CN104343950B - 用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法(1)，其中，可切换两个行驶速度级、即高行驶速度级和低行驶速度级，其中，确定坡度、车辆速度和制动压力，其中，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。起动元件的负荷通过如下方式来最小化，即，当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值且制动压力大于最小制动压力时，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。

Description

用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法以及一种相应的系统。
背景技术
由DE 103 25 354 A1已知一种用于控制或调节机动车的两级减速装置的方法。机动车的传动系具有驱动马达、以自动变速器形式的主变速器和设置在后的以分动器形式的减速装置。可切换减速装置的两个行驶速度级、即具有不同传动比的高行驶速度级和低行驶速度级。高行驶速度级也可以称作“高速传动”或公路挡，而低行驶速度级可以称作“低速传动”或越野挡。此外，借助分动器可以在两轮驱动与四轮驱动之间进行转换。切换要求可以由车辆驾驶员例如通过操纵在内部空间中的开关来触发。备选与此地，切换要求可以自动地通过控制装置根据机动车的工作变量和环境变量来生成。如果存在切换要求，则此后驱动马达在自动变速器中没有换挡的情况下出现的转速根据当前速度和传动系中的传动比来确定。为了提高计算精度，机动车在换挡结束时的速度由所存储的换挡持续时间、当前速度、当前加速度和行驶阻力(例如通过滚动阻力或坡度引起的行驶阻力)来预计算。此后检查所要求的换挡是否可以实施。为此首先检查发动机的所计算的转速是否在所允许的范围内。如果发动机的所计算的转速在所允许的范围之外，则在第二步骤中检查发动机的转速能否通过自动变速器的相应换挡置于所允许的范围中。例如可以通过如下方式将转速置于所允许的范围中，即减速装置从公路挡切换至越野挡，并且自动变速器事先从第二挡换挡至第四挡。如果检查得出否定结果，则所要求的换挡不能实施。切换要求被抑制并且换挡过程结束。
在GB 2 304 835 A已知一种用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法。机动车具有驱动马达、以自动变速器形式的主变速器和设置在后的减速装置。减速装置提供两个行驶速度级，即高行驶速度级和低行驶速度级。机动车尤其构成为越野车辆，其中，低行驶速度级用作越野挡。机动车具有开关，以便在高行驶速度级与低行驶速度级之间通过驾驶员的切换要求来转换。如驾驶员借助开关要求转换，则在自动变速器中首先选择空挡位置。控制仪随后确定最佳传动比，以便维持机动车的速度。在此考虑驱动马达的转速和转矩和车辆速度，以便选择最佳挡位。驱动马达的转矩在此尤其是在转换之前测量，以便确定车辆在上坡处运动还是在下坡处运动，并且以便确定地面类型，例如机动车是否在软沙地或类似物中运动。
由构成同类型的US 2012/0029781 A1已知一种用于控制或调节机动车的两级减速装置的方法。机动车具有驱动马达以及以自动变速器形式的主变速器。在自动变速器之后设置有减速装置。减速装置具有高行驶速度级和低行驶速度级。高行驶速度级可以用于在正常条件下的行驶。低行驶速度级可以用于特定的行驶条件，如越野行驶、在低速时在坡度处牵引拖车或类似情况。高行驶速度级或低行驶速度级的选择可以自动地通过控制装置来进行。确定坡度、车辆速度和制动压力。当车辆不在停车状态中并且车辆速度小于速度阈值时，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。当车辆速度过大时，不转换到低行驶速度级中。在另一步骤中，借助传感器测量加速踏板位置并且将其与最小踏板位置即最小阈值相比较。只有当加速踏板位置大于最小阈值时才进行转换。当加速踏板未足够地操纵时，则不转换到低行驶速度级中。在另一步骤中，借助传感器测量车辆加速度。当车辆速度小于边界值时，尽管加速踏板位置指示驱动马达的高转矩，但优选转换到低行驶速度级中。也就是说，到低行驶速度级中的转换只在车辆加速度小、车辆加速差和踏板未被足够操纵时才进行。道路或地面的坡度借助传感器来测量，以便确定是否可能溜车。当所测量的坡度大于确定的坡度边界值时，测量是否激活制动器。为了防止在转换时机动车溜车，驱动马达的驱动力矩减小并且自动地操纵制动器。车辆因此在转换到低行驶速度级中之前停住。此后，在致动器又已被释放之后，从高行驶速度级转换到低行驶速度级中，并且随后接着提高驱动力矩。如果在该方法开始时机动车停止并且制动器被操纵，则不进行自动转换，因为根据该方法溜车应是不可能的。
该构成同类型的方法还未优化地构成。存在如下危险：在山路上或在其他坡度处行驶时，起动元件如变矩器、离合器、同步装置受负荷。在起动时尤其是产生热。当拖车拖挂到机动车上时出现特别的负荷。
发明内容
因此，本发明的任务在于，使起动元件的负荷最小化。
根据本发明的任务现在通过按照本发明的方法和具有相应特征的系统来解决。当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值并且制动压力大于最小制动压力时，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。也就是说，在车辆停车状态中在陡峭的上坡处或在陡峭的下坡处进行从高行驶速度级向低行驶速度级的转换。在确定坡度时可以区别：沿行驶方向是下坡还是上坡。该自动转换减小负荷、尤其是在上坡处向前而在下坡处向后的起动情况下自动变速器中的变矩器的负荷。坡度的最小值尤其是可以在20％左右。在优选的实施方案中，坡度通过纵向加速度传感器来确定。尤其是，当纵向加速度传感器的测量值大于2m/sec2时可进行转换。优选地，只有当由驾驶员选择越野功能时才实施转换。这具有如下优点：避免在公共道路交通中无意的自动转换。例如，当车辆处于通向固定道路的陡峭地下车库驶出口时，自动转换到低行驶速度级中可能是不希望的。由于在这样的情况下，驾驶员未激活越野功能，所以不转换到低行驶速度级中。在优选的实施方案中，确定停车时间。停车时间尤其是可以由至少一个车轮转速传感器的信号来确定。优选只在停车时间大于最小值、优选大于1.5秒时，才转换到低行驶速度级中。这具有如下优点：在经过最小停车时间之后，纵向加速度传感器的信号被确定(eingeschwungen)，并且足够精确地反映行驶地面的真实坡度。在自动转换时，尤其检验最小制动压力是否施加在制动踏板上，以便确保在转换过程期间可靠地停车。在优选的实施方案中，在该方法中在自动转换到低行驶速度级中之后禁止或抑制手动转换复位，因为在坡度大的情况下越野行驶期间不存在对此的必要性。尤其是，当挂入低行驶速度级、制动压力对可靠停车状态来说足够、沿行驶方向上坡大于坡度边界值、行驶方向选择为向前时，手动转换到高行驶速度级中被抑制。这可以通过分析自动变速器的所挂入的行驶速度级“D”、“S”或行驶速度级“Tipp”来显示。此外，当沿行驶方向下坡大于最小值时，尤其是当纵向加速度小于-2m/sec2并且行驶方向选择为向后，也就是说，行驶速度级在主变速器中选择为倒挡时，转换到高行驶速度级中被抑制。这具有如下优点：在起动时自动变速器和相应的起动元件低强度地受负荷。避免开头所述的缺点并且实现相应的优点。
用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的系统，通过所述系统可切换两个行驶速度级，即高行驶速度级和低行驶速度级，其中，所述系统包括：用于确定坡度的坡度传感器、用于确定车辆速度的速度传感器、用于确定制动压力的制动压力传感器、用于存储坡度边界值和最小制动压力的存储器、用于将所测量的坡度与坡度边界值相比较和将制动压力与最小制动压力相比较的比较器件以及查询器件；其中，通过所述系统能从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中，其特征在于，当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值并且制动压力大于最小制动压力时，通过所述系统能从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
一种实施方案规定，纵向加速度传感器用作坡度传感器，并且设置有计时器件，其中，在行驶地面的坡度被测量之前，能通过所述系统查询：车辆是否停止了时间段Δt。
一种实施方案规定，坡度边界值大于18％、优选20％。
一种实施方案规定，所述系统包括指示灯，并且如果所测量的制动压力小于最小制动压力，则通过激活指示灯要求驾驶员提高制动压力。
一种实施方案规定，如果测量的制动压力低于最小制动压力，则制动压力自动地能通过所述系统提高，直至制动压力大于最小制动压力。
一种实施方案规定，并且在确定制动压力时区别：拖挂了拖车还是没有拖挂拖车，其中，针对拖挂了拖车的情况使用比没有拖挂拖车的情况更高的最小制动压力。
一种实施方案规定，仅当查询驾驶员是否已激活越野功能而得到肯定时，才通过所述系统能实施从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
一种实施方案规定，设有挡位指示器，并且当挂入了低行驶速度级、制动压力高于最小制动压力、沿行驶方向上坡大于坡度边界值并且行驶方向选择为向前时，或当沿行驶方向下坡大于坡度边界值并且在主变速器中选择行驶速度级“倒挡”时，通过所述系统能抑制到高行驶速度级中的手动转换。
附图说明
现在存在多种可能性来构造和进一步扩展根据本发明的方法。在下文中，借助附图和所属的描述更详细地阐述本发明的一种优选的实施方案。图中：
图1以示意性流程图示出根据本发明的用于控制和/或调节双级减速装置的方法。
具体实施形式
在图1中强烈示意性地示出了用于控制和/或调节这里也未示出的机动车的(未更详细示出的)双级减速装置的方法1。机动车具有传动系，所述传动系具有驱动马达、主变速器和设置在后的减速装置。此外，设有至少一个控制仪、尤其是制动控制仪和全轮控制仪，以用于实施该方法。
所示的方法尤其是适合于具有以自动变速器形式的主变速器的机动车，其中，自动变速器连接在减速装置之前。然而也可想到的是，将该方法使用在如下的机动车中，所述机动车配备有以手动变速器形式的主变速器。
减速装置具有两个行驶速度级，即高行驶速度级和低行驶速度级。高行驶速度级也可以称为公路挡。车辆尤其是构成为越野车辆。低行驶速度级具有比高行驶速度级更强的齿轮减速并且因此尤其是适合于越野挡。减速装置尤其以电子方式来控制。
在开始2之后，在第一查询3中查询：是否已挂入高行驶速度级。该查询3被实施直至已挂入高行驶速度级。
在另一查询4中查询：速度是否大于0km/h。查询4被实施直至机动车停止并且速度为0.0km/h。
现在在查询5中从时刻t0起查询：机动车在时间段Δt是否处于停车状态中。查询：速度在时间段Δt是否等于0。时间段Δt例如可以为1.5秒。
此后，开始查询6，即坡度是否大于边界值。坡度通过未示出的传感器来测量。该传感器在一种实施方案中可以构成为纵向加速度传感器。通过在查询5中检验机动车在时间段Δt是否处于停车状态中，确保纵向加速度传感器的测量值被确定以用于确定坡度。查询5是可选的并且尤其是只有在相应的纵向加速度传感器被用于确定坡度时才被使用。
在查询6的分析中，尤其是使用20％的坡度边界值。在公共道路交通中，最大坡度通常为大约18％。超过20％于是涉及一种特殊情况，并且在该情况中为了更为舒适的起动应自动转换到低行驶速度级中，也就是说换挡到越野减速中。优选地，查询：纵向加速度传感器的测量值小于-2m/s2或大于2m/s2。
在另一查询7中查询：是否操纵制动器。如果制动器未被操纵，则该方法又在步骤“开始2”处开始。
在优选的实施方案中，现在在查询8中查询：拖车是否拖挂在机动车上。拖车是否被拖挂尤其是可以由制动控制仪自动通过如下方式来识别，即，消耗器连接到机动车的拖车插座上。根据拖车是否已被识别，在查询7中所确定的制动压力现在与在单独的查询9或10中不同的最小制动压力相比较。
开头所述的缺点现在通过如下方式来避免，而相应的优点通过如下方式来实现：当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值并且制动压力大于最小制动压力时，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。查询：车辆是否停车状态中，制动压力对于可靠地停车是否足够并且尤其是坡度是否大于边界值，其中，当这些查询5、6、7、9、10以“是”答复时，从高行驶速度级转换到较低的行驶速度级中。
当在查询9中或在查询10中所确定的制动压力大于相应阈值(最小制动压力)时，在方法步骤11中从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。在方法步骤11中的转换之前，制动控制仪通过CAN总线向全轮控制仪发送切换释放(Schaltfreigabe)。制动控制仪将制动压力保持恒定尤其是大约1.2秒。该保持时间对于在高行驶速度级与低行驶速度级之间的转换而言足够，其中，即使在转换过程开始时驾驶员由制动踏板离开时，车辆也保持在停车状态中。停止时间延长了驾驶员较长地保持在制动器上的时间。在进行切换释放时，由全轮控制仪的信号要求自动变速器中的变矩器打开。在进行切换之后，变矩器又被关闭。在停车状态中，在自动变速器的行驶速度级“倒挡”、“空挡”、“D前进挡”或“S运动挡”和“Tipptronic(手自一体)”中可以在减速装置的高行驶速度级与低行驶速度级之间转换。优选地，在行驶速度级“停车挡P”中不进行自动转换。
现在存在不同可能性：当制动压力对车辆停车状态不够时继续进行该方法。一方面，该方法可以被中断，如已与查询7相联系地所描述的那样。另一方面，向驾驶员通过指示灯用信号表示：制动压力不够。与自动变速器的换挡过程相联系地，所述指示灯例如可以针对驾驶员来使用。可想到的是，但在本情况下灯以不同颜色发光、例如蓝色或绿色。这在图1中通过方法步骤12来示出。
在查询13中现在查询：指示灯被激活长于时间段Δt’。当驾驶员在另一时间段Δt’未采取措施而指示灯发光时，在方法步骤14中指示灯“操纵制动器”又熄灭并且该方法以步骤“开始2”继续进行。
此外存在如下可能性：制动压力自动地通过相应的制动控制仪提高，而无需驾驶员的其他辅助动作。
可想到的是，在该方法开始时查询(未示出)：越野功能在车辆中是否被驾驶员激活。方法1尤其是只有在越野功能被激活时才实施。然而，该方法步骤是可选的并且尤其是当相应大的坡度边界值20％被使用时可以省去。越野时在超过20％的上坡处或在下坡中起动时，可能会发生变矩器的温度提高。为了避免这点，尤其在越野功能激活并且挂入了高行驶速度级时，在短暂停车时间、达到最小制动压力和针对上山的挡位之后，自动开始到低行驶速度级中的转换过程。通过该方法从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。如果主变速器构造为手动换挡变速器，有意义的是在转换之前作为另外的条件查询：手动换挡变速器是处于空挡状态还是离合器被操纵。
在高行驶速度级中由驾驶员激活越野功能尤其是可以被考虑作为条件，以便避免在公共道路交通中无意的自动转换。由此尤其是避免了，当车辆例如处于通向固定道路的陡峭地下车库出口处时出现自动转换。在该情况下，与越野功能的激活相联系地，到较低行驶速度级中的切换是不希望的。
可想到的是，即使在下山行驶时也就是说在下坡且前进行驶中，通过自动转换到低行驶速度级来辅助驾驶员。然而，该方法步骤是可选的。
此外可想到的是，通过该方法禁止在自动转换到低行驶速度级中之后手动换高挡至高行驶速度级中。在具有大坡度的越野情况下，不存在手动转换到高行驶速度级中的必要性。手动换高挡的该抑制可以通过如下方式来进行，即，查询：是否挂入低行驶速度级，制动压力对于可靠停车是否足够，坡度是否大于边界值，行驶方向是否指向前方或梯度是否大于边界值并且行驶方向是否指向后方，也就是说挂入相应的倒车行驶速度级R。
可想到的是，最小制动压力根据确定的行驶状态和/或行驶地面的坡度尤其是作为特定的最小制动压力特征曲线来存储。在此于是通过这种最小制动压力特征曲线，相应的值代表对于确定行驶情况的相应最小压力和/或坡度。但也可能的是，确定的最小制动压力范围被确定，这与相应的实施形式和相应的应用情况有关。
查询3至10的顺序在此仅是示例性的并且可以在不同的实施方案中不同。
附图标记表
1 方法
2 开始
3 查询-当前行驶速度级＝高行驶速度级
4 查询-速度＝0km/h
5 查询-在时间段Δt车辆处于停车状态中
6 查询-坡度大于边界值
7 查询-制动压力对可靠停车足够
8 查询-识别拖车
9 查询-在有拖车的情况下制动压力大于最小制动压力
10 查询-在无拖车的情况下制动压力大于最小制动压力
11 方法步骤-从高行驶速度级转换到低行驶速度级中
12 方法步骤-激活指示灯
13 查询-激活指示灯长于时间段Δt’
14 方法步骤-指示灯“操纵制动器”熄灭

Claims (18)

1.用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的方法，
其中，可切换两个行驶速度级，即高行驶速度级和低行驶速度级，其中，确定坡度、车辆速度和制动压力，其中，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中，其特征在于，当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值并且制动压力大于最小制动压力时，从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
纵向加速度传感器用作坡度传感器，其中，在行驶地面的坡度被测量之前，查询：车辆是否停止了时间段Δt。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，坡度边界值大于18％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，坡度边界值大于20％。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
如果所测量的制动压力小于最小制动压力，则通过激活指示灯要求驾驶员提高制动压力。
6.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，如果测量的制动压力低于最小制动压力，则制动压力自动被提高，直至制动压力大于最小制动压力。
7.根据权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
在确定制动压力时区别：拖挂了拖车还是没有拖挂拖车，其中，针对拖挂了拖车的情况使用比没有拖挂拖车的情况更高的最小制动压力。
8.根据权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
仅当查询驾驶员是否已激活越野功能而得到肯定时，才从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
9.根据权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
当挂入了低行驶速度级、制动压力高于最小制动压力、沿行驶方向上坡大于坡度边界值并且行驶方向选择为向前时，或当沿行驶方向下坡大于坡度边界值并且在主变速器中选择行驶速度级“倒挡”时，抑制到高行驶速度级中的手动转换。
10.用于控制和/或调节机动车的两级减速装置的系统，
其中，通过所述系统可切换两个行驶速度级，即高行驶速度级和低行驶速度级，其中，所述系统包括：用于确定坡度的坡度传感器、用于确定车辆速度的速度传感器、用于确定制动压力的制动压力传感器、用于存储坡度边界值和最小制动压力的存储器、用于将所测量的坡度与坡度边界值相比较和将制动压力与最小制动压力相比较的比较器件以及查询器件；其中，通过所述系统能从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中，其特征在于，当车辆处于停车状态中、所测量的坡度大于坡度边界值并且制动压力大于最小制动压力时，通过所述系统能从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
11.根据权利要求10所述的系统，
其特征在于，
纵向加速度传感器用作坡度传感器，并且设置有计时器件，其中，在行驶地面的坡度被测量之前，能通过所述系统查询：车辆是否停止了时间段Δt。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，坡度边界值大于18％。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，坡度边界值大于20％。
14.根据权利要求10至13之一所述的系统，
其特征在于，
所述系统包括指示灯，并且如果所测量的制动压力小于最小制动压力，则通过激活指示灯要求驾驶员提高制动压力。
15.根据权利要求10至13之一所述的系统，其特征在于，如果测量的制动压力低于最小制动压力，则制动压力自动地能通过所述系统提高，直至制动压力大于最小制动压力。
16.根据权利要求10至13之一所述的系统，
其特征在于，
设有拖车识别器件，并且在确定制动压力时区别：拖挂了拖车还是没有拖挂拖车，其中，针对拖挂了拖车的情况使用比没有拖挂拖车的情况更高的最小制动压力。
17.根据权利要求10至13之一所述的系统，
其特征在于，
仅当查询驾驶员是否已激活越野功能而得到肯定时，才通过所述系统能实施从高行驶速度级自动转换到低行驶速度级中。
18.根据权利要求10至13之一所述的系统，
其特征在于，
设有挡位指示器，并且当挂入了低行驶速度级、制动压力高于最小制动压力、沿行驶方向上坡大于坡度边界值并且行驶方向选择为向前时，或当沿行驶方向下坡大于坡度边界值并且在主变速器中选择行驶速度级“倒挡”时，通过所述系统能抑制到高行驶速度级中的手动转换。
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