释放装配有用于在坡道上起动的辅助装置的机动车辆的制动器的方法,这种辅助装置及包括它的机动车辆

摘要

该释放机动车辆的制动器的方法包括以下步骤：如果在停车结束时手动使车辆制动器处于使车辆固定的位置之后没有发生车辆起动命令，则辅助装置按照合适的控制方案逐渐释放制动器，该控制方案设计成使车辆在其自己重量的作用下移动，从而整体上趋向于预定的非零速度和加速度条件，然后，当认为已达到上述预定的条件时，辅助装置停止释放制动器。

说明书

技术领域

本发明涉及释放机动车辆的制动器的方法，该机动车辆装备有坡道起动辅助装置。本发明还涉及这种辅助装置和包括它的机动车辆。

背景技术

当机动车辆停顿在坡道上时，沿上坡方向起动该车辆常常很困难或甚至有时很危险。对很多驾驶员来说，上坡方向上的坡道起动因此是非常紧张的根源。

在坡道起动中，驾驶员必需尽可能防止他的车辆后退，并且不使给该车辆提供动力的发动机熄火，而为了做到这点，他必需将两个动作结合起来，所述两个动作是释放制动器和逐渐地将车辆的驱动轮耦合到给该车辆提供动力的发动机上。

已经研制出了一般通称为“坡道起动辅助”、“坡道保持辅助”和“坡道发动辅助”装置的命令和控制装置，以用于当驾驶员踩下手动保持车辆的制动器处于制动位置而停车的制动踏板时通过代替驾驶员管理该起动而使坡道起动任务更容易。

法国专利申请FR-2736027中说明了一种如上所述的坡道起动辅助装置。在驾驶员手动保持车辆的制动器处于它们的施加制动的位置而停车之后，该装置接替驾驶员并且保持所施加的制动，直至接收到起动车辆的命令。如果驾驶员随后离开车辆的驾驶座位而没有事先操作手制动器或停车制动器，则根据来自检测驾驶员在驾驶座位中存在的检测器的信息和来自压力传感器的信息发出警报，以便提醒车辆中的乘客。如果该警报未被听到或未响或者如果该警报被漠视，则即使通过传送制动命令的液压回路中的加压液体进行的对所施加制动的保持不被认为能以足够的安全度约束并固定所停放的车辆，停车制动器也不会被致动。

另一种坡道起动辅助装置在文献WO2004/058551中说明。在驾驶员手动保持车辆的制动器处于它们的施加制动的位置而停车之后，该坡道起动辅助装置就保持所施加的制动，直至收到起动车辆的命令。当没有这种命令时，坡道起动辅助装置会在预定的时间段到期之后释放制动器。在那之后，如果未事先施加手制动器或停车制动器并且如果车辆在斜坡上，则车辆通过其自重保持。在这些情况下，尤其是如果当预定的持续时间段到期时驾驶员不再正确地坐在车辆的驾驶座位上，这会造成不可忽略的事故。

发明内容

本发明的目的是至少改善与使用装备有坡道起动辅助装置的机动车辆有关的安全性。

按照本发明，该目的通过一种机动车辆的制动器的释放方法实现，该机动车辆装备有坡道起动辅助装置，该方法的特征在于包括以下步骤：

b)如果在手动将停顿的车辆的制动器保持在使该车辆固定(停止，静止)的位置中之后没有出现起动车辆的命令，则辅助装置按照一种控制(控制方案，控制规律)逐渐地释放制动器，该控制设计成使车辆开始在它自己的重量作用下移动，从而总体上趋向于预定的非零速度和加速度条件，然后

c)当认为已达到上述预定条件时，辅助装置停止释放制动器。

无论这是朝后退的方向还是朝相反的方向，车辆开始在它自己的重量作用下移动的事实尤其提醒驾驶员停车制动器未施加或未施加到足够程度的事实。然后驾驶员能在车辆的速度和加速度仍然很低的情况下立即通过施加停车制动器而作出反应，由此车辆与障碍物之间碰撞的危险非常小。

有利地，方法包括这样一步骤，该步骤在上述手动将制动器保持在使车辆固定的位置一结束就开始，在该步骤中：

a)在预定的定时时间段-该时间段期满时步骤b)开始-期间，如果未出现起动车辆的命令，则辅助装置自动地将车辆的制动器保持在上述使车辆固定的位置。

有利地，在步骤b)中，辅助装置用预定的质量作为车辆的质量实施上述控制，并根据当车辆实际上起动时和当估计车辆开始在它自己的重量作用下移动时之间的时间差得出车辆的实际质量的估计值，然后辅助装置用上述车辆的实际质量的估计值作为车辆的质量实施控制，所述对车辆的运动开始的估计基于所述预定的质量计算。

有利地，制动器的施加(应用，制动)由制动压力的施加产生，以及步骤b)包括至少一个程序(时序，序列)，在该程序中：

b2)施加给制动器的压力(制动器的压紧压力)以一减少的速率随时间变化而基本线性地下降，该减少的速率基本上等于k_s1，该k_s1定义为对有两个未知数的两个联立方程的系统的解的形成部分，该系统如下：

$\left(\begin{array}{c}{a}_{\mathrm{cons}}=\frac{k_{s1}\times k_{\mu }\times D_1}{M_1\times R}\\ V_{\mathrm{cons}}=\frac{1}{2}\times \frac{k_{s1}\times k_{\mu }\times D_1^2}{M_1\times R}\end{array}\right),$

式中a_cons、V_cons、k_μ、M₁和R分别是设定为预定条件之一的加速度、设定为预定条件之一的速度、制动效率系数、机动车辆的质量和车辆的车轮的平均半径，而k_s1是其中一个未知数，D₁是另一个未知数，亦即从程序b2)开始测得的、为达到上述预定条件所花的时间。

有利地，在程序b2)中，将上述预定质量作为车辆的质量M₁，步骤b)包括一在程序b2)之后的程序，在该程序中：

b3)施加给制动器的压力以一减少的速率随时间变化而基本上线性地下降，该减少的速率等于k_s2，该k_s2定义为对有两个未知数的两个联立方程的系统的解的形成部分，该系统如下：

$\left(\begin{array}{c}{a}_{\mathrm{cons}}=\frac{\mathrm{\Delta M}}{M_1}\times g\times \sin \left(a\right)+\frac{k_{s2}\times k_{\mu }\times D_2}{M_1\times R}\\ V_{\mathrm{cons}}=\frac{\mathrm{\Delta M}}{M_1}\times g\times \sin \left(a\right)\times D_2+\frac{1}{2}\times \frac{k_{s2}\times k_{\mu }\times D_2^2}{M_1\times R}\end{array}\right),$

式中g、a、M₂和ΔM分别是重力加速度、机动车辆的前后轴线相对于水平线的倾斜角的估计值，上述车辆的实际质量的估计值以及预定的质量M₁和该估计值M₂之间用方程式ΔM＝M₁-M₂计算的差值，而k_s2是其中一个未知数，D₂是另一个未知数，亦即从程序b3)开始测得的达到预定条件所花的时间。

有利地，在步骤b)中，辅助装置用如下方程式求出车辆的实际质量的估计值M₂：

$M_2=M_1-\frac{k_{S1}\times k_{\mu }\times \mathrm{\Delta t}}{g\times \sin \left(\alpha \right)\times R}$

式中Δt是车辆起动以在它自己的重量的作用下移动的实际时间和估计时间之间的时间差。

有利地，步骤b)包括一在程序b2)之前的程序，在该程序中：

b1)辅助装置以预定的速率释放制动器。

有利地，在程序b2)之前，辅助装置评估最小制动压力，施加给制动器的压力低于该最小制动压力则不足以供这些制动器克服车辆的重量而成功地保持车辆固定。当施加给制动器的压力达到根据上述最小制动压力所评估的阈值时，辅助装置从程序b1)转换到程序b2)。

有利地，辅助装置在整个制动器释放方法中有规律地(按时地，定期地)检验至少一个与检测起动车辆的可能命令有关的信息项，如果检测出这种起动车辆的命令则过早地中止该方法。

本发明的另一主题是一种用于机动车辆的坡道起动辅助装置，其特征在于，它被设计成如果在手动将停顿的车辆的制动器保持在使该车辆固定的位置中之后没有出现起动车辆的命令则实施机动车辆的制动器的逐渐释放，这种制动器的逐渐释放按照一种控制规律进行，该控制规律设计成使车辆开始在它自己的重量作用下移动，从而基本上趋向于预定的非零速度和加速度条件，该辅助装置设计成当认为已达到了上述预定条件时停止释放制动器。

有利地，该坡道起动辅助装置用于实施如上所述的方法。

本发明的再一个主题是包括如上所述的辅助装置的机动车辆。

附图说明

通过阅读下面仅当作例子给出并参照附图所作的说明将更清楚地理解本发明，在附图中：

-图1是根据本发明装配到机动车辆上的制动装置的简化示意图；

-图2是其中装备有图1的制动装置的机动车辆停顿在坡道上的示意性侧视图；

-图3是本发明的方法而更具体地说是释放图2的车辆的制动器的方法按其执行的逻辑路线的方框图；以及

-图4是施加给图2的车辆制动器的压力P随时间t变化而改变的曲线图，而执行其逻辑路线在图3中示出的方法。

具体实施方式

在图1中，机动车辆A用它的四个车轮1和它的传动系统2代表，该传动系统2联接到这些车轮1中的多个上，并按常规包括发动机或马达如内燃机或电动机或者混合动力设备、离合器和变速箱。

在下面的说明和所附的权利要求书中，术语“前”、“后”、“前后”和类似术语涉及机动车辆A的正常行驶方向。

每个车轮1都与一个制动器3相关联，该制动器3形成制动装置的组成部分，所述制动装置还包括用于传送命令给制动器3的系统4。该系统4是本身已知的，为了清楚起见它的组成部分未示出。这些组成部分可以特别包括液压流体储存器、主油缸或某种另外的用于在制动器踏板5的命令下产生或计量液压力的装置。如本身已知的，用于传送命令的系统4还可以包括高压泵、连接到该高压泵上的液压蓄积器和电动开关阀，该电动开关阀连接成使得能将压力蓄积器或主油缸放置成与所有或其中一部分制动器3连通。该系统4的许多组成部分通过液压回路相互连接和/或连接到制动器3上，该液压回路的许多分支在图1中示意性地示出并用标号6表示。

还是在该图1中，标号7表示电子命令和控制单元或者计算机，该电子命令和控制单元或者计算机形成坡道起动辅助装置8的一部分，并能对传动系统2和系统4的电动开关阀发指令以便代替车辆的驾驶员来管理车辆A的起动。该电子单元7连接到多个传感器9，所述传感器9特别是包括至少一个(检测)施加给制动器3的压力的传感器或估值器，以及用于检测车辆A的向前和向后的运动的传感器。后一种传感器可以例如是速度传感器或加速度传感器。

另一传感器9具有当车辆A停顿在斜坡上时测量图2中的参考角α的功能。该角α更准确地说是车辆A的前后轴线X-X’相对于水平面H的倾斜角。

电子单元7如它执行方法20一样用本来已知的方式代替驾驶员管理车辆A的起动，该方法20的逻辑路线在图3的流程图中示出。该方法20是释放制动器3的方法。它当驾驶员在制动踏板5上的动作结束21而车辆A处于停顿时开始。

驾驶员一停止下压制动踏板5，电子元件7就命令在第一时间段内-有利的是在1秒至10秒的范围内-保持施加22制动。在该第一时间段期满之后，辅助装置8通过开始执行制动器3的第一渐进且受控的释放而进入方法20的程序23。该第一释放在图4中标记为t₀的时刻开始。该第一释放在于减小施加给制动器3的压力P。该压力P是在制动器3处在制动垫和旋转盘之间施加的平均压力，所述制动垫压靠所述旋转盘，并且所述旋转盘牢牢固定到车轮1上。换句话说，它是被该力施加于其上的区域(面积)所分割的制动施加力，该区域是固定到车轮1上的制动垫和旋转盘之间的接触区域。

在进行制动器3的第一释放的同时，进行估值步骤24，在该步骤24中，利用来自评估车辆A的斜度的传感器9的测量结果，电子单元7对压力值进行估计，施加给制动器3的压力低于该压力值则不再足以防止车辆A因其自重而移动。在下文中，该压力值称为最小制动压力P_min。该最小制动压力P_min用下面的关系式估算：

$P_{\min }=\frac{M_1\times g\times \sin \left(\alpha \right)\times R}{k_{\mu }}---\left(1\right),$

式中M₁是预定质量，其设定为机动车辆A能达到的最大质量，g、R和k_μ分别是重力加速度、车辆A的车轮的平均半径和制动器3的效率系数。该系数k_μ取决于制动器3的类型，而更一般地取决于包括制动器3的制动装置的细节。

根据最小制动压力P_min，电子单元7按下列公式计算阈限压力P₁：

P₁＝k_r×P_min，式中k_r是大于或等于1的安全系数。

当计算出阈限压力P₁时，电子单元7在测试步骤25中将它与实际制动压力进行比较。只要实际制动压力高于阈限压力P₁，就有规律地重复测试步骤25，同时程序23的第一受控的释放继续进行。该第一制动器释放在第一恒速下进行，所述第一恒速是预定的，在液压制动系统的情况下，也就是在所示的实施例的情况下，该第一恒速可以例如是约50bar/s。

还是在程序23中，电子单元7解有两个未知数的下面两个联立方程的系统：

$\left(\begin{array}{c}{a}_{\mathrm{cons}}=\frac{k_{s1}\times k_{\mu }\times D_1}{M_1\times R}\\ V_{\mathrm{cons}}=\frac{1}{2}\times \frac{k_{s1}\times k_{\mu }\times D_1^2}{M_1\times R}\end{array}\right)---\left(2\right),$

式中a_cons和V_cons是设定的加速度和设定的速度，而k_s1和D₁是未知数。

更具体地说，a_cons和V_cons是希望车辆A在它自己重量的作用下达到的预定的速度和加速度条件。这些预定的速度和加速度条件选择成，既使得它们在车辆A的驾驶员未注意该车辆异常后退的情况下不能被达到，又使得它们足够低以便给驾驶员提供尽可能多的时间作出反应，也就是说使得尽量减小由于车辆的未预期的后退而发生事故的危险。例如，a_cons和V_cons可以分别约为1m·s^-2和0.2m·s^-1。

D₁是持续时间。k_s1是减少的速率，亦即这样的恒定速率：如果车辆的实际质量是最大质量M₁，则制动器3要被从压力P₁释放以便在持续时间D₁结束时达到预定条件a_cons和V_cons所需的恒定速率。

当测试步骤25断定(得出结论)施加给制动器3的实际压力已达到如在步骤24中所估计的阈限压力P₁时，辅助装置8就将制动器3的释放速率设定为值k_s1，并且它的电子单元7开始实施三个另外的测试，它们是涉及步骤26、27和28的测试。

在制动器3释放的速率改变之后，从图4中标记为t₁的时刻开始进行制动器3的第二渐进且受控的释放29。该第二释放29以恒定的速率k_s1线性地进行，也就是说按照下面关系式进行：

P(t)＝P₁-k_s1×(t-t₁)        (3)，

式中t和P(t)或P分别是时间t和在该时间t期间施加给制动器3的压力，对t和t₁选择同一原点或起始时刻。

如从图4可以看出的，k_s1低于制动器3在程序23中释放的第一速率，该第一速率高到使得程序23尽可能地短。

测试步骤26在于回答关于车辆A是否已开始移动的问题。如果未开始移动，则重复该测试步骤26，而释放步骤29以预定的第二速率继续进行。

当测试步骤26断定车辆A已开始移动时，在步骤30中根据车辆A在它自己的重量作用下开始移动的实际时间与估计时间之间-也就是在车辆A的实际运动的时刻和如果车辆A的质量此处是最大质量M₁如该运动应该已开始时刻计算的时刻之间-的时间差Δt估计车辆A的最大质量M₁和实际质量之间的差值ΔM。差值ΔM用下面关系式计算：

$\mathrm{\Delta M}=\frac{k_{s1}\times k_{\mu }\times \mathrm{\Delta t}}{g\times \sin \left(\alpha \right)\times R}---\left(4\right),$

根据ΔM，假设ΔM＝M₁-M₂，则很容易得到车辆A的实际质量的估计值M₂。

一旦确定了ΔM和M₂，则电子单元7仍在步骤30计算对释放制动器3的速率的校正，并因此确定在释放制动器3时的新的恒速k_s2，车辆A的实际质量的估计值M₂是基于该新的恒速的。

更具体的说，电子单元7通过解如下系统来确定速率k_s2，该速率作为具有两个未知数的联立方程的其中一个未知数：

$\left(\begin{array}{c}{a}_{\mathrm{cons}}=\frac{\mathrm{\Delta M}}{M_1}\times g\times \sin \left(a\right)+\frac{k_{s2}\times k_{\mu }\times D_2}{M_1\times R}\\ V_{\mathrm{cons}}=\frac{\mathrm{\Delta M}}{M_1}\times g\times \sin \left(a\right)\times D_2+\frac{1}{2}\times \frac{k_{s2}\times k_{\mu }\times D_2^2}{M_1\times R}\end{array}\right)---\left(5\right),$

式中D2是另一个未知数，亦即从制动器3的释放速率的第二改变也就是从减少的速率k_s1到减少的速率k_s2的转换至达到所述预定的条件a_cons和V_cons所花的时间。

在图4中，发生制动器3的释放速率的第二改变的时刻用t₂标出。在该时刻t2，施加给制动器3的压力已经达到P₂所标示的数值。

一确定了减少的速率k_S2，就从时刻t₂开始前进到制动器3的第三渐进且受控的释放步骤31，然后施加给制动器3的压力P或P(t)按照下面关系式线性减小：

P(t)＝P₂-k_S2×(t-t₂)      (6)，

式中t和t₂选择相同的原点和开始时刻。

在测试步骤27中，电子单元7检验是否已达到预定的速度和加速度条件a_cons和V_cons。为此，仅对这两个条件中的一个条件亦即对设定的加速度a_cons进行测试。一旦达到该加速度a_cons，就认为速度和加速度条件二者都达到了。也可以在这两个条件每个都实际上达到之后-无论同时达到还是在不同时刻达到，才认为达到了这两个条件。

当测试步骤27认为已达到速度和加速度条件a_cons和V_cons时，电子单元7就使制动器3的释放中断一第二时间周期，该第二时间周期的预定持续时间有利地在1秒和10秒之间。施加给制动器3的压力保持32在基本恒定的水平的事实使车辆A由于它自己的重量而移动的加速度基本上固定在数值a_cons处。

无论是朝后退的方向还是朝相反的方向，车辆A开始移动的事实都能提醒驾驶员未施加或者未足够稳定地施加停车制动器的事实。驾驶员然后通过施加停车制动立即作出反应，而车辆A的速度仍然低，因此该车辆A与障碍物碰撞的危险非常小。

当第二时间周期结束时，制动器3的释放重新开始(继续进行)，该释放例如以像在程序23中第一次释放制动器3时所应用的预定速率进行，该步骤用标号33标示。

在测试步骤28中，电子单元7检验已施加给制动器3的压力是否已达到零值。只要制动器3受到非零的制动压力，测试步骤28就有规律地重复。当制动器3不再受到制动压力时，电子元件7中止方法20，该方法20的结束用标号34表示。

制动器3的在程序23期间的第一释放由于速率高而快速发生。它在车辆A在其自己的重量作用下开始移动之前停止。车辆A的这种运动在制动器3以第二释放速率k_S1释放的同时发生，也就是以这样的速率发生，即，在该速率下机动车辆总体上趋向于预定的速度和加速度条件a_cons和V_cons。该运动发生的时刻用于校正制动器3的释放速率，以便更精确地趋向于预定的速度和加速度a_cons和V_cons。

在进行逐渐释放制动器3的方法20的同时，电子单元7有规律地实施测试步骤35，在该步骤35中电子单元7检验是否存在起动车辆A的命令。该命令可以例如是踩下车辆A的加速踏板的动作。只要没有检测到起动车辆A的命令，就有规律地重复测试步骤35而不进行其它程序。相反，如果在起动的命令之后检测出车辆A起动而不后退，电子单元7就立即中止逐渐释放制动器3的方法20，并用制动器的快速释放来代替该逐渐释放，以便车辆A不再像它开始离开那样保持后退。

本发明不限于上面说明的实施例。尤其是，本发明不限于液压制动系统的情况。相反，本发明还包括其中制动系统具有某种其它类型的情况，尤其是电制动系统的情况。