CN105517861A

CN105517861A - 坡道倒溜速度控制

Info

Publication number: CN105517861A
Application number: CN201480050957.5A
Authority: CN
Inventors: Q.李; G.托马斯; R.巴丹格
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: US8989977B1; EP3046814A1; US20150081182A1; JP6353544B2; WO2015041752A1; EP3046814B1; JP2016531048A; CN105517861B

Abstract

一种用于控制具有车轮制动器的机动车辆的倒溜速度的坡道倒溜控制系统和方法。在探知到车辆在倒溜时，所述系统和方法基于车辆在其上行进的地形的坡度角和变速器的温度来确定针对车辆的目标倒溜速度。当地形的坡度大于阈值时，所述目标倒溜速度较低。此外，当变速器的温度高于阈值时，所述目标倒溜速度较低。车辆的实际倒溜速度通过应用车辆的车轮制动器来设定并维持在目标倒溜速度。

Description

坡道倒溜速度控制

背景技术

本发明涉及车辆控制。更具体而言，本发明的实施例涉及控制车辆的倒溜速度的系统和方法。

载客车辆和其他车辆可配有当车辆位于坡道上时防止车辆向后滚动的系统。例如，车辆可沿坡道或向上的斜坡向上行进并且在十字路口处停止。在十字路口处，驾驶员压制动器踏板，以保持车辆停止。但是，当继续行进时，必须暂时释放制动器踏板。因为车辆位于斜坡上，所以车辆可能向后行进。

在配有手动变速器的车辆中，已知给车辆配备保持车辆制动器（例如，车辆的车轮上的鼓式或盘式制动器）直到离合器处于摩擦点处的装置。这样的装置是坡道驻持控制机构的一个示例。

发明内容

虽然坡道驻持控制是一般已知的，但随着例如干式双离合变速器之类的更复杂的变速器的出现，更复杂的机构不仅对于坡道驻持控制而且对于坡道倒溜控制都将是有用的。除其他之外，本发明提供了用于基于地形的坡度和变速器的温度来控制具有车轮制动器的机动车辆的倒溜速度的模块和方法。

在一个实施例中，本发明提供了一种用于控制具有车轮制动器的机动车辆的非零倒溜速度的系统。所述系统包括行驶方向仲裁模块，所述行驶方向仲裁模块被配置成接收车轮方向信号和变速器输出轴传感器方向信号中的至少一个。行驶方向仲裁模块输出实际行驶方向信号。所述系统还包括启动/停止仲裁模块，所述启动/停止仲裁模块配置成接收实际方向信号和换挡信号。所述启动/停止仲裁模块输出坡道倒溜控制启用信号。所述系统还包括车辆速度限制模块，所述车辆速度限制模块被配置成接收地形坡度角信号。所述车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值等于或低于坡度阈值的情况下产生第一预定值的目标倒溜速度信号。车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值高于所述坡度阈值的情况下还产生第二预定值的目标倒溜速度信号。所述系统还包括车辆制动器控制模块，所述车辆制动器控制模块被配置成接收所述坡道倒溜控制启用信号、所述目标倒溜速度信号和车辆速度信号。车辆制动器控制模块确定应用车轮制动器的制动器控制信号，以将车辆的倒溜速度维持在所述目标倒溜速度信号的值。

在另一实施例中，本发明提供了一种控制具有车轮制动器的车辆的非零倒溜速度的方法。第一传感器探知车辆移动的方向。一模块确定车辆是否沿与变速杆的当前状态相关联的方向相反的方向行进。地形坡度角传感器探知地形的坡度角。如果地形的坡度角等于或低于坡度阈值，则所述模块将目标倒溜速度设定为第一预定值。如果地形的坡度角高于坡度阈值，则所述模块进一步将目标倒溜速度设定为第二预定值。所述方法产生制动信号，以使车辆对车辆制动器施加一定值的压力。第一传感器探知车辆的速度。如果车辆的速度不等于目标倒溜速度，所述模块调整制动信号。

在又一实施例中，本发明提供了一种用于控制具有车轮制动器的机动车辆的非零倒溜速度的系统。所述系统包括行驶方向仲裁模块，所述行驶方向仲裁模块被配置成接收车轮方向信号和变速器输出轴传感器方向信号中的至少一个。行驶方向仲裁模块输出实际行驶方向信号。所述系统还包括启动/停止仲裁模块，所述启动/停止仲裁模块配置成接收实际方向信号和换挡信号。所述启动/停止仲裁模块输出坡道倒溜控制启用信号。所述系统还包括车辆速度限制模块，所述车辆速度限制模块被配置成接收地形坡度角信号和变速器温度信号。所述车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值等于或低于坡度阈值并且变速器温度信号的值低于温度阈值的情况下产生第一预定值的目标倒溜速度信号。所述车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值高于所述坡度阈值并且所述变速器温度信号的值低于温度阈值的情况下进一步产生第二预定值的目标倒溜速度信号。所述车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值等于或低于所述坡度阈值并且所述变速器温度信号的值高于温度阈值的情况下进一步产生第三预定值的目标倒溜速度信号。所述车辆速度限制模块在所述地形坡度角信号的值高于所述坡度阈值并且所述变速器温度信号的值等于高于温度阈值的情况下进一步产生第四预定值的目标倒溜速度信号。所述系统还包括车辆制动器控制模块，所述车辆制动器控制模块被配置成接收所述坡道倒溜控制启用信号、所述目标倒溜速度信号和车辆速度信号。车辆制动器控制模块确定应用车轮制动器的制动器控制信号，以将车辆的倒溜速度维持在所述目标倒溜速度信号的值。

在又一实施例中，本发明提供了一种控制具有车轮制动器的车辆的非零倒溜速度的方法。第一传感器探知车辆移动的方向。一模块确定车辆是否沿与变速杆的当前状态相关联的方向相反的方向行进。地形坡度角传感器探知地形的坡度角。第二传感器探知车辆中变速器的温度。如果地形的坡度角等于或低于坡度阈值并且变速器的温度等于或低于温度阈值，则所述模块将目标倒溜速度设定为第一预定值。如果地形的坡度角高于坡度阈值并且变速器的温度等于或低于温度阈值，则所述模块进一步将目标倒溜速度设定为第二预定值。如果地形的坡度角等于或低于坡度阈值并且变速器的温度高于温度阈值，则所述模块将目标倒溜速度设定为第三预定值。如果地形的坡度角高于坡度阈值并且变速器的温度高于温度阈值，则所述模块进一步将目标倒溜速度设定为第四预定值。所述方法产生制动信号，以使车辆对车辆制动器施加一定值的压力。第一传感器探知车辆的速度。如果车辆的速度不等于目标倒溜速度，则所述模块调整制动信号。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1图示了斜坡上的车辆和所述车辆沿与前进挡位选择相关联的方向相反的方向的移动。

图2图示了根据本发明的一个实施例的坡道倒溜速度控制系统或模块的示意图。

图3图示了根据本发明的一个实施例的坡道倒溜速度控制系统或模块的内部结构。

图4图示了如图2中所示的坡道倒溜速度控制系统或模块的操作的实施例。

图5是坡道倒溜速度控制系统或模块如何与坡道驻持控制模块协作操作的图示。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用中不限于以下描述中阐述的或以下附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式来实践或执行。

此外，应当理解的是，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，并且不应被视为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加的项目。术语“安装”、“连接”和“耦接”被广义地使用并且涵盖直接和间接的安装、连接和耦接。另外，“连接”和“耦接”不限于物理或机械的连接或耦接，并且能够包括无论直接还是间接的电连接或电耦接。此外，电子通信和通知可使用其他已知的方式来执行，包括直接连接、无线连接等。

还应当注意的是，多种基于硬件和软件的装置以及多种不同的结构部件可用于实施本发明。此外，并且如后续段落中描述的，附图中所示的具体配置意在例示本发明的实施例。替代性的配置也是可能的。

图1图示了在地形105上具有前部102和后部104的车辆100。在此实施例中，地形是斜坡。车辆100包括四个车轮110、112、114和116。每个车轮配有制动器（例如，盘式制动器或鼓式制动器）120、122、124和126以及四个车轮传感器130、132、134和136。典型的车辆制动系统是液压的。但是，本发明的实施例能够利用电促动的制动器或其他类型的制动系统来实施。所述车辆包括其他部件，包括控制器140、变速器142和发动机144。在一个实施例中，控制器140是车辆制动器和例如来自Robert Bosch GmbH的ESP®控制系统之类的电子稳定性控制系统的一部分。车辆的驾驶员使用方向盘150、变速杆152、制动器踏板154和加速器踏板156来产生控制输入。变速杆的换挡产生驾驶员换挡请求信号（在下文论述）。制动器踏板的促动产生驾驶员制动请求信号（也在下文论述）。加速器踏板的促动产生驾驶员加速信号（也在下文论述）。

当车辆100处于地形105上时，重力以使得车辆将沿箭头A1所指示的方向行进的方式作用在车辆上，除非例如由发动机144产生并且传递到车辆的车轮110、112、114和116的扭矩或由制动器120、122、124和126产生的制动力之类的相反的力作用在车辆上，以例如将车辆维持在静止位置或使车辆沿箭头A2所指示的向前方向移动。应当理解的是，上坡驾驶场景或情况发生在车辆的前部102朝向斜坡的顶部并且车辆朝向顶部移动时。下坡驾驶场景或情况发生在车辆的后部104朝向斜坡的顶部并且车辆远离顶部移动时。在车辆沿箭头A2的方向行进，在斜坡上停止并保持静止持续一段时间，并且之后恢复沿箭头A2的方向行进的上坡驾驶场景中，存在车辆有可能沿箭头A1的方向移动或者说倒溜的一小段时间。这种倒溜是可能的，这是因为驾驶员释放制动器（从制动器踏板154移开他或她的脚）来停止请求促动制动器（例如，零制动请求信号）的时间和驾驶员使用加速器踏板156来作出扭矩请求（例如，非零的驾驶员加速信号）的时间之间存在延迟，在驾驶员使用加速器踏板156来作出扭矩请求时，响应于该请求而产生的实际扭矩足以克服作用在车辆上的重力并且使它沿A2的方向向前移动。

图2是根据本发明的一个实施例的坡道倒溜控制（“HRC”）模块200的示意图。一般来说，HRC模块维持车辆100在上坡驾驶场景中的倒溜速度（即，非零速度）。HRC模块位于控制器140中。所述控制器还包括坡道驻持控制（“HHC”）模块202、电子处理单元204、存储器206和输入/输出接口208。输入/输出接口将控制器连接到例如传感器之类的外部装置。在一个实施例中，输入/输出接口被连接到控制器局域网络（“CAN”）总线210。CAN总线是已知的车辆网络，各种车辆系统能够通过其来传送和接收信息。控制器从多个传感器接收信号。在一个实施例中，控制器和传感器之间的通信通过CAN总线发生。但是，也可以将传感器（经由有线或无线的连接）直接连接到控制器。

所述多个传感器包括：地形坡度角传感器214、四个车轮传感器130、132、134和136、变速器温度传感器242、换挡传感器252、制动器踏板传感器254以及加速器踏板传感器256。地形坡度角传感器确定车辆100在其上行进的地形105的坡度角。车轮传感器确定车轮110、112、114和116转向的方向和速度。变速器温度传感器位于变速器142中并且确定变速器的温度。换挡传感器确定变速杆152的位置（例如，自动变速器中的停车（P）、倒挡（R）、空挡（N）和前进（D））。制动器踏板传感器确定驾驶员是否促动制动器踏板154。加速器踏板传感器确定驾驶员是否促动加速器踏板156。

图3图示了根据本发明的一个实施例的HRC模块200的内部结构。HRC模块包含四个子模块，包括行驶方向仲裁模块（“DDAM”）310、启动/停止仲裁模块（“SSAM”）320、车辆速度限制模块（“VSLM”）340和车辆制动控制模块（“VBCM”）350。DDAM确定车辆100移动的实际方向。在一个实施例中，DDAM使用从车轮传感器130、132、134和136中的每一个接收的车轮方向信号312、313、314和315来进行这种确定。车轮方向信号指示车轮120、122、124和126中的每一个转向的方向。在另一实施例中，DDAM使用从变速器142中的传感器接收的变速器输出轴传感器（“TOSS”）方向信号318来进行这种确定。TOSS方向信号是表示变速器输出轴旋转的方向的电信号。在另一实施例中，DDAM接收并且比较车轮方向信号和TOSS方向信号，以确定车辆移动的方向。DDAM产生表示车辆移动的实际方向的实际方向信号322。

SSAM 320确定是否应当启用HRC模块200。在一个实施例中，SSAM从DDAM 310接收实际方向信号322，并且从换挡传感器252接收换挡信号324。SSAM使用换挡信号来确定驾驶员意在使车辆100移动的方向。例如，如果换挡信号被设定为DRIVE，则驾驶员意在使车辆移动的方向是向前（即，沿箭头A2的方向）。如果实际方向信号指示车辆在向后移动（即，沿箭头A1的方向）并且换挡信号被设定为DRIVE，则SSAM识别出车辆在倒溜并且应当启用HRC模块200。SSAM通过产生HRC启用信号326来启用HRC模块。

在另一实施例中，SSAM 320附加地从制动器踏板传感器254接收驾驶员制动请求信号328。如果驾驶员制动请求信号指示制动器踏板154被促动，则SSAM将不产生HRC启用信号326。在另一实施例中，SSAM 320附加地接收多个车辆状态信号330。在一个实施例中，车辆状态信号包括制动器过热警告信号。在另一实施例中，车辆状态信号包括HHC制动请求信号。如果SSAM接收到制动器过热警告信号或HHC制动请求信号，则SSAM将不产生HRC启用信号326。

VSLM 340确定HRC模块200要维持的车辆100的目标倒溜速度。在一个实施例中，VSLM从地形坡度角传感器214接收地形坡度角信号344。如果地形坡度角信号所表示的地形的坡度角小于或等于坡度阈值，则VSLM将所述目标倒溜速度信号348设定为第一预定值，例如，6千米每小时（“KPH”）。可替代地，如果地形的坡度角大于坡度阈值，则VSLM将所述目标倒溜速度信号设定为第二预定值，例如4KPH。在一些实施例中，第二预定值小于第一预定值。在一些实施例中，第二预定值基于坡度角的精确值。

在另一实施例中，VSLM 340附加地从变速器温度传感器242接收变速器温度信号342。如果地形的坡度角小于或等于坡度阈值，并且变速器温度信号所表示的变速器的温度大于温度阈值，则VSLM将目标倒溜速度信号348设定为第三预定值，例如5KPH。可替代地，如果地形的坡度角大于坡度阈值并且变速器的温度大于温度阈值，则VSLM将目标倒溜速度信号设定为第四预定值，例如3KPH。在一些实施例中，第三预定值小于第一预定值，并且第四预定值小于第一预定值。

VBCM 350确定为了将车辆100的倒溜速度维持在目标倒溜速度信号348所指定的值而应用车轮110、112、114和116的制动器120、122、124和126所需的压力。VBCM从SSAM 320接收HRC启用信号326，从VSLM 340接收目标倒溜速度信号，从加速器踏板传感器256接收驾驶员加速请求信号352，并且从车轮传感器130、132、134和136中的至少一个接收车辆速度信号354。当VBCM接收到HRC启用信号时，它将车辆速度信号与目标倒溜速度信号相比较。如果车辆速度信号不等于目标倒溜速度信号（即，车辆比目标倒溜速度更快或更慢地倒溜），则VBCM计算为了将车辆速度设定在目标倒溜速度信号所指示的目标速度制动器需要对车轮施加的力。VBCM通过产生制动器控制信号356并将该信号传送到制动器来使所计算的力施加于制动器。此外，如果驾驶员加速请求信号指示驾驶员在请求足以使车辆沿箭头A2的向前方向移动的扭矩，则VBCM将不会产生对制动器施加压力的制动器控制信号。

图4图示了如图2中所示的HRC模块200的操作的一个实施例。首先，HRC模块探知车辆100移动的方向（S400）。然后，HRC模块确定车辆是否倒溜（S405）。如果车辆倒溜，则HRC模块探知地形的坡度角（S410）。在一些实施例中，HRC模块还附加地探知变速器142的温度（S415）。然后，HRC模块确定地形的坡度角是否大于坡度阈值（S420）。在一些实施例中，HRC模块还附加地确定变速器的温度是否大于温度阈值（S425、S430）。如果地形的坡度角等于或小于坡度阈值并且变速器的温度等于或低于温度阈值，则HRC模块将目标倒溜速度设定为第一预定值（例如，6KPH）（S435）。可替代地，如果地形的坡度角大于坡度阈值并且变速器的温度等于或低于温度阈值，则HRC模块将目标倒溜速度设定为第二预定值（例如，4KPH）（S440）。可替代地，如果地形的坡度角等于或小于坡度阈值并且变速器的温度高于温度阈值，则HRC模块将目标倒溜速度设定为第三预定值（例如，5KPH）（S445）。可替代地，如果地形的坡度角大于坡度阈值并且变速器的温度高于温度阈值，则HRC模块将目标倒溜速度设定为第四预定值（例如，3KPH）（S450）。接着，在一些实施例中，HRC模块向车辆的制动器120、122、124和126施加初始压力。然后，HRC模块探知车辆的速度（S460）。接着，HRC模块确定车辆的速度是否等于目标倒溜速度（S465）。如果车辆的速度等于目标倒溜速度，则HRC模块维持施加于车辆的制动器的压力（S470）。如果车辆的速度不等于目标倒溜速度，则HRC模块调整施加于车辆的制动器的压力（S475）。应当理解的是，HRC模块在车辆的速度高于目标倒溜速度的情况下增大施加于制动器的压力，并且在车辆的速度低于目标倒溜速度的情况下减小施加于车辆的制动器的压力。

图5用图形图示了HRC模块200如何与HHC模块202协作操作。图示500的横轴表示以秒为单位的时间。图示的纵轴表示以巴（bar）为单位的制动钳压力和以KPH为单位的车辆100的速度二者。驾驶员释放制动器踏板154，并且作为驾驶员输入的结果，施加于制动器120、122、124和126的压力降低，如图中所示（T502）。即使驾驶员未压在制动器踏板上，车辆也不移动，这是因为HHC模块在对制动器施加压力。当由于驾驶员压在制动器踏板上而施加于制动器的压力达到5巴的最小值时，HHC模块探知驾驶员已释放制动器踏板（T504）。在设定的延迟期后，HHC模块在两个阶段中释放施加于制动器的压力（T506）。HHC模块施加于制动器的压力在它不足以克服重力并且车辆开始倒溜时达到最小值（T508）。HHC模块施加于制动器的压力在HRC模块检测到车辆在倒溜时达到最小值。然后，HRC模块开始对制动器施加压力，以便将车辆维持在6KPH的目标速度（T510）。

因此，除其他之外，本发明还提供了一种基于地形的坡度角和变速器的温度来控制车辆的倒溜速度的坡道倒溜控制机构。本发明的各种特征和优点在以下权利要求中阐述。

Claims

1.一种用于控制具有车轮制动器的机动车辆的倒溜速度的系统，所述系统包括：

行驶方向仲裁模块，其配置成接收第一信号并且输出实际方向信号；

启动/停止仲裁模块，其配置成接收所述实际方向信号和换挡信号，并且产生坡道倒溜控制启用信号；

车辆速度限制模块，其配置成接收地形坡度角信号，所述车辆速度限制模块配置成将目标倒溜速度信号设定为：

第一预定值，这是在所述地形坡度角信号的值等于或低于坡度阈值的情况下，以及

第二预定值，这是在所述地形坡度角信号的所述值高于所述坡度阈值的情况下，

车辆制动器控制模块，其配置成：

接收所述坡道倒溜控制启用信号、所述目标倒溜速度信号和车辆速度信号，以及

确定应用所述车轮制动器的制动器控制信号，以将所述车辆的倒溜速度维持在所述目标倒溜速度信号的值。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二预定值小于所述第一预定值。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述车辆速度限制模块被配置成接收变速器温度信号。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述车辆速度限制模块被配置成将所述目标倒溜速度信号设定为：

第三预定值，这是在所述地形坡度角信号的所述值等于或低于所述坡度阈值并且所述变速器温度信号的值高于温度阈值的情况下，以及

第四预定值，这是在所述地形坡度角信号的所述值高于所述坡度阈值并且所述变速器温度信号的所述值等于高于所述温度阈值的情况下。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第三预定值小于所述第一预定值，所述第四预定值小于所述第二预定值，并且所述第四预定值小于所述第三预定值。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一预定值和所述第二预定值基于所述地形坡度角信号的精确值。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一信号是车轮方向信号和变速器输出轴传感器方向信号中的至少一个。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动/停止仲裁模块接收驾驶员制动请求信号。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动/停止仲裁模块接收多个车辆状态信号。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个车辆状态信号包括制动器过热警告信号。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个车辆状态信号包括坡道驻持控制制动请求信号。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆制动器控制模块接收驾驶员加速请求信号。

13.一种用于控制具有车轮制动器的车辆的倒溜速度的方法，所述方法包括：

利用第一传感器探知所述车辆移动的方向；

使用一模块来确定所述车辆是否沿与变速杆的当前状态相关联的方向相反的方向行进；

利用地形坡度角传感器探知地形的坡度角；

使用所述模块将目标倒溜速度设定为：

第一预定值，这是在所述地形的坡度角等于或低于坡度阈值的情况下，或者

第二预定值，这是在所述地形的坡度角高于所述坡度阈值的情况下，

使用所述模块产生制动信号，以使所述车辆对所述车辆的制动器施加一定值的压力；

利用所述第一传感器探知所述车辆的速度；以及

如果所述车辆的速度不等于所述目标倒溜速度，则使用所述模块来调整所述制动信号。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二预定值小于所述第一预定值。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法利用第二传感器来探知所述车辆中的变速器的温度。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法使用所述模块来将所述目标倒溜速度设定为：

第三预定值，这是在所述地形的坡度角等于或低于所述坡度阈值并且所述变速器的温度高于温度阈值的情况下；或者

第四预定值，这是在所述地形的坡度角高于所述坡度阈值并且所述变速器的温度高于所述温度阈值的情况下。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第三预定值小于所述第一预定值，所述第四预定值小于所述第二预定值，并且所述第四预定值小于所述第三预定值。

18.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一预定值和所述第二预定值基于所述地形的坡度角的精确值。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一传感器是多个车轮传感器和变速器输出轴传感器中的至少一者。

20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二传感器是温度传感器。