运行机动车中纵向引导的驾驶员辅助系统的方法和机动车的制作方法

文档序号:3851384
专利名称:运行机动车中纵向引导的驾驶员辅助系统的方法和机动车的制作方法
技术领域
本发明涉及一种本发明涉及ー种用于运行机动车中纵向引导的驾驶员辅助系统-尤其是ACC系统-的方法,该机动车具有作为调节机构的用于手动/人力操纵离合器的离合器踏板,其中,驾驶员辅助系统被设计成用于实施至少ー个行驶干预,以调节机动车的速度。此外,本发明涉及ー种具有这种纵向引导的驾驶员辅助系统的机动车。
背景技术
机动车中纵向引导的驾驶员辅助系统在现有技术中是已知的。在最简单的实施方案中,涉及ー种所谓的速度调节设备(GRA),其中驾驶员可以选择希望速度,然后驾驶员辅助系统通过制动干预或加速干预调节到该速度。为了在跟随行驶中也能够使用这种纵向引导的驾驶员辅助系统,已经提出了所谓的ACC系统(adaptive cruise control (自适应巡航控制系统)),其具有两种运行模式。在自由行驶模式中,如由速度调节设备已知的那样, 在此情况下调节到希望速度。但是,如果存在比希望速度行驶得更慢的前行车辆,则ACC系统在ー种跟随模式下运行,其中,通过制动和加速干预,相对于作为调节目标的前行车辆调节到一定的间距,大多与ー个时间间隔相关。该调节间距在此可以设计成也可以通过驾驶员修改。这种纵向引导的驾驶员辅助系统,尤其是ACC系统,也可在手动换挡的机动车中使用。在手动换挡的机动车中,驾驶员手动/人力地通过作为调节机构的离合器踏板操纵手动换挡变速机构的离合器。在具有手动换挡变速机构的机动车中的ACC系统的先决条件是,有效的前进挡位被挂入并且传动系,因而包括离合器,是完全闭合的,即存在接合的状态。否则ACC功能被去激活或者不可激活。为了调节机动车的速度,ACC系统或一般地纵向引导的驾驶员辅助系统也常常利用发动机的减速或者惯性燃料切断(Schubabschaltung),以便利用拖曳カ矩减速(发动机制动)。一旦机动车的发动机进入燃料切断(状态),机动车就利用由此施加的牵引阻カ来减速,牵引减速度可以取决于发动机变型和挂入的挡位不同地并且非常显著地形成。在已知的纵向引导的具有手动换挡变速机构的机动车中使用的驾驶员辅助系统,尤其是ACC系统中存在各种问题。第一组问题在于,不能够完全地提供一定的要求的目标加速(度)或目标制动減速(度)。这将依据ー个示例详细说明。在一个示例性的机动车中,如果发动机处于燃料切断状态,拖曳カ矩减速度为-0. 8m/s2。如果机动车在打开的离合器下自由滚动地运行(滑行运行(Segelbetrieb)),产生的机动车减速度将为Om/s2。利用在机动车运行中可调节的カ矩,可以形成在>-0. 2m/s2的范围中的机动车加速度。但是这意味着,在接合状态下具有相当大的、不可以或者很难进行调节的加速度区段。纵向引导的驾驶员辅助系统的调节在此情况下常常出现的问题在于,尽管可以实现机动车的轻微减速或向前滚动,但是发动机方面的燃料切断力矩并且由此拖曳カ矩阻カ过高,因此机动车比通过驾驶员辅助系统实际希望的更强烈地变慢。由此带来的结果是,驾驶员辅助系统因此被迫向发动机发出力矩要求,从而结束燃料切断,因为速度应该较小程度地减低。由此不利地出现ー些对舒适性具有负面影响的副作用。驱动(方式)的转换通常是可觉察到的并且导致“急冲的(ruckeligen)”总效应。此外已知一些发动机变型,其中不能够精确地调节小的カ矩要求,此时所述的“急冲效应(RuckelefTekt) ”可能会非常強烈并且导致振动,因为发动机通常提供过高的カ矩,这以后会由于不希望的过高的速度增加而导致纵向引导的驾驶员辅助系统的调节功能在力矩转变之后又难于降低カ矩要求或者在极端情况下甚至必须短暂地操控制动器。这可能也会导致制动颤抖(Bremslichtflackern)。如果发动机的运行模式过快变换到燃料切断或者从燃料切断出来,那么对于纵向引导的驾驶员辅助系统的功能而言,这也损害舒适性,因为这些影响直接地经传动系反馈到机动车上。为了克服这些舒适性问题,曾经建议在纵向引导的驾驶员辅助系统的调节功能内使用用于控制发动机和制动器的确定的滞后作用,这隐含的缺点在于,在这些状况下未干净利落地调节到希望速度,或者类似地,不能够准确地保持希望间距或调节间距。在具有手动换挡变速机构的机动车中使用的现今的纵向引导的驾驶员辅助系统的另ー个缺点是,通常不能够实施优化消耗的措施,例如使用(惯性)滑行运行或类似运行。 为了能够运行纵向引导的驾驶员辅助系统,必须挂入ー个有效的前进挡位并且传动系必须完全闭合,这意味着离合器必须闭合。不能够实现驾驶员辅助系统的优化消耗的驾驶策略,在该驾驶策略中,机动车在传动系脱开时自由滚动或在离合器上具有打滑的条件下行驶。

发明内容
本发明的目的因此在于,在舒适性和能量消耗方面改进在具有手动换挡变速机构的机动车中使用的纵向引导的驾驶员辅助系统。为了实现这个目的,在一种开头所述种类的方法中,按照本发明规定,使用被设置作为离合器附加操纵元件的离合器致动器,用于自动地打开和闭合离合器,其中,在调节速度时也确定希望的离合器打滑并且相应地控制离合器致动器。按照本发明因此使用ー种机动车,该机动车包括一个原则上手动换挡的变速机构,该变速机构具有用于操纵离合器的离合器踏板,离合器踏板因而作为调节机构。在此情况下尤其是可以通过离合器踏板实现离合器的纯机械式的打开和闭合,例如通过拉索。与此相独立地,设置ー个另外的调节机构,即离合器致动器,该离合器致动器可以自动地打开和闭合离合器,而不必操纵离合器踏板。离合器致动器例如可以设计为伺服马达实现并且优选直接地作用在离合器上,SP例如直接地作用于离合器盘上。两个调节机构此时并列地作用于离合器,这样它们原则上是独立的一一至少就打开离合器而言。因为即使当离合器致动器已经将离合器闭合,也可以随时由驾驶员通过离合器踏板打开离合器。驾驶员掌握对离合器的绝对操控权,这样也涉及到一种手动换挡变速机构,它对于纵向引导的驾驶员辅助系统提供了有利的其它可能性。因此按照本发明規定,不仅确定作为纵向引导的驾驶员辅助系统的调节功能的输出參数的加速度/加速要求(其作为负的加速度值也包括减速度要求),而且附加地在调节速度时确定希望的离合器打滑。然后相应于该离合器打滑控制离合器致动器。即本发明概括地規定,纵向引导的驾驶员辅助系统针对它的驾驶策略也可以包含离合器致动器。通过该离合器致动器,纵向引导的驾驶员辅助系统可以要求希望的离合器打滑并且由此要求在传动系上的被调节的力传递。但是适宜的是可以要求O — 100%的离合器打滑,其中0%的离合器打滑对应于闭合的离合器,100%的离合器打滑对应于打开的离合器。由此可给驾驶员辅助系统提供ー个另外的自由度。在除了通常的离合器闭合的运行模式以外现在具有其它的运行模式之后,该自由度首先原则上允许更好地进行纵向调节,以便实现实际希望的要求。在可以形成带有打滑的离合器或打开的离合器的这些状态之后,尤其是至今为止不能调节的或者只能很困难地调节的加速度区段变得可用了。以这种方式可以显著地改善驾驶舒适性。此外也可以应用例如在滑行运行中工作的优化消耗的驾驶策略。总体上可以实现在运行中不那么频繁地控制发动机和制动器。因此概括地说,可以取决于至少ー个g在降低机动车的能量消耗和/或提高驾驶员的舒适性的标准来确定离合器打滑,尤其是在一个优化的范围内。依据当前的加速度要求和传动系状态以及通过行驶动力学方程描绘的行驶状况,驾驶员辅助系统可以应用优化消耗和优化舒适性的调节策略,其中也可以在部分或完全打开的离合器下工作。 此外可以规定,如已经说明的那样,在要求离合器打滑时,在不控制机动车的另外的制动系统情况下,产生ー个位于发动机的拖曳カ矩减速度和在打开的离合器情况下的滑行运行中给出的滑行运行减速度之间的目标减速度。在此可以部分地打开离合器,从而要求在传动系上的被调节的カ传递,该カ传递允许扩展可能的目标减速度的范围。为此不需要使用除发动机制动以外的其它制动系统。按照本发明,在通过离合器打滑扩展的速度调节的范围中,除了其中离合器被完全闭合的运行模式以外,此外可以有利地作为其它的运行模式使用滑行运行一一在该滑行运行中离合器被完全打开,和/或在完全打开的离合器和同时的制动干预下的运行,和/或在部分打开的离合器下尤其是在发动机上存在驱动カ矩的情况下的运行。在驾驶员辅助系统的驾驶策略内因而可以增添可以借助于离合器致动器附加地实现的其它运行模式。因此可以设想,实现ー种具有完全打开的传动系的自由滚动的机动车(滑行运行)。如果机动车的传动系完全打开,那么也可以附加地进行制动干预。最后可以设想,以ー个驱动カ矩(例如经怠速调节器(Leerlaufregler)自动地调节)和一种被调节的离合器状态,即带0和100%之间的离合器打滑,来运行机动车。特别是在最后所述的运行模式下,在通过离合器打滑实现了一种“阻尼”之后,可以更好地表示至今为止不能够调节的力矩范围和进入燃料切断以及从燃料切断中出来的转变或者舒适地设计这些转变。以这种方式可以反映也包括离合器致动器与手动换挡变速机构的组合的变换器一变速器(Wandler-Getrieben)的舒适性。按照本发明的方法由此总体上导致在驾驶员辅助系统的运行内驾驶舒适性的提升。可以更好地实现纵向调节,因为为了实现这一点可以有多种运行模式。此外可以实现少的能量消耗,因为一方面可以实现更好的、消耗优化的驾驶员辅助系统并且另一方面在运行中较少地操控发动机和制动器。本发明还涉及ー种机动车,其包括作为调节机构的用于手动操纵离合器的离合器踏板,设置作为离合器附加调节机构的、用于自动地打开和闭合离合器的离合器致动器和纵向引导的驾驶员辅助系统,尤其是ACC系统,该驾驶员辅助系统具有被设计成用于实施按照本发明的方法的控制器。通过使用可以由控制器直接地和/或间接地控制的离合器致动器,由此可以在调节速度时在确定离合器打滑之后也使用希望的离合器打滑,其中如此控制离合器致动器,以出现希望的离合器打滑。关于按照本发明的方法的全部实施方案可以类似地转移到按照本发明的机动车上,使得由此也能够实现所述的优点。


本发明的其它优点和细节由以下描述的实施例以及根据附图给出。在附图中图I示出了按照本发明的机动车的原理简图,图2示出了对于本发明主要的涉及传动机构的部件的原理简图,以及图3示出了用于说明按照本发明的方法的简图。
具体实施方式
图I示出了按照本发明的机动车I的原理简图,机动车包括带有变速机构/变速器3的发动机2,变速机构可通过换挡杆4由驾驶员手动/人力地换挡,为此必须使传动机构脱开。如基本上公知的那样,为此使用离合器踏板5,由驾驶员使离合器踏板主动地运动,以打开或闭合离合器。此外设有加速踏板6,它调节燃料供给并由此将期望驱动カ矩提供给发动机2。最后还设有制动踏板7,它以已知的方式控制制动系统8的制动器。图2现在以原理图的形式示出了机动车I的主要部件。示出了变速机构3,它具有变速机构输入轴9或曲轴10,变速机构输入轴或曲轴可以经离合器11相互可逆地接合和脱开。为此,如已述的那样,一方面使用可由驾驶员主动操纵的离合器踏板5。如果离合器踏板被踏下,那么离合器11众所周知地被打开,如果离合器踏板又被松开,那么离合器11闭合。因此离合器踏板5形成ー种调节机构,该调节机构在本实施例中纯机械地作用于离合器11,尤其是通过在图2中仅仅示意示出的直接作用于离合器上的拉索12。此外设置附加调节机构13,即离合器致动器14,该离合器致动器可以设计成伺服马达并且优选直接地布置在变速机构3中。由此离合器致动器14也可以与拉索12并列地直接地作用在离合器上。但是当然也可以考虑调节机构的其它的设计方案。机动车I此外还包括一种在图I中仅仅示意示出的纵向引导的驾驶员辅助系统
15,在此处是一种ACC系统(自适应巡航控制系统)。驾驶员辅助系统15包括一控制器16,通过该控制器也可以控制离合器致动器14。该控制器16被设计用于实施按照本发明的方法,包括用于确定与希望的加速度/加速要求(其作为负的加速度要求也包括减速度要求)并列的、希望的离合器打滑(离合器打滑要求)。依据确定的离合器打滑,离合器致动器14被如此地控制,即形成希望的离合器打滑。驾驶员辅助系统15经在此处仅仅示意示出的机动车母线17与另外的机动车系统18连接,从这些另外的机动车系统可以获得各种不同的信息,尤其是周围环境数据,或者可以输出要求,例如已经提及的加速度要求,借此可以控制作为另外的机动车系统18的制动系统8和发动机2。调节机动车的速度的纵向引导的驾驶员辅助系统的基本功能在现有技术中是已知的并且在此处不做详细说明。
如已经描述的那样,控制器16被设计用于实施按照本发明的方法,该方法的原理通过图3进行进ー步说明。由驾驶员辅助系统15的功能机构19,具体地说即速度调节机构,不再仅仅输出加速度要求20 (和必要时其它的由现有技术已知的參数),而是还附加地确定离合器打滑21,该离合器打滑可以位于0%和100%之间,其中0%对应于完全打开的离合器11,100%对应于完全闭合的离合器11。功能机构19知晓这些被集成到使用的驾驶策略中的可能性。当前使用ー种_在降低机动车I的能量消耗的标准和ー种目的在于提高驾驶员的舒适性的标准,必要时进行合适的优先顺序划分。通过使用离合器打滑21的附加自由度,除了实现离合器11被完全闭合所处于的运行模式以外,还能够开辟其它的运行模式,这些运行模式可以用于满足舒适性和低消耗的要求。作为其它的运行模式在此有a)滑行运行(Segelbetrieb),在该滑行运行中,离合器11被完全打开,b)在完全打开的离合器11并且同时经制动系统8进行制动干预下的运行,以及 c)在部分打开的离合器11并且在发动机2上存在驱动カ矩的情况下的运行。正是所述的运行模式c)能够有利地达到至今为止不可调节的加速度要求,例如在发动机2的拖曳カ矩减速度和在打开的离合器11时的滑行运行中给出的滑行运行减速度之间的目标减速度。通过离合器打滑21以阻尼方式进行作用,可以更舒适地设计进入燃料切断或从燃料切断中出来的转换。运行模式a)和b)尤其也有助于降低能量消耗,因为在总体上也只需较少地控制发动机2和制动系统8。因而在本发明的范围内,也可以在具有基本上手动切换的离合器11的机动车I中提高驾驶舒适性和应用优化消耗的策略。
权利要求
1.一种用于运行机动车(I)中的纵向引导的驾驶员辅助系统(15)——尤其是ACC系统——的方法,所述机动车具有作为调节机构的用于手动操纵离合器(11)的离合器踏板(5),其中,驾驶员辅助系统(15)被设计成用于实施至少一个行驶干预,以调节机动车(I)的速度,其特征在于,使用作为离合器(11)的附加调节机构(13)设置的、用于自动地打开和闭合离合器(11)的离合器致动器(14),其中,在调节速度时也确定希望的离合器打滑并且相应地控制离合器致动器(14)。
2.根据权利要求I所述的方法,其特征在于,能要求0%至100%的离合器打滑。
3.根据权利要求I或2所述的方法,其特征在于,根据至少一个旨在降低机动车(I)的能量消耗和/或提高驾驶员的舒适性的标准——尤其是在优化的范围中——确定离合器打滑。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在要求离合器打滑时,在不控制机动车(I)另外的制动系统(8 )的情况下,产生一个位于发动机(2)的拖曳力矩减速度和在打开离合器(I)滑行运行时给出的滑行运行减速度之间的目标减速度。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在通过离合器打滑扩展的速度调节的范围中,除了在其中离合器(11)闭合的运行模式以外,作为另外的运行模式,使用在其中离合器(11)被完全打开的滑行运行,和/或在完全打开离合器(11)并且同时进行制动干预下的运行,和/或在部分打开离合器(11)且尤其是在发动机(2)上存在驱动力矩情况下的运行。
6.一种机动车(1),包括作为调节机构的用于手动操纵离合器(11)的离合器踏板(5),作为离合器(11)的附加调节机构(13)设置的、用于打开和闭合离合器(11)的离合器致动器(14)和纵向引导的驾驶员辅助系统(15),尤其是ACC系统,所述驾驶员辅助系统具有被设计成用于实施根据上述权利要求中任一项所述的方法的控制器(16)。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行机动车(1)中的纵向引导的驾驶员辅助系统(15),尤其是ACC系统,的方法,机动车具有作为调节机构的用于手动操纵离合器(11)的离合器踏板(5),其中,驾驶员辅助系统(15)被设计成用于实施至少一个行驶干预,以调节机动车(1)的速度,其中,使用作为离合器(11)的附加调节机构(13)设置的、用于自动地打开和闭合离合器(11)的离合器致动器(14),其中,在调节速度时也确定希望的离合器打滑并且相应地控制离合器致动器(14)。
文档编号B60W30/14GK102806914SQ201210167020
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者A·布罗伊, M·霍尔茨曼 申请人:奥迪股份公司
再多了解一些
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