DE102004026722A1

DE102004026722A1 - Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004026722A1
Application number: DE102004026722A
Authority: DE
Inventors: Oliver Huth; Sebastian Joussen; Rainer Klusemann
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2024-05-29
Also published as: DE102004026722B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Stillstand des Fahrzeugs überwacht und ein in Abhängigkeit eines von einem Fahrer während des Stillstands eingestellten Bremsdrucks bestimmter Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird. DOLLAR A Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Bremsdruck, der in dem Bremszylinder aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird, durch eine Auswertung eines Verlaufs eines gefilterten, den von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck repräsentierenden Signals ermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Stillstand des Fahrzeugs überwacht und ein in Abhängigkeit eines von einem Fahrer während des Stillstands eingestellten Bremsdrucks bestimmter Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird.
Bei einem Anfahren eines Fahrzeugs an einer Steigung in eine einer Hangabtriebskraft entgegengesetzten Richtung bewegt sich das Fahrzeug oftmals unbeabsichtigt in die Richtung der Hangabtriebskraft, und es besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug gegen ein in dieser Richtung angeordnetes Hindernis prallt und Verkehrsteilnehmer geschädigt werden.
Es sind erhebliches Geschick und Übung eines Bedieners des Fahrzeugs beim Lösen der üblicherweise mit einem Fußpedal zu bedienenden Fahrzeugbremse und einem unmittelbar nachfolgenden Betätigen eines Gaspedals erforderlich, um ein Zurückrollen des Fahrzeugs beim Anfahren an einer Steigung zu verhindern. Auch ein Einsatz einer üblicherweise per Hand bedienbaren mechanischen Feststellbremse anstelle der durch das Fußpedal zu bedienenden Bremsanlage erfordert Geschick und ist zudem in hohem Maße unkomfortabel für den Fahrer.
Es ist bekannt, Fahrzeuge zur Unterstützung des Fahrzeugbedieners mit einer sog. Hill Start Assist-Funktion auszustatten, die darauf basiert, dass eine hydraulische Bremsanlage während eines Stillstandes des Fahrzeugs durch mechanische oder elektronische Steuermittel mit einem Bremsdruck beaufschlagt wird, der zurückgenommen wird, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht hat, oder ein vorgegebenes Antriebsmoment eines Motors des Fahrzeugs erkannt wird. Der Bremsdruck entspricht dabei üblicherweise einem durch den Fahrer des Fahrzeugs während des Stillstandes eingestellten Bremsdruck.
Ein gattungsgemäßes Verfahren geht beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 196 11 359 C1 hervor. Diese betrifft ein Verfahren zum Verhindern des Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Bremsdruck in Radbremszylindern aufrecht erhalten wird, nachdem der Fahrer während eines Stillstandes des Fahrzeugs eine Betätigungskraft beim Betätigen eines Bremspedals erhöht hat. Der aufrechtzuerhaltende Bremsdruck wird dabei anhand einer Maximal- oder Mittelwertbildung bezüglich während einer mit dem Beginn des Stillstandes des Fahrzeugs beginnenden Zeitdauer aufgenommener Werte des Bremsdrucks ermittelt.
Bei dem bekannten Verfahren tritt das Problem auf, dass der Fahrer während des Stillstands oftmals Bremsdrücke einstellt, die weit über einem zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Mindestbremsdruck liegen. Bei einem Aufrechterhalten eines weit überhöhten Bremsdrucks, wie es bei der Bestimmung des Bremsdrucks anhand der Maximalwertbildung auftreten kann, wird der Vortrieb des Fahrzeugs beim Anfahren erheblich und unnötig beeinträchtigt. Von dem Fahrer des Fahrzeugs wird dies als deutliche Einbuße der Dynamik des Fahrzeugs wahrgenommen.
Bei der Mittelwertbildung besteht das Problem, dass in den Mittelwert auch Bremsdrücke eingehen, die zu gering sind, um den Stillstand des Fahrzeugs an der Steigung sicherzustellen, jedoch lediglich kurzzeitig von dem Fahrer eingestellt werden, dass kein Anrollen des Fahrzeugs erfolgt. Der Mittelwert kann somit niedriger sein, als der zum Halten des Fahrzeugs erforderliche Bremsdruck, wodurch die Sicherheit des Verfahrens erheblich beeinträchtigt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiterzuentwickeln, dass ein Bremsdruck zum Halten des Fahrzeugs ermittelt wird, der einerseits den Stillstand des Fahrzeugs zuverlässig sicherstellt und andererseits den Vortrieb beim Anfahren möglichst gering beeinträchtigt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8.
Die Erfindung sieht insbesondere vor, ein Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem eine Stillstand des Fahrzeugs überwacht und ein in Abhängigkeit eines von einem Fahrer während des Stillstands eingestellten Bremsdrucks bestimmter Bremsdruck in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird, so durchzuführen, dass der Bremsdruck, der in dem Bremszylinder aufrechterhalten wird, durch eine Auswertung eines Verlaufs eines gefilterten, den von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck repräsentierenden Signals ermittelt wird.
Dieses Verfahren weist den erheblichen Vorteil auf, dass kurzzeitig von dem Fahrer eingestellte Bremsdrücke, die zu gering sind, um das Fahrzeug zu halten, jedoch aufgrund ihres sehr kurzzeitigen Auftretens nicht zu einem Anrollen des Fahrzeugs führen, durch eine entsprechende Filterung des den Bremsdruck repräsentierenden Signals für die Auswertung des Signals ausgeblendet werden können und damit nicht bei der Bestimmung des zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Bremsdrucks berücksichtigt werden.
Das den Bremsdruck repräsentierende Signal wird dabei vorzugsweise durch ein Tiefpassfilter gefiltert, so dass insbesondere Schwankungen des Signals mit Ausschlägen in Richtung eines zu niedrigen Bremsdrucks wirkungsvoll aus dem Verlauf des Signals ausgeblendet werden.
Eine vorteilhafte Wirkung des Filters besteht zudem darin, dass auch Schwankungen mit Ausschlägen in Richtung eines überhöhten Bremsdrucks ausgeblendet werden, so dass auch diese nicht bei der Bestimmung des aufzubauenden und/oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks berücksichtigt werden.
Es findet somit eine zuverlässige und sichere Limitierung des aufzubauenden und/oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks statt.
Vorteilhaft ist zudem vorgesehen, eine Zeitkonstante des Filters einem bei einem Beginn der Erfassung des den Bremsdruck repräsentierenden Signals vorliegenden Bremsdruck anzupassen.
Ist dieser Druck sehr niedrig, wird dabei vorzugsweise eine größere Zeitkonstante eingestellt als bei hohem anfänglichen Druck. Damit ist bei einem anfänglich niedrigen Druck, bei dem zu erwarten ist, dass der Fahrer einen zu geringen Bremsdruck einstellen wird, eine höhere Empfindlichkeit des Filters gegenüber Schwankungen mit geringen Änderungsraten des Bremsdrucks gegeben. Bei anfänglich höheren Bremsdrücken werden demgegenüber auch geringe Veränderungen des Bremsdrucks bei der Bestimmung des aufzubauenden und/oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks berücksichtigt.
In einer vorteilhaften Durchführungsform des Verfahrens besteht die Auswertung des Signalverlaufs in einer Mittelwertbildung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dabei aufgrund der vorgesehenen Filterung, einen Mittelwert zu bestimmen, der den Stillstand des Fahrzeugs sicher gewährleistet und zudem in der Regel nicht weit über dem zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Mindestbremsdruck liegen.
Um den Wert des aufzubauenden und/oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks noch weiter zu minimieren, ist es in einer weiteren bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens vorgesehen, den aufrechtzuerhaltenden Bremsdruck anhand eines Minimalwertes des Signals zu ermitteln. Aufgrund der Filterung ist dabei auch in dieser Durchführungsform das Aufrechterhalten eines ausreichend hohen Drucks sichergestellt.
Vorteilhaft wird der Verlauf bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während einer vorgegebenen Zeitspanne nach einem Beginn des Stillstandes des Fahrzeugs ermittelt. Der Stillstand wird dabei zweckmäßigerweise anhand einer Auswertung eines Messsignals wenigstens eines Raddrehzahlsensors erkannt.
In einer bevorzugten Durchführungsform des Verfahrens ist die Zeitspanne durch eine vorgegebene Zeitdauer begrenzt, die beispielsweise 0,5 s bis 5 s beträgt. Diese Durchführungsform eignet sich besonders für eine automatische Aktivierung einer Hill-Start-Assist-Funktion nach einer vorgegebenen Dauer des Stillstandes.
In einer ebenfalls bevorzugten Durchführungsform wird die Zeitspanne durch das Erkennen eines vorgegeben Ereignisses beendet. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Ereignis um ein durch den Fahrer veranlasstes Signal. Diese Durchführungsform ermöglicht eine Aktivierung der Hill-Start-Assist-Funktion durch den Fahrer.
Bei dem Signal kann es sich beispielsweise um das Einstellen eines einen vorgegebenen Betrag übersteigenden Druckgradienten für den Bremsdruck handeln, oder auch um ein Ausführen einer definierten Lenkradbewegung.
Die Erfindung stellt somit ein vorteilhaftes Verfahren zur Realisierung einer Hill-Start-Rssist-Funktion bereit, das es ermöglicht, einen Bremsdruck zum Halten des Fahrzeugs einzustellen, der zum einen gering genug ist, um eine merkliche Beeinträchtigung des Vortriebs beim Anfahren zu vermeiden, und der zum anderen hoch genug ist, um einen Stillstand des Fahrzeugs sicher zu gewährleisten.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung.
Es wird dabei von einem Fahrzeug mit einer hydraulischen Bremsanlage ausgegangen, bei der eine von dem Fahrer des Fahrzeugs bediente Betätigungseinrichtung mit einem Bremskraftverstärker verbunden ist, welcher einen Druck innerhalb einer Hydraulikflüssigkeit in einem Hauptzylinder der Bremsanlage aufbaut. Dieser wird über Hydraulikleitungen zu den Bremszylindern an den gebremsten Rädern des Fahrzeugs übertragen, wobei in der Regel zwei unabhängige Bremskreise bestehen, die verschiedene Radbremszylinder umfassen. Bei der Betätigungseinrichtung handelt es sich üblicherweise um ein von dem Fahrer mit einem Fuß zu betätigendes Bremspedal.
Neben mechanisch-hydraulischen Bremsanlagen eignen sich jedoch insbesondere auch elektrohydraulische Bremsanlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei denen der Bremskraftverstärker durch eine Druckversorgungseinheit ersetzt ist, welche elektronisch über ein Steuergerät mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist.
Die Erfindung ist dabei zudem keineswegs auf eine Verwendung von hydraulischen Bremsanlagen beschränkt, sondern kann gleichfalls auch mit Hilfe andersartiger Bremsanlagen, wie beispielsweise pneumatischer Bremsanlagen, durchgeführt werden.
Den Ausgangspunkt für die Erfindung bildet die Möglichkeit, eine Bremskraft der Bremsanlage des Fahrzeugs unabhängig von einer Stellung des durch den Fahrer zum Bremsen zu betätigen den Fußpedals einstellen zu können, welche in Fahrzeugen mit einer Bremsschlupfregelung (ABS), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder einer auf Bremseneingriffen basierenden Gierrateregelung (ESP) bereits besteht.
Bremszylinder von Radbremsen sind dafür typischerweise über als Magnetventile ausgeführte Ventile mit dem Hauptbremszylinder verbunden, welche in drei verschiedenen Stellungen betrieben werden können. In einer ersten Stellung besteht ein ungehinderter Durchgang vom Hauptzylinder zu dem Radzylinder, so dass der Bremsdruck in dem Hauptzylinder an die Radzylinder übertragen wird. In einer zweiten Stellung ist der Durchgang vom Hauptzylinder zu dem Radzylinder unterbrochen, so dass der Bremsdruck in dem Radzylinder konstant gehalten wird. In einer dritten Stellung ist der Radzylinder mit einem Rücklauf verbunden, so dass der Bremsdruck in diesem Radzylinder sinkt.
Ferner steht in vielen Fahrzeugen eine typischerweise als Pumpe ausgebildete elektronisch gesteuerte Druckversorgung zur Verfügung, die es ermöglicht einen Druck einzustellen, der größer ist als der durch den Fahrer mittels des Bremskraftverstärkers in dem Hauptzylinder aufgebaute Druck.
Es besteht zudem die Möglichkeit, den Bremsdruck mittels eines aktiven Bremskraftverstärkers einzustellen, der neben der Steuerung durch das Betätigungsmittel eine zusätzliche Steuerung durch eine in der Regel induktiv erzeugte Fremdkraft gestattet.
Es ist vorgesehen, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere zum Aufbauen und/oder Aufrechterhalten des Bremsdrucks Ventile und/oder eine Druckversorgung zu verwenden, die durch eine Steuereinheit gesteuert werden. Eine Steuerung des aktiven Bremskraftverstärkers durch die Steuereinheit ist gleichfalls möglich.
Die Steuereinheit ist entweder eigenständig ausgeführt oder in einen ABS-, ASR- und/oder ESP-Regler integriert.
Das durch die Erfindung bereitgestellte Verfahren realisiert eine Hill-Start-Assist-Funktion für ein Fahrzeug, bei der ein Bremsdruck p_H in einem oder mehreren Radbremszylindern aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird, um den Fahrer des Fahrzeugs bei einem Anfahren nach dem Stillstand zu unterstützen und insbesondere ein Wegrollen des Fahrzeugs beim Anfahren zu verhindern.
Ein Erkennen und Überwachen des Stillstandes des Fahrzeugs wird beispielsweise mit Hilfe von Raddrehzahlsensoren durchgeführt, wie sie in Fahrzeugen mit einer ABS-, ASR- und/oder ESP-Regelung bereits vorhanden sind. Der Stillstand des Fahrzeugs liegt dabei insbesondere dann vor, wenn diese Sensoren eine Winkelgeschwindigkeit von ω = 0 für die Räder des Fahrzeugs erfassen.
Es wird angenommen, dass ein durch ein erstmaliges Erfassen eines Wertes von ω = 0 durch die Raddrehzahlsensoren nach einem vorangehenden Erfassen von Werten mit ω ≠ 0 erkannter Stillstand des Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt t₀ beginnt.
Ab dem Zeitpunkt t₀ wird nun der vom Fahrer mittels des Bremskraftverstärkers in dem Hauptbremszylinder und/oder in den Radbremszylindern eingestellte Bremsdruck p_D kontinuierlich bzw. quasikontinuierlich anhand eines Messsignals erfasst.
Das Messsignal wird von wenigstens einem Bremsdrucksensor zum Messen des Bremsdrucks innerhalb des Hauptbremszylinders und/oder zum Messen des Bremsdrucks innerhalb wenigstens eines Radbremszylinders oder von einem anderen Sensor erzeugt, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftsensor zum Erfassen der vom Fahrer auf die Betätigungseinrichtung der Bremsanlage ausgeübten Betätigungskraft handelt.
Bei der Erzeugung durch einen Bremsdrucksensor innerhalb des Hauptbremszylinders oder innerhalb eines Radbremszylinders entspricht das Signal dem Bremsdruck p_D selbst, während die von einem anderen Sensor gelieferten Signale in der Regel umgerechnet werden müssen, um den Wert für den Bremsdruck p_D zu erhalten. Eine derartige Umrechung kann bereits bei der Erfassung des Signals oder nach einer Auswertung des Signals vorgenommen werden und wird im Folgenden nicht weiter betrachtet. Es wird vielmehr keine explizite Unterscheidung zwischen dem Signal und dem Bremsdruck p_D mehr getroffen.
Das von dem vorliegenden Sensor erzeugte Signal wird über ein Filter an die Steuereinheit übertragen, welche einen aktuellen Wert des Bremsdrucks p_D in einem Speicher abspeichert oder mit bereits in dem Speicher vorhandenen Werten für den Bremsdruck p_D vergleicht und in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs abspeichert.
Der in den Radbremszylindern aufzubauende bzw. aufrechtzuerhaltende Bremsdruck p_H wird als Mittelwert der erfassten Werte für den Bremsdruck p_D oder als Minimalwert dieser Werte bestimmt.
Ist eine Mittelwertbildung vorgesehen, so werden alle erfassten Werte in dem Speicher abgelegt und die Mittelwertbildung wird nach einem Beenden des Erfassens der Werte durchgeführt. Eine online durchgeführte Bestimmung, beispielsweise anhand einer Integration des Bremsdrucks p_D, kann jedoch gleichfalls vorgesehen sein.
Bei einer vorgesehenen Minimalwertbildung kann ein aktuell erfasster Wert mit einem bereits in dem Speicher vorhandenen Wert verglichen werden und diesen ersetzen, falls der aktuell erfasste Wert kleiner als der in dem Speicher vorhandene Wert ist. Ist dies nicht der Fall, wird der aktuell erfasste Wert verworfen. Die Minimalwertbildung kann jedoch gleichfalls auch offline nach dem Beenden des Erfassens vorgenommen werden, wozu alle erfassten Werte gespeichert werden.
Bei dem Filter handelt es sich um ein Tiefpassfilter, das beispielsweise in Form eines so genannten PT₁-Übertragungsgliedes realisiert ist.
Mittels des Filters werden Veränderungen des Bremsdrucks p_D aus dem Verlauf des dem Bremsdruck p_D entsprechenden Messsignals ausgeblendet, die im Sinne einer Fourier-Transformation des Signals Frequenzen enthalten, welche einen anhand der Zeitkonstante des PT₁-Gliedes vorgegebenen Wert überschreiten. Insbesondere werden dabei für größere Zeitkonstanten Veränderungen des Signals mit kleineren Änderungsraten ausgeblendet.
Es ist vorgesehen, die Zeitkonstante des Tiefpassfilters einem zum Zeitpunkt t₀ oder kurz vorher von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck p_D0 anzupassen.
Dafür wird der Bremsdruck p_D0 zunächst anhand eines Vergleichs mit einem Referenzdruck daraufhin bewertet, ob es sich um einen weit überhöhten Druck handelt oder ob der Bremsdruck einen Wert annimmt, der nahe einem zum Halten des Fahrzeugs notwendigen Mindestwert des Bremsdrucks liegt. Der Referenzdruck wird dabei entweder statisch vorgegeben oder dynamisch bestimmt.
Bei einer statischen Vorgabe wird ein maximal benötigter Bremsdruck als Referenzdruck zugrunde gelegt, der beispielsweise in Abhängigkeit einer einem maximal zulässigen Gesamtgewichts des Fahrzeugs samt einem Anhänger entsprechenden Masse m_max und einer maximalen Steigung sin (α_max) derart bestimmt wird, dass eine sich infolge des Referenzdrucks ergebende Bremskraft eine Hangabtriebskraft m_max·g·sin(α_max), in der g die Erdbeschleunigung bezeichnet, gerade kompensiert. Das maximal zulässige Gesamtgewicht und die maximale Steigung sin(α_max) werden dabei von einem Hersteller des Fahrzeugs angegeben.
Eine dynamische Bestimmung des Referenzdrucks berücksichtigt demgegenüber eine aktuell vorliegende Steigung sin(α) und/oder eine aktuell vorliegenden Masse m des Fahrzeugs. Insbesondere wird der Referenzdruck dabei so bestimmt, dass die sich anhand des Referenzdrucks ergebende Bremskraft die Hangabtriebskraft m·g·sin(α) gerade kompensiert.
Die Steigung sin(α) kann unter Berücksichtigung eines Drehverhaltens der Räder des Fahrzeugs mittels der Messwerte eines Längsbeschleunigungssensors ermittelt werden. Ein Messsignal des Längsbeschleunigungssensors entspricht dabei einer Summe aus einer anhand des Drehverhaltens der Räder zu ermittelnden Veränderung einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Hangabtriebsbeschleunigung. Anhand einer somit aus dem Messsignal bestimmbaren Hangabtriebsbeschleunigung g·sin(α) lässt sich die vorliegende Steigung sin(α) bzw. der Längsneigungswinkel α des Fahrzeugs ermitteln.
Zudem besteht die Möglichkeit, die Steigung sin(α) während des dem Stillstand des Fahrzeugs vorausgehenden Abbremsvorgangs anhand der Bremskraft und einer Verzögerung des Fahrzeugs zu ermitteln.
Die Masse m des Fahrzeugs kann anhand eines durch entsprechende Sensoren erfassten Einfederns von federnd gelagerten Karosserieteilen des Fahrzeugs erkannt werden, oder bei bekannter Vortriebs- bzw. Bremskraft anhand einer Fahrzeugsbeschleunigung bestimmt werden.
Ergibt der Vergleich des Bremsdrucks p_D0 mit dem Referenzdruck, dass die Differenz zwischen beiden Drücken kleiner als ein vorgegebener Wert ist, wird das Tiefpassfilter so eingestellt, dass auch sehr langsame Veränderungen des Bremsdrucks gefiltert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass ein hoher Wert für die Zeitkonstante des Tiefpassfilters eingestellt wird.
Es wird dadurch sichergestellt, dass auch solche Bremsdrücke p_D ausgeblendet und bei der Ermittlung des Bremsdrucks p_H nicht berücksichtigt werden, die sich bei einer Verringerung des Bremsdrucks durch den Fahrer ergeben, die sehr langsam vorgenommen wird.
Wenn die Differenz zwischen dem Bremsdruck p_D0 und den vorgegeben Wert überschreitet, hat der Fahrer einen Bremsdruck p_D0 eingestellt, der weit über dem zum Halten des Fahrzeugs erforderlichen Bremsdruck liegt.
Es ist in diesem Fall in der Regel nicht davon auszugehen, dass der Fahrer durch ein sehr langsames Verringern des Bremsdrucks p_D kurzzeitig einen zum Halten des Fahrzeugs zu geringen Bremsdruck einstellt.
Es kann daher eine kleine Zeitkonstante eingestellt werden, so dass eine genauere Erfassung des tatsächlichen Verlaufs des Messsignals erfolgt. Insbesondere werden dabei auch geringere Druckverringerungen erfasst, die anhand der Mittelwert- oder Minimalwertbildung eine wirksame Begrenzung des aufzubauenden oder aufrechtzuerhaltenden Bremsdrucks ermöglichen.
Die zu dem Zeitpunkt t₀ beginnende Erfassung des gefilterten Bremsdrucks p_D wird fortgeführt, bis ein vorgegebenes Ereignis eintritt.
Als eines der Ereignisse, die ein Beenden des Erfassens bewirken, ist ein Anrollen des Fahrzeugs vorgesehen, das anhand einer Veränderung der Winkelgeschwindigkeit ω der Raddrehzahlsensoren erkannt wird. Eine Berücksichtigung von während eines Anrollens des Fahrzeugs vorliegenden Bremsdrücken p_D für die Bestimmung des Bremsdrucks p_H erscheint nicht sinnvoll, da diese Bremsdrücke p_D in der Regel zu gering sind, um einen Stillstand des Fahrzeugs sicherzustellen.
Wenn die Beträge der Winkelgeschwindigkeit ω der Räder des Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne Δt_A einen Schwellenwert ω_A nicht überschreiten und innerhalb der Zeit spanne Δt_A wieder den Wert ω = 0 annehmen, wird die Erfassung des Bremsdrucks p_D fortgesetzt.
Es kann in diesem Fall davon ausgegangen werden, dass der Fahrer den Bremsdruck verringert hat, ohne ein Anfahren zu beabsichtigen.
Ein weiteres Ereignis, welches zum Beenden der Erfassung führt, ist ein Ablaufen einer Zeitspanne Δt_B, die zu dem Zeitpunkt t₀ beginnt.
Eine Dauer der Zeitspanne Δt_B sollte dabei so gewählt werden, dass zuverlässig ein Bremsdruck p_H bestimmt werden kann, der den Stillstand des Fahrzeugs sicherstellt.
Zudem wurde die Erfahrung gemacht, dass ein Fahrer das Fahrzeug oftmals mit einem sehr hohen Bremsdruck zum Stillstand bringt und den Bremsdruck bei oder unmittelbar vor dem Stillstand verringert.
Insbesondere bei einer vorgesehenen Mittelwertbildung zum Ermitteln des Bremsdrucks p_H ist die Dauer der Zeitspanne Δt_B daher ausreichend lang zu wählen, so dass der Mittelwert p_H möglichst gering durch einen sehr hohen Bremsdruck p_D zu Beginn des Stillstandes des Fahrzeugs beeinflusst wird. Die Dauer der Zeitspanne beträgt beispielsweise 0,5 s bis 5 s.
Ferner ist es vorgesehen, dass ein Erfassen eines vorgegebenen, von dem Fahrer veranlassten Signals ein Ereignis darstellt, dessen Auftreten ein Beenden des Erfassens zur Folge hat.
Bei diesem Signal kann es sich beispielsweise um ein Signal handeln, das der Fahrer zum Aktivieren der Hill-Start-Assist-Funktion gibt.
Als Signale kommen dabei mittels der Betätigungseinrichtung der Bremsanlage des Fahrzeugs zu veranlassende Veränderungen des Bremsdrucks p_D sowie andere Signale, wie beispielsweise das Betätigen eines Schalters oder das Ausführen einer vorgegebenen Lenkradbewegung in Frage.
Ein in der Veränderung des Bremsdrucks p_D bestehendes Signal hat dabei den Vorteil, dass es beim Vorhandensein eines Bremspedals als Betätigungsmittel in einfacher Weise per Fuß durch den Fahrer gegeben werden kann und zudem aufgrund des offensichtlichen Bezugs sowohl der Hill-Start-Assist-Funktion als auch des Signals zu den Bremsen des Fahrzeugs von dem Fahrer sehr schnell und einfach adaptiert wird.
Als ein derartiges Signal ist hier beispielsweise ein fahrerseitiges Einstellen einer als Druckgradient bezeichneten Änderungsrate p ._D des Bremsdrucks p_D vorgesehen, deren Betrag einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Es ist auch möglich, dass ein mehrmaliges Einstellen eines betragsmäßig über einem vorgegebenen Wert liegenden Druckgradienten p ._D gleichen Vorzeichens als Signal verwendet wird.
Zudem kann die Hill-Start-Assist-Funktion durch eine definierte Lenkradbewegung aktiviert werden. Diese besteht beispielsweise darin, das Lenkrad, ausgehend von einer während des Stillstands des Fahrzeugs vorliegenden Ausgangsstellung um einen Lenkradwinkel einzudrehen, der einen vorgegebenen Schwel lenwert überschreitet, und das Lenkrad anschließend wieder in die Ausgangsstellung zurückzuführen.
Die Steuereinheit erkennt das Auftreten eines oder mehrerer der vorgenannten Ereignisse und beendet bzw. unterbricht die Erfassung und Speicherung des den Bremsdruck p_D repräsentierenden Signals.
Im Falle einer online erfolgenden Minimalwertbildung ist auch die Auswertung des Signals beim Beenden des Erfassens abgeschlossen und der aufzubauende und/oder aufrechtzuerhaltende Bremsdruck p_H ist durch den in dem Speicher der Steuerungseinheit befindlichen Wert festgelegt.
Ist eine Mittelwertbildung erfasster Werte des Signals vorgesehen, so wird diese nach dem Beenden des Erfassens vorgenommen.
Bei einer kontinuierlichen Erfassung des Signals geschieht dies anhand einer Integration des Signals über den Zeitraum der Erfassung und anschließender Division durch die Zeitdauer T dieses Zeitraums. Es gilt dann
Die Zeitdauer T wird zu diesem Zwecke ebenfalls von der Steuereinheit ermittelt.
Die Integration kann ebenfalls online durchgeführt werden, so dass ein Speichern der einzelnen Werte des Signals entfällt.
Der Bremsdruck p_H wird entweder unmittelbar nach der Aktivierung der Hill-Start-Assist-Funktion, nach Ablauf der Zeitspanne Δt_B, nach Ablauf einer mit der Erfassung der Aktivierung beginnenden Zeitspanne oder dann eingestellt, wenn der Bremsdruck p_D nach der Aktivierung den Wert p_H unterschreitet.
Zum Einstellen des Bremsdrucks p_H wird zunächst der aktuell vorliegende Bremsdruck p_D mit dem Bremsdruck p_H verglichen.
Sind beide Bremsdrücke gleich, werden die Ventile der Radbremszylinder geschlossen, so dass der Druck in den Radbremszylindern aufrechterhalten wird.
Wenn der Vergleich ergibt, dass der Bremsdruck p_D größer als der Bremsdruck p_H ist, so wird die Stellung der Ventile, bei der ein Druckabbau erfolgt, so lange aktiviert, bis der Bremsdruck in den Bremszylindern den Wert p_H erreicht. Dann werden die Ventile geschlossen.
Eine Druckerhöhung mittels der Druckversorgung wird in dem Falle vorgenommen, in dem der Bremsdruck p_D kleiner als der Wert p_H ist. Nach dem Erreichen des Wertes p_H werden auch in diesem Fall die Ventile geschlossen.
Insbesondere bei einer Bestimmung des Druckes p_H durch die Minimalwertbildung wird dabei in der Regel ein Druckabbau erforderlich sein. Ein Druckaufbau mittels der Druckversorgung ist bei einer Minimalwertbildung in keinem Fall erforderlich, so dass bei dieser Durchführungsform keine Druckversorgung benötigt wird.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass auch nach der Ermittlung des Bremsdrucks p_H eine Überwachung des Bremsdrucks p_D vorgenommen wird, und der Bremsdruck p_H durch ein Schließen der Ventile eingestellt bzw. eingeschlossen wird, wenn der Bremsdruck p_D den Wert p_H gerade unterschreitet. Diese Durchführungsform eignet sich dabei besonders, wenn eine Minimalwertbildung zur Bestimmung von p_H vorgesehen ist.
Um ein rechtzeitiges Schließen der Ventile herbeizuführen, wird in dieser Durchführungsform neben dem Bremsdruck p_D selbst auch dessen zeitliche Änderung, der Druckgradient p ._D überwacht.
Der nach einer gewissen kleinen Zeitdauer T₁ zu erwartende Druck ergibt sich in der Form p_D + p ._D·T₁ aus dem aktuellen Bremsdruck p_D und dem Druckgradienten p ._D. Durch eine Berücksichtigung des Druckgradienten p ._D kann damit der Zeitpunkt für das Schließen der Ventile präzise bestimmt werden, und es ist sichergestellt, dass durch die Steuereinheit kein zu geringer Bremsdruck eingestellt wird.
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Radbremszylinder erst dann von dem Hauptbremszylinder getrennt werden, wenn es tatsächlich erforderlich ist, wodurch die Hill-Start-Assist-Funktion für den Fahrer komfortabler wird. Bei geschlossenen Ventilen zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern kann die Hydraulikflüssigkeit beim Betätigen der Betätigungsvorrichtung der Bremsanlage nicht in die Radbremskreise ausweichen, so dass die Betätigungseinrichtung sehr schwergängig wird. Ebenso wird ein Lösen der Betätigungseinrichtung dadurch erschwert, dass keine Hydraulikflüssigkeit von den Radbremskreisen in den Hauptbremszylinder strömen kann. Die damit einhergehenden Probleme treten bei dieser Durchführungsform der Erfindung nicht auf.

α: Längsneigungswinkel des Fahrzeugs
α_max: maximal zulässiger Längsneigungswinkel des Fahrzeugs
Δt_A: Zeitspanne
Δt_B: Zeitspanne
g: Erdbeschleunigung
m: Fahrzeugmasse
m_max: maximal zulässige Fahrzeugsmasse
ω: Winkelgeschwindigkeit
ω_A: Schwellenwert für die Winkelgeschwindigkeit
p_D: von einem Fahrer eingestellter Bremsdruck
p ._D: Änderungsrate des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks
p_D0: anfänglich von dem Fahrer eingestellter Bremsdruck
p_H: aufzubauender und/oder aufrechtzuerhaltender Bremsdruck
: zum Halten des Fahrzeugs
T: Zeitdauer
T₁: Zeitdauer
t: Zeit
t₀: Zeitpunkt, zu dem ein Stillstand des Fahrzeugs bzw. eine
: Erfassung des von dem Fahrer eingestellten Bremsdrucks be
: ginnt

Claims

Verfahren zum Verhindern eines Wegrollens eines Fahrzeugs, bei dem ein Stillstand des Fahrzeugs überwacht und ein in Abhängigkeit eines von einem Fahrer während des Stillstands eingestellten Bremsdrucks (p_D) bestimmter Bremsdruck (p_H) in einem Bremszylinder an wenigstens einem Rad des Fahrzeugs aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck (p_H), der in dem Bremszylinder aufgebaut und/oder aufrechterhalten wird, durch eine Auswertung eines Verlaufs eines gefilterten, den von dem Fahrer eingestellten Bremsdruck (p_D) repräsentierenden Signals ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal durch einen Tiefpassfilter gefiltert wird.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitkonstante des Tiefpassfilters einem bei einem Beginn einer Erfassung des den Bremsdruck (p_D) repräsentierenden Signals vorliegenden Bremsdruck (p_D0) angepasst wird.
Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aufrechtzuerhaltende Bremsdruck (p_H) anhand eines Mittelwertes des Signals ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aufrechtzuerhaltende Bremsdruck (p_H) anhand eines Minimalwertes des Signals ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf des Signals während einer vorgegebenen Zeitspanne (Δt_B) nach einem Beginn (t₀) des Stillstandes des Fahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne (Δt_B) ein Länge (T) von 0,5 s bis 5 s aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Verlaufs des Signals beendet wird, wenn ein vorgegebenes durch den Fahrer veranlasstes Signal erfasst wird.