CN103118909A - 关于制动控制的改进 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车辆的制动控制***，所述车辆具有：多个车轮；用于向所述车轮中的一个或多个施加制动力的制动器；用于检测车辆的运动的感测装置；和一个或多个可选择的行驶档位，每个行驶档位与车辆的期望运动方向相关联，所述制动控制***包括：用于致动所述制动器以提供制动力的制动器致动装置，和用于控制所述制动器致动装置的制动控制装置，其中，所述制动控制装置设置为检测选择的行驶档位，并且当选择了行驶档位时，通过确保所述制动器致动装置提供制动力来限制车辆沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。

Description

关于制动控制的改进
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的制动控制***。特别地，尽管不是唯一地，其涉及用于使机动车辆在斜坡上的控制方便的制动控制***。本发明的方面涉及***、方法和车辆。
背景技术
存在很多用于使机动车辆在斜坡上的控制方便的现有的制动控制***。
EP 0 784 551 B1公开了一种制动控制***，其包括特别用于在越野条件下使用的车辆的坡道控制模式。制动控制***包括电子控制单元和制动控制***来控制与车辆的各个车轮相关联的制动器。并且当检测到车辆在档位上（in gear）时使用开关形式的驾驶员界面来使控制单元进入坡道控制模式。在该模式下，当检测到的车辆速度高于目前的目标速度时，控制单元通过制动来使车辆减速从而控制车辆沿着期望方向的速度。
当在越野条件下驾驶车辆时，可能有必要在斜坡上停止。在该背景下，EP 1 777 133 A1公开了一种制动控制***，其中制动控制装置设置为检测何时车辆静止或者被制动器根据制动命令装置（例如制动踏板）提供的制动力而保持在斜坡上。按照制动命令装置的操作，根据斜坡的陡度来控制制动力的解除以释放制动器。
尽管EP 1 777 133 A1的制动控制***有助于从静止位置向沿着期望方向下坡的平稳过渡，然而其没有解决与在斜坡上驾驶机动车辆相关的其他难题。
当驾驶机动车辆时，可能有必要停止在斜坡上然后沿着上坡的方向重新开动车辆。这可发生在例如当希望通过从前进档切换成倒档（或者相反）而将行驶方向从车辆下坡运动改变为上坡运动时。特别地，在斜坡上，这种通常称为“坡起”的操作对于不熟练的驾驶员将是难以执行的。存在驾驶员判断错误的危险，其可能导致失去对车辆的控制，例如以不期望的车辆滚动下坡的形式失去对车辆的控制。
本发明的目的是提供克服或尽量减小上述问题的改进的制动控制***。本发明的其他目的和优点将通过下文的描述、权利要求和附图变得明显。
发明内容
因此本发明的方面提供如在所附权利要求中要求保护的***、方法和车辆。
根据寻求保护的本发明的另一方面，提供了一种用于机动车辆的制动控制***，所述车辆具有：多个车轮；用于向所述车轮中的一个或多个施加制动力的制动器；用于检测车辆的运动的感测装置；和一个或多个可选择的行驶档位，每个行驶档位与车辆的期望运动方向相关联，所述制动控制***包括：用于致动所述制动器以提供制动力的制动器致动装置，和用于控制所述制动器致动装置的制动控制装置，其中，所述制动控制装置设置为检测选择的行驶档位并且通过确保所述制动器致动装置提供制动力来限制车辆沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
通过限制车辆沿着期望运动方向的相反方向（即，非期望方向，通常为下坡）的运动，根据本发明的第一方面的制动控制***很大程度地增强了驾驶员对车辆的控制，尤其在斜坡上、例如越野时行驶的环境。
限制运动可以包括试图完全地阻止运动。因此制动控制装置可以设置为确保：当驾驶员将车辆制动为停止时，制动器致动装置提供制动力来抵消（理想地阻止）车辆的沿着与选择的档位相关联的期望运动方向的相反方向的运动。
用这种方式，基本能够完全避免沿着不期望方向的运动。然而，应当理解，在陡坡的情况下，即使制动器所能够提供的最大的制动力也可能不足以阻止运动。
该***可以包括驾驶员制动踏板和与制动控制装置通信的制动踏板位置传感器。在一些情况下，驾驶员输入会消除对于附加制动力的需要，在该情况下制动控制装置仅对制动力进行监测。因此制动控制装置可以优选地仅当来自驾驶员的输入——例如通过制动踏板——尚未完全提供相关制动力时增加制动力的供给。在本发明中制动力可以按照需要来有利地提供以对驾驶员输入进行补充。制动力优选地供给至车辆的所有车轮。
有利地，制动控制装置可以设置为确保在车辆被制动为停止之后制动力持续预定时间限度（例如0.5至5秒，优选地1至3秒）。制动控制装置可以设置为检测施加到选择的档位的驱动力矩（基于监测加速度/油门踏板位置）并且如果施加的制动力矩低于预定水平则延长预定时间限度（例如延长0.5至5秒，优选地1至3秒）。预定水平可以对应于在没有任何制动力的情况下维持车辆静止所需要的驱动力矩，并且可以可选地基于检测到的车辆倾斜度和/或选择的档位而动态地计算。
该***还可以对驻车制动状态作出响应，并且可因此包括驻车制动器和连接到制动控制装置的驻车制动位置传感器，或者结合驻车制动器和连接到制动控制装置的驻车制动位置传感器进行操作。制动控制装置可以设置为响应于对车辆施加驻车制动而结束制动力。类似地，为了额外的安全性，制动控制装置可以设置为响应于车辆的门的打开而结束制动力。制动控制装置可以包括单个电子控制单元，或者可以替代地包括多个单元或模块。
制动控制装置可以附加地或替代地设置为确保：当车辆沿着与选择的档位相关联的期望方向的相反方向（即非期望方向，通常下坡方向）以超过预定速度限度的速度运动时、所述制动器致动装置提供制动力。用这种方式，能够防止沿着非期望方向的过度运动，例如通过防止车辆发动机的停转，使得恢复（recovery）对于驾驶员来说更加容易控制。低于5km/h的速度限度是优选的，以防止熄火。
出于类似的原因，制动控制装置可以设置为确保:当车辆沿着与选择的档位相关联的期望方向的相反方向（即非期望方向，通常下坡方向）以超过预定加速度限度的加速度运动时，所述制动器致动装置提供制动力。小于1ms-2的加速度是优选的。
便利地，制动控制装置可以设置为确定车辆的倾斜度。为了此目的，该***可以包括连接到制动控制装置的倾斜度传感器、或者结合连接到制动控制装置的倾斜度传感器进行操作。速度限度和/或加速度限度可以有利地以与所述检测到的倾斜度成相反关系地——例如基于查询表——动态地确定。
该***可以包括驾驶员加速（或油门）踏板和连接到制动控制装置的加速踏板位置传感器、或者结合驾驶员加速（或油门）踏板和连接到制动控制装置的加速踏板位置传感器进行操作，以允许制动控制装置检测施加到选择的档位的驱动力矩。因此，制动控制装置可以设置为检测施加到选择的档位的驱动力矩（基于监测到的加速踏板位置），并且当检测到的驱动力矩超过预定水平时解除由制动器致动装置提供的制动力。预定水平可以对应于在不施加任何制动力的情况下维持车辆静止所需要的驱动力矩的水平，并且可以可选地基于检测到的车辆的倾斜度和/或选择的档位动态地计算。
制动控制***可以具有启动状态和停止状态并且可以包括用于在启动状态和停止状态之间进行切换的用户界面。为了提高安全性，***的启动状态可以独立于车辆的驱动发动机的启动状态。这确保了发动机的停转不会损害***。
由制动控制装置确保的制动力可以附加地或替代地基于车辆的倾斜度——即，支撑车辆的斜坡的倾斜度——进行确定。例如，制动控制装置可以设置为检测车辆的倾斜度并且使制动器致动装置提供制动力来限制车辆沿着下坡方向（期望和/或非期望）的运动。上下文中的限制可以指如上文描述的保持静止和/或将运动限制在如上文描述的速度限度和/或加速度限度之内。
制动控制***可以是整体的或者结合其他制动控制***起作用，例如在EP 0 784 551 B1和/或EP 1 777 133 A1中描述的制动控制***。
根据寻求保护的本发明的另一方面，提供有用于控制机动车辆的制动器的方法，所述方法包括：检测车辆行驶档位的选择，车辆行驶档位具有相关联的车辆的期望运动方向；检测驾驶员制动输入（如果有），并且通过提供制动力以对所述驾驶员制动输入进行补充来限制车辆沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
根据寻求保护的本发明的又一方面，提供了包括根据本发明的第一方面的制动控制***的机动车辆。
在本申请的范围内，设想在前述的段落、权利要求和/或在以下描述和附图中陈述的不同的方面、实施方式、特性、示例和替代可以独立地或者以任何组合的方式采用。除非存在特性不相容的地方，否则关于本发明的一个方面叙述的特性和优点做必要的修改后适用于本发明的其他方面。
附图说明
现在将参考附图以示例方式对本发明进行描述，其中：
图1是体现本发明的第一形式的用于机动车辆的制动控制***的示意图；
图2是概括了图1的制动控制***的工作的流程图；以及
图3是时间线图，示出了图1和图2的制动控制***在示例情景下的工作。
具体实施方式
参考图1，以虚线轮廓示出了根据本发明的第一实施方式的机动车辆10，其具有带坡道控制模式的制动控制***。
当启动坡道控制模式时，制动控制***处于启动状态以实施本发明。相反，当停止坡道控制模式时，制动控制***停止以实施本发明。制动控制***可以额外执行与本发明不相关的其他制动功能，例如在EP 0 784551 B1或EP 1 777 133 A1中描述的那样。
制动控制***以传统方式包括在四个车轮12上各具有盘式制动器11的制动装置。每个盘式制动器11由作为制动器致动装置的制动器液压控制（HC）单元14通过液压管路13液压地操作。HC单元14由作为制动控制装置的电子控制（EC）单元15进行控制。图1只是根据本发明的制动控制***的最重要的功能部件的示意图。制动控制***的另外的细节在EP 0 784 551 B1中进行了描述并且通过参引包含在本说明书中，因此将不进一步描述。
EC单元15从车辆速度传感器16形式的感测装置接收车辆速度信号、从每个车轮12上的车轮速度传感器17接收各个车轮速度信号、并从包含加速踏板位置传感器19的加速（油门）踏板18接收驾驶员命令信号。EC单元15还从驾驶员坡道控制开关20接收坡道控制信号、从行驶档位传感器21接收档位信号、并从倾斜度感测装置——在该示例中为倾角计22——接收倾斜角度信号。EC单元15从制动踏板24上的制动灯开关9接收踏板制动信号。
制动踏板24与主汽缸8相关联，主汽缸8连接到形成HC单元的一部分的制动压力传感器23。制动压力传感器23设置为将驾驶员制动信号从制动压力传感器23发送到EC单元15。
每当驾驶员开启坡道控制开关20来选择坡道控制模式时，EC单元15启动以控制HC单元14。EC单元能够结合（例如补充）来自制动踏板24和加速踏板18的操作者输入进行操作。
当驾驶机动车辆10时，可能希望在斜坡上停止，并随后沿着上坡的方向重新开动。这会发生在例如希望通过从前进档切换到倒车档（或相反）而将行驶方向从车辆下坡运动改变为上坡运动时。特别在陡坡上，这种通常称为“坡起”的操作能够对于不熟练的驾驶员来说难以执行。
为了帮助驾驶员进行“坡起”操作并改善对车辆的控制，当启动坡道控制模式时，EC单元15构造（设置）为首先通过档位传感器21检测行驶档位的选择并且确定期望行驶方向（即，向前或向后）。如果选择了档位，EC单元15随后通过确保HC单元14提供制动力从而限制车辆的沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向相反的方向（即，非期望方向，通常为下坡方向）的运动。
具体地，参考图2，EC单元15构造为在车辆速度传感器16和制动压力传感器23的辅助下监测车辆运动状态，并以如下方式限制车辆的运动：
i.  如果将车辆制动为停止，则阻止沿着非期望方向运动达预定的时间；并且
ii.  如果车辆沿着非期望方向运动，则将车辆运动的速度和加速度限制在预定的限度。
制动控制***的这些操作模式将参考图2的流程图进行更加详细的描述。
当EC单元15根据车辆速度传感器16和制动压力传感器23确定车辆已经被制动为停止时，进入流程图的左侧示出的第一操作模式。在该情况下，EC单元15用倾角计22检测期望行驶方向——该期望行驶方向已利用档位传感器21确定——是否是上坡。
如果期望行驶方向不是上坡，则EC单元不采取进一步行动并且恢复成监测车辆运动状态。如上文所述，可在同时执行例如在EP 0 784 551B1或EP 1 777 133 A1描述的其他坡道控制特性。
另一方面，如果期望行驶方向为上坡，那么EC单元基于加速踏板位置传感器19继续监测驾驶员是否施加了高于预定水平的驱动力矩。所述预定水平动态地进行确定，并且表示在不施用制动器的情况下在选择的档位上保持车辆静止所需要的驱动力矩的近似值。
如果发现选择的档位施加的驱动力矩超过了预定水平，那么EC单元15假定车辆将被保持在适当位置或者仅通过驱动力矩重新开动。然后EC单元15不采取进一步行动并恢复成监测车辆运动状态。
另一方面，如果发现选择的档位施加的驱动力矩低于预定水平，那么EC单元15继续监测施加的驱动力矩并同时检测是否提供了充足的制动力来将车辆保持静止。如果提供的制动力（如果有）不充足，那么EC单元15使得HC单元14提供必要的额外制动力，其保持预定的时间限度、例如2秒。当超过了时间限度时，解除由EC单元15产生的制动力（通常逐渐解除）。
在一种变型（在图2中用虚线部分地示出）中，EC单元后退到监测是否施加了力矩，并且，如果施加的制动力超过预定的最小值但仍然低于预定的限度，则延长预定的时间限度、例如再延长3秒，而不是当经过了时间限度时解除制动力。在该变型中，一旦发现由选择的档位施加的驱动力超过预定水平或者降至预定的最小值以下，则解除由EC单元15造成的制动力。
在第一操作模式中由EC单元15提供的制动力能够随时因施用驻车制动（没有示出）而无效，在该情况下解除由EC单元15造成的制动力。类似地，为了额外的安全性，第一操作模式能够因车辆的门被打开而无效，EC单元通过车门传感器（没有示出）检测车辆的门的打开。
当EC单元通过车辆速度传感器16确定车辆沿着非期望方向行驶时，进入图2的流程图的右侧示出的第二操作模式。通常该运动发生在当车辆沿斜坡向下滚动时、例如已经在第一操作模式中解除制动之后，或者如果驾驶员在上坡行驶期间在不使用制动踏板的情况下取消或降低了驱动力矩的情况下。
在第二操作模式中，EC单元15连续地检测车辆是否以高于各自预定限度的速度或加速度沿着非期望方向行驶。如果速度或加速度（或两者）高于其预定的限度，则EC单元15向HC单元14发送命令，以施加或保持适当的制动力从而使车辆的速度和/或加速度处于预定限度内。
当车辆停止沿着非期望方向行驶时第二操作模式结束。
图3示出了说明制动控制***的第一操作模式的时间线图。在这些示出随时间（t）变化的不同值的线图中，“压力”线示出车轮处的液压制动压力，“速度”线示出车辆速度，“BLS下压”示出由制动压力传感器23测量的驾驶员制动力，并且“油门下压”线示出由加速踏板位置传感器19测量的驾驶员加速力。
图3示出了以下情景：在（1）中，驾驶机动车辆上坡的驾驶员开始制动以使车辆静止（2）。他继续使制动踏板保持向下以将车辆保持在斜坡上。在（3）中，他释放制动踏板。制动控制***进行控制并保持足够的制动压力来将车辆保持在斜坡上（为了说明，通过虚线示出***控制的制动压力增大）。在（4）中，驾驶员起动以使车辆行驶并且制动控制***逐渐解除其保持压力直到车辆完全处于驾驶员的控制之下（5）。车辆在驾驶员的控制下爬坡。
提供下面的其他操作示例来说明本发明的第一实施方式：
●车辆在坡路上静止，驾驶员利用制动踏板保持车辆，然后执行坡起来继续爬坡。车辆以前进档面向上坡，或者以倒档面向下坡。车辆由驾驶员使用制动踏板保持在坡路上。驾驶员释放制动踏板并且将他的脚移动到油门踏板上。当驾驶员将他的脚从制动踏板移动到油门踏板上时，制动控制***保持车辆静止。驾驶员对油门踏板充分踩踏，以能够进行爬坡和车辆向前运动。当制动控制***发现驱动力矩逐渐增加时，结束其保持阶段并解除制动压力，以使得能够在不会使车辆倒退的情况下进行坡起。
●车辆爬坡，在驾驶员不使用制动器的情况下停止运动。车辆被驾驶成以前进档向前上坡或者以倒档向后上坡。驾驶员释放油门踏板并且不施加任何其他踩踏或控制。车辆变得静止（爬行力矩不足以维持车辆运动），并且立即逆着选定的档位开始倒退下坡。车辆速度被限制在5km/h以及高于该速度0ms-2的加速度达20至30秒，在这段时间内驾驶员有机会来应用油门或制动器。
●车辆在坡路上静止，驾驶员用制动踏板保持车辆，然后释放所有踏板。车辆以前进档面向上坡，或者以倒档面向下坡。车辆由驾驶员使用制动踏板保持在坡路上。驾驶员释放制动踏板但是不将他的脚移动到油门踏板。制动控制***保持车辆静止两秒钟，在这段时间之后压力被逐渐释放并且车辆开始向下坡滚动。车辆速度被限制在5km/h以及高于该速度0ms-2的加速度20至30秒，在这段时间内驾驶员有机会应用油门或制动器。
●车辆在坡路上静止，驾驶员用制动踏板保持车辆，然后制动控制***启动。车辆以前进档面向上坡，或者以倒档面向下坡。然后驾驶员释放制动踏板并且车辆由制动控制***保持。在此之后驾驶员将档位改变成空挡。制动控制***解除（逐渐解除）保持压力。
●车辆在坡路上静止，驾驶员用制动踏板保持车辆，然后制动控制***启动。车辆面向下坡/上坡。然后驾驶员释放制动踏板并且车辆由制动控制***保持。在制动控制***启动的同时驾驶员施加驻车制动。制动控制***解除（逐渐解除）保持压力。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的制动控制***，所述车辆具有：多个车轮；用于向所述车轮中的一个或多个施加制动力的制动器；用于检测车辆的运动的感测装置；和一个或多个可选择的行驶档位，每个行驶档位与车辆的期望运动方向相关联，所述制动控制***包括：用于致动所述制动器以提供制动力的制动器致动装置，和用于控制所述制动器致动装置的制动控制装置，其中，所述制动控制装置设置为检测行驶档位的选择并且通过确保所述制动器致动装置提供制动力来限制车辆沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
2.如权利要求1所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为确保当车辆被制动为停止时所述制动器致动装置提供制动力，以防止车辆沿着与选择的档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
3.如权利要求2所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为确保在车辆被制动为停止之后制动力持续预定时间限度。
4.如权利要求3所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为检测由选择的档位施加的驱动力矩，并且，如果所述施加的驱动力矩低于预定水平，则延长所述预定时间限度。
5.如权利要求2至4中任一项所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为：如果施加了车辆的驻车制动和/或当车辆的门被打开时，结束制动力。
6.如前述权利要求中任一项所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为确保：当车辆沿着与选择的档位相关联的期望方向的相反方向以超过预定速度限度的速度运动时，所述制动器致动装置提供制动力。
7.如前述权利要求中任一项所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为确保：当车辆沿着与选择的档位相关联的期望方向的相反方向以超过预定加速度限度的加速度运动时，所述制动器致动装置提供制动力。
8.如权利要求6或7所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为检测车辆的倾斜度，并且其中，速度限度和/或加速度限度以与检测到的倾斜度成相反关系地动态地确定。
9.如前述权利要求中任一项所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为检测由选择的档位施加的驱动力矩，并且当检测到的驱动力矩超过预定水平时解除由所述制动器致动装置提供的制动力。
10.如前述权利要求中任一项所述的制动控制***，所述制动控制***具有启动状态和停止状态。
11.如权利要求10所述的制动控制***，其中，所述***的所述启动状态独立于车辆的驱动发动机的启动状态。
12.如前述权利要求中任一项所述的制动控制***，其中，所述制动控制装置设置为检测车辆的倾斜度，并且使得所述制动器致动装置提供制动力来限制车辆沿着下坡方向的运动。
13.一种用于控制机动车辆的制动器的方法，所述方法包括：
检测车辆行驶档位的选择，所述车辆行驶档位具有相关联的车辆的期望运动方向；检测驾驶员制动输入；并且通过提供制动力以对所述驾驶员制动输入进行补充来限制车辆沿着与选择的行驶档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
14.如权利要求13所述的方法，所述方法包括：当车辆被制动为停止时，提供制动力，以防止车辆沿着与选择的档位相关联的期望运动方向的相反方向运动。
15.如权利要求13或14所述的方法，所述方法包括：当车辆沿着与选择的档位相关联的期望运动方向的相反方向、以超过预定的速度限度或加速度限度的速度或加速度运动时，提供制动力。
16.一种具有如前述权利要求中任一项所述***或者适于使用如前述权利要求中任一项所述方法的车辆。
CN201180045075.6A 2010-09-20 2011-09-19 用于机动车辆的制动控制***和控制制动器的方法、以及车辆 Active CN103118909B (zh)

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