专利名称：用于帮助机动车辆启动的系统和方法
技术领域：
本发明涉及机动车辆，并且具体地涉及一种用于帮助机动车辆的驾驶员从小山启动车辆的系统和方法。
背景技术：
众所周知，当在斜坡上起动或启动机动车辆时，问题是如果驾驶员未正确地使保持车辆静止在斜坡上的制动器的释放与离合器的结合协调地工作，则车辆会沿与预期行驶方向相反的方向行进。另一个问题是，如果在释放用于保持车辆的制动器之前，离合器结合至沿期望的方向移动车辆的状态，那么制动器会发出噪声。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于帮助驾驶员启动、特别是在斜坡上启动的系统和方法。根据本发明的第一方面，提供了一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的系统，该系统包括用于监测变速箱的输入轴的旋转的变速箱输入传感器、用于从机动车辆的发动机向输入轴提供驱动的电子控制离合器、用于将机动车辆保持在静止位置的至少一个电子控制驻车制动器和基于从变速箱输入传感器接收的信号使电子控制离合器的结合与驻车制动器的释放同步进行的控制器，其中控制器是可操作的，以在驻车制动器的释放过程中控制离合器的结合使输入轴基本上产生零转动。这具有在释放驻车制动器的同时机动车辆不会后退或爬行的优点。当完全释放驻车制动器时，控制器可以是可操作的，以增加离合器的结合。控制器可以是进一步可操作的，以在感测到输入轴将要发生反向转动时重新运用驻车制动器。控制器可以是可操作的，以在启动开始之后的短的预定时间段内未实现输入轴的正向旋转时应用驻车制动器并使离合器脱离。根据本发明的第二方面，提供了一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的方法，其中该方法包括在启动过程中基于输入轴相对于变速箱的动作控制离合器的结合，以在释放驻车制动器时使输入轴基本上产生零旋转。这具有在释放驻车制动器的同时机动车辆不会后退或爬行的优点。该方法还可以包括使驻车制动器的释放与离合器的结合同步进行，以使输入轴产生期望的零旋转。该方法还可以包括当已完全释放驻车制动器时增加离合器的结合。该方法还可以包括在启动开始之后的短的预定时间段内未实现输入轴的正向旋转时使驻车制动器完全结合而使离合器脱离
现在将通过实例参照附图对本发明进行说明，在附图中图1是机动车辆的示意框图，其中该机动车辆具有根据本发明的一个方面的启动帮助系统。
具体实施例方式参照图1，其示出了具有发动机10的机动车辆5，其中发动机10经由电子控制离合器11驱动多档变速箱12。变速箱12经由传动轴14、差速器15d和两个半轴15L、15R驱动机动车辆5的两个后轮6L、6R。机动车辆5还具有两个非驱动前轮4L、4R，并且四个轮4L、4R、6L、6R中每一个都具有与其相关的用于制动机动车辆5的制动器7。机动车辆5还具有电子控制摩擦驻车制动器31，驻车制动器31的操作受到制动控制器30的控制。该类型的驻车制动器在其释放时使制动力逐渐减小。电子控制器20被布置成从位于机动车辆5上的各传感器接收多个输入。这些传感器包括用于监测离合器踏板16的位置的离合器位置传感器21、用于监测制动踏板17的位置的制动器踏板传感器22、用于监测加速器踏板18的位置的需量传感器23和用于监测输入轴13相对于变速箱12的动作的变速箱输入传感器M。电子控制器20在机动车辆5的正常运行期间是可操作的，以基于从离合器踏板传感器21接收的信号对电子控制离合器11的操作进行控制。电子控制器20还与制动控制器30连接并且向制动控制器30提供控制信号。将意识到的是，控制器20和制动控制器30可以形成为单一控制器的部分，或者可以是如图1 所示的分开的控制器。在从静止启动的过程中，驾驶员遵循的正常步骤是压下离合器踏板16使离合器 11脱离，挂上变速箱12中的期望档位，压下加速器踏板18，并且在离合器11接合的同时释放驻车制动器31。在许多情况下，这将产生完美的可接受的启动，而没有不期望的结果。然而，如果要在斜坡上进行车辆启动，那么使离合器11的接合与驻车制动器31的释放同步进行是比较困难的且能力有限，或者经验不足的驾驶员有时发现，要使车辆在初始时不沿斜坡向下行进(后退)或不拖拽制动器，则难以进行这样的启动。因此，如下所述，在初始车辆速度为零的启动状态下，控制器20是可操作的，以通过控制离合器11的接合以及驻车制动器31的释放来帮助驾驶员。在启动过程中，输入轴13初始是静止不动的，随着正确地进行启动，输入轴13将仅仅沿着一个方向旋转，即，沿着使车辆5在期望的方向上移动所需的方向旋转。为便于说明，期望的或正的方向是如从离合器11观察的顺时针方向。随着出现后退的未正确进行的启动，输入轴13将沿着非正确的或反方向旋转，即沿着逆时针旋转。将意识到的是，不论正试图沿着斜坡向上前进地驱动车辆5还是沿着斜坡向上倒退地驱动车辆5，这些方向是相同的。因此，通过使用变速箱输入传感器M来确定输入轴13旋转的方向，使得如果在释放驻车制动器31时检测到输入轴13的任何非正确的逆时针旋转，控制器20则能够增加离合器11的结合。在驻车制动器31的释放阶段中，目的是使输入轴13产生零旋转运动，并在这之后增加结合以实现输入轴13的正向旋转。如果离合器11所增加的结合不能使输入轴13产生期望的零旋转或者顺时针旋转，那么可操作控制器20，向制动控制器30发送信号以重新运用或者完全运用驻车制动器31，从而防止车辆后退或者离合器烧毁。在从启动程序开始的时间起预定时间段过去之后，重新运用该驻车制动器31。短的预定时间段可以是大约几秒种。可选择地，如果在重新运用驻车制动器31之前发动机10的速度快速下降并且离合器11的结合不能使输入轴13产生期望的顺时针旋转，则可操作控制器20，以增加从发动机10输出的动力需求，其与加速器踏板的需求无关。重申一次，在从启动程序开始的时间起短的时间段过去之后重新运用驻车制动器31。虽然在上述优选实施方式中感测了输入轴的旋转，然而旋转速度传感器的使用也可以产生类似的结果。在这种情况下，在驻车制动器31的释放阶段中，控制器20是可操作的，以试图使输入轴13产生零旋转速度，但是由于不知道旋转方向，因此操作不太准确并且离合器可能不得不在增加的结合位置和减小的结合位置之间循环以获得零旋转速度。假定已获得了输入轴13的期望旋转，在释放驻车制动器31之后的离开阶段中，控制器11使离合器11逐渐结合至其完全结合位置。在该阶段中，监测发动机10的旋转速度，以确保其未下降至预定水平以下，如果旋转速度确实下降至预定水平以下，则重新运用驻车制动器31并且使离合器13完全脱离。更详细地，当机动车辆5的驾驶员压下加速器踏板18并且释放离合器踏板16时， 控制器20从初始静止位置基于从变速箱输入传感器M接收的信号监测输入轴13的旋转。 初始地，由于变速箱12内的齿隙被吸收(如果驻车制动器31将要形成为后轮制动组件7的部分，那么差速器内的齿隙也将被吸收)，因此输入轴13将出现小的顺时针旋转，然后因为驻车制动器31的作用阻止车辆5运动而使输入轴13的旋转趋于零。然后，控制器20向制动控制器30发送信号，要求释放驻车制动器31。当制动控制器30释放驻车制动器31时， 控制器20监测输入轴13的运动并且控制离合器11的结合，使得输入轴13不发生逆时针旋转并且输入轴13不发生顺时针旋转。实际上，由于难以获得完美零旋转并且需要防止反向旋转，因此可能会出现非常小量的顺时针旋转。该零旋转的状态被称为‘咬入条件’并且维持该状态直至已完全释放驻车制动器， 此时，控制器20开始离开阶段并进一步使离合器11结合，以试图使输入轴13产生顺时针旋转并且将持续该动作，直至离合器11完全结合并且车辆出现前进运动，或者直至已过去了短的预定时间段。如果离合器13已达到完全结合并且车辆正沿着期望的方向移动，那么离合器结合的控制回复至正常离合器踏板控制，并且控制器20基于从离合器踏板传感器21接收的信号来使离合器11结合和脱离。如果在帮助启动的过程中，机动车辆5的驾驶员完全压下离合器踏板16，那么控制器20认为这是放弃启动信号，将立即重新运用驻车制动器31并且使离合器11完全脱
1 O将意识到的是，如果驾驶员经由加速器踏板18所要求的需求不足以成功启动并且驾驶员没有对发动机速度的快速下降作出反应，则必须采取行动以防止车辆5后退或者发动机停转。
控制器20处理该情况的一种方式是，当离合器11已几乎完全结合、但是输入轴13 的顺时针旋转没有出现或者没有达到零输入轴旋转的‘咬入条件’时，重新运用驻车制动器 31并且使离合器11脱离。该驻车制动器31的重新运用出现在短的预定时间段过去之后。处理这种情况的第二种方法是向控制器20提供暂时控制发动机的要求。在这样的情况下，当离合器11已结合预定量(如60% )并且输入轴13的顺时针旋转没有出现或者没有达到‘咬入条件’时，控制器20逐渐增加发动机10输出的要求，其与加速器踏板位置无关，如果这在短的预定时间段内未能产生所需的零旋转或者顺时针旋转，那么为了防止离合器烧毁，可操作控制器20以重新运用驻车制动器、使离合器脱离并回复至加速器踏板控制发动机的要求。将意识到的是，举例而言，如果驾驶员选择错误的档位并且在该选定的档位下不能从这样的斜坡上启动车辆，则增加发动机10输出的要求将往往不能成功地启动车辆。虽然针对本发明用在驾驶员操作离合器踏板的完全手动传动的机动车辆上已进行了描述，然而，将意识到的是本发明还可以应用于自动手动变速箱布置，在该变速箱布置中，没有驾驶员可操作的离合器踏板，而对变速箱的输入驱动是经由离合器进行的。在这种布置中，离合器通常受到电子控制，因此，通过使控制器用于控制正常的离合器操作并且还用于操作驻车制动器，能够获得相同的功能性。将意识到的是，本发明并不局限于与驱动车辆的后轮一起使用。还将意识到的是，驻车制动器31可以并入制动组件7中的一个或多个，不必成为如图1所示的摩擦传动致动器。因此，总体而言，本发明提供了一种通过监测输入轴的转动并控制机动车辆的离合器以在启动的制动器释放阶段中获得输入轴的零转动并在启动的离开阶段中获得输入轴的正向转动来帮助在斜坡上启动机动车辆的系统和方法。本领域技术人员将意识到的是，虽然通过实例参照一个或多个实施方式已对本发明进行了描述，然而本发明并不局限于所公开的实施方式；并且在不背离本发明的随附权利要求中限定的范围的情况下，可以对公开的实施方式作出一处或多处润饰或者构建可选择的实施方式。
权利要求
1.一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的系统，所述系统包括用于监测变速箱的输入轴的旋转的变速箱输入传感器、用于从所述机动车辆的发动机向所述输入轴提供驱动的电子控制离合器、用于将所述机动车辆保持在静止位置的至少一个电子控制驻车制动器和基于从所述变速箱输入传感器接收的信号使所述电子控制离合器的结合与所述驻车制动器的释放同步进行的控制器，其中所述控制器是可操作的，以在所述驻车制动器的释放过程中控制所述离合器的结合使所述输入轴基本上产生零转动。
2.如权利要求1所述的系统，其中当完全释放所述驻车制动器时，所述控制器是可操作的，以增加所述离合器的结合。
3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述控制器是进一步可操作的，以在感测到所述输入轴将要发生反向转动时重新运用所述驻车制动器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述控制器是可操作的，以在所述启动开始之后的短的预定时间段内未实现所述输入轴的正向旋转时应用所述驻车制动器并使所述离合器脱离。
5.一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的方法，其中所述方法包括在启动过程中基于输入轴相对于变速箱的动作控制离合器的结合，以在释放驻车制动器时使所述输入轴基本上产生零旋转。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括使所述驻车制动器的释放与所述离合器的结合同步进行，以使所述输入轴产生期望的零旋转。
7.如权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括当已完全释放所述驻车制动器时增加所述离合器的结合。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在所述启动开始之后的短的预定时间段内未实现所述输入轴的正向旋转时使所述驻车制动器完全结合而使所述离合器脱离。
9.一种机动车辆，其具有如权利要求1至4中任一项所述的用于帮助在斜坡上启动所述机动车辆的系统。
10.一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的系统，其基本上如在本文中参照附图所述。
11.一种用于帮助在斜坡上启动机动车辆的方法，其基本上如在本文中参照附图所述。
12.—种机动车辆，其基本上如在本文中参照附图所述。
全文摘要
公开了一种用于帮助启动车辆的方法和系统，在该系统和方法中，在释放保持车辆5静止的一个或多个制动器31的同时，控制器20响应于输入轴13的感测动作对电子控制离合器11的接合进行控制，以使输入轴13产生零旋转，并且在释放了一个或多个制动器31之后使离合器13完全结合，从而使输入轴13产生正向旋转。
文档编号B60W10/184GK102372002SQ20111021647
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年8月10日
发明者I.哈勒隆, M.罗伯克斯克 申请人:福特环球技术公司