CN102596661A - 用于运行机动车中自动驻车制动器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车（10）中的自动驻车制动器（18）的方法，机动车的动力系包括变速器和离合器，其中在机动车（10）行驶运行期间求得当前的离合点（40）并且在驻车制动器（18）激活时检验起动意愿的存在并且在识别到起动意愿的存在的情况下自动释放已激活的驻车制动器（18），其中起动意愿的存在的识别根据求得的离合点（40）进行。

Description

用于运行机动车中自动驻车制动器的方法

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的方法以及按并列权利要求所述的计算机程序、存储介质和控制和/或调节装置。

背景技术

车辆尤其那种由内燃机驱动且配备有手动操纵或自动的变速器的车辆装备有驻车制动器，以便实现更为安全的停车以及简化在斜坡上的起动。这种驻车制动器在现代被相应的机电式系统取代或补充。制动作用通常作用到车辆的后轮。

发明内容

本发明所要解决的技术问题通过一种按权利要求1所述的方法以及通过按并列权利要求所述的控制和/或调节装置、计算机程序和存储介质解决。有利的扩展设计在从属权利要求中说明。本发明其它的特征在接下来的说明和附图中给出，其中，特征无论是单独的还是相互组合的都对本发明至关重要，对此不再详细指出。

按本发明的方法具有的优点在于，不用通过驾驶员的操纵就能由此在车辆在山上起动时或在之前停车后释放自动驻车制动器，即，求得车辆的一个或多个运行参数以及利用它们以便控制自动驻车制动器。在此可以由此改善起动过程，即，减少或防止对抗尚未解锁的驻车制动器起动。甚至可以改善特别流畅地运行的起动过程。所述方法用较小数量的传感器就已足用并且可以基本上作为控制和/或调节装置的计算机程序的附加功能实施，倘若在车辆中已存在所需的传感器。

本发明基于这样的考虑，在分离期间到达一个离合点，从该离合点起，在输入轴和动力系之间不再存在刚性连接。典型的是，可以在接合时，在达到这个离合点时或在离合器踏板的与之对应的位置上，将一个对起动来说足够大的扭矩从发动机传递给驱动轮。按照本发明，在接合时达到离合器的这种状态或离合器踏板的这个位置表征存在起动意愿以及是通过本发明说明的方法的第一各方面。通过求得或评估车辆的各种参数或运行值，可以更为可靠地识别起动意愿的存在。

本发明有利地考虑到了这样的情况，即，关于离合器踏板的位置的离合点由于磨损或老化而移动。为此，在机动车的车辆行驶期间，定期地或偶尔地求得当前的离合点并且储存在控制和/或调节装置中。当前的离合点“被学习”。这是本发明的另一个方面。以此方式可以在起动时始终在最佳的时间点自动释放，也就是说解锁自动驻车制动器，即使离合点由于磨损已经发生改变。这既涉及前进方向的起动，也涉及后退方向的起动。

本发明同时还能应用于半自动式车辆变速器，只要车辆变速器具有离合器和对应有待驾驶员操纵的离合器踏板的执行机构，离合器能借助该执行机构操纵。从这个执行机构的当前位置，可以同样如从离合器踏板的当前位置那样推导出起动意愿。

优选为了求得离合点而从已接合的状态起监控发动机转速的变化。若发动机转速的变化超过可预定的阈值，那么可以推断出，已经操纵离合器踏板且在输入轴和动力系之间不再存在刚性的连接。然后求得离合器踏板的当前位置。这个位置因而对应这样一个时间点，在这个时间点，发动机转速的变化超过了可预定的阈值。在此基于这样的考虑，即，在接合状态中仅在一定的时间间隔内出现发动机转速的轻微改变，也就是说，发动机转速的时间导数没有超过一定的阈值。但一旦驾驶员操纵离合器踏板——通常为了换挡——那么发动机转速的时间导数就会超过这个阈值。在此，作为突然减负的后果，发动机转速通常较为快速地上升。恰好在这个时间点上，离合器踏板的当前位置被与之连接的离合器踏板行程传感器检测到或读取以及因而可以用于有待求得的离合点。离合点对应在这个时间点上的连接位置或离合器踏板的位置。当前的离合点“被学习”。

按照一种优选的实施形式，仅当油门踏板未被操纵或被驾驶员撤回，以便排除由驾驶员通过操纵油门踏板传达的力矩要求的可能不利的影响，才考虑到超过了发动机转速的时间导数的阈值。

对接合状态下发动机转速的变化的监控以及与之相关的离合器踏板当前位置的求得，实现了能特别精确和简单地求得离合点。这个过程可以通过数学运算补充，例如通过对离合器踏板的多个这样检测到的当前位置求平均值，以便能更为可靠地确定离合点。

在操纵（踩踏）离合器踏板期间，离合器踏板的位置的时间导数不为零。这个信息同样可以被有利地用于限定之前提到的时间点。为了提高按本发明的方法的效率，可以规定，从操纵离合器踏板起才实施对发动机转速的按本发明的监控。

优选为了识别起动意愿的存在而评估至少一个下列参数：已求得的离合点、当前的发动机转速、离合器踏板的当前位置、离合器踏板的当前位置的时间导数（梯度）、发动机的空转转速、路面的坡度、油门踏板的当前位置、车辆变速器的当前挂入的档位、缺省值。这些参数经常在现代汽车中借助现有的传感器简单且精确地检测、求得或推导出。油门踏板和离合器踏板的位置能作为百分数。路面的坡度可以或借助坡度测量仪求得，或将现有的传感器用于朝行驶方向作用的纵向加速度。

倘若发动机转速大于空转转速，油门踏板的位置位于阈值之上，挂入的档位使起动成为可能，以及油门踏板的位置达到或超过一个对应已求得的离合点和缺省值的总和的位置，那么就能特别可靠地识别到起动意愿的存在。当例如规定第一个子条件，即发动机转速具有一个大于空转转速的值时，可知发动机处在运行中。同样可以参考阈值询问油门踏板的位置，由此可以确定可由发动机发出的扭矩。因此可以确保，这个扭矩对各个起动过程而言足够大。此外，可以利用一个关于当前挂入的档位的信息来识别可能的起动意愿。

在一种有利的实施形式中可以规定，仅当挂入第一档或倒挡时，才推断出起动意愿的存在。但也可以考虑的是，在挂入第二档时识别到起动意愿的存在。

若考虑到路面的坡度，那么可以从有关是否挂入前进挡或倒挡的信息中推断出，在确定应当释放驻车制动器的时间点时，用哪个符号来表示路面的坡度。

离合器踏板的位置特别重要，由此可以求得离合器是否达到或沿接合方向超过已经求得的、储存在控制和/或调节装置中的离合点。为此，除了离合点外，还使用一个缺省值，该缺省值例如根据当前的路面坡度、车辆的负载情况和/或离合器踏板的位置的时间导数选出。当满足一个或多个所述的子条件时，识别到起动意愿以及自动释放驻车制动器。

补充性地建议，将油门踏板的位置与之比较的阈值，根据当前路面坡度和/或当前负载情况选出。这在山路上起动时尤其有利，因为必须有足够的发动机扭矩可供使用，才能防止在释放驻车制动器后车辆发生滑动。此外，可以使用在许多车辆中存在的力矩信号来取代根据油门踏板的位置对发动机力矩的估算或求取。

此外，还可以考虑到车辆的负载或挂车的存在或负载。通过阈值的这种选择可以再次实现更为可靠的起动，其中，同时可以减轻“对抗”驻车制动器的起动以及可靠地防止在斜坡上起动时车辆的滑动。

当缺省值由至少一个下列参数构成时，所述方法得到改善：一方面由当前路面坡度和/或另一方面由离合器踏板的当前位置的时间导数构成，其中，缺省值在确定应当自动释放驻车制动器的时间点时被加和给已求得的离合点。通过缺省值可以使已求得的离合点与不同于在平坦路面上正常起动的情形相适应。因此可以有利地确保，在释放驻车制动器时在离合器上有足够的扭矩。以此方式可以使所述方法如驾驶员和手动操纵的驻车制动器一起所做的那样作类似调整。在路面坡度很大时，人们习惯于让离合器更为强烈的滑行以及更为强烈地将油门踏板踩到底。反之，遵守准则的驾驶员愿意伴随轻微打滑的离合器起动汽车。

补充性地建议，由此形成缺省值，即，通过路面坡度与第一参数P1的相乘形成第一乘积，通过离合器踏板的当前位置的时间导数与第二参数P2的相乘形成第二乘积以及将两个乘积（例如通过相加或相减）相互连接。缺省值以此方式可以有利地同时考虑到两种情形，亦即在山路上的起动以及在斜坡上的遵守准则的起动。因此得到一个针对离合器踏板的位置的可能的方程，从离合器踏板的这个位置起应当进行驻车制动器的释放:

释放位置 = 已求得的离合点 + 缺省值，

其中，缺省值例如可以如下确定：

缺省值 = Offset_1 – Offset_2。

值Offset_1和Offset_2在此可以例如如下求得：

Offset_1 = P1 * （百分比表示的路面坡度）；

Offset_2 = P2 * （离合器踏板的当前位置的时间导数）。

在此，P1和P2是基于经验的可应用的参数，它们例如具有恒定的值并且必要时与有符号位。在确定缺省值时，也可以规定，将值Offset_1 从值Offset_2减去。这些值的具体的符号或连接的方式取决于单个的值被观察的方向。路面坡度例如可以视作负数并且离合器踏板的当前位置可以在接合方向或分离方向描述。

当第一参数P1和第二参数P2根据路面坡度和/或离合器踏板的当前位置的时间导数选出时，所述方法得到进一步的改善。优点在于，上述参数“Offset_1”和“Offset_2”因此可以根据路面坡度和/或离合器踏板的当前位置的时间导数灵活地加权。

本发明的另一种设计方案规定，参数P1和P2或描述参数P1和P2的函数，储存在数值表中。以此方式可以简单且快速地得到参数P1和P2，而不需要费时的运算。因此简化了所述方法以及使其更为成本低廉。

当运行自动的驻车制动器所使用的参量通过扫描求得时，可以更为简单地使用按本发明的方法。以此方式可以在时间和值上量化地检测或求得参数以及在当前的基于计算机的控制和/或调节装置中进行处理。特别优选的是，这个参数在当前的汽车中通常已经存在，以及因而所述方法可以以计算机程序的形式实现。

附图说明

接下来参考附图详细阐述本发明的实施形式。在附图中：

图1是带有自动驻车制动器的汽车的简图；

图2是用于求得离合点的时间图表；

图3表示与离合器踏板的位置相关的离合器上的扭矩；以及

图4是方法运行的流程图。

在所有图中功能相等的元件和参数也在不同的实施例中用相同的附图标记标注。

具体实施方式

图1是下文中称为车辆10的汽车或机动车的极度简化的示意图。图中示出了车辆发动机12，其在当前是内燃机并且经由车辆变速器14和两个输入轴15驱动两个驱动轮16。车辆变速器14是有待驾驶员操纵的变速器。车辆发动机12在接下来也被称为发动机12。箭头17表征车辆10的前进行驶方向。

如箭头21所示，自动的驻车制动器18作用到车轮19上。控制和/或调节装置20作用到自动的驻车制动器18上。此外还示出了油门踏板22、油门踏板22的位置23、制动踏板24、离合器踏板26、离合器踏板26的位置和驻车制动器按键28，它们的位置或状态通过恰当的传感器求得并且输送给控制和/或调节装置20。这在图1的附图中用箭头（部分没有附图标记）示出。

离合器踏板26作用到离合器29上，离合器在闭合状态下建立起在发动机12和车辆变速器14之间的摩擦配合式连接。这通过箭头31示出。传感器30将车辆10的当前的纵向加速33同样传递给控制和/或调节装置20。此外，控制和/或调节装置20包括存储介质34，计算机程序32储存在存储介质上，其中，计算机程序32被编程以执行按本发明的方法，当计算机程序在控制和/或调节装置20上实施时。存储介质尤其设计成磁性的或光学的存储介质。

借助按本发明的方法，在从停车状态起动汽车10时，不需要驾驶员操纵驻车制动按键28，自动的驻车制动器18自动被控制和/或调节装置20解锁。为此，控制和/或调节装置20求得发动机转速、车辆变速器14挂入的档位以及油门踏板22的位置23和离合器踏板26的位置27。从求得的针对发动机转速和离合器踏板26的位置27的参数中优选也求得例如通过它们的时间导数（梯度）发生的变化。发动机转速接下来具有附图标记28，如图4所示。

图2示出了用于求得当前离合点40的图表。图2的上半部分示出了发动机转速78的时间导数42（梯度）的时间变化曲线。零线为简化起见仅部分示出。在图2的下半部分中示出了离合器踏板26的位置27的时间变化曲线。说明“0%”表征离合器29的完全接合的状态以及说明“100%”表示离合器29的完全分离的状态。两条所示的曲线具有彼此相同的时间尺度“t”并且借助扫描步幅50在时间上量化。扫描步幅50在当前为20毫秒。当然也可以考虑其它的扫描步幅。

通过多个不必前后相继的分离过程，求得当前的离合点40，这些分离过程由驾驶员在正常行驶时对车辆变速器14换挡时进行，或者检验当前的离合点40的之前求得的已储存的值并在必要时作适配。由控制和/或调节装置20定期或偶尔地求得当前离合点并且这个过程不会让驾驶员注意到。由此考虑到了逐渐缓慢的离合器磨损以及其它的不精确性，从而可以在从驻车状态起动后或在山路上起动时，由控制和/或调节装置20借助按本发明的方法随时最佳地实施对自动的驻车制动器18的解锁。

在求得当前的离合点40时，将发动机转速78的时间导数42与阈值52相比较。同时求得离合器踏板26的位置27的时间导数（未示出）。目标是，尽量精确地求得从接合状态到分离状态的过渡。前提为，这样求得的当前的离合点40也适用于接合时的相反的情况。为此，基于离合器29的已接合的状态，在时间点54和54’第一次超过阈值52以及在离合器踏板26的位置27的时间导数同时为正时，检测离合器踏板26的当前位置27。离合器踏板26被驾驶员操纵成分离。已检测到的离合器踏板位置紧接着作为数据40.1和/或40.2用于求得当前的离合点40。在考虑到之前求得的和已储存的当前的离合点40的情况下，在控制和/或调节装置20中通过多个这样的数据形成一个平均值，并且作为新的当前的离合点例如储存在存储介质34或控制和/或调节装置20的其它存储区中。

利用这样的状况，即，发动机转速78在接合状态下不经历极快的时间变化。反之，发动机转速78在由于分离而突然减负的情况下发生较为快速的变化，从而会超过阈值52。在此，发动机转速78通常上升。

图3示出了在离合器踏板26的位置27上的扭矩56的曲线。用“100%”标注的部位被称为最大可用扭矩56或最大踩踏的离合器踏板26。大致在图3所示曲线的中央的区域58被称为当前离合点40的区域。据此示出了缺省值60的区域，缺省值可以根据车辆10的运行状况或驾驶员的行为得出。

箭头62指向这样的缺省值60的区域，该缺省值在路面坡度较大时得出。箭头64指向这样的缺省值60的区域，该缺省值优选在车辆10的遵守准则的起动时得出。

图4示出了按本发明方法的一种可能的实施形式用于解锁自动的驻车制动器18的流程图，以便在车辆10的控制和/或调节装置20中进行处理。流程参考附图基本上从上向下进行。在起动方块70中，开始所示过程。在方块72中询问自动驻车制动器18的状态。若驻车制动器已经被解锁，那么就分支到最终方块74并且结束过程。在方块76中将发动机转速78与发动机12的空转转速对比。若发动机转速78小于空转转速，那么分支到最终方块74。在接下来的方块80中，将油门踏板22的位置23与由纵向加速33和挂入的档位86形成的阈值82对比。路面坡度在当前从纵向加速33中求得，而不需要专门的坡度测量仪。关于挂入的档位86的信息也用于确定起动反向（前进或倒车），以及用于在必要时排除起动不恰当的档位。若油门踏板22的位置23小于阈值82，那么还未存在足够的起动力矩。若持续没有足够的起动力矩，那么可以规定，分支到最终方块74并且无法进行驻车制动器的自动释放。当然可以规定，驾驶员然后例如通过操纵开关或按键释放驻车制动器。

但若存在足够的扭矩，那么在方块88中评估对接合而言很重要的参数。为此在方块88中评估离合器踏板26的位置27、当前的离合点40和缺省值60。缺省值60在方块92中由Offset_1构成，从Offset_1减去Offset_2。Offset_1在此由从纵向加速33求得的路面坡度构成，并与参数P1相乘，以及Offset_2由离合器踏板26的位置27的时间导数90构成并与参数P2相乘。方块88评估，离合器踏板26的位置27是否已经到达或超过当前的离合点40，离合点与缺省值60相加。若是，那么在方块94中去激活，亦即释放（解锁）自动驻车制动器18 。若不是这种情况或没有在预定的时间间隔内是这种情况，那么可以规定，分支到最终方块74。驾驶员在此也可以手动地释放驻车制动器，只要他愿意。

所述方法的流程按照图4可以根据需要在达到最终方块74时直接在起动方块70上重复，这由虚线96示出。作为备选，过程需要更短或更长的时间，或者周期性地被控制和/或调节装置20再次召唤。

图4所示的流程图可以以多种方式改变。尤其可以规定实施按本发明的方法，即，不是所有在图4中示出的参数都被检测或评估。但同样也能作如下补充，即，检测或评估其它的信息，以便例如能进行对单独检测的值的可靠性检验或以便实现冗余度以及因而提高按本发明方法的运行安全性。

Claims (13)

1.用于运行机动车（10）中的自动驻车制动器（18）的方法，其中机动车具有动力系，动力系包括变速器（14）和离合器（29），其特征在于，

- 在机动车（10）行驶运行期间求得当前的离合点（40），以及

- 在驻车制动器（18）激活时检验起动意愿的存在并且在识别出起动意愿的存在的情况下自动释放已激活的驻车制动器（18），其中起动意愿的存在的识别根据所求得的离合点（40）进行。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，离合点（40）的求得包括如下步骤:

- 监控在已接合状态下发动机转速（78）的变化；

- 求得离合器踏板（26）的当前位置（27），其对应这样一个时间点，在该时间点发动机转速（78）的变化超过能够预定的阈值（52）。

3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，为了识别起动意愿的存在，评估至少一个下列参数：

- 求得的离合点（40）；

- 当前的发动机转速（78）；

- 离合器踏板（26）的当前位置（27）；

- 离合器踏板（26）的当前位置（27）的时间导数（梯度）；

- 发动机的空转转速；

- 路面坡度；

- 油门踏板（22）的当前位置（23）；

- 发动机的扭矩；

- 车辆变速器的当前挂入的档位（86）；

- 缺省值（60）。

4.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，倘若发动机转速（78）大于空转转速、油门踏板（22）的位置（23）位于阈值（82）之上、挂入的档位（86）能够实现起动以及离合器踏板（26）到达或在接合方向上超过对应求得的离合点（40）和缺省值（60）的总和的位置（27），则识别到起动意愿的存在。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，根据当前的路面坡度和/或当前的负载情况选择阈值（82）。

6.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，缺省值（60）由至少一个下列参数构成：

- 当前路面坡度；和/或 

- 离合器踏板（26）的当前位置（27）的时间导数（90）。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，如下地构成缺省值（60），即，通过将路面坡度与第一参数（P1）相乘构成第一乘积，通过将离合器踏板的当前位置（27）的时间导数（90）与第二参数（P2）相乘构成第二乘积，以及将这两个乘积优选通过相加或相减相互关联。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，第一参数（P1）和第二参数（P2）是路面坡度和/或离合器踏板（26）的当前位置（27）的时间导数（90）的函数。

9.按权利要求7或8所述的方法，其特征在于，参数（P1、P2）或描述所述参数（P1、P2）的函数储存在数值表中。

10.按前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通过扫描求得用于运行自动驻车制动器（18）的参量。

11.计算机程序（32），其能在用于控制自动驻车制动器（18）的控制和/或调节装置（20）上运行，其特征在于，对所述计算机程序这样编程，从而当所述计算机程序在控制和/或调节装置（20）上运行时实施按权利要求1至10之一所述的方法。

12.用于机动车（10）的控制和/或调节装置（20）的存储介质（34），其特征在于，在该存储介质上储存着用于使用在按权利要求1至10之一所述的方法中的计算机程序（32）。

13.机动车（10）的控制和/或调节装置（20），其特征在于，所述控制和/或调节装置为了应用在按权利要求1至10之一所述的方法中而得到编程。

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