DE68908754T2

DE68908754T2 - Verfahren und Anordnung zur Geschwindigkeitskonstanthaltung mittels Betätigung eines Kraftfahrzeug-Bremssystems.

Info

Publication number: DE68908754T2
Application number: DE89850099T
Authority: DE
Inventors: Lars-Gunnar Hedstroem
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2009-03-29
Also published as: EP0336913B1; EP0336913A2; US5003483A; DE68908754D1; BR8901453A; SE8801201D0; SE8801201L; ATE93780T1; SE460781B; EP0336913A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6.

Stand der Technik

Um für ein Motorfahrzeug auf einer Gefällstrecke eine konstante Geschwindigkeit einhalten zu können, ist das Regeln der Bremsen des Fahrzeugs in Richtung auf eine vom Fahrer gewählte Zielgeschwindigkeit vorbekannt.
Im Fall schwerer Motorfahrzeuge werden in diesem Zusammenhang verschiedene Arten von Hilfsbremsen zusätzlich zu den gewöhnlichen Radbremsen des Fahrzeugs benutzt. Diese Hilfsbremsen können in solchen Fällen mit einem Zwangskühlsystem konstruiert sein, welches ein langandauerndes Anlegen der Hilfsbremsen ermöglicht, ohne daß die Hauptbremsen des Fahrzeugs benutzt werden. Infolgedessen werden die Hauptbremsen, die gewöhnlich Reibungsbremsen des Scheibenbremsen- oder Trommelbremsentyps aufweisen, an einer Überhitzung und dem damit einhergehenden Risiko des Bremsversagens gehindert. Bei der Benutzung von Hilfsbremsen wird folglich im Bremssystem eine erhöhte Betriebssicherheit erhalten, da die Hilfsbremsen mit Vorteil für Zwecke der konstanten Geschwindigkeitseinhaltung und für mäßige Verlangsamungen benutzt werden, während die Hauptbremsen des Fahrzeugs für heftiges Bremsen gespart werden, welches durch unerwartete Störungen im Verkehrsfluß herbeigeführt wird.
Systseme zur konstanten Geschwindigkeitseinhaltung auf Gefällstrecken durch Regeln von Hilfsbremsen sind beispielsweise aus den Patentschriften US-A-4 485 444, US-A-4 477 124 und US-A-4 462 479 vorbekannt, bei denen aus logischen Schaltungen, beispielsweise in Form eines Mikrorechners aufgebaute Systeme die Bremsen auf eine vom Fahrer eingestellte Zielgeschwindigkeit einregulieren.
Die bekannten Systeme zur Geschwindigkeitskonstanthaltung werden von einem fahreraktivierbaren Steuersystem betätigt, welches allein zu diesem Zweck benutzt wird. Dieses Steuersystem kann beispielsweise auf der Lenkradkonsole in form eines Hebels oder eines Drehreglers angeordnet sein oder in gewissen Fällen als bußbetätigte Steuerung zusätzlich zu den gewöhnlichen Fußpedalen des Fahrzeugs für Beschleunigung, Bremsen und Kupplung. Es sind auch Systeme zur Geschwindigkeitskonstanthaltung vorgeschlagen worden, die mittels einer Art von Druckknopfprogrammierung durch den Fahrer betätigt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betriebsweise der automatischen Geschwindigkeitskonstanthaltung auf Gefällstrecken zu ermöglichen, die wirksam wird, sobald der Fahrer eine gewöhnliche Betriebsbremssteuerung für das Hauptbremssystem des Fahrzeugs betätigt hat. Damit ist es möglich, ein zusätzliches Betriebssteuersystem für den Fahrer wegzulassen, welches ausschließlich zum Einschalten des Geschwindigkeitskonstanthaltebetriebs bedient würde und zusätzlich die Anzahl fahrerabhängiger Steuerungen und die Kompliziertheit der Fahrerumgebung erhöhen würde. Zu diesem Zweck unterscheidet sich das Verfahren gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifizierten Unterscheidungsmerkmale und die Anordnung gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 6 spezifizierten Unterscheidungsmerkmale.
Bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Außerkraftsetzen des Geschwindigkeitskonstanthaltesystems auf bekannte Weise mittels einer gewöhnlichen Steuerung zum Regeln der Motorfahrzeugbelastung betätigt. Folglich wird eine Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion vollkommen ohne zusätzliche Betätigung sowie ohne zusätzliche Deaktivierungssteuerungen erhalten.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die Abwärtsregelung der Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion in Richtung auf einen Zielwert hauptsächlich durch die Tatsache bewirkt, daß die Hilfsbremsen des Fahrzeugs aktiviert werden, während die gewöhnlichen Radbremsen des Fahrzeugs nicht betätigt werden oder, alternativ, teilweise betätigt werden durch eine gewöhnliche Betriebsbremssteuerung, die der Fahrer teilweise aktiviert.
Weitere Unterscheidungsmerkmale ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren.

Kurzbeschreibung der Figuren:

Fig. 1 zeigt eine grundsätzliche bauliche Ausführung eines Bremssystems gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Fließschema, welches sich auf das Bremsbetätigungsprogramm bezieht.

Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform

Fig. 1 zeigt eine Grundanordnung, welche die für die Erfindung notwendigen Bauelemente aufweist. Weitere Überwachungsvorrichtungen oder Regelvorrichtungen, die Teil einer kompletten Bremsanlage für Motorfahrzeuge, aber zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, sind weggelassen.
In das Bremssystem ist eine logische Schaltung eingebaut, die bei der exemplarischen Ausführungsform einen Mikrorechner 1 aufweist, der nachfolgend als Zentraleinheit CPU bezeichnet wird. Das System erhält Energiezufuhr von einer Batterie 6 über eine Zuleitung 10, an die Kabel 11, 12, 13 angeschlossen sind. Diese sind ihrerseits mit der Zentraleinheit CPU, einem Bremspedalsignalgeber 2 und einem Gaspedal 3 verbunden. Die Zentraleinheit CPU ist über ein Kabel 29 geerdet. Die Geber 2, 3 bestehen aus Begrenzungskontakten 16, 18, welche mit jeder Fußpedalsteuerung verbunden und nur dann offen sind, wenn die entsprechenden Fußpedalsteuerungen 17, 19 sich in Ruhestellung befinden. Infolge dieser Kontakte empfängt die CPU, jedesmal wenn das Gaspedal oder das Bremspedal betätigt wird, infolgedessen Signale über Kabel 14, 15.
Die CPU überwacht ständig die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einen Geschwindigkeitsgeber 5. Ein geeigneter Geschwindigkeitsgeber ist ein Frequenzgeber 30 des induktiven Typs, der mit der CPU über Kabel 31, 32 verbunden ist und über rotierende Zahnkränze oder Hohlringe beispielsweise auf einer Abgabewelle im Getriebekasten des Fahrzeugs eine Wechselspannung überträgt, deren Frequenz zur Geschwindigkeit proportional ist. Die CPU ist auch imstande, über Änderungen in der Frequenz die Beschleunigungsrate des Fahrzeugs zu berechnen.
Je nach den vom Bremspedalsignalgeber 2, vom Gaspedalsignalgeber 3 und vom Geschwindigkeitsgeber 5 ankommenden Signalen betätigt die CPU dann die Bremsregelvorrichtung 4.
Gemäß der Erfindung enthält die CPU eine Speichereinheit 40, innerhalb der die CPU einen Wert speichert, der die niedrigste momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs wiedergibt, wie sie vom Geschwindigkeitsgeber 5 während der Zeit überwacht wird, während der das Bremspedal 17 betätigt wird und der Kontakt 16 geschlossen ist. Im Anschluß an die Aktivierung des Bremspedals benutzt die CPU den innerhalb des Speichers 40 gespeicherten Geschwindigkeitswert als Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Zielwert in einer Registeradresse innerhalb der CPU gespeichert, die für den Zielwert beabsichtigt ist, und die Bedingungen für die Zielwertüberwachung und die Neueingabe eines neuen Zielwertes werden von der Software der CPU bereitgestellt. Die gleichen Funktionen können natürlich auch mit einer Steuereinheit erhalten werden, die aus logischen Schaltungen aufgebaut ist. Mit Hilfe der oben genannten Anordnung wird also ein Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung gebildet, der in einer weiter unten beschriebenen Weise zum Regeln der Fahrzeugbremsvorrichtung 4 immer dann benutzt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Zielwert übersteigt.
Die CPU enthält auch mindestens eine Rückstellvorrichtung, die bei der exemplarischen Ausführungsform einen Gaspedalsignalgeber 3 aufweist. Bei Aktivierung dieser Vorrichtung wird von ihr über das Kabel 15 ein Signal übertragen, woraufhin die CPU die Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion suspendiert. Dies kann geeigneterweise als Ergebnis dessen geschehen, daß dem Zielwert innerhalb des CPU-Registers ein unvernünftig hoher Wert zugeordnet ist, der wesentlich über der maximalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs liegt, was bedeutet, daß die überwachte Geschwindigkeit des Fahrzeugs diesen frei erfundenen Zielwert nicht überschreiten kann. Wenn das System im Anschluß an die Betätigung der Bremsen wieder einen innerhalb des Speichers gespeicherten, realen Zielwert erhalten hat, wird die Bremsvorrichtung angelegt, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit den Zielwert übersteigt, während die Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion aufhört, sobald das Gaspedal erneut betätigt wird.
Das Fließschema in Fig. 2 veranschaulicht, wie die Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion gemäß einem innerhalb der CPU gespeicherten Programm erhalten wird. Das Programm ist in drei Hauptabschnitte A, B, C unterteilt. Der erste Abschnitt A erzeugt eine Funktion, bei der jegliche Betätigung der Bremsen überwacht und ein Zielwert Vm auf die niedrigste Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt wird. In einer Vergleichsstufe 40 wird eine Überwachung durchgeführt, um festzustellen, ob das Bremspedal 17 betätigt ist, was ein Signal B auf dem Kabel 14 überträgt. Wenn auf dem Kabel 14 ein Signal ansteht, fährt das Programm zur Arbeitsstufe 41 fort, auf der eine Bremsmarke Bx innerhalb des CPU-Registers auf hoch gestellt wird, woraufhin das Programm zu einer Vergleichsstufe 42 weiterläuft, auf der die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Zielwert Vm innerhalb des CPU-Registers verglichen wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als der Zielwert Vm, fährt das Programm zur Arbeitsstufe 43 weiter, auf der die Fahrzeuggeschwindigkeit V als neuer Zielwert Vm eingegeben wird.
Dort schließt sich dann der zweite Abschnitt B des Programms an, bei dem eine Rückstellfunktion erhalten wird, wenn Gas gegeben wird. Auf der Vergleichsstufe 44 erfolgt eine Überwachung um festzustellen, ob das Gaspedal 19 betätigt ist, was ein Signal TP auf dem Kabel 15 überträgt. Wenn auf dem Kabel 15 ein Signal ansteht, fährt das Programm zur Arbeitsstufe 45a weiter, auf der die Bremsmarke Bx innerhalb des CPU-Registers auf niedrig gesetzt wird, woraufhin das Programm zur Arbeitsstufe 45b weiterläuft, auf der dem Zielwert Vm der oben genannte, unvernünftig hohe Wert für das Fahrzeug zugeteilt wird.
Auf die Programmabschnitte A und B folgt die Bremssteuerfunktion c selbst, um auf Gefälle hügelabwärts eine Geschwindigkeitskonstanthaltung zu erhalten. Diese Funktion wird allerdings nur betätigt, wenn die Bremsmarke Bx hoch ist, was der Fall ist, wenn das Bremspedal ohne begleitende oder gleichzeitige Betätigung des Gaspedals betätigt worden ist. Der Programmabschnitt C beginnt auf der Vergleichsstufe 46, auf der die Überwachung des Zustands der Bremsmarke Bx durchgeführt wird. Ist die Bremsmarke Bx hoch, fährt das Programm zur Vergleichsstufe 47 weiter, auf der die Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem von der Funktion A erhaltenen Zielwert Vm verglichen wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der Zielwert Vm, läuft das Programm zur Arbeitsstufe 48 weiter. Auf der Stufe 48 wird die Bremsvorrichtung 4 des Fahrzeugs angelegt, die in der Fig. als BR bezeichnet ist, woraufhin das Programm zur Arbeitsstufe 49 fortfährt. Das Programm geht auch dann auf diese Stufe, wenn auf der Stufe 47 festgestellt wurde, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als der Zielwert Vm. Die Stufe 49 enthält eine Steuerroutine MOD, in der sowohl die Verlangsamung als auch die Beschleunigung des Fahrzeugs überprüft wird, sobald ein Bremsvorgang ausgelöst wird. Zwecks sanfter Bremssteuerung kann das Bremsanlegeniveau nach unten verstellt werden, wenn die Verlangsamung festgelegte Grenzwerte übersteigt und kann nach oben verstellt werden, wenn die Beschleunigung andere festgelegte Grenzwerte übersteigt.
Die Stufe 48 selbst kann eine Anzahl von Unterelementen enthalten, in denen das Bremsanlegeniveau innerhalb der Fahrzeugbremsvorrichtung 4 im Verhältnis zum überschrittenen Zielwert geregelt wird. Die Bremsvorrichtung 4 kann vorteilhafterweise eine Hilfsbremse in der Antriebsleistung des Fahrzeugs aufweisen, d.h. in der Kraftübertragung zwischen Motor und Antriebsgetriebe, in Form eines hydrodynamischen Verzögerers oder einer elektrischen Wirbelstrombremse. Diese können primär in einer Vielzahl von Bremsstufen geregelt werden, wonach für den Fall wesentlicher Bremsanforderungen auch eine herkömmliche, mit dem Motor verbundene Abgasbremse betätigt werden kann. Die beispielhafte Ausführungsform in Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Abgasbetätigungsvorrichtung 25 und einem Verzögerer mit drei Bremswirkungsstufen 26-28. Die erste Bremswirkungsstufe 26 gibt ein Bremsmoment her, welches auf das Fahrzeug und auf geringe Bremserfordernisse maßgeschneidert ist, während die Bremswirkungsstufen 27 und 28 zunehmend stärker Bremsmomente abgeben. Mit einem Bremsvorrichtungsaufbau dieser Art kann die CPU dann die Bremswirkungsstufe 26 für den Fall regeln, daß der Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung mäßig überschritten wird, während Stufen 27-28 plus 25 im Verhältnis zu dem Ausmaß geregelt werden, um das der Zielwert Vm überschritten wird.
Wenn der Programmabschnitt C auf der Stufe 46 feststellt, daß die Bremsmarke Bx niedrig ist, was der Fall bei Betätigung des Gaspedals ohne anschließende Betätigung des Bremspedals ist, fährt das Programm zur Stufe 50 weiter. Das rückt die Bremsen aus, in der Fig. als BR-R bezeichnet, die das Programm möglicherweise auf der Programmstufe 48 beim früheren Laufen des Steuerprogramms betätigt hat.
Das Programm 40-49/50 wird geeigneterweise von der CPU als Unterbrechungsroutine mehrmals pro Sekunde laufen gelassen. Jede Stufe braucht als Laufzeit etwas im Größenordnungsbereich von einigen Mikrosekunden. Da die Bildung eines neuen Geschwindigkeitswertes V für das Fahrzeug durch den Frequenzgeber 30 eine gewisse Mindestzeit erfordert, ist es diese Zeit, die die Ansprechzeit des Systems zur Bremsregelung bestimmt. Andererseits wird die Bremsregelung durch ein Gaspedal-Startrheostat mit einer dem Unterbrechungsintervall entsprechenden Ansprechzeit suspendiert. Das Beharrungsvermögen des Fahrzeugs ist allerdings so groß, daß die Bremsregelung durch den Fahrer als kontinuierlich wahrgenommen wird.
Die vorstehende Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sollte nicht als die Erfindung eingrenzend betrachtet werden. Stattdessen kann sie in einer Vielzahl von Ausführungsbeispielen innerhalb des Rahmens des Gedankens der Erfindung und der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.

Claims

1. Verfahren, welches dazu bestimmt ist, durch Bremsen die Geschwindigkeit eines Motorfahrzeugs beim Fahren auf Gefällstrecken konstant zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betätigen einer fahrerbetätigten Bremssteuerung (17) die niedrigste momentane Fahrzeuggeschwindigkeit, die während der gesamten Bremssteuerbetätigung entwickelt wurde, als ein Zielwert (Vm) der Geschwindigkeitseinhaltung registriert wird, daß das Bremsen des Fahrzeugs gesteuert wird, wenn die gegenwärtige Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs den Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung übersteigt, um die Geschwindigkeit zum spezifizierten Zielwert zu regeln, und daß die spezifizierte Regelung nur suspendiert wird, sobald ein fahreraktivierbares Signal (TP) registriert worden ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fahreraktivierbare Signal (TP), welches die Geschwindigkeitskonstanthaltefunktion suspendiert, erhalten wird, wenn eine gewöhnliche fahreraktivierte Steuerung (19) zum Regeln der Motorlast nicht in Ruhestellung ist.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärtsanpassung der Geschwindigkeit zum Zielwert (Vm) nicht durch Aktivieren gewöhnlicher Radbremsen am Fahrzeug bewirkt wird sondern statt dessen durch Aktivieren eines innerhalb der Antriebsleitung des Fahrzeugs angeordneten Hilfsbremssystems (25-28).

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsbremssystem eine primäre Hilfsbremse (26-28) enthält, die eine innerhalb der Antriebsleitung angeordnete hydrodynamische Bremse aufweist.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsbremssystem eine sekundäre Hilfsbremse (25) enthält, die eine innerhalb des Abgassystems des Fahrzeugs angeordnete Abgasbremse aufweist, welche so geregelt ist, daß sie immer dann ein Bremsen bewirkt, wenn die primäre Bremse unfähig ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung herab zu reduzieren.

6. Anordnung zur Geschwindigkeitskonstanthaltung eines Motorfahrzeugs beim Fahren auf Gefälle hügelabwärts durch Regeln der Bremsvorrichtung (4) des Fahrzeugs auf dem Wege über eine Steuereinheit (1), die mittels Überwachungsvorrichtungen (2, 3, 5) allermindestens die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bremssteuerposition und die Position einer zusätzlichen Fahrzeugsteuerung (19) erkennt, um ein Ausrücken des Geschwindigkeitskonstanthaltesystems zu bewerkstelligen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremssteuerung die gewöhnliche Betriebsbremssteuerung (17) des Fahrzeugs aufweist, und daß die Steuereinheit (1) einen Speicher zum Speichern der kleinsten Fahrzeuggeschwindigkeit enthält, die das Fahrzeug hat oder gehabt hat, während gleichzeitiger Signalisierung von der Überwachungsvorrichtung (2) für die Stellung der Bremssteuerung (17), die darauf hinweist, daß die Bremssteuerung (17) nicht in Ruhestellung ist, zu welch kleinster Fahrzeuggeschwindigkeit die Steuereinheit (1) das Fahrzeug aufgrund der Tatsache bremst, daß Signale die Fahrzeugbremsvorrichtung (4) immer dann regeln, wenn die erkannte Fahrzeuggeschwindigkeit die gespeicherte, kleinste Fahrzeuggeschwindigkeit übersteigt und bis die Überwachungsvorrichtung (3) für die zusätzliche Fahrzeugsteuerung ein Signal für das Ausrücken des Geschwindigkeitkonstanthaltesystems hervorbringt.

7. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) ein Hilfsbremssystem betätigt, welches eine primäre Hilfsbremse (26-28) enthält, die eine innerhalb der Antriebsleitung des Fahrzeugs angeordnete hydrodynamische Bremse aufweist.

8. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) ein Hilfsbremssystem betätigt, welches eine primäre Hilfsbremse (26-28) enthält, die eine innerhalb der Antriebsleitung des Fahrzeugs angeordnete Wirbelstrombremse aufweist.

9. Anordnung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) ein Hilfsbremssystem betätigt, welches eine primäre Hilfsbremse (26-28) enthält, die eine innerhalb der Antriebsleitung des Fahrzeugs angeordnete Reibungsbremse aufweist.

10. Anordnung nach einem der Patentansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsbremssystem eine sekundäre Hilfsbremse (25) enthält, die eine innerhalb des Abgassystems des Fahrzeugs angeordnete Abgasbremse aufweist, welche angewiesen wird, immer dann zu bremsen, wenn die primäre Bremse (26-28) unfähig ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den Zielwert der Geschwindigkeitseinhaltung herab zu reduzieren.