CN106255629B - 用于运行机动车的驾驶员辅助系统的方法以及相应的驾驶员辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车(1)的驾驶员辅助系统的方法。该方法的特征在于下述步骤：分别获取机动车(1)的至少一个车桥(3)的所有驱动轮(3、4)的驱动潜力；对这些驱动潜力进行比较；并且以确定的车轮制动力来操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的车轮(3)进行制动。

Description

用于运行机动车的驾驶员辅助系统的方法以及相应的驾驶员 辅助系统

技术领域

本发明涉及一种用于运行机动车的驾驶员辅助系统的方法。本发明此外涉及一种相应的驾驶员辅助系统。

背景技术

驾驶员辅助系统用于尤其在复杂的驾驶条件和/或环境条件下辅助机动车的驾驶员。例如，驾驶员辅助系统是驱动打滑控制系统或者作为这样的系统而存在。驾驶员辅助系统相应地实现驱动打滑控制，在驱动打滑控制中使用制动装置来有针对性地对机动车的倾向于打滑的车轮或者打滑的车轮进行制动，方法是对所述车轮加载确定的制动力。如果该车轮通过差速传动机构与另一车轮作用连接，那么这种制动会导致所述另一车轮会被加载较大的驱动转矩。然而，因为在制动干预之前车轮首先打滑，即必然存在打滑，所以尽管使用了所述的处理方法也会在牵引时出现缺陷，例如因为打滑的车轮本身被掩埋了和/或处于车轮下面的地面被磨光从而进一步降低了车轮与地面之间的摩擦系数。

由现有技术已知致力于驱动打滑控制的文献：EP 1 995 091 A2、US 6,663,536B1、US 2006/0211535 A1。

发明内容

因此本发明的任务是，提出一种用于运行驾驶员辅助系统的方法，该方法并不具有开篇所提到的缺点，而是尤其在不利的环境条件下改善机动车或机动车的车轮在地面上的牵引。

这一点根据本发明通过如下的方法来实现。在此设置了下述步骤：分别获取机动车的至少一个车桥的所有驱动轮的驱动潜力(驱动能力/最大可能驱动力)，所述驱动轮通过差速传动机构彼此作用连接并且能够一起被驱动；对这些驱动潜力进行比较；并且以确定的车轮制动力来操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的车轮进行制动。在此提出：由相应车轮的弹入量来确定所述驱动潜力；或者针对车轮分别获取相应的车轮支承力并且由该车轮支承力来确定相应车轮的驱动潜力。“驱动潜力”应理解为：按照预期或估算能够由相应的车轮传递到地面上的力或转矩。驱动潜力越大，所能够传递到地面上的转矩越高，因此所能实现的机动车牵引力越大和/或加速度越高。针对机动车的至少一个车桥的所有驱动轮获取驱动潜力。也就是说，接下来针对每个车轮都存在一个驱动潜力的值。原则上能够以任意方式和方法来进行所述获取过程，下面探讨具体的实施方式。

车桥的驱动轮优选通过差速传动机构彼此作用连接并且能够一起被驱动，其中所述差速传动机构在此方面能够被称为车桥差速传动机构。所述差速传动机构能够设计为不受调节的或者不能切换的差速传动机构。显然，所述方法也能够应用到具有多个车桥、例如至少两个或者正好两个车桥的机动车上。优选地，机动车的这些车桥中的至少两个车桥、尤其是所有车桥被驱动，因此在此方面在这至少两个车桥处存在驱动轮。机动车的车桥例如借助于另一差速传动机构彼此作用连接、优选彼此持久地作用连接，其中所述差速传动机构相应地能够被称为中央差速传动机构或者纵向差速传动机构。所述纵向差速传动机构能够设计为受调节的或者能切换的纵向差速传动机构、尤其设计为纵向闭锁式差速传动机构。如果以这种方式和方法来将多个车桥彼此作用连接，那么优选地所述车桥中的每个车桥都具有各自的车桥差速传动机构。

这一种具体的实施例中这一点意味着，全轮驱动式机动车具有两个车桥，即前车桥以及后车桥。不仅前车桥而且后车桥都具有两个车轮，所述车轮分别通过车桥差速传动机构彼此耦接或者作用连接。前车桥的车桥差速传动机构与后车桥的车桥差速传动机构通过纵向差速传动机构耦接或者作用连接。这意味着，前车桥的车桥差速传动机构连接到纵向差速传动机构的第一输出轴上，并且后车桥的车桥差速传动机构连接到纵向差速传动机构的第二输出轴上。而纵向差速传动机构的输入轴则与机动车的驱动装置作用连接，借助于该驱动装置能够提供能选择的驱动转矩。

优选地，纵向差速传动机构构造为受调节的或者能切换的纵向差速传动机构、例如构造为纵向闭锁式差速传动机构。后车桥的车桥差速传动机构也优选地作为受调节的或者能切换的纵向差速传动机构、尤其是作为纵向闭锁式差速传动机构而存在。对于前车桥的车桥差速传动机构而言，也可以是这种情况。然而，优选将所述前车桥的车桥差速传动机构设计为不受调节的或者不能切换的差速传动机构。这一点在以下情况下尤其适用，纵向差速传动机构非对称地起作用，即——以所有驱动轮的驱动潜力相同为前提——驱动转矩被不相等地分配到前车桥和后车桥的车桥差速传动机构上，其中例如在至少一个运行状态中向后车桥输送了比前车桥更大份额的驱动转矩。

在获取了用于机动车的至少一个车桥、优选机动车的所有车桥的所有驱动轮的驱动潜力之后，获取具有较小的驱动潜力、尤其是最小的驱动潜力的车轮。优选地，这一点——如果存在多个具有驱动轮的车桥——对于每个车桥而言单独地进行，从而接下来对于每个车桥而言具有较小或最小驱动潜力的车轮是已知的。随后借助于制动装置来对该车轮进行制动，为此相应地操控该制动装置。显然也可以规定，从机动车的多个车桥、尤其是所有车桥的所有驱动轮中获取具有最小驱动潜力的车轮并且接下来对其进行制动。对车轮的制动始终以确定的车轮制动力来进行。该车轮制动力可以是恒定的，但也可以根据合适的参数来获取所述车轮制动力。例如，待制动的车轮的驱动潜力越小并且/或者待制动的车轮的驱动潜力与至少另一个车轮的驱动潜力之间的差值越大，所述车轮制动力就选择得越大。

也就是说，与常见的驱动打滑控制相比不规定：针对每个车轮单独地获知是否存在打滑，并且如果是这种情况或者打滑超过了确定的限值，就将该车轮制动。相反，应当整体地来看待多个车轮并且从这些车轮中选择待制动的车轮。如同在常见的驱动打滑控制的情况下那样，在其整体上来考虑一个或多个车桥的车轮而不仅仅是单个的车轮。也就是说不像通常在驱动打滑控制时所常见的那样，一直等到实际上在至少一个车轮处出现大于所确定的打滑界限的车轮打滑，并且随后在该车轮上引起驱动打滑制动力。相反，如果车轮打滑小于所确定的打滑界限，接下来也应当用所确定的车轮制动力来将车轮制动，这样便防止了车轮打滑的出现或者由于车轮打滑而使得超过打滑界限。在此方面尤其规定：用确定的车轮制动力来对驱动打滑控制系统进行预控制。这优选意味着，在车轮上始终施加较大的、由车轮制动力和驱动打滑控制制动力组成的制动力。

本发明的另一设计方案规定，驱动潜力由相应车轮的弹入(弹簧受载)量来确定。车桥的所述车轮或所有车轮都有弹性地悬架，其中所述车轮能够沿着具有一定的弹簧行程长度的弹簧行程运动并且在此被施加弹力。弹力原则上能够以任意方式产生，例如借助于空气弹簧来产生，为此例如使用气体压力弹簧。但是，显然也可以使用常规的金属弹簧或者钢质弹簧来产生弹力。

在车轮的完全弹入位置与完全弹出(弹簧卸载)位置之间的弹簧行程也可以被称为总弹簧行程。将车轮当前的位置相对于从完全弹出的位置开始的总弹簧行程的差值称为弹入量。假设，车轮的较大的弹入量对应于较大的负荷、尤其是较大的车轮支承力。也就是说，弹入量越大，则相应车轮的驱动潜力也就越大。

例如，借助于由弹入量构成的数学关系式来获取驱动潜力，其中特别地驱动潜力与弹入量成比例。然而，当然也可以使用其他关系式。也就是说，根据上述实施方案，例如将具有较小或最小弹入量的车轮制动。为了获取弹入量例如使用高度传感器。为此，优选为每个车轮配设一个这样的高度传感器。以这种方式和方法例如将下述车轮制动：该车轮与机动车的地面不接触并且在此不能传递转矩。

本发明的一种优选的设计方案规定，针对车轮分别获取相应的车轮支承力，并且由该车轮支承力来确定相应车轮的驱动潜力。“车轮支承力”尤其理解为：在车轮或者车轮的轮胎与机动车的地面之间起作用的力。也就是说，车轮支承力基本上对应于机动车的重力的由相应的车轮传导到地面上的分量。该定义尤其适用在机动车的静止状态中。车轮支承力例如能够借助于配设给车轮的车轮支承力传感器来测量并且/或者借助于模型来计算。接下来，由车轮支承力来确定相应的驱动潜力。车轮支承力越大，驱动潜力在此例如越大。

本发明的一种优选的设计方案规定，针对车轮分别获取在相应车轮与地面之间的相应摩擦值，并且由该摩擦值来确定相应车轮的驱动潜力。摩擦值也可以称为摩擦系数或摩擦数值。摩擦值是对车轮或车轮的轮胎与机动车的地面之间的摩擦力与正压力、例如即车轮支承力的比值的量度。为了获取摩擦值，例如使用摩擦值传感器和/或摩擦值估计器。

当然同样可行的是，由前面所提到的参量中的多个参量，即从弹入量、车轮支承力和摩擦值来获取驱动潜力。优选地，驱动潜力以所提到的参量中的多个、即至少两个为基础。特别优选地，不仅将弹入量、车轮支承力而且将摩擦值输入到驱动潜力中。

本发明的另一种优选的设计方案规定，车轮制动力由车轮的驱动潜力之间的差来确定。该表述尤其在机动车的车桥具有正好两个驱动轮时适用。如果将两个以上的驱动轮彼此比较，那么可以规定，首先计算所有车轮的驱动潜力的平均值，接下来针对每个车轮计算驱动潜力相对于平均值的差值。

现在可以规定，操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的车轮进行制动，其中在此所使用的确定的车轮制动力以车轮的驱动潜力与平均值之间的差值为基础。替代地，也可以由所有车轮的最大驱动潜力与所有车轮的最小驱动潜力之间的差值来获取车轮制动力。

当然也可以规定，借助于制动装置来将所述车轮中的多个车轮制动。在此分别使用的车轮制动力例如从相应车轮的相应驱动潜力与平均值之间的差值中计算出。

本发明的一种改进方案规定，当至少一个车辆状态变量查询所反馈的结果为“是”时，操控制动装置从而仅仅对具有较小的驱动潜力的车轮进行制动。也就是说，例如在车辆状态变量以及限值之间进行比较。仅仅当所述比较肯定地满足所述条件时，才应当借助于制动装置对具有较小的驱动潜力的车轮进行制动。

在另一设计方案中可以规定，车辆状态变量查询检查：行驶速度是否小于速度限值，和/或车辆倾斜是否大于倾斜限值，和/或转向角是否在一定的转向角范围内，和/或是否存在越野模式。也就是说，作为车辆状态变量尤其使用行驶速度、车辆倾斜或者转向角。所述限值相应地由速度限值、倾斜限值或至少一个转向角限值形成，所述转向角限值朝至少一个方向限制转向角范围。当然可以规定，执行所提到的车辆状态变量查询中的多个、即至少两个车辆状态变量查询，并且仅仅当所有所使用的车辆状态变量查询都反馈肯定结果时，才借助于制动装置将车轮制动。

如果机动车已经具有了足够的对应于速度限值的速度，那么例如就不应当将车轮制动。附加地或替代地，仅仅当超过机动车的一定的倾斜时，即例如机动车处于斜坡上时，才应当执行所述制动过程。转向角也会对车轮的制动的执行有影响。因此，只有当转向角处于转向角范围——该转向角范围优选形成一个角范围，其在机动车直行时存在——内时，例如才应当执行这种制动过程。

最后可以规定，检查是否存在越野模式。这种越野模式例如能够由机动车的驾驶员手动地激活和停用。只有当机动车位于复杂的地形中时，对用于将车轮制动的制动装置的操控通常才有必要，其中优选激活越野模式。也就是说，在这种实施方式情况下，只有在越野模式激活时才应当进行所述制动过程。

本发明的另一优选的设计方案规定，当车轮的车轮打滑超过确定的打滑界限时，驱动打滑控制系统以一驱动打滑制动力来操控制动装置，从而对所述车轮中的至少一个车轮制动，其中使用所确定的车轮制动力来对驱动打滑控制系统进行预控制。除了前面所提到的处理方法之外，为了借助于驱动潜力来操控制动装置，还应当设置驱动打滑控制系统。当确定了车轮打滑时，驱动打滑控制系统被激活。在这种情况下，适当地确定驱动打滑制动力，以防止车轮的打滑，即减小车轮打滑。驱动打滑制动力能够选择为恒定的并且/或者根据相应车轮的车轮打滑来确定。

优选地，只有当所述车轮的车轮打滑超过了打滑界限时，驱动打滑控制系统才操控制动装置以对该车轮进行制动。在此规定，所确定的车轮制动力被用于对驱动打滑控制系统进行预控制。这尤其意味着，以总制动力来操控用于将车轮制动的制动装置，该总制动力对应于驱动打滑制动力和车轮制动力之中的那个较大的制动力。也就是说，如果驱动打滑制动力大于所述车轮制动力，那么所述总制动力就对应于驱动打滑制动力。反之，如果车轮制动力大于驱动打滑制动力，那么所述总制动力就对应于车轮制动力。

最后可以规定，使用行车制动器来作为所述制动装置。借助于该行车制动器实现了对相应车轮的机械式制动。也就是说不规定，例如通过使用驱动装置制动(发动机制动或电机制动)或类似制动来对车轮进行制动。

此外，本发明还涉及一种用于机动车的、尤其是用于执行前面所描述的方法的驾驶员辅助系统。该驾驶员辅助系统的特征在于，其被构造用于执行下述步骤：分别获取机动车的至少一个车桥的所有驱动轮的驱动潜力，所述驱动轮通过差速传动机构彼此作用连接并且能够一起被驱动；对这些驱动潜力进行比较；并且以确定的车轮制动力来操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的车轮进行制动。在此提出：由相应车轮的弹入量来确定所述驱动潜力；或者针对车轮分别获取相应的车轮支承力并且由该车轮支承力来确定相应车轮的驱动潜力。已经指明了这样的驾驶员辅助系统或这样的处理方法的优点。能够根据上述实施方案来对所述驾驶员辅助系统以及相应的方法作进一步改进，因而在此方面要参考这些实施方案。

本发明显然也涉及一种机动车，该机动车被构造用于执行上面所介绍的方法，并且/或者具有所提到的驾驶员辅助系统。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例在不对本发明进行限制的情况下来详细介绍本发明。其中示出：

图1是具有驱动打滑控制系统的机动车的示意图；并且

图2是上述的机动车，具有驱动打滑控制系统以及牵引优化系统。

具体实施方式

图1示出了机动车1的示意图。该机动车具有第一车桥2、例如前车桥，该第一车桥具有车轮3和4。此外，机动车1具有第二车桥5，例如后车桥，该第二车桥具有车轮6和7。第一车桥2的车轮3和4通过车桥差速传动机构8彼此作用连接。与之类似地，第二车桥5的车轮6和7通过车桥差速传动机构9彼此作用连接。例如，车桥差速传动机构8具有输出轴10和11，车桥差速传动机构9具有输出轴12和13。车轮3连接到、优选刚性和/或持久地连接到输出轴10上，车轮4连接到、优选刚性和/或持久地连接到输出轴1上，车轮6连接到、优选刚性和/或持久地连接到输出轴12上，并且车轮7连接到、优选刚性和/或持久地连接到输出轴13上。

除了输出轴10、11、12和13之外，车桥差速传动机构8和9还具有输入轴14和15。所述输入轴用作中间差速传动机构16的输出轴或者连接到其上。通过中间差速传动机构16能够向车桥差速传动机构8和9输送驱动装置的驱动转矩。例如，车桥差速传动机构9作为受调节的车桥差速传动机构而存在。与之类似地，能够将中间差速传动机构16设计为可调节的中间差速传动机构。而车桥差速传动机构8则优选是不受调节的或者不能切换的车桥差速传动机构。

机动车1在此例如以下述方式布置在地面上：车轮3和7仅被加载较小的车轮支承力，从而使得它们弹出。而车轮4和6与之相反地则被加载以较大的车轮支承力，从而使得它们比车轮3和7向内弹入的远。机动车1具有驱动打滑控制系统，当车轮3、4、6或7的打滑超过确定的打滑界限时，该驱动打滑控制系统操控在此未示出的、用于对所述车轮3、4、6和7中的至少一个车轮进行制动的制动装置。因为车轮4和6受到的负载比车轮3和7大，所以期望：(对车轮4和6)首先输送驱动转矩的一大部分，以改善对机动车1的牵引。

然而显然，由此必然首先在第二车桥5或者车轮6和7上出现确定的打滑(通过箭头17来表示)，因为向第一车桥2输送驱动转矩的一大部分。此外，必然在较小负载的车轮3上存在十分大的打滑(通过箭头18来表示)，因为向较高负载的车轮4输送了驱动转矩的足够的份额。在机动车1的借助图1示出的情况中，虽然可以仅仅借助于驱动打滑控制来影响机动车1的向前行驶，但是也可以仅在车轮3、6和7处打滑十分大时才影响向前行驶。

图2示出了上述的机动车1，因此在此方面可参考上述的实施方案。在此现在规定：借助于未详细示出的驾驶员辅助系统首先分别获取第一车桥2的所有驱动轮3和4的驱动潜力。将所获取的驱动潜力彼此比较，接下来以确定的车轮制动力操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的车轮3或4进行制动。

这意味着，在实际出现打滑之前，较小负载的车轮3已经被制动。于是能够在所有四个车轮3、4、6和7上都实现相对较小的打滑(通过箭头19来表示)，其中作用在机动车1的地面上的驱动转矩与在前面借助图1示出的情况相同。也就是说，避免了随着车轮3、4、6和7的较大的打滑而带来的缺点，例如车轮3、4、6和7的掩埋、地面被磨光以及稳定性缺点，其例如可能通过第二车桥5(由于较大的打滑)的不稳定而产生。

附图标记清单：

1 机动车

2 第一车桥

3 车轮

4 车轮

5 第二车桥

6 车轮

7 车轮

8 车桥差速传动机构

9 车桥差速传动机构

10 输出轴

11 输出轴

12 输出轴

13 输出轴

14 输入轴

15 输入轴

16 中间差速传动机构

17 箭头

18 箭头

19 箭头

Claims (7)

1.用于运行机动车(1)的驾驶员辅助系统的方法，包括下述步骤：

-分别获取机动车(1)的至少一个车桥(2)的所有驱动轮(3、4)的驱动潜力，所述驱动轮通过差速传动机构彼此作用连接并且能够一起被驱动；

-对至少一个车桥(2)的所有驱动轮(3、4)的驱动潜力进行比较；

-以确定的车轮制动力来操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的驱动轮(3)进行制动，

其特征在于，由相应驱动轮(3、4)的弹入量来确定所述驱动潜力；或者针对驱动轮(3、4)分别获取相应的车轮支承力并且由该车轮支承力来确定相应驱动轮(3、4)的驱动潜力，所述弹入量为车轮当前的位置相对于从完全弹出的位置开始的总弹簧行程的差值。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由驱动轮(3、4)的驱动潜力之间的差值来确定所述车轮制动力。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当至少一个车辆状态变量查询所反馈的结果为“是”时，操控制动装置从而仅仅对具有较小的驱动潜力的驱动轮(3、4)进行制动。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个车辆状态变量查询检查：

-行驶速度是否小于速度限值，和/或

-车辆倾斜是否大于倾斜限值，和/或

-转向角是否在一定的转向角范围内，和/或

-是否存在越野模式。

5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当车轮(3、4、6、7)的车轮打滑超过确定的打滑界限时，驱动打滑控制系统以一驱动打滑制动力来操控制动装置，从而对所述车轮(3、4、6、7)中的至少一个车轮进行制动，其中使用所确定的车轮制动力来对驱动打滑控制系统进行预控制。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用行车制动器来作为所述制动装置。

7.用于机动车(1)的、用于执行按权利要求1-6中任一项所述方法的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统被构造用于执行下述步骤：

-分别获取机动车(1)的至少一个车桥(2)的所有驱动轮(3、4)的驱动潜力，所述驱动轮通过差速传动机构彼此作用连接并且能够一起被驱动；

-对至少一个车桥(2)的所有驱动轮(3、4)的驱动潜力进行比较；

-以确定的车轮制动力来操控制动装置，从而对具有较小的驱动潜力的驱动轮(3)进行制动，

其特征在于，由相应驱动轮(3、4)的弹入量来确定所述驱动潜力；或者针对驱动轮(3、4)分别获取相应的车轮支承力并且由该车轮支承力来确定相应驱动轮(3、4)的驱动潜力，所述弹入量为车轮当前的位置相对于从完全弹出的位置开始的总弹簧行程的差值。