CN101678832B - 用于机动车辆的斜坡起步辅助方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的使用者的斜坡起步辅助方法，该车辆具有制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，由此可以对该车辆的每个刹车蹄片上的压力进行控制。本发明的方法包括以下步骤：(a)估算由离合器传输的扭矩，(b)记录信息，该信息对应于使用者致动制动踏板而产生的主汽缸压力的值，并且(c)更新被记录的信息，该被记录的信息对应于使用者通过更用力地压下该踏板或者通过部分释放该踏板而使其再次致动时的主汽缸压力的值。本发明特征在于，当使用者完全释放该制动踏板时，该制动系统在预定的时间段内根据等于上次记录的信息值的压力定值来维持所述蹄片上的压力。

Description

用于机动车辆的斜坡起步辅助方法

技术领域

本发明涉及用于车辆的一种斜坡起步辅助装置。

更确切地说，它涉及用于带有手动变速箱(基于液压制动回路)的机动车辆的一种斜坡起步辅助装置。

背景技术

在当今的车辆中，斜坡起步(或者在山坡上驶离)对于试图尽其所能来限制其车辆后退的车辆使用者带来紧张。

通常，他必须尽可能快地将他的脚从制动踏板转移到加速踏板上以使得车辆没会有时间沿斜坡溜下。

避免这种造成紧张的来源的多种解决方案是已知的。

文献DE 102 42 122提出了一种方法，其中制动器释放是根据传输到离合器上的扭矩的来实现的。为此，该方法首先确定了当车辆静止时施加在车轮上的纵向力以及施加在车辆上的惯性力，并且然后在已估算出发动机扭矩后推导出传输到离合器上的瞬时扭矩。如果如此计算的传输扭矩大到足以补偿由于斜坡引起的纵向力，则该装置释放制动器。

然而，这种方法具有对离合器的磨损和老化敏感的缺点。

文献EP 1 41 0940提出了一种方法，其中对制动进行电控制以在车轮的刹车蹄片上维持所要求的压力而无需操作者来操作制动踏板，从而防止车辆移动，并且一直要这样做直到离合器踏板越过一个设定阈值。

文献DE 196 21 628公开了一种装置，其中，当首先使制动踏板致动时而使得车辆不移动时，与致动该踏板的行程无关地在车辆的至少一个车轮上保持一个制动力。然后，当该制动踏板被释放时，所述至少一个车轮上的制动力被减小从而实现平稳的启动。为了实施这种方法，该制动系统的多个电动阀门是由该装置直接控制的。

最后，文献WO 2004/103785描述了一种斜坡起步辅助方法，其中，使用坡度传感器来去激活将车辆保持在山坡上的功能(hill-holder，山坡驻车器)。该车辆被保持在该位置直到已经满足多个设定的驶离条件并且直到超过坡度变化阈值。

然而，坡度角的测量对于例如由于车内乘客的移动所引起的噪声是高度敏感的。此外，该坡度角传感器具有较长的响应时间，这在驶离过程中难以实现最佳的制动器释放。

发明内容

因此，为了避免与斜坡起步有关的造成紧张的来源，本发明的目的是提出一种新颖的方法来改进车辆的斜坡起步辅助功能(HAS功能，斜坡起步辅助)。

本发明的另一个目的是提出一种斜坡起步辅助方法，其中制动器释放的时刻是最佳的，以使得在无后退且无阻力的情况下释放车辆。

本发明的另一个目的是提出一种斜坡起步辅助方法，该方法改善了可靠性而不带有任何不希望的制动。

本发明的最后一个目的是提出一种斜坡起步辅助方法，该方法对于离合器老化、磨损以及制造差异几乎是不敏感的。

为此，本发明提出了一种协助使用者在山坡上驾驶其车辆的斜坡起步辅助方法，该车辆包括制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，并且其中可以对车辆的每个蹄片上的压力进行控制，该方法包括下列步骤：

(a)估算由离合器传输的扭矩，

(b)记录信息，该信息对应于使用者致动制动踏板而产生的主汽缸压力的值，

(c)更新所记录的信息，该信息对应于使用者通过进一步压下该制动踏板或者通过部分释放该制动踏板而使其再次致动时的主汽缸压力的值，

其特征在于，当使用者完全释放该制动踏板时，该制动系统在设定的时间段内根据等于上次记录的信息的值的压力定值来维持蹄片上的压力。

根据本发明的方法的某些优选而非限制性的方面如下：

-设定的时间段等于以下二者之间的最短的时间段：

ο由该系统定义的延时时间段，

ο使多个设定的驶离条件同时得到满足所需要的时间段，

-一个驶离条件是温和传动比，

-一个驶离条件是由该离合器传输的扭矩大于驶离扭矩阈值，

-一个驶离条件是所闻和的传动比与倾斜度相符，

-制动器释放的速度可以被参数化，

-该制动系统是ESP(电子稳定程序，其用于动态稳定控制)类型的液压单元。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于车辆的斜坡起步辅助设备，包括：

-由外力供以动力的制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，车辆的每个蹄片上的压力能够得到控制，

-用于估算传输到离合器上的扭矩的装置，

-用于记录由使用者致动制动踏板而引起的主汽缸的压力值并且在必要时更新所记录的主汽缸压力值的装置，

其特征在于，当使用者完全释放该制动踏板时，该设备在设定时间段内根据等于该主汽缸压力的最大记录值的压力定值来维持所述蹄片上的压力。

根据本发明的设备的某些优选而非限制性的方面如下：

-仅当所述蹄片上的压力小于由用于记录的所述装置在根据本发明的方法的过程中所记录的主汽缸压力时，该设备才控制这些蹄片上的压力。

本发明还提出了一种车辆，该车辆包括制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，车辆的每个蹄片上的压力能够得到控制，其特征在于，该车辆包括根据本发明的辅助设备。

附图说明

参考附图，通过阅读以下作为非限制性例子给出的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将变得明显，其中：

-图1示出了根据本发明的HSA功能的自动机；

-图2说明了该自动机的运转原理，该自动机对传输到本发明中所使用的车辆的车轮上的扭矩进行估算；

-图3说明了其中实施根据本发明的方法的车辆的功能结构。

具体实施方式

配备有实施根据本发明的方法的斜坡起步辅助设备的车辆包括发动机组、自动驻车制动器5、总线4(它输送来自车辆其余部分6的信号)、以及发动机组控制计算机。总线4优选地是CAN^TM(控制局域网络)标准的总线。发动机组由内燃机构成，该内燃机通过变速设备连至多个驱动轮，该变速设备包括由使用者通过离合器踏板控制的变速箱和离合器。在其他实施例中，该发动机组可以包括带有或不带有内燃机的一个或多个电动机。

该斜坡起步辅助设备与计算机1合作，该计算机控制自动驻车制动器5并且它还连接到总线4。如已知的，计算机1配备有用于产生关于施用和释放自动驻车制动器5的指令的装置，用于制动器5的所述指令是在通向自动驻车制动器5的连接线上被产生的。

必要时，计算机1还配备有用于将关于自动驻车制动器5的状态的信息传输到总线4的装置。

控制自动驻车制动器5的计算机1是借由一条适合的线路连接到倾斜度传感器2上的。当车辆在一个斜坡上静止时，倾斜度传感器2传送代表静止的车辆所在斜坡的倾斜度的信号。

当控制自动驻车制动器5的计算机1产生施用制动器的指令时，这些制动器的移动部件被夹在盘上从而紧固自动驻车制动器5。

相反，当控制自动驻车制动器5的计算机1产生释放自动驻车制动器5的指令时，这些制动器的移动部件即被释放。

此外，在启动情况下(不考虑斜坡的倾斜度)，车辆的发动机组产生一个扭矩，该扭矩可能或未能被传输到车轮上，这取决于离合器是否激活以及与离合器踏板的角度位置有关的比例)。

根据本发明的方法是基于对于由离合器传输的扭矩C_T的估算的，这个估算是基于该离合器的摩擦曲线而获得的，该曲线给出了根据离合器踏板的角度位置θ_离合器的所传输的扭矩C_T。

为了驶离，驻留在斜坡上的车辆必须克服由于地球引力产生的斜坡的作用。

这种作用取决于斜坡倾斜度以及车辆质量，并且等于：

m.g.sin(θ_斜坡)

其中，m是车辆质量，g是地心引力，θ_斜坡是斜坡的倾斜度。

为了允许车辆驶离(即在斜坡上启动)，必须经由车轮传动系传输到离合器上的最小扭矩C_{T_seuil}因此必须至少等于

C_{T_seuil}＝m.g.sin(θ_斜坡).r(b).ρ_车轮

其中，r(b)是温和的传动比，它对应于换档杆的位置b，ρ_车轮是负载下车辆车轮的半径。

这个扭矩C_{T_seuil}是阈值驶离扭矩。因此，它采取以下的值：

-0，如果所记录的倾斜度特性(θ_{斜坡_存储})是正的或零并且倒档被接合，或者如果所记录的倾斜度(θ_{斜坡_存储})是负的或者零并且前进档被接合，

·m.g.sin(θ_斜坡).r(b).ρ_车轮，如果所记录的倾斜度特性(θ_{斜坡_存储})严格地为正并且前进档被接合，或者如果所记录的倾斜度(θ_{斜坡_存储})严格地为负并且倒档被接合。

当使用者在斜坡的向下方向上启动时，阈值驶离扭矩C_{T_seuil}的定义因此使之能够使阈值扭矩C_{T_seuil}设置为零。本发明提出的策略是基于这种关系的利用的。

具体地，它在于在从静止启动的阶段中当传输到离合器上的扭矩C_T大于阈值驶离扭矩C_{T_seuil}时，释放自动驻车制动器。

这里假设由例如法国专利申请FR 2 828 450描述的自动机来估算所传输的扭矩C_T(如图2所示，并且在本说明书的其余部分中将不对其做进一步说明)。

本发明提出的解决方案是具有HSA功能的自动机，该自动机是基于对由离合器传输的扭矩C_T的估算的，并且应用制动系统和电动制动控制器，该电动制动控制器配备有控制每个蹄片的压力的至少一个主汽缸压力传感器。

优选地，该制动系统是ESP(电子稳定程序，用于动态稳定控制)类型的液压制动单元。

现在将对本发明的详细运转予以说明。

可以将具有HSA功能的自动机的运转算法分成三个要素：自动机输入和输出、驶离信号的生成以及制动压力定值的生成。

适合的装置在输入端为控制器提供：

-斜坡的倾斜度θ_斜坡(由倾斜度传感器2确定)的测量值，

-加速踏板的角度位置θ_acc(由测量加速踏板被压下程度的传感器所确定)的测量值，

-离合器踏板的角度位置θ_离合器，(由测量离合器踏板被压下程度的传感器所确定)的测量值，

-借助于压力传感器而产生的主汽缸压力P_mc的测量值，其使之能够确定使用者是否希望使车辆保持静止，

-关于所接合的传动比类型(前进档、被接合的传动比、倒档、空档)的信息，

-车辆速度v的测量值，

-发动机的转速ω的测量值，其表明运转发动机的自主性，

-从该离合器的图(通过使用法国专利申请FR 2 828 450中描述的方法、基于斜坡的倾斜度θ_斜坡、加速踏板的角度位置θ_acc和离合器踏板的角度位置θ_离合器以及车辆的质量m而获得)中得知的所传输扭矩C_T的估算值。

确定传输比以及换档杆的位置(关于被接合的传动比类型的信息)使得该辅助方法的灵敏度被调整为符合使用者的意图，并且确定例如使用者是否希望使用除第一档以外的其他传动比来启动。

图1示出了该自动机的运转。

在初始状态10(在该状态中，车辆或者一直前行，或者发动机被关闭而处于静止)中该自动机保持未激活，直到同时满足多个激活条件。

这些条件是：

-车辆速度v低于最小速度V_min，

-主汽缸压力P_mc大于值主汽缸压力阈值P_mc-seuil，

-一个传动比被接合，

-发动机的转速ω大于最小转速ω_min，

-被接合的传动比与该斜坡相符(使用者应是希望爬上斜坡，不论是用前进档还是用倒档)。

然后该自动机切换至第二状态20，在该状态中，它估算由离合器传输的扭矩C_T并且利用记录装置将对应于定值主汽缸压力值P_mc的信息P_存储存储在存储器中。

如果车辆使用者再次致动制动踏板，则记录装置对关于由使用者施加的最大主汽缸压力的信息值P_存储进行更新。

当使用者完全释放制动踏板时，该自动机切换至第三状态30。

理论上施加的定值主汽缸压力P_mc的值减小，然后变得低于所存储的压力信息值P_存储。

然而，该自动机命令主汽缸将控制压力保持在等于P_存储的值并且自动启动延时。

然而，出于安全原因，可以仅对设定的时间长度实现这种自动保持，例如10秒钟。

如果在延时结束时驶离条件没有同时得到满足，则该自动机命令释放蹄片上的压力并且返回初始状态10。

如果在延时结束之前驶离条件同时被满足，则该自动机命令释放压力，并且被施加到蹄片上的压力因而以可参数化的速度减小直到变为零，以使得车辆执行平稳的斜坡起步。该自动机然后返回初始状态10，在该状态中该自动机再次处于未激活状态。

如果使用者在延时结束之前再次压下制动踏板，则该自动机返回至状态20，并且记录装置通过为存储器中的压力值P_存储分配等于由使用者施加的新的最大压力P_mc的一个值来更新该压力值。

于是，根据这个新的定值的相应压力被施加到蹄片上。

至少存在三个驶离条件。具体地是：

-一个传动比被接合，

-该传动比与斜坡相符：如果使用者希望以前进档执行斜坡起步，则需接合一个档位；如果使用者用倒车执行斜坡起步，则应接合倒档，

-由离合器传输的扭矩C_T大于车辆的驶离扭矩阈值C_{T_seuil}。

使用液压回路的优点是它使之能够在ABS调节之外(其未介入斜坡起步)保证在蹄片上施加的压力至少等于主汽缸压力P_mc。

实际上，仅当主汽缸压力P_mc小于所记录的压力P_存储时，蹄片上的压力才受HSA功能的控制，这使之能够避免会导致安全问题的任何不必要的制动。

尽管如此，由于关闭了绝缘的电动阀门，只在主汽缸压力值P_mc小于所记录的信息值P_存储时，HSA功能才能控制蹄片上的压力。

此外，制动器的释放速度可以被参数化并且根据制动器释放条件而改变。例如，当在延时结束之前还没有同时满足这些驶离条件而自动机释放制动器时(第一变型的情况)，释放速度小于自动机正执行斜坡起步时的情况。释放制动器的这种渐进还使得使用者能够更平稳地驶离。

最后，测量由离合器传输的扭矩C_T并不基于计算(例如基于发动机扭矩)而是基于通过离合器的图而得知的传输扭矩的估算值这一事实使之能够得出一种对于离合器老化、磨损和制造差异几乎不敏感的方法和设备。

当然，本发明决不限于上文描述的这些实施例，并且本领域的技术人员应知道如何实现各种变型或修改。

Claims (9)

1.一种用来协助使用者在山坡上操纵车辆的斜坡起步辅助方法，该车辆包括制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，由此对该车辆的每个蹄片上的压力进行控制，该方法包括以下步骤： 

(a)估算由离合器传输的扭矩(C_T)， 

(b)记录信息(P_存储)，该信息对应于使用者致动制动踏板而产生的主汽缸压力的值(P_mc)， 

(c)更新记录的信息(P_存储)，所更新的记录的信息对应于该使用者通过进一步压下该制动踏板或者部分释放该制动踏板而使其再次致动时的所述主汽缸压力的值， 

(d)通过倾斜度传感器传送代表静止的车辆所在斜坡的倾斜度(θ_斜坡)的信号， 

当该使用者完全释放该制动踏板时，该制动系统在设定的时间段内根据等于上次记录的信息(P_存储)的值的压力定值来维持所述蹄片上的压力，以及 

其特征在于，所述设定的时间段等于以下二者之间的最短时间段： 

-由该系统定义的延时时间段， 

-使得设定的驶离条件同时得到满足所需要的时间，其中，一个驶离条件是使传动比被接合，另一个驶离条件是被接合的传动比与所述斜坡的倾斜度相符，被接合的传动比与斜坡相符是当使用者接合一个档位以便以前进档执行斜坡起步或者接合倒档以便用倒车执行斜坡起步时成立的。 

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使传动比被接合的驶离条件是由该离合器传输的扭矩(C_T)大于驶离扭矩阈值(C_{T_seuil})。 

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驶离扭矩阈值(C_{T_seuil})等于m.g.sin(θ_斜坡).r(b).ρ_车轮，其中，m是车辆质量，g是地心引力，θ_斜坡是斜坡的倾斜度，r(b)是被接合的传动比并且它对应于换档杆的位置(b)，以及ρ_车轮是负载下车辆车轮的半径。 

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述释放的速度可以被参数化。 

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当在延时时间段结束之前还没有同时满足驶离条件而自动机释放制动器时，释放速度小于自动机正执行斜坡起步时的情况。 

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述制动系统是动态稳定控制(ESP)类型的液压单元。 

7.一种用于车辆的斜坡起步辅助设备，包括： 

-由外力提供动力的制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，由此对该车辆的每个蹄片上的压力进行控制， 

-用于估算传输到离合器上的扭矩的装置， 

-用于记录由使用者致动制动器踏板而产生的主汽缸压力值(P_mc)并且在必要时更新所记录的主汽缸压力值(P_存储)的装置， 

-用于传送代表静止的车辆所在斜坡的倾斜度(θ_斜坡)的信号的倾斜度传感器， 

其特征在于，当使用者完全释放该制动踏板时，所述设备在设定的时间段内根据等于该主汽缸压力的最大记录值(P_存储)的压力定值来维持所述蹄片上的压力，该设备设计成使得所述设定的时间段等于以下二者之间的最短时间段： 

-由该系统定义的延时时间段， 

-使得设定的驶离条件同时得到满足所需要的时间，其中，一个驶离条件是使传动比被接合，另一个驶离条件是被接合的传动比与所述斜坡的倾斜度相符，被接合的传动比与斜坡相符是当使用者接合一个档位以便以前进档执行斜坡起步或者接合倒档以便用倒车执行斜坡起步时成立的。 

8.如权利要求7所述的辅助设备，其特征在于，仅当所述蹄片上的压力小于由用于记录的所述装置在如权利要求1至6之一所述的方法的过程中所记录的主汽缸压力(P_存储)时，该辅助设备才控制所述蹄片上的压力。 

9.一种车辆，包括制动系统以及电动制动控制器，该电动制动控制器配备有至少一个主汽缸压力传感器，由此对该车辆的每个蹄片上的压力进行控制，其特征在于，该车辆包括如权利要求7或8所述的辅助设备。 

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