CN101351370A - 汽车持续制动的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制汽车的至少一个持续制动的方法，其中用持续制动给定的制动力矩的限值得到持续制动极限力矩。根据本发明的改进方法比已知的方法使用范围更宽，其中该持续制动极限力矩利用一个力常数FK来确定，在汽车驱动阶段，它由该汽车发动机的驱动力矩和驱动转差率SAntrieb确定；在该摩擦制动没有启动的持续制动阶段，进行预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率之间的比较，并在预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率之间有偏差时自动改变该力常数FK，使该预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率相适应。

Description

汽车持续制动的控制方法
本发明涉及根据权利要求1的控制汽车的至少一个持续制动的方法。
持续制动器(下坡缓行器)主要用于载货汽车上作为发动机制动器和/或减速器，此外用于起延缓汽车磨损作用，并且与诸如附加装置(调速器)相关联，一起调节该汽车速度到一个恒定速度。该持续制动以这种关联而不同于车辆运行的制动，该运行制动通常设计成为产生磨损的摩擦制动器，该持续制动通常作用于汽车的驱动轴或者在车辆有多个驱动轴的情况下作用于车辆的多个驱动轴，多数情况下载货车辆的驱动轴是后轴。
对于在轮胎与路面之间有较低摩擦系数的道路状况，或者只是部分承载的车辆，通过持续制动在轴上施加制动力会导致抱死的危害，该抱死能够使该车辆预定的防抱死系统起动。公知的是在这种联系中，通过暂时阻断该持续制动会抵抗抱死的倾向，这种持续制动的完全阻断的缺陷是，不能在这个过程中按预期无磨损地制动车辆，以及仅能够通过驾驶员驱动摩擦制动器动作直接获得需要的延迟。
上述状态的改进可以是该持续制动不被完全断开，而是产生的制动力接近一个极限值。为了确定该极限值，该持续制动产生的制动转差率，即持续制动转差率，可以通过计算制动力和转差率的变化而预先计算，由此可以给出该持续制动的一个极限转差率，其刚好不使该防抱死系统工作。从DE19832875A1中可以了解一个这样地预先计算该持续制动转差率的实例，可是其中同时使用了摩擦制动和持续制动。然而，在预计算中会出现这样的情况，在车辆的静态制动或驱动阶段中，不能充分了解摩擦系数变化关系，它是基于未出现的力和转差率变化，因此上述预先计算的持续制动转差率适应实际情况很困难。因而通过该持续制动转差率与持续制动产生的制动力的真实效果之间基于汽车状况的随时间的发散的这种预先计算更困难。
同样可能发生这样情况，即，通过一个轴传感器的信号分析而不考虑前述的摩擦系数状况，来限定该持续制动产生的制动力，其缺点是，在高摩擦系数的情况下这种限定导致，该持续制动产生的制动力小于该车辆在行车道上摩擦系统传递的制动力。在小的摩擦系数情况下，允许比行车道传递更高的持续制动制动力，这又能够使得防抱死系统发生作用。
本发明的任务在于给出一种控制汽车持续制动的方法，它能够克服前述的缺点，并且比前述方法有更宽的适用范围。
该任务通过权利要求1限定的本发明解决，本发明的优点及合适扩展方式在从属权利要求中给出。
本发明的优点是能够改进该持续制动的部件，不产生通过该持续制动的制动作用而使防抱死系统响应的危害。本发明方法的另一个优点是，在持续制动过程中能够相对迅速适应任何摩擦系数状况，并且能够有适合现有状况的持续制动的部件。通过如此改进该持续制动的部件可以减小承受磨损的运行制动部件的需要，这导致减小刹车片磨损，降低维护费用，由此降低该车辆的运行成本。
本发明的方案将允许持续制动的制动力控制在接近一个极限转差率，该转差率足够小，以致于避免防抱死系统响应，但是按照摩擦系数状况和轴负荷而能够使用一个适合的持续制动，由此通过优化驾驶稳定性达到最大持续制动力。其优点还在于，本发明可以不依赖于该车辆持续制动的操纵方式而使用，即本发明能够应用于通过车辆的任何整体控制系统激活该持续制动的情况，该控制系统能够预先确定该持续制动的控制，例如，电子控制刹车系统(EBS)，防抱死系统(ABS)，距离调节速度控制器(ACC)，或常规的速度器，或者称制动器，以及通过人工控制部件。
简单地说，根据本发明，利用了预先计算的持续制动转差率，当该持续制动以一个预定的力矩实现时，该转差率形成和表现在该持续制动压紧的车轴和一个空载运转的车轴，也就是说不由持续制动压紧的车轴之间的该持续制动所产生的转差率的一个估值。这种预先计算的持续制动转差率用实际情况调整，即修改该预先计算所用的力常数，使该预先计算的持续制动转差率对应于持续制动时测得的车辆的持续制动转差率。在最佳情况中，由该预先计算的持续制动转差率确定一个所得到的力矩极限，进一步一个电控装置利用一个该车辆上预定的数据库用于控制该车辆的持续制动或其它系统，例如SEA数据库。
下面本发明将结合所附方框图详细说明。
下面一个持续制动力矩应理解为持续制动直接给出的制动力矩。一个持续制动力理解为由持续制动的车轮传递到道路上的力，即通过该车辆不同的机械传递部件如通过万向轴、差动齿轮、车轮，由持续制动力矩传递给该道路上的力，或者说考虑机械变速比情况下相应该持续制动力矩的力。相应地，在持续制动的极限力矩理解为该持续制动力矩的极限值，该持续制动的极限力理解为考虑机械变速比情况下相应该持续制动极限力矩的力。该持续制动极限力矩可以预定该持续制动的极限值，例如通过该车辆数据库将一个预定的持续制动极限力矩传递给一个该持续制动的电控装置。
本发明预先确定一个力常数FK，它用于确定该持续制动极限力(框12)，并且在这种情况下被用于确定经过车辆数据库传递的持续制动极限力矩(框14)，该力常数FK在框1中描述。
在该汽车驱动过程中，该力常数FK由驱动轴的车轮传递到道路上的驱动力FAntrieb以及所产生的驱动转差率SAntrieb确定，该驱动力由发动机给出的驱动力矩算出。根据本发明的一个最佳实施例，该力常数FK根据下面公式计算为驱动转差率时间梯度与该驱动力时间梯度之比，。
FK＝dSAntrieb/dFAntrieb    (1)
其中在实际做法中该差值量通常利用差商来替代微分。
该驱动力，例如由发动机力矩(其被该车辆数据库接收)、总体转换和车轮的周长确定，该驱动转差率通过驱动轴轮胎的转速与非驱动轴轮胎的转速差值确定，即根据公式
SAntrieb＝(VVA-VHA)/VVA    (2)
其中VVA表示非驱动轴的轮胎的转速，即，通常情况为前轴，VHA表示驱动轴的轮胎的转速，即，通常情况为后轴。
在进一步计算驱动转差率中，还要考虑曲线行驶中曲线转差率Skurve形式的影响，及该轮胎行驶半径的滚动转差率SRoll形式的影响。该曲线转差率Skurve由该车辆的各个车轮行驶经过曲线的不同曲率半径组成。该滚动转差率是由轮胎之间行驶半径之差导致的，例如轮胎的允许误差。例如根据下面的公式来考虑这种数值。
SAntrieb＝(VVA-VHA)/VVA-Skurve-SRoll    (3)
本发明的方法通过利用来自轮胎转速传感器的转速信号(框3)，或该车辆数据库所接收的数据，来获得上述计算步骤所需要的信息。属于该车辆数据库接收的数据例如包括该发动机的驱动力矩，该持续制动实际产生的力矩，或发动机转速。
借助该力常数FK，考虑该轮胎特性曲线(框4)，确定在驱动轴上的那些持续制动力的极限值FGronz导致确定的制动转差率(框12)，根据下面的公式确定持续制动力的极限值FGronz。
FGronz＝SGronz/FK    (4)
该数值SGronz关系到预先确定的极限转差率，它被确定成避免防抱死装置的响应。在一个最佳实施例中，该极限转差率的确定依赖于速度，以及依赖于可调整的参数(框10)。这些参数给出预定速度所允许的制动转差率，该转差率通过持续制动可达到最大。
在框4中，例如通过以摩擦系数μ/转差率的曲线为基础，实现考虑轮胎的特性曲线。在车轴上的传递到道路上的力取决于该摩擦系数μ和这些轴的正交力的乘积，因此一个执行本发明方法的电控装置至少具有储存的摩擦系数/转差率的曲线，它能够在转差率数值和附带的摩擦系数之间赋值。
根据在框12中确定持续制动力的极限值，在框中，考虑在车辆上当时的持续制动作用的传递关系来求得该持续制动极限力矩，这些极限力矩可以通过车辆数据库传送给持续制动的电控装置或其它操纵装置。每个操纵装置可以调整该持续制动产生的制动力矩，它并不超越该持续制动的极限力矩，并避免该防抱死系统的响应。
至今的方案都是考虑机动车的驱动阶段，与此不同的方案是持续制动过程，即一个行驶状态，其中只通过持续制动来制动车辆，并且不实行摩擦制动。在这个方案中，确定持续制动产生的制动转差率(框6)，另一方面考虑该轮胎特性曲线(框4)。这种作为测量的持续制动转差率SDBRgemessen被称为转差率值，例如根据公式确定
SDBRgemessen＝(VVA-VHA)/VVA    (5)
或者在考虑曲线转差率和滚动转差率情况下，根据公式计算
SDBRgemessen＝(VVA-VHA)/VVA-Skurve-SRoll    (6)
这个测量的持续制动转差率将与开头所述的预先计算持续制动转差率比较。假如经过比较发现该预先计算的持续制动转差率与测量的持续制动转差率之间有明显的不一致，将如此调整该力常数FK，使该预先计算的持续制动转差率相对迅速适合测得的持续制动转差率。在这种情况下，在框6、8中，首先在驱动阶段给出该力常数FK的确定值，并且在预定的时间间隔中围绕预定档宽逐步调整，直到该预先计算的持续制动转差率与测量的持续制动转差率之间的偏差足够小，即不超过预定的极限值。
如上所述，在从持续制动到驱动阶段的转换中，在框1中该力常数FK由该驱动过程所具有的数据确定，其中通过前述在持续制动过程中调整所确定的力常数FK的主要部分在其后的驱动过程中随时间函数减小，以使通过调整确定的力常数FK的值经时间函数例如一种衰变指数函数，被反馈回到根据方框1确定的该力常数FK数值。
由此避免了，在一个持续制动过程中调整的力常数FK随后被用于另一个持续制动极限力矩的确定，而散失与调整瞬间的时间关系。

Claims (9)

1、控制汽车的至少一个持续制动的方法，该持续制动预定的制动力矩的限值归结到持续制动极限力矩范围，其中该持续制动极限力矩由力常数FK确定，在汽车驱动阶段，它由该汽车发动机的驱动力矩和驱动转差率SAntrieb确定；在该摩擦制动没有启动的持续制动阶段，进行预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率之间的比较，并通过预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率之间的偏差，自动改变该力常数FK，使该预先计算的持续制动转差率与实际测量持续制动转差率相适应。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，在该驱动阶段，力常数FK由驱动轮胎传递到道路上的驱动力FAntrieb基于该发动机的驱动力矩和转换比例确定，以及由驱动转差率SAntrieb确定。
3、根据权利要求2的方法，其特征在于，该力常数FK的计算根据驱动转差率时间梯度dSAntrieb与该驱动力时间梯度dFAntrieb的公式确定。
FK＝dSAntrieb/dFAntrieb
4、根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，根据力常数还考虑轮胎特性曲线来确定持续制动极限力。
5、根据权利要求4的方法，其特征在于，考虑该持续制动转换比的该持续制动的极限力确定该持续制动极限力矩。
6、根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，该汽车安装有电控制动系统(EBS)。
7、根据权利要求4的方法，其特征在于，该力常数由持续制动极限转差率确定。
8、根据权利要求7的方法，其特征在于，依据速度和/或依据参数来确定该持续制动极限转差率。
9、根据上述权利要求之一的方法，其特征在于，在确定测量的持续转差率时，校正曲线转差率Skurve和/或滚动转差率SRoll。
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