专利名称：：主制动器坡起辅助系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于车辆的坡起辅助系统。
背景技术：
：过去，已经提出了各种各样的坡起辅助系统，用于在车辆位于坡路上时因车辆正以小于某个预定最低速度值行驶而自动保持车辆制动器。典型的坡起辅助系统将在车辆位于坡^各时保持车辆静止不动，以允许车辆驾驶员在期望行驶方向上开动车辆，同时防止车辆在相反方向上溜车。坡起辅助系统可能在以下场合中对车辆驾驶员非常有利，车辆是装载沉重货物的卡车，并且不希望车辆在与期望方向相反的方向上溜车的愿望可能会使车辆动力传动系为克服车辆运动惯性而过载。许多坡起辅助系统包括各式各样的用于启动系统和使系统不工作的输入。在授予布劳恩的共有美国专利5,137,127中披露了机动车坡起辅助系统的一个例子，该文献的披露内容作为参考被完全纳入本文。许多坡起辅助系统的作用是保持车辆制动器管线内的液压，该车辆制动器管线提供液压给各车轮刹车分泵，以减慢和/或停住接触地面的车辆负重轮。
发明内容为此，本发明提供一种用于车辆的坡起辅助系统，包括制动器系统，其包括用于人工操作制动器系统的刹车操作机构，制动器系统可选择地按照止动配置、解除配置和控制止动配置来配置，在止动配置中，制动器系统通过刹车才喿作机构被人工保持，从而车辆负重4仑速度约为0rpm,在解除配置中，制动器系统将大体上不禁止至少一个车辆负重轮的转动，在控制止动配置中，车辆负重轮速度约为0rpm;用于至少部分控制制动器系统的控制器，其中如果刹车操作机构被人工解除，则控制器将选择性发送信号以保持制动器系统处于控制止动配置中，并且当制动器系统处于控制止动配置时，如果在变速器被手动摘至空挡状态后已经过了一段预定时间，则控制器将发送信号给该制动器系统以解除制动器。本发明还提供一种用于控制车辆的坡起辅助系统的方法，包括检测车辆坡度，该车辆坡度表示车辆倾向于在车辆制动器系统未处于止动配置时在第一车辆行驶方向上运动的倾向；检测变速器指定的车辆行驶方向；当>^佥测到的变速器指定的车辆行驶方向不是第一车辆行驶方向时，将制动器系统重新配置至控制止动配置；当制动器系统在检测到的变速器指定的车辆行驶方向是第一车辆行驶方向时被人工解除时，允许制动器系统从止动配置转变至未制动配置。本发明又提供一种控制车辆的坡起辅助系统的方法，包括检测从变速器系统中的挡位挂合位置到多个空挡位置中的至少一个的换挡；在车轮速度被限制在预定值的预定容差内的情况下，保持制动器系统处于控制止动配置中；将制动器系统从控制止动配置重新配置到解除配置，其中如果在从挡位挂合位置到空挡位置的摘挡后已经过了一段预定时间，则制动器系统将大体上不禁止至少一个车辆负重轮的转动。现在参见附图，具体示出了示范实施例。尽管附图表示某些实施例，但附图不一定是按比例的并且某些特征可能被放大、除去或者局部剖开，以便更清楚地示出和解释本发明。此外，本文所述的一些实施例不是详尽的或不是要以其它方式限制或束缚权利要求至如附图所示和如以下的具体说明书所述的具体形式和配置。图1是表示根据一个实施例的坡起辅助系统的示意图。图2是表示根据一个实施例的、包括坡起辅助系统的车辆的示意图。图3是表示根据一个实施例的、包括坡起辅助系统的车辆的示意图。图4是表示根据一个实施例的方法的步骤的流程图。具体实施例方式图1示意表示车辆20。车辆20包括用22示意表示的坡起辅助系统、控制器24和动力传动系26。动力传动系26包括发动机30、变速器32、离合器34、扭矩传动系统36、前车轮38和后驱车轮40。控制器24可以是专用的坡起辅助控制器或者可以被调整用于包括例如发动机和/或变速器控制的附加功能。发动机30的转速通过节气门42来控制，节气门的位置通过节气门传感器44被检测。发动机30通过离合器34被有效连接在变速器32上。当发动机与变速器32接合时，发动机30的工作使扭矩传动系统36的至少一部分和后驱车轮40转动，并且后驱车轮40的转速和转向通过由选挡机构46所选择的齿轮组合来控制。选挡机构可以是手动的或者可以包括一个控制变速器32的操作机构。在所示实施例中，控制器24通过选挡机构46与变速器保持联系，并且可以确定变速器32是否处于空挡。就是说，控制器能检测输入来确定车轮40是否将被变速器32的一部分限制转动。坡起辅助系统22也包括制动器开关48和总体以50表示的制动器系统。制动器系统50包括车轮制动器52、制动器控制阀54、人控刹车操作机构56、和制动器位置传感器58。在所示的实施例中，车轮制动器52是从轻型至重型载重卡车的主制动器。制动器位置传感器58的工作能提供表示车辆制动器52是否处于接合状态或断开状态(人控刹车操作机构56是被启动或被解除)的信号。在所示实施例中，制动器开关48是由驾驶员操作的手控开关，它能使坡起辅助系统22投入工作，从而制动器52可以在人控刹车操作机构56已被解除后还保持才喿作状态，这在以下将详加说明。在其它实施例中，制动器开关可以通过控制器例如控制器24被自动操作，或者可以由驾驶员来控制。坡起辅助系统22也包括至少一个速度传感器，其作用是检测并提供表示所选速度条件如地速、发动机速度、地速变化和发动机速度变化中的至少一个的信号。地速例如可以从变速器输入轴速度传感器60、车轮速度传感器64或变速器输出轴速度传感器62中导出。系统22还包括车轮速度传感器64和;皮^各传感器66。尽管车辆20如图所示地包括一个控制器24,但车辆20可以包括任何数量的控制器，其中包括专用于制动器系统50和坡起辅助系统22的专用控制器。车轮速度传感器64可以向控制器24发送表示车轮38、40是否正在转动以及转速的信号。坡路传感器66表示车轮38、40是否将在制动器52被解除时转动(车辆20是否运动)。如果车辆处于完全平坦的水平3各面，则车4仑38、40将不会在制动器52被解除时转动。当坡路传感器66探测到水平路面时，由于不平路面会导致车4仑38、40转动，所以代替用于探测车轮38、40处的路7面高度的传感器，或者除了该传感器之外，坡路传感器还可以包括用于探测车轮38、40是否纟皮迫运动的传感器。在所示实施例中，车轮制动器52通过加压流体如空气或适当的制动流体被操作，所述流体在压力下从制动器控制阀54被送往各车轮刹车分泵(未示出)，该车轮刹车分泵被机械连接至制动器并且其在加压时的操作将使制动器被接合，这对车辆制动器领域的技术人员来说是众所周知的。参见图2,车轮38、40接触地面G并且可以通过发动机30被驱动转动。坡路传感器66(图l)检测车辆20的坡度a。就是说，坡路传感器66向控制器24发出表示前车轮38是否在距水平面H的高度方面高于后驱车轮40的输入信号。控制器24可利用来自坡路传感器66的此输入信号来假定车辆20将倾向于在制动器52被解除时在箭头R的总体方向上运动。参见图3,车轮38、40接触地面G，并且坡路传感器66(图l)检测车辆20的坡度p。就是说，坡路传感器66向控制器24发送表示前车轮38是否在距水平面H的高度方面低于后驱车轮40的输入信号。控制器24可利用来自坡路传感器66的此输入信号来假定车辆20将倾向于在制动器52被解除时在箭头F，的总体方向上运动。通常，如果前车轮38在距水平面H的高度方面高于后驱车轮40，则车辆20将处于上i皮，而如果前车轮38在距水平面H的高度方面低于后驱车轮40,则车辆20将处于下坡。坡路传感器66可以探测是否存在坡路，或者可以探测表示坡度的数值。控制信号C是由如图1所示的控制器24提供的输出信号。控制信号C可以是被传送给制动器控制阀54的电信号。制动器控制阀54可以是电磁驱动阀，它接收控制信号C并且可以在例如车速低于预定值如3英里/小时的情况下被操作来关闭阀54。制动器阀54可以接收来自供应源(未示出)的加压流体，而压力不能从制动器52的刹车分泵中放泄掉，并且制动器52将保持在接合状态，无论驾驶员是否已解除人控刹车操作机构56。坡起辅助系统22可以结合被选作为要由控制器24处理的信息的速度状态信号来探测一个或多个所选的动力传动系26状态的变化，例如离合器位置和/或节气门位置的变化。坡起辅助系统22随后可以发挥作用，从而控制信号C可以有效地命令控制阀54在速度状态信号已增大至足以达到预定值时，例如在速度信号小于预定值的情况下当节气门前移或离合器被接合时，断开制动器52。就是说，如果驾驶员期望开动车辆20,则系8统22将检测车辆20是否已经开始运动，并且在所期望的时刻，例如在达到足够的速度时或足够大的扭矩由发动机30被传递给动力传动系26时，系统将解除制动器52。因此，系统22可以在人控刹车操作机构56已被解除后保持车辆20处于止动配置中(通过例如制动器如制动器52),接着，该系统可以在驾驶员期望车辆20开动时解除制动器(通过使车辆20惯性滑行或者利用动力传动系26使车辆爬坡)。表1列出坡起辅助系统22的逻辑归纳的例子。具体地说，表1表示坡起辅助系统22在所冲企测的车辆工况中发给制动器系统50的输出指令。坡起辅助逻辑表表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>负大于0摘入空挡解除0%0摘入空挡在程序可控时间后解除(可以3秒不采取4亍动)0%大于0摘入空挡在程序可控时间后解除(可以3秒不采取行动)在表1的说明中，在人控刹车操作机构56,皮解除时，解除命令可以是来自控制器24的解除制动器52的实际命令，或者可以是不存在启动制动器52的命令。车辆20依据传感器如坡度传感器66也处于0%坡路上或中性坡度上，该传感器表示车辆20是否将会在制动器52被解除时运动。筒单而言，在一个实施例中，如果i皮起辅助系统:故启动了，则i皮起辅助系统22在变速器32被摘入空挡后3秒断开制动器52。即，如果坡起辅助系统22已被启动(制动器系统50处于控制止动配置中)，则制动器52将防止车轮38和40中的至少一个转动。如果变速器32后来被摘入空挡，则坡起辅助系统22将在3秒后解除制动器52(制动器系统50处于解除配置中)。在另一个实施例中，坡起辅助系统22不能在驾驶员希望解除人控刹车操作机构56且想下坡惯性滑行时接合制动器52,例如当车辆处于上坡(车头朝上)且变速器32处于倒挡时或者当车辆处于下坡且变速器32处于前进挡时，如果人控刹车搡作机构56被解除，如表1所示，则坡起辅助系统22将不会启动制动器52来阻止车4仑40的转动。参见图4，示出了坡起辅助系统22的操作的一个实施例。在步骤200中，坡起辅助系统22被启动。即，例如挡控制器24检测到来自各传感器的输入时，图4的逻辑步骤被启动。在步骤210中，系统22确定制动器52是否通过人控刹车操作机构56被启动。如果步骤210的确定结果为肯定的，则系统22的逻辑进至步骤220。如果步骤210的确定结果为否定的，则系统22逻辑返回步骤210。在步骤220中，系统22确定车辆20速度是否约为0。在该确定步骤的实施例中，来自车轮速度传感器64的输入被探测。车辆20速度可以是0,或者可以是接近0的某个值，或者车轮38或40速度可以是0转/分(rpm)内的某个容差。如果步骤220的确定结果为肯定的，则系统22逻辑进至步骤230。如果步骤220的确定结果为否定的，则系统22逻辑进至步骤210。10在步骤230中，系统22确定制动器开关48是否"打开"。如果制动器开关48是打开的，则坡起辅助系统22被启动，从而制动器52可以在人控刹车操作机构56被解除后仍保持操作状态。如果制动器开关48是关闭的，则制动器52将不会在人控刹车操作机构56被解除后仍保持操作状态。如果步骤230的确定结果为肯定的，则系统22逻辑进至步骤240。如果步骤230的确定结果为否定的，则系统22逻辑进至步骤250。在步骤240中，系统22确定变速器32是否处于空挡。就是说，系统22确定，如果人控刹车操作机构56被解除，则是否将允许车轮40转动。如果步骤240的确定结果为肯定的，则系统22逻辑返回步骤210。如果步骤240的确定结果为否定的，则系统22逻辑进至步骤250。在步骤250中，系统22确定车辆坡度是否将导致车辆在大体与变速器32所规定的行驶方向相同的方向上被推动。就是说，例如坡度传感器66给控制器24发出表示前车轮38的距水平面H的高度大于后驱车轮40的距水平面H的高度的输入信号(车辆将倾向于在图2的箭头R方向上运动，或者说上坡)，或者发出表示车辆处于大约0%坡度、或车辆处于下坡的输入信号，系统22逻辑进至步骤260。在步骤260中，坡起辅助系统22被启动，从而制动器52将不会在人控刹车操作机构56被解除时被解除(控制止动配置)，并且系统22逻辑进至步骤270。系统22的这一操作可能牵涉到操纵制动器控制阀52、提供液压和/或气压给制动器52,或者可能牵涉到其它合适的系统22变化，用于保证制动器52将不会在人控刹车操作机构56被解除时被解除。在步骤270中，系统22确定变速器32是否以让变速器32处于空挡状态的方式被换挡，在步骤270中，系统22检测变速器32何时摘入空挡。如果系统22在步骤260中已被启动，则步骤2704企测驾驶员何时将变速器从倒挡转换至前进挡或者从前进挡转换至倒挡。如果步骤270的确定结果为肯定的，则系统22逻辑进至步骤280。如果步骤210的确定结果为否定的，则系统逻辑22返回步骤290。在步骤280中，坡起辅助系统22将延迟一段程序可控的时间，3秒钟不采取行动，接着，系统22逻辑进至步骤310。在步骤290中，系统22确定车辆20是否正被发动机30在行驶方向上推动(驾驶员期望开动车辆)。如果步骤290的确定结果是肯定的，则系统22逻辑进至步骤300。如果步骤290的确定结果是否定的，则系统22ii逻辑返回步骤270,并且无论人控刹车操作机构56是被启动或被解除，系统22都保持制动器52工作。在步骤300中，如果放开了人控il"板，系统22将解除制动器52。就是说，如果人控踏板未被放开，则系统22逻辑从步骤290进至步骤270。而如果人控踏^反一皮放开，则系统22逻辑进至步骤310。在步骤310中，坡起辅助系统22将解除制动器52并且系统22逻辑接着返回步骤210。在从步骤200至步骤310的逻辑流过程中，驾驶员可能从未解除人控刹车操作机构56,结果就不需要系统22保持车辆处于止动配置。如果驾驶员在系统22逻辑处于步骤260和步骤310之间时解除人控刹车操作机构56(当系统22被启动时)，则制动器52将被保持在控制止动配置中。在解除配置中，制动器系统50大体上将不禁止至少一个车辆负重轮38、40的转动。在止动配置中，制动器系统50禁止至少一个车辆负重轮38、40的转动。在所示实施例中，当车辆20被停在坡上时(图2和图3),在驾驶员已解除人控刹车操作机构56以后，坡起辅助系统22在制动器52处保持制动液压和/或气压。如果车辆20被停在上坡路上(如图2所示，车前侧是头朝上)，并且车辆处于前进挡，则坡起辅助系统22将在驾驶员解除人控刹车操作机构56时保持制动器压力。如果驾驶员希望车辆向后运动一小段距离(下坡)，则驾驶员可以在解除人控刹车操作机构56之前将变速器置入倒挡。尽管某些制动系统可以在此情况下启动自动制动器系统，但在一个实施例中，坡起辅助系统22将不保持制动器52,由此允许驾驶员靠惯性滑行使车辆20溜坡，同时不会利用车辆的动力传动系26来推动车辆20移动。在车辆处于下坡路上且变速器处于前进挡的情况下，当人控刹车操作机构56#1解除时，坡起辅助系统22将以相似的方式工作。尽管系统22在这里被描述成可利用制动器52实现控制止动配置的方式来操作，但可以采用其它手段，用于在人控刹车操作机构被驾驶员人工解除时保持车辆20处于止动状态。尽管坡起辅助系统22的操作方法的多个步骤按照一个示范顺序被列一次操作可以执行多个步骤。此外，一个或多个步骤可以在完成另一个或多个步骤之前被启动，或者一个或多个步骤可以在其它步骤启动之后但完成之前(即在其执行过程中)被启动和完成。图4的流程图是作为用于操作系统22的一个例子来il明的。此外，可以单独或者与选择的动力传动系26状况如节气门位置和/或离合器位置结合地采用选择的车辆20速度状况的许多变量，以提供所期望的信息以便控制器如控制器24加以处理，由此提供输出信号如信号C,用于在坡起辅助条件下操作制动器系统50。于是，例如控制信号C可以被用于打开制动器阀排流口(未示出)，以解除系统50。除了上述内容之外，动力传动系26状况例如节气门位置和/或离合器位置的信号可以与速度条件信号相结合地被处理，以便按照所期望的方式实现制动器52的接合或者断开，例如当节气门前移(例如在步骤290中)时和/或离合器34接合时，使制动器52断开，尽管速度条件信号低于用于解除制动器52的期望值。给出以上说明只是为了表示和描述本发明的系统和方法的实施例。这技术人员将会理解，在不背离本发明范围的前提下，可以完成各种修改和可以用等同来替换其要素。此外，在不超出实质范围的情况下，可以完成多种改动来使某种情况或某种材料适应本发明的教导。因此，不想将本发明局限到作为被认为是实施本发明的最佳方式而加以披露的特定实施例，而是本发明将包含所有落入权利要求书范围的实施方案。在不背离本发明的精神或范围的前提下，本发明可以按照除已做具体解释和说明的方式之外的方式来实施。本发明的范围只由后续的权利要求书来限定。权利要求1.一种用于车辆(20)的坡起辅助系统(22)，包括制动器系统(50)，包括用于人工操作该制动器系统(50)的刹车操作机构(56)，其中该制动器系统(50)可选择地按照止动配置、解除配置和控制止动配置来配置，在该止动配置中，该制动器系统(50)通过该刹车操作机构(56)被人工保持，从而车辆负重轮(38，40)的速度约为0rpm，在该解除配置中，该制动器系统(50)将大体不禁止至少一个车辆负重轮(38，40)的转动，在该控制止动配置中，该车辆负重轮(38，40)的速度约为0rpm；用于至少部分控制该制动器系统(50)的控制器(24)，其中如果该刹车操作机构(56)被人工解除，则该控制器(24)将选择性发送信号以保持该制动器系统(50)处于该控制止动配置中，并且当该制动器系统(50)处于该控制止动配置时，如果在变速器(32)被手动摘至空挡状态后已经过了一段预定时间，则该控制器(24)将发送信号给该制动器系统(50)以解除该制动器(52)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该制动器系统(50)将选择性操作以降低车辆(20)的速度。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当该制动器系统(50)处于该控制止动配置时，无论驾驶员是否操作该刹车操作机构(56)，车轮(3S,40)速度都不会提高。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于检测变速器(32)指定的车辆行驶方向的传感器(24，46)。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括用于检测车辆(20)坡度的传感器(66),其中该车辆(20)坡度表示车辆倾向于在车辆(20)制动器系统(50)处于解除配置时在第一方向上运动的倾向。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，当探测到的变速器(32)指定的车辆行驶方向是该第一行驶方向时，该控制器(24)适于阻止将该制动器系统(50)重新配置到该控制止动配置。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于检测变速器(32)是否在空挡的空挡检测机构(24,46)。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，当该空挡检测机构(24,46)检测到变速器(32)处于空挡时，该控制器(24)适于阻止将该制动器系统(50)重新配置到该控制止动配置。9.一种用于控制车辆(20)的坡起辅助系统(22)的方法，包括检测车辆坡度，其中该车辆坡度表示车辆倾向于在车辆制动器系统(50)未处于止动配置中时在第一车辆行驶方向上运动的倾向；检测变速器(32)指定的车辆行驶方向；当检测到的变速器(32)指定的车辆行驶方向不是第一车辆行驶方向时，将该制动器系统(50)重新配置到控制止动配置；当该制动器系统(5O)在检测到的变速器(32)指定的车辆行驶方向是第—车辆行驶方向时被人工解除时，允许该制动器系统(50)从止动配置转变至未制动配置。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测变速器指定的车辆行驶方向包括检测变速器(32)的挂合前进挡。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测变速器指定的车辆行驶方向包括检测变速器(32)的挂合倒挡。12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括检测变速器(32)空挡，并且在变速器(32)处于多个空挡位之一中时，阻止该制动器系统(50)被重新配置到控制止动配置。13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该制动器系统(50)的止动配置包括车轮(38，40)速度被限制在预定值的预定容差内。14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将制动器系统(50)配置到控制止动配置的操作是在制动器系统(50)被人工解除时执行的。15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括当制动器系统(50)处于控制止动配置中时无论驾驶员是否操作刹车操作机构都阻止车轮(38，40)速度的提高。16.—种控制车辆(20)的坡起辅助系统(22)的方法，包括检测从变速器(32)系统中的挡位挂合位置到多个空挡位置中的至少一个的换挡；在车轮(38,40)速度被限制在预定值的预定容差之内的情况下，保持制动器系统(50)处于控制止动配置；将制动器系统(50)从控制止动配置重新配置到解除配置，其中如果在从挡位挂合位置到空挡位置的摘挡之后已经过了一段预定时间，则制动器系统(50)将大体上不禁止至少一个车辆负重轮(38,40)的转动。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括当制动器系统(50)在4全测到的变速器(32)指定的车辆行驶方向不是第一车辆行驶方向时被人工解除时，将制动器系统(50)保持在止动配置中。18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括检测变速器(32)空挡，并且在变速器(32)处于多个空挡位之一中时，阻止该制动器系统(50)被重新配置到控制止动配置。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述阻止该制动器系统(50)被重新配置到控制止动配置是在变速器(32)处于多个空挡位之一中时进行的。20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括当制动器系统(50)处于控制止动配置时，无论驾驶员是否操作刹车操作机构(56)都阻止车轮(38，40)的转动。全文摘要车辆用坡起辅助系统的一个实施例包括制动器系统，其具有用于人工操作制动器系统的刹车操作机构。制动器系统可选择地按照止动配置、解除配置和控制止动配置来配置，在止动配置中，制动器系统通过刹车操作机构被人工保持，从而车辆负重轮的速度约为0rpm，在解除配置中，制动器系统将大体上不禁止至少一个车辆负重轮转动，在控制止动配置中，车辆负重轮的速度约为0rpm。坡起辅助系统还包括用于至少部分控制制动器系统的控制器。如果刹车操作机构被人工解除，则控制器将选择性发送信号以保持制动器系统处于控制止动配置。当制动器系统处于控制止动配置时，如果在变速器被手动摘至空挡状态后已经过了一段预定时间，则控制器将发信号给制动器系统以解除制动器。文档编号B60W10/18GK101497335SQ20091000196公开日2009年8月5日申请日期2009年1月24日优先权日2008年1月24日发明者B·A·卡勒,G·W·德维托,J·M·沃克,L·多,M·阿姆塞伦,S·M·格罗纳申请人:伊顿公司