CN102224529A - 制动预见能力确定系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的制动预见能力确定系统，其包括对驾驶员的制动预见能力评价和评级的评价装置，其中，评价和评级取决于驾驶员的释放油门措施和接下来的驾驶员的制动措施之间的测量时间t，其中，驾驶员的制动预见能力依据时间t和表示至少一个车辆环境参数的参考值T以及表示对辅助制动器的使用状态的至少一个辅助制动器值的比较结果被确定，并且系统将优选制动措施的反馈给予驾驶员。

Description

制动预见能力确定系统
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的制动预见能力确定系统。
背景技术
当驾驶例如为卡车、公共汽车等的重型车辆时，车辆经济性在试图降低车辆被使用于其中的商业中的成本时已经变成一个重要因素。在车辆的取得成本之后，用于车辆的最大支出项目包括燃料费和维护成本。这些成本通常是相关的，也就是说被重度使用的车辆既耗费更多的燃料也遭受更大的磨损，因此提高了维护成本。
然而对于在其商业中使用重型车辆的公司来说，一个现有的问题是难以确定有多大的燃料消耗量和例如来源于不细心驾驶的磨损，以及有多大的量来源于不利的交通环境，例如极为颠簸的地面和/或城市环境。
车辆在不细心驾驶过程中遭受的磨损至少可以局部地归因于车辆遭受过量的不必要的加速和减速。由此需要评价驾驶员的驾驶表现并且设法改进驾驶员如何与车辆相互作用。
为了确定驾驶员的预见能力，可以使用如在国际申请WO 2007/139493中的公开的装置那样的装置。在此采取制动措施以确定与参考参数值相比较的差异参数值。基于所述比较，驾驶员的预见能力可以被确定并且例如以0和100之间的百分数的形式在显示器上向驾驶员示出。然而，没有作出对所述措施的评价。
专利申请WO 2007/133987公开了一种系统和方法以用于识别驾驶无效事件。驾驶事件可能成为无效的事件，如果其涉及了超出驾驶员控制的情况的话，例如为驾驶经过道路上的凹坑、穿越铁路等等。由此所述系统和方法设计用于乘用车并且不包括识别与重型车辆相关的更复杂的事件。
本发明的目的是获得对驾驶员在驾驶车辆时的表现的改进的分析，并且随后帮助驾驶员提高他/她在交通中的预见能力，从道路安全的观点以及从车辆的总经济性的观点来看这都是重要的。
发明内容
以上提及的目的通过用于车辆的制动预见能力确定系统实现，其包括评价装置以对驾驶员的制动预见能力评价和评级。所述评价和评级取决于驾驶员的释放油门措施和接下来驾驶员的制动措施之间的测量时间t，其中，驾驶员的制动预见能力依据时间t和表示至少一个车辆环境参数的参考值T以及表示对辅助制动器的使用状态(或使用量)的至少一个辅助制动器值比较的结果被确定，并且所述系统将优选制动措施的反馈给予驾驶员。
辅助制动器是车辆的普通车轮制动器的补充，并且被配置为产生用于减小发动机曲轴的转速的减速转矩。辅助制动器例如可以是发动机制动器、排气制动器、电磁缓速器或液压缓速器。辅助制动器有利地被用于在下坡斜坡中的恒定速度保持目的以及用于缓和的减速，而车辆的普通车轮制动器主要被用于强力的和突然的制动工况。借助于辅助制动器，通常构成盘式制动器或鼓式制动器类型的摩擦制动器的普通车轮制动器被防止过热，制动失效及其磨损的相关风险被减小。
驾驶员的制动措施可以包括对例如行车制动器(车轮制动器)的使用，或者对例如为缓速器、发动机制动器或排气制动器的辅助制动器的任何使用，或者所提及的制动器(例如恒定速度制动器)的使用的结合。
优选实施方式在从属权利要求中阐述。
附图说明
图1示意性地示出了用于车辆的控制系统，其中采用了本发明。
图2示出了根据本发明的一个示例性方法。
具体实施方式
图1中示意性地示出了用于车辆的控制系统，本发明可以与其一起使用。车辆包括带有转向轮2、3的前轴1、带有驱动轮5-8的后驱动轴4，和可选的带有车轮10、11的后轴9。此外，车辆包含与变速箱12连接的发动机13，所述变速箱12借助于来自变速箱的输出轴14驱动传动轴4。变速箱12和马达13通过控制单元15、16被分别地控制，所述控制单元15、16通过主控制单元17被控制。发动机管理系统(EMS)16控制车辆的运动功能，其例如可以包括燃料喷射和发动机制动。所述控制基于多个输入信号，其可以包括来自(未示出的)节流控制器(加速踏板的位置)、速度传感器和制动管理系统的信号。变速箱管理系统(GMS)15控制换档功能，其中，当使用自动变速箱时，换档可以基于来自速度传感器的输入信号被控制，在手动换挡中，切换可以根据来自档位选择器(换档杆)的输入信号被控制。此外，车辆包含带有制动控制单元17的制动器管理系统(BMS)，其控制车辆的制动功能、例如负载的自动计算，以使得给定的踏板位置无论负载如何都始终可以引起相同的制动效果。制动控制单元控制车辆的各种制动系统，例如缓速器以及其它辅助制动器系统、排气制动器和行车制动器，并且发送控制信号至分布在底盘上的系统模块(未示出)，在该处电控制信号被使用，例如用于调节制动压力。
以上所述的控制单元仅仅作为可以处于车辆中的装置的示例。如本领域技术人员可以理解的那样，两个或更多个以上所述的控制单元当然可以结合成一个单独的控制单元。
在如图1所示的类型的车辆中，如以上提及的那样，极为期望驾驶员在驾驶车辆时尽可能有预见性以避免不必要的制动动作和加速，例如由于相对前车保持太短的距离，或者驾驶员在坡顶请求加速然后在随后的下坡斜坡中直接制动所引起的不必要的制动动作和加速。在磨损的观点来看，并且从燃料消耗的观点来看，如果驾驶员尽可能利用储存在车辆中的能量，并且没有通过不必要地使用制动器耗费它，那么这是相当好的。然而，驾驶员在不同的情况下进行的理想的车辆管理会变化很大，并且如今非常难以发现驾驶员的表现是好还是坏，因此也难以给予驾驶员关于可以改进什么的反馈，同时车主难以评定车辆是否以令人满意的、即经济的方式被驾驶。
国际申请WO 2007/139493描述了一种用于确定驾驶员的预见能力的装置的应用，其中在两个连续的措施之间的时间(或距离)被测量，所述两个措施例如为车辆制动措施结束和正油门输出措施(即驾驶员踩下油门)，或者正油门输出措施结束(即驾驶员释放油门)和接下来的车辆制动措施。所述测量时间与表示车辆环境的参考参数值相比较。基于所述比较，表示驾驶员的预见能力的值被确定。
本发明涉及一种用于车辆的制动预见能力确定系统18。系统18包括对驾驶员的制动预见能力评价和评级的评价装置，例如用于确定驾驶员的预见能力的装置，其中，评价和评级取决于驾驶员的释放油门措施和接下来的驾驶员的制动措施之间的测量时间(或距离)t。驾驶员的制动预见能力依据时间t和表示至少一个车辆环境参数的参考值T，以及表示对辅助制动器的使用状态的至少一个辅助制动器值的比较的结果被确定。由此本发明涉及一种系统，其用于在涉及对辅助制动器使用时对驾驶员的制动预见能力扩展评价和评级。
图2示出了示例本发明的一个实施方式的流程图。程序在步骤101中开始，其中，只要驾驶员请求正马达转矩(通过压下加速踏板或操纵另一种类型的加速器控制器)，程序就保持。如果包括在系统18中的数据处理装置检测到驾驶员释放加速踏板(即要求马达转矩停止)，程序就继续到步骤102，在其中时间测量开始，或者备选地或对其附加地，距离测量可以开始，由此程序继续到步骤103，在其中确定驾驶员是否再次通过压下加速踏板(或操纵另一个加速器控制器)以请求正马达转矩，或驾驶员是否通过启动任意的车辆的制动系统、例如压下制动踏板或操纵例如缓速器控制器而请求制动扭矩。包括在系统18中的数据处理装置可以包括处理器，其借助于例如为计算机程序的操作指令被控制。只要驾驶员既不请求马达转矩也不请求制动扭矩，程序就保持在步骤103中，启动时间/距离测量。然而，如果检测到驾驶员请求加速，则程序继续到步骤104，在其中时间测量(距离测量)停止并且获得的时间t(和/或距离s)被设定为零并且程序返回步骤101。如果检测到驾驶员制动，那么某些预要求必须在步骤105中实现以继续到步骤106，在其中时间测量停止。所述应该实现的某些预要求例如是辅助扭矩值被感测。在时间已经在步骤106中停止之后，程序继续到步骤107，在其中计算或以其它方式获得参考值T，其表示要求加速和制动之间的所需最少时间，其中所述参考值T基于当前的交通情况被确定。测量值于是在步骤108中与参考值相比较。如果t＞T，则驾驶员的表现被认为显示了良好的预见能力。然而，如果t＜T，则驾驶员的表现被认为显示了差的预见能力。基于所述比较，评级被给予驾驶员并且可以在显像装置上呈现给他/她(步骤109)，或者发送至远距离的车队管理系统，以用于由例如运输业者以及在他们的商业中使用重型车辆的其它公司进一步评价和继续保持。车辆也可以被设置为持续地发送数据至远距离的监测中心，由此评价和评级可以在监测中心而不是在车辆中进行。于是反馈可以被发送回车辆以呈现给驾驶员。
参考时间T的长度可以取决于交通情况。其可以包括交通环境和车辆速度。例如，最短的所需参考时间T可以按如下方式获得：
T＝f(环境)·g(速度)+f(辅助制动器)+k，
其中k是恒量，f(环境)定为环境的函数并且表示环境所要求的时间间隙。当在高速公路上行驶时，需要较长的时间间隙与城市环境相比。g(速度)是速度的函数；g(v)＝c1·Vb，其中c1和b定为恒量。f(辅助制动器)定为表示在辅助扭矩在辅助制动器启动时被感测之前的时间延迟的函数。
系统18包括用于接收表示加速踏板位置和制动踏板位置的信号的装置。所述信号可以包括可使用适当的传感器读出的踏板实际位置的表示形式，或者是基于添加的制动扭矩或请求的马达转矩借助于驾驶员采取的措施计算的“位置”。例如，用于一定的制动系统的由驾驶员设定的制动控制器的位置可以借助于车辆的结构设置为被转换成电子信号。系统18可以还包括用于接收信号的装置，关于各种类型的驾驶员驱动系统，所述信号表示控制设定，以及由此表示分别对于各个制动系统所要求的制动扭矩。
当驾驶员想要利用缓速器制动车辆时，缓速器杆被拉到工作位置。优选地，系统包括用于感测缓速器状态值的缓速器感测装置，所述缓速器状态值表示处于工作或非工作状态下的缓速器的状态。所述状态信号指示例如缓速器杆是否被拉动，并且可以被表示为传至系统18的电信号。
因为缓速器的物理特性，因此在驾驶员拉动缓速器杆直到获得制动效果之间，需要花费一定的时间。由此，系统18优选地包括缓速器扭矩感测装置，其用于感测缓速器扭矩值以确定什么时候制动效果被获得。
如以上所说明的那样，系统18计算驾驶员的释放油门措施和接下来的驾驶员的制动措施之间的时间t。作为驾驶员的制动措施，根据一个实施方式，驾驶员的制动措施必须包括缓速器状态值处于其工作状态，并且高于一定阈值的缓速器扭矩值被感测到。
在一个实施方式中，系统18将优选制动措施的反馈给予驾驶员。所述反馈鼓励驾驶员以优选的方式操作。例如，如果驾驶员已经在横穿之前使用了缓速器，那么就存在驾驶员忘记使缓速器杆返回至其原始位置、即驾驶员忘记撤销缓速器的可能性。当驾驶员已经结束他的/她的减速并且返回利用油门踏板的帮助控制速度时，缓速器效果自动停用。如果驾驶员随后释放油门踏板则缓速器开始新的减速。为了避免这种情况发生，系统18可以有利地包括用于测量缓速器的时间值的时间测量装置。当驾驶员踩下油门时所述缓速器时间值开始被测量。如果然后正扭矩输出被测量到、即如果驾驶员踩下油门，如果所述缓速器时间值高于一定的时间标准并且如果缓速器状态值处于其工作状态，那么反馈被给予驾驶员以停用缓速器、即释放缓速器杆。由此这一提示在驾驶员已经释放油门之前被示出。如果所述提示被遵循，则驾驶员的预见能力不被评价和评级，因为驾驶员已经“挽回”了这种局面。
驾驶员的制动预见能力持续地被评级，并且作为反馈被给予驾驶员。有利地，系统18将反馈在显像装置上给出，但是反馈也可以通过声音的方式给出。来自系统18的反馈数据可以持续地被传输到远程的车队管理系统，或者被持续地呈现给车辆驾驶员。驾驶员的倾向可以被记录以进一步评价驾驶员的驾驶方式。
缓速器可以被驾驶员手动地使用以控制车辆速度。根据驾驶员的需要，其也可以被设定为自动运行。例如，在全自动模式下，在行车制动器踏板上非常短的请求的制动动作(快速轻触)接合下坡速度控制，包括恒定速度制动功能。这意味着排气制动器在每当需要时自动地运行，其与缓速器结合，以控制器车辆的速度。行车制动器踏板上的这一快速轻触不应该影响驾驶员的制动预见能力的评级。在一个实施方式中，如果恒定速度制动器被启动，则驾驶员的制动措施包括辅助制动器扭矩值被感测。因此，作为驾驶员的制动措施，驾驶员的制动措施必须包括恒定速度制动器被启动，并且高于一定阈值的缓速器或排气制动器扭矩值被感测到。于是系统18优选地包括用于感测排气制动器扭矩值的排气制动器扭矩感测装置，以及用于确定恒定速度状态信号的装置，其中所述恒定速度状态信号指示恒定速度是被启动还是被撤销。通过将恒定速度状态信号与短的制动动作比较，启动下坡速度控制的意图可以被确保。这一状态信号可以被表示为传至系统18的电信号。
一般地，马达制动应该被奖励。如果驾驶员的释放油门措施和接下来的驾驶员的制动措施之间的时间t长，那么被给予驾驶员的评级应该高于一般评级，以奖励驾驶员他的/她的制动预见能力。对马达制动的评价和评级的先决条件是在马达制动被执行的时间的过程中速度被减小一定的量。所要求的速度减小值特别地取决于车辆的负载重量和速度。
在低速度时，不要求使用辅助制动器，因为不可能利用辅助制动器制动以停止不动，因为辅助制动器在低速度时给出低制动扭矩。由此，在一个实施方式中，对辅助制动器的使用状态评价和评级的先决条件是在车辆以低于一定阈值的速度行驶时(或当车辆的转速低于一定阈值时)来自辅助制动器的最大制动扭矩高于一定阈值。例如当车辆在一排小汽车中行驶时就是这种情况。由此，如果缓速器因为低于一定阈值的车辆速度而不能启动，则对于缓速器的使用状态不作出评价和评级，因为当时没有制动器能量从缓速器被取得。评级可以在前述的显像装置上的概要上示出。
总体目标是减少车辆中制动器的使用。如果驾驶员可以避免制动，则可以节约制动失掉的能量。反馈由此可以作为对照平均消耗量的瞬时燃料消耗量而给出，以进一步鼓励驾驶员更经济地驾驶。
根据本发明的制动预见能力确定系统18可被用于其它状况，例如评价驾驶员是否处于紧张的状况下，以及因此对驾驶员的制动预见能力评级。存在许多种方式确定驾驶员是否处于紧张的状况下。可以检测驾驶员是否以非常快速的方式使用车辆中的功能，例如对方向盘的迅速的使用。被认为与紧张相关的另一个状态是车辆在承受高横向加速度时(典型地在蜿蜒行驶时)或驾驶员在启动闪光指示器时。如果检测到驾驶员处于紧张状况下，则驾驶员的制动预见能力根据一个实施方式被评级，但是在紧张的过程中没有考虑到关于优选制动措施的推荐被给出。
本发明并不限于如上所述的优选实施方式。可以使用各种备选形式、变化形式以及等效形式。因此，以上所述的实施方式不应该被视为对本发明的范围的限制，所述范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于车辆的制动预见能力确定系统，其包括：对驾驶员的制动预见能力评价和评级的评价装置，其中，所述评价和评级取决于驾驶员的释放油门措施和接下来的驾驶员的制动措施之间的测量时间t，其特征在于，驾驶员的制动预见能力依据所述时间t和表示至少一个车辆环境参数的参考值T以及表示对辅助制动器的使用状态的至少一个辅助制动器值的比较结果被确定，并且所述系统向驾驶员给出优选制动措施的反馈。
2.根据权利要求1所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述系统还包括用于感测缓速器状态值的缓速器感测装置，所述缓速器状态值表示处于工作或非工作状态下的缓速器的状态。
3.根据权利要求1或2所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述系统还包括用于感测缓速器扭矩值的缓速器扭矩感测装置。
4.根据权利要求1、2或3所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述系统还包括用于感测排气制动器扭矩值的排气制动器扭矩感测装置。
5.根据权利要求2和3所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述驾驶员的制动措施包括所述缓速器状态值处于其工作状态，以及高于一定阈值的缓速器扭矩值被感测。
6.根据权利要求2和5所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述系统还包括用于测量缓速器时间值的时间测量装置，并且
如果所述缓速器状态值处于其工作状态，
如果正扭矩输出被测量、即如果驾驶员踩下油门，并且
如果所述缓速器时间值高于一定的时间标准，那么反馈被给予驾驶员以释放所述缓速器。
7.根据权利要求3或4所述的制动预见能力系统，其特征在于，如果恒定速度制动器被启动，则所述驾驶员的制动措施包括高于一定阈值的辅助制动器扭矩值被感测。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的制动预见能力系统，其特征在于，驾驶员的制动预见能力被持续地评级，并且作为反馈被给予驾驶员。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的制动预见能力系统，其特征在于，所述系统在显像装置上给出反馈。
10.包括根据前述权利要求中的任一项所述的制动预见能力系统的车辆。
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