專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助的方法。本發(fā)明還涉及一種與本方法相關(guān)的用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括這樣一種設(shè)備的車輛。
背景技術(shù)：
在斜坡起步中，并且在沒(méi)有任何輔助方案的情況下，駕駛員也許會(huì)受到車輛的向 后運(yùn)動(dòng)的窘困。因此，制造商已經(jīng)提出了旨在補(bǔ)救這種缺陷的多種解決方案。這些解決方案基于不同的技術(shù)。在這些方案中，一些是在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的知識(shí)的 基礎(chǔ)上依據(jù)確定離合器扭矩來(lái)保持車輛不動(dòng)。例如，可以引用文件DE 10242122 (Dl)，其中提出了使車輛的制動(dòng)器在一個(gè)預(yù)定的 持續(xù)時(shí)間內(nèi)保持有效以幫助駕駛員的斜坡起步駕駛操作，如果滿足某些條件，并且除其他 事項(xiàng)之外如果離合器扭矩超過(guò)對(duì)應(yīng)于車輛在斜坡上不動(dòng)的最小閾值，則釋放該制動(dòng)器。然而，在Dl中離合器扭矩是以一種相當(dāng)不準(zhǔn)確的方式來(lái)估算的。這種不準(zhǔn)確性意 味著經(jīng)由變速器施加到這些驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩可能在確保安全斜坡起步所必須的閾值之下， 這就是說(shuō)不會(huì)特別地產(chǎn)生車輛的任何向后運(yùn)動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是要克服這些缺陷。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，提出了 一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助方法，該機(jī)動(dòng)車輛 包括離合器以及在該離合器與車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器，其中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的知識(shí) 來(lái)確定使車輛保持不動(dòng)的離合器扭矩，其特征在于，該離合器扭矩是通過(guò)將專用于除離合 器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，還提出了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助設(shè)備，該設(shè)備包括 離合器和在該離合器與該車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器，以及多個(gè)制動(dòng)器和基于該發(fā)動(dòng)機(jī)扭 矩的知識(shí)來(lái)管理施加到所述制動(dòng)器上的壓力以保持該車輛不動(dòng)的計(jì)算裝置，其特征在于， 該計(jì)算裝置被安排為使得該離合器扭矩是通過(guò)將專用于除離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝 置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。通過(guò)閱讀下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的以及優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
具體實(shí)施例方式本方法將專用于該車輛的除離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭 矩部分的影響考慮在內(nèi)，這些裝置影響該離合器扭矩的值。它是基于在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的力矩的平衡。因?yàn)檐囕v是停止的，所以在曲軸上的扭 矩能夠與車輪扭矩相關(guān)聯(lián)。
在第一實(shí)施例中，離合器扭矩Canb是通過(guò)這個(gè)平衡來(lái)確定的，這個(gè)平衡提供了以下關(guān)系
<formula>formula see original document page 5</formula>(1)其中，Cffle是發(fā)動(dòng)機(jī)的估算扭矩，Cffle,off是專用于車輛附件的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的估 算配額，乘積/ 2^是等效于發(fā)動(dòng)機(jī)的這些裝置的扭矩，這些裝置呈現(xiàn)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(與所有旋轉(zhuǎn)的部分相關(guān))。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Cme是通過(guò)使用計(jì)算機(jī)中的專用于此目的發(fā)動(dòng)機(jī)模型來(lái)估算的。專用于構(gòu)成該車輛的其他裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分因而被分成兩種的組成 部分，用扭矩Cme,。ff和J (2^來(lái)表示。扭矩Cme,。ff是在⑴車輛發(fā)動(dòng)機(jī)脫開離合器、(ii)發(fā)動(dòng)機(jī)速度穩(wěn)定、并且(iii)在 車輛加速器踏板上沒(méi)有任何動(dòng)作時(shí)、通過(guò)將其考慮為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Cnre的剩余值來(lái)估算的。以一種非限定方式，所包括的這些附件可以是輔助轉(zhuǎn)向、構(gòu)成車輛客廂空調(diào)系統(tǒng) 的一部分的壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和客廂的風(fēng)扇以及交流發(fā)電機(jī)。扭矩Jii^包括兩個(gè)分量等效于發(fā)動(dòng)機(jī)的這些裝置的慣性力矩J，該慣性力矩表 示取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù)份_
O慣性力矩J是已知的，并且因此形成了用于確定離合器扭矩的輸入數(shù)據(jù)，而無(wú)需 任何計(jì)算/估算。為確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù)，通過(guò)專用傳感器(未顯示)來(lái)確定該發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)
速度，然后通過(guò)車載的計(jì)算裝置(車載微處理器)推導(dǎo)出如此獲得的速度。有可能的是，該 計(jì)算裝置對(duì)如此推導(dǎo)的數(shù)據(jù)執(zhí)行了過(guò)濾步驟。因此，已知關(guān)系式(1)的右側(cè)的這些不同項(xiàng)，可以從中導(dǎo)出離合器扭矩。為了相關(guān)的應(yīng)用(即車輛的斜坡起步)，必要的是能夠得益于離合器扭矩的良好 估算。實(shí)際上，因?yàn)檐囕v是停止的，所以離合器扭矩對(duì)應(yīng)于傳輸?shù)杰囕v驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩。 因此，已知車輪滾動(dòng)半徑以及在離合器與驅(qū)動(dòng)輪之間的力矩的傳動(dòng)比，就能夠從中推導(dǎo)出 傳遞到地面的力。施加在車輛上的力的平衡使之能夠確定能確保有效的斜坡起步的閾值(傳輸?shù)?地面上的力應(yīng)至少等于車輛重量效應(yīng))這個(gè)閾值特別地取決于車輛質(zhì)量以及斜坡的坡度。因此，如果離合器扭矩未被合適地估算，實(shí)際上有可能使真實(shí)的扭矩低于該閾值。 在這種情況下，施加在車輛驅(qū)動(dòng)輪上的力因而不足以實(shí)現(xiàn)有效的斜坡起步。在一個(gè)實(shí)施例的變型中，離合器扭矩不是通過(guò)關(guān)系式(1)來(lái)直接計(jì)算的。實(shí)際上，可以將該離合器扭矩考慮成與發(fā)動(dòng)機(jī)速度相關(guān)的干擾量。因此，有必要解 算由以下關(guān)系式(2)和(3)構(gòu)成的方程組<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 6</formula>在這些關(guān)系式中，引入以下參數(shù)表示受干擾的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù),表 示離合器扭矩的導(dǎo)數(shù)且Kp K2表示常量。常量Kp K2被選擇為使該方程組是穩(wěn)定的。其他 項(xiàng)保持不變。關(guān)系式(2)和(3)形成一個(gè)卡爾曼(Kalman)觀測(cè)器，該觀測(cè)器的主要益處是避免 必須確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù)來(lái)估算離合器扭矩。關(guān)系式(2)對(duì)應(yīng)于施加在離合器與車輛驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器上的力矩的修改的
平衡，對(duì)其添加了與發(fā)動(dòng)機(jī)速度相關(guān)的干擾量<formula>formula see original document page 6</formula>關(guān)系式(3)本身建立了在離合器扭矩的導(dǎo)數(shù)與關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的干擾量之間的 聯(lián)系。用于實(shí)施該方法的設(shè)備包括離合器、在該離合器與車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器、 以及計(jì)算裝置。所述計(jì)算裝置被安排為基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Cnre的知識(shí)來(lái)保持車輛不動(dòng)。該計(jì)算裝置 還被安排為使得離合器扭矩Canb是通過(guò)將專用于除離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn) 的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。無(wú)論所設(shè)想的方法如何，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明對(duì)于不準(zhǔn)確性是魯棒的，這些不準(zhǔn)確性 是與現(xiàn)有技術(shù)中在計(jì)算扭矩Cme時(shí)對(duì)車輛附件不予考慮或不良地予以考慮有關(guān)的。
權(quán)利要求
一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助方法，該機(jī)動(dòng)車輛包括離合器以及在該離合器與該車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的個(gè)變速器，其中，使該車輛保持不動(dòng)的離合器扭矩(Cemb)是基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(Cme)的知識(shí)來(lái)確定的，其特征在于，該離合器扭矩(Cemb)是通過(guò)將專用于除離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。
2.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，為了確定專用于除離合器之外的構(gòu)成該車 輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分，考慮與呈現(xiàn)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置相關(guān)聯(lián)的等效扭矩，其中，J是呈現(xiàn)取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的等效慣性力矩，并且Mw是所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù)。
3.如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，為了確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度的導(dǎo)數(shù)，通過(guò)專 用傳感器來(lái)測(cè)量該發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，然后通過(guò)車載的計(jì)算裝置推導(dǎo)出如此獲得的速度。
4.如以上權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了確定專用于除離合器之外的構(gòu) 成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分，估算等效扭矩Cnre,。ff，該等效扭矩對(duì)應(yīng)于專用于 該車輛的附件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩配額。
5.如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，與該車輛的所有附件相關(guān)聯(lián)的所述等效 扭矩Cnre,。ff的估算是在該車輛的加速器踏板上沒(méi)有任何動(dòng)作的情況下，通過(guò)在以下條件下 將其考慮為該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩Cme的剩余值來(lái)實(shí)現(xiàn)的 該發(fā)動(dòng)機(jī)是脫開離合器的； 該發(fā)動(dòng)機(jī)速度穩(wěn)定。
6.如前一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述離合器扭矩是通過(guò)以下關(guān)系式 Cemb = Cme - Cme,off - Jc°m (1)來(lái)確定的，該離合器扭矩對(duì)應(yīng)于施加在該離合器與該車輛的驅(qū)動(dòng)車輪之間的變速器上的力矩的平衡。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述離合器扭矩是通過(guò)由以下關(guān)系式構(gòu)成 的方程組來(lái)確定的1 / \ (■ λ C0m,p = -{- Cemb +Cme- Cmeoff)+ K1 ωη,ρ-ωη (2)Jν/f. \Cemb = K2 COm,p~(Om (3)V)其中，Kl和K2是常量；并且其中關(guān)系式(2)對(duì)應(yīng)于施加在該離合器與該車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器上的力矩的修改 , ■ .的平衡，對(duì)其添加了與該發(fā)動(dòng)機(jī)速度相關(guān)的干擾量仏ω ην/ ·>關(guān)系式(3)在該離合器扭矩(Canb)的導(dǎo)數(shù)和與關(guān)于該發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述干擾量之間建 立了聯(lián)系。
8. 一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助設(shè)備，該設(shè)備包括離合器和在該離合器與該車 輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器，以及制動(dòng)器和基于該發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩(Cme)的知識(shí)來(lái)管理施加到所 述制動(dòng)器上的壓力以保持該車輛不動(dòng)的計(jì)算裝置，其特征在于，所述計(jì)算裝置被安排為使 得該離合器扭矩(Cailb)是通過(guò)將專用于除離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。
9. 一種機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于，包括如前一權(quán)利要求所述的設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的斜坡起步輔助的方法以及相關(guān)的設(shè)備，該設(shè)備包括離合器以及在該離合器與該車輛的驅(qū)動(dòng)輪之間的變速器，其中，所述方法包括基于已知的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)確定用于使車輛保持不動(dòng)的離合器扭矩，其特征在于，該離合器的扭矩是通過(guò)將專用于除該離合器之外的構(gòu)成該車輛的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩部分考慮在內(nèi)來(lái)確定的。
文檔編號(hào)F16D48/08GK101802433SQ200880108244
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者A·德里納蒂斯, M·馬萊特, R·波廷, Y·勒武爾克 申請(qǐng)人:雷諾股份公司