CN102259645A - 控制车辆的方法及控制提供给车轮的输出的*** - Google Patents

控制车辆的方法及控制提供给车轮的输出的*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制具有动力***的车辆的方法。在同时踩压制动踏板和加速踏板的情况下，相对于制动踏板输入单调降低动力***输出。在制动踏板输入的较低范围内，阻止制动器驱动或允许其极少量地驱动。在踏板输入的较高范围，继续降低动力***输出并允许制动器驱动。在踏板输入的另一较高范围内，充分降低动力***输出使得实现最低的动力***输出。动力***可包括内燃发动机和/或电动马达。基于与制动踏板、制动助力器、或主缸相关联的传感器确定制动踏板输入。本发明能够防止制动器过热并过快地磨损。

Description

控制车辆的方法及控制提供给车轮的输出的***
技术领域
本发明涉及在探测到同时对制动踏板和加速踏板的输入的情况下控制动力***提供给车轮的输出的***和方法。
背景技术
在一些情况下，同时探测到对加速踏板和制动踏板的输入。如果在发动机向车轮提供正向输出的同时应用制动器，制动器会过热并过快地磨损。
发明内容
为了克服背景技术中的至少一个问题，本发明公开了一种用于控制具有动力***(其可包括内燃发动机)的车辆的方法，包括探测同时发生制动输入和加速输入的第一工况、确定制动输入的大小、以及响应于第一工况指令发动机根据制动输入的大小降低输出。在一个实施例中，制动输入包括较低范围和较高范围，在较低范围内与制动踏板输入相关地减小动力***输出并基本上阻止制动器被驱动，而在较高范围内减小发动机输出并驱动制动器。在一个实施例中，独立于加速踏板输入而降低动力***的输出。
本发明还公开了一种控制提供给机动车辆车轮的输出的***，包括：连接至车辆第一车桥的内燃发动机、连接至车轮的制动器、连接至制动器的制动踏板、以及连接至制动踏板用于探测驾驶员对制动踏板的输入的制动传感器。车辆还设有加速踏板和加速踏板位置传感器。电子控制单元(ECU)电连接至发动机、加速踏板位置传感器和制动传感器。当加速踏板也被驱动时，ECU随着制动踏板输入的增加而单调降低发动机提供的输出。在一个实施例中，制动传感器为直接或间接连接至制动踏板的角度或位置传感器。在另一实施例中，制动传感器为连接至制动***液压管路的压力传感器。在又一实施例中，制动传感器为连接至制动踏板的力传感器。在一个实施例中，当两个踏板均被同时驱动时降低发动机输出，基于制动踏板驱动的大小并独立于加速踏板位置大小降低发动机输出。制动踏板驱动具有影响发动机输出降低并阻止制动器被驱动的较低范围。在制动踏板驱动的较高范围中，进一步降低发动机输出并驱动制动器。在另一个实施例中，制动踏板驱动具有三个范围：(1)响应于制动踏板输入降低发动机输出并很大程度上阻止制动器被驱动；(2)响应于制动踏板输入降低发动机输出并驱动制动器；(3)将发动机输出降低至其最低程度并驱动制动器。
在一个实施例中，当制动踏板和加速踏板被同时驱动时动力***输出的降低仅在车速高于阈值速度时发生。
本发明能够防止制动器过热并过快地磨损。
附图说明
图1为依照本发明实施例的车辆示意图。
图2、3为分别依照本发明的双范围和三范围实施例的根据制动输入的函数在驱动轮处应用的输出的图表。
图4-5为根据本发明实施例的方法的流程图。
具体实施方式
如本领域技术人员已知，参考任一附图所说明并描述的实施例的多个特征可与一个或多个其它附图中所说明的特征相结合来得到未明确说明并描述的替代实施例。所说明的特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方案，可能需要对与本发明教导相一致的特征进行多种组合和修改。本领域技术人员可了解到与本发明相一致的类似应用或实施方案，例如其中以与附图中实施例所示略微不同的顺序设置组件或流程。本领域技术人员可认识到本发明的教导可用在其它应用或实施方案中。
在图1中，车辆10显示为由内燃发动机12驱动。发动机12通过变速器18和差速器20驱动车桥16的车轮14。各个驱动轮14和非驱动轮22均分别设有制动器24、25。车辆10的驾驶员通过踩压制动踏板26开始驱动制动器24、25。通过制动助力器28放大车辆驾驶员所施加的力。从连接至发动机12的进气歧管30向制动助力器提供歧管真空。止回阀32设置在制动助力器28和进气歧管30之间，这样，在进气歧管30中的歧管真空下降低于制动助力器28中时，止回阀32关闭以维持制动助力器28中存在的真空。制动助力器28作用于主缸34以加压其中的流体。加压的流体通过液压管道36供应至制动器24。在一些实施例中，压力传感器38连接至主缸34以提供制动踏板输入大小的指示。在其它替代方式中，压力传感器38连接至与主缸34开放流体连通的液压***的任意部分。
车辆10中设有电子控制单元(ECU)40。图1中ECU 40显示为单个单元。然而，ECU 40可为带有多个模块的分散计算***。ECU 40从传感器接收信号并提供信号以控制多个车辆组件。根据图1中所示的实施例，ECU 40设有分别连接至制动踏板26和加速踏板46的踏板传感器42、44。传感器42、44可为探测踏板行程量的线性传感器、探测踏板旋转量的角度传感器、力传感器或者任意合适的传感器。在一个实施例中，连接至制动踏板26的传感器42为指示何时制动器被踩压的开-关传感器(例如制动开关)。制动助力器行程开关是另一替代方式。流至发动机12的气流通过进气歧管30提供并由节气门48控制。ECU 40控制节气门48，ECU至少部分在驾驶员要求(例如通过对加速踏板46的输入所探测到的)的基础上指令节气门48。
在替代实施例中，图1中所示的电子连接可由无线通信所代替。ECU 40显示为连接至多个传感器60和多个驱动器62。取决于实施例可连接至ECU 40的传感器的非穷举清单用于测量发动机冷却剂温度、环境空气温度、排气再循环(EGR)阀位置、排气氧传感器、歧管压力、发动机转速、车辆转速、车轮转速、制动踏板传感器、真空助力器信号等。可由ECU 40提供控制信号的其它驱动器的非穷举清单包括：燃料喷射器的燃料喷射脉冲宽度、EGR阀位置、防抱死制动、车辆稳定性控制器、变速器18、连接至变速器18的变矩器等。
图2中说明了双范围实施例，图中显示了根据制动输入的函数在车轮处施加的输出。出于说明目的，假定图2中加速踏板输入恒定。发动机(或动力***)输出显示为带有与较低和较高范围制动输入相关联的两个斜率100、102的双点划线(短线-点-点-短线)。在另一实施例中，曲线100和102的斜率相等。在又一实施例中，发动机输出相对于制动输入以非线性但单调降低的方式降低。在曲线102的最右部分，发动机输出表现为发动机的反向输出。当没有燃料供应至发动机且发动机维持与车轮相连时，发动机由于泵取及摩擦负载而在车轮上提供制动输出。如曲线104所示，发动机的制动输出并未明显进一步降低。根据本发明实施例，响应于制动踏板输入，即使加速踏板位置并未必要地改变，也使得发动机输出与制动输入成比例地降低。发动机输出达到了其最大反向程度，其无法进一步降低。如图2中的虚线110、112所示，还显示了响应于制动踏板输入而应用至车轮的制动输出。在图2实施例的较低范围内，当制动踏板输入增加时十分轻微地驱动制动器(即较缓的负斜率)。在另一实施例中，在较低范围内阻止制动器被驱动。在较高范围内，对车轮应用制动器，在车轮上提供反向扭矩。图2中还显示了实线曲线，其代表了发动机和制动器提供的输出之和，该和可称为合输出。较低范围内曲线120等于没有制动踏板输入的发动机输出。当制动踏板输入增加时两条曲线略微分开，由于施加适度的制动输出，合输出略微低于发动机输出。在较高范围内，曲线122显示了具有较陡负斜率的合输出，其为迅速降低的发动机输出和负斜率较大的制动输出(曲线112)之和。在最高的制动输入处，曲线124说明了合输出，其比曲线122略缓。这是因为发动机输出的降低受限于旋转发动机时的摩擦，即常数曲线104。类似于防抱死制动***如何从根据制动踏板输入确定的驾驶员指令来降低实际制动驱动，通过ECU40的干预，能够实现如图2较低范围中曲线110所示的适度制动驱动。
图3中说明了本发明的三范围实施例。第一范围类似于图2中所示实施例的第一范围，曲线150显示了发动机输出的下降，曲线160显示了由于适度应用制动器而导致的轻微反向斜率，而曲线170为由于发动机和制动器的共同影响而在车轮处施加的合输出。在第二范围中，比第一范围中更为猛烈地驱动制动器，这样由于受发动机输出152和制动输出162的影响，合输出172更快地降低。在第二范围的右手侧，发动机输出152可仍为较大正值，而车轮处施加的合输出172仍可为较小正值(当然在由于制动而反向输出更大的替代实施例中其可为负)。在图3的实施例中，当制动踏板输入达到第三范围时，立刻指令发动机输出为可能的最低程度，如曲线154所示。由于歧管排空和其它延迟，发动机输出显示了在达到反向输出时的一些延迟(曲线154)，并随后在较高制动踏板输入处恒定(曲线156)。因此，如曲线174左手侧所示，合输出下降得非常快。曲线176显示了持续的输出下降，但该持续降低是由于进一步应用制动而引起的。
图2、3中显示了根据制动踏板输入函数的输出的示例。然而，图2、3的具体描述的变形也处于本发明的范围内。例如，可延迟应用制动器直至发动机提供的输出下降至零或甚至最小程度(如图2中曲线104所示)之后。可改变曲线的斜率以提供线性合曲线或任何其它的单调下降关系。动力***(或发动机)输出的降低可为非线性但根据制动踏板输入的函数单调下降。另外，曲线102的斜率大于曲线100的斜率。然而，在替代实施例中，二者相等。
在一个实施例中，基于加速踏板的输入(API)确定基础输出。即，使用驾驶员的输入计算发动机产生的基础输出T_baseline。在一个实施例中，当驾驶员还踩压制动器时，假定驾驶员要求输出从基础程度降低。这种输出的降低T_decrease取决于制动输入(BPI)的大小。指令给发动机的输出T_commanded为：
T_commanded(API，BPI)＝T_baseline(API)-T_decrease(BPI)
其中独立于制动踏板输入确定T_baseline，独立于加速踏板确定T_decrease，而指令给发动机的输出为两个输出的函数。
在图4中，说明了本发明实施例的流程图显示为从200处开始。在框202中，确定制动踏板和加速踏板是否被同时驱动。控制流程返回框202直至202中的肯定结果使得控制流程移动至框204，在该处与制动踏板被驱动的量相关地降低发动机输出。尽管控制流程在框202和204之间进行，但是也可通过本说明书中未提及的其它算法控制发动机。在框206中，确定制动踏板驱动处于第一范围还是第二范围。如果处于第一范围，则控制流程回到框204。如果处于第二范围，控制流程移动至208，在该处发动机输出与制动踏板驱动相关地继续降低。当发动机输出最低时，不会产生更多的输出降低。另外，在框208中，通过在车轮处应用制动力来进一步降低输出。控制流程回到206以确定制动踏板处于第一范围还是第二范围。然而，图4中所示同步算法中未显示当制动踏板和加速踏板不再同时被驱动时中止图4的算法并使控制流程回到202。
在图4中，三范围实施例的一个示例的流程图开始于250。在252中，确定制动踏板和加速踏板是否同时被踩压。流程图不再前进直至252中产生肯定结果，其使得控制流程移动至254，其中与制动踏板输入的大小相关地降低发动机输出并阻止驱动制动器，即采取第一范围行为因为踏板至少被踩压足以被认定为处于第一范围。如上文关于图3所述，在替代实施例中，以非常适度的量驱动制动器。无论没有制动器驱动的实施例还是适度制动器驱动的实施例均处于本发明的范围中。在框256中，确定制动踏板处于第一范围还是第二范围。如果处于第一范围，控制流程回到框254以继续执行第一范围的动作；如果处于第二范围，控制流程移动至框258以开始第二范围的动作：与制动踏板驱动的大小相关地降低发动机输出并驱动制动器。在框254和258中，降低的发动机输出相对于增加的制动踏板驱动可相同或不同，如图3中所示，其中发动机输出在第二范围降低得更加快。控制流程从框258移动至框260以确定制动踏板处于哪个范围。如果处于第一范围，控制流程移动至框254；如果处于第二范围，控制流程移动至框258；如果处于第三范围，控制流程移动至框262，在该处发动机输出降低至其可能的最低程度(如果尚未处于最低程度的话)；并驱动制动器。控制流程从框262回到框260以确定制动踏板输入的当前范围。尽管图4中危险时，如果制动踏板不再被驱动，控制流程直接移动至框252。
在上述描述中，提及了发动机输出和制动输出。“输出”用做一般性术语，其表示功率、扭矩、制动平均有效压力(brake mean effective pressure，BMEP)、驱动力、或任何其组合用于在车轮处提供输出(无论正向用于驱动或反向用于制动)的量。另外，上述描述提及了发动机，在一些实施例中其为设置为车辆唯一驱动装置的内燃发动机。然而，在还装配有至少一个电动马达的车辆(通常称为混合动力电动车辆)中，降低输出指的是降低动力***的输出(即发动机和电动马达所提供的输出之和)。本文中，术语“动力***”指的是连接至车轮能够驱动车辆的装置。另外，在上述描述中，提及了驾驶员踩压加速踏板及踩压制动踏板。然而，可替代地，一个踏板或两个踏板被另一乘客或车辆中的物体(例如地毯或落在踏板区域中的一些东西)不经意地踩压。此外，踏板可能卡在踩压位置。任何这些情况将导致控制器接收到指示两个踏板被同时踩压传感器信号，其均处于本发明的范围。
尽管已经详细描述了最佳模式，本领域技术人员将认识到本发明权利要求范围内的多种替代设计和实施例。已经描述了一个或多个实施例在一个或多个所需特性方面相对于其它实施例和/或背景技术具有优势或更为优选，本领域技术人员将认识到在多个特征中可有所折衷以取决于具体应用或实施方案实现所需的***特性。这些特性包括但不限于：成本、强度、耐久度、寿命成本、市场性、外观、封装、尺寸、适用性、重量、制造性、组装便利性等。例如，可能需要具有更多组的传感器以提供对车辆附件状态的准确评估。然而，为了维持所需的成本结构，可能通过根据较少组的传感器数据进行推断来确定一些附件数量的满意估算。描述为相对于其它实施例在一个或多个特性上没有那么需要的实施例并未超出本发明所要求保护的范围。

Claims (20)

1.一种控制具有动力***的车辆的方法，包含：
探测制动输入和加速输入同时发生的工况；
确定所述制动输入的大小；以及
当探测到所述工况时指令所述动力***根据所述制动输入的大小降低输出，其中输出所降低的大小与所述加速输入无关。
2.根据权利要求1所述的方法，其中向所述动力***指令的所述输出包含基础输出减去输出的降低，其中所述基础输出为所述加速输入的大小的函数，所述输出的降低为所述制动输入的大小的函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述制动输入的大小包含较低范围和较高范围；
响应于所述制动输入处于所述较低范围及探测到所述工况指令所述动力***根据第一关系降低输出；以及
响应于所述制动输入处于所述较高范围及探测到所述工况指令所述动力***根据第二关系降低输出；其中所述较高范围内动力***输出的降低高于较低范围内动力***输出的降低。
4.根据权利要求3的方法，其中响应于所述制动输入处于所述较低范围阻止应用连接至车轮的制动器，并响应于所述制动输入处于所述较高范围应用所述制动器。
5.根据权利要求3所述的方法，其中制动开关连接至车辆制动器，且所述较低范围和所述较高范围之间的转换基于下列中的一种：
动力***输出超过输出阈值；
制动踏板输入超过制动踏板输入阈值；以及
制动踏板输入的大小超过所述制动开关被激活的大小。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述制动踏板输入的大小基于连接至与所述车辆车轮相连的制动器的液压***中的压力传感器、制动踏板角度传感器、线性踏板行程传感器、制动踏板力传感器、以及制动助力器行程传感器中至少一个的信号。
7.一种控制提供给机动车辆车轮的输出的***，包含：
连接至所述车辆的至少一个车桥的动力***；
连接至所述车轮的制动器；
连接至所述车辆和所述制动器的制动踏板；
提供指示制动踏板输入大小的制动传感器；
连接至所述车辆的加速踏板；
连接至所述加速踏板的加速踏板传感器；以及
至少一个电连接至所述动力***、所述制动传感器和所述加速踏板传感器的电子控制单元；其中
响应于所述至少一个电子控制单元确定同时驱动所述制动踏板和所述加速踏板以及所述制动踏板输入的大小处于较低范围，所述至少一个电子控制单元根据与制动踏板输入的第一关系单调降低所述动力***提供的输出；
响应于所述至少一个电子控制单元确定同时驱动所述制动踏板和所述加速踏板以及所述制动踏板输入的大小处于较高范围，所述至少一个电子控制单元根据与制动踏板输入的第二关系单调降低所述动力***提供的输出，而所述较高范围内输出的降低高于所述较低范围内输出的降低。
8.根据权利要求7所述的***，其中响应于所述至少一个电子控制单元确定所述加速踏板和所述制动踏板同时被驱动：当所述制动输入处于所述较低范围内时所述至少一个电子控制单元最小化连接至所述车轮的制动器的驱动；当所述制动输入处于所述较高范围内时所述至少一个电子控制单元允许驱动连接至所述车轮的制动器。
9.根据权利要求7所述的***，其中所述制动传感器包含与连接至所述制动器的主缸相关联的压力传感器，且所述压力传感器测量所述主缸中的压力。
10.根据权利要求7所述的***，还包含：
制动踏板，其中所述制动传感器连接至所述制动踏板附近，所述制动传感器探测制动踏板角度、制动踏板线性踩压、所述制动踏板上的力、以及制动助力器移动中的一个。
11.根据权利要求7所述的***，其中所述至少一个电子控制单元仅在车速高于阈值速度时降低所述动力***提供的输出。
12.一种控制具有动力***的车辆的方法，包含：
探测制动踏板输入的大小；
探测加速踏板输入的大小；以及
当所述加速踏板和所述制动踏板同时被驱动时根据所述制动踏板输入的大小而独立于加速踏板输入单调降低所述动力***提供的输出。
13.根据权利要求12所述的方法，还包含：
当驱动所述加速踏板且所述制动踏板输入的大小处于第一范围时，最小化连接至所述车辆的车轮上的制动驱动。
14.根据权利要求12所述的方法，还包含：
当所述制动踏板输入的大小处于第二范围时，允许驱动连接至所述车辆的车轮上的制动器。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一范围和所述第二范围之间的转换基于动力***输出超过第一输出阈值以及制动踏板输入超过第一制动踏板输入阈值中的一种；且所述第二范围和所述第三范围之间的转换基于动力***输出超过第二输出阈值以及制动踏板输入超过第二制动踏板输入阈值中的一种。
16.根据权利要求12所述的方法，还包含：
当所述制动踏板输入的大小处于第三范围中时，指令动力***输出为其最低程度并允许制动器驱动。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述制动踏板输入大小基于制动踏板行程、制动踏板角度、制动踏板力、制动助力器行程、以及连接至制动***的主缸中的压力中的至少一个；所述第三范围的制动踏板输入的大小高于所述第二范围；且所述第二范围的制动踏板输入的大小高于所述第一范围。
18.根据权利要求13所述的方法，其中在所述第一范围内动力***输出的降低比所述第二范围内动力***输出的降低斜率更低。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述最小化制动器驱动包含阻止制动器驱动。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述最小化制动器驱动包含基本上阻止制动器驱动。
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