsichtigte Rollen eines Fahrzeugs auf geneigter Fahrbahn verhindert und das Anfahren am Berg, auch für den Ungeübten, erleichtert. Haltesysteme dieser Art erhöhen also den Komfort und verhin­ dern Karambolagen durch Unachtsamkeit, Kupplungsschäden durch Bedienungsfehler etc.

Aus der DE 34 39 067 C2 (P 5674) ist bereits eine Anordnung zum Feststellen einer druckmittelbetätigten Radbremse be­ kannt, bei der zum Halten des Fahrzeugs von Komponenten der Bremsanlage, die an sich zur Blockierschutzregelung vorgese­ hen sind, Gebrauch gemacht wird. Beim Freigeben des Bremspe­ dals wird bei dieser bekannten Anordnung der Bremsdruck nur bis zu einem vorgegebenen, zum Halten des Fahrzeugs ausrei­ chenden Restdruck abgebaut. Zum Lösen der Radbremse wird ein Mehrwegeventil, das im Druckmittelweg eingefügt ist, durch ein vom Fahrer ausgelöstes oder durch ein vom Fahrverhalten des Fahrzeugs oder dem Drehverhalten der Räder abhängiges Signal auf Durchlaß geschaltet.

Eine Anordnung zum Halten eines Fahrzeugs beim Anfahren am Berg, die einen elektrisch betätigbaren, über ein Gestänge oder ein Seilzug auf die Feststellbremse des Fahrzeugs wir­ kenden Aktuator besitzt, ist in der DE 40 23 705 A1 (P 7000) beschrieben. Die zugehörige Elektronik zur Steuerung des Ak­ tuators erhält Eingangssignale von Radsensoren und von Schal­ tern, die mit dem Gaspedal, dem Getriebe, der Kupplung usw. gekoppelt sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das in den unterschiedlichen Situationen dem Fahrer das Halten des Fahrzeugs und das Anfahren am Berg er­ leichtert. Das Verfahren soll je nach Situation in der ge­ eigneten Weise in das Bremsensystem eingreifen.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren zu lösen ist. Die Beson­ derheit der Erfindung besteht darin, daß die Bremskraft in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation bzw. in Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten aufrecht- bzw. konstantgehal­ ten, erhöht oder abgebaut wird. Als Kriterium für die jewei­ lige Situation und für den Fahrerwunsch werden folgende Ein­ gangsinformationen gewonnen und ausgewertet:
Fahrzeug(referenz)geschwindigkeit,
Bremspedalbetätigung,
Anfahrmoment (oder Kupplungs- und Fahrpedalbetätigung),
Betriebszustand (an/aus) des Antriebsmotors oder Einschaltung der Zündung,
Betätigung der Feststellbremse und
Schaltzustand (ein/aus) des Haltesystems.

Durch logische Verknüpfung und Auswertung der Eingangssignale wird auf den Fahrerwunsch geschlossen und der Druck in der geeigneten Weise moduliert. Beim Überschreiten einer Fahr­ zeuggeschwindigkeitsschwelle oder beim Betätigen eines Aus­ schalters wird das Haltesystem außer Funktion gesetzt.

Aus sicherheitstechnischen Überlegungen wird gemäß einem vor­ teilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Hilfe eines Türkontaktes bei aktiviertem Haltesystem ein Warnsignal aus­ gelöst, sobald die Fahrertüre geöffnet wird. Vorteilhaft kann es außerdem sein, statt des Türkontaktes oder zusätzlich ei­ nen Sitzkontakt vorzusehen, der bei aktiviertem Haltesystem ein Warnsignal hervorruft, sobald der Fahrersitz entlastet wird.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens besteht darin, daß diese in Form von oder als Bestand­ teil einer hydraulischen Bremsanlage, insbesondere als Be­ standteil einer mit einem Antriebsschlupfregelungssystem aus­ gerüsteten Bremsanlage, ausgebildet ist und daß zur Aufbrin­ gung und Steuerung der Bremskraft Druck in die Radbremsen eingesteuert und moduliert wird.

Einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Anordnung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildungen hervor.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die wesentlichen Kompo­ nenten einer Anordnung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens auf Basis einer Bremsanlage mit Blockierschutz- und Antriebsschlupfregelung und

Fig. 2 tabellarisch die logische Verknüpfung der nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgewerteten Schaltsignale.

Die Anordnung nach Fig. 1 dient in erster Linie zur zur Blockier­ schutzregelung und zur Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff. Die Bremsanlage ist zweikreisig. An einem Bremskreis I sind die nichtangetriebenen Fahrzeugräder, hier der Räder der Hinterachse HA, an den Bremskreis II die Räder der Vorderachse VA angeschlossen.

Zu der Bremsanlage gehört ein Tandem-Hauptzylinder 1, mit einem vorgeschalteten Unterdruckverstärker 2. Jedem Fahrzeug­ rad ist ein in der Ruhestellung auf Durchlaß geschaltetes Einlaßventil 3 bis 6 und ein in der Ruhestellung sperrendes Auslaßventil 7 bis 10 zugeordnet. Zur Rückförderung des über die Auslaßventile 7 bis 10 in der Druckabbauphase eines Rege­ lungsvorgangs abfließenden Druckmittels ist eine zweikreisige Hydraulikpumpe 12 mit einem gemeinsamen Antriebsmotor 11 vor­ gesehen. Außerdem befindet sich in jedem Bremskreis I, II ein Niederdruckspeicher 13, 14, der in bekannter Weise in der An­ fangsphase einer Blockierschutzregelung Druckmittel aufnimmt und dadurch den anfänglichen Druckabbau beschleunigt.

Der den Bremskreis II versorgende Zweig der Hydraulikpumpe 12 dient auch zur Bremsdruckerzeugung während eines Antriebsschlupf-Regelungsvorgangs. Ein im Druckmittelweg von dem Hauptzylinder 1 zu den Radbremsen der angetriebenen Räder eingefügtes Trennventil 15 wird zum Bremsdruckaufbau während eines Antriebsschlupf-Regelungsvorgangs benötigt. Über ein hydraulisch betätigtes 2/2-Wegeventil 16 wird in der Antriebsschlupf-Regelphase Druckmittel aus dem Hauptzylinder 1 zu der Saugseite der Hydraulikpumpe 12 des Hydraulikkreises II geleitet.

Ein Überdruckventil Ü begrenzt den im ASR-Betrieb den durch die Förderung der Pumpe 12 entstehenden Druck auf einen vor­ gegebenen Maximalwert.

Jedes Fahrzeugrad besitzt einen Radsensor S1 bis S4. Die Aus­ gangssignale dieser Sensoren werden den Eingängen E eines elektronischen Reglers 17 zugeführt, der die Signale auswer­ tet und der über seine Ausgänge A Bremsdruck-Steuersignale zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile 3 bis 6, 7 bis 10 und des Trennventils 15 sowie zum Ein- und Ausschalten des Pumpen-Antriebsmotors 11 liefert.

Die zusätzlichen Schaltkreise, Funktionen oder Programmteile zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch gestrichelte Abtrennung eines Teils 18 des Reglers 17 symbo­ lisch dargestellt. Zu diesem Reglerteil oder Programmteil 18 führen durch Pfeile dargestellte Signalleitungen EAS, MO, AM, FB und BLS, die nur oder in erster Linie zum Halten des Fahr­ zeugs bzw. zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigt werden; das Ausgangssignal eines Schalters "BLS" (eines Bremslichtschalters) wird allerdings in den meisten Fällen auch für ein reines Blockierschutz- und/oder Antriebs­ schlupfregelungssystem verwendet. Mit "EAS" ist der Ein/Ausschalter des Haltesystems, mit "MO" ein dem Betriebs­ zustand des Fahrzeug-Antriebsmotors oder das Einschalten der Zündung signalisierender Schalter bezeichnet. Das Signal "AM" zeigt an, ob ein Anfahrmoment vorhanden ist; das Einrücken der Fahrzeugkupplung bei gleichzeitiger Betätigung des Fahr­ pedals kann ebenfalls als "Anfahrmoment" (AM = 1) bewertet werden. Über den Eingang "FB" wird das Betätigen oder Anzie­ hen der Feststellbremse des Fahrzeugs (FB = 1) gemeldet.

Ferner ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung der für das Haltesystem zuständige Reglerteil oder Programmteil 18 über Signalleitungen mit einem Türkontakt­ schalter Tk und einem Sitzkontaktschalter Sk verbunden. Mit Hilfe dieser Kontakte lassen sich Sicherheitsfunktionen un­ terschiedlicher Art verwirklichen.

Schließlich ist in Fig. 1 noch eine zu einer Warnlampe WL und/oder zu einem akustischen Signalgeber führende Signallei­ tung wiedergegeben, über die in bestimmten Situationen das Haltesystem ein Warnsignal abgibt.

Die Blockierschutzregelung wird in bekannter Weise mit Hilfe der Einlaßventile 3 bis 6 und der Auslaßventile 7 bis 10 durchgeführt. Die Pumpe 12 fördert das über die Auslaßventile abgeleitete Druckmittel in die Bremskreise I, II bzw. in den Hauptzylinder 1 zurück. Das Trennventil 15 ist im Antriebsschlupfregel-Modus auf Durchlaß geschaltet, damit in dieser Situation, in der der Hauptzylinder 1 drucklos ist, Druckmittel mit Hilfe der Pumpe 12 in die Vorderradbremsen eingesteuert werden kann.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens ver­ anschaulicht Fig. 2. Dargestellt sind die "möglichen" Signal­ kombinationen, die die unterschiedlichen Situationen wieder­ gibt, auf die das erfindungsgemäße Haltesystem in der geeig­ neten Weise reagiert. Die nicht dargestellten Signalkombina­ tionen sind physikalisch nicht möglich oder für das erfin­ dungsgemäße Verfahren ohne Bedeutung.

"0" und "1" sind die beiden Schaltpositionen der verwendeten Signale. "VREF" symbolisiert die Fahr­ eeug(referenz)geschwindigkeit. Die übrigen Schalter-Symbole sind mit den zu dem Reglerteil 18 (siehe Fig. 1) führenden Eingangssignalen identisch.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind für das Haltesystem nur Situationen von Interesse, in denen die Fahr­ zeug(referenz)geschwindigkeit VREF unter einem Grenzwert liegt (VREF = 0) und das Haltesystem aktiviert ist (EAS = 1).

In dieser Situation wird der Bremsdruck "gehalten" (Fall A), wenn kein Motormoment sensiert wird (AM = 0), jedoch die Be­ triebsbremse betätigt wird (BLS = 1). Wie zuvor erwähnt, kann auch eine eingerückte Kupplung bei gleichzeitiger Fahrpedal­ betätigung als Signal für das Vorhandensein von Antriebsmo­ ment gewertet werden; dies ist hier nicht näher dargestellt.

Die Bremskraft bzw. der Bremsdruck wird "erhöht" (Fall B), wenn bei ausgeschaltetem Antriebsmotor weder das Bremspedal, noch die Feststellbremse betätigt werden und kein Antriebs­ moment sensiert wird, also bei

MO, AM, BLS, FB = 0,

oder wenn bei eingeschaltetem Antriebsmotor weder eine Brem­ spedalbetätigung noch ein Anfahrmoment sensiert werden, also bei

MO = 1, BLS = 0, AM = 0.

Ein "Abbau" des Bremsdruckes (Fall C) durch das erfindungs­ gemäße Haltesystem stellt sich ein, wenn bei ausgeschaltetem Antriebsmotor und freiem Bremspedal die Feststellbremse ange­ zogen ist, also bei

MO = 0, BLS = 0, FB = 1

oder wenn bei eingeschaltetem Fahrzeugmotor ein Anfahrmoment sensiert wird, also in der Situation

MO = 1, AM = 1.

Fig. 2 läßt außerdem erkennen, daß immer dann (Fall D), wenn die Fahrzeug(referenz)geschwindigkeit den vorgegebenen Schwellwert überschreitet (VREF = 1) oder wenn das Haltesy­ stem ausgeschaltet wird (EAS = 0), unabhängig von dem Pegel der übrigen Signale, ein "Ausstieg" aus der Regelung durch das erfindungsgemäße Haltesystem erfolgt.

Mit Hilfe des Türkontaktschalters Tk und/oder des Sitzkon­ taktschalters Sk - siehe Fig. 1 - wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine für das Haltesystem wichtige Information gewonnen. Das Öffnen der Türe und damit das Betätigen des Türkontaktschalters oder das Entlasten des Fahrersitzes läßt auf die Absicht des Fahrers schließen, das Fahrzeug zu verlassen. Bei aktiviertem Haltesystem (EAS = 1) wird in diesem Fall die Warnlampe WL angesteuert und/oder eine Sicherheitsfunktion ausgelöst. Es kann z. B. sinnvoll sein, die Funktion des Haltesystems durch Halten oder Erhöhen der Bremskraft bzw. des Bremsdruckes für eine bestimmte, vor­ gesehene Zeitspanne, die mit dem Aussteigen bzw. der Kontakt­ betätigung beginnt, aufrechtzuerhalten.

Es könnte auch vorteilhaft sein, den Bremsdruck nach dem Öff­ nen der Türe langsam, d. h. in wenigen Sekunden, abzubauen, um den Fahrer zu veranlassen, durch Betätigen der Feststellbrem­ se oder auf andere Weise die Initiative zu ergreifen. Es sind sehr unterschiedliche Sicherheitsfunktionen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Haltesystems bzw. durch logische Verknüp­ fung der beschriebenen Eingangssignale denkbar.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß das erfin­ dungsgemäße Verfahren und die beschriebene Anordnung auch in Verbindung mit Fahrzeugen, die automatische Getriebe oder automatische Kupplungen besitzen, verwendbar sind. Eine logi­ sche Verknüpfung mit noch anderen Eingangssignalen, die für das Halten des Fahrzeugs und für das Verhalten des Fahrer von Bedeutung sind, ist ebenfalls möglich.

Claims (10)

1. Verfahren zum Halten eines Fahrzeugs auf geneigter Fahr­ bahn und beim Anfahren am Berg, bei dem unter Berück­ sichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Bremspe­ dalbetätigung oder entsprechender Kriterien Bremskraft an einzelnen oder an mehreren Fahrzeugrädern, insbeson­ dere an den Rädern einer Achse, aufgebracht wird, d. h. aufrechterhalten, erhöht und wieder abgebaut wird, da­ durch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Sensierung der Fahrzeuggeschwindigkeit (VREF) und Bremspedalbetätigung (BLS)
das Anfahrmoment (AM) ermittelt wird,
der Betriebszustand des Fahrzeugmotors (MO) oder die Einschaltung der Zündung bestimmt werden,
das Betätigen einer Fahrzeug-Feststellbremse (FB) und das Aktivieren bzw. Einschalten des Haltesystems (EAS) festgestellt, und diese Daten logisch verknüpft sowie ausgewertet werden
und daß, solange das Haltesystem aktiviert bzw. einge­ schaltet (EAS) ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit (VREF) unter einem Grenzwert liegt,

• - die Bremskraft aufrechterhalten (Fall A) wird, wenn das Bremspedal betätigt ist (BLS = 1) und kein An­ fahrmoment (AM = 0) sensiert wird,
• - die Bremskraft erhöht wird (Fall B), wenn bei ausge­ schaltetem Antriebsmotor (MO = O) weder das Bremspe­ dal (BLS = 0), noch die Feststellbremse (FB = 0) be­ tätigt werden oder

wenn bei eingeschaltetem Motor (MO = 1) weder eine Bremspedalbetätigung (BLS = 0) noch ein Anfahrmoment (AM = 0) festgestellt werden und

• - die Bremskraft abgebaut wird (Fall C), wenn bei aus­ geschaltetem Motor (MO = 0) und nicht betätigtem Bremspedal (BLS = 0) die Feststellbremse (FB = 1) angezogen ist oder

bei eingeschaltetem Motor (MO = 1) ein Anfahrmoment (AM = 1) sensiert wird,

• - und daß (Fall D) beim Überschreiten der Fahrzeugge­ schwindigkeitsschwelle (VREF = 1) bzw. beim Sensieren von Fahrzeugbewegung und/oder beim Betätigen des Aus­ schalters (EAS = 0) das Haltesystem außer Funktion gesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Türkontaktes (Tk) bei aktiviertem Halte­ system (EAS = 1) ein Warnsignal (WL) ausgelöst wird, sobald die Fahrertüre geöffnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mit Hilfe eines Sitzkontaktes (Sk) im Fahrer­ sitz bei aktiviertem Haltesystem ein Warnsignal (WL) ausgelöst wird, sobald der Fahrersitz entlastet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Betätigen des Türkontaktes (Tk) und/oder des Sitzkontaktes (Sk) das Haltesystem sofort oder nach einer vorgegebenen Verzögerung außer Funktion gesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einrücken der Kupp­ lung im Antriebsstrang des Fahrzeugs in Verbindung mit einer Fahrpedalbetätigung als Signal für das Vorhanden­ sein von Anfahrmoment (AM = 1) gewertet wird.

6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese in Form von oder als Bestandteil einer hydraulischen Bremsanlage ausgebildet ist und daß zur Aufbringung und Steuerung der Bremskraft Druck in die Radbremsen eingesteuert und moduliert wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Bremsdruckes ein Druckaufbau- oder Ein­ laßventil mit einer Pulsfolge ansteuerbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, daß diese auf Basis eines Antriebsschlupfregelungssystems (ASR) ausgebildet ist, das durch zusätzliche Schaltkreise und/oder Pro­ grammteile (18), die für das Haltesystem erforderlich sind, erweitert ist.