CN105922992A

CN105922992A - 用于支持具有斜坡起步辅助系统的车辆在斜坡上起动的方法

Info

Publication number: CN105922992A
Application number: CN201610102186.0A
Authority: CN
Inventors: 塔德乌什·布拉尔茨; 麦克·约翰·穆尔德
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2036-02-25
Also published as: DE102015203453A1; CN105922992B; DE102015203453B4

Abstract

本发明涉及一种用于支持发动机驱动的车辆在斜坡上起动的方法，该车辆具有启停系统和斜坡起步辅助系统(HSA)以及自动变速器或自动离合器，该方法包含以下步骤：-在斜坡上，通过致动制动踏板来驱动制动装置，从而使移动的车辆减速；-一旦车辆伴随制动踏板的致动而处于停止，就通过启停系统关闭发动机；-在车辆伴随发动机通过启停系统关闭和制动装置致动而处于停止之前或之后接合怠速位置(N)；-一旦制动踏板在车辆停止状态被释放并结合了怠速位置(N)，就通过启停系统起动发动机。根据本发明，当斜坡起步辅助系统(HSA)的干预没有出现时，至少部分地暂时保持制动压力，以便继续保持斜坡上的车辆处于停止状态，制动压力是伴随在车辆停止状态下接合怠速位置(N)通过致动制动踏板而至少预先在制动装置内建立的。

Description

用于支持具有斜坡起步辅助系统的车辆在斜坡上起动的方法

本发明涉及一种用于支持由发动机驱动的车辆在斜坡上起动的方法，该车辆具有自动启停系统和斜坡起步辅助系统以及自动变速器或自动离合器。

在本发明申请之日尚未公布的德国专利DE 10 2014 213 236中，已知一种用于改善斜坡起步辅助功能的方法，该方法用于具有自动变速器或自动离合器的由发动机驱动的车辆。所述方法首先通过驾驶车辆的人致动作用于制动装置上的制动踏板来向移动的车辆提供向下至其停止状态的减速。对于当前处在停止状态的车辆，如果超出其获取的倾角的阈值，则所述车辆可以以自动的方式保持在斜坡上。为此，一旦制动踏板被释放，至少部分制动装置通过斜坡起步辅助功能的正判定而被激活，和/或保持启用。如果斜坡起步辅助功能仍然不能做出关于当前车辆状态的足够的评估，其干预不会发生，并且车辆会意外地开始滑行。由于这个原因，提议在释放制动踏板之后并且在斜坡起步辅助功能的正判定之前，发动机的扭矩至少部分地作为滑移扭矩传递至车辆的至少一个主动轮。以这种方式，斜坡起步辅助功能干预的可能缺失可以由发动机的滑移扭矩来补偿。

鉴于减少车辆操作相关的有害排放的需求的日益增加，特别是使用内燃发动机的驱动单元越来越多地与自动启停系统相结合。这潜在的基本构思是：只要对所述发动机不存在相关的扭矩需求，便暂时中断发动机的燃烧过程。这个阶段大多发生在车辆的停止状态，例如在交通灯处的中间停车的情况下。在实际的实施中，一旦车辆已经减速至停止，发动机便通过启停系统熄火。

至于使用自动变速器或使用自动离合器的车辆，只要处于停止状态的车辆的制动装置被激活，其发动机便保持熄火状态。通常为了达到这个目的，由驾驶车辆的人致动制动踏板，所述制动踏板作用于制动装置上。换句话说，在这种情况下，只要制动踏板已经以适当的力压下或压下适当的程度，则车辆的至少一个车轮通过制动装置来制动。

除了制动踏板以外，作用于制动装置上的其他致动装置也同样是已知的，诸如在例如特别装备或改装的车辆中存在应用的那些装置。在本发明的范围内，为了简单起见，这里使用的术语“制动踏板”同样应当在致动装置的意义上来理解，该致动装置允许由驾驶车辆的人手动操作。

在车辆处于停止状态期间，伴随着发动机的熄火，有可能发生例如驾驶车辆的人转换出在发动机仍然开启时最后接合的挡位。特别是在具有自动变速器的车辆的情况下，可以以这种方式产生例如从用于为变速器提供动力的挡位“D”(驱动)向怠速位置“N”(空挡)的转换。在怠速位置“N”，在已知方式中不出现发动机的扭矩向至少一个车轮的传递，即使发动机处于开启状态。通常，启停系统对于这种转换不再作出反应，因此发动机在这种转换的情况下同样继续保持熄火状态。

一方面，当驾驶车辆的人释放制动踏板时，通过启停系统重新启动发动机。另一方面，独立于释放制动踏板，一旦退出怠速位置“N”并且对挡位(例如挡位“D”)进行了转换，同样发生发动机的启动。

然而，除了与能源和燃油的消耗相关的这些措施之外，支持系统和辅助系统也越来越多地出现在配备于车辆上的设备中。这些用于在操作车辆过程中首先并重要的是增强安全性，同时还要增加舒适感。就这一点而言，称为斜坡起步辅助(HSA)或坡道起步辅助的已知系统构成了自动化支持，其目的在于当车辆在斜坡上起动时防止车辆向后滑行。

这种系统主要用于至少部分的现有制动装置，以便通过其激活使车辆暂时保持在斜坡上。与手动换挡的变速器相比，这里的自动变速器已经提供了这样的优点，他们可以根据情况至少获得小的滑移扭矩，以便使车辆保持在斜坡上。另一方面，自动或手动致动的离合器在其分离过程中呈现出完全分离的时间间隔。在斜坡上，车辆随后可以行进有时可察觉的距离，在这段时间间隔期间自由滑行。此外，特别是在大斜坡上，这个时间间隔与增加的不安感和可能的压力相关，直到车辆的向后滑行至少由推力保持住并以相反的方向再次向上坡移动。

为了以自动的方式激活斜坡起步辅助系统，所述系统必须首先能够意识到相关的斜坡。首先，这个的前提是车辆减小其移动速度直到停止的事实。一旦车辆静止并且例如制动踏板已经被致动，所述斜坡起步辅助系统需要决定其是否将要开始保持操作。相应地，例如，必须首先满足斜坡上的车辆预期将显著向后滑行的条件。为此，首先，在致动制动踏板的情况下，处于停止状态的车辆相对于其纵向方向的各倾角的估算是有意义的。另外，还必须能够排除向后滑行也许实际上是驾驶车辆的人所希望的这种可能。一个与需要向后滑行相反的条件是用作向前行进的挡位的选择。

通过斜坡起步辅助系统的使用所得的优点——作为其干预的结果——可以从有足够的时间可以使用这一事实中看出。在自动保持阶段期间，当前存在例如放弃压紧制动踏板以利于油门踏板的致动而无需担心车辆的向后滑行的可能性。在每种情况下，舒适感被明显加强，这是由于例如手刹或驻车制动器的操作——以便以公知的形式防止车辆向后滑行——可以被免除。一旦施加足够的扭矩，制动装置最终被释放，以使斜坡上的车辆从其停止状态起动。

附带地，相同的机理也适用于发动机的转速和动力输出不通过油门踏板而是通过具有相同作用的装置控制的情况，例如油门活塞或油门杆。

然而，在实际应用中，已知的情况是尽管存在斜坡起步辅助系统，具有启停系统和具有自动变速器或自动离合器的车辆会意外地向后滑行。每当斜坡起步辅助系统不启用时——也就是说，从斜坡起步辅助系统的角度来看，每当有关自动干预的条件没有出现时——便会发生这种情况。每当制动踏板在已经选择挡位——尤其是用于向前行驶的挡位“D”——之前被释放时，便会存在这种情况。

在实践中，看起来像是处于停止状态的车辆仅靠在接合怠速位置“N”时制动装置的手动致动而保持在斜坡上。由于接合的怠速位置“N”，从斜坡起步辅助系统的角度来看，没有出现其即将到来的启用以进行适当干预的条件。例如，如果现在制动踏板被释放，斜坡起步辅助系统随后首先假定所需的向后滑行。但是如果在释放制动装置之后进行向挡位“D”的转换，随后保持车辆所必需的制动压力已经很大程度地减小或者完全取消，并且现在在斜坡起步辅助系统的激活之后，其首先必需再次建立。因此，以这种方式，出现了车辆意料之外的行为，根据斜坡和直到挡位“D”接合的时间，现在车辆可以在滑行的同时突然行驶明确相关的距离。

鉴于这些在实际中发生的情况，以及鉴于关于这种自动支持系统部分的不可靠性，斜坡起步辅助系统仍然明确具有改进的余地。

针对这种背景，本发明潜在的目的是开发一种用于支持如前所述装备的车辆在斜坡上起动的方法，以实现同样在前述情况下将车辆保持在其在斜坡上停止的位置。

根据本发明，通过具有权利要求1的技术特征的方法来实现这个目的。进一步地，通过各从属权利要求公开了本发明的特别有利的配置。

应当指出的是，以下说明书中单独列出的特征和措施可以任意的、技术上有意义的方式彼此结合，并且可以因此显示本发明进一步的配置。另外，本说明书另外表征并详细说明了本发明。

相应地，在下文中将给出一方法，通过该方法支持驾驶具有自动变速器或自动离合器的机动车辆的人员，以实现利于在斜坡上起动的效果。为此，车辆包括启停系统和斜坡起步辅助系统。特别优选地，车辆的发动机可以是内燃发动机。

为了这个目的，依据本发明的方法提供以下步骤：

-首先，移动的车辆在斜坡上减速。减速在这种情况下可以通过使制动踏板致动以驱动制动装置来实现；

-随后，一旦车辆伴随制动踏板致动而处于停止，就通过启停系统关闭发动机；

-在车辆伴随发动机通过启停系统关闭和制动装置致动而停止之前或之后，接着接合怠速位置，该怠速位置与自动变速器或用于自动离合器的相应的变速器相关；

-如果制动踏板接着在车辆停止状态被释放并伴随怠速位置接合，就通过启停系统再次起动之前仍关闭的发动机。

现在关键的是这样的措施：如果没有发生斜坡起步辅助系统的干预，则根据本发明，至少部分地暂时保持制动压力，该制动压力是在车辆处于停止状态时通过致动制动踏板并伴随接合怠速位置而在制动装置内预先建立的。制动压力的保持随后确保车辆继续在斜坡上安全地处于停止状态，尽管未激活斜坡起步辅助系统。

依据本发明的方法因此有可能实现，尽管斜坡起步辅助系统不启用或未干预，车辆被安全地保持在斜坡上而没有意外的向后滑行发生。由于驾驶车辆的人员不能识别车辆的保持是由斜坡起步辅助系统实现还是由其他辅助系统实现，因此——尽管因此斜坡起步辅助系统未干预——对于所述人员的安全性和舒适感都得到了加强。通过这种方式，对这种辅助系统的信任度再次增加，或者至少不会因意外的向后滑行而失去。即使选择了术语“向后滑行”，通过这个术语，向下坡滑行意味着不仅以相反的方向，而且以向前的方向都是有可能的。

根据基本发明概念的有利发展，预先建立的制动压力现在可以在至少部分的制动装置中完全保持限定的保持周期。这意味着在讨论中的起动情况期间，例如可以启动自动关闭定时器，其起始于制动踏板的手动释放。所述关闭定时器随后——不管未致动制动踏板——使制动装置在预先限定的保持周期中和之后继续被致动，以便在实质上无斜坡起步辅助系统的干预的情况下将车辆保持在斜坡上。

一旦由关闭定时器限定的保持周期已经到期，则可以进行制动装置的自动释放。制动装置的释放可以在这种情况下缓慢和立即地进行——更精确、突然。换句话说，以这种方式，制动装置内制动压力的减小被关闭定时器延迟预设的保持时间段。

对关闭定时器的保持周期来说，永久预定的以及由此而致静态的周期或者可选的动态周期可能是个问题。例如，最后的属性可能适用于预先获取的数据，例如，该数据可以包括驾驶车辆的人员的典型的反应行为，和/或倾角的当前值。

在这一点上，本发明规定，保持周期可以等于从150ms至250ms，在该保持周期内，预先建立的制动压力在至少部分的制动装置内被完全保持。

作为进一步的可能性，用于完全保持在至少部分制动装置内预先建立的制动压力的保持周期可以等于从180ms至220ms。

特别优选地，用于完全保持在至少部分制动装置内预先建立的制动压力的保持周期可以是精确的200ms，特别地±10或5ms。

用于维持保持周期的关闭定时器的启动在如下范围内是有利的，即，通过这种方式不会出现车辆在斜坡上的不必要的保持。相应地，至少一个预先规定的保持周期是足够的，以便例如使从制动踏板移开的脚重新回到制动踏板上——尽管缺少来自运行的发动机到至少一个车轮的扭矩的传输——以便由驾驶车辆的人员他/她自己来承担制动压力的保持。另一方面，至少一个预先规定的保持周期被认为适当的，以便通过在释放制动踏板之后以延迟的方式将制动装置内的压力完全除去，从而在怠速位置中以及时的方式开始驾驶车辆的人员所期望的向前滑行或向后滑行。

根据依据本发明的方法的特别优选的发展，预先在制动装置内建立的制动压力的完全保持可以在保持周期到期之前由斜坡起步辅助系统来接管。一旦在制动压力的保持周期内出现所有用于斜坡起步辅助系统干预的传统条件，这便是有利的情况。

这种情况出现在，例如制动踏板释放之后，在保持周期内将怠速位置“N”转换向其他挡位时，特别是用于向前行进的挡位“D”。

作为这个的替代，一旦制动踏板已经被释放，便可以在预先限定的减少周期中和之后进行对在制动装置内预先建立的制动压力的仅部分减少。在这种情况下，随之发生的制动压力的连续减少优选地以这种方式进行：在减少周期到期之后，没有足够的制动压力或完全没有制动压力再可以用于继续保持斜坡上的车辆处于停止状态。另外，在减小周期到期之后仍然可用的制动压力可以替代性的仍然是恰好足够高，以便能够继续保持斜坡上的车辆处于停止状态。

至于减少周期，在这里也一样，一旦制动踏板在前述的情况下被释放，便可以启动减少定时器。根据释放制动装置所需的预先建立的制动压力与用于取消制动作用的最大可能剩余制动压力的差，并且根据预定的减少周期，单位时间内所必需的压力的减少可以容易地确定并适当地实行。在这种情况下，减少周期可以已经永久确定，或作为选择地可以例如根据预先确定的相关数据动态地调整，该相关数据例如为制动液的温度。

就此而论，本发明规定，所述压力减少所必需的减少周期可以是200ms至300ms。

作为选择地，减少周期可以是230ms至270ms。

特别优选地，减少周期可以是250ms，特别地±5ms。

根据依据本发明的方法的另一个特别优选的发展，至少部分仍然可用的减少的制动压力在制动装置内的保持可以在减少周期到期之前由斜坡起步辅助系统来接管。一旦在制动压力的减少周期内出现所有用于斜坡起步辅助系统干预的传统条件，这便是有利的情况。

现在所给出的用于支持在斜坡上起动的方法使已知的斜坡起步辅助系统的显著改善成为可能。特别地，对制动装置的自动干预——该制动装置独立于斜坡起步辅助系统的活动——还提供用于斜坡上的车辆的自动保持的情况，在该情况下不会发生由斜坡起步辅助系统部分做出的干预。通过这种方式，实质上提高了这种辅助系统的可信度，并且对于驾驶车辆的人员的舒适度以及安全性也有所增强。

特别地，在以下基于图1中示意性呈现的本发明方法的流程图来详细阐述本发明的有益细节和效果。

图1示出了根据本发明的方法的应用。在该图中，显示了各个步骤和条件，这些步骤和条件的顺序和由其所得的程序已经以常规的方式用连接箭头连接。如果条件或步骤实际上存在或可以被确认，并且因此以“是”来回答，相关的箭头“是”显示即将发生的措施或动作。另一方面，如果条件或步骤不存在或不可以被确认，如果其相应地以“否”来回答，则相关的箭头“否”显示即将发生的措施或动作。

依据本发明的方法的起点A由机动车辆处于运动中的状态出发，在这里没有详细显示机动车辆。该车辆具有自动启停系统和斜坡起步辅助系统HSA。另外，通过自动变速器或自动离合器来实现扭矩从车辆发动机到至少一个其车轮的传输。

在已经描述的驱动情况下，车辆的发动机为“开启”，以及斜坡起步辅助系统HSA为“关闭”并因此而不启用。

步骤1现在包括移动的车辆向其停止状态的可能减速。在这种情况下，发动机可以通过启停系统切换至“关闭”并随之熄火。另外，斜坡起步辅助系统HSA开始相关条件的检查，并随之设定至“开启”。通常在这种情况下挡位也已经被接合，例如挡位“D”。

为了使车辆减速的目的，在现有情况下由驾驶车辆的人员来致动作用于制动装置上的制动踏板。制动装置被以使所述车轮减速旋转的方式连接至车辆的至少一个车轮。

如果在步骤2不满足条件“制动装置激活”和“在斜坡上达到停止状态”，并且随之以“否”N来回答，依据本发明的过程终止，并且因此到达终点E。然而，如果满足所述条件并且随之以“是”Y来回答，将在步骤2出现进一步检查。

步骤2用于查询当前选择的挡位。在这一步骤，尤其检测是否选择了怠速挡位“N”(空挡)。如果不是这种情况，随后依据本发明的过程终止，并且到达其终点E。然而，如果怠速挡位“N”的接合可以以“是”来回答，接下来在步骤3确定发动机的状态。与此同时，由斜坡起步辅助系统HSA的角度来看，通常不需要可能的干预，所述系统被停用，并因此设置为“关闭”。

在步骤3检查车辆的发动机是否已经以自动的方式熄火，特别是通过启停系统。如果发动机继续开启，并且检查因此为以“否”N来回答，依据本发明的过程终止，并且因此到达终点E。然而，如果发动机已经熄火，并且检查因此为以“是”Y来回答，随后在步骤4进行踏板状态的检查。

步骤4现在提供制动踏板的检查。在这一步骤，特别关乎所述踏板是否已经由驾驶车辆的人用脚压下——也就是说被致动——的问题。如果制动踏板仍然被致动并且关于其释放的问题以“否”N来回答，依据本发明的过程到达终点E。然而，如果认定该问题以“是”Y来回答，并且因此制动踏板已经被释放，随后则实施依据本发明的措施，该措施是使在制动装置中预先建立的制动压力至少部分保持H。并且，当制动踏板被释放时，发动机通过启停系统再次开启，因此所述发动机通过例如起动机装置再次被起动。

在这之后，车辆现在以自动的方式保持在斜坡上，即使斜坡起步辅助系统HSA没有被激活并且现在没有扭矩从启动的发动机传输到至少一个车轮。引起这样的原因是接合在怠速位置，其在步骤2中得到了适当的检查。根据配置，制动压力的保持H现在可以在保持周期HT或减少周期AT中发生。在保持周期HT期间，预先建立的制动压力被完全保持在制动装置内，直到保持周期HT到期。相反地，制动压力在减少周期AT内至少部分地减少直到其到期，以使车辆在斜坡上的保持在减少周期AT结束时因缺乏足够的制动压力而结束。

通过步骤5，保持周期HT或减少周期AT的到期现在由起始定时器监控。如果所述周期已经到期并且其到期随之以“是”Y来回答，则依据本发明的用于保持制动压力过程结束并随之到达其终点E。然而，如果各周期还没有到期，随后关于发生的定时器到期问题出现了以“否”为答案。在这种情况下在步骤6进行关于当前挡位的进一步检查。

在步骤6检查在保持周期HT或减少周期AT的到期之前是否进行了从怠速位置“N”至挡位(特别是挡位“D”)的转换。只要怠速位置“N”被保留并且关于其退出的问题以“否”N为答案，在步骤6内循环进行检查。然而，如果发生了向挡位“D”的转换，并且该问题因此以“是”Y为答案，则随后发生斜坡起步辅助系统HSA的自动激活，其从现在开始接管在制动装置内的制动压力的保持或增加。此刻，依据本发明的方法实质上通过转移至斜坡起步辅助系统HSA而结束。

附图标记列表：

1 步骤1

2 步骤2

3 步骤3

4 步骤4

5 步骤5

6 步骤6

A 起始

AT 减少周期

E 结束

H 制动压力的保持

HSA 斜坡起步辅助系统

HT 保持周期

否，不满足条件

是，满足条件

Claims

1.一种用于支持由发动机驱动的车辆在斜坡上起动的方法，所述车辆具有启停系统和斜坡起步辅助系统(HSA)以及自动变速器或自动离合器，所述方法包含以下步骤：

-在所述斜坡上，通过致动制动踏板来驱动制动装置，从而使移动的所述车辆减速；

-一旦所述车辆伴随制动踏板的致动而停止，就通过所述启停系统关闭所述发动机；

-在所述车辆伴随所述发动机通过所述启停系统关闭和所述制动装置的致动而处于停止之前或之后，接合怠速位置(N)；

-一旦所述制动踏板在所述车辆停止状态被释放并且接合所述怠速位置(N)，就通过所述启停系统起动所述发动机，

其中，当所述斜坡起步辅助系统(HSA)的干预没有出现时，至少部分地暂时保持制动压力，以便继续保持所述斜坡上的所述车辆处于停止状态，所述制动压力是伴随在所述车辆停止状态下接合所述怠速位置(N)通过致动所述制动踏板而至少预先在所述制动装置内建立的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述建立的制动压力在所述制动装置内被完全保持限定的保持周期(HT)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述建立的制动压力在所述制动装置内被完全保持的所述保持周期(HT)为150ms至250ms。

4.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，所述建立的制动压力在所述制动装置内被完全保持的所述保持周期(HT)为180ms至220ms。

5.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，所述建立的制动压力在所述制动装置内被完全保持的所述保持周期(HT)为200ms。

6.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，一旦在所述制动压力的所述保持周期(HT)内存在所述斜坡起步辅助系统(HSA)干预的所有条件，通过所述斜坡起步辅助系统(HSA)将所述建立的制动压力完全保持在所述制动装置内。

7.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，在限定的所述减少周期(AT)中，以如下方式进行对在所述制动装置中建立的所述制动压力的至少部分减少，即，在所述减少周期(AT)结束时，所述制动压力已经至少减少到使所述车辆在所述斜坡上的保持结束的程度。

8.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，所述减少周期(AT)为200ms至300ms，在所述减少周期(AT)内，在所述制动装置中建立的所述制动压力以如下方式部分地减少，即，在所述减少周期(AT)结束时，所述制动压力已经至少减少到使所述车辆在所述斜坡上的保持结束的程度。

9.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，所述减少周期(AT)为230ms至270ms，在所述减少周期(AT)内，在所述制动装置中建立的所述制动压力以如下方式部分地减少，即，在所述减少周期(AT)结束时，所述制动压力已经至少减少到使所述车辆在所述斜坡上的保持结束的程度。

10.根据以上任一项权利要求所述的方法，其中，一旦在所述减少周期(AT)内出现所述斜坡起步辅助系统(HSA)干预的所有条件，由于所述减少而仍然至少部分地剩余在所述制动装置中的所述制动压力便被所述斜坡起步辅助系统(HSA)保持或再次增加。