CN101790478B - 用于辅助斜坡起步的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于辅助机动车辆的斜坡起步的方法，该车辆事先通过制动器而保持静止，该方法包括：测量所述车辆的倾斜度和自动松开所述制动器。根据本发明，该方法还包括：事先建立发动机扭矩与发动机转速之间的图；在所述图中限定出许可区域和禁止区域；提供所述车辆的发动机转速值；提供所述车辆的发动机扭矩值；推导发动机的工作点在所述图中的坐标；只在所述工作点的坐标位于该图的许可区域内时才自动松开所述制动器。

Description

用于辅助斜坡起步的方法
技术领域
本发明涉及辅助机动车辆的斜坡起步(也称为驶离)的领域。
确切地说，本发明涉及一种用于辅助机动车辆的斜坡起步的方法，该机动车辆事先通过制动器而保持静止，该方法包括下列步骤：
-测量车辆的倾斜度，和
-自动松开制动器。
背景技术
这种方法要解决的问题是避免发动机可能的突然熄火。实际上，对于某些发动机而言，特别是扭矩小的发动机，特别是在机动车辆开动时所递送的实际发动机扭矩与为驶离所必需的发动机扭矩之差是不可补偿的(通常通过踩下加速器)。
为了解决这种问题，已知地对机动车辆应用多个传感器。
然而，使用传感器，除了其固有成本之外，还需要对传感器所提供的数据进行常常很复杂的电子管理，这也会特别地增加电子控制单元(ECU)的计算时间。
发明内容
本发明的目的是通过一种旨在最小化必需传感器数目的实施简单的解决方案来克服上述缺陷，因此特别地最小化了这种方法的实施成本。
为此，如导言中介绍的根据本发明的设备的主要特征在于，还包括下列步骤：
-事先建立发动机扭矩与发动机转速之间的图，
-在所述图中限定出针对斜坡起步的许可区域和针对斜坡起步的禁止区域，
-提供车辆的发动机转速的值，
-提供车辆的发动机扭矩的值，
-推导发动机工作点在所述图中的坐标，
-只在所述工作点的坐标位于该图的许可区域内时才自动松开制动器。
由于所述特征，只需要一个机动车辆倾斜度传感器。
附图说明
参考附图，通过阅读下面作为非限制性的说明示例而给出的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：
-图1示出了根据本发明的图的实施例；和
-图2示出了根据本发明的方法的实施例。
具体实施方式
为了说明本发明的原理，考虑事先通过制动器而保持静止的机动车辆。
所述制动器可以是机动车辆的停车制动器或脚踏制动器。也就是说，本发明可以应用于任何类型的发动机、任何发动机功率以及任何类型的变速箱。
在斜坡起步时，越来越希望获得对斜坡起步的辅助。在车辆停在斜坡上(正坡度)的情况下并且在向前移动之前，机动车辆可能在无辅助的情况下在这样一个时期内倒退：其对应于驾驶员松开制动器的时刻与发动机扭矩足以驱动该机动车辆的时刻之差，而这相比坡度大、机动车辆负载以及因此具有较大质量而言要更加严重。
另外，特别地，具有较小发动机扭矩的发动机可能突然熄火。这个熄火是由于发动机不能递送机动车辆驶离所必需的扭矩再加上发动机转速下降而造成的。
为了以最少的传感器解决这个问题，根据本发明，建立一个发动机图。图1所示的这种图对应于根据发动机转速REG而递送的发动机扭矩CPL。
这种图例如是在车辆被交付使用之前在发动机测试台上获得的，或者是在机动车辆行驶阶段被建立的。其形式和值取决于发动机类型，图1中并未指示该图的单位。
对于给定的发动机而言，如图1所示，其图的包络与车辆质量和该车辆所处坡度无关。
根据本发明的方法的一个步骤是提供一个值，该值优选地是车辆的发动机转速瞬时值。这个步骤有利地通过借由本领域技术人员已知的任何方式来测量转速而实施的。
根据本发明的方法的另一步骤是提供一个值，该值优选地是车辆的发动机扭矩瞬时值。这个步骤有利地通过借由本领域技术人员已知的任何方式估计扭矩而实施的，例如通过测量喷射时间。
一旦在给定时刻t确立了扭矩值CPL(t)和转速值REG(t)，就在根据本发明方法的另一个步骤中推导发动机在所述图中在时刻t的工作点坐标。
在时刻t的工作点坐标有利地被实时确立。
根据本发明，在一个步骤中在所述图中限定出许可区域和禁止区域。这些区域在后文描述并且在这种情况下对应于图1中的作为许可区域的子区域Z1、Z2、Z3和Z4和作为禁止区域的子区域Z5和Z6。
所述许可区域对应于这样的区域：其中通过机动车辆驾驶员或控制装置而使得发动机达到能使其递送足以驶离的扭矩的发动机转速，也就是说足以克服坡度和偏差值(dispersion)(倾斜度传感器、车辆质量、发动机转速和发动机扭矩的偏差)。
一旦获得，工作点坐标就能够在所述图中定位工作点，并且能够推断出该点是在许可区域内还是在禁止区域内。
如果工作点坐标在所述图中的许可区域内，则自动松开制动器，例如操纵装置可以为此而发送信号。
应当指出，在一个实施例中，机动车辆配备有脚踏制动器和该脚踏制动器的控制装置，该控制装置被配置为保持所述制动器的制动，因而在驾驶员松开该制动器的时刻与发动机扭矩足以驱动该机动车辆的时刻之间固定住该机动车辆。在这个实施例中，所述操纵装置引导所述脚踏制动器的控制装置。
由于本发明，可以只使用一个传感器来测量车辆倾斜度。
车辆倾斜度的测量，即车辆所处坡度α，使之能够有利地以如后文所述的动态方式来限定出许可区域和禁止区域。
由于本发明，可以实施对驶离的辅助而无须测量或估计机动车辆质量。
然而，机动车辆质量影响了发动机为能够驶离而递送的必需扭矩。
因此，概括而言，坡度越大机动车辆质量就越重要，为能够驶离而递送的发动机扭矩就应当越大。
为能够免除对车辆质量的知识，所述许可区域和禁止区域有利地如下文所述地被限定。
实际上，当例如在测试台上建立所述图时，具体地是其包络，不可能获知负载机动车辆的质量。其取决于可能乘客的数量和质量以及可能的行李。
然而，通常按照规定定义机动车辆的最小质量，即空载重量，以及可允许的最大负载质量，即满载重量。这些质量对于给定的机动车辆而言是已知的。
根据本发明，因而可以定义图1所示的最大驶离扭矩CPL_P(α)和最小驶离扭矩CPL_V(α)。
最大驶离扭矩CPL_P(α)对应于为使满载机动车辆起动所必需的发动机扭矩。
最小驶离扭矩CPL_V(α)对应于为使空载机动车辆起动所必需的发动机扭矩。
如前文所述，这两个发动机扭矩CPL_P(α)和CPL_V(α)取决于坡度α。
因此，对于两个坡度α1和α2，例如α2＞α1，CPL_P(α2)＞CPL_P(α1)并且CPL_V(α2)＞CPL_V(α1)。
倾斜度α的测量，即车辆倾角，使之能够确定满载驶离扭矩阈值CPL_P(α)和空载驶离扭矩阈值CPL_V(α)，所述阈值是事先标定的。
由于这些阈值，可以以动态方式在所述图中有利地定义许可区域和禁止区域。
为此，所述禁止区域通常包括第一子区域(图1中的Z5)，该第一子区域对应于小于空载驶离扭矩CPL_V(α)的任何所递送的发动机扭矩值，而与发动机转速无关。
如果工作点坐标对应于子区域Z5中的点，则根据本发明认为所递送的发动机扭矩不足以实现空载驶离，并且在该条件下，制动器不应当被自动松开。
有利地，也可以将许可区域和/或禁止区域进一步划分成多个子区域。
为此，许可驶离区域特别地包括这样一个范围：该范围包含其坐标与大于空载驶离扭矩CPL_V(α)的所递送发动机扭矩和大于最小额定发动机转速REG_N_min(α)的发动机转速相对应的所有工作点(见图1)。
这个范围对应于图1中的子区域Z1、Z2和Z3。
更确切地说，所述许可区域因而可以包括第一子区域Z1，在该第一子区域中发动机扭矩大于与空载驶离扭矩CPL_V(α)和偏差扭矩CPL_P(α)-CPL_V(α)之和相对应的满载驶离扭矩CPL_P(α)。
所述图的包络和满载驶离扭矩值CPL_P(α)的交点限定了两个发动机转速：一个最大额定发动机转速REG_N_max(α)和一个最小额定发动机转速REG_N_min(α)。
最小额定发动机转速REG_N_min(α)是在发动机扭矩小于满载驶离扭矩CPL_P(α)以内的发动机转速。
最大额定发动机转速REG_N_max(α)是在所递送的发动机扭矩小于满载驶离扭矩CPL_P(α)以外的发动机转速。
如前文所述，满载驶离扭矩CPL_P(α)和空载驶离扭矩CPL_V(α)有利地取决于坡度α。因此，最小额定发动机转速REG_N_min(α)和最大额定发动机转速REG_N_max(α)同样有利地取决于坡度α。
所述许可区域可以包括第二子区域Z2，在该第二子区域中发动机扭矩大于空载驶离扭矩CPL_V(α)(并且小于满载驶离扭矩CPL_P(α))，并且所述发动机转速包含在最小额定发动机转速REG_N_min(α)与最大额定发动机转速REG_N_max(α)之间。
所述许可区域可以包括第三子区域Z3，在该第三子区域中发动机转速大于最大额定转速REG_N_max(α)，并且发动机扭矩大于空载驶离扭矩CPL_V(α)。
这个第三子区域Z3属于所述许可区域的一部分，因为即使所递送的发动机扭矩在这个小于满载驶离扭矩CPL_P(α)的子区域内，由机动车辆驾驶员或以引导的方式所实现的简单的发动机转速下降也使之能够容易地重新获得包含于与第一Z1或第二Z2子区域相对应(因此与递送足以起动机动车辆的发动机扭矩的能力相对应)的最大额定发动机转速REG_N_max(α)与最小额定发动机转速REG_N_min(α)之间的发动机转速。
所述许可区域也可以包括第四子区域Z4，在该第四子区域中，发动机扭矩大于空载驶离扭矩CPL_V(α)、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和，并且在该第四子区域中发动机转速小于最小额定发动机转速REG_N_min(α)。
在这个子区域Z4中，尽管发动机转速小于最小额定发动机转速REG_N_min(α)，然而认为由于所递送的发动机扭矩大于空载驶离扭矩CPL_V(α)、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和，发动机能够递送为使发动机转速到达最小额定发动机转速REG_N_min(α)所必需的扭矩。
相反，如果所递送的发动机扭矩小于空载驶离扭矩CPL_V(α)、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和，并且发动机转速小于最小额定发动机转速REG_N_min(α)，则发动机不能递送为使发动机转速到达最小额定发动机转速REG_N_min(α)所必需的扭矩，并且认为由于机动车辆可能突然熄火而不允许驶离(子区域Z6)。
本发明也可以以图2中的框图来说明。
图2特别以算法的形式示出了根据本发明的方法的一个实施例。
根据本发明的算法有利地由计算机程序实施。根据本发明的计算机程序包括用于当该程序在计算机上运行时执行前述方法的各步骤的程序代码指令。
在第一步骤中，提供发动机扭矩值CPL。
然后，在第二步骤中，将该发动机扭矩值与满载驶离扭矩CPL_P(α)相比较。如果差值为正，则允许驶离100。该步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z1中。
否则，计算发动机扭矩CPL是否大于空载驶离扭矩CPL_V(α)以及发动机转速是否在最大额定发动机转速REG_N_max(α)与最小额定发动机转速REG_N_min(α)之间。
在肯定的情况下，允许驶离。该步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z2中。
在否定的情况下，并且CPL＞CPL_V(α)，将转速REG与最大额定发动机转速REG_N_max(α)相比较。
如果转速REG＞REG_N_max(α)，则允许驶离。这个步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z3中。
如果转速REG＜REG_N_min(α)，并且发动机扭矩CPL大于空载驶离扭矩CPL_V(α)、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和，则允许驶离。这个步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z4中。
如果所递送的发动机扭矩CPL小于空载驶离扭矩CPL_V(α)、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和并且REG＜REG_N_min(α)，则禁止驶离。这个步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z6中。
同样，如果所递送的发动机扭矩CPL小于空载驶离扭矩CPL_V(α)，则禁止驶离。这个步骤使之能够确定工作点坐标是否在子区域Z5中。
上述步骤并非必须按顺序进行。在按顺序进行上述步骤的情况下，也可以以其他顺序执行上述步骤。

Claims (8)

1.一种用于辅助机动车辆的斜坡起步的方法，所述机动车辆事先通过制动器而保持静止，该方法包括下列步骤：
-测量所述车辆的倾斜度(α)，和
-自动松开所述制动器，
其特征在于，该方法还包括下列步骤：
-事先建立发动机扭矩与发动机转速之间的图，
-在所述图中限定出针对斜坡起步的许可区域(Z1至Z4)和针对该斜坡起步的禁止区域(Z5、Z6)，
-提供所述车辆的发动机转速(REG)的值，
-提供所述车辆的发动机扭矩(CPL)的值，
-推导发动机的工作点在所述图中的坐标(REG，CPL)，
-只在所述工作点的坐标位于该图的许可区域内时才自动松开所述制动器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，自动松开所述制动器的所述步骤只在所述发动机扭矩(CPL)的值大于或等于所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V)时才被实施。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V(α))是根据该车辆的所测量的倾斜度(α)来定义的。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述许可区域包括第一子区域(Z1)，在该第一子区域中所述发动机扭矩(CPL)大于与所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V)和偏差扭矩之和相对应的满载驶离扭矩(CPL_P)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述机动车辆的满载驶离扭矩(CPL_P(α))是根据该车辆的所测量的倾斜度(α)来定义的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述许可区域包括第二子区域(Z2)，在该第二子区域中：
-所述发动机扭矩(CPL)大于所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V(α))，并且
-所述发动机转速(REG)包含于最小额定发动机转速(REG_N_min(α))与最大额定发动机转速(REG_N_max(α))之间。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述许可区域包括第三子区域(Z3)，在该第三子区域中：
-所述发动机转速(REG)大于最大额定发动机转速(REG_N_max(α))，并且
-所述发动机扭矩(CPL)大于所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V(α))。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述许可区域包括第四子区域(Z4)，在该第四子区域中：
-所述发动机扭矩(CPL)大于所述机动车辆的空载驶离扭矩(CPL_V(α))、速度增加扭矩和移动限制扭矩之和，并且
-所述发动机转速(REG)小于最小额定发动机转速(REG_N_min(α))。
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