CN101842608B - 用于确定由汽车的离合器传输的扭矩的一种映射的装置和方法以及用于装备有这种装置的汽车的坡启动辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，该装置用于在驾驶车辆时基于一个离合器控制构件(3)的位置来确定由汽车的离合器传输的扭矩的一种映射(2)。该装置包括一种基于该离合器控制构件(3)的多个位置阈值用于更新该映射(2)的装置(5)。所述更新装置(5)包括计算装置(7)，该计算装置基于存储在所述映射(2)中的该控制构件(3)的这些位置的最小值和最大值并且基于所述多个阈值的这些当前值用于修改所述多个阈值的这些值。

Description

用于确定由汽车的离合器传输的扭矩的一种映射的装置和方法以及用于装备有这种装置的汽车的坡启动辅助系统

技术领域

本发明涉及驾驶辅助的领域，并且具体地涉及启动车辆或在使其开始移动。

背景技术

离合器曲线的估算、或更准确地说由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的一种映射的估算对机动车辆车载的不同系统可以是有用的，并且具体是对于一种用于辅助机动车辆的坡启动的系统。

法国专利申请号2828450(Renault)涉及一种用于机动车辆的坡启动辅助装置。该辅助装置主要包括：一种用于估算车辆在其上定位的斜坡的装置、一种用于解释驾驶员的动作的装置、一种用于确定车辆的离合器的特征曲线的装置、以及一种用于自动地解除启用车辆的制动装置的装置。因此，该机动车辆能够以一种状态保持定位在一个斜坡上，其中这些驱动轮与发动机是脱离接合的，并且能够仅通过驾驶员在加速器以及离合器踏板上的这些动作在上坡方向上开始运动，而不需要驾驶员必须作用在该驻车制动器上。一旦传输到这些车轮上的扭矩足够补偿由于斜坡以及重力而作用在车辆上的力，该辅助装置即控制这些制动器的释放。

当车辆处于运动中时，由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的映射是以一种常规的方式、通过多个预定的以及不变的位置阈值来更新的。

因此，不正确的预先确定这些阈值的可导致由离合器传输的扭矩的映射的一种不正确的更新，并且甚至没有更新。

另外，有可能的是当离合器是新的时，这些预定阈值适合用于更新该映射，但在该离合器的一定程度的磨损之后则变得不适合。

发明内容

本发明的一个目的是要改进由具有离合器磨损的离合器传所输的扭矩的映射的更新的准确度。

本发明的另一个目的是提供一种机动车辆坡启动辅助系统，该系统具有改进的运行精度。

根据本发明的一个方面，提出了一种装置，该装置用于在车辆行进时根据一个离合器控制构件的位置来确定由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的一种映射。该装置包括用于根据该离合器控制构件的多个位置阈值来更新所述映射的装置。该更新装置包括计算装置，该计算装置用于根据在所述映射中记录的控制构件的这些位置的最小值和最大值并且根据所述多个阈值的当前值来修改所述多个阈值的这些值。

因此，除了该离合器曲线取决于这些阈值的事实之外，这些阈值也取决于在该离合器曲线中的变化。换言之，该离合器曲线以及这些阈值是相互依赖的。该离合器控制构件可以是一个离合器踏板。

在一个实施方案中，这些位置阈值包括一个最高阈值、一个最低阈值、以及一个中间阈值。

该离合器控制构件(通常是一个离合器踏板)的位置可以被定义为该离合器踏板的行程的一个百分比，使0％对应于该离合器踏板被完全推进，也就是说该离合器完全脱离接合，而100％对应于该离合器踏板未被推进或被完全释放，也就是说该离合器被完全地接合。

该最高阈值(例如95％)对应于该离合器踏板的一个位置阈值，高于该阈值或者对于该阈值则认为该离合器完全接合。该最低阈值(例如5％)对应于该离合器踏板的一个位置阈值，低于该阈值或对于该阈值则认为该离合器完全脱离接合。此外，一个中间阈值(例如80％)是一个认为该离合器未被完全接合的值，并且被用来识别变速箱的接合比。因此，当该离合器踏板的位置是处于该中间阈值与该最高阈值之间时，该离合器的状态以及所确定的变速箱传动比通过一种滞后现象而取决于该离合器之前的状态。

在一个实施方案中，所述更新装置包括所述映射的完全更新的一个计数器。

因此，在该离合器映射的一个预定次数的完全更新之后，有可能以一种循环方式重新计算或更新这些位置阈值。

在一个实施方案中，所述更新装置包括所述计数器的当前值与一个预定值的一个比较器。

这个预定值对应于在修改该离合器踏板的这些位置阈值之前被顺序执行的该映射的完全更新的次数。

在一个实施方案中，当该比较器确定了所述计数器的当前值等于所述预定值时，该更新装置适合用于执行该计算装置。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种系统，该系统用于辅助装配有一种装置的机动车辆的坡启动，该装置用于确定由如以上说明的离合器传输的扭矩的一种映射，该系统带有一个斜坡传感器以及一个控制的制动装置。该坡启动辅助系统包括用于控制该制动装置的装置，该制动装置包括用于估算为了克服重力而有待由离合器供给的扭矩的装置，以及用于比较有待供给的所述扭矩与在所述映射中可供使用的由该离合器供给的扭矩的装置。

因此，该坡启动辅助系统已经值得注意地提高了精确度，因为它将离合器的磨损考虑在内。

在一个实施方案中，当由该离合器供给的扭矩大于或等于为克服重力而有待供给的扭矩时，所述用于控制该制动装置的装置适合于控制该制动装置的这些制动器的释放。

因此，在一个坡启动过程中，这些制动器的释放由车辆自动地管理，并且驾驶者可以使他自己仅专注于加速器踏板和离合器踏板，而不需担心该驻车制动器。

在一个实施方案中，所述用于估算为了克服重力而有待由该离合器供给的扭矩的装置适合于在以下关系的基础上计算所述有待供给的扭矩：

CT_d＝r(b)ρ_车轮.m.g.sin(θ_倾斜)

其中：

CT_d是为了克服重力而有待由该离合器供给的扭矩，单位是Nm；

r(b)是对应于变速杆的位置b的变速箱传动比，无量纲；

ρ_车轮是车辆的这些车轮的半径，单位是m；

m是车辆的重量，单位是kg；

g是在地球表上的重力场，基本上等于9.81m.s^-2；并且

θ_倾斜是车辆所在表面的倾斜度，由该斜坡传感器供给，单位是rad。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种方法，该方法用于根据一个离合器的控制构件的位置来确定由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的一种映射，其中，当车辆行进时，所述映射是基于车辆行进时的离合器控制构件的多个位置阈值来更新的。另外，在所述更新过程中，所述阈值的这些值是根据在所述映射中记录的控制构件的这些位置的最小值和最大值并且根据所述多个阈值的当前值来改变的。

附图说明

通过研究作为决非限制性的并且由这些附图展示的实例的多个实施方案的以下的详细说明，将会更好地理解本发明，在附图中：

-图1是根据本发明的一个方面的一种装置的示意图，该装置用于根据一个离合器控制构件的位置来确定由装配在机动车辆上的一个离合器传输的扭矩的一种映射；并且

-图2是一个框图，它展示了用于装配有根据图1的装置的机动车辆的一种坡启动辅助系统。

具体实施方式

图1展示了根据本发明的一个方面的一种装置的一个实例，该装置用于在车辆行进时，根据一个离合器控制构件(在这个例子中是一个离合器踏板)的位置来确定由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的一种映射。

装置1包括根据离合器踏板3(它能够由车辆的驾驶者致动)的位置由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的一种映射2。映射2被包括在一个电子控制单元4中并且可以被储存在一个存储器中。电子控制单元4包括用于更新映射2的一个模块5。用于更新映射2的模块5使用了存储在一个第一存储模块6中的离合器构件的多个位置阈值。

更新模块5包括一个计算模块7，该计算模块使之有可能根据在离合器映射2中记录的离合器踏板3的这些位置的最小值和最大值并且根据这些存储阈值的当前值或实际值来修改离合器踏板3的这些位置阈值的这些值。

一个计数器8使之有可能在任何时候基于一个预定的初始映射2而知道自从该车辆开始使用时已经执行的映射2的完全更新的次数。每次该更新模块5完成映射2的一个完全更新，计数器8就被增量一个单元。

一个比较器9将计数器8的当前值与存储在一个第二存储模块10中的一个预定值N_retro相比较。因此，当已经完成了映射2的N_retro个顺序更新时，更新模块5根据在离合器映射2中存储的离合器踏板3的这些位置的最小值和最大值并且根据当前在第一存储模块6中存储的当前值来命令计算模块7修改存储在第一存储模块6中的这些阈值的这些值。然后，计数器8被重置为零。

更新模块5通过一个传感器11经由连接12接受表示离合器踏板3位置的一个信息项。此外，由该离合器传输的扭矩的一个传感器13经由连接14将表示由该离合器传输的扭矩的一个信息项传送至更新模块5。作为一个变体，扭矩传感器13可以由一个估算器来代替。

离合器踏板θ_离合器的位置是以离合器踏板3的最大行程的百分比来表达的。0％的一个百分比对应于离合器被完全脱离接合，也就是说离合器踏板3被推进到最大，而100％的一个百分比对应于该离合器被完全接合，也就是说离合器踏板3被完全释放。在映射2中，这些扭矩值在一个最小扭矩值与一个最大扭矩值之间变化，并且这个范围的扭矩值被划分成一个预定范的围数N_范围。对于这些范围中的每一个，该装置基于这个范围中测量的几个值来确定用于范围i的一个平均扭矩：

CC_i(θ_{离合器_CC}(i)，ECT_CC(i))。

θ_{离合器_CC}(i)代表用于当前范围i的离合器踏板3的平均位置(用百分比)，而ECT_CC(i)代表在当前范围i中的平均扭矩，单位是Nm。

一个最高阈值θ_离合器HB对应于离合器踏板3的一个位置，越过该位置则认为离合器被接合，即传输扭矩；例如，该最高阈值最初可以是95％。一个最低阈值θ_离合器LB(例如，最初等于5％)是离合器踏板3的一个位置阈值，低于该位置阈值则认为该离合器被脱离接合，即不传输扭矩。还使用了相对接近于最高位置阈值θ_离合器HB的一个中间位置阈值θ_离合器LB，例如，最初等于80％。

换言之，这些位置阈值是相对于获知的或更新的离合器曲线来编制索引。这些位置阈值的演化一定要比离合器映射2的估算的收敛更加缓慢。例如，在映射2的N_retro次完全更新之后，可以更新这些位置阈值的值，其中，例如，N_retro＝30。

对于最低位置阈值θ_离合器LB，可以强加一个最低界限θ_{离合器LB_lim B}、以及一个最高界限θ_{离合器LB_lim H}，这样，在任何时候以下等式都是成立的：

θ_{离合器LB_lim B}≤θ_离合器LB(k)≤θ_{离合器LB_lim H}

其中，k代表完成的阈值更新的次数。

类似地，对于最高位置阈值θ_离合器HB，可以强加一个最低界限θ_{离合器HB_lim B}、以及一个最高界限θ_{离合器HB_lim H}，这样，在任何时候以下方程式都是成立的：

θ_{离合器HB_limB}≤θ_离合器HB(k)≤θ_{离合器HB_lim H}

此外，必须满足以下条件：

还有可能强加一个离合器曲线的模板，这就是说将最高位置阈值θ_{离合 器HB}与最低位置阈值θ_离合器LB之间的差异限制为：

Δθ_{离合器HBLB_lim B}≤θ_离合器HB(k)-θ_离合器LB(k)≤Δθ_{离合器HBLB_lim H}

其中：

0＜Δθ_{离合器HBLB_lim B}＜Δθ_{离合器HBLB_lim H}＜100

为了将以上方程式考虑在内，有可能定义以下通用阈值：

因此，离合器映射2的每N_retro次更新，这些位置阈值可以相对于离合器映射2的最小值θ_{离合器CC_min}(k)以及最大值θ_{离合器CC_max}(k)而被更新，这样：

其中，θ_离合器CC(i)是在离合器映射2中注册的第i个点。

在任何时候，以下都是正确的：

0≤θ_离合器LB(k)≤θ_{离合器CC_min}(k)≤θ_{离合器CC_max}(k)≤θ_离合器HB(k)≤100

这些阈值在它们的第k次更新之后，可以基于在它们的第k次更新之前并且在它们的第k-1次更新之后它们的值、通过以下方程式来进行计算：

其中：

α_离合器LB以及α_离合器HB是这些阈值的收敛因子，证明：

并且，Δθ_离合器LB和Δθ_离合器HB是加速器踏板3的这些位置阈值相对于的离合器曲线的多个指数化因子，证明：

以一种简单的方式，这些指数化因子可以被考虑为常量。该中间位置阈值θ_离合器MB能够以一种简化的方式由以下方程式来确定：

θ_离合器MB(k)＝(θ_离合器HB(k)-θ_离合器LB(k))＊0.8+θ_离合器LB(k)

其中，例如，该中间位置阈值θ_离合器MB等于范围[θ_离合器LB(k)，θ_离合器HB(k)]的80％。

为了增加朝向适合于更新的离合器映射2的这些位置阈值收敛的速度，在车辆的使用过程中可以改变这些收敛因子α_离合器LB、α_离合器HB。在车辆的第一次倒退或第一千米的过程中，有可能为收敛因子α_离合器LB、α_{离合器 HB}选择高值。例如，有可能选择α_离合器LB＝1并且α_离合器HB＝1；因此，该离合器曲线通过多个恒定阈值被获知或更新；此后，有可能降低该值，以便快速地使这些位置阈值适应于离合器映射2，并且最终有可能切换到缺省值(小于但非常接近1)，以便使这些阈值在车辆的使用过程中非常慢地演化。

图2展示了一个系统的一个实例，该系统用于辅助装配有装置1的机动车辆的坡启动或坡驾驶操作，该装置用于确定在如图1中表示的离合器传输的扭矩的一种映射。

该坡启动辅助系统还包括一个控制模块17，该控制模块属于电子控制单元4并且控制一个制动装置18，以此在坡启动过程中，当由该离合器传输的扭矩补偿了用于由斜坡引起的这些影响时，经由一个连接19来释放这些制动器。控制模块17包括：一个模块20，该模块用于估算为了克服重力有待由离合器供给的扭矩；以及该为了克服重力有待供给的扭矩与由在映射2中可供使用的由离合器供给的扭矩的一个比较器21。控制模块17还包括用于确定对应于变速杆的位置b的变速箱传动比的一个模块22。

同样，电子控制单元4经由连接24接收代表来自斜坡传感器23的坡度θ_倾斜的一个信息项。电子控制单元4还接收了由该车辆车载的不同的传感器或估算器供给的多个其他的信号25。这些信号代表车辆的不同运行参数的值。

在由车辆驾驶者执行的一个坡启动或驾驶操作的过程中，估算模块20通过以下关系评算为了启动而有待对这些车轮供给的扭矩CT_d：

CT_d＝r(b)ρ_车轮.m.g.sin(θ_倾斜)

其中：

CT_d代表为了克服重力有待由离合器供给的扭矩，单位是Nm；

r(b)代表对应于变速杆的位置b的变速箱传动比，无量纲；

ρ_车轮代表车辆的这些车轮的半径，单位是m；

M代表车辆的重量，单位是kg；

g代表在地球表面上的重力场，等于9.81m.s^-2；并且

θ_倾斜代表车辆所在表面的倾斜度，由斜坡传感器供给，单位是rad。

为了这个计算，模块22将对应于该变速杆的位置b的变速箱传动比供给估算模块20。比较器21将由估算模块20估算的有待供给的扭矩与由该离合器供给(其值在映射2中可得到)的扭矩进行比较。当由该离合器供给的扭矩大于或等于通过估算模块20估算的有待供给的扭矩时，控制模块17控制了制动装置18以便释放这些制动器。

本发明使之有可能得到将离合器的磨损考虑在内、随时间更新的一种离合器映射，并且因此使之有可能获得一种提高精确度的离合器映射。

本发明还使之有可能供给驾驶者一种用于坡启动的辅助，该辅助将离合器的磨损考虑在内并且具有提高的精确度。

Claims (7)

1.一种用于在车辆正在运行时根据一个离合器控制构件(3)的位置确定由装配在机动车辆上的一个离合器传输的扭矩的一种映射(2)的装置，该装置包括根据该离合器控制构件(3)的多个位置阈值用于更新所述映射(2)的装置(5)，其特征在于，

所述位置阈值包括最高阈值(θ_离合器HB)，最低阈值(θ_离合器LB)和中间阈值(θ_离合器MB)，其中最高阈值(θ_离合器HB)是越过该位置则认为离合器被接合的该离合器控制构件(3)的位置，最低阈值(θ_离合器LB)是低于该位置则认为该离合器被脱离接合的位置，而中间阈值是认为该离合器未被完全接合的位置；

所述更新装置(5)包括映射更新计数器(8)，其中当所述映射(2)完全更新时所述映射更新计数器(8)增加1；以及

所述更新装置(5)包括计算装置(7)，该计算装置用于当所述映射更新计数器(8)达到预定值N_retrx时，根据记录在所述映射(2)中的该控制构件(3)的这些位置的最小值和最大值并且根据所述多个位置阈值的当前值来修改所述最高阈值、最低阈值和中间阈值的值。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述更新装置(5)包括所述映射更新计数器(8)的当前值与预定值的比较器(9)。

3.如权利要求2所述的装置，其中当该比较器(9)确定了所述映射更新计数器(8)的当前值等于所述预定值时，所述更新装置(5)适合用于执行所述计算装置(7)。

4.一种用于辅助机动车辆的坡启动的系统，其中该机动车辆装配有如以上权利要求之一所述用于确定由离合器传输的扭矩的映射(2)的装置，该系统带有斜坡传感器(23)以及受控的制动装置(18)，其特征在于，它包括：用于控制该制动装置(18)的装置(17)，该用于控制该制动装置(18)的装置(17)包括用于估算为了克服重力而有待由该离合器供给的扭矩的装置(20)；以及所述有待供给的扭矩的与由该离合器供给的、在所述映射(2)中可获得的扭矩的比较器(21)。

5.如权利要求4所述的系统，其中当由该离合器供给的扭矩是大于或等于为了克服重力而有待供给的扭矩时，所述用于控制该制动装置(18)的装置(17)适合于控制该制动装置(18)的这些制动器的释放。

6.如权利要求4或5所述的系统，其中所述用于估算为了克服重力而有待由该离合器供给的扭矩的装置(20)适合于基于以下关系计算所述有待供给的扭矩：

CT_d＝r(b)ρ_车轮.m.g.sin(θ_倾斜)

其中：

CT_d是为了克服重力而有待由该离合器供给的扭矩，单位是Nm；

r(b)是对应于变速杆的位置b的变速箱传动比，无量纲；

ρ_车轮代表车辆的这些车轮的半径，单位是m；

m是车辆的重量，单位是kg；

g是地球表面上的重力场，基本上等于9.81m.s^-2；并且

θ_倾斜是车辆所在表面的坡度，由该斜坡传感器供给，单位是rad。

7.一种用于根据离合器控制构件(3)的位置来确定由装配在机动车辆上的离合器传输的扭矩的映射(2)的方法，其中在该车辆正在行进时，所述映射(2)基于该离合器控制构件(3)的多个位置阈值而被更新，其特征在于，

所述位置阈值包括最高阈值(θ_离合器HB)，最低阈值(θ_离合器LB)和中间阈值(θ_离合器MB)，其中最高阈值(θ_离合器HB)是越过该位置则认为离合器被接合的该离合器控制构件(3)的位置，最低阈值(θ_离合器LB)是低于该位置则认为该离合器被脱离接合的位置，而中间阈值是认为该离合器未被完全接合的位置；

在所述更新过程中，所述最高阈值、最低阈值和中间阈值的值是根据在所述映射(2)中记录的该离合器控制构件(3)的位置的最小值和最大值并且根据所述多个位置阈值的当前值来修改的。

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