專利名稱：用于確定機動車輛中離合器接合點的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于確定機動車輛中離合器接合點的方法和裝置。
背景技術：
在裝備有坡道起步輔助系統(也簡稱為HLA (Hill-Launch-Assist)系統)的車輛 中，駕駛員能將他的腳從剎車踏板上移走并接著踩加速踏板，而此時車輛不向后倒。HLA系 統維持液壓制動壓力并因此使機動車輛保持在靜止狀態，直到離合器接合點確定才后釋放 制動壓力。 由于僅當離合器接合時，發動機扭矩傳送至車輪，車輛才可以起步，因此通過使用 控制軟件確定離合器接合點對于HLA系統的良好運行具有特別重要的意義。如果離合器接 合點未被仔細和精確地確定，就會由于制動壓力被釋放時發動機扭矩沒有傳送至車輪而導 致車輛往后倒，或由于離合器仍接合時施加制動壓力而導致發動機熄火，從而造成發動機 速度降至零。 通常使用感測離合器或離合器踏板位置的模擬傳感器來確定離合器接合點。離合 器接合可以通過使用這種模擬傳感器來測量并存儲，或傳感器信號可以用作另外的感測邏 輯的輸入信號，該傳感邏輯在操作過程中測量離合器接合點并存儲每次離合器接合的離合 器接合位置以用于下次使用。然而，用于確定離合器接合位置的這種模擬傳感器增加了結 構復雜性并因此增加了 HLA系統的成本。 此外，使用軟件感測離合器接合點來解決上述問題的方法也已證明是不適當的， 因為使用這些方法會存在過遲的釋放或不期望的釋放，在這些方法中，離合器接合點的感 測是基于發動機速度下降的確定，或在這些方法中利用了慣性效應。 GB 2 376 997 A號專利文件公開了一種用于監測離合器接合點的裝置，在該裝置 中，測量和/或估計內燃機產生的扭矩和旋轉加速度。在該文中，通過感測測量的發動機扭 矩和測量的旋轉加速度之間的比例的顯著下降來監測離合器接合點。 EP 1 327 566 Bl號專利文件公開了一種起步輔助控制裝置，為了檢測起步時的 顛簸，其具有一個或多個用于感測信號的感測裝置和用于形成起步期望信號的估算單元， 其中，該估算單元估算例如傾斜角度傳感器的信號以確定是否超過預定閾值。
發明內容
基于上述背景技術，本發明的目的是提供用于確定機動車輛中離合器接合點的方 法和裝置，其允許以相對小的結構設計可靠地確定離合器接合點。 本目的通過根據獨立權利要求1的特征的方法以及根據權利要求8的特征的裝置 來實現。 用于確定可以通過發動機來驅動的機動車輛中離合器接合點的方法具有以下步 驟-確定發動機工作狀態所特有的多個輸入信號；以及
_用多個互不相關的基準評估這些輸入信號，以確定離合器接合點；-其中，這些基準中的至少一個作為發動機狀態的函數至少暫時被停用。 根據本發明，使用各種發動機特有信號或基準來確定離合器接合點。具體說，使用
發動機速度和發動機速度的變化速率、節氣閥開口和節氣閥位置的變化速率以及計算的發
動機扭矩作為輸入信號。這些信號從傳動系統控制模塊經CAN (Control led Area Network,
控制區域網絡)總線傳送至制動控制模塊，因此并不會增加結構復雜性或增加硬件成本。應當注意到，由于各輸入信號的質量或信息力(informative power)以及使用都
限定為當前工作狀態的函數，因此沒有一個基準其本身適用于精確確定離合器接合點。為
此，最好采用其內使用用于確定離合器接合點的基準的特定操作窗口。這些操作窗口取決
于輸入信號的工作范圍以及接合過程中的特定時間點。平行或同時使用所有基準。如果通
過這些基準中的一個確定了離合器接合點，則根據HLA系統釋放液壓制動壓力。 盡管本發明特別適用于具有坡道起步輔助系統的機動車輛，但本發明并不受其
限制。更多有益的應用實例例如是液壓制動控制系統或電動駐車制動(EPB = "Electric
Parking Brake")，因為本發明也可以允許使用在這些系統中避免使用的用于確定離合器
接合位置的模擬傳感器。 如果釋放基準中的一個觸發或啟動了釋放，制動壓力就通過HLA系統釋放。通過
釋放信號可能實現的最精確地觸發或啟動對于能實現車輛的平穩啟動是極為重要的。如果
觸發過早發生，車輛可能向后倒下坡(即，期望行駛方向的反方向)。如果觸發過遲發生，在
離合器接合過程中制動仍起作用，可能會造成發動機熄火。 根據本發明的一個實施例，具體可以使用以下釋放基準 a)"慣性基準":感測由離合器接合所引起的轉動慣量的變化(發動機扭矩和發動 機速度之間的關系)； b)"靜態扭矩基準":確認發動機速度足夠高到能控制車輛而發動機扭矩和轉速處 于穩定的狀態； c)"扭矩基準":感測發動機扭矩足夠大到能控制車輛時由離合器接合所引起的發 動機扭矩的下降； d)"時間控制基準":感測離合器慢慢接近離合器接合點而發動機扭矩保持恒定的 狀態；以及 e)"發動機熄火基準"感測會導致發動機熄火的快速離合器接合。
可以在說明書和權利要求中找到進一步的改進。
以下，將通過優選的示例性實施例并參考附圖對本發明進行更詳細地解釋，其 中 圖1所示為說明根據一個實施例的發明的確定離合器接合點的過程中時間表的 流程圖； 圖2所示為說明平行使用用于發明的確定離合器接合點的不同基準的總圖；以及 圖3至圖7所示為說明圖2中總圖中各基準的應用的圖解。
具體實施例方式圖1所示為說明發明的確定離合器接合點過程中的典型時間表的流程圖。離合器
接合狀態由傳感器基于發動機速度、發動機扭矩、加速踏板的位置以及基于這些信號隨時
間的變化感測。釋放基準在離合器接合的不同階段中以各種方式使用這些輸入信號。圖l
示出了示例性的時間表，同時示出了哪個基準對啟動制動釋放是有效的。 這里，由于持續的離合器接合位置信號不可用，所以離合器接合位置本身是未知
的。離合器接合可發生在釋放離合器踏板后的特定時期(畫有陰影線的區域)。在這個時
期，由于加速踏板的啟動，發動機扭矩已達到特定扭矩水平，并且所述扭矩水平必須足夠大
以使車輛在發動機不熄火的情況下起步。坡道起步輔助應當平緩地發生，使駕駛員察覺不
到制動的釋放。 在下文中，首先說明根據圖1的時間表中的各連續階段。 在時間"a"之前，機動車輛是停止的。HLA系統是有效的并且制動壓力已經確定。
在階段"a-b"中(即在時間"a"和"b"之間)，駕駛員通過釋放離合器踏板的同時 踩下加速踏板來啟動坡道起步輔助進程。 在階段"b-c"中，可以基于發動機扭矩和發動機速度變化速率計算慣性基準(1)。 該基準允許提早釋放起步進程并因此有助于更平穩的起步輔助進程，但其僅在該階段中有 效或可以使用。此外，例如由駕駛員"亂踩"加速踏板造成的發動機速度的顯著變化必須被 感測到以避免釋放錯誤地發生。 在階段"c-d"中，使用靜態扭矩基準(2)確定穩定的發動機扭矩和發動機速度水 平。還對扭矩是否足夠高到以加速車輛進行檢查。 在階段"d-e"中，使用扭矩基準(3)來感測離合器接合引起的發動機速度下降。如
果發動機速度已經下降，則這個基準出現的稍遲，這能被駕駛員察覺到。 在階段"e-f"中，在離合器接合過程中，可基于靜態扭矩基準(2)導致釋放的狀態
也出現得很晚。 在階段"d/e-g"中，發動機熄火基準(5)應感測發動機可能熄火的情況，并且通過 釋放制動壓力來避免這種情況。如果發動機速度快速地下降低于空轉速度，釋放發生，但這 被駕駛員清楚地察覺。 在階段"c/d-g"中，時間控制基準(4)與靜態扭矩基準(2)非常類似。穩定扭矩 狀態和旋轉速度狀態也被確定，但也檢查不能以其它方式確定的緩慢接合過程(不變的節 氣閥位置和非常緩慢的離合器接合)。這些狀態必須通過使用定時器來確認以避免釋放錯 誤地發生，并且駕駛員因此能察覺到它們。 駕駛員通常不能察覺到制動的釋放。因此，提早釋放基準為平穩的起步進程作出 很大貢獻。不過，這些基準必須受到限制以避免釋放錯誤地發生，并且在某些條件下它們是 無效的。 共同使用以上描述的所有釋放基準保證了在所有操作狀態的釋放。 在下文中，首先通過使用總圖以及參照圖2來說明根據本發明的方法。 在步驟S10中，車輛是停止的。在步驟Sll中，執行檢測以確定HLA系統是否啟動。
若否，轉至步驟S16( "HLA系統沒有啟動")。如果根據步驟Sll的詢問，HLA系統啟動，那
么在步驟S12中維持制動壓力，并在步驟S13中平行估算釋放基準100到700進行信號處理，這在以下會更詳細說明。而且，在步驟S14中執行檢查以確定駕駛員是否已自行進行釋 放。如果是，在步驟S15中釋放制動壓力并且轉至步驟S16( "HLA系統未啟動")。
根據圖3，在慣性基準100的情況中，首先在步驟S101中執行與因與節氣閥位置 有關的輸入或因加速踏板的啟動而引起的發動機速度變化有關的預先選擇。在步驟S102 中，執行檢查以確定節氣閥開口是否足夠大。步驟S103用于檢查節氣閥位置的變化是否發 生的足夠慢(TP_dot這里表示隨時間推進的節氣閥位置)。在步驟S104中，檢查發動機速 度是否在預定的限定值之間。在步驟S105中，檢查發動機速度是否仍接近設定值。在步驟 S106中，檢查扭矩信號是否示出了相對于節氣閥輸入的足夠動力。在步驟S107中，根據特 定的公式計算虛擬慣性信號。在步驟S108中，考慮發動機速度和計算的扭矩信號之間的時 間延遲。步驟S109用于將不同的靈敏性考慮為當前狀態的函數。在步驟S110中，釋放液 壓制動，以使車輛起步成為可能。 根據圖4，在"靜態扭矩"基準200的情況中，在第一個步驟S201中執行檢查以確 定節氣閥開口或加速踏板位置是否超過第一限定值XI (即足夠大)。如果是，在步驟S202 中執行檢查以確定是否也超過第二限定值X2(即節氣閥開口甚至更大)。根據步驟S202中 檢查得出的"是"或"否"，在不同的路徑S203和S208執行檢查以確定扭矩是否穩定在較高 水平。為了這個目的，應用反扭矩，離合器踏板位置改變。如果步驟S203或S208中詢問的 結果為"是"，在步驟S204和在步驟S209中執行檢查以確定發動機速度是否保持穩定并且 未超過預定界限。如果是，在步驟S205或步驟S210中執行檢查以確定否已超過時限Timel 或Time2。如果是，在步驟S206中進行詢問以確定"踏板速率"是否在預定義的限定值內。 這用于避免由于加速踏板位置的突然改變而導致的釋放的錯誤發生(即檢查信號的似然 性)。如果步驟S206的檢查結果是肯定的，在步驟S207中釋放液壓制動，以使車輛起步成 為可能。 根據圖5，在"計時"基準400的情況中，首先在步驟S401中執行檢查以確定節氣 閥開口是否超過預定的限定值(即執行檢查以確定加速踏板是否啟動)。如果是，在步驟 S402中執行檢查以確定發動機速度是否穩定(即不存在動態)。如果是，在步驟S403中執 行檢查以確定牽引力矩是否足夠大。如果步驟S403的檢查給出了肯定的結果，在步驟S404 中進行詢問以確定是否已超過預定時限(即該狀態在相對長的時限也存在)。如果是，在步 驟S405中釋放液壓制動，以使車輛起步成為可能。 根據圖6，在"發動機熄火"基準500情況中，首先在步驟S501中進行詢問以確定 節氣閥開口隨時間的變化是否超過預定的限定值。如果是，根據步驟S505，系統等待預定時 間段到期以避免啟動錯誤地發生。如果步驟S501中的檢查結果是否定的或如果步驟S505 中的時期已到期，在步驟S502中進行詢問以確定隨時間推進的節氣閥開口是否為負，用以 確保發動機扭矩的下降不是由信號故障或信號峰值所引起的。若步驟S502中的檢查是肯 定的結果，在步驟S503中執行檢查以確定發動機速度和空轉速度(=N_idle)之間的差是 否下降低于預定值。如果是，在步驟S504中釋放液壓制動，以使車輛起步成為可能。
根據圖7，在"傾斜"基準600中，首先在步驟S601中執行檢查以確定傾斜和/或 坡度對于僅用于下面表面相對較大傾斜的基準是否足夠大。在步驟S602中，執行檢查以確 定傾斜信號是否停止(即車輛是否變成完全停止)。如果"是"，在步驟S603中執行檢查以 確定節氣閥開口或加速踏板的啟動是否足夠大(即駕駛員必須踩下加速踏板)。如果是，在
6步驟S604中執行檢查以確定牽引力矩是否足夠大(即足夠大到允許車輛起步)。如果是， 在步驟S605中使用傾斜信號確定車輛的移動(由施加于制動輪上的牽引力矩施加)。隨 后，在步驟S606中釋放液壓制動，以使車輛起步成為可能。
權利要求
一種用于確定能通過發動機驅動的機動車輛中離合器接合點的方法，具有以下步驟-確定發動機工作狀態所特有的多個輸入信號；以及-在多個互不相關的基準下評估這些輸入信號，以確定離合器接合點；其中，這些基準中的至少一個作為發動機狀態的函數至少暫時被停用。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，平行評估這些基準中的至少一些并且最 好是全部。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，為這些基準的至少一個、最好是為全 部這些基準在各種情況下預定義特定的操作窗口，該操作窗口內各基準用于確定離合器接 合點。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，發動機工作狀態所特有的多 個輸入信號包含一個或多個以下信號發動機速度，發動機速度的變化速率，節氣閥位置， 節氣閥位置的變化速率。
5. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，對用于確定離合器接合點 的多個基準，對以下狀態中的至少一個、最好是全部進行檢查(a) 由離合器接合引起的轉動慣量變化的狀態("慣性基準")；(b) 發動機扭矩和發動機速度穩定的狀態("靜態扭矩基準")； (C)由離合器接合引起的發動機扭矩下降的狀態("扭矩基準")；(d) 當接近離合器接合點時發動機扭矩保持恒定的狀態("時間控制基準")；以及(e) 會導致發動機熄火的離合器快速接合的狀態("發動機熄火基準")。
6. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，不評估模擬離合器位置信 號來確定離合器接合點。
7. 根據上述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，基于確定的離合器接合點， 施加于機動車輛的制動壓力通過坡道起步輔助系統釋放。
8. —種用于確定機動車輛中離合器接合點的裝置，其特征在于，該裝置設計為執行上 述權利要求中的任一項所述的方法。
全文摘要
本發明涉及一種用于確定機動車輛中離合器接合點的方法和裝置。根據本發明的方法具有以下步驟確定發動機工作狀態所特有的多個輸入信號；以及在多個互不相關的基準下評估這些輸入信號，以確定離合器接合點；其中，這些基準中的至少一個作為發動機狀態的函數至少暫時被停用。
文檔編號F16D48/08GK101793296SQ201010107610
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月29日 優先權日2009年2月2日
發明者盧西恩·利波克, 托馬斯·萊因霍爾德·維克 申請人:福特全球技術公司