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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Wegrollens eines
Kraftfahrzeugs in Verbindung mit einem Anfahrvorgang durch Erzeugen oder
Aufrechterhalten einer Bremskraft, bei deren betragsmäßiger Festlegung
die Masse des Kraftfahrzeugs berücksichtigt
wird oder berücksichtigt
worden ist, wobei an das Kraftfahrzeug, bei dem es sich insbesondere
um einen Personenkraftwagen handeln kann, ein Anhänger angekuppelt
sein kann. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die
DE 10 2004 025 637
A1 verwiesen.
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Bekannt
sind diese Verfahren, mit denen das Anfahren eines Kraftfahrzeugs
an Steigungen vereinfacht werden kann, beispielsweise unter den
Namen Anfahrassistent, Bergassistent oder Hillhold(er). Gemein ist
allen diesen Verfahren beispielsweise ein hydraulisches, mechanisches
oder pneumatisches Bremssystem, mittels dessen das Festhalten und
die Verhinderung des Anrollens des Kraftfahrzeuges (in Gefällerichtung)
bewerkstelligt wird. Auch sind Verfahren bekannt, bei denen das
Anrollen des Kraftfahrzeuges über
das Getriebe (insbesondere Automatikgetriebe) verhindert wird. Bei
all diesen Funktionen wird beispielsweise durch Betätigung des Bremspedals
oder der Handbremse oder über
damit in Verbindung stehende Schaltelemente bzw. auch sonstige Betätigungselemente
(z.B. Schalter, Taster o.ä.)
eine Aktivierung dieser Funktion durchgeführt; eine Deaktivierung erfolgt über die
gleichen oder auch andere Hilfsmittel (wie z.B. Gaspedalstellung, Kupplungssignal,
Antriebsmomentsignale des Motors o.ä.). Wichtige weitere benötigte Hilfsmittel, Steuersignale
oder Schaltmittel und dgl. für
die Darstellung der Funktionen sind beispielsweise meist ein oder
mehrere Geschwindigkeitssignale für die Erkennung des Fahrzeugstillstands, mechanische,
pneumatische oder hydraulische Aktuatoren in den Radbremsen bzw.
in den Zuleitungen zu den Radbremsen, über die eine Bremswirkung auf-
und abgebaut bzw. zumindest temporär gehalten werden kann (z.B. Steuer-/Regelventile,
integriert in Form einer vorhandenen Steuer- oder Regeleinrichtung, beispielsweise ABS-,
ASC-/ASR-, DSC-/ESP-System).
Ferner können
Längsbeschleunigungssensoren
oder Neigungssensoren im Fahrzeug vorgesehen sein, mittels derer die
Fahrbahnlängsneigung
(Steigung bzw. Gefälle) ermittelt
und daraus die erforderliche Bremskraft für einen sicheren Stillstand
des Kraftfahrzeugs und das für
die Fahrbahnneigung benötigte
Anfahrmoment bestimmt werden können
und ein bzw. mehrere Drucksensoren, mit deren Hilfe der Bremsdruck
im Bremssystem ermittelt werden kann.
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Mit
den bekannten Verfahren und Vorrichtungen (insbesondere in Verbindung
mit hydraulischen und pneumatischen Bremssystemen) tritt das Problem
auf, dass aus Sicherheitsgründen
zum Halten des Kraftfahrzeuges im allgemeinen eine deutlich überhöhte Bremskraft
bzw. ein überhöhter Bremsdruck
eingestellt werden muss, da die genaue Masse des Kraftfahrzeuges
bzw. sein Beladungszustand zum Zeitpunkt des Anhaltens meist nicht
oder nicht hinreichend genau bekannt ist. Insbesondere stellt es ein
Problem dar, dass sich bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem
Personenkraftwagen, an das bzw. den ein Anhänger angekuppelt ist, sich
das zu haltende Gesamtgewicht gegenüber dem zulässigen Gesamtgewicht des Kraftfahrzeuges
alleine mit angekuppeltem Anhänger
mehr als verdoppeln kann und dafür
systemseitig auch immer genügend Bremskraftreserven
vorgehalten werden müssen.
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Beim
Anfahren aus dem Fahrzeugstillstand muss einerseits die eingestellte
Bremskraft bzw. der Bremsdruck wieder relativ schnell gelöst werden,
um ein Anfahren gegen die Bremse zu vermeiden. Dadurch ergeben sich
häufig
störende
bzw. unnötige starke
Beeinträchtigungen
bezüglich
Fahrzeugakus tik und Fahrdynamik (z.B. Fahrzeuglängsrucken), die aus Komfortgründen nach
Möglichkeit
vermieden werden müssen.
Andererseits darf das Lösen
der Bremse erst dann erfolgen, wenn ein ausreichend hohes Antriebsmoment
zur Verfügung
steht, damit sich das Kraftfahrzeug ohne Zurückrollen abhängig vom
Beladungszustand, und insbesondere abhängig von einem vorhandenen
oder nicht vorhanden Anhänger,
in die gewünschte
Fahrtrichtung in Bewegung setzen kann.
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Ziel
sollte es daher sein, abhängig
von der aktuell vorliegenden Fahrzeugmasse (nämlich unter Berücksichtigung
der Tatsache, ob an das Kraftfahrzeug ein Anhänger angekuppelt ist oder nicht)
die optimale Bremskraft bzw. den optimalen Bremsdruck an dem bzw.
den gebremsten Rädern
einzustellen. Des Weiteren sollte beim Anfahrwunsch das Lösen der Bremskraft
zielgenau bei einem hinreichend hohen Anfahrmoment erfolgen, damit
das Kraftfahrzeug nicht ungewollt vorzeitig entgegen der gewünschten Fahrtrichtung
anrollen kann und dadurch möglicherweise
Unfallsituationen herbeigeführt
werden können bzw.
das Kraftfahrzeug nicht gegen die Haltekraft anfährt und dadurch Komforteinbußen durch
zu langes Bremskraft-Halten (bedingt durch ein zu hohes gefordertes
Anfahrmoment) entstehen.
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In
der eingangs genannten
DE
10 2004 025 637 A1 ist vorgeschlagen, die Masse eines Kraftfahrzeuges
anhand des Verhältnisses
zwischen einer Differenz zwischen zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten
bestimmten Vortriebs- oder Bremskräften und einer Differenz zwischen
zwei zu diesen Zeitpunkten erfassten Beschleunigungen oder Verzögerungen
zu ermitteln. Anhand dieser solchermaßen ermittelten Fahrzeugmasse
kann dann der Bremsdruck geeignet eingestellt werden, um ein unerwünschtes
Wegrollen des Kraftfahrzeugs insbesondere an einer Steigung zu verhindern.
Dieses vorgeschlagene Verfahren zur Bestimmung der Fahrzeugmasse
ist jedoch nicht immer zuverlässig,
weil die zu bestimmenden Vortriebs- oder Bremskräfte und die zeitgenau dazu
passenden Beschleunigungen oder Verzöge rungen im allgemeinen nicht
ausreichend genau bestimmt werden können bzw. nach Inbetriebnahme
des Kraftfahrzeugs und anschließendem
Anfahren nicht sofort bekannt sind und zunächst erst mit vorher beschriebener
Ungenauigkeit im Fahrbetrieb systemseitig ermittelt werden müssen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein demgegenüber vereinfachtes
und dennoch zuverlässiges
Verfahren aufzuzeigen, mit Hilfe dessen für ein Kraftfahrzeug, insbesondere
einen Personenkraftwagen oder dgl., an das bzw. den ein Anhänger angekuppelt
werden kann, ohne bzw. mit angekuppeltem Anhänger jeweils eine geeignete Bremskraft
zum Verhindern des unbeabsichtigten Wegrollens des Kraftfahrzeugs
in Verbindung mit einem Anfahrvorgang eingestellt werden kann.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist für
ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet,
dass jedenfalls solange, als keine genauere Ermittlung der Fahrzeugmasse
durchgeführt
worden ist, für
die Masse des Kraftfahrzeugs ohne angekuppelten Anhänger ein
erster Wert und für
die Masse des Kraftfahrzeugs mit angekuppeltem Anhänger ein
zweiter Wert herangezogen wird oder wurde, und dass die Auswahl
des zutreffenden Wertes oder der anhand dieses festgelegten Bremskraft durch
einfache Erkennung eines angekuppelten Anhängers erfolgt. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird geeignet
erfasst, ob an dem betreffenden Kraftfahrzeug ein Anhänger angekuppelt
ist oder nicht. Ein Anhänger
kann beispielsweise systemseitig dadurch erkannt werden, indem ein
entsprechendes elektrisches Signal (analog, digital oder digital
kodiert, wie bspw. CAN-Bus) der Anhängevorrichtung (bspw. elektrische
Steckverbindung zwischen dem elektrischen Stromkreis des Kraftfahrzeugs
bzw. Personenkraftwagens und demjenigen des Anhängers) von einer Steuereinrichtung erkannt
und ausgewertet wird. Auch andere Erkennungsmechanismen sind denkbar,
so bspw. über
mechanisch betätigte,
an der Ankuppelvorrichtung angebrachte Schaltelemente oder bspw.
durch Erkennung per ohnehin bereits vorgesehenem Abstandssensor.
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In
Abhängigkeit
davon, ob an das Kraftfahrzeug bzw. den Personenkraftwagen oder
dgl. ein Anhänger
angekuppelt ist oder nicht, wird nun zum Verhindern des Wegrollens
des Fahrzeugs eine Bremskraft eingestellt, die entweder für das komplette
Gespann, d.h. für
das Zug-Fahrzeug (Kraftfahrzeug, PKW) und Anhänger, oder für das Zugfahrzeug
bzw. Kraftfahrzeug, PKW oder dgl. alleine ausreichend ist. Diese
jeweilige Bremskraft (mit oder ohne angekuppelten Anhänger) wird
oder wurde dabei anhand geeigneter Werte für die Masse des Gespanns einerseits
sowie für
die Masse des Zug-Fahrzeugs/PKW alleine
andererseits geeignet festgelegt. Dabei kann diese Auslegung einmalig
erfolgen und es werden bzw. sind in einer elektronischen Steuereinheit,
mittels derer das vorgeschlagene Verfahren im/am Kraftfahrzeug bzw.
PKW umgesetzt wird, geeignete Werte für die Bremskraft mit bzw. ohne
angekuppeltem Anhänger
abgelegt. Es kann jedoch auch situationsabhängig die jeweilige Bremskraft
in der elektronischen Steuereinheit erst ermittelt werden, und zwar ebenfalls
unter Berücksichtigung
geeigneter Werte für
die Masse des Fahrzeugs, und zwar in Abhängigkeit davon, ob es sich
um das Zug-Fahrzeug (Kraftfahrzeug bzw. PKW) alleine handelt oder
um ein Gespann, bestehend aus Zug-Fahrzeug und angekuppeltem Anhänger. Dabei
ist es durchaus möglich,
das hiermit vorgeschlagene einfache Verfahren nur in gewissen Betriebszuständen durchzuführen, so
insbesondere dann, wenn eine durchaus mögliche Ermittlung der Masse
des Fahrzeugs (vgl. bspw. den genannten Stand der Technik) noch
nicht bzw. noch nicht mit hinreichender Genauigkeit durchgeführt werden
konnte. Wegen der Einfachheit des vorgeschlagenen Verfahrens und
den dennoch damit erzielbaren hervorragenden Ergebnissen kann das hiermit
vorgeschlagene Verfahren aber auch stets und alleinig angewandt
werden.
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Im
Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung kann auch ein vom Antriebsaggregat
des Kraftfahrzeugs abzugebendes Anfahrmoment zumindest für gewisse
Betriebszustände
des Fahrzeugs anhand eines ersten Wertes für die Masse des Kraftfahrzeugs alleine
und anhand eines zweiten Wertes für die Masse des Kraftfahrzeugs
mit angekuppeltem Anhänger bestimmt
werden oder bestimmt worden sein, wobei die Auswahl des zutreffenden
Wertes oder des anhand dieses festgelegten Anfahrmoments durch einfache
Erkennung eines angekuppelten Anhängers erfolgt. Analog der Auswahl
der jeweiligen Bremskraft zum Verhindern des Wegrollens mit bzw.
ohne angekuppelten Anhänger
kann also auch das Anfahrmoment auf einen vorher (einmalig) festgelegten Wert
eingestellt oder anhand geeigneter Werte für die zu beschleunigende Masse
individuell bestimmt werden.
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Was
die bereits mehrfach genannten Werte für die Masse des Fahrzeugs ohne
bzw. mit angekuppelten Anhänger
betrifft, so stellen diese quasi Ersatzwerte für die jeweilige tatsächliche
Masse dar, die auch als „Schätzwerte" bezeichnet werden
können,
wenngleich keine Schätzung
im eigentlichen Sinne durchgeführt
wird. Vielmehr kann vorzugsweise als erster Schätzwert bzw. genannter erster
Wert im wesentlichen das zulässige
Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs alleine verwendet werden oder verwendet
worden sein. Als zweiter Ersatzwert oder „Schätzwert" oder genannter Wert, der bei angekuppeltem
Anhänger
verwendet wird, wird dann vorzugsweise die Summe aus dem maximal
zulässigen
Anhänger-Gewicht
und einem geeigneten Wert für
das Gewicht des Kraftfahrzeugs verwendet. Es wird somit im wesentlichen
jeweils vom zulässigen
Gesamtgewicht entweder des Zug-Fahrzeugs alleine oder des Gespanns
ausgegangen.
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Für die Festlegung
der Bremskraft mit angekuppeltem Anhänger kann ein multiplikativer
oder additiver Verstärkungsfaktor
gegenüber
der Bremskraft ohne angekuppelten Anhänger Berücksichtigung finden, der im
wesentlichen aus dem Verhältnis
der Summe aus zulässigem
Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs und maximal zulässigem Anhänger-Gewicht zum zulässigem Gesamtgewicht
des Kraftfahrzeugs alleine gebildet wird oder gebildet wurde. Hiermit
ist die im Anhängerbetrieb
bzw. Gespannbetriebbetrieb erforderliche Bremskraft besonders einfach bestimmbar.
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Wird
also beispielsweise ein Signal erkannt, das darauf hinweist, das
sich am Kraftfahrzeug ein Anhänger
befindet, so wird erfindungsgemäß das notwendige
Haltedruckniveau (Bremskraft-/Bremsmomentniveau) eines sog. Anfahrassistenz-Systems (das
zweckmäßigerweise
aber nicht notwendigerweise in einem Fahrwerksregelsystem wie ABS, ASR/ASC,
ESP/DSC o.ä integriert
sein kann) gegenüber
einem Kraftfahrzeug ohne erkanntem Anhänger verändert bzw. angepasst, um das
sichere Festhalten des Gespanns bei längsgeneigten Fahrbahnen zu
gewährleisten.
Die Veränderung
bzw. Anpassung des Haltedruckniveaus kann dabei z.B. einfach aus dem
Verhältnis
des bekannten und in der Steuereinheit abgespeicherten zulässigen Gespann-Gesamtgewichtes
(Summe aus zulässigem
Kraftfahrzeug- Gesamtgewicht und aus zulässigem Anhänger-Gesamtgewicht) zu dem
ebenfalls bekannten und in der Steuereinheit abgespeicherten zulässigen Kraftfahrzeug-Gesamtgewicht
ermittelt werden. Der daraus ermittelte Verstärkungsfaktor wird bei der Berechnung
des zugrunde gelegten oder ansonsten evtl. nur steigungsabhängig berechneten
Haltedruckniveaus für
die Bremskraft beispielhaft multiplikativ oder additiv zugeschlagen.
Bei nicht erkanntem Anhänger
hingegen wird das Bremskraft-Haltedruckniveau
entsprechend auf das zulässige
Kraftfahrzeug-Gesamtgewicht
eingestellt.
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Die
beschriebene Anhängererkennung
des Anfahrassistenz-Systems erlaubt bei entsprechender Ausgestaltung
auch im Signal-Fehlerfall bzw. bei Signal-Inplausibilität eine sichere Haltefunktion
zu gewährleisten.
So kann beispielsweise eine Unterbrechung eines einmal erkannten
Anhängersignals
im laufenden Fahrbetrieb ignoriert und aus Sicherheitsgründen das
geänderte
Haltedruckniveau bei Eintreten entsprechender Fahrsituationen weiterhin aufrecht
erhalten werden. Ebenso kann bei Signal-Inplausibilität (z.B.
erkannter elektrischer Übergangswiderstand
an der Steckverbindung zum Anhänger oder
im Falle einer CAN-Signalübertragung
an die Steuereinheit beispielsweise ein ungültiges CAN-Signal) zur Sicherheit
immer ein geändertes
Haltedruckniveau, nämlich
ein solches für
einen angekuppelten Anhänger,
systemseitig vorgegeben werden.
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Die
für die
Deaktivierung (Bremskraft-/momentabbau bzw. Druckabbau) des Anfahrassistenz-Systems
notwendigen Anfahrbedingungen werden erfindungsgemäß ebenso über den
vorher beschriebenen Anhänger-Erkennungsmechanismus variiert.
Dabei kann in analoger Weise wie bei der Haltedruckermittlung bei
erkanntem Anhänger
aus dem Verhältnis
des zulässigen
Gespann-Gesamtgewichtes zum zulässigen
Kraftfahrzeug-Gesamtgewicht
ein Verstärkungsfaktor
errechnet bzw. vorgegeben werden, der in die Berechnung der zugrunde
gelegten oder ansonsten evtl. steigungsabhängig ermittelten Anfahrbedingung(en)
beispielhaft additiv oder multiplikativ eingeht. Auch hier kann/können bei
nicht erkanntem Anhänger
die notwendige Anfahrbedingung(en) (z.B. Gaspedalstellung bzw. Höhe des Antriebsmomentes
oder andere Bedingungen) entsprechend den Gewichtsverhältnissen
beim Solo-Kraftfahrzeug (ohne Anhänger) geändert bzw. angepasst werden.
Im Anhängersignal-Fehlerfall
bzw. bei Signal-Inplausibilität gilt analog
das oben Gesagte wie bei der Haltedruckermittlung
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Grundsätzlich ergibt
sich somit eine Sicherheits- bzw. Komfortverbesserung durch Anpassen des
jeweiligen Haltekraftniveaus (z.B. Bremsdruckniveau) bzw. der Anfahrbedingungen
eines Anfahrassistenten bei Masseänderungen durch erkannten oder
nicht erkannten Anhänger
bzw. bei Detektion eines fehlerhaften Anhängersignals, wobei noch darauf
hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend
von obigen Erläuterungen
gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.