用於輔助坡道操作的方法

2023-10-10 02:43:24 4

專利名稱：用於輔助坡道操作的方法
技術領域：
本發明涉及用於輔助車輛的坡道操作的方法。更具體地說，本發明涉及用於在惡化的狀況下輔助坡道起步的方法，該方法用於 具有手動或自動變速箱的機動車輛。
背景技術：
在某些車輛上，機動車輛製造商提供有輔助駐車制動器。因為與傳統駐車制動器解決方案相比成本較高，所以這種輔助駐車制動器必須提 供對用戶有價值的幫助。為增加這種系統的價值，製造商決定使之關聯有用於輔助坡道操作尤其是用於輔 助坡道起步(或起動)的功能，其原理是一旦由發動機傳送到驅動輪上的轉矩足以補償坡 道坡度的作用，就鬆開非驅動輪上的制動器。裝備有用於輔助坡道起步的常規裝置的車輛特別包括傳動系、輔助駐車制動器5、 總線4和計算機1，該總線4運送來自車輛6的其餘部分的信號，該計算機1用於控制傳動 系。所述車輛6的其餘部分特別包括變速箱。總線4優選地是符合CAN (控制器區域網)標準的總線。傳動系包括熱機，該熱機通過傳動裝置聯接到驅動輪，所述傳動裝置包括變速箱 和離合器，該傳動裝置可被用戶控制(在車輛具有手動變速箱的情況下)或通過自動控制 功能控制(在車輛設有自動變速箱的情況下)。作為變型，傳動系可包括一個或多個電氣機械，所述電氣機械具有或不具有熱機。用於輔助坡道起步的裝置與計算機1配合，以便控制輔助駐車制動器5，該輔助駐 車制動器5也連接到總線4上。如眾所周知，計算機1裝備有用於產生應用和鬆開輔助駐車制動器5的指令的機 構，所述用於制動器5的指令合適地產生在與該輔助駐車制動器5相連的線路上。如有必 要，計算機1還可裝備用於將涉及輔助駐車制動器5的情況的信息傳送到總線4上的機構。用於控制輔助駐車制動器5的計算機1通過合適的線路連接到斜坡傳感器2上。 在另一些實施例中，如果可在總線4上獲得有關斜坡坡度的信息，則傳感器2可用等效機構 代替，所述等效機構從由總線4運送的數據流中對這種信息取樣。當車輛停在斜坡上時，斜坡傳感器2輸送代表車輛停於其上的斜坡的坡度(也稱 為「斜坡的特徵」)的信息。當用於控制輔助駐車制動器5的計算機1產生制動指令時，制動器的移動部件夾 緊碟片，以便上緊輔助駐車制動器5。相反，當用於控制輔助駐車制動器5的計算機1產生鬆開輔助駐車制動器5的指 令時，將制動器的移動部件鬆開。另外，在起動情況下(無論在坡道還是在平路上)，車輛的傳動系產生轉矩，該轉 矩根據離合器是否接合併根據與離合器的位置相關的部分而被傳送或不傳送到各車輪上。
因此，按常規，用於輔助坡道起步的方法的原理在於確定鬆開輔助駐車制動器5 用的條件，尤其是按照車輪和地面之間的縱向力、並因此按照當用戶和車輛準備起步時測 得的斜坡的特徵以及按照傳送到離合器的轉矩Ct確定。該條件確定成，一旦超過斜坡效應被發動機轉矩抵消的特定閾值，就使車輛處於 起步情況。為此，文獻FR2841199提出一種用於在起動時自動鬆開輔助駐車制動器的方法， 其中閾值對應於傳送的轉矩估計閾值，該值確定成基於通過斜坡傳感器測量的斜坡的特徵 和表徵傳動比的數值的知識來平衡車輛在斜坡上的運動。另外，文獻FR2828450中提出一種用於輔助車輛坡道起步的裝置，該裝置包括用 於控制機械制動器的鬆開的機構，該機械制動器作用在車輪上，以便在坡道操作期間使車 輛保持固定在斜坡上，而駕駛員不必參與。為此，它利用斜坡的特徵，該斜坡的特徵例如通 過斜坡傳感器指示來自駕駛員和/或來自中央控制件的指令和離合器的瞬時特徵的說明 和預期。然而，在目前的形式中，如果當起動車輛時不能利用來自斜坡傳感器(或來自輸 送關於斜坡的特徵的信息的等效機構)的信號，則這些裝置的算法不起作用。這導致不能 鬆開制動器以及導致在制動器的移動部件未松開始車輛起動。而且，沒有離合器傳感器(或離合器傳感器工作不正常)，或甚至沒有關於所接合 的傳動比的信息，可能不利地影響坡道起步的質量。

發明內容
因此，本發明的一個目的是通過提出用於輔助坡道操作的方法來減輕現有技術的 缺點，該方法使駕駛員能在不損壞制動器裝置的情況下起動(起步)，並且這種起動與斜坡 傳感器所輸送的信號的可靠性無關。本發明的另一個目的是提出一種用於輔助坡道操作的方法，該方法即使得不到有 關離合器的位置和/或有關所接合的傳動比(變速比)的信息時也能運行。本發明的另一個目的是提出一種用於輔助坡道操作的方法，該方法能在惡化的 (品質降低的，較差的)狀況下運行，允許駕駛員執行他的操作，但同時使他知道相關裝置 中的一個零件存在失效或故障。最後，本發明的目的是提出一種用於輔助坡道操作的方法，該方法能應用到設有 手動或自動變速箱的車輛上。為此，本發明提出用於輔助車輛坡道操作的方法，該車輛包括傳動系和輔助駐車 制動器，該傳動系通過變速箱和離合器或變矩器連接到驅動輪，在該方法期間，隨著車輪和 地面之間的縱向力的變化確定閾值起動轉矩，其特徵在於，在惡化的操作中，也就是說，當 接收到的與斜坡的特徵相對應的信號不能被利用時和/或當計算機沒有接合的傳動比的 信號特徵時，確定起動轉矩的閾值，而不考慮斜坡的特徵和/或傳動比的特徵的實際值。當裝置處在惡化的操作時，本發明的方法還能包括下列特徵的至少其中之一-當接收到的與斜坡的特徵相對應的信號不能被利用時，隨著斜坡的特徵的預定 值的變化確定起動轉矩的閾值；-該預定值與用於克服斜坡起動的斜坡特徵相對應；
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-當沒有可用的所接合的傳動比的信息時，為閾值起動轉矩確定一值，而不考慮實 際接合的傳動比；-當沒有可用的關於所接合的傳動比的信息時，隨著所接合的傳動比的預定值的 變化確定起動轉矩的閾值；-所接合的傳動比的預定值設定為該值的以絕對值計的最大值；-為了確定由離合器或由變矩器所傳送的轉矩值，考慮在估計傳送的轉矩和/或 被連接到傳動系上的零件所吸收的轉矩時的誤差。為此，本發明還提出一種用於輔助機動車輛的坡道操作的裝置，包括傳動系，該傳 動系通過變速箱和離合器或變矩器連接到驅動輪上，該裝置還包括輔助駐車制動器、斜坡 傳感器和計算機，其特徵在於它還包括用於確定通過斜坡傳感器所輸送的斜坡的信號特 徵是否能被利用的機構，和/或用於確定是否是接合的傳動比的信號特徵的機構；該計算 機安裝成確定起動轉矩的閾值，而不考慮斜坡的特徵和/或傳動比的特徵的實際值。


本發明的另一些特徵、目的和優點從閱讀下面結合附圖作為非限制性例子給出的 詳細說明中將變得顯而易見，在附圖中-圖1示出裝備有本發明的裝置的車輛的功能結構；-圖2示出在本發明中實施的狀態機的工作原理，該狀態機估計傳送到具有手動 變速箱的車輛的車輪上的轉矩；-圖3示出狀態機在惡化模式中的使用，當關於斜坡的特徵的信息不可用時，使用 該狀態機檢測車輛和用戶準備起步的情況；-圖4示出當關於斜坡的特徵的信息不可用時，在惡化模式中的本發明的輔助坡 道起步的方法的示意圖；-圖5示出當關於斜坡的特徵的信息不可用和使用離合器踏板位置傳感器時，在 惡化模式中的本發明的輔助坡道起步的方法的示意圖。
具體實施例方式0042]為了起動，停在斜坡上的車輛必須克服由地心引力產生的斜坡效應。該效應隨斜坡的特徵和車輛的重量不同而變，並具有下列數值m · g · sin( θ slope)其中，m是車輛的重量，g是重力，esl。pe是斜坡的特徵。因此，必須通過傳動鏈傳送到車輪以使車輛能起動(也就是說，在斜坡上起步)的
最小轉矩Ct thresh必須至少等於Cl thresh = m · g · sin ( θ slope) · r (b) · P wheels其中，r (b)是接合的傳動比，與變速杆的位置b相對應，P wheels是車輛的車輪的靜負荷半徑。該轉矩Ct thresh是起動閾值轉矩。在起動停止的車輛時，只有當傳送到車輪的轉矩Ct大於起動閾值轉矩Ct thresh時，輔助駐車制動器5才鬆開。對手動變速箱來說，由離合器傳送的轉矩ECT通過如法國專利申請FR2828450中 所述那樣的狀態機(自動機，automate)估計(在附圖2中針對手動變速箱示出，下面將不 再進一步說明)，而對自動的和/或自動化的和/或連續變化的變速箱來說，則根據已知技 術通過變矩器計算並隨後傳送轉矩ECT。本發明的方法是根據用於輔助坡道操作的裝置的運行模式以不同方式實施的。在正常運行時，輔助裝置的所有零件都工作(尤其是斜坡傳感器輸送能被利用的 信號)，而算法利用所傳送的轉矩ECT (通過計算或估計得到)，從下面方程進行Cl thresh = m · g · sin ( θ slope) · r (b) · P wheels在起動期間，因為車輛有外傾的趨勢，所以由傳感器供應的關於斜坡的特徵的信 息增加對起動閾值轉矩Ct thMsh的估計。為避免這點，檢測當車輛及其用戶準備起動時的力 矩，並將對應於該時刻的斜坡的特徵「凍結」。將特徵「凍結」應理解為通過存儲機構將與該時刻相對應的斜坡的特徵值θ 31_提 供給存儲器。所述時刻由申請人在2007年7月6日提交的專利申請FR0756319中說明的狀態 機檢測，並且不再進一步說明。另一方面，如果斜坡傳感器輸送的信號不能使用，則該輔助方法將以惡化模式運 行。 更一般地，在下面的說明中，假定該裝置在發生下列情況時以惡化模式運行-由斜坡傳感器輸送的信號不能被利用，和/或-當計算機(與變速箱的類型無關)沒有關於接合的傳動比的信息時。而且，在下面的說明中，假定由斜坡傳感器輸送的信號當對應於可接受的斜坡特 徵(例如，作為絕對值，對應於在0°和近似能被車輛忽略不計的最大坡度，通常約 30°之間的特徵)時，該信號可被利用。另一方面，「不能被利用的信號」應理解為與不合理 的斜坡特徵(例如，作為絕對值，具有大於30°的值的特徵)相對應的信號，或者沒有信號 (這對應於斜坡傳感器失效)。起動閾值轉矩Ct thresh的值則根據斜坡特徵的限定值θ default_slope確定。因此，這種確定與斜坡特徵的實際值無關，且由於安全原因，對應於用來在具有陡 斜度的坡道(通常，在約20°和約30°之間，或接近車輛能忽略不計的最大坡度值)上坡 道起步(也就是說，克服斜坡)的特徵值。因此，根據預定的特徵9drfault sl_確定起動閾 值轉矩具有比根據實際斜坡特徵θ slope獲得的起動閾值轉矩更高的值。因此，保證了起步是在駕駛員所希望的方向上正確地實施，及當鬆開制動器的移 動部件時它足以在所需方向上移動汽車。另外，這種特徵值的選擇可用於使駕駛員意識到 系統故障的存在(由於轉矩值比正常運行所需的轉矩值高，所以駕駛員在起動期間會感覺 到異常的顛簸)，而不像現有技術的方法和裝置那樣，在起動期間固定車輛或鎖緊制動器的 移動部件。因此，預定值θ default_slope是調節參數，它使得可確定(通過計算或估計)起動所 需的轉矩。在正常運行時，像惡化運行中那樣，該方法的算法表達駕駛員的意願。
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在第一狀態10中，車輛的速度ν高於限定的最小速度vmin。然後狀態機認為車輛正在行駛。在第二狀態20中，車輛的速度ν低於最小速度值Vmin至少一限定的時間Atst。p。然後狀態機認為車輛即將停止(或者至少車輛是在執行坡道操作)。如果在該第二狀態中，速度ν變得大於最小速度Vmin，則狀態機返回到它的初始狀 態10。當車輛的速度ν低於最小速度Vmin的時間t比時間Atst。p長時，當傳動比r(b)接 合時，當車輛的用戶踩下加速踏板到一比限定的閾值位置0a。。min更大的位置ea。。(該位 置可能例如作為的踩下百分率給出，及當傳動系的角旋轉速度^大於最小角旋轉速度巧 in 時，狀態機判斷用戶和車輛準備起動。應該注意，在手動變速箱的情況下，判斷車輛和用戶準備起動的一個條件是檢驗 離合器踏板踩下到一大於限定的位置θ。lut。h min的位置θ。lut。h(該位置可能例如作為踏板的 踩下百分率給出)e。lut。h min可以對應於離合器曲線的咬合點(point de I6chage)。這能如在專利 申請FR2828450中那樣識別。因而斜坡傳感器的狀態是方法的其餘部分的決定因素。在正常運行時，狀態機產生指令，以便將斜坡的特徵θ slope提供給存儲器-該斜坡 的特徵θ sl。pe對應於其中各參數滿足上述條件的狀態，並轉換到第三狀態30。從狀態20到 狀態30的過渡可以僅在完成這種存儲時才發生。為了產生提供給存儲器的指令，簡單的「取樣和保持」機構就夠了，此後將用標號
store_slpoe 表示這種存儲的特徵。Cl threshold = m · g · sin( θ store_slope) · r (b) · P wheels^Hr 中 ^ store—slope ^ slope如果例如當自動變速箱計算機不能使用或者止點和/或換向傳感器不可靠時，計 算機沒有關於接合的傳動比r(b)的信息，則根據傳動比的預定值rmax(惡化模式)確定起 動所需的轉矩值CT—thresh。因此，這種計算與實際接合的傳動比r(b)無關，並由於安全原因而對應於最大傳 動比rmax。因此確保了根據該傳動比確定的起動閾值轉矩具有這樣的值，該值至少等於已根 據實際傳動比得到的起動閾值轉矩的值。因此，如果關於接合的傳動比的信息不可用，則應用下列方程CT_threshold 一 m · g · sin ( θ store_slope) · rmax · P wheels^Hr 中 ^ store—slope ^ slope如果由斜坡傳感器輸送的信號不能被利用(惡化模式)，則狀態機既不存儲斜坡 的實際特徵θ ，也不存儲與不能被利用的信號相對應的特徵，而是存儲預定值edrfault sl。pe。然後方法轉換到狀態30。Cl threshold = m · g · sin( θ st。re sl。pe) · r (b) · P wheels其中，θ store_slope = Θ default—slope。此外，如果關於接合的傳動比的信息不可用，則應用下列方程CT_threshold 一 m · g · sin ( θ store_slope) · rmax · P wheels
其中，同樣地，θ
store_slope^ default_slope °因此，在正常運行中，如在惡化運行中一樣，為起動而確定的最小轉矩Ct thresh是根 據該存儲的信息θ st。M l_得到的，且不再隨斜坡傳感器所輸送的特徵不同而變。因而用於起動的閾值轉矩Ct thresh採取下列值-如果所存儲的斜坡的特徵(θstore slope)為正數或零並且倒檔是接合的，或者如果 所存儲的斜坡的特徵(θ store_slope)為負數或零並且前進擋是接合的(正常運行)，則為0 ；-當有關接合的傳動比r(b)的信息可在計算機上使用時，如果所存儲的斜坡的特 徵θ st_—sl。pe嚴格地為正數並且前進擋是接合的，或者如果所存儲的斜坡的特徵0st。re—sl。pe 嚴格地為負數並且倒檔是接合的，則為m · g · sin ( θ store_slope) · r (b) · P wheels ；-當有關接合的傳動比r(b)的信息不能在計算機上獲得時，則為m ·sin ( θ store_
sloped -'-'max P wheels °起動閾值轉矩Ct thresh的這種定義因此使得能在正常狀況和惡化的狀況-斜坡信 息不可靠或者沒有和/或傳動比信息不可靠或沒有_中設定閾值轉矩。如果車輛的速度V、加速踏板的位置θ ■(或者手動箱的離合器踏板的位置 Θ clutch)、傳動系的旋轉速度諑的條件之一不滿足，則狀態機返回到狀態20 (從狀態30轉變 到狀態20)。如果車輛的速度v(以絕對值計)變得大於最小速度Vmin，則狀態機返回到狀態 10 (從狀態30轉變到狀態10)。如果由離合器(手動變速箱)或由變矩器(自動變速箱)傳遞的轉矩ECT大於或 等於適當確定的起動轉矩cT—thMsh，和如果速度(Iv| = Vfflin)、涉及加速踏板的位置θ a。。( θ acc > θ acc_thresh)及傳動系的旋轉速度Wm (wm>wm_thresh)的其中某些條件滿足，則狀態 機進入第四狀態40，該第四狀態40對應於要求鬆開制動器。對手動變速箱，還可考慮通過 利用已知的離合器曲線(見FR2828450)涉及判斷由離合器傳送的轉矩隨離合器踏板的位 置而變的條件。在進入狀態40時，起動條件得到滿足。有利地，θ a。。thsh取決於計算機按照運行模式(正常的或惡化的)和傳動系的角旋 轉速度Wm所考慮的斜坡特徵(Qstoe slt51J的值。數值θ store_slope能例如用加速器的圖判斷。對於用圖表示的所有坡度和速度，測量發動機速度足以產生起動所需轉矩而不失 速時需要的加速器踏板的最小位置θ acc_thresho該圖能事先通過在軌道上試驗確定。「起動條件」在此應理解為狀態機認為該車輛和用戶準備起動的條件，換句話說， 基於轉矩ECT彡Ct thresh、加速器踏板的位置θ a。。、基於傳動系的旋轉速度諑m以及如果有 必要基於離合器踏板的位置θ —的條件。當狀態機進入狀態40時，計算機1指令鬆開輔助駐車制動器5。在該時刻，t = t4，其中t4對應於狀態機進入狀態40的時間。如果車輛已經起動(當t_t4> Δ t—時)，則狀態機在返回到狀態10之前，保 持在狀態40 —定的時間Δ t。_md。如果車輛未起動並且用戶的腳已抬離加速器踏板或離合器踏板，則狀態機在返回狀態30之前保持在狀態40 —定的時間Δ t。。_md。作為一種變型，為保證傳送的轉矩ECT至少等於起動轉矩，並因此保證起動是 在駕駛員所需的方向上正確地發生，計算機為車輛起動所考慮的轉矩等於傳遞的轉矩 ECT(例如用專利申請FR2828450中所說明的方法估計或計算)的值與設定到已知值的附加
轉矩值CT—。ffsrt之間的差值。如果離合器曲線圖因為僅與離合器踏板的位置相關聯(如果沒有接合傳動比則 沒有轉矩傳遞)而不夠，則尤其是當有關接合的傳動比的信息不可用時，使用估計的轉矩 ECT是必要的。在有關接合的傳動比的信息可用的情況下，使用傳遞的轉矩ECT不是嚴格地必不 可少，而是能使用以便增加鬆開指令的可靠性。例如，選擇所計算的ECT值的不確定性以用於Ct。ffsrt。另外，還可考慮被連接到傳動系上的零件吸收的轉矩Ct abs。為此，能例如計算當狀態機處在狀態20時所傳送的轉矩ECT的平均值。實際上， 裝置的離合器脫開(9。lut。h< 9。lut。hmin)-在這種情況下由離合器傳送的轉矩為零，或者加 速器踏板被踩下(θ a。。< θ a。。min)_在這種情況下傳送的轉矩等於被連接到傳動系上的零 件所吸收的轉矩Ct abs。因此，通過假定該轉矩Ct abs在起動期間為常數，能保證量ECT-CT 。ffsrt_CT—abs真正代表起動可用的(見圖5)離合器所傳送的轉矩。在鬆開制動器的理論情況下(轉變到狀態40)，通過發動機供應的轉矩必須至少 大於在離合器中傳送的轉矩，因為，否則發動機將幾乎總是失速。在下列條件下車輛不會失速-駕駛員加速以避免失速，-發動機速度足以產生駕駛員要求的轉矩。這些條件通過加速器的圖滿足。
權利要求
一種用於輔助車輛的坡道操作的方法，該車輛包括傳動系和輔助駐車制動器(5)，該傳動系通過變速箱和離合器或變矩器連接到驅動輪，在該方法中，根據車輪和地面之間的縱向力的變化確定閾值起動轉矩(CT_thresh)，其特徵在於，在惡化的運行中，也就是說，當接收到不能被利用的、對應於斜坡的特徵(θslope)的信號時和/或當計算機不具有所接合的傳動比(r(b))的特徵信號時，在不考慮該斜坡的特徵和/或傳動比的特徵的實際值的情況下確定起動轉矩的閾值(CT_thresh)。
2.如權利要求1所述的輔助方法，其特徵在於，在惡化的運行中，當接收到不能被利用 的、對應於斜坡的特徵(QsltJ的信號時，隨著斜坡的特徵的預定值(Qdrfault sltJ的變化 而確定起動轉矩的閾值(CT—thresh)。
3.如權利要求2所述的輔助方法，其特徵在於，在惡化的運行中，所述預定值(θdrfault slope)對應於克服斜坡而起動的斜坡特徵。
4.如權利要求1-3之一所述的輔助方法，其特徵在於，在惡化的運行中，當有關所接合 的傳動比(r(b))的信息不可用時，在不考慮實際接合的傳動比的情況下確定閾值起動轉 矩(CT—thresh)的值。
5.如權利要求4所述的輔助方法，其特徵在於，在惡化的運行中，當有關所接合的傳動 比(r(b))的信息不可用時，隨著所接合的傳動比(r(b))的預定值(rmax)的變化確定起動 轉矩的閾值(Ctthresh' °
6.如權利要求5所述的輔助方法，其特徵在於，在惡化的運行中，所接合的傳動比的預 定值(rmax)設定為該傳動比的最大值，以絕對值計。
7.如權利要求1-6之一所述的輔助方法，其特徵在於，為確定通過離合器或變矩器傳 送的轉矩(ECT)的值，將在估計所傳送的轉矩(CT。ffsrt)和/或由連接到傳動系上的零件所 吸收的轉矩(CT abs)時的誤差考慮在內。
8.一種用於輔助機動車輛的坡道操作的裝置，包括傳動系，該傳動系通過變速箱和離 合器或變矩器連接到驅動輪上，該裝置還包括輔助駐車制動器(5)、斜坡傳感器(2)和計算 機(1)，其特徵在於，它還包括用於確定由斜坡傳感器輸送的斜坡的特徵信號是否能被利用 的機構和/或用於確定傳動比的特徵信號是否為接合的傳動比的機構；以及，該計算機安 裝成確定起動轉矩的閾值(CT thresh)，而不考慮斜坡的特徵和/或傳動比的特徵的實際值。
9.如權利要求8所述的用於輔助坡道操作的裝置，其特徵在於，它包括用於實施如權 利要求1-7之一所述的輔助方法的機構。全文摘要
本發明涉及用於輔助車輛的坡道操作的方法，該車輛包括推進單元和輔助駐車制動器，該推進單元通過變速箱和離合器或變矩器連接到驅動輪上，在該方法中，隨著車輪和地面之間的縱向力的變化確定閾值起動轉矩，其特徵在於，在惡化的運行期間，也就是說當接收到的與斜坡的特徵相對應的信號不能被利用時和/或當計算機沒有可用的傳動比接合的信號特徵時，確定起動轉矩的閾值，而不考慮斜坡的特徵和/或傳動比的特徵的實際值。
文檔編號B60T7/12GK101918255SQ200880125174
公開日2010年12月15日 申請日期2008年11月20日 優先權日2007年11月21日
發明者A·蒙蒂, R·波廷 申請人:雷諾股份公司