在倾斜道路上发动机动车的方法

摘要

本发明涉及发动在倾斜道路上通过独立于驾驶员地维持的制动力保持处于静止状态的机动车的方法。根据所述方法，在已经过预定保持时间之后，逐渐减小独立于驾驶员产生的制动力，以使机动车移动，并且根据预设路线控制机动车的运动，例如通过下坡控制(HDC)系统来控制或调节速度。

说明书

技术领域

本发明涉及在倾斜道路上发动机动车的方法。尤其，本发明涉及用于在倾斜道路上发动机动车的独立于驾驶员的支持方法(support)。

背景技术

已经知道了许多支持在下坡道或上坡道上停止以及发动机动车的处理的系统。当机动车在倾斜道路上达到静止状态时，这些系统中的一些系统通过机动车的制动系统独立于驾驶员地产生制动力，或者在机动车达到静止状态之后，一些系统独立于驾驶员地维持由制动系统产生的制动力。这里，机动车是由于驾驶员的制动动作、独立于驾驶员的制动动作还是由于机动车惯性滑行而达到静止状态的并不重要。

这样的系统是公知的，例如称为“坡道辅助”。该系统被构造成使得如果在达到静止状态之后驾驶员没有开启制动系统，那么该制动系统会将制动力维持指定的保持时间(通常为大约0.6-2秒)，以使得驾驶员在倾斜道路上起步更容易。在预定保持时间期满之后，如果未能成功地起步，那么就会连续地或突然地取消机动车的制动力。因此，机动车就会以或多或少快速增加的速度开始以非受控方式向下溜(roll)。

机动车的驾驶员可能不会发现、或直到后来才发现出现了这样的非受控的驾驶状态，使得机动车可能会在非受控的向下运动期间发生损坏。尤其，独立于驾驶员地突然解除制动动作可以导致驾驶员受到改变了的驾驶情况的吓到并且失去对机动车的控制。

本发明基于这样的目标：提供一种当独立于驾驶员的上坡保持功能结束时避免机动车的非受控驾驶状态的方法。

发明内容

根据第一个方面，一种用于发动在倾斜道路上通过独立于驾驶员维持的制动力保持处于静止状态的机动车的方法包括以下步骤：a)独立于驾驶员地保持机动车处于静止状态达预定保持时间；b)逐渐减小独立于驾驶员维持的制动力，以使机动车进入运动状态；以及c)按照预设路线独立于驾驶员地控制机动车的运动。

可以通过驾驶员或独立于驾驶员地产生保持机动车在倾斜道路上处于静止状态的制动力。例如，在机动车达到静止状态之前或之后，机动车的驾驶员可以已经产生制动力。可替换地，独立于驾驶员地产生制动力可以使机动车进入静止状态和/或保持机动车处于静止状态。在另一个实施方式中，仅仅在机动车已经达到静止状态之后可以使用独立于驾驶员产生的制动力。

这里和下面，控制机动车的运动涉及在运动方向上机动车随时间变化的运动路线。道路可以以机动车的运动方向倾斜或以与机动车的运动方向相反的方向而倾斜。在倾斜道路上机动车的运动方向通常是下坡。机动车可以用其前面的上坡或下坡来确定方向，并且下坡运动可以是向前的或向后的。

可以与步骤a)并行地检测是否存在异常终止条件，并且如果存在异常终止条件，那么在执行步骤a)之后进行步骤b)。这样，如果存在例如危及安全的事件，并且在去除独立于驾驶员维持的制动力之后，可以随后以即时并且受控的方式独立于驾驶员地控制机动车的运动。

尤其，异常终止条件可以包括系统故障，例如，如果尽管车轮没有正在移动但还是检测到了机动车的运动。异常终止条件还可以包括检测驾驶员尝试离开车辆的指示。如果驾驶员在预定保持时间期满之前离开车辆，那么就可以通过受控的向前溜车(roll)来缓和但直接地向他或她指示车辆的行驶状态。从而，当机动车开始溜车时，已经部分地离开机动车的驾驶员可以更容易地在机动车控制下感受到他或她的位置，并且采取控制。

驾驶员尝试离开车辆的指示可以包括下述事件中的至少一个事件：关闭了机动车的驱动电动机、从机动车点火锁拔下了点火钥匙、打开了机动车的驾驶员车门、解开了机动车驾驶员座位的安全带、以及关闭了机动车的多个电负载。通常，确定驾驶员尝试离开车辆的指示还可以包括多个检测到的事件的组合。在上述情况之外，确定驾驶员尝试离开车辆的指示还可以包括在机动车的区域内检测到的其他事件和状态。例如，也可以通过座位占用或驾驶员座位上的重力接触来确定驾驶员尝试离开车辆。在另一个实施方式中，可以利用非接触监测系统(如，超声、光栅(light barrier)或照相系统)来检测驾驶员尝试离开车辆的指示。这样的非接触系统还可以，例如，以微睡检测系统的形式来实现。可以处理直接测量值，如将预处理后的测量值互相或与其他检测到的情况联系在一起。

机动车的预设运动路线可以包括速度路线。速度路线可以是静态预设的和/或在执行该方法的过程中可调节的。例如，要达到的机动车速度可以适合于道路的坡度。同样，例如，与仅仅轻微倾斜的道路相比，在道路坡度很陡的情况下可以预设更低的车速。当机动车通过道路中具有不同坡度的路段之间时，可以相应地调节预设速度。

速度路线可以包括从静止状态至预设速度的逐渐过渡。还可以分多个片段来预设路线。机动车速度的逐渐过渡可以在预设时间间隔中完成。例如，如果由于外部环境机动车无法达到在第一路线区段(course section)中的预设速度，那么在后面的路线区段中，可以预设更快地增加速度，以在时间间隔结束之前达到预设速度。

控制机动车的运动可以包括控制或调节机动车的速度。为了调节机动车的速度，需要采集并且评估机动车的附加信号。具体而言，需要确定机动车的速度。在这种情况下，可以接入车轮速度传感器的信号。可替换地，可以评估由机动车的另一个系统提供的速度信号。

机动车的速度可以由下坡控制(HDC)系统来控制或调节。这些系统本质上被认为是通过制动系统的独立于驾驶员调整的动作(activation)来控制或调节机动车的下坡运动。HDC系统可以影响机动车的驱动系统。通常，除了HDC系统，可以使用控制或调节机动车速度的其它系统。这尤其包括象(仅仅)影响机动车的驱动系统的速度调节系统这样的系统。

控制机动车的运动还可以包括控制与机动车的制动系统有关的制动力。尤其在液压和/或气动和/或机电地启动制动系统的情况中需要这样的程序。作为机电启动的制动系统，可以开始考虑例如EMB(电子机械制动)或EPB(电子驻车制动)。

机动车可以具有压力受控的制动系统，并且通过“锁定”制动执行器(break actuator)中的制动压力可以独立于驾驶员维持该制动力。

控制机动车的运动可以包括限制机动车的加速度。机动车的加速度可以由加速度传感器确定，或通过处理速度信号来确定，如，通过速度信号对时间的数学求导来确定。在这种情况下，机动车的加速度表示相对于道路而言机动车的运动速度变化。

机动车驾驶员产生的制动力可以总是具有比独立于驾驶员维持的制动力的减小高的优先级。例如，如果机动车驾驶员在步骤a)启动了制动系统，那么在这种情况下，由驾驶员产生的制动力将机动车保持在静止状态；而且，将不会独立于驾驶员地调节机动车的运动。机动车驾驶员也可以通过在步骤b)和c)中的一个步骤中启动制动使机动车制动或使机动车处于静止状态。因此，可以使驾驶员随时控制机动车的运动。

受驾驶员控制地发动机动车可以使独立于驾驶员维持的制动力降低，并且该方法结束。在一个版本中，如果机动车的驱动系统产生的牵引功率大于将机动车保持在倾斜道路上所需的制动力，那么认为是受驾驶员控制地发动机动车。这避免了机动车在运动由驱动发动机充分控制之前开始向下溜车。尤其，这样，即使在发动该机动车时驱动电动机熄火了，也可以避免非受控的驾驶状态。

计算机程序产品可以包括用于当计算机程序产品在处理单元上运行时执行给定方法的程序代码单元。例如，这样的处理单元可以是机动车中的控制单元。计算机程序产品可以存储在计算机可读数据介质上。这样的存储器可以包括，例如，诸如硬盘或软盘的可磁化介质，或诸如PROM或闪存的易失性存储器组件或非易失性存储器组件。

一种用于发动在倾斜道路上通过独立于驾驶员维持的制动力保持处于静止状态的机动车的装置包括：用于独立于驾驶员地保持机动车处于静止状态达预定保持时间的装置；用于逐渐减小独立于驾驶员维持的制动力以使机动车进入运动状态的装置；以及用于按照预设路线独立于驾驶员地控制机动车的运动的装置。例如，这样的装置可以以机动车上的控制或调节系统的形式实现。可以通过利用由安装在机动车内的另一个系统(如，ABS或ESP系统)使用的元件实现所述装置。这样的组件可以是阀、泵、传感器、处理装置、传输装置、电动机、蓄压器、操作控制器以及接口。

附图说明

图1示出了根据本发明的用于在倾斜道路上发动机动车的装置的一个实施方式；

图2示出了根据本发明的用于在倾斜道路上发动机动车的方法的流程图；以及

图3示出了在使用本发明的情况下以及未使用本发明的情况下机动车的车速以及制动压力随时间变化的示例性路线图。

具体实施方式

图1示出了用于在倾斜道路上发动机动车的装置110的一个实施方式。装置110包括用于独立于驾驶员地维持机动车处于静止状态达预定保持时间的装置120。

装置120可以连接到确定机动车是否处于静止状态的装置130。例如，装置130可以处理来自一个或更多个轮速传感器的信号。为此，可以处理其他信号或附加信号。装置130还可以处理安装在机动车中的另一个系统预处理过的信号。例如，ABS系统或ESP系统可以提供速度信号，并且装置130根据该速度信号降低到0或接近0的值来推断机动车处于静止。

装置120还可以连接到装置140，该装置140确定是否达到了预设保持时间。为此，装置140可以具有定时器，这使得时间信号可用。这样的定时器可以以包括在装置140中的时钟发生器的形式实现。可替换地，外部时钟信号可以提供给装置140。预定保持时间可以存储在装置140中。为此，例如，装置140可以包括保持时间存储器。保持时间可以以永久形式或可变形式存储在存储器中。可替换地，预定保持时间可以存储在装置120中，并且装置120可以具有用于保持时间的存储器。

在一个实施方式中，机动车驾驶员可以自由地或在预设限制内选择预定保持时间。在另一个实施方式中，只有在维修机动车时，才能提供改变在存储器中存储的预定保持时间。在这种情况下，需要用于输入和/或改变预定保持时间的外部装置。

装置140可以连接到装置130(附图中未示出)，以使得根据机动车的运动状态开始测量时间。相应的信息还可以通过装置120进行传递。装置140可以使用由装置130提供的机动车的运动信号，以异常终止正进行的测量。这样，装置140仅仅确定机动车的连续保持时间。

装置110的所有装置可以互相连通，如装置120、160和180之间的连接所示。

装置120还可以连接到用于保持机动车处于静止状态的装置150。装置150可以影响机动车的制动系统。如果使用液压或气动制动系统，例如，可以通过受控的阀“锁定”车轮制动器内建立的制动压力来实现独立于驾驶员地维持可以保持机动车在倾斜道路上处于静止状态的制动力。这可以涉及相对于机动车的驾驶状态来增加压力(如，在液压制动系统的情况下)，或减小压力(如，在气动制动系统的情况下)。在另一个实施方式中，装置150可以通过影响机动车制动系统的其他元件来独立地提高制动力。这样的元件可以包括阀、蓄压器、泵、加热器(boiler)等其他元件。

装置110也包括用于逐渐(如，斜坡式)减小独立于驾驶员所维持的制动力以使机动车进入运动状态的装置160。为此，装置160连接到影响机动车的制动系统的装置170。装置160优选地设计为以模拟(即，连续可变)方式实施减小制动力。此外，装置160可以处理来自装置130的静止信号(未示出连接)。这样，装置160可以确定初始制动力的降低和机动车开始运动之间的相互关系。

此外，装置160可以连接到提供关于机动车运动路线(motion course)的信息的装置(未示出)。例如，装置160可以处理速度信号，以下述方式取消独立于驾驶员维持的制动力：机动车运动路线开始是缓和并且均匀的。这样的速度信号可以由装置130提供。

装置160还可以连接到确定机动车加速度的装置。例如，这样的装置可以基于机动车的运动或速度信号来确定加速度。考虑了加速度信号，装置160可以这样的方式控制制动力的降低：维持机动车的预设条件，诸如，最大预设加速度。

如果独立于驾驶员保持机动车处于静止状态受到正“锁定”执行器的压力的影响，那么用于减小独立于驾驶员所维持的制动力的装置170可以下述方式影响该阀的打开：锁定在车轮制动器或制动执行器中(breakactuator)的压力逐渐降低。装置160和170以下述方式互相适用：可以通过装置170控制由装置160分配的制动力的降低。为了增加这样的分配的精确性，装置160可以附加地连接到确定机动车制动系统的产生了制动效果的制动力的装置。

最后，装置110包括用于独立于驾驶员按照预设路线来控制机动车的运动的装置180。为此，装置180连接到装置190，该装置190影响机动车的制动系统。在另一个实施方式中，装置190还可以包括用于以行驶方向、独立于道路坡度地对机动车进行加速的器件。这样的器件可以包括机动车的驱动电动机和/或至少一个其它动力传输系统。

装置180可以控制或调节机动车的运动。装置180可以附加地连接到确定机动车的速度和/或加速度的装置。在另一个实施方式中，装置180可以从单元120、130、140和160获得描述了机动车的运动的值。这样，可以调节机动车的运动。装置180还可以连接到用于确定道路的坡度的装置(未示出)。

预设运动路线可以存储在装置190中。该运动路线可以是不变的或由参数决定。这样的参数可以是道路坡度、机动车的速度和/或加速度、以及驾驶员的控制状态。可替换地，可以在执行该方法时基于参数确定和/或改变预设运动路线。用于确定和/或调节预设运动路线的装置在图1中未示出。

如虚线所示，装置150、170和190可以互相部分包括或互相全部包括。在一个实施方式中，只使用了一个组合装置，并且该组合装置对机动车的制动系统施加了装置110所有的影响。

图2示出了用于在倾斜道路上发动机动车的方法的示例性流程图200。该方法可以通过根据图1的装置来实施或通过具有不同结构的装置来实施。

在初始状态210中，机动车由独立于驾驶员维持的制动力保持在倾斜道路上处于静止状态。保持机动车处于静止状态的制动力可以通过驾驶员产生或独立于驾驶员产生。

在后续步骤220中，独立于驾驶员地保持机动车处于静止状态达预定保持时间(如，通过坡道辅助系统)。这样，所达到的并且其间机动车处于静止状态的保持时间是不累积的但却是连续的。

在步骤230中，逐渐减小独立于驾驶员维持的制动力，以使机动车进入运动状态。制动力足够均匀且慢地减小，以使得没有准备的机动车驾驶员不会被机动车出现了运动吓到，但是同时制动力还足够快地减小，以使得所希望的机动车向下溜车(rolling)没有被不必要地延迟。优选地，产生机动车的运动路线，以使得根据预设路线对于机动车驾驶员而言无缝并且不易察觉地过渡到在后续步骤240中执行的控制机动车的运动。

速度调节在现有技术中是公知的，例如，在步骤240中速度调节使得在机动车正在向下运动时可以维持预定速度。例如，在DE 10 2005 041071中公开了这种速度调节。根据机动车的当前速度，以使车速接近预定速度的方式独立于驾驶员地启动机动车的制动系统。这样的系统被称为下坡控制(HDC)系统。例如，可以通过具有合适的设定速度的HDC功能的强迫制动来实现按照预设路线控制机动车的运动。在另一个实施方式中，可以使用任何公知类型的机动车运动，如，那些影响机动车的驱动电动机的类型(“巡航控制”)。

在优选实施方式中，机动车的预设运动路线包括加速期以及恒速期。在加速期和恒速期二者中，预设运动可以取决于道路的坡度。步骤230和240之间的过渡设计为使得尽可能缓和且均匀地实现加速期和恒速期之间的过渡。尤其，优选地以避免出现“过冲”速度的方式影响机动车的速度。这种过冲(可以为多个)，也被称为“非周期性调节”。

从步骤210和步骤220到步骤230的虚线250表示如果出现异常终止条件，即使没有达到预定保持时间，也有可以由步骤230继续进行。这样的异常终止条件可以包括系统故障或驾驶员尝试离开车辆。系统故障可以涉及机动车的任意部分。驾驶员尝试离开车辆的指示可以包括这样的信号，这些信号以信号通知例如，关闭了驱动电动机、从机动车点火锁拔下了点火钥匙、打开了机动车的驾驶员车门、解开了机动车驾驶员座位上的安全带、关闭了机动车的多个电负载、以及机动车的其他事件和/或状态。理想地，可以处理表示是否有人坐在驾驶员座位上的座位接触或另一个专用存在型检测器的信号。在其他的实施方式中，可以使用现有技术的任何类型的装置或直接推断(heuristic)来确定驾驶员尝试离开车辆。

图3示出了驱动速度以及制动压力随时间变化的路线的曲线图300。在曲线图300的顶部和底部二者中在水平方向上，表示时间向右推移。曲线图顶部的垂直轴表示车速。在曲线图300的底部，垂直轴表示机动车制动系统的制动压力。在这里示出的实施方式中，操纵机动车制动系统的制动压力以根据预设路线控制机动车的运动。

曲线图底部的曲线310表示驾驶员导致或要求的制动压力路线(如，通过脚力)。在时刻t1的左侧，驾驶员的制动压力310与总制动压力320的较粗线重合。曲线图底部的水平虚线表示这样一种保持压力，该保持压力足以保持处于静止状态的机动车在倾斜道路上处于静止状态。直到时刻t1之前，驾驶员的制动压力310一直高于该足够保持压力。在时刻t1，驾驶员的制动压力降到该足够制动压力之下。在曲线图的底部由连续的粗线示出的制动压力320是作用在机动车上的总制动压力。直到时刻t1之前，该制动压力320遵循驾驶员的制动压力310。但是，在时刻t1制动压力320未下降到足以保持机动车处于静止状态的足够保持压力之下，而是维持在高于该足够保持压力(从时刻t1之前不久开始)直到时刻t2，因为在时刻t1制动系统的合适的阀关闭从而“锁定”了制动压力。

时刻t1和t2之间的间隔相当于机动车的预定保持时间。这样的保持时间通常为接近0.6秒到2秒。根据一个实施方式，时刻t2还可以标识异常终止条件的发生。这样的异常终止条件可以包括系统故障或驾驶员尝试离开车辆。

从时刻t2到时刻t3，独立于驾驶员以类斜坡方式逐渐降低制动压力320。

由点线示出的制动压力路线330相当于现有技术中已知的坡道辅助系统。直到时刻t3，制动压力路线330与制动压力路线320相对应地延伸。但是，在时刻t3之后制动压力330继续线性降低直到制动压力330降低到0。在现有技术的另一已知的实施方式中，在时刻t2，制动压力很快地(突然地)降低到0(未示出)。

在示例性实施方式中，在时刻t3的制动压力320是首先保持不变，然后通过控制算法或调节算法以大小逐渐减小的几个台阶来提高。现在将参照曲线图300的顶部来说明制动压力320和330对机动车的相应速度路线的影响。

在曲线图300的顶部，曲线340表示与制动压力320相对应的机动车的速度路线。直到制动压力320小于足以将机动车保持在倾斜道路上的足够保持压力的时刻t2以前，机动车的速度为0。虽然制动压力320在时刻t2和t3之间线性降低，但是机动车的速度增加。在时刻t3之后，速度路线340由于控制以及调节干预渐进地适合由水平虚线示出的预设的设定速度。可以容易地看出，速度路线340在时刻t3之后的某一时间达到设定速度。

由点线350示出的现有技术的机动车速度路线对应于在曲线图300底部的制动压力330。直到时刻t2之前，速度路线350与速度路线340一致。与速度路线340的增加相比，速度路线350的增加持续到时刻t3之后。可以看出，机动车已经过渡到速度不受约束的非受控行驶状态。

直到时刻t3之前，已知的坡道辅助系统的制动压力330的路线(course)与该方法的制动压力320一致。在时刻t3之后，制动压力320的路线可以与已知下坡控制系统的路线相当。因此，通过将制动压力从坡道辅助系统转移到下坡控制系统，提高了行驶安全性。

机动车的速度路线的演进取决于机动车所在道路的坡度以及制动压力减小的速度。尤其，快速取消制动压力可以导致机动车的非受控驾驶状态。相反，当使用本技术时，在预定保持时间期满之后，独立于驾驶员的机动车的运动迅速但不突然地出现，并且通过控制或调节装置该独立于驾驶员的机动车的运动快速且缓和地继续。可选地，独立于驾驶员维持的制动力的减小以及将制动压力移交给速度调节装置还可以由制动条件的出现来触发。

本发明提高了在倾斜道路上起步时被支持的驾驶员的舒适度。同时，可以产生总是驾驶员所预期以及/或理解的车辆行为。避免了驾驶员无法信赖他或她的行为的预期结果的情况以及车辆以无法立刻理解的方式作出反应的情况。这样的驾驶员行为还包括“被动行为”，如由驾驶员造成的故意故障，以在保持时间启动制动。此外，本方法的异常终止条件可以使得车辆本身立即进入运动状态。例如，如果异常终止条件与驾驶员正在离开机动车的指示联系起来，那么在驾驶员离开过程中就可以缓和但立即地通知驾驶员他或她的行为后果。这种非常直接类型的驾驶员警告可以帮助提高机动车驾驶中的安全性。