DE102007030254A1

DE102007030254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs

Info

Publication number: DE102007030254A1
Application number: DE102007030254A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Baiter; Frank Seurer; Kerstin Grohmann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Aumovio Germany De GmbH
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2027-06-29
Also published as: DE102007030254B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs an einem Gefälle, ausgehend von einem von dem Fahrer des Fahrzeugs durch eine Bremsenbetätigung herbeigeführten Fahrzustands, insbesondere eines Fahrzeugstillstands, bei dem - eine den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße (Road_Grad) und eine von einem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelt werden, - die ermittelte Anfahrrichtung in Bezug auf die ermittelte Steigungsgröße (Road_Grad) bewertet wird und - nach Maßgabe eines Ergebnisses der vorgenommenen Bewertung eine Bremskraft in einer Bremsanlage des Fahrzeugs eingestellt wird, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist. Die Erfindung betrifft zudem eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs an einem Gefälle ausgehend von einem von dem Fahrer des Fahrzeugs durch eine Bremsenbetätigung herbeigeführten Fahrzustands, insbesondere eines Fahrzeugstillstands. Die Erfindung betrifft zudem eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Insbesondere umfasst die Erfindung eine Ergänzung einer Geschwindigkeitsregelung, beispielsweise einer HDC-Regelung (HDC: Hill Descent Control).
Hintergrund der Erfindung
Beispielsweise unter der Bezeichnung HDC sind Regelfunktionen bekannt, die ein Fahrzeug, das sich auf einer Gefällestrecke in Bergabrichtung bewegt, durch aktive Bremseingriffe auf einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit halten. Diese Regelfunktionen sind insbesondere für Geländefahrzeuge vorgesehen, die auf einem Gefälle bewegt werden, an dem das von dem Antriebsmotor bereitgestellte Motorschleppmoment auch im niedrigsten Gang nicht mehr ausreicht, um das Fahrzeug zu verzögern. Zur Durchführung der Bremseneingriffe wird üblicherweise eine auch von Fahrdynamikregelsystemen her bekannte Hydraulikeinheit eingesetzt, mit der die Bremskraft unabhängig von einer Bremsenbetätigung des Fahrers eingestellt werden kann.
Ein HDC-Regler soll in einem weiten Gefällebereich eine komfortable Geschwindigkeitsregelung ermöglichen. Aufgrund der sich hierdurch ergebenden Reglerstruktur und aufgrund der begrenzten Dynamik der Hydraulikeinheit kann es beim Anrollen des Fahrzeugs insbesondere an steilen Gefällestrecken zu einem Überschwingen über die Sollgeschwindigkeit und zu hohen Beschleuni gungen kommen, was von dem Fahrer in der Regel als unkomfortabel wahrgenommen wird und sein Vertrauen in die Regelfunktion reduziert. Ferner besteht das Problem, dass die HDC-Regelung dem Fahrer keinerlei Unterstützung beim Anfahren in Bergaufrichtung bietet. An steilen Gefällestrecken können dabei selbst Fahrzeuge mit einem Automatikgetriebe während des Anfahrvorgangs zurückrollen, was von dem Fahrer durch einen schnellen Wechsel von einer Bremsbetätigung zu einer Betätigung des Fahrpedals oder durch eine Betätigung einer Feststellbremse verhindert werden kann. Dies erfordert jedoch ein erhebliches Geschick des Fahrers und kann insbesondere an steilen Gefällestrecken ein ungewolltes Zurückrollen des Fahrzeugs oftmals nicht vollständig verhindern.
Zur Steigerung des Komforts beim Anrollen in Bergabrichtung wird in der internationalen Patentanmeldung WO 01/14186 vorgeschlagen, einen HDC-Regler durch ein System zu ergänzen, das bereits vor oder während des Anrollens eine Bremskraft mittels der Bremsanlage aufbaut, bis die Bremskraftregelung von dem HDC-Regler übernommen wird. Bei einem Anfahrvorgang in Bergaufrichtung bietet das beschriebene System jedoch keinerlei Unterstützung für den Fahrer. Ferner unterscheidet das bekannte System nicht zwischen Anfahrvorgängen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, bei denen unter Umständen unterschiedliche Anfahrstrategien zum Einsatz kommen können, um den Anfahrvorgang komfortabler zu gestalten.
Darstellung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unterstützung bei Anfahrvorgängen an einem steilen Gefälle bereitzustellen, die in unterschiedlichen Anfahrsituationen eine insbesondere im Hinblick auf den Fahrkomfort möglichst optimale Unterstützung für den Fahrer bietet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach dem Patentanspruch 17 gelöst.
Demgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art so durchgeführt, dass

– eine den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße und eine von einem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelt werden,
– die ermittelte Anfahrrichtung in Bezug auf die ermittelte Steigungsgröße bewertet wird, und
– nach Maßgabe eines Ergebnisses der vorgenommenen Bewertung eine Bremskraft in einer Bremsanlage des Fahrzeugs eingestellt wird, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist.

Ferner wird eine Vorrichtung zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs ausgehend von einem von dem Fahrer des Fahrzeugs durch eine Bremsenbetätigung herbeigeführten Fahrzustands, insbesondere eines Fahrzeugstillstands, bereitgestellt, die folgende Komponenten umfasst:

– wenigstens eine Ermittlungseinrichtung, mit der eine den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße und eine von einem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelbar sind,
– eine Bewertungseinrichtung, in der die ermittelte Anfahrrichtung in Bezug auf die ermittelte Steigungsgröße bewertbar ist, und
– eine Steuerungseinrichtung, mit der nach Maßgabe eines Ergebnisses der vorgenommenen Bewertung eine Bremskraft in einer Bremsanlage des Fahrzeugs einstellbar ist, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist.

Die Erfindung beinhaltet die Idee, dass eine von dem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelt und in Bezug den ermittelten Wert einer den Steigungswinkel des vorliegenden Gefälles charakterisierenden Größe bewertet wird, um während eines Anfahrvorgangs eine Bremskraftsteuerung in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Bewertung vorzunehmen. Hierdurch kann die Bremskraftsteuerung an unterschiedliche Anfahrsituationen angepasst werden, so dass der Fahrkomfort beim Anfahren erhöht wird. Das Anfahren erfolgt insbesondere aus einem Stillstand des Fahrzeugs, kann aber grundsätzlich auch aus weiteren Fahrzuständen, insbesondere aus einer sehr langsamen Fahrt erfolgen. Zudem sei darauf hingewiesen, dass der Begriff Anfahren im Rahmen der Erfindung neben einem Anfahren in Bergaufrichtung insbesondere auch ein Anfahren bzw. Anrollen in Bergabrichtung umfasst.
Unter der Anfahrrichtung wird dabei die Fahrtrichtung verstanden, in welche der Fahrer das Fahrzeug voraussichtlich anzufahren wünscht. Hierbei kann es sich um die Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung handeln. D.h., es wird ermittelt, ob der Fahrer das Fahrzeug voraussichtlich in Fahrzeuglängsrichtung vorwärts oder in Fahrzeuglängsrichtung rückwärts anfahren möchte. Anhand der Bewertung der Anfahrrichtung in Bezug auf die den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße kann insbesondere ermittelt werden, ob der Fahrer das Fahrzeug an einem Gefälle voraussichtlich in Bergauf- oder Bergabrichtung anfahren möchte. Bei der Steigungsgröße kann es sich beispielsweise um den mittels eines Längsbeschleunigungssensors (G-Sensors) ermittelten Längsneigungswinkel des Fahrzeugs oder eine daraus abgeleitete Größe handeln.
Die Bremskraftsteuerung erfolgt vorteilhaft, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn festgestellt worden ist, dass sich die von dem Fahrer kommandierte Bremskraft auf ein vorgegebenes Maß reduziert hat, und/oder dass ein Betätigungsmittel der Bremse von dem Fahrer in einer vorgegebenen Weise, beispielsweise mit einem vorgegebenen Lösegradienten bewegt, insbesondere gelöst wird. In einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung wird ein fahrerseitiges Lösen der Bremse dann festgestellt, wenn eine die Bremskraft charakterisierende Größe einen Schwellenwert erreicht. Bei Verwendung einer hydraulischen Bremsanlage kann es sich bei der die Bremskraft charakterisierenden Größe beispielsweise um einen in der Bremsanlage vorliegenden Bremsdruck handeln. Eine Bremskraftsteuerung erfolgt bei derartigen Bremsanlagen in der Regel durch Einstellung eines Bremsdrucks.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die von dem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung anhand eines in einem Getriebe des Fahrzeugs eingelegten Gangs oder anhand einer an einem Getriebe des Fahrzeugs eingestellten Fahrstufe ermittelt wird.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass aufgrund der vorgesehenen indirekten Bestimmung der von dem Fahrer gewünschten Anfahrrichtung keinerlei zusätzliche die Anfahrrichtung anzeigenden Signale von dem Fahrer gegeben werden müssen, so dass die Bestimmung der gewünschten Anfahrrichtung von dem Fahrer unbemerkt und somit ohne irgendwelche Komforteinbußen durchgeführt werden kann. Unter dem Begriff Getriebe werden dabei im Rahmen der Erfindung sowohl Handschaltgetriebe als auch Automatikgetriebe bzw. automatisierte Getriebe verstanden.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass bei der Bewertung der Anfahrrichtung in Bezug auf die Steigungsgröße bestimmt wird, ob der Fahrer das Fahrzeug in eine Bergaufrichtung oder in eine Bergabrichtung anzufahren wünscht.
Wie zuvor bereits erwähnt, bestehen im Hinblick darauf, ob das Fahrzeug in Bergauf- oder Bergabrichtung angefahren werden soll, unterschiedliche Anforderungen an die Anfahrstrategie. Vorteilhaft erlaubt es die vorgenannte Ausgestaltung, diese Anfahrsituationen zu unterscheiden und die Bremskraftsteuerung an die in der jeweiligen Anfahrsituation bestehenden Anforderungen anzupassen.
Ferner sieht eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung vor, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergabrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass sich das Fahrzeug aufgrund einer Hangabtriebskraft mit einer geringen Geschwindigkeit bewegt.
Vorteilhaft wird in dieser Ausgestaltung bei einem Anfahrvorgang in Bergabrichtung eine Bremskraft eingestellt, die nur eine geringe Geschwindigkeit des Fahrzeugs zulässt, so dass hohe Beschleunigungen des Fahrzeugs beim Anfahren in Bergabrichtung vermieden werden können. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass vor dem Eintritt in eine HDC-Regelung Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder -beschleunigungen auftreten, die der Fahrer als unangenehm und komfortmindernd empfindet.
Es wurde zudem festgestellt, dass ein Fahrer hohe Beschleunigungen in Rückwärtsrichtung in der Regel als besonders unangenehm empfindet, dass höhere Beschleunigungen in Vorwärtsrichtung jedoch oftmals ohne Missempfinden wahrgenommen werden.
Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet daher, dass in dem Fall, dass eine Rückwärtsrichtung als Anfahrrichtung festgestellt wird, eine größere Bremskraft eingestellt wird als in dem Fall, dass eine Vorwärtsrichtung als Anfahrrichtung festgestellt wird.
Hierdurch beschleunigt das Fahrzeug beim rückwärts gerichteten Anfahren in Bergabrichtung weniger stark als beim vorwärts gerichteten Anfahren in Bergabrichtung.
Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet ferner, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergabrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Bei dieser Weiterbildung besteht der Vorteil, dass das Fahrzeug zunächst nicht in Bergabrichtung anrollt, wenn der Fahrer die Bremse löst. Hierdurch entwickelt der Fahrer in der Regel ein besonders hohes Vertrauen in die vorgesehene Unterstützungsfunktion, da er die Unterstützung in diesem Fall unzweifelhaft bemerkt.
Darüber hinaus ist eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft mit einem vorgegebenen Bremskraftgradienten verringert wird.
Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass die zunächst eingestellte Bremskraft beispielsweise bei einer Geländeänderung nicht auf eine gewünschte Geschwindigkeit, insbesondere auf die HDC-Sollgeschwindigkeit, beschleunigt werden kann. So kann sich etwa die vorliegende Steigung während des Anfahrvorgangs derart ändern, dass das Fahrzeug wieder in den Stillstand gelänge, wenn die Bremskraft nicht reduziert würde.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sieht zudem vor, dass die Bremskraft erst nach Ablauf einer vorgegebenen ersten Haltezeit, die mit der Feststellung des fahrerseitigen Lösens der Bremse beginnt, verringert wird.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Fahrzeugbeschleunigung zu Beginn des Anfahrvorgangs sehr niedrig gehalten wird, was von dem Fahrer insbesondere bei sehr großen Steigungen in der Regel als komfortabel empfunden wird, und wodurch das Vertrauen des Fahrers in die HDC-Funktion weiter erhöht wird. Wenn nach dem fahrerseitigen Lösen der Bremse zunächst eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird, dann rollt das Fahrzeug erst dann an, wenn die Bremskraft verringert wird, d.h. insbesondere erst nach Ablauf der ersten Haltezeit.
Wie bereits erwähnt, eignen sich das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung mit ihren Ausführungsformen insbesondere zur Unterstützung einer HDC-Funktion, die das Fahrzeug bei einer Bergabfahrt auf einer vorgegebenen Geschwindigkeit hält. Die vorgesehene Unterstützung ermöglicht es, den Anfahrvorgang für den Fahrer komfortabler zu gestalten, bis die Brems kraftsteuerung durch den HDC-Regler vorgenommen wird, d.h., bis die HDC-Sollgeschwindigkeit erreicht ist.
Dabei ist eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft verringert wird, bis eine Bremskraftregelung durch einen Geschwindigkeitsregler, insbesondere einen HDC-Regler, übernommen wird, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit einregelt.
Weiterhin beinhaltet eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergaufrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Hierdurch wird verhindert, dass das Fahrzeug in Bergabrichtung zurückrollt, wenn der Fahrer das Fahrzeug in Bergaufrichtung anzufahren wünscht, was von einem Fahrer in der Regel ebenfalls als sehr unangenehm empfunden wird.
Zudem zeichnet sich eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung dadurch aus, dass die Bremskraft nach einer vorgegebenen zweiten Haltezeit verringert, und/oder dass die Bremskraft verringert wird, wenn eine von dem Fahrer an einem Antriebsmotor des Fahrzeugs eingestelltes Antriebsmoment einen Schwellenwert überschreitet.
Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass dem Fahrer die Möglichkeit gegeben wird, nach Betätigung der Bremsanlage auf das zur Steuerung des Antriebsmotors vorgesehene Fahrpedal umzusteigen, um das Fahrzeug anzufahren, ohne dass es in Bergabrichtung zurückrollt. Insbesondere kann hierdurch die HDC-Funktion um eine Anfahrunterstützung erweitert werden, die ein komfortables und sicheres Anfahren an einem Gefälle ermöglicht.
Bei einer verbundenen Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Bremskraftverringerung beschleunigt wird, wenn das von dem Fahrer eingestellte Antriebsmoment den Schwellenwert überschreitet.
Hierdurch wird die Gefahr verringert, dass der Fahrer den Antriebsmotor des Fahrzeugs aufgrund einer zu hohen Bremskraft während des Anfahrvorgangs abwürgt, und die Bremskraft anderseits ausreichend langsam abgebaut werden kann, wenn der Fahrer kein Antriebsmoment anfordert. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn er das Fahrzeug entgegen der festgestellten Anfahrrichtung anrollen lassen möchte.
Ferner sieht eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung vor, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von der ermittelten Steigungsgröße bestimmt wird.
Hierdurch kann der Schwellenwert insbesondere so bestimmt werden, dass das bei Erreichen des Schwellenwerts eingestellte Antriebsmoment ausreichend groß ist, um das Fahrzeug in Bergaufrichtung anzutreiben oder zumindest im Stillstand zu halten, so dass keine Bremsenunterstützung mehr erforderlich ist.
Zudem beinhaltet eines Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung, dass die Bremskraft und/oder der Bremskraftgradient in Abhängigkeit von der ermittelten Steigungsgröße bestimmt wird.
Vorteilhaft kann die Bremskraft und/oder der Bremskraftgradient in dieser Ausgestaltung unter Berücksichtigung der ermittelten Steigungsgröße an die vorliegende Anfahrsituation angepasst werden. Insbesondere kann die Bremskraft dabei so bestimmt werden, dass sie einerseits ausreichend groß ist, um die auf das Fahrzeug wirkende Hangabtriebskraft in gewünschter Weise zu kompensieren, d.h. das Fahrzeug entweder im Stillstand zu halten oder mit einer geringen Beschleunigung in Bergabrichtung anrollen zu lassen und andererseits nicht so groß ist, dass ein gewünschtes Anrollen verhindert bzw. ein Anfahrvorgang erschwert wird.
Zudem wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen ein Verfahren mit einzelnen oder allen der zuvor beschriebenen Merkmale ausführbar ist, wenn die Softwarecodeabschnitte auf einer Prozessoreinrichtung ausgeführt werden.
Um eine Ergänzung für eine HDC-Funktion zu bieten, sieht eine Ausführungsform des Computerprogrammprodukts vor, dass die Softwarecodeabschnitte Bestandteil einer Software sind, mit der eine Geschwindigkeitsregelung, insbesondere eine HDC-Funktion, ausgeführt wird, wenn die Software auf einer Prozessoreinrichtung ausgeführt wird.
Darüber hinaus ist es auch bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung vorgesehen, dass sie ein Bestandteil eines Geschwindigkeitsregelsystems, insbesondere eines HDC-Regelsystems, ist.
Die zuvor genannten und weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung werden auch anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Von den Figuren zeigt:
1 eine schematische Darstellung ausgewählter Bestandteile eines Fahrzeug, welches zur Ausführung der Erfindung geeignet ist,
2 ein schematisches Hydraulikschaltbild einer Hydraulikeinheit des Fahrzeugs,
3 ein schematisches Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Drucksteuerung im Falle eines Anfahrens in Bergabrichtung und
5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Drucksteuerung im Falle eines Anfahrens in Bergaufrichtung.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In 1 sind beispielhaft ausgewählte Komponenten eines vierrädrigen Fahrzeugs dargestellt, bei dem es sich beispielsweise um ein allradgetriebenes Geländefahrzeug handeln kann. Das Fahrzeug verfügt über einen Antriebsmotor 101, in dem ein von dem Fahrer mittels eines Fahrpedals 102 angefordertes Motormoment erzeugt werden kann, welches über einen Triebstrang an die vier Räder 103 des Fahrzeugs übertragbar ist. Der Antriebsmotor 101 wird durch eine in 1 nicht dargestellte Motorsteuereinrichtung gesteuert, die insbesondere auch die Fahrpedalsignale entgegennimmt und umsetzt. Der Triebstrang umfasst ein Getriebe 104, bei dem es sich um ein Handschaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe handeln kann, welches von dem Fahrer mittels eines Wählhebels 105 bedient wird. Die übrigen Elemente des Triebstrangs sind in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Das Getriebe 104 stellt mehrere Vorwärtsgänge bereit, in denen das Fahrzeug durch das Motormoment in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, und wenigstens einen Rückwärtsgang, in dem das Fahrzeug durch das Motormoment in Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Falls es sich bei dem Getriebe 104 um ein Handschaltgetriebe handelt, dann ist der Wählhebel 105 als Schalthebel ausgeführt, mit dem der in dem Getriebe 104 eingelegte Gang gewählt wird. Falls es sich bei dem Getriebe 104 um ein Automatikgetriebe handelt, dann sind mehrere Fahrstufen vorgesehen, die von dem Fahrer mittels des Wählhebels 105 ausgewählt wer den können und eine oder mehrere Vorwärtsfahrstufen und wenigstens eine Rückwärtsfahrstufe umfassen. Die Schaltung der Gänge wird bei dem Automatikgetriebe von einer in 1 nicht dargestellten Getriebesteuerung entsprechend der eingestellten Fahrstufe vorgenommen.
Das Fahrzeug verfügt ferner über eine hydraulische Bremsanlage, die von dem Fahrer mittels eines Bremspedals 106 betätigt werden kann. Durch eine Bewegung des Bremspedals 106 in eine Druckaufbaurichtung wird mittels eines Bremskraftverstärkers 107 ein Bremsdruck in einem Hauptzylinder 108 aufgebaut, der im Folgenden auch als Vordruck bezeichnet wird. Der Hauptzylinder 108 ist in einer Ausführungsform als ein so genannter Tandemhauptzylinder ausgeführt, der zwei Druckkammern aufweist, die jeweils mit einem Druckmittelvorratsbehälter 115 verbunden sind und einen zwei Radbremsen 109 umfassenden Bremskreis versorgen. Die Druckkammern sind durch Hydraulikleitungen 111 mit den Radbremsen 109 verbunden, über die ein in den Druckkammern eingestellter Vordruck an die Radbremsen 109 übertragen werden kann. Die Radbremsen 109 sind beispielsweise als Scheibenbremsen ausgeführt, bei denen bei einem Druckaufbau ein Bremskolben betätigt und gegen eine drehfest mit dem entsprechenden Rad 103 des Fahrzeugs verbundene Bremsscheibe gepresst wird, wodurch eine Bremskraft erzeugt wird. Die Bremsanlage enthält zudem eine Hydraulikeinheit (HCU) 110, die es erlaubt, den Bremsdruck in den Radbremsen 109 unabhängig von einer Bremsenbetätigung des Fahrers zu steuern.
Die Hydraulikeinheit 110 ist in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise ausgeführt und umfasst eine Anordnung elektronisch schaltbarer Ventile sowie eine Pumpe. Ein hydraulischer Schaltplan einer Ausführungsform der Hydraulikeinheit 110 ist ausschnittsweise in 2 in einer schematischen Darstellung gezeigt. 2 veranschaulicht dabei den Ausschnitt der Hydraulikeinheit 110, der einem der beiden Bremskreise zugeordnet ist. Für den anderen Bremskreis weist die Hydraulikeinheit 110 eine identische Ventilanordnung auf. Die Radbremsen 109 eines Bremskreises sind innerhalb der Hydraulikeinheit 110 über ein Trennventil 201 sowie jeweils ein Einlassventil 202 mit der entsprechenden Druckkammer des Hauptzylinders 108 verbunden. Die Ventile 201, 202 weisen dabei eine federbetätigte Durchlassstellung und eine elektromagnetisch schaltbare Sperrstellung auf. Bei einem ausschließlich durch den Fahrer gesteuerten Bremsvorgang wird der in dem Hauptzylinder 108 aufgebaute Vordruck direkt zu den Radbremsen 109 übertragen. Zur Durchführung eines automatischen Bremsdruckaufbaus wird das Trennventil 201 betätigt (d.h. geschlossen) und ein Umschaltventil 203, welches über eine federbetätigte Sperrstellung und eine elektromagnetisch schaltbare Durchlassstellung verfügt, geöffnet. Auf diese Weise entsteht zwischen dem Hauptzylinder 108 und der Saugseite einer durch einen Elektromotor 205 angetriebenen Pumpe 204 eine hydraulische Verbindung, während der Hauptzylinder 108 von der Druckseite der Pumpe 204 entkoppelt ist. Die Pumpe 204 ist bei dieser Ventilstellung in der Lage, Druckmittel aus dem Hauptzylinder 108 in die Radbremsen 109 zu fördern und den Bremsdruck in den Radbremsen 109 zu erhöhen. Ferner kann der Bremsdruck in den Radbremsen 109 gegen einen im Hauptzylinder 108 bestehenden Vordruck verringert werden. Hierzu ist jeder Radbremse 109 ein Auslassventil 206 zugeordnet, das über eine federbetätigte Sperrstellung und eine elektromagnetisch schaltbare Durchlassstellung verfügt. Für den Druckabbau in einer Radbremse 109 wird das entsprechende Einlassventil 202 geschlossen und das zugehörige Auslassventil 206 geöffnet, so dass das Druckmittel aus der Radbremse 109 in einen Niederdruckspeicher 207 entweichen kann. Mittels der Pumpe 204 wird das Druckmittel dann bei geschlossenem Umschaltventil 203 und geöffnetem Trennventil 201 aus dem Niederdruckspeicher 207 in den Hauptzylinder 108 zurückgefördert. Darüber hinaus umfasst die Hydraulikeinheit 110 einen Drucksensor 208, mit dem der im Hauptzylinder 108 bestehende Vordruck erfasst werden kann.
Die Hydraulikeinheit 110 wird durch eine Steuereinrichtung 112 angesteuert, die ein HDC-Regelsystem enthält, das von dem Fahrer beispielsweise mittels eines Schalters 113 aktiviert werden kann. In der Regel erfolgt die Aktivierung, wenn der Fahrer bei einer Geländefahrt eine Unterstützung durch den HDC-Regler 114 wünscht. Das HDC-Regelsystem umfasst insbesondere den eigentlichen HDC-Regler 114, welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Bergabfahrten durch eine geeignete Ansteuerung der Hydraulikeinheit 110 auf einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit hält. Der HDC-Regler 114 ist in einer dem Fachmann grundsätzlich bekannten Art ausgeführt und wird daher hier nicht weiter erläutert. Für eine beispielhafte Ausgestaltung des HDC-Reglers 114 wird auf die internationale Patentanmeldung WO 96/11862 verwiesen. In einer Ausführung ist der HDC-Regler 114 als eine Software realisiert, die in einem Speicher der Steuereinrichtung 112 gespeichert ist und auf einem Prozessor der Steuereinrichtung 112 ausgeführt wird. Die innerhalb der Steuereinrichtung 112 durchgeführten Prozesse werden dabei zyklisch in so genannten Loops mit einer bestimmten Loopzeit durchlaufen.
Darüber hinaus umfasst das HDC-Regelsystem in Ergänzung zu dem HDC-Regler 114 das Steuerungsmodul 115 zur Ausführung einer Zusatzfunktion, die eine Unterstützung während eines Anfahrvorgangs an einem Gefälle bietet. Diese Unterstützung erfolgt dabei insbesondere bei Gefällen mit einer Steigung größer 15 % bzw. einem Steigungswinkel größer 9 Grad. Das Steuerungsmodul 115 ist beispielsweise als ein Softwaremodul ausgebildet, welches die den HDC-Regler 114 enthaltende Software ergänzt und gleichzeitig mit dem HDC-Regler 114 aktiviert wird.
Durch die Zusatzfunktion wird die Fahrzeugbeschleunigung nach einem von dem Fahrer herbeigeführten Stillstand des Fahrzeugs gezielt beeinflusst, um den Anfahrvorgang komfortabler zu gestalten. Der Zusatzfunktion liegt die Annahme zugrunde, dass der Fahrer nach der Herbeiführung des Fahrzeugstillstands einen Vordruck in dem Hauptzylinder 108 einstellt, der ausreichend groß ist, um das Fahrzeug im Stillstand zu halten.
Ein Stillstand des Fahrzeugs wird anhand eines Geschwindigkeitssignals ermittelt, welches aus den Signalen von Raddrehzahlsensoren bestimmt wird. Das Geschwindigkeitssignal wird in der Steuereinrichtung 112 bestimmt oder in ei ner weiteren Steuereinrichtung, von der es an die Steuereinrichtung 112 übermittelt wird. In einer Ausführungsform entspricht das Geschwindigkeitssignal der Radgeschwindigkeit des langsamsten Rads 103 des Fahrzeugs. Ein Stillstand des Fahrzeugs wird dabei festgestellt, wenn das Geschwindigkeitssignal kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert von beispielsweise 1 km/h ist, oder wenn es den Wert Null angenommen hat.
Wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, dann wird die vorgesehene Zusatzfunktion in dem Steuerungsmodul 115 ausgeführt. Die Struktur des Steuerungsmoduls 115 ist in 3 schematisch anhand eines Blockschaltbilds veranschaulicht. Es umfasst eine Steigungsberechnungseinrichtung 301, in der ein Schätzwert Road_Grad für die vorliegende Steigung ermittelt wird, die hier als Sinus des vorliegenden Steigungswinkels definiert ist. Der Schätzwert Road_Grad wird dabei aus dem Längsneigungswinkel des Fahrzeugs ermittelt, der in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise mithilfe eines Längsbeschleunigungssensors (G-Sensors) erfasst wird, dessen Signale an die Steuereinrichtung 112 und insbesondere der Steigungsberechnungseinrichtung 301 übermittelt werden.
Für den Längsneigungswinkel α des Fahrzeugs gilt sin(α) = (αSensor ∓ dv/dt)/g (1)wobei mit g die Erdbeschleunigung und mit a_Sensor die von dem Längsbeschleunigungssensor gemessene Längsbeschleunigung und mit v die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit bezeichnet ist. Die Größe dv/dt bezeichnet die Radbeschleunigung, d.h., die Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit. Das obere (negative) Vorzeichen in Gleichung 1 gilt für Vorwärtsfahrt und das untere (positive) Vorzeichen gilt für Rückwärtsfahrt. Die Vorzeichen wurden in Gleichung 1 so gewählt, dass der Längsneigungswinkel positiv ist, wenn das Fahrzeug in Bergaufrichtung geneigt ist, d.h., wenn die Vorderachse des Fahrzeugs höher liegt als die Hinterachse. Somit ist der Längsneigungswinkel negativ, wenn das Fahrzeug in Bergabrichtung geneigt ist, d.h., wenn die Vorderachse des Fahr zeugs tiefer liegt als die Hinterachse. Im Stillstand ist die Radbeschleunigung gleich null bzw. vernachlässigbar, so dass der Schätzwert Road_Grad direkt aus dem Längsbeschleunigungssignal bestimmt werden kann. Zur Ermittlung des Schätzwerts Road_Grad für die Steigung wird der berechnete Wert für sin(α) vorzugweise gefiltert, um die Effekte eines möglichen Ausschwingens des Längsbeschleunigungssensors zu mindern. Insbesondere kann dabei beispielsweise eine PT1-Filterung vorgenommen werden, so dass Road_Grad = PT1(a_Sensor) gilt.
Neben der Ermittlung der Steigung Road_Grad erfolgt zudem eine Erkennung und Bewertung des Fahrerrichtungswunsches in dem Block 302. In diesem Block wird zunächst ermittelt, in welche Fahrrichtung der Fahrer das Fahrzeug anfahren möchte, d.h., es wird bestimmt, ob der Fahrer das Fahrzeug in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung zu bewegen wünscht. Dies erfolgt durch die Bestimmung des während des Stillstands in dem Getriebe 104 eingelegten Gangs bzw. der während des Stillstands gewählten Fahrstufe, wozu dem Block 302 eine Information Gl über den eingelegten Gang bzw. die gewählte Fahrstufe zugeführt wird. Falls es ich bei dem Getriebe 104 um ein Handschaltgetriebe handelt, wird der eingelegte Gang von einer Sensorik erfasst, welche die Informationen Gl an die Steuereinrichtung 112 übermittelt. Die Sensorik kann beispielsweise Schalter umfassen, die in am Getriebe oder in der Schaltgasse des Wählhebels 105 angeordnet sind und jeweils beim Einlegen eines bestimmten Gangs betätigt werden, oder magnetische und/oder elektrische Abstandsensoren, die in der Schaltgasse angeordnet sind und die Position des Wählhebels 105 erfassen, die jeweils für einen bestimmten Gang charakteristisch ist. Wenn es sich bei dem Getriebe 104 um ein Automatikgetriebe handelt, dann wird die eingestellte Fahrstufe von der Getriebesteuerung erfasst und an die Steuerungseinrichtung 112 gemeldet. Hierzu kann beispielsweise eine die eingelegten Fahrstufe angebende Information Gl über einen Datenbus, insbesondere über den in Fahrzeugen üblicherweise eingesetzten CAN-Bus (CAN: Controller Area Network), an die Steuereinrichtung 112 übermittelt werden.
Ferner wird in dem Block 302 der Richtungswunsch des Fahrers in Bezug auf die vorliegende Steigung Road_Grad bewertet. Dabei werden insbesondere folgende Fälle unterschieden:

– der Fahrer wünscht ein Anfahren in Bergaufrichtung; dies ist der Fall, wenn die Steigung Road_Grad positiv ist und an dem Getriebe 104 ein Vorwärtsgang bzw. eine Vorwärtsfahrstufe eingestellt ist, oder wenn die Steigung Road_Grad negativ ist und an dem Getriebe ein Rückwärtsgang bzw. eine Rückwärtsfahrstufe eingestellt ist;
– der Fahrer wünscht ein Anfahren in Vorwärtsrichtung bergab; dies ist der Fall, wenn die Steigung Road_Grad negativ ist, und an dem Getriebe 104 ein Vorwärtsgang bzw. eine Vorwärtsfahrstufe eingestellt ist;
– der Fahrer wünscht ein Anfahren in Rückwärtsrichtung bergab; dies ist der Fall, wenn die Steigung Road_Grad positiv ist und an dem Getriebe 104 ein Rückwärtsgang bzw. eine Rückwärtsfahrstufe eingestellt ist.

In Abhängigkeit von dem Ergebnis E der Bewertung, d.h., in Abhängigkeit davon, welcher der zuvor genannten drei Fälle festgestellt worden ist, wird dann von der Zusatzfunktion ein Bremsdruckniveau bestimmt. Hierzu wird das Ergebnis E der Bewertung dem Block 303 zugeführt, in dem auf der Grundlage des Ergebnisses der Bewertung eine Druckschwelle P_Thr berechnet, die für die Bremsdrucksteuerung bei einem auf den Stillstand folgenden Anfahrvorgang herangezogen wird. Die Bremsdrucksteuerung wird dabei durch den Block 304 vorgenommen. Dieser prüft, ob der Fahrer das Bremspedal 106 löst, und übernimmt die Bremsdrucksteuerung, wenn der Vordruck während des Bremspedallösevorgangs die berechnete Druckschwelle P_Thr erreicht. In einer Ausführungsform wird dabei zunächst ein der Druckschwelle P_Thr entsprechender Bremsdruck in den Radbremsen 106 aufrechterhalten, welcher dann nach Ablauf einer vorgegebenen Druckhaltezeit abgebaut wird. Zur Durchführung der Drucksteuerung wird dem Block 304 vorzugsweise auch die ermittelte Steigung Road_Grad zugeführt.
Bei einem Anfahrvorgang in Bergabrichtung wird die Druckschwelle P_Thr in einer Ausführungsform so bestimmt, dass das Fahrzeug mit einer geringen Beschleunigung anrollt, wenn ein der Druckschwelle P_Thr entsprechender Bremsdruck in der Bremsanlage, insbesondere in den Radbremsen 109 eingestellt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Druckschwelle P_Thr so bestimmt wird, dass das Fahrzeug während der Druckhaltezeit im Stillstand gehalten wird und erst beim nachfolgenden Bremsdruckabbau anrollt.
Die Druckschwelle P_Thr wird dabei in dem Block 302 auch in Abhängigkeit von der vorliegenden Steigung Road_Grad bestimmt. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass die vorliegende Steigung Road_Grad mit einem vorgegebenen Faktor multipliziert wird, um die Druckschwelle P_Thr zu ermitteln. In dieser Ausführungsform ist die Druckschwelle P_Thr somit proportional zu der Steigung Road_Grad. Gleichfalls kann es vorgesehen sein, dass eine Kennlinie aus einem in der Steuereinrichtung 112 gespeicherten Polygonzug bestimmt wird, und die Druckschwelle P_Thr anhand dieser Kennlinie aus der Steigung Road_Grad bestimmt wird. Die Kennlinie kann dabei so gestaltet sein, dass bei höheren Steigungen Road_Grad eine Änderung der Steigung Road_Grad zu einer stärkeren Veränderung der Druckschwelle P_Thr führt als bei geringeren Steigungen Road_Grad. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine beliebige Funktion vorgegeben werden, die herangezogen wird, um aus der vorliegenden Steigung Road_Grad die Druckschwelle P_Thr zu bestimmen, wobei diese Funktion ebenfalls die zuvor genannte Eigenschaft des Polygonzugs haben kann. Der Faktor, der Polygonzug oder die Funktion kann im Rahmen von Fahrversuchen so ermittelt werden, dass das Fahrzeug in gewünschter Weise anrollt. Insbesondere kann dabei durch geeignete Vorgabe der Druckschwelle P_Thr festgelegt werden, ob das Fahrzeug träge, d.h. mit einer geringen Beschleunigung anrollt, oder ob die Beschleunigung beim Anrollen höher sein soll, und ob das Fahrzeug bereits während oder erst nach der Druckhaltephase anrollt.
Falls als Fahrerwunschrichtung die Bergabrichtung bestimmt worden ist, dann wird bei der Bestimmung der Druckschwelle P_Thr vorzugsweise zudem berücksichtigt, ob der Fahrer ein Anfahren in Vorwärts- oder in Rückwärtsrichtung wünscht. Entsprechend werden diese Fälle, wie zuvor beschrieben, in dem Block 302 bei der Bewertung des Fahrerrichtungswunsches unterschieden. Dabei wird bei einem Anfahren in Rückwärtsrichtung eine höhere Druckschwelle P_Thr bestimmt als bei einem Anfahren in Vorwärtsrichtung, so dass die Fahrzeugbeschleunigung bei einem Anrollen in Rückwärtsrichtung geringer ist als bei einem Anrollen in Vorwärtsrichtung. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen, dass ein Fahrer ein Anrollen in Rückwärtsrichtung in der Regel als besonders unangenehm empfindet und er daher bei einem trägen Anrollen in Rückwärtsrichtung ein höheres Vertrauen in die Zusatzfunktion hat. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass zur Bestimmung der Druckschwelle P_Thr für das Rückwärtsanrollen ein gesonderter Faktor oder Polygonzug oder eine gesonderte Funktion vorgegeben ist. Gleichfalls kann es vorgesehen sein, dass die mittels des Faktors, des Polygonzugs oder mittels der Funktion ermittelte Druckschwelle P_Thr um einen vorgegebenen Wert erhöht wird, wenn festgestellt worden ist, dass ein Anrollen in Rückwärtsrichtung von dem Fahrer gewünscht ist. Dieser Wert kann gleichfalls in Abhängigkeit von der vorliegenden Steigung Road_Grad bestimmt werden und beispielsweise für größere Steigungen größer sein als für kleinere Steigungen.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass die Druckschwelle P_Thr zusätzlich in Abhängigkeit von dem Beladungszustand des Fahrzeugs, d.h. insbesondere von der Fahrzeugmasse und/oder von einer oder mehreren weiteren Größen bestimmt werden kann. Derartige weitere Größen können beispielsweise der Nickwinkel des Fahrzeugs, der Verschleißzustand der Radbremsen 109 und der Reibwert der Fahrbahn sein. Ein von Null verschiedener Nickwinkel kann die Bestimmung der Steigung Road_Grad verfälschen, so dass bei be kanntem Nickwinkel eine entsprechende Korrektur vorgenommen werden kann. Bei einem hohen Bremsenverschleiß und bei einem geringen Reibwert der Fahrbahn ist die Wirksamkeit der Bremsanlage des Fahrzeugs eingeschränkt, so dass gegebenenfalls eine höhere Druckschwelle P_Thr bestimmt werden kann, wenn ein erhöhter Bremsverschleiß oder ein geringer Reibwert festgestellt wird.
Die Drucksteuerung, die durch den Block 304 vorgenommen wird, erfolgt bei einem Anfahren in Bergabrichtung in anderer Weise als bei einem Anfahren in Bergaufrichtung. Für den Fall, dass festgestellt worden ist, dass der Fahrer in Bergabrichtung anzufahren wünscht, wird die Drucksteuerung schematisch in dem Ablaufdiagramm in 4 veranschaulicht. In dem Block 304 dabei wird zunächst während des Stillstands des Fahrzeugs geprüft, ob der Fahrer die Bremse löst. Ein Lösen der Bremse wird dabei beispielsweise an einem Absinken des Vordrucks P_Drv erkannt, der mittels des Drucksensors 208 erfasst wird, dessen Signale an die Steuerungseinrichtung 112 übermittelt und insbesondere dem Block 304 zugeführt werden. Ergänzend oder alternativ kann ein Lösen der Bremse auch festgestellt werden, wenn die Stellung des Bremspedals 106 mit einer einen Schwellenwert übersteigenden Änderungsrate in Druckabbaurichtung verändert wird. Der Pedalgradient, d.h. die Änderungsrate, mit der die Stellung des Bremspedals 106 verändert wird, kann beispielsweise durch Auswertung der Signale eines Pedalwegsensors ermittelt werden, der an dem Bremspedal 106 angeordnet ist.
Während des Lösevorgangs wird durch den Block in Schritt 401 geprüft, ob der Vordruck P_Drv den in dem Block 303 ermittelten Druckschwellenwert P_Thr unterschreitet. Hierzu wird vorzugsweise der Vordruck P_Thr anhand der Signale des Drucksensors 208 überwacht. Wenn festgestellt worden ist, dass der Vordruck P_Drv den Druckschwellenwert P_Thr erreicht bzw. unterschritten hat, dann wird der in den Radbremsen 109 vorliegende Bremsdruck in Schritt 402 aufrechterhalten bzw. eingesperrt. Dies erfolgt beispielsweise durch ein Schließen der Trennventile 201 der beiden Bremskreise und/oder durch ein Schließen der Einlassventile 202 der Radbremsen 109. Ferner wird in einer Ausführungsform eine Druckhaltephase einer vorgegebenen Dauer gestartet. Dies geschieht beispielsweise durch Initialisierung eines Zählers, dessen Wert n loopweise inkrementiert wird (Schritt 403), bis er einen vorgegebenen Schwellenwert N_Thr1 erreicht hat (siehe Schritt 404), der so vorgegeben wird, dass die N_Thr1-fache Loopzeit gerade der vorgesehenen Dauer der Druckhaltephase entspricht. Die Dauer der Druckhaltephase, d.h. der Schwellenwert N_Thr1, wird in Fahrversuchen so bestimmt, dass ein komfortables Anrollen gewährleistet ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass für ein Anrollen in Rückwärtsrichtung eine längere Haltzeit, d.h. ein größerer Schwellenwert N_Thr1, vorgegeben wird, als für ein Anrollen in Vorwärtsrichtung.
Nach Ablauf der Druckhaltephase, d.h. wenn der Zähler den Wert n = N_Thr1 angenommen hat, wird der Bremsdruck in den Radbremsen 109 durch eine entsprechende Steuerung der Hydraulikeinheit 110 mit einem vorgegebenen Druckgradienten in Schritt 405 abgebaut. Hierbei kann der Bremsdruck beispielsweise pro Loop um ein vorgegebenes Maß reduziert werden. Ferner kann bei einem Anrollen in Rückwärtsrichtung ein geringerer Druckgradient eingestellt werden als bei einem Anrollen in Vorwärtsrichtung, um das Auftreten von hohen Fahrzeugbeschleunigungen beim Anrollen in Rückwärtsrichtung zu vermeiden. Der Bremsdruckabbau kann aus verschiedenen Gründen notwendig werden. So kann etwa der ermittelte Druckschwellenwert P_Thr zu hoch sein, so dass das Fahrzeug nicht wie in einer Ausführungsform gewünscht bereits während der Druckhaltephase anrollt, oder der Druckschwellenwert P_Thr aufgrund einer Veränderung des Geländes zu groß wäre, um das Fahrzeug mit einer geringen Geschwindigkeit zu bewegen. So könnte sich die Steigung beispielsweise so verringern, dass das Fahrzeug nach dem Anrollen aufgrund eines zu hohen Bremsdrucks wieder angehalten wird. Wenn die Druckschwelle P_Thr so bestimmt worden ist, dass das Fahrzeug bei Vorliegen eines der Druckschwelle P_Thr entsprechenden Bremsdrucks im Stillstand gehalten wird, ist der Bremsdruckabbau erforderlich, damit das Fahrzeug anrollt.
Die Zusatzfunktion wird beendet, wenn der Bremsdruck vollständig abgebaut worden ist, d.h., wenn der Bremsdruck den Wert Null erreicht, oder wenn aufgrund eines Überschreitens der HDC-Sollgeschwindigkeit ein Regeleingriff von dem HDC-Regler 114 vorgenommen wird (Schritte 406, 407). Vorzugsweise ist es dabei vorgesehen, dass der beim Erreichen der HDC-Sollgeschwindigkeit in den Radbremsen 109 vorliegende Bremsdruck mit der ersten Bremsdruckanforderung des HDC-Reglers 114 verrechnet wird. Nach Beendigung der Zusatzfunktion wird die Drucksteuerung in einer dem Fachmann bekannten Weise von dem HDC-Regler 114 vorgenommen, der die Hydraulikeinheit 110 so steuert, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die Sollgeschwindigkeit nicht überschreitet.
Wenn der Fahrer während des Druckabbaus ein Motormoment M_Motor anfordert, um das Fahrzeug stärker zu beschleunigen, dann ist es bei einer in der 4 nicht veranschaulichten Ausführungsform zudem vorgesehen, dass der Druckabbaugradient erhöht wird. Durch diese Maßnahme wird insbesondere verhindert, dass der Antriebsmotor 101 des Fahrzeugs aufgrund einer zu hohen Bremskraft abgewürgt wird. Die Motormomentanforderung kann an einer Erhöhung des Motormoments M_Motor erkannt werden, dessen Wert von der Motorsteuerung beispielsweise über den Datenbus des Fahrzeugs an die Steuereinrichtung 112 gemeldet werden kann. Gleichfalls kann es vorgesehen sein, die Motormomentanforderung zu erkennen, wenn das Fahrpedal 102 um einen vorgegebenen Pedalweg eingetreten worden ist, was anhand von Signalen eines an dem Fahrpedal 102 angeordneten Pedalwegsensors festgestellt werden kann.
Wenn in dem Block 302 festgestellt worden ist, dass der Fahrer das Fahrzeug in Bergaufrichtung anzufahren wünscht, dann wird eine Druckschwelle P_Thr bestimmt, die so hoch ist, dass das Fahrzeug nicht in Bergabrichtung anrollt, wenn ein der Druckschwelle P_Thr entsprechender Bremsdruck in den Radbremsen 109 eingestellt ist. Vorzugsweise wird dieser Bremsdruck gleichfalls in Abhängigkeit von der Steigung Road_Grad unter Heranziehung eines vorgegebenen Faktors bestimmt, mit dem die Steigung Road_Grad in einen Brems druck umgerechnet wird. Der Faktor kann beispielsweise so bestimmt werden, dass das Fahrzeug auch bei maximaler Beladung nicht anrollen würde. Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Druckschwelle P_Thr in Abhängigkeit von der Fahrzeugmasse und/oder einer oder mehreren weiteren der oben bereits genannten Größen bestimmt wird.
Die durch den Block 304 vorgenommene Drucksteuerung für den Fall, dass festgestellt worden ist, dass der Fahrer in Bergaufrichtung anzufahren wünscht, ist schematisch in dem Ablaufdiagramm in 5 veranschaulicht. Auch in diesem Fall wird in der oben beschriebenen Weise geprüft, ob der Fahrer die Bremse löst. Während des Lösevorgangs wird ebenfalls der Vordruck P_Drv anhand der Signale des Drucksensors 208 überprüft, um zu ermitteln, ob der Vordruck P_Dry den berechneten Druckschwellenwert P_Thr erreicht bzw. unterschreitet (Schritt 501). Wenn dies festgestellt worden ist, dann wird in Schritt 502 der Bremsdruck in den Radbremsen 109 durch eine entsprechende Ansteuerung der Hydraulikeinheit 110 aufrechterhalten, insbesondere durch ein Schließen der Trennventile 201 der beiden Bremskreise und/oder der Einlassventile 202 der Radbremsen 109. Während einer vorgegebenen Druckhaltephase wird der Bremsdruck dann konstant gehalten. Die Druckhaltephase ist dabei so bemessen, dass der Fahrer bequem von dem Bremspedal 106 auf das Fahrpedal umsteigen kann, um mittels des Fahrpedals ein zum Anfahren ausreichendes Motormoment M_Motor einzustellen. Insbesondere kann die Druckhaltephase länger gewählt werden als im Falle eines Anfahrens in Bergabrichtung. Um die Druckhaltephase abzumessen, wird in Schritt 502 beispielsweise ein Zähler initialisiert, dessen Wert n in jedem Loop inkrementiert wird (Schritt 503). Ferner wird ein Zählerschwellenwert N_Thr2 vorgegeben, wobei eine Multiplikation der Loopzeit mit N_Thr2 gerade die vorgesehene Dauer der Druckhaltephase ergibt.
Während der Druckhaltephase, d.h. bevor der Zähler den vorgegebenen Wert n = N_Thr2 angenommen hat, wird in dem Block 304 in Schritt 504 geprüft, ob das von dem Antriebsmotor 102 bereitgestellte Motormoment M_Motor einen Schwellenwert M_Thr überschritten hat. Der Wert des Motormoments M_Motor wird dabei, wie zuvor bereits beschrieben, von der Motorsteuerung an die Steuereinrichtung 112 gemeldet. Der Motormomentenschwellenwert M_Thr wird dabei so vorgegeben, dass das Fahrzeug bei Vorliegen eines dem Schwellenwert M_Thr entsprechenden Motormoments ohne Bremsunterstützung angefahren oder an dem Gefälle im Stillstand gehalten werden kann. Vorzugsweise wird der Motormomentenschwellenwert M_Thr dabei in Abhängigkeit von der ermittelten Steigung Road_Grad bestimmt. Hierbei kann wiederum ein Faktor in Fahrversuchen ermittelt und in der Steuereinrichtung 112 gespeichert werden, mit dem die ermittelte Steigung Road_Grad multipliziert wird, um den Motormomentenschwellenwert M_Thr zu berechnen. Gleichfalls kann der Motormomentenschwellenwert M_Thr auch anhand einer mittels eines Polygonzugs vorgegebenen Kennlinie oder anhand eines funktionalen Zusammenhangs aus der ermittelten Steigungen Road_Grad bestimmt werden. Dies erlaubt es, nichtlineare Zusammenhänge zwischen der Steigung Road_Grad und dem Motormomentenschwellenwert M_Thr vorzugeben, so dass der Motormomentenschwellenwert M_Thr beispielsweise überproportional mit sich vergrößernder Steigung Road_Grad erhöht werden kann. Wenn in dem Schritt 504 festgestellt wird, dass das Motormoment M_Motor den Schwellenwert M_Thr überschritten hat, dann wird der in der Betriebsbremsanlage eingeschlossene Bremsdruck in Schritt 505 mit einem hohen Bremsdruckgradienten auf den Wert Null reduziert. Wenn dies erfolgt ist, dann wird die Zusatzfunktion in Schritt 506 beendet.
Wenn das Motormoment den Schwellenwert M_Thr bis zum Ablauf der Druckhaltephase, d.h. bis der Zähler den Wert n = N_Thr2 erreicht, nicht überschritten hat (siehe Schritt 507), dann wird in Schritt 508 begonnen, den Bremsdruck mit einem vorgegebenen Bremsdruckgradienten abzubauen, wobei der Bremsdruck beispielsweise in jedem Loop um einen vorgegebenen Wert verringert wird. Der somit eingestellte Bremsdruckgradient ist geringer als der in Schritt 505 eingestellte Bremsdruckgradient, mit dem der Bremsdruck reduziert wird, wenn das Motormoment M_Motor den Schwellenwert M_Thr überschritten hat. Wie bereits während der Druckhaltephase wird auch während der Reduzierung des Bremsdrucks geprüft, ob das Motormoment M_Motor den Motormomentenschwellenwert M_Thr überschreitet (Schritt 509). Wird dies festgestellt, dann wird die Drucksteuerung mit dem Schritt 505 fortgesetzt, in dem der noch bestehende Bremsdruck mit einem hohen Bremsdruckgradienten abgebaut wird. Nach Abbau des Bremsdrucks auf den Wert Null wird die Zusatzfunktion dann in Schritt 506 beendet.
Falls das Motormoment M_Motor den Schwellenwert M_Thr nicht überschreitet, dann wird der Bremsdruck weiter abgebaut, bis das Fahrzeug in Bergabrichtung auf eine über der HDC-Sollgeschwindigkeit liegende Geschwindigkeit beschleunigt worden ist und ein Regeleingriff des HDC-Reglers 114 erfolgt, oder bis der Bremsdruck in der Bremsanlage vollständig abgebaut worden ist (Schritt 510). Dann wird die Zusatzfunktion in Schritt 506 beendet. Im Falle eines Regeleingriffs des HDC-Reglers 114 wird die erste Bremsdruckanforderung mit dem noch in der Bremsanlage vorliegenden Bremsdruck verrechnet wird.
Dadurch, dass der Bremsdruck auch dann abgebaut wird, wenn zuvor unter Heranziehung des von dem Fahrer in dem Getriebe 104 eingelegten Gangs bzw. der gewählten Fahrstufe festgestellt worden ist, dass der Fahrer das Fahrzeug in Bergaufrichtung anfahren möchte, wird gewährleistet, dass der Fahrer das Fahrzeug auch dann in Bergabrichtung anrollen lassen kann, wenn er einen der Bergaufrichtung entsprechenden Gang bzw. eine der Bergaufrichtung entsprechende Fahrstufe eingestellt hat. So kann er das Fahrzeug auch bei eingelegtem Vorwärtsgang (und geöffneter Kupplung) bzw. bei eingestellter Vorwärtsfahrstufe rückwärts in Bergabrichtung anrollen lassen, und er kann das Fahrzeug bei eingelegtem Rückwärtsgang (und geöffneter) Kupplung) bzw. bei eingelegter Rückwärtsfahrstufe vorwärts in Bergabrichtung anrollen lassen. Der HDC-Regler 114 stellt dabei sicher, dass die HDC-Sollgeschwindigkeit nach dem Anrollen nicht überschritten wird.

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs an einem Gefälle ausgehend von einem von dem Fahrer des Fahrzeugs durch eine Bremsenbetätigung herbeigeführten Fahrzustands, insbesondere eines Fahrzeugstillstands, bei dem – eine den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße (Road_Grad) und eine von einem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelt werden, – die ermittelte Anfahrrichtung in Bezug auf die ermittelte Steigungsgröße (Road_Grad) bewertet wird, und – nach Maßgabe eines Ergebnisses der vorgenommenen Bewertung eine Bremskraft in einer Bremsanlage des Fahrzeugs eingestellt wird, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung anhand eines in einem Getriebe (104) des Fahrzeugs eingelegten Gangs oder anhand einer an einem Getriebe (104) des Fahrzeugs eingestellten Fahrstufe ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewertung bestimmt wird, ob der Fahrer das Fahrzeug in eine Bergaufrichtung oder in eine Bergabrichtung anzufahren wünscht.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergabrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass sich das Fahrzeug aufgrund einer Hangabtriebskraft mit einer geringen Geschwindigkeit bewegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass eine Rückwärtsrichtung als Anfahrrichtung festgestellt wird, eine größere Bremskraft eingestellt wird als in dem Fall, dass eine Vorwärtsrichtung als Anfahrrichtung festgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergabrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft mit einem vorgegebenen Bremskraftgradienten verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft erst nach Ablauf einer vorgegebenen ersten Haltezeit, die mit der Feststellung des fahrerseitigen Lösens der Bremse beginnt, verringert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft verringert wird, bis eine Bremskraftregelung durch einen Geschwindigkeitsregler (114), insbesondere einen HDC-Regler, übernommen wird, welcher eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit einregelt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass der Fahrer in Bergaufrichtung anzufahren wünscht, eine Bremskraft eingestellt wird, die so bemessen ist, dass das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft nach einer vorgegebenen zweiten Haltezeit verringert, und/oder dass die Bremskraft verringert wird, wenn eine von dem Fahrer an einem Antriebsmotor (101) des Fahrzeugs eingestelltes Antriebsmoment (M_Motor) einen Schwellenwert (M_Thr) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraftverringerung beschleunigt wird, wenn das von dem Fahrer eingestellte Antriebsmoment (M_Motor) den Schwellenwert (M_Thr) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (M_Thr) in Abhängigkeit von der ermittelten Steigungsgröße (Road_Grad) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft und/oder der Bremskraftgradient in Abhängigkeit von der ermittelten Steigungsgröße (Road_Grad) bestimmt wird.
Computerprogrammprodukt, umfassend Softwarecodeabschnitte, mit denen ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche ausführbar ist, wenn die Softwarecodeabschnitte auf einer Prozessoreinrichtung ausgeführt werden.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Softwarecodeabschnitte Bestandteil einer Software sind, mit der eine Geschwindigkeitsregelung, insbesondere eine HDC-Funktion, ausgeführt wird, wenn die Software auf einer Prozessoreinrichtung ausgeführt wird.
Vorrichtung zum Unterstützen eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs ausgehend von einem von dem Fahrer des Fahrzeugs durch eine Bremsenbetätigung herbeigeführten Fahrzustands, insbesondere eines Fahrzeugstillstands, umfassend: – wenigstens eine Ermittlungseinrichtung (301; 302), mit der eine den Steigungswinkel des Gefälles charakterisierende Steigungsgröße (Road_Grad) und eine von einem Fahrer gewünschte Anfahrrichtung ermittelbar sind, – eine Bewertungseinrichtung (302), in der die ermittelte Anfahrrichtung in Bezug auf die ermittelte Steigungsgröße (Road_Grad) bewertbar ist, und – eine Steuerungseinrichtung (304), mit der nach Maßgabe eines Ergebnisses der vorgenommenen Bewertung eine Bremskraft in einer Bremsanlage des Fahrzeugs einstellbar ist, nachdem ein fahrerseitiges Lösen der Bremse festgestellt worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bestandteil eines Geschwindigkeitsregelsystems (112), insbesondere eines HDC-Regelsystems, ist.