CN101687511B - 用于辅助斜坡起步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辅助车辆的斜坡起步的方法，该车辆包括借助于离合器和自动停车制动器而连至驱动轮的发动机组，其特征在于，该方法包括这样一个步骤：基于应当满足该车辆的限定物理参数的条件，生成关于存储与估计使用者和所述车辆准备驶离这一状态相对应的倾斜度特征(θ_pente)的指令。

Description

用于辅助斜坡起步的方法

技术领域

本发明涉及一种用于辅助的斜坡起步的方法。它具体地涉及一种用于协助具有手动或自动变速箱的机动车辆在斜坡上起动的方法。

背景技术

在某些车辆中，汽车制造商提出一种自动停车制动。

这种自动停车制动应当为客户带来有价值的补给，因为其价格比传统的停车制动方案要高。

为了使得该系统更有价值，一些制造商因而决定为其增加斜坡起步辅助功能，特别是辅助在斜坡上起动(或驶离)，其原理是一旦发动机传输给驱动轮的扭矩足以补偿斜坡倾斜度的作用就松开非驱动轮上的制动器。

已经知道这种设备。

文件GB 2376990在此观点上提出一种用于包括手动变速箱的机动车辆的自动停车制动设备的控制模块，当其收到指示加速器踏板的正向移动并且离合器踏板位置到达触点的信号时松开施加于停车制动器上的力。设备松开致动器的时刻还取决于离合器踏板的压下速度、所接合的传动比以及车辆使用者所处斜坡的倾斜度。

这个设备的缺点是对停车时例如由于乘客移动而造成的车身前后颠簸或车辆驶离时的前后颠簸相当敏感。

实际上，在松开制动器之前，车辆趋于挺起，静止的车轮及其移动被制动器阻止，而不管施加于它们之上的扭矩是多少。不良后果是车辆的延迟驶离，因为传输至离合器的计算扭矩被倾斜度传感器所传输的数据扭曲。

为了避免这个现象，可以例如引入低通滤波器来过滤噪声和传感器高频分量。然而，如果所传输的扭矩的估算不确切则这是不足够的。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于辅助斜坡起步的方法来减轻上述现有技术缺陷，该方法对于车辆车身的前后颠簸并不敏感。

本发明的另一目的是提出一种适用于具有手动或自动变速箱的车辆的、用于辅助斜坡起步的方法。

为此，本发明提出一种用于辅助车辆的斜坡起步的方法，该车辆包括借助于离合器和自动停车制动器而连至驱动轮的发动机组，其特征在于，该方法包括这样一个步骤：基于应当满足车辆的限定物理参数的条件而生成关于将与估计使用者和车辆准备驶离这一状态相对应的倾斜度特征存储到存储器中的指令。

根据本发明的方法的一些非限制性优选方面如下：

-所述限定参数是：

车辆速度，

车辆停止时间，

传动比的接合，

加速踏板位置，和

发动机组的角转速度，

-应当满足车辆的限定物理参数的条件是同时地：

о从高时间到定义的静止时间，车辆速度应当小于最小限定速度，

о传动比应当被接合，

о加速器踏板应当被压下至小于限定极限位置的位置(θ_acc)，和

о发动机组的角转速度应当大于最小角转速度，

-当离合器踏板被压下至比某个极限位置要高的位置时，所述条件被满足，

-只有生成关于将倾斜度特征存储到存储器中的指令时才实施制动器的松开，

-只有当传输至离合器的扭矩到达驶离的极限传输扭矩时才实施制动器的松开，

-根据所记录的倾斜度特征来估算或计算驶离传输扭矩，

-极限驶离扭矩等于

о0，如果所记录的倾斜度特征为正或零并且倒档被接合，或如果所记录的倾斜度为负或零并且前进档被接合，

оm·g·sin(θ_pente)·r(b)·ρ_roues，如果所记录的倾斜度特征严格为正并且前进档被接合，或者如果所记录的倾斜度严格为负并且倒档被接合，

其中：

m是车辆质量，

g是重力加速度，

θ_pente是倾斜度特征，

r(b)是与变速杆位置b相对应的所接合的传动比，

ρ_roues是负载下的车辆车轮半径，

-加速器踏板的极限位置是通过加速器踏板的图来确定的。

根据本发明的第二方面，提出一种用于辅助机动车辆的斜坡起步的设备，该机动车辆包括借助于离合器连至驱动轮的发动机组，所述设备包括自动停车制动器、用于控制松开制动器的装置、倾斜度传感器、用于确定车辆速度的装置、用于检测和确定变速箱所接合的传动比的装置、用于确定加速器踏板位置的装置、(必要时)用于确定离合器踏板位置的装置、以及计算机，其特征在于，所述装置能够实施根据本发明的用于辅助斜坡起步的方法。

本发明还提出一种应用根据本发明的用于辅助斜坡起步的设备的车辆。

附图说明

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

-图1示出了配备有根据本发明的设备的车辆的功能结构；

-图2说明了自动机的工作原理，该自动机估计传输至本发明所应用的具有手动变速箱的车辆的车轮的扭矩；

-图3示出了用于检测车辆和使用者准备驶离这一情况的自动机；

-图4是根据本发明的用于协助在斜坡上起动的方法的原理图；

具体实施方式

配备有根据本发明的斜坡起步辅助设备的车辆包括发动机组、自动停车制动器5、其上传输来自车辆剩余部分6的信号的总线4、以及控制发动机组的计算机。

总线4优选地是符合CAN^TM(控制局域网，即控制区域的网络)标准的总线。

发动机组包括通过传输设备与驱动轮联结的热机，所述传输设备包括可由使用者控制(在具有手动变速箱的车辆的情况下)或由自动机构控制(在配备有自动变速箱的车辆的情况下)的变速箱和离合器。

作为变型，发动机组可以包括一个或多个具有或没有热机的电动机。

斜坡起动辅助设备与用于控制自动停车制动器的计算机1配合，该计算机还连至总线4。

计算机1如已知地那样配备有用于生成压紧或松开自动停车制动器5的命令的装置，制动器5的命令是在至自动停车制动器的连接线上生成的。必要时，计算机1还配备有用于向总线4传输自动停车制动器5的状态信息的装置。

控制自动停车制动器5的计算机1通过合适的线路连至倾斜度传感器2。在其他实施例中，如果关于倾斜度的信息在总线4上可用，则传感器2就被从由总线4传输的数据流中提取这个信息的等效装置代替。

当车辆停在斜坡上时，倾斜度传感器2递送代表车辆停止的斜坡的倾斜度(也称作斜坡特征)的信号。

当控制自动停车制动器5的计算机1产生压紧命令时，制动器的活动部分压紧圆盘以使得自动停车制动器5被压紧。

相反，当控制自动停车制动器5的计算机1产生松开自动停车制动器5的命令时，制动器的活动部分被松开。

另外，在起动的情况下(无论是在斜坡上还是在平坦路面上)，车辆的发动机组就产生扭矩，该扭矩按照离合器为激活还是非激活以及取决于离合器位置的分数而被传输或不被传输至车轮。

因此，如下文所述，本发明的原理在于确定自动停车制动器5的松开条件，该条件特别地取决于当使用者和车辆准备驶离时所测量的斜坡特征以及传输至离合器的扭矩CT。这个条件被确定成一旦超过特定极限值或斜坡效应被发动机扭矩抵消就使得车辆处于驶离情形。

为了驶离，斜坡上的静止车辆应克服由于地心引力造成的斜坡效应。

这个效应取决于斜坡特性和车辆质量并且等于

m·g·sin(θ_pente)，

其中，m是车辆质量，g是重力加速度，θ_pente是斜坡特性。

应当借助于车轮传动链传输至离合器以使得车辆能够驶离(即在斜坡上起动)的最小扭矩C_{T_seuil}因而应当至少等于

C_{T_seuil}＝m·g·sin(θ_pente)·r(b)·ρ_roues

其中，r(b)是与变速杆位置b相对应的所接合的传动比，ρ_roues是负载下的车辆车轮的半径。

这个扭矩C_{T_seuil}是极限驶离扭矩。

本发明所提出的策略是基于对这个关系式的使用的。

特别地，它在于当传输至离合器的扭矩CT大于极限驶离扭矩C_{T_seuil}时，在从静止起动的阶段松开自动停车制动器5。

对于手动变速箱，传输扭矩CT是由自动机估算的，例如法国专利申请FR 2828450中所描述的自动机(图2显示了用于手动变速箱的自动机，并且下文不做赘述)，而对于自动变速箱，传输扭矩由扭矩转换器根据已知技术计算并传输。

下面将描述本发明的方法的驶离算法的工作原理。

该算法利用对传输扭矩CT的计算或估算并且解释驾驶者的意愿。

当驶离时，车辆趋于挺起，这增加了由传感器提供的关于斜坡特征的信息且因而增加了对极限驶离扭矩C_{T_seuil}的估算。

因此，检测车辆及其使用者准备驶离的时刻，并且“冻结”对应于该时刻的斜坡特征。

该特征的冻结是由存储装置存储对应于该时刻的斜坡特征θ_pente的值。

所述时刻的检测是借助于图3所示的自动机来实现的，该自动机可以采取四个不同的连续状态。

在第一状态10中，车辆的速度v大于所定义的最小速度v_min。该自动机因而认为车辆在行进。

在第二状态20中，在限定的时间

内车速v小于所定义的最小速度v_min。该自动机因而认为车辆如同静止(或者至少是车辆处于斜坡起步的执行点)。

如果在这个第二状态中，在限定的时间内车速v变得大于最小速度v_min，则该自动机返回初始状态10。

当物理参数速度v、时间t、加速器踏板位置θ_acc(这个位置例如可以以踏板压低百分比来给出)以及发动机组角转速度ω满足限定的条件时，该自动机估计使用者和车辆准备驶离。它因而生成关于存储与参数满足所述条件的状态相对应的斜坡特征θ_pente的指令，并且进入第三状态30。状态20至30的转换只能在这个存储操作完成后才能实现。

为了生成存储指令，一个简单的机制“采样和保持”(即采样器保持器机制)就足够了。下文用θ_{pente_store}来表示这个记录的特征。

参数应当满足的条件是车辆速度v从大于的时间t开始小于最小速度v_min、传动比被接合、车辆使用者踩下加速器踏板至小于定义的极限位置θ_{acc_seuil}的位置θ_acc、以及发动机的角转速度ω大于最小角转速度ω_min。

有利地，θ_{acc_seuil}取决于所记录的斜坡特征值θ_{pente_store}以及角转速度ω。这个值可以例如是由加速器的图所提供的最小值。

在手动变速箱的情况下，用于估计车辆和使用者准备驶离的附加条件是检查离合器踏板被踩下至大于限定位置θ_{emb_seuil}的位置θ_emb(这个位置可以例如以踏板压低百分比而给出)。

如果关于车速v、时间t、传动比接合、加速器踏板位置θ_acc、发动机组角转速度ω以及必要时的离合器踏板位置θ_emb的这些条件之一未能满足，则所述自动机停留在状态20。

如果关于车速v、时间t、传动比接合、加速器踏板位置θ_acc、发动机组角转速度ω以及必要时的离合器踏板位置θ_emb的这些条件之一不再被满足，则所述自动机返回状态20。

如果车速v变得大于最小速度v_min，则该自动机返回状态10。例如当车辆在平坦路面上在三色信号灯前停止时会出现这种情况。使用者因而不需要起动协助。

为了驶离而计算的最小扭矩C_{T_seuil}因而根据这个记录的信息θ_{pente_store}而被估算，并且不再取决于由倾斜度传感器所递送的特征。

针对驶离的极限扭矩C_{T_seuil}因而等于：

-0，如果所记录的倾斜度特征(θ_{pente_store})为正或零并且倒档被接合，或如果所记录的倾斜度(θ_{pente_store})为负或零并且前进档被接合，

-m·g·sin(θ_pente)·r(b)·ρ_roues，如果所记录的倾斜度特征(θ_{pente_store})严格为正并且前进档被接合，或者如果所记录的倾斜度(θ_{pente_store})严格为负并且倒档被接合。

这个极限驶离扭矩C_{T_seuil}的定义因而使之能够在使用者在下坡时起动的情况下将所述极限扭矩C_{T_seuil}固定为零。

如果离合器传输的扭矩C_T(其根据FR 2828450的方法被估算，或者由变速箱的扭矩转换器来计算)大于或等于根据关于所记录斜坡特征θ_{pente_store}的信息而计算的驶离扭矩C_{T_seuil}，并且如果总是满足关于车速v、时间t、传动比接合、加速器踏板位置θ_acc、发动机组角转速度ω以及必要时的离合器踏板位置θ_emb的这些条件，则所述自动机因而进入第四状态40。

在这个第四状态中，驶离条件从小于第二限定时间Δt_commande的时间t开始汇集(t＜Δt_commande)。

对于驶离条件，在这里认为是所述自动机认为车辆和使用者准备驶离的那些条件，以及关于传输扭矩的条件C_T≥C_{T_seuil}。

在状态40中，在该自动机的输入端，控制计算机1命令松开自动停车制动器5。因此t＝t₄，其中t₄对应于状态40中自动机的输入时间。

在第二限定时间结束时(即当t-t₄＞Δt_commande)，所述自动机返回状态1并且将时间t恢复为零。

在理论驶离时刻，即使用者和车辆准备驶离并且离合器的传输扭矩C_T大于或等于驶离扭矩C_{T_seuil}的时刻，发动机产生的扭矩应当至少大于离合器传输的扭矩C_T。

实际上，在相反的情况中，车辆有很大的熄火风险。

为了避免车辆熄火，应当：

-使用者加速，或

-发动机转速足以生成使用者要求的扭矩。

第一个条件显然是不期望的。

为了避免使用者介入其中，执行加速器踏板的制图。

对于整个绘制的倾斜度和转速，测量发动机转速足以生成使用者要求的扭矩所必需的加速器踏板最小位置θ_{acc_seuil}，从而在不熄火的情况下驶离。

这个制图可以通过现场实验而提前确定。

Claims (11)

1.一种用于辅助车辆的斜坡起步的方法，所述车辆包括借助于自动停车制动器和离合器连至驱动轮的发动机组，其特征在于，该方法包括这样一个步骤：基于应当满足该车辆的限定物理参数的条件，生成关于存储与估计使用者和所述车辆准备驶离这一状态相对应的倾斜度特征(θ_pente)的指令，在所述限定物理参数之中包括该车辆的停止时间(t)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述限定物理参数还包括：

-该车辆的速度(v)，

-传动比的接合，

-加速踏板的位置(θ_acc)，和

-所述发动机组的角转速度(ω)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，应当满足所述车辆的限定参数的所述条件是同时地：

-该车辆的速度(v)应当从大于所限定的停止时间(

)的时间(t)开始小于所限定的最小速度(v_min)，

-加速器踏板应当被压下直到小于所限定的极限位置(θ_{acc_seuil})的位置(θ_acc)，和

-所述发动机组的角转速度(ω)应当大于最小角转速度(ω_min)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当离合器踏板被压下直到大于特定极限位置(θ_{emb_seuil})的位置(θ_emb)时满足所述条件。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅当生成关于存储所述倾斜度特征(θ_pente)的指令时才实施所述制动器的松开。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，仅当离合器的传输扭矩(C_T)达到所传输的极限驶离扭矩(C_{T_seuil})时才实施所述制动器的松开。

7.根据6权利要求所述的方法，其特征在于，根据所记录的倾斜度特征(θ_{pente_store})来估算或计算所传输的驶离扭矩(C_{T_seuil})。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述极限驶离扭矩(C_{T_seuil})等于：

-0，如果所记录的倾斜度特征(θ_{pente_store})为正或零并且倒档被接合，或如果所记录的倾斜度(θ_{pente_store})为负或零并且前进档被接合，

-m·g·sin(θ_pente)·r(b)·ρ_roues，如果所记录的倾斜度特征(θ_{pente_store})严格为正并且前进档被接合，或者如果所记录的倾斜度(θ_{pente_store})严格为负并且倒档被接合，

其中：-m是该车辆的质量，

      -g是重力加速度，

      -θ_pente是倾斜度特征，

      -r(b)是与变速杆位置b相对应的所接合的传动比，

      -ρ_roues是负载下的该车辆的车轮半径。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加速踏板的极限位置(θa_{cc_seuil})是由加速器的图所提供的最小值。

10.一种用于机动车辆的斜坡起步辅助设备，所述机动车辆包括借助于离合器连至驱动轮的发动机组，所述设备包括自动停车制动器(5)、用于控制松开所述制动器的装置、倾斜度传感器、用于确定车速的装置、用于检测并确定变速箱所接合的传动比的装置、用于确定该机动车辆的停止时间(t)的装置、用于确定加速器踏板的位置的装置、用于确定离合器踏板的位置(θ_emb)的装置、以及计算机，

其特征在于，所述装置能够应用根据权利要求1至9中任一项的用于辅助斜坡起步的方法。

11.一种机动车辆，其应用根据前一权利要求的斜坡起步辅助设备。

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