用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置
阅读：492发布：2023-02-11
专利汇可以提供用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于确定 机动车辆 中 离合器 接合点的方法和装置。根据本发明的方法具有以下步骤：确定 发动机 工作状态所特有的多个输入 信号 ；以及在多个互不相关的基准下评估这些 输入信号 ，以确定离合器接合点；其中，这些基准中的至少一个作为发动机状态的函数至少暂时被停用。，下面是用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置专利的具体信息内容。
1.一种用于确定能通过发动机驱动的机动车辆中离合器接合点的方法，具有以下步骤：
-确定发动机工作状态所特有的多个输入信号，所述发动机工作状态所特有的多个输入信号包含一个或多个以下信号：发动机速度，发动机速度的变化速率，节气阀位置，节气阀位置的变化速率以及计算的发动机扭矩；以及
-在多个互不相关的基准下评估这些输入信号，以确定离合器接合点，所述基准为惯性基准、静态扭矩基准、扭矩基准、时间控制基准和发动机熄火基准；
其中，平行或同时使用所有基准，如果通过这些基准中的一个确定了离合器接合点，则释放液压制动压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，平行评估这些基准中的至少一些。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，平行评估这些基准的全部。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为这些基准的至少一个预定义操作窗口，该操作窗口内各基准用于确定离合器接合点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为全部这些基准预定义操作窗口，该操作窗口内各基准用于确定离合器接合点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用以下用于确定离合器接合点的多个基准分别对相应的状态进行检查：
(a)惯性基准：由离合器接合引起的转动惯量变化的状态；
(b)静态扭矩基准：发动机扭矩和发动机速度稳定的状态；
(c)扭矩基准：由离合器接合引起的发动机扭矩下降的状态；
(d)时间控制基准：当接近离合器接合点时发动机扭矩保持恒定的状态；以及(e)发动机熄火基准：会导致发动机熄火的离合器快速接合的状态。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其特征在于，不评估模拟离合器位置信号来确定离合器接合点。
8.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其特征在于，基于确定的离合器接合点，施加于机动车辆的制动压力通过坡道起步辅助系统释放。
9.一种用于确定机动车辆中离合器接合点的装置，其特征在于，该装置设计为执行上述权利要求中的任一项所述的方法。
用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置。
背景技术
[0002] 在装备有坡道起步辅助系统(也简称为HLA(Hill-Launch-Assist)系统)的车辆中，驾驶员能将他的脚从刹车踏板上移走并接着踩加速踏板，而此时车辆不向后倒。HLA系统维持液压制动压力并因此使机动车辆保持在静止状态，直到离合器接合点确定才后释放制动压力。
[0003] 由于仅当离合器接合时，发动机扭矩传送至车轮，车辆才可以起步，因此通过使用控制软件确定离合器接合点对于HLA系统的良好运行具有特别重要的意义。如果离合器接合点未被仔细和精确地确定，就会由于制动压力被释放时发动机扭矩没有传送至车轮而导致车辆往后倒，或由于离合器仍接合时施加制动压力而导致发动机熄火，从而造成发动机速度降至零。
[0004] 通常使用感测离合器或离合器踏板位置的模拟传感器来确定离合器接合点。离合器接合可以通过使用这种模拟传感器来测量并存储，或传感器信号可以用作另外的感测逻辑的输入信号，该传感逻辑在操作过程中测量离合器接合点并存储每次离合器接合的离合器接合位置以用于下次使用。然而，用于确定离合器接合位置的这种模拟传感器增加了结构复杂性并因此增加了HLA系统的成本。
[0005] 此外，使用软件感测离合器接合点来解决上述问题的方法也已证明是不适当的，因为使用这些方法会存在过迟的释放或不期望的释放，在这些方法中，离合器接合点的感测是基于发动机速度下降的确定，或在这些方法中利用了惯性效应。
[0006] GB 2 376 997 A号专利文件公开了一种用于监测离合器接合点的装置，在该装置中，测量和/或估计内燃机产生的扭矩和旋转加速度。在该文中，通过感测测量的发动机扭矩和测量的旋转加速度之间的比例的显著下降来监测离合器接合点。
[0007] EP 1 327 566 B1号专利文件公开了一种起步辅助控制装置，为了检测起步时的颠簸，其具有一个或多个用于感测信号的感测装置和用于形成起步期望信号的估算单元，其中，该估算单元估算例如倾斜角度传感器的信号以确定是否超过预定阈值。
发明内容
[0008] 基于上述背景技术，本发明的目的是提供用于确定机动车辆中离合器接合点的方法和装置，其允许以相对小的结构设计可靠地确定离合器接合点。
[0010] 用于确定可以通过发动机来驱动的机动车辆中离合器接合点的方法具有以下步骤：
[0011] -确定发动机工作状态所特有的多个输入信号；以及
[0012] -用多个互不相关的基准评估这些输入信号，以确定离合器接合点；
[0013] -其中，这些基准中的至少一个作为发动机状态的函数至少暂时被停用。
[0014] 根据本发明，使用各种发动机特有信号或基准来确定离合器接合点。具体说，使用发动机速度和发动机速度的变化速率、节气阀开口和节气阀位置的变化速率以及计算的发动机扭矩作为输入信号。这些信号从传动系统控制模块经CAN(Controlled Area Network，控制区域网络)总线传送至制动控制模块，因此并不会增加结构复杂性或增加硬件成本。
[0015] 应当注意到，由于各输入信号的质量或信息力(informative power)以及使用都限定为当前工作状态的函数，因此没有一个基准其本身适用于精确确定离合器接合点。为此，最好采用其内使用用于确定离合器接合点的基准的特定操作窗口。这些操作窗口取决于输入信号的工作范围以及接合过程中的特定时间点。平行或同时使用所有基准。如果通过这些基准中的一个确定了离合器接合点，则根据HLA系统释放液压制动压力。
[0016] 尽管本发明特别适用于具有坡道起步辅助系统的机动车辆，但本发明并不受其限制。更多有益的应用实例例如是液压制动控制系统或电动驻车制动(EPB＝“Electric Parking Brake”)，因为本发明也可以允许使用在这些系统中避免使用的用于确定离合器接合位置的模拟传感器。
[0017] 如果释放基准中的一个触发或启动了释放，制动压力就通过HLA系统释放。通过释放信号可能实现的最精确地触发或启动对于能实现车辆的平稳启动是极为重要的。如果触发过早发生，车辆可能向后倒下坡(即，期望行驶方向的反方向)。如果触发过迟发生，在离合器接合过程中制动仍起作用，可能会造成发动机熄火。
[0018] 根据本发明的一个实施例，具体可以使用以下释放基准：
[0019] a)“惯性基准”：感测由离合器接合所引起的转动惯量的变化(发动机扭矩和发动机速度之间的关系)；
[0020] b)“静态扭矩基准”：确认发动机速度足够高到能控制车辆而发动机扭矩和转速处于稳定的状态；
[0021] c)“扭矩基准”：感测发动机扭矩足够大到能控制车辆时由离合器接合所引起的发动机扭矩的下降；
[0022] d)“时间控制基准”：感测离合器慢慢接近离合器接合点而发动机扭矩保持恒定的状态；以及
[0023] e)“发动机熄火基准”：感测会导致发动机熄火的快速离合器接合。
[0025] 以下，将通过优选的示例性实施例并参考附图对本发明进行更详细地解释，其中：
[0026] 图1所示为说明根据一个实施例的发明的确定离合器接合点的过程中时间表的流程图；
[0027] 图2所示为说明平行使用用于发明的确定离合器接合点的不同基准的总图；以及[0028] 图3至图7所示为说明图2中总图中各基准的应用的图解。
具体实施方式
[0029] 图1所示为说明发明的确定离合器接合点过程中的典型时间表的流程图。离合器接合状态由传感器基于发动机速度、发动机扭矩、加速踏板的位置以及基于这些信号随时间的变化感测。释放基准在离合器接合的不同阶段中以各种方式使用这些输入信号。图1示出了示例性的时间表，同时示出了哪个基准对启动制动释放是有效的。
[0030] 这里，由于持续的离合器接合位置信号不可用，所以离合器接合位置本身是未知的。离合器接合可发生在释放离合器踏板后的特定时期(画有阴影线的区域)。在这个时期，由于加速踏板的启动，发动机扭矩已达到特定扭矩水平，并且所述扭矩水平必须足够大以使车辆在发动机不熄火的情况下起步。坡道起步辅助应当平缓地发生，使驾驶员察觉不到制动的释放。
[0031] 在下文中，首先说明根据图1的时间表中的各连续阶段。
[0032] 在时间“a”之前，机动车辆是停止的。HLA系统是有效的并且制动压力已经确定。
[0034] 在阶段“b-c”中，可以基于发动机扭矩和发动机速度变化速率计算惯性基准(1)。该基准允许提早释放起步进程并因此有助于更平稳的起步辅助进程，但其仅在该阶段中有效或可以使用。此外，例如由驾驶员“乱踩”加速踏板造成的发动机速度的显著变化必须被感测到以避免释放错误地发生。
[0035] 在阶段“c-d”中，使用静态扭矩基准(2)确定稳定的发动机扭矩和发动机速度水平。还对扭矩是否足够高到以加速车辆进行检查。
[0036] 在阶段“d-e”中，使用扭矩基准(3)来感测离合器接合引起的发动机速度下降。如果发动机速度已经下降，则这个基准出现的稍迟，这能被驾驶员察觉到。
[0037] 在阶段“e-f”中，在离合器接合过程中，可基于静态扭矩基准(2)导致释放的状态也出现得很晚。
[0038] 在阶段“d/e-g”中，发动机熄火基准(5)应感测发动机可能熄火的情况，并且通过释放制动压力来避免这种情况。如果发动机速度快速地下降低于空转速度，释放发生，但这被驾驶员清楚地察觉。
[0039] 在阶段“c/d-g”中，时间控制基准(4)与静态扭矩基准(2)非常类似。稳定扭矩状态和旋转速度状态也被确定，但也检查不能以其它方式确定的缓慢接合过程(不变的节气阀位置和非常缓慢的离合器接合)。这些状态必须通过使用定时器来确认以避免释放错误地发生，并且驾驶员因此能察觉到它们。
[0040] 驾驶员通常不能察觉到制动的释放。因此，提早释放基准为平稳的起步进程作出很大贡献。不过，这些基准必须受到限制以避免释放错误地发生，并且在某些条件下它们是无效的。
[0041] 共同使用以上描述的所有释放基准保证了在所有操作状态的释放。
[0042] 在下文中，首先通过使用总图以及参照图2来说明根据本发明的方法。
[0043] 在步骤S10中，车辆是停止的。在步骤S11中，执行检测以确定HLA系统是否启动。若否，转至步骤S16(“HLA系统没有启动”)。如果根据步骤S11的询问，HLA系统启动，那么在步骤S12中维持制动压力，并在步骤S13中平行估算释放基准100到700进行信号处理，这在以下会更详细说明。而且，在步骤S14中执行检查以确定驾驶员是否已自行进行释放。如果是，在步骤S15中释放制动压力并且转至步骤S16(“HLA系统未启动”)。
[0044] 根据图3，在惯性基准100的情况中，首先在步骤S101中执行与因与节气阀位置有关的输入或因加速踏板的启动而引起的发动机速度变化有关的预先选择。在步骤S102中，执行检查以确定节气阀开口是否足够大。步骤S103用于检查节气阀位置的变化是否发生的足够慢(TP_dot这里表示随时间推进的节气阀位置)。在步骤S104中，检查发动机速度是否在预定的限定值之间。在步骤S105中，检查发动机速度是否仍接近设定值。在步骤S106中，检查扭矩信号是否示出了相对于节气阀输入的足够动力。在步骤S107中，根据特定的公式计算虚拟惯性信号。在步骤S108中，考虑发动机速度和计算的扭矩信号之间的时间延迟。步骤S109用于将不同的灵敏性考虑为当前状态的函数。在步骤S110中，释放液压制动，以使车辆起步成为可能。
[0045] 根据图4，在“静态扭矩”基准200的情况中，在第一个步骤S201中执行检查以确定节气阀开口或加速踏板位置是否超过第一限定值X1(即足够大)。如果是，在步骤S202中执行检查以确定是否也超过第二限定值X2(即节气阀开口甚至更大)。根据步骤S202中检查得出的“是”或“否”，在不同的路径S203和S208执行检查以确定扭矩是否稳定在较高水平。为了这个目的，应用反扭矩，离合器踏板位置改变。如果步骤S203或S208中询问的结果为“是”，在步骤S204和在步骤S209中执行检查以确定发动机速度是否保持稳定并且未超过预定界限。如果是，在步骤S205或步骤S210中执行检查以确定否已超过时限Time1或Time2。如果是，在步骤S206中进行询问以确定“踏板速率”是否在预定义的限定值内。这用于避免由于加速踏板位置的突然改变而导致的释放的错误发生(即检查信号的似然性)。如果步骤S206的检查结果是肯定的，在步骤S207中释放液压制动，以使车辆起步成为可能。
[0046] 根据图5，在“计时”基准400的情况中，首先在步骤S401中执行检查以确定节气阀开口是否超过预定的限定值(即执行检查以确定加速踏板是否启动)。如果是，在步骤S402中执行检查以确定发动机速度是否稳定(即不存在动态)。如果是，在步骤S403中执行检查以确定牵引力矩是否足够大。如果步骤S403的检查给出了肯定的结果，在步骤S404中进行询问以确定是否已超过预定时限(即该状态在相对长的时限也存在)。如果是，在步骤S405中释放液压制动，以使车辆起步成为可能。
[0047] 根据图6，在“发动机熄火”基准500情况中，首先在步骤S501中进行询问以确定节气阀开口随时间的变化是否超过预定的限定值。如果是，根据步骤S505，系统等待预定时间段到期以避免启动错误地发生。如果步骤S501中的检查结果是否定的或如果步骤S505中的时期已到期，在步骤S502中进行询问以确定随时间推进的节气阀开口是否为负，用以确保发动机扭矩的下降不是由信号故障或信号峰值所引起的。若步骤S502中的检查是肯定的结果，在步骤S503中执行检查以确定发动机速度和空转速度(＝N_idle)之间的差是否下降低于预定值。如果是，在步骤S504中释放液压制动，以使车辆起步成为可能。
[0048] 根据图7，在“倾斜”基准600中，首先在步骤S601中执行检查以确定倾斜和/或坡度对于仅用于下面表面相对较大倾斜的基准是否足够大。在步骤S602中，执行检查以确定倾斜信号是否停止(即车辆是否变成完全停止)。如果“是”，在步骤S603中执行检查以确定节气阀开口或加速踏板的启动是否足够大(即驾驶员必须踩下加速踏板)。如果是，在步骤S604中执行检查以确定牵引力矩是否足够大(即足够大到允许车辆起步)。如果是，在步骤S605中使用倾斜信号确定车辆的移动(由施加于制动轮上的牵引力矩施加)。随后，在步骤S606中释放液压制动，以使车辆起步成为可能。
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