用于控制差动制动装置的方法与流程

本发明涉及一种用于控制车辆的差动制动装置的方法。本发明还涉及一种用于控制差动制动装置的系统和包括这种系统的车辆。本发明优选能够应用于通常被称为卡车的重型车辆。然而，本发明也能够应用于包括辅助制动装置和差动制动装置的任何其他车辆。

背景技术：

关于通常也被称为卡车的轻型、中型和重型车辆，对车辆制动器总是有很高的要求。这些要求尤其涉及车辆的制动能力，因为车辆制动器需要正确地发挥作用以充分降低车辆速度。

例如，当在相对陡峭的下坡坡道上行驶时(其中，为了防止车辆超过预定的容许速度极限，必须进行制动)，特别相关的是车辆制动器正确地发挥作用。在这种情形中，经常利用车辆的辅助制动装置来降低或维持车辆速度。由此，由于不必完全利用车轮制动器(即，行车制动器)，所以实现了车轮制动器磨损的减轻。因此，当在下坡坡道上行驶时，重要的是正确地控制辅助制动装置，以充分控制车辆的速度。

然而，当接合该辅助制动装置时，存在其中一个车轮将相对于其它车轮打滑的风险。因此，希望在接合该辅助制动装置时的事件期间改善对车辆的控制。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于控制差动制动装置的方法，该方法至少部分地克服了上述缺陷。这通过根据权利要求1的方法来实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制车辆的差动制动装置的方法，该车辆包括至少一个辅助制动装置和至少一个差动制动装置，该辅助制动装置和差动制动装置连接到车辆的一对驱动轮，其中，差动制动装置被布置成控制所述一对驱动轮之间的相对旋转速度，其中，该方法包括以下步骤：接收指示车辆前方的道路的下坡坡道的信号；确定下坡坡道的倾斜度；确定在下坡坡道上行驶时防止车辆的车辆速度超过预定速度极限所需的、所述至少一个辅助制动装置的制动力；并且，如果所确定的所述至少一个辅助制动装置的制动力高于预定阈值极限，则接合所述至少一个差动制动装置以减小驱动轮之间的相对旋转速度，其中，当车辆位于距下坡坡道预定距离处时，所述至少一个差动制动装置被接合。

措词“辅助制动装置”可以涉及不是普通行车制动器(即，不是车轮制动器或驻车制动器)的各种制动装置。该辅助制动装置在车辆的驱动轮上操作。该辅助制动装置例如可以是位于车辆的齿轮箱中的齿轮箱减速器装置。这种齿轮箱减速器装置可以优选布置在齿轮箱的后端处并且连接到齿轮箱的输出轴。辅助制动装置的另一个示例可以是排气制动器。通过关闭来自发动机的排气路径来操作该排气制动器。这又将导致车辆减速。也能够想到其他可替代的辅助制动装置。

在另一方面，“差动制动装置”应理解为被布置成减小车轮或轴之间的相对速度差的制动器。如下面将描述的，该差动制动装置可以被设计为爪形离合器或摩擦制动器。

本发明的一个优点在于：通过在车辆到达下坡坡道之前使所述至少一个差动制动装置接合，所述至少一个差动制动装置将不会暴露于高扭矩载荷。本公开的发明人已经认识到，差动制动装置能够在到达下坡坡道之前被接合，在该下坡坡道处，所述至少一个辅助制动装置将被接合。如上所述，该差动制动装置将不会暴露于高扭矩载荷，而如果在所述至少一个辅助制动装置已经定位在接合状态以降低车辆速度时使该差动制动装置接合，则该差动制动装置将暴露于高扭矩载荷。

通过使该差动制动装置接合，车辆的左手侧和右手侧上的车轮的旋转速度将基本相同，这将降低当下坡行驶时车轮打滑的风险，并且同时通过所述至少一个辅助制动装置降低或维持车辆速度。

此外，如上所述，当车辆位于距下坡坡道预定距离处时，所述至少一个差动制动装置被接合。取决于所使用的特定车辆，该预定距离可以具有不同的长度。因此，该预定距离可以是特定于车辆的距离，或特定于各种应用。因此，该预定距离可以取决于车辆在其上行驶的道路或车辆前方的下坡坡道。该预定距离还可以与刚好在车辆进入下坡坡道之前、在下坡坡道的峰部上的位置有关。因此，该预定距离还可以与在坡道超过预定阈值之前的小距离有关，其中，该预定阈值限定了坡道的角度，在该角度下，所述至少一个差动制动装置将暴露于扭矩载荷。

根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：当车辆在差动制动装置被接合之后在下坡坡道上行驶时，接合所述至少一个辅助制动装置。由此，该差动制动装置被接合，并且车辆可以因此降低速度，或者将速度保持为期望的车辆速度。

根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：在车辆已经在下坡坡道上行驶过之后，使所述至少一个辅助制动装置脱离接合；并且随后使所述至少一个差动制动装置脱离接合。因此，当辅助制动装置被接合时，差动制动装置在整个时间段内被保持接合。由此，当没有暴露于扭矩载荷时，差动制动装置将脱离接合。

根据一个示例实施例，在接合所述至少一个差动制动装置的步骤之前可以进行以下步骤：确定所述至少一个辅助制动装置被接合并且车辆在具有低于预定角度阈值极限的倾斜度的道路上行驶；并且在车辆位于距下坡坡道预定距离处之前，将所述至少一个辅助制动装置脱离接合。由此，辅助制动装置能够在短时间段内脱离接合，在该时间段内，差动制动装置能够被接合，之后，辅助制动装置被接合。

根据一个示例实施例，该方法可以进一步包括以下步骤：确定车辆重量；确定当前车辆速度；并且基于所确定的车辆重量和当前车辆速度来确定制动力。车辆重量可以优选涉及车辆的总重量。

根据一个示例实施例，用于制动力的预定阈值极限可以基于以下项中的至少一个：车辆重量、当前车辆速度以及下坡坡道的倾斜度。因此，该预定阈值极限可以是根据车辆的特定情形和状况而变化的自适应阈值极限。由此，差动制动装置仅在必要时才接合，这将进一步减少其磨损。

根据一个示例实施例，用于制动力的预定阈值极限可以基于以下项中的至少一个：车辆外部的环境温度和下坡坡道的路面特性。

根据一个示例实施例，所述至少一个差动制动装置可以包括爪形离合器，其中，当接合该差动制动装置时，驱动轮之间的相对旋转速度基本为零。

在此上下文中，应将措词“基本为零”理解为允许爪形离合器中的咯咯声(rattle)。该爪形离合器在例如暴露于低扭矩载荷或交变扭矩载荷时可能暴露于这种咯咯声。

根据一个示例实施例，所述至少一个差动制动装置可以包括摩擦离合器，所述至少一个差动制动装置能够接合在完全接合位置或部分接合位置。因此，摩擦离合器可以允许车辆的左手侧和右手侧上的车轮之间的旋转速度的小的相对差异。

根据一个示例实施例，确定下坡坡道的倾斜度的步骤可以基于从记录的道路数据或导航系统接收到的信号来确定。可以将从在较早的时间点在道路上行驶的情形中所记录的数据提供给车辆的控制单元。所记录的道路数据可以从在道路上行驶的特定车辆提供给控制单元，或者经由适当的通信装置提供给车辆的控制单元。

根据第二方面，提供了一种用于控制车辆的差动制动装置的系统，该系统能够连接到车辆，该车辆包括至少一个辅助制动装置和至少一个差动制动装置，该辅助制动装置和差动制动装置连接到车辆的一对驱动轮，其中，差动制动装置被布置成控制所述一对驱动轮之间的相对旋转速度，其中，该系统包括控制单元，该控制单元被配置成：接收指示车辆前方的道路的下坡坡道的信号；确定下坡坡道的倾斜度；确定在下坡坡道上行驶时防止车辆的车辆速度超过预定速度极限所需的、所述至少一个辅助制动装置的制动力；并且如果所确定的所述至少一个辅助制动装置的制动力高于预定阈值极限，则控制所述至少一个差动制动装置以使其接合，以减小所述驱动轮之间的相对旋转速度，其中，当车辆位于距下坡坡道预定距离处时，该控制单元控制所述至少一个差动制动装置以使其接合。

因此，该控制单元被布置成控制各种车辆功能。该控制单元可以专门布置成控制上述系统，或者可以是还控制车辆的其他功能的控制单元。该控制单元可以进一步被布置成接收指示离下坡坡道的距离的信号。

第二方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的那些。

根据第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括至少一对驱动轮、连接到所述一对驱动轮的至少一个辅助制动装置和至少一个差动制动装置，其中，该差动制动装置被布置成控制所述一对驱动轮之间的相对旋转速度，其中，该车辆进一步包括上文关于第二方面描述的系统。

根据第四方面，提供了一种计算机程序，该计算机程序包括程序代码组件，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行上文关于第一方面描述的步骤中的任一个。

根据第五方面，提供了一种承载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序组件，当该程序组件在计算机上运行时，该程序组件用于执行上文关于第一方面描述的步骤中的任一个。

当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例以外的实施例。

附图说明

通过以下对本发明的示例性实施例的示意性而非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及另外的目的、特征和优点，其中：

图1是示出了卡车形式的车辆的示例实施例的侧视图；

图2是图1中的车辆的动力传动系的示例实施例的概略示意；

图3示出了该车辆正在接近下坡坡道；并且

图4是根据示例实施例的方法的流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以很多不同的形式来实施，且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

特别参考图1，提供了卡车形式的车辆100，本公开的方法能够应用于该车辆。如图可见，车辆100包括原动机1(这里为内燃发动机的形式)、和连接在原动机1下游的齿轮箱2。车辆100还包括前轮轴10，该前轮轴10包括一对前可转向轮102、102’。前轮轴10可以是非驱动轮轴或者是驱动轮轴。车辆100还包括第一后轮轴20和第二后轮轴30，其中，当在车辆100的纵向向前行驶方向上看时，第一后轮轴20位于第二后轮轴30的前方。如下面将进一步描述的，第一后轮轴20和第二后轮轴30可以是驱动轮轴。而且，第一后轮轴20包括一对第一后轮104、104’，并且第二后轮轴30包括一对第二后轮106、106’。因此，当在车辆100的纵向向前行驶方向上看时，所述一对车轮包括布置在车辆100的左手侧上的一个车轮104、106和布置在车辆100的右手侧上的一个车轮104’、106’。

参考图2，其示出了该车辆的动力传动系，或者更具体地，示出了原动机1、齿轮箱2以及到第一后轮轴20和第二后轮轴30的连接。因此，在图2中描绘的示例实施例中，第一后轮轴20和第二后轮轴30是经由前传动轴202、202’和后传动轴204连接到原动机1和齿轮箱2的驱动轮轴。前传动轴202、202’布置在齿轮箱2和第一后轮轴20之间，而后传动轴204布置在第一后轮轴20和第二后轮轴30之间。该前传动轴通过纵向差动制动装置206被进一步分成第一前传动轴202和第二前传动轴202’。因此，纵向差动制动装置206被布置成控制第一前传动轴202和第二前传动轴202’之间的相对旋转速度。

此外，车辆100包括被布置成控制所述一对第一后轮104、104’之间的相互旋转的第一差动制动装置208。因此，当第一差动制动装置208被接合时，右第一后轮104’和左第一后轮104之间的相对旋转速度基本为零。第一差动制动装置208还可以布置成打滑以允许右第一后轮104’和左第一后轮104之间的相互旋转。第一差动制动装置208还可以布置成将第二前传动轴202’与后传动轴204彼此连接。由此，第一差动制动装置208被布置成控制第二后轮轴30是否被驱动。

此外，车辆100还包括将第二后轮轴30连接到后传动轴204的第二差动制动装置210。第二差动制动装置210被布置成控制所述一对第二后轮106、106’之间的相互旋转。因此，当第二差动制动装置210被接合时，右第二后轮106’和左第二后轮106之间的相对旋转速度基本为零。第二差动制动装置210也可以被布置成打滑以允许右第二后轮106’和左第二后轮106之间的相互旋转。

第一差动制动装置208和第二差动制动装置210均可以布置为爪形离合器或摩擦离合器。

更进一步地，车辆100包括至少一个辅助制动装置212。所述至少一个辅助制动装置212在图2中被示意性地描绘为连接到齿轮箱2的输出轴(未示出)的齿轮箱减速器。辅助制动装置212被布置成在车辆100的驱动轮上操作以降低车辆100的速度。

如图2中进一步描绘的，该车辆包括用于控制所述至少一个差动制动装置的系统201。系统201包括控制单元214，该控制单元214连接到所述至少一个辅助制动装置212、所述纵向差动制动装置206、第一差动制动装置208和第二差动制动装置210中的每一个。通过在控制单元214与所述至少一个辅助制动装置212、所述纵向差动制动装置206、第一差动制动装置208和第二差动制动装置210中的每一个之间的连接，控制单元214能够例如控制辅助制动装置212、纵向差动制动装置206等的接合/脱离接合。

更进一步地，车辆100还包括用于确定车辆100前方的道路的装置216。用于确定车辆100前方的道路的装置216例如可以是导航系统或记录的道路数据。通过使用用于确定车辆100前方的道路的装置216，控制单元214能够确定例如车辆100正在接近下坡坡道、离下坡坡道的距离、以及下坡坡道的倾斜度。

如图2中未描绘的，控制单元214还可以连接到该车辆的重量指示装置和车辆速度指示装置，用于接收指示该车辆的重量和速度的信号。这种重量指示装置可以是该车辆的一个或多个重量传感器。

为了描述控制上述差动制动装置206、208、210中的至少一个差动制动装置的示例实施例，参考图3和图4。

如图3中所描绘的，车辆100在相对平坦的、非倾斜的路面301处行驶。然而，车辆100正在接近下坡坡道306。由此，车辆100的控制单元214接收s1指示下坡坡道306的信号。控制单元214还确定在该车辆到达下坡坡道306的峰部308之前该车辆前方的距离。控制单元214可以确定离下坡坡道306的峰部308的距离、以及直至车辆100到达下坡坡道306的峰部308时的时长。

此外，控制单元214还确定s2下坡坡道306的倾斜度304。倾斜度304例如可以是从下坡坡道的峰部308到下坡坡道306的端部310测量的倾斜度的平均值。倾斜度304还可以涉及下坡坡道306的最大倾斜度，该最大倾斜度是在下坡坡道306的峰部308与下坡坡道306的端部310之间沿着下坡坡道306在某处测量的。

此外，基于对下坡坡道306的倾斜度304的确定，控制单元214确定s3当在下坡坡道上行驶时防止车辆速度超过预定速度极限所需的、所述至少一个辅助制动装置212的制动力。该预定速度极限例如可以是道路的现有速度极限，或者是例如由车辆巡航控制系统等设定的期望的速度极限。如果确定所述至少一个辅助制动装置212所需的制动力高于预定阈值极限，则控制单元214然后在车辆100到达下坡坡道304的峰部308之前控制所述至少一个差动制动装置208、210以使所述至少一个差动制动装置208、210接合s4。当所述至少一个差动制动装置208、210被接合时，成对的驱动轮104、104’、106、106’之间的相对旋转速度降低了。

当车辆100然后在下坡坡道306上行驶时，所述至少一个辅助制动装置212被定位在接合状态中，以防止车辆速度超过所述预定速度极限。在车辆已经驶过了下坡坡道306的端部310之后，可以使所述至少一个辅助制动装置212脱离接合，并且随后使所述至少一个差动制动装置208、210脱离接合。

如果车辆100在下坡坡道上行驶并且使所述至少一个辅助制动装置212接合且使所述至少一个差动制动装置208、210脱离接合，则控制单元214可以控制所述至少一个辅助制动装置212脱离接合一段短的时间，在该段短的时间内，所述至少一个差动制动装置208、210能够被接合，在此之后，所述至少一个辅助制动装置212被重新接合。

为了防止车辆速度超过预定速度极限所需的、所述至少一个辅助制动装置212的上述制动力能够进一步基于车辆100的重量和/或当前车辆速度。因此，如果车辆100的重量高，则可能需要增加的制动力。如果当前车辆速度大大高于所述预定速度极限(即，车辆速度必须大大降低)，则也可能需要增加的制动力。此外，用于所述至少一个辅助制动装置212的制动力的预定阈值极限也可以基于车辆重量、当前车辆速度和/或下坡坡道的倾斜度。用于制动力的该预定阈值极限也可以基于车辆100外部的环境温度和/或下坡坡道的路面特性。因此，控制单元214被布置成接收指示上述参数的信号，用于确定制动力和用于该制动力的预定阈值极限。

应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内作出许多修改和变型。