DE102006031231B4

DE102006031231B4 - Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102006031231B4
Application number: DE102006031231.7A
Authority: DE
Inventors: Günther Sokoll
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: DE102006031231A1

Abstract

Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur direkten oder indirekten Ermittlung der Radaufstandskräfte erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, wobei bei Vorliegen eines Bremsbefehls mittels des Steuergeräts das Ausmaß der Bremskraft an den Rädern entsprechend den Radaufstandskräften in der Weise eingestellt wird, dass die Bremskraft an mindestens einem Rad, dessen Aufstandskraft gegenüber anderen Rädern geringer ist, gegenüber der Bremskraft an den anderen Rädern begrenzbar oder reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft an dem mindestens einen Rad mit der geringeren Aufstandkraft nur dann begrenzt oder reduziert wird, wenn diese geringere Aufstandkraft einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Bremsregelungsanlage ist beispielsweise aus der DE 42 08 581 A1 bekannt. Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die DE 198 51 271 A1 und die DE 100 65 590 A1 hingewiesen.
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. Zusammenfassend werden diese Verfahren im Folgenden als automatische Feststellbremsfunktionen bezeichnet. Gemein ist allen diesen automatischen Feststellbremsfunktionen beispielsweise ein hydraulisches, mechanisches, elektrohydraulisches, elektromechanisches oder pneumatisches, elektronisch regelbares Bremssystem, mittels derer 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 Handbremse 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 für die Darstellung der Funktionen sind beispielsweise meist ein oder mehrere Geschwindigkeitssignale für die Erkennung des Fahrzeugstillstands, mechanische, pneumatische oder hydraulische Aktuatoren (ebenso sind prinzipiell auch elektro-hydraulische, elektro-pneumatische oder elektrische Aktuatoren denkbar) 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-/EHB-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 ein bzw. mehrere Drucksensoren, mit deren Hilfe der Bremsdruck bzw. das aufgebrachte Bremsmoment an der bzw. den Radbremsen ermittelt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, mittels einer weiter verbesserten Bremsregelungsanlage die Sicherheit beim Fahren und Bremsen insbesondere auf geneigter Fahrbahn zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur direkten oder indirekten Ermittlung der Radaufstandskräfte erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, stellt bei Vorliegen eines Bremsbefehls mittels des Steuergeräts das Ausmaß der Bremskraft an den Rädern entsprechend den Radaufstandskräften in der Weise ein, dass die Bremskraft an mindestens einem Rad, dessen Aufstandskraft gegenüber anderen Rädern geringer ist, gegenüber der Bremskraft an den anderen Rädern begrenzbar oder reduzierbar ist.
Die Erfindung umfasst eine Beeinflussung der Bremskraft bei Vorwärtsfahrt, bei Rückwärtsfahrt und auch im Stand, insbesondere bei geneigter Fahrbahn.
Vorzugsweise wird die Bremskraft an dem mindestens einen Rad mit der geringeren Aufstandkraft nur dann begrenzt oder reduziert, wenn diese geringere Aufstandkraft einen unteren Schwellwert unterschreitet.
Die Radaufstandskräfte können von einem anderen System (z. B. ICM-V - Integrated Chassis Management - Vertikal, VDC - Vertikal Dynamic Control, VDM - Vertical Dynamic Management, EDC - Elektronische Dämpfer Control, ARS - Aktive RollStabiliserung/Dynamic Drive oder Luftfederung) bereitgestellt werden (z. B. über CAN) oder z. B. achsweise mittels Neigungssensoren indirekt durch Schätzung ermittelt werden und die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung kann zumindest an einem Rad der Achse vorgenommen werden, die gegenüber der anderen Achse höher (bergauf) liegt. Dies kann beispielsweise in bekannter Weise über Eingangssignale des Steuergeräts zur Ermittlung der Fahrtrichtung bzw. der Standrichtung bezogen auf die Fahrbahn festgestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die erfindungsgemäße Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur Ermittlung der Fahrbahnneigung und zur Erkennung der Fahrtrichtung erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, bei Vorliegen eines Bremsbefehls, ausgelöst durch den Fahrer oder durch ein System zur automatischen Bremsung, mittels des Steuergeräts bei Vorliegen einer Fahrbahnneigung, während einer Rückwärtsfahrt bergab oder einer Vorwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergauf die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Vorderachse und während einer Vorwärtsfahrt bergab oder einer Rückwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergab die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Hinterachse durch die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage entsprechend dem Ausmaß der Fahrbahnneigung begrenzen oder reduzieren.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung oderreduzierung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle vorgenommen. Die Erfindung ist bei sehr glatter Fahrbahn besonders gut geeignet. Die Bremskraftbeeinflussung kann zusätzlich auch reibwertabhängig sein.
Die Beeinflussung der Bremskraft ist beispielsweise gleichbedeutend mit einer Beeinflussung des Bremsmoments, des Druckgradienten oder des Bremsmomentgradienten.
Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:

Normalerweise ist die Bremsanlage eines Fahrzeuges und damit die Verteilung der Bremskraft so ausgelegt, dass beim Abbremsen des Fahrzeuges beispielsweise bei Vorwärtsfahrt auf hohen Reibwerten (auch infolge der dynamischen Achslastverlagerung nach vorne) der Großteil der Bremskraft von den Vorderradbremsen aufzubringen ist. Eine deutliche Überdimensionierung der Hinterradbremsen hätte ein instabiles Fahrverhalten beim Bremsen zur Folge und wird deshalb im Allgemeinen vermieden.

Auf Niederreibwertfahrbahnen führt dies dazu, dass beispielsweise bei Rückwärts-Fahrmanövern beim starken Bremsen die Vorderräder gegenüber den Hinterrädern zuerst zum Blockieren neigen können, was bei Vorhandensein eines ABS-Systems jedoch vermieden und entsprechend ausgeregelt wird, so dass ein weitgehend stabiles Fahrverhalten und eine entsprechend ausreichende Lenkbarkeit des Fahrzeuges sichergestellt ist. Mit zunehmendem Fahrbahngefälle z. B. beim rückwärts Bergabfahren wird durch Entlastung der Vorderachse die Neigung zum Blockieren höher. Insbesondere dann, wenn in dieser Fahrsituation beim Abbremsen und Verringern der Geschwindigkeit die ABS-Regelschwelle unterschritten wird (z. B. v < 1,0 m/s bei bekannten ABS-Regelsystemen) und dabei die Räder bei zu hohem Verzögerungswunsch durch den Fahrer blockieren, ist die Lenkbarkeit des Fahrzeuges nicht mehr gegeben. In dieser Situation kann das Fahrzeug - speziell auf Niedrigreibwerten, z. B. vereisten Fahrbahnen - weiterrutschen bzw. sich drehen.
Erfindungsgemäß kann beispielsweise bei Vorhandensein eines Fahrbahnneigungssignals (z. B. aus einem Neigungssensor oder rechnerisch ermittelt mittels eines Längsbeschleunigungssensors, wie bei aktuellen ESP- bzw. DSC-/EHB-Systemen häufig schon vorhanden) und beispielsweise unter Berücksichtigung einer erkannten Rückwärtsfahrt bergab oder Vorwärtsfahrt bergauf (ausgewertet z. B. über Gangschalthebelstellung bzw. Getriebeinformation und/oder über Radsensorik), durch ein vorhandenes Regelsystem wie z. B. ABS, ASC, DSC (ebenso durch ein elektrohydraulisches, elektromechanisches oder elektropneumatisches Regelsystem) die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Vorderachse durch die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage entsprechend dem Ausmaß der Fahrbahnneigung begrenzt bzw. auf einen Grenzwert reduziert werden; d.h. je steiler die Fahrbahnneigung ist, desto geringer ist die Bremskraft auf die Räder der Vorderachse (absolut oder zur Hinterachse relativ gesehen); denn bei Rückwärtsfahrt bergab oder bei Vorwärtsfahrt bergauf sind die Radaufstandskräfte an den Rädern der Hinterachse größer als die Radaufstandkräfte an den Rädern der Vorderachse.
Beispielsweise kann also bei Rückwärtsfahrt bergab auf die Räder der Hinterachse eine maximal mögliche Bremskraft (100%) zugelassen werden, während die Bremskraft auf die Räder der Vorderachse auf einen Grenzwert kleiner 100% eingestellt wird oder bleibt. Auch kann durch die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung oder -reduzierung an den Rädern der Vorderachse insgesamt eine Verschiebung der Bremskraftaufteilung von den Rädern der Vorderachse auf die Räder der Hinterachse umfasst sein.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Bremskraftbegrenzung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle, die sich an der ABS-Geschwindigkeitsregelschwelle orientieren kann, vorgenommen.
Dadurch können im untersten Geschwindigkeitsbereich, insbesondere wenn noch keine ABS-Regelung vorgenommen wird/werden kann, Blockierzustände der Vorderräder, die für die Nicht- Lenkbarkeit oder eine nur unzureichende Lenkbarkeit des Fahrzeugs Vorraussetzung sind, verhindert werden.
Die Ausführungen zur Rückwärtsfahrt bergab bzw. Vorwärtsfahrt bergauf und den Rädern der Vorderachse gelten für die Vorwärtsfahrt bergab bzw. Rückwärtsfahrt bergauf und den Rädern der Hinterachse analog.
Bei einer (elektro-)hydraulischen Regelanlage können die Bremskräfte/Bremsmomente an den Rädern z. B. über temporäres Absperren bzw. Öffnen oder Schalten in die Druckhaltestellung der Magnetventile moduliert werden. Analoges gilt für die nicht-(elektro-) hydraulischen Systeme.

Claims

Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur direkten oder indirekten Ermittlung der Radaufstandskräfte erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, wobei bei Vorliegen eines Bremsbefehls mittels des Steuergeräts das Ausmaß der Bremskraft an den Rädern entsprechend den Radaufstandskräften in der Weise eingestellt wird, dass die Bremskraft an mindestens einem Rad, dessen Aufstandskraft gegenüber anderen Rädern geringer ist, gegenüber der Bremskraft an den anderen Rädern begrenzbar oder reduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft an dem mindestens einen Rad mit der geringeren Aufstandkraft nur dann begrenzt oder reduziert wird, wenn diese geringere Aufstandkraft einen unteren Schwellwert unterschreitet, wobei die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle vorgenommen wird.
Bremsregelungsanlage nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radaufstandskräfte achsweise mittels Neigungssensoren geschätzt werden und dass die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung zumindest an einem Rad der Achse vorgenommen wird, die gegenüber der anderen Achse höher liegt.
Bremsregelungsanlage für Kraftfahrzeuge mit einem elektronischen Steuergerät, das Eingangssignale zur Ermittlung der Fahrbahnneigung und zur Erkennung der Fahrtrichtung erhält und das die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage zum Ausüben von Bremskraft auf die Räder des Kraftfahrzeugs ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Bremsbefehls mittels des Steuergeräts bei Vorliegen einer Fahrbahnneigung während einer Rückwärtsfahrt bergab oder einer Vorwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergauf die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Vorderachse und während einer Vorwärtsfahrt bergab oder einer Rückwärtsfahrt bergauf oder im Stillstand bergab die Bremskraft auf mindestens ein Rad der Räder der Hinterachse durch die Aktuatoren der Bremsregelungsanlage entsprechend dem Ausmaß der Fahrbahnneigung begrenzt oder reduziert wird, wobei die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung nur unterhalb einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle vorgenommen wird.
Bremsregelungsanlage nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle die ABS-Regelschwelle ist.
Bremsregelungsanlage nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraftbegrenzung oder Bremskraftreduzierung auch reibwertabhängig vorgenommen wird.