CN102481934A - 用于使车辆开动的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使车辆开动的方法，其中所述车辆包括用于产生用于通过离合器和齿轮箱传递至至少一个动力车轮的驱动力的燃烧发动机，所述驱动力可以通过所述离合器的闭合选择性地从所述发动机传递至所述动力车轮，并且借助于所述齿轮箱的齿轮变速至少部分地由位于所述车辆中的控制系统控制。在所述离合器闭合时并且只要车辆在离合器闭合时被开动，那么所述控制系统就在齿轮接合时启动车辆的起动马达，并且采用所述起动马达使所述燃烧发动机加速到表示所述燃烧发动机将启动的初始速度。

Description

用于使车辆开动的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于当在其动力传动系统中存在故障时使车辆开动的方法。本发明特别地涉及一种按照权利要求1的前序部分的方法。本发明还涉及一种按照权利要求14的系统和按照权利要求15的车辆。

背景技术

通常的情况是，通常的车辆、特别是重型车辆装备的功能的数量是不断增加的。这些功能通常由一个或多个控制单元、或控制器控制，并且通常试图提高车辆的被动的和主动的安全性，并使得驾驶员或任何乘客在其中的旅行尽可能舒服。

功能的数量的增加通过增大一个或多个功能发生故障的风险完成。任何发生的故障可能例如通过点亮的警报灯吸引驾驶员的注意，由此，如果需要的话可以进行期望的测量。故障根据所涉及的功能的性质或多或少的严重。例如，仅影响驾驶员和/或乘客的舒适性的功能中的故障不需要使车辆驾驶得更困难。相反，以某些方法使驾驶员/乘客的安全性和/或驾驶车辆的安全性的可能性处于风险中的更严重的种类的故障将需要被立即处理。但是，救援重型车辆通常是耗时和昂贵的，这使得尽可能期望即使当发生故障时车辆也应当能够独立地到达修理厂或某些其它的适当的地点。

因此，重型车辆通常能够进入所谓的“跛行回航(limp home)”状态，由此某些功能可以断开，而最重要的被保持至少部分地操作，这样，即使其在这样的跛行回航状态下最大速度可能被限制于大致比它可以正常驱动的速度低的速度，车辆也可以在其自身的功率下可通过地到达适当的地点。

虽然在许多情况下，跛行回航状态使得车辆可能在没有紧急援助的情况下安全地行驶到期望的地点，但是也存在不可能的情况。因此，需要例如在某些情况下避免任何救援需要的改进的装置。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种解决上述问题的方法，其用于在车辆被开动时控制车辆。该目的采用按照权利要求1的方法获得。

本发明涉及一种用于使车辆开动的方法，其中，所述车辆包括用于产生用于通过离合器和齿轮箱传递至至少一个动力车轮的驱动力的燃烧发动机，所述驱动力可以通过使所述离合器的闭合而选择性地从所述发动机传递到所述动力车轮，借助于所述齿轮箱的齿轮变速至少部分地由位于所述车辆中的控制系统控制。该方法的特征在于，所述控制系统在所述离合器闭合时通过在齿轮接合时启动其起动马达并通过采用所述起动马达使所述发动机加速到表示所述燃烧发动机将起动的速度的初始速度而响应于将被开动的车辆的需要。

因此，虽然动力传动系统例如由于防止所述离合器的打开的故障而被关闭，但是将发动机加速到它将起动的速度也使得发动机可能启动。发动机起动的速度可能取决于通过关闭的动力传动系统施加在发动机上的负载。但是，柴油发动机特别地即使在低发动机速度下也具有高的可用转矩，所以即使在动力传动系统关闭的情况下，发动机也将通常在相对低的发动机速度下启动。因此，虽然离合器存在故障，但是本发明使得车辆可能继续其行程。

车辆也可以在不以使驾驶员意外的方式运转的情况下以受控制的方法开动，因为用于在离合器闭合的情况下开动的所述需要将表明，驾驶员主动地知晓车辆在动力传动系统关闭的情况下的性能。

本发明的进一步的特征及其优点通过下面提出的实施方式实例的详细描述和附图指示。

附图说明

图1描述本发明可以被有利地使用的车辆中的动力传动系统。

图2描述按照本发明的一种方法的一个实例。

具体实施方式

如上面提到的，援救重型车辆可能是耗时的和昂贵的，所以即使当发生严重的故障时，车辆通常也应当能够独立地到达修理厂或某些其它的适当的地点是优选的。

重型车辆通常具有自动的使齿轮变速的齿轮箱。但是，这些齿轮箱通常不呈传统意义上的自动齿轮箱的形式，而是自动控制齿轮变速的“手动”齿轮箱的形式。这部分地由于手动齿轮箱制造起来大致不那么昂贵，而且由于它们更高的效率的事实。

齿轮箱是手动类型装置的事实的意味着，与传统的自动齿轮箱不同，它需要离合器，以便当车辆静止时能够在不存在对动力传动系统产生损害的风险的情况下与齿轮接合。

该离合器可以不同的方法用于不同类型的动力传动系统。在一种类型中，离合器功能可以通过采用离合器踏板由车辆的驾驶员控制，在这种情况下，当将车辆从静止开动时使用离合器，但是所有其它的齿轮变速可以在离合器闭合时通过车辆的控制系统起作用。

另一种类型的但是相似地具有上述类型的齿轮箱的动力传动系统采用整个由车辆的控制系统自动地控制的离合器，并且驾驶员仅能到达加速器踏板和制动踏板。正常地，当装备有自动控制的离合器的车辆被开动时，其控制系统将使离合器闭合，并且由此，当驾驶员压下加速器踏板时，将发动机连接至动力传动系统的其它部件。

因此，不考虑离合器被手动地控制或由车辆的控制系统控制，起作用的离合器对于可能以传统的方法使车辆开动的是必要的。

正常地需要紧急援助的可能的情况的一个实例是离合器本身的或例如离合器致动器的离合器控制装置的故障。离合器通常被弹簧加载，这样当离合器致动器/离合器踏板上没有压力时，离合器将位于闭合位置中，由此，发动机被连接至齿轮箱。

如果其离合器不能被打开，那么车辆不能被开动。这是因为为了安全的原因，重型车辆被布置为起动马达不能在动力传动系统没有损坏的情况下被启动，也就是说，离合器需要被打开或者空挡齿轮被接合。

在离合器闭合并且齿轮被接合，同时起动马达被启动的其它情况下，车辆将以不可控制的方法向前倾斜，并且冒着与位于其前部的任何物体碰撞的风险。相反，如果发动机在空挡接合时起动或者如果发动机在空挡齿轮接合时已经运行，那么不可能在不冒着对动力传动系统产生严重的损害的情况下在离合器闭合时使齿轮接合。

但是，尽管离合器发生故障，但是仍然期望车辆应当能够在不需要紧急援助的情况下被开动和行驶到例如修理厂。本发明借助于如下的方法解决该问题，这使得在齿轮接合的情况下以控制的方法使车辆开动的成为可能。

图1描述了按照本发明的第一实施方式实例的车辆100中的动力传动系统的一个实例。图1中示意性地描述的车辆100仅包括一个具有动力车轮113、114的轴，但是本发明也可被应用至具有多于一个具有动力车轮的轴的车辆。动力传动系统包括通过离合器106以传统的方法被连接至齿轮箱103的燃烧发动机101。

本发明还包括被连接至车辆的动力车轮113、114并通过轴齿轮108，例如传统的差速器由来自齿轮箱103的输出轴107驱动的驱动轴104、105。

离合器106是盘式的，由此，被连接至齿轮箱103的输入轴109的摩擦元件(盘)110选择性地与发动机的飞轮102接合，以便通过齿轮箱103将来自燃烧发动机101的驱动力传递至动力车轮113、114。离合器盘110与发动机的输出轴的接合借助于可借助于例如杠杆臂112侧向移动的压力板111控制，杠杆臂的功能由离合器致动器115或传统的离合器踏板(未描述)控制。离合器致动器115在杠杆臂112上的影响由车辆的控制系统控制。本发明可被应用在具有手动控制离合器的车辆中和具有自动控制离合器的车辆中，但是对于用在具有自动控制离合器的车辆中可能是特别地有利的。

现代车辆中的车辆控制系统通常包括通讯总线系统，其包括一个或多个用于将多个电子控制单元(ECUs)或控制器与多个位于车辆上的部件连接在一起的通讯总线。这样的控制系统可以包括大量的控制单元并且用于特定的功能的任务可以由两个或多个控制单元共享。为了简单的目的，图1仅描述一个控制离合器(离合器致动器15)的这样的控制单元116。在实践中，控制单元116对离合器致动器115的控制将可能例如取决于从例如对齿轮箱103的功能负责的控制单元和从控制发动机的功能的控制单元接收的信息。

按照本发明的方法可以有利地被实施为计算机程序，其包括当在计算机中执行时引起计算机使该方法起作用的程序代码。计算机程序被包含在计算机程序产品的计算机可读介质中，该介质呈适当的存储器，例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪速存储器、EEPROM(可电擦除PROM)和硬盘单元等的形式。

图2描述了一种按照本发明的用于具有自动控制离合器的车辆的方法实例200。该方法以步骤201开始，其决定离合器和/或离合器致动器是否发生故障，在这种情况下，它/它们将被闭合。正常地，离合器(压力板111)将被弹簧加载，这样，如果离合器致动器或离合器踏板不起作用，那么离合器将被闭合并不能被打开。如果步骤201发现离合器发生故障并且处于闭合状态中，该方法继续到步骤202，这给驾驶员的注意力带来问题。这可以例如是在显示器上出现的消息。因此，驾驶员立即意识到故障并且因此可以行动。

如果车辆仍然在运动中，驾驶员可以计划他的/她的驾驶，以便避免不不必要的停止，如果可能的话，驾驶到适当的集结点，例如修理厂。

如果当检测到故障时车辆在运动中，那么方法继续到步骤205，在其中，控制系统使齿轮箱的控制方法启动，由此，离合器自由齿轮变速起作用。如上面提到的，这种类型的齿轮变速当前已经在普通实践中，这使得车辆在理论上可能如平常一样继续其行程。

因此，离合器自由齿轮变速的启动在理论上使得车辆只要不需要被制动到完全停止或当发动机在最低齿轮接合时空转的主要速度以下，就可能正常行驶(当离合器自由齿轮变速启动时，改变齿轮箱的齿轮正常使用的方法也是有利的，例如，可能保证当需要时实际上发生向绝对最低的齿轮降挡，以避免需要离合器打开的情况)。

相反地，如果当发生故障时车辆已经静止或者如果由于交通灯或某些其它的障碍驾驶员使车辆静止，步骤206，那么应用按照本发明的原理。

如果当前述故障被检测时车辆是静止的(或由于任何原因使其停止)，那么按照本发明，驾驶员可以主动地采用跛行状态或“离合器自由模式”，步骤204。他/她可以通过例如采用控制装置向所述离合器自由模式将被启动的控制系统发送信号来启动所述离合器自由模式。所述离合器自由模式的启动也可以通过例如MMI(人机界面)，例如压敏显示器起作用。

当如上所述检测到故障时在车辆的控制系统中正常地启动的安全锁提供起动马达在齿轮接合时不能转动的保证，目的是防止驾驶员不想要的或不期望的任何车辆移动。但是，该安全锁通过驾驶员主动地发送如上所述的启动所述离合器自由模式的信号而取消。

此后，驾驶员，或者优选地控制系统在试图启动发动机之前与齿轮箱中的适当的齿轮接合，步骤207。控制系统优选地被布置为它总是独立于驾驶员的选择在齿轮箱中利用如果车辆在动力传动系统关闭的情况下被开动将不会对动力传动系统产生严重的损害的齿轮，也不需要起动马达执行比使发动机加速到尽管动力传动系统关闭发动机也可以起动的速度多的功能，并且因此，整个车辆的重量被施加在起动马达上，这样，燃烧发动机实际上也启动。由于车辆在被开动时也需要处于尽可能低的速度，因此这典型地意味着最低的齿轮。

因此，按照本发明，驾驶员需要主动地取消当动力传动系统关闭时正常地防止起动马达的启动的锁。这意味着他/她将完全知晓当被开动时车辆的性能，并且因此如果在其路径中存在障碍物将肯定不会试图将其开动。当驾驶员试图例如通过操作启动钥匙或按压启动按钮而在离合器自由模式中使车辆开动的，那么起动马达将开始使发动机转动，这由于关闭的动力传动系统导致车辆开始沿行驶方向移动。此后，起动马达将使发动机加速到发动机开始起动的速度。

因此，当发动机启动时，车辆将达到当发动机空转时正常地以所选择的齿轮移动的速度。此后，驾驶员在理论上可以如平常一样驾驶车辆，除了控制系统将在不采用离合器的情况下使如上所述的齿轮变速起作用，并且因此他/她可以将车辆驾驶到适当的修理厂或用于修理的集结点。如果驾驶员制动到低于与在最低的齿轮下发动机的空转速度相对应的车速，那么当发动机速度降低到在最低的齿轮下空转时空挡齿轮将被接合，以防止发动机停止。当这发生时，车辆需要停止并且上述过程重复以在没有损害动力传动系统的风险的情况下使得连续的进行成为可能。驾驶员优选地需要在车辆每次从静止被开动时重复离合器自由模式的启动。车辆的控制系统也优选地被布置为所述离合器自由模式中的制动导致齿轮变速在必要时一直降低到最低的齿轮，以便由此能够在齿轮接合时尽可能长时间地驱动车辆，并且因此还避免到达需要将齿轮变速到空挡位置的极限，随后在离合器闭合时进一步开动。

上面的结果是一种解决方案，由此驾驶员主动地指示开动在齿轮接合时发生，并且因此将意识到当实际上启动以离开时车辆将如何运转。

按照本发明的一个实施方式，当被开动时车辆呈现驾驶员不期望的性能的风险被进一步降低。在该实施方式实例中，驾驶员如以前一样精确地启动离合器自由模式。在该实施方式中，仅仅离合器自由模式的驱动不不以使得发动机在动力传动系统关闭时启动，因为为了当驾驶员转动钥匙/按压启动按钮时起动马达被控制系统启动，他/她需要主动地表现出意识到车辆在动力传动系统关闭时离开的性能，这借助于在起动马达启动时主动地将这样的意识发送信号给控制系统实现。这可能例如通过使操作装置从第一位置移动到第二位置完成，例如通过驾驶员按压按钮、踏板或类似的装置，同时采用启动钥匙/启动按钮以启动起动马达。操作装置优选地被布置为当压力被去除时回弹装置将使其回复到所述第一位置，由此，如果驾驶员释放按钮/踏板/杠杆，那么起动马达将立即被控制系统停止。

在上面的实例中，车辆在最低的齿轮接合时离开，但是它可以在不会使发动机/起动马达负载到不能启动的程度的情况下在任何期望的齿轮中这样做。但是，如上所述，在尽可能低的齿轮中离开可能是有利的，因为这在离开之后导致尽可能低的车速。

本发明在上面对于当车辆被开动时离合器是完全闭合的情况进行了描述，但是可以想到的是，当发生故障时，离合器可能不会完全闭合，而是可能仍然在驱动力可以通过它传递的位置中。通常是这样的情况，当离合器盘与飞轮接触时，可以在发动机和动力传动系统的其它部件之间发生转矩传递。离合器随后闭合的越多(也就是说，离合器盘与飞轮摩擦接合的越牢固)，可以在发动机和动力传动系统的其它部件之间传递的转矩就越多。在每个点可以准确地传递多少转矩取决于离合器的特性，这在从离合器到离合器可以是变化的。

本发明还可以被应用在离合器由于任何原因未完全闭合但是充分允许传递足够的驱动力以使车辆以与驱动力从发动机向齿轮箱的传递有关的大致正常的方法行驶的情况中，所以，这样的离合器位置也被所附的权利要求书中的措词“离合器闭合”覆盖。

Claims (15)

1.一种用于使车辆开动的方法，其中所述车辆包括燃烧发动机(101)，所述燃烧发动机(101)用于产生经由离合器(106)和齿轮箱(103)传递至至少一个动力车轮(113、114)的驱动力，所述驱动力可以通过所述离合器闭合而选择性地从所述发动机传递到所述动力车轮，借助于所述齿轮箱进行的齿轮变速至少部分地由设于所述车辆中的控制系统(116)控制，其特征在于，所述控制系统在所述离合器闭合时并且车辆需要在离合器闭合时被开动时执行以下步骤：

-在齿轮接合时启动车辆的起动马达，以及

-采用所述起动马达使所述燃烧发动机加速到初始速度，所述初始速度表示所述燃烧发动机将在离合器闭合时起动的速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当故障阻止所述离合器的打开时，执行所述步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离合器呈由所述控制系统自动地控制的离合器的形式。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定车辆的驾驶员是否正在主动地要求车辆在离合器闭合的情况下被开动的步骤，在这种情况下，只要在离合器闭合时所述用于开动的需要被启动，那么所述控制系统将仅启动所述起动马达。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述在离合器闭合时用于开动的需要通过使操作装置移动而被启动。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在离合器闭合时用于开动的需要通过使操作装置从第一位置向第二位置移动而被启动。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，如果车辆的启动钥匙/启动按钮指示发动机将被启动，那么所述方法还包括以下步骤：

-只要操作装置位于所述第二位置中，则仅启动所述起动马达。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述操作装置通过压力被去除时的回弹装置从所述第二位置返回到所述第一位置。

9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述控制系统控制所述齿轮的接合。

10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述车辆被开动之后，所述方法还包括在离合器闭合时采用所述控制系统控制升挡/降挡齿轮变速的步骤。

11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，当所述车辆制动时，所述方法还包括在必要时采用所述控制系统降挡到最低的齿轮以便防止空挡位置接合的步骤。

12.一种包括程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机中执行时，该程序引起所述计算机执行如权利要求1-11中的任一项所述的方法。

13.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质和如权利要求12所述的计算机程序，该程序被包含在所述计算机可读介质中。

14.一种用于使车辆开动的系统，其中，所述车辆包括燃烧发动机(101)，所述燃烧发动机(101)用于产生经由离合器(106)和齿轮箱(103)传递至至少一个动力车轮(113、114)的驱动力，所述驱动力可以通过使所述离合器的闭合而选择性地从所述发动机传递到所述动力车轮，借助于所述齿轮箱进行的齿轮变速至少部分地由设于所述车辆中的控制系统控制，其特征在于，所述控制系统适于在所述离合器闭合时和车辆需要在离合器闭合时被开动时：

-在齿轮接合时启动车辆的起动马达，和

-采用所述起动马达使所述燃烧发动机加速到初始速度，所述初始速度表示所述燃烧发动机将在离合器闭合时起动的速度。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求14所述的系统。

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