CN101896384A - 用于控制基础制动器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制车辆的基础制动器的系统和方法，该车辆具有至少一个基础制动器装置，其中该基础制动器的可用性限制为预定时间间隔内的基础制动器的预定总施用时间。

Description

用于控制基础制动器的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制和保护车辆特别是卡车、大客车和其他重型货车的基础制动器装置的系统和方法。

背景技术

车辆的制动系统通常包括基础制动器，所述基础制动器是装配到每个轴或车轮的带有制动垫片的基本的鼓式或盘式制动器组件，所述基础制动器产生使车辆减速或导致车辆停止所需的制动力。如果基础制动器使用过度，例如如果在长的时间周期内数次施用，则可能发生疲劳或衰退，即逐渐或突然地失去制动动力。这是由于如下事实，即如果制动垫片过度使用，则超过其最佳的工作温度且其摩擦系数降低，因为制动垫片的一定的元件可能开始熔化和/或气化。此外，非常频繁的制动施用可能导致制动器中大的温度变化，且因此导致制动盘的热疲劳。

为保护基础制动器，许多车辆装配有补充的辅助制动器，即缓速器。缓速器是永久地装配到车辆发动机或变速器的装置，以增加车辆在长期制动施用期间的制动能力。这样的补充的辅助制动器可用于保护基础制动器且为驾驶员赋予更大的控制和改进的制动性能。

现代车辆也通常装配有自适应或智能巡航控制(ACC)系统，所述控制系统能够自动调节车辆速度以维持距前方行驶的车辆的安全跟随距离，或保持车辆处于预先设定的速度。ACC装置通常利用安装在车辆格栅后方的雷达，以检测前方车辆的速度和距离。如果前方车辆减速或缓慢形式或超过预先设定的速度，则ACC装置向车辆的发动机制动系统发送信号以减速。然后，当道路空闲时，ACC装置将车辆再次加速到预先设定的速度。因此，ACC控制了车辆的制动行为。

美国专利US 6,044,321公开了这样的用于车辆的自适应巡航控制系统，其中通过保持车辆之间的限定的距离来限定制动的施用。在自适应巡航控制检测到为保持限定的车辆之间的距离需要制动操作的情况下施用缓速器，且如果施用缓速器不足以应对，则连续运行自动制动，直至获得希望的车辆之间的距离。

不幸的是，通过根据现有技术的自适应巡航控制系统实施的制动行为不可应用于例如卡车的重载车辆，因为制动特别是基础制动器的连续施用容易导致车辆制动系统的过度使用。但所有其他类型的车辆的制动也显示了当在缓慢车辆后方行驶时，例如在下陡坡时，由于基础制动器被自适应巡航控制系统连续促动以保持距前方车辆的距离而导致的增加的疲劳。

因此，在专利申请WO 2007/078230中已建议，在制动温度超过预先设定的阈值的情况下将ACC分离。但这也意味着需要通知驾驶员ACC被解除激活，且驾驶员必须立即接管控制，这降低了驾驶舒适性且不是驾驶员希望的。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于控制和保持车辆内的基础制动器的自动系统和方法，这降低了基础制动器的有害的热疲劳问题的风险。

此任务通过分别根据权利要求1和权利要求16的用于控制和保护车辆的基础制动器的系统和方法，以及通过根据权利要求30的包括这样的系统的巡航控制装置，或执行根据权利要求31的这样的方法来解决。

本发明基于一般构思，即如果基础制动器的频繁的或长时间的施用被最小化，则基础制动器最好地被保护。为此，系统包括控制单元，所述控制单元将基础制动器的可用性限制为预定时间间隔内基础制动器的预定总施用时间。

基础制动器的总施用时间可作为预定时间间隔期间基础制动器的数个短施用时间的加和。这意味着，例如如果基础制动器的总施用时间在60s的时间间隔内预定为12s，则在60s的时间间隔内，基础制动器可施用3次每次4s。这保证基础制动器不被过度使用，且将由于基础制动器的过度使用导致的疲劳和损坏最小化。

如果/当车辆达到距前方行驶车辆的最小距离或超过最大速度，则优选地初始化基础制动器的施用。最小距离和最大速度可有利地通过自适应巡航控制装置检测，其中最小距离限定为如果前方车辆突然停止或明显减速则车辆不与前方车辆碰撞所至少需要的距离。最大速度是车辆能够在道路上安全行驶的最高速度。最小距离和最大速度取决于环境条件例如道路坡度，道路条件，天气条件，和/或车辆特征条件例如车辆速度、车辆重量、载荷、制动动力，和/或车辆间条件例如车辆间速度。

另一方面，基础制动器施用之间的时间不被确定。因此，基础制动器可例如施用3s，松开15s，再施用5s，松开12s，再施用2s，松开20s，且然后再施用2s，且仍容易地满足在预定的60s的时间间隔内的12s的最大总施用时间的条件。

在另一优选的实施例中，松开时间间隔也取决于车辆是否达到距前方车辆最小的距离或是否超过最大速度。这意味着，例如，如果车辆在下坡道路上行驶，则基础制动器被施用数秒，直至距前方车辆的距离明显大，且然后基础制动器被松开且允许车辆“滑动加速”直至再次到最小距离和/或最大速度。

优选地，在基础制动器施用期间，要求的制动动力且因此基础制动器的施用时间和强度被计算，以使得车辆能运行数秒而在再次达到最小距离和/或最大速度前不再次施用基础制动器。所要求的制动动力的计算也考虑到环境条件例如道路坡度，道路条件，天气条件，和/或车辆特征条件例如车辆速度、车辆重量、载荷、制动动力，和/或车辆间条件例如车辆间速度。

基础制动器的总施用时间和预先确定的时间间隔优选通过车辆或制动器的制造商预先设定，且能够对于车辆和车辆的可允许载荷优化。

在另一优选实施例中，最大总施用时间和时间间隔在每次车辆开始行驶或启动时被预定。但也可以的是驾驶员自己可初始化总施用时间和时间间隔的确定。这有利的是，总施用时间可适于当前的车辆条件，例如带有或不带有载荷的行驶，因此基础制动器可进一步被保护。

在另外的优选实施例中，车辆还包括至少一个辅助制动器装置，所述辅助制动器装置在整个减速过程期间被施用。

另外，车辆优选包括自适应巡航控制装置，所述巡航控制装置具有用于检测距前方车辆距离的检测单元和/或用于限制车辆最大速度的速度限制单元。在检测到距前方车辆的预定距离或车辆速度超过最大速度的情况下，辅助制动器和/或基础制动器被施用，以将车辆减速。

在前方车辆非常慢或车辆行驶在下坡道路上的情况下，可能的是由辅助制动器施用的制动动力对于所要求的减速是不足的。因而，系统能够另外地施用基础制动器以提供足够的制动动力。

此外，包括本发明系统的优选实施例或适于执行本发明方法的实施例的巡航控制装置是优选的。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明。附图的图示的实施例仅是示范性的，且不意图于限制本发明的范围。本发明的范围通过所附权利要求限定。附图为：

图1示出包括根据本发明的实施例的系统的车辆的示意性顶视图；

图2示出下坡跟随情况的图示；

图3A至3C示出下坡跟随情况的另外的图示；

图4A、4B示出标准制动策略与本发明制动策略的实施例之间的比较；

图5示出制动持续因子BD作为时间t的函数的曲线图；

图6示出当使用本发明方法的实施例时不同车辆参数的行为的仿真；

图7示出加速度作为车辆重量和下坡坡度的函数的曲线图；并且

图8示出以包括本发明系统的优选实施例的卡车进行测试的记录文件。

具体实施方式

图1示出了车辆10，所述车辆10包括用于控制车辆的基础制动器14的系统12。形成了基础制动器14的盘式或鼓式制动器组件装配在车辆10的每个轴的每端。当车辆10的驾驶员压下脚制动踏板18时，基础制动器14产生通过车轮16导致车辆停止所需的制动力。系统12包括ACC装置20，所述ACC装置20检测速度和距车辆10前方的任何道路使用者的距离，且自动调节车辆速度以维持安全的跟随距离。ACC装置使用一个或多个制动装置和车辆的基础制动器，以保持希望的速度且保持距车辆前方车辆的希望的距离。系统12将ACC装置希望的制动力分配到辅助制动器装置和基础制动器14的盘式或鼓式制动器组件。与辅助制动器装置和基础制动器的此制动力混合对于一般技术人员是已知的，且不详细描述。车辆可以是单独的车辆或车辆组合，例如拖车/挂车组合。车辆优选地是例如卡车、大客车或工程车辆的重型车辆。

图2和图3A至图3C图示了使用不足的辅助制动器的制动能力的下坡跟随情况。

图2示出了车辆10(本车)，所述车辆10将在沿下坡跟踪车辆24(目标车)，其中本车比目标车更中，例如由于载荷，这导致更大的下坡力。车辆10装配有ACC装置20，所述ACC装置20包括本发明的系统12的优选实施例和安装在车辆10格栅后方的雷达，以检测其他车辆24的速度和距离。ACC装置20布置为保持车辆10当其前方无车辆时以预选设定的速度行驶，且当车辆10前方存在车辆时将车辆10维持在所述车辆后方希望的距离d处。因为车辆10比车辆24更重，所以车辆10所要求的制动动力比车辆24更大。因此，辅助制动器的制动动力不足以保持距前方车辆恒定的距离。

只要车辆10过于接近目标车辆24，则ACC装置20向系统12发送信号以使车辆10减速，这又施用了车辆10的基础制动器14，以维持车辆10和车辆24之间的希望的距离d。因为仅辅助制动器不能维持希望的距离d，所以基础制动器被施用。车辆间的距离可限定为以秒为单位的时间间隙，或以米为单位的距离。

制动和距离保持问题在图3A至图3C中图示。如在图3A中示出，具有至少一个辅助制动器装置和至少一个基础制动器的本车10接近前方车辆(目标车辆)24，其中本车10的速度高于目标车辆24的速度(V_ego＞V_target)。另外，假定本车10和目标车辆24由于道路的坡度以加速度a_ego和a_target下坡行驶，其中不足的辅助制动器能力添加到本车10的加速度a_ego。

从车辆间速度V_rel和必须不为不足运行的和/或驾驶员选择的邻近最小距离d_crit(d_crit限定了本车必须保持以不与前方车辆碰撞的绝对最小距离)导出了确定的距离d1，在所述确定的距离d1处施用基础制动器，使得减速度为：

a_brake＝f(a_{ego_slope}(d1))+f(V_rel，d)

其中a_{ego_slope}(d1)是本车10在距离d1前的加速度。

V_rel是相对车辆间速度，V_rel＝V_target-V_ego，且d是本车10和目标车辆24之间的距离。

距离d1不是恒定的，而是V_rel的函数，因为在本车10远快于目标车辆24的情况中，比缓慢的本车10需要更早的反应。

本车10减速为与目标车24具有相同速度所需的时间是t₁₂。在此时间期间，目标车辆24和本车10之间的距离进一步降低到d2，见图3B。因此，距离d1的确定必需考虑本车10在时间t₁₂中仍在接近目标车辆24。距离d2应大于等于本车应与目标车辆保持的最小距离d_crit。

如在图3C中示出，减速度维持在a_brake直至本车10和目标车辆24之间的距离为d3。在此时将制动器松开，且本车10以大致a_{ego_slope}再加速，假定环境条件不改变很多。本车10可滑动的距离为d3-d_min，直至再达到制动器需要再次施用的距目标车辆24的距离d_min。注意到，如果给定大致相同的相对速度V_rel，则距离d_min仅与d1相同。在目标车辆加速或减速或环境条件改变的情况中，d_min与d1不同。

本车10的加速度a_ego直接关系到基础制动器和辅助制动器应如何施用以避免基础制动器的疲劳。在本发明的系统中，疲劳限定为基础制动器施用时间的函数。为避免疲劳，系统将基础制动器的施用时间相加，且将基础制动器的可用性限制为预定时间间隔内的预定总施用时间。

本发明人通过经验测试已发现，如果在40s至60s之间的预定时间间隔范围内的总预定施用时间在10s至20s的范围内，则疲劳可非常好地避免。在下文中，预定总施用时间设定为15s且时间间隔预定为50s。

通过间歇地短时间施用基础制动器来间接控制基础制动器的疲劳的此解决方案也意味着应允许在基础制动器时间前使距离d降低到最小距离d_min。换言之，本车不保持于目标车辆的预定的距离d_set，如在现有技术中所描述，而是允许距离d在距离d_set周围变化。

通过控制如下车辆制动力来造成围绕给定的距离d_set周围的变化，即通过在使用辅助制动器和辅助制动器和/或基础之间切换来造成所述变化。在辅助制动器由于下坡行驶而饱和的情况中，基础制动器短时施用(优选在3s至5s的范围内施用)，以增加到前方车辆的当前距离d。

基础制动器最晚在当前距离d等于临界最小距离d_min时施用。最小距离d_min是本车和目标车辆之间允许的最短距离，且随车辆间的相对速度V_rel、道路坡度的严重程度、载荷情况和辅助制动器性能改变。不同的距离值满足如下关系：d_min≤d≤d_set。

图4示出了与根据现有技术的制动策略相比的本发明的制动策略，其中现有技术在图4A中示出，且本发明的策略在图4B中示出。

图4A示出了目标车辆24和本车10。在由驾驶员或ACC系统设定的给定距离d_set处，本车施用基础制动器作为辅助制动器FB+AB的补充，以降低距前方车辆24的距离。因为距前方车辆的距离和距制动警告点26的距离相当长，基础制动器进轻微施用，从而导致相对小的制动的距离增加。因此，在短时间后，本车已再次达到距离d_set且基础制动器已再次施用，这可导致引起疲劳的基础制动器的过度使用。

距离d_set可通过驾驶员经过HMI(人机接口)设定，特别地通过开关、按键或菜单设定。也可以的是系统存储事先设定的d_set值或甚至系统监测驾驶员的行为，且取决于已感受到的驾驶情况建议且相应地设定d_set的值。

因为根据本发明，基础制动器的使用限制于预定时间间隔期间的预定总施用时间，所以有利的是也使用新的和本发明的制动策略。作为在给定的距离d_set处施用基础制动器的替代，允许本车10向目标车辆24滑动直至最小距离d_min。并非直至达到距目标车辆的最小距离d_min，基础制动器以合理的制动动力被施用数秒(优选地3s至5s)，以此距目标车辆24的距离明显增加。在远处于制动警告点26之前的转折点28处，加速转为减速，使得距前方车辆的距离开始增加。优选地，距离d的增加大至使得不需要施用基础制动器非常长的时间(例如，超过10秒)，且因此基础制动器可被冷却。因此，降低了热疲劳且增加了基础制动器的使用寿命。

为计算要求的距离，施用时间和松开时间，本发明的系统优选地使用称为制动持续因子BD的参数。本领域一般技术人员应理解的是如下描述涉及优选实施例。用于确定距离、施用时间、松开时间、制动动力等的任何其他可能的解决方案因此也包括在本发明的范围内。

在此优选实施例中使用的监测基础制动器施用时间的制动持续因子限定为：

如果基础制动器施用，则(1) $\mathrm{BD}\left(t\right)=\underset{t1}{\overset{t2}{\∫}}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}\left(t_1\right),$

如果基础制动器不施用，则(2) $\mathrm{BD}\left(t\right)=-\underset{t1}{\overset{t2}{\∫}}\mathrm{adt}+\mathrm{BD}\left(t_1\right),$

其中a是常数。

常数通过将预定总施用时间除以预定时间间隔给出。如上所解释，本发明人已发现，基础制动器可通过将预定的时间设定为15s且将时间间隔设定为50s最好地被保护，即导致a＝15/50。

制动持续因子也可以取决于如下参数的一个或多个：车辆速度，制动压力，制动盘温度，环境温度，制动盘类型，制动垫片类型。也可以取决于这些参数具有不同的制动持续因子。常数a也可以取决于这些和其他参数变化。制动持续因子BD可在固定的时间间隔期间计算，即BD的计算在固定的时间间隔期间完成，且在下一次计算前被设定为零。BD也可以在浮动的时间间隔期间计算，即BD的计算连续地完成。

图5示出了曲线图，所述曲线图图示了制动持续因子BD随时间t的扩展和加和。车辆的基础制动器已长时间不使用，因此制动持续因子BD在t＝0时设定为0。在此例子中，预定总施用时间32且因此最大BD限制设定为在50s的时间间隔30内为15s。当BD达到此极限时，限制基础制动器的可使用性。基础制动器的施用时间通过附图标记34指示，其中基础制动器的松开时间通过附图标记36指示。

如在图5中可见，在时间t＝5时，车辆制动5秒。代入上式，通过使用公式(1)，得到时间t＝10处的DB为5，因为车辆正在制动中；

$\mathrm{BD}(t=10)=\underset{5}{\overset{10}{\∫}}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}(t=5)=5+0=5$

然后，制动器不接合3秒。通过使用公式(2)，得到BD为4.1，因为车辆未在进行制动。常数a在此为15/50。

$\mathrm{BD}(t=13)=-\underset{10}{\overset{13}{\∫}}\frac{15}{50}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}(t=10)=-\frac{15}{50}*3+5=4.1$

在t＝13处，制动再次施用10秒，通过使用公式(1)，得到BD为14.1。

$\mathrm{BD}(t=23)=\underset{13}{\overset{23}{\∫}}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}(t=13)=10+4.1=14.1$

在t＝23处，制动再次施用7秒，且然后再施用2s，得到BD为14。

$\mathrm{BD}(t=30)=-\underset{23}{\overset{30}{\∫}}\frac{15}{50}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}(t=23)=-\frac{15}{50}*7+14.1=12$

$\mathrm{BD}(t=32)=\underset{30}{\overset{32}{\∫}}\mathrm{dt}+\mathrm{BD}(t=30)=2+12=14.$

这意味着几乎达到BD最大极限，且下一个松开时间应足够长，以具有足够时间使基础制动器冷却。这又意味着再长制动后实现的距前方车辆的距离或本车的减速必须大，使得基础制动器现在能够松开足够时间以使之冷却。

因此，必须通过基础制动器激活而实现以允许基础制动器冷却且满足在预定时间期间设定的总施用时间条件的距离d必须被仔细考虑，且在此实施例中，基于添加到制动持续因子BD(t)的估计的单循环(基础制动器被施用、松开且再施用)，在此指示为ΔBD_est，通过下式确定：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{BD}}_{\mathrm{est}}=t-\frac{15}{50}{T}_{\mathrm{up}-\mathrm{roll}}$

“向前仿真”必须(在此情况中为分析解决方案)因此在每个样本处进行，以计算“滑动时间”T_up-roll的估计值，即一旦基础制动器松开跟随车辆再次达到d_min所需的时间。此滑动时间或基础制动器静止时间通过下式计算(估计在基础制动器激活期间进行)，其中进一步假定，前方车辆的速度(V_target)是常数，且来自辅助制动器的制动力和阻力，例如道路坡度阻力、空气阻力、滚动阻力等都是常数：

$d_{\mathrm{est}}\left(t\right)=d\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)+v_{t\arg \mathrm{et}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)*t-(v_{\mathrm{egoest}}\left(t\right)*t-a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)\×\frac{t^2}{2})$

V_egoest(t)＝V_ego(t_FBapp)+a_ego(t_FBapp)*t，

其中

t∈[FB施用开始＝t_FBappl，FB施用结束＝t_FBrel]；

d_est(t)是如果基础制动器在时间t时松开的估计的距离；

V_egoest(t)是如果基础制动器在t时松开的估计的本车速度；

d(t_FBapp)指示了时间t＝t_FBapp时的距离；

V_target(t_FBapp)指示了时间t＝t_FBapp时的目标车辆的速度；

a_ago(t_FBapp)指示了时间t＝t_FBapp时的车辆加速度；

V_ego(t_FBapp)指示了时间t＝t_FBapp时的跟随车辆的速度；

其中t＝t_FBapp是达到d_min且必须使用基础制动器的时间。

通过选择d_est(t)＝d(t_FBapp)，且假定静止条件(恒定的目标车辆速度，恒定的道路坡度，恒定的阻力)，可计算T_up-roll：

$T_{\mathrm{up}-\mathrm{roll}}=\frac{-(v_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBappl}}\right)-v_{t\arg \mathrm{et}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)-T\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)*a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right))}{a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)}$

$\sqrt{{\left(\frac{v_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)-v_{t\arg \mathrm{et}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)-T\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)*a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)}{a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)}\right)}^2-2\left(\frac{d\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)-T\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)*v_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)}{a_{\mathrm{ego}}\left(t_{\mathrm{FBapp}}\right)}\right)}$

这意味着可计算制动持续因子BD的增量，即ΔBD_est。

因为BD(t)和增量ΔBD_est取决于多个变量，所以制动持续因子可直接通过合适的值控制。在大多数情况中，施用基础制动器直至增量ΔBD_est的策略已达到0，且然后松开基础制动器且允许以保护辅助制动器的滑动可无问题地执行，因为也意味着制动持续因子将不超过预定的15s的允许值。

图6示出了以上所解释的方法的仿真，其中假定总重为40吨的卡车在具有6％的坡度的道路上以20m/s的速度下坡行驶。如在图7中可见，车辆发动机制动(＝辅助制动器)的完全利用将造成0.25m/s²的加速度。

图7示出了本车10的加速度a_ego作为重量m和下坡坡度α的函数，其中卡车的重量m的典型范围从20吨至60吨。车辆发动机制动器VEB(＝辅助制动器)完全接合，且档位选择为给出大致1800rpm的发动机速度(分立变速箱)。本车10的速度假定为20m/s。如可见，在极限情况(60吨和16％的道路坡度α)时，本车10由于下坡力导致的加速度为1.2m/s²。对于更实际的情况(40吨和α＜8％的道路坡度)，加速度总是＜0.5m/s²。在坡度α＝6％的道路上的测量给出了重量为40吨的车辆的0.25m/s²的最大加速度。

因此，图6中示出的假定的用于仿真的临界加速度a_crit设定为0.25m/s²。进一步假定，舒适性基础制动器激活将使加速度从0.25m/s²改变为-1m/s²(即减速度比加速度高4倍)，且目标车辆的速度是常数，V_target＝常数。基础制动器意图于在已施用后完全恢复，这对应于当处于再次施用基础制动器以增加距前方车辆的距离时的低制动持续因子(即，BD＝0)。

在图6中，数个车辆参数示出为基础制动器施用时间的函数。图6的第一图-图6A示出了本车速度V_ego，所述本车速度V_ego在18至22m/s之间变化，其中V_target恒定为20m/s。

第二图-图6B示出了时间间隙值38-即换言之距离相对于基础制动器的施用时间34和松开时间36的展开。图6B中的顶部曲线示出了时间间隙值38的展开，所述时间间隙值38从1.2s增加到大致2s，以保证基础制动器不超期运行(overrused)。下方曲线示出了基础制动器的相应的施用，即施用4.7s(34)和松开18.5s(36)。这保证制动持续因子BD在每个循环后为0(间图6C的BD)。在图6B中也可见，基础制动器在制动干涉开始时略微施用较强(1.2m/s²)，以通过舒适的方式降低相对速度(见附图标记40)。

图6的最后图图6C图示了根据以上给定的等式计算的制动持续因子BD的行为。如可见，BD因子达到零，这意味着当处于再次施用基础制动器以再次增加距前方车辆的距离时，基础制动器完全恢复。

仿真行为类似于实际情况，如可通过比较图6和图8可见，其中图8示出了在瑞典

的下坡坡道上进行的测试的记录文件，其中所使用的卡车以比目标车辆更快的10km/h的速度行驶。卡车的标准ACC功能被接触激活且通过本发明的系统的优选实施例替代。

只要卡车和目标车辆之间的距离大于d_min，则通过要求限定的发动机转矩(使用用于控制加速的简单控制器)允许卡车加速，以模拟载有载荷的卡车在坡道上的效果。

如果距离小于d_min，则根据本发明的制动策略施用基础制动器，如在图4B中图示。只要制动器激活，则运行计算以检查距目标车辆的距离何时增加过快，使得在制动激活前再次以相同的加速度加速的预期的时间T_up-roll与当前制动激活时间相比不增加制动持续因子，这意味着制动持续因子已在基础制动器再次施用之前返回到零。如果预期的制动器松开时间比当前制动激活时间高50/15倍，通常给定此时间。制动持续因子BD的行为在图8的曲线图42中图示。

如在图8中示出，卡车以0.4m/s²的加速度，直至距目标车辆的距离已降低到d_min(在此大约为1.3s)，因为卡车以比目标车辆快10km/h的速度运行。距目标车辆的距离的测量在曲线44中图示，其中相应的时间间隙在曲线46中示出。

如果已达到距离d_min，则制动以大致-1.5m/s²施用4s。在此时，卡车速度降低且距离增加。图8的曲线48示出了卡车的速度行为，所述速度行为通过施用基础制动器被显著降低-见附图标记47，且允许卡车再加速到前者速度-见附图标记49。基础制动器的相应的施用通过曲线50指示，其中施用时间通过34指示，且松开时间通过36指示。

当制动前以相同的加速度加速的计算的时间足以允许制动持续因子DB(以1/s增加)返回到零时，如果在制动不施用时制动持续因子DB以-15/50降低，则将制动器松开。因此，在制动/不制动的一个循环后，制动持续因子BD的结果大致为零。

为实现需要的制动器松开时间，所需的减速度值非常高(由于坡度，大约为正向加速度的4倍)，即取决于相对速度大约为-1.2m/s²至-1.6m/s²或甚至更高，但在此例子中，无论如何限制到大约为-2m/s²的总ACC极限。制动适于平滑的开始，使得尽管高的制动水平，制动感受是舒适的。大约3s至4s的制动持续时间和制动水平确定为反应下坡行驶情况时正常卡车驾驶员的行为。

在平地道路和下坡道路上行驶之间的差异通过比较通过垂直线52指示的130s前后的曲线的变化可见。

在130s之前，在时间线上，两个车辆都在平地上行驶，且在130s之后，两个车辆都在

的下坡坡道上行驶。在此，制动持续因子BD在一个循环后不完全返回到零，而是在每个循环后以大致1.4倍增加。这是由于加速度在制动器刚松开后仍在加速下坡时的超调，因为计算仅考虑恰在制动前测量的加速度，此对于由坡道上的满载卡车导致的均匀加速是可以的。

Claims (31)

1.一种用于控制车辆的基础制动器的系统，所述车辆具有至少一个基础制动器装置，其特征在于，所述系统包括控制单元，所述控制单元将基础制动器的可用性限制至预定时间间隔内的所述基础制动器的预定总施用时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括计算单元，所述计算单元将所述预定时间间隔内的多个所述基础制动器的施用时间段加和为所述基础制动器的总施用时间。

3.根据任意前述权利要求所述的系统，其中，所述车辆还包括在整个所述预定时间间隔内施用的至少一个辅助制动器。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述系统还包括自适应巡航控制装置，所述自适应巡航控制装置具有用于检测距前方车辆距离的距离检测单元和/或用于限制所述车辆的最大速度的速度限制单元。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，如果/当检测到距前方车辆的预定的最小距离和/或超过最大速度，则所述控制单元施用所述辅助制动器。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，如果/当检测到距所述前方车辆的确定的最小距离和/或仍超过最大速度，则所述控制单元除了施用所述辅助制动器外还施用所述基础制动器。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中，所述最小距离和/或所述最大速度根据以下因素来确定：环境条件，特别是道路坡度、道路条件和/或天气条件；和/或车辆特征条件，特别是车辆速度、车辆重量和/或辅助制动器性能。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其中，通过所述计算单元来不断地再次确定所述预定最小距离和/或所述最大速度。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的系统，其中，所述控制单元还根据所检测到的最小距离、最大速度极限、所述基础制动器的预定总施用时间和/或所述辅助制动器的制动性能来调节所述基础制动器的制动动力。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制单元考虑如下因素来调节所述制动动力：环境条件，特别是道路坡度，道路条件、天气条件；和/或车辆特征条件，特别是车辆速度、车辆重量、载荷；和/或车辆间条件，特别是车辆间速度。

11.根据任何前述权利要求所述的系统，其中，所述系统还包括存储单元，由车辆制造商或制动器制造商预先确定的所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔存储在所述存储单元内。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述计算单元还适于预先确定所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制单元控制所述计算单元，以在每次所述车辆开始行驶或启动时预先确定所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统还包括人机接口，所述人机接口能够使得所述车辆的驾驶员对所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔的预先确定情况进行初始化。

15.根据任何前述权利要求所述的系统，其中，所述基础制动器的预定总施用时间在10秒至20秒的范围内，并且所述预定时间间隔在45秒至65秒的范围内。

16.一种用于控制车辆的基础制动器的方法，所述车辆具有至少一个基础制动器装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将所述基础制动器的可用性限制至预定时间间隔内的所述基础制动器的预定总施用时间。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述预定时间间隔内的所述基础制动器的每个施用时间段加和至所述基础制动器的总施用时间。

18.根据权利要求16或17中任一项所述的方法，其中，所述车辆还包括在整个所述预定时间间隔内施用的至少一个辅助制动器。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，还包括如下步骤：检测距前方车辆的距离和/或限制所述车辆的最大速度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，如果/当检测到距前方车辆的预定距离和/或超过最大速度，则施用所述辅助制动器。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，如果/当检测到距所述前方车辆的确定的最小距离和/或仍超过最大速度，则除了施用所述辅助制动器外还施用所述基础制动器。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，所述最小距离和/或所述最大速度根据以下因素来确定：环境条件，特别是道路坡度、道路条件和/或天气条件；和/或车辆特征条件，特别是车辆速度、车辆重量和/或辅助制动器性能。

23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中，不断地再确定所述预定最小距离和/或所述最大速度。

24.根据权利要求19至23中任一项所述的方法，其中，根据所述检测到的最小距离、所述最大速度极限、所述基础制动器的预定总施用时间和/或所述辅助制动器的制动性能来调节所述基础制动器的制动动力。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，另外地考虑如下因素来执行调节所述制动动力的步骤：环境条件，特别是道路坡度、道路条件、天气条件；和/或车辆特征条件，特别是车辆速度、车辆重量、载荷；和/或车辆间条件，特别是车辆间速度。

26.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，其中，所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔由车辆制造商或制动器制造商预先确定。

27.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，其中，所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔在每次所述车辆开始行驶或启动时预先确定。

28.根据权利要求16至25中任一项所述的方法，其中，由驾驶员来对所述基础制动器的总施用时间和所述时间间隔的预先确定情况进行初始化。

29.根据权利要求16至28中任一项所述的方法，其中，所述基础制动器的预定总施用时间在10秒至20秒的范围内，并且所述预定时间间隔在45秒至65秒的范围内。

30.巡航控制装置，包括根据权利要求1至15中任一项所述的用于控制车辆的基础制动器的系统。

31.巡航控制装置，所述巡航控制装置执行根据权利要求16至29中任一项所述的用于控制和保护车辆的基础制动器的方法。

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