控制动力传动系统的控制系统和方法与流程

参考引用

共同待审的英国专利申请gb1202427.9(公布号gb2499252)、英国专利gb2325716、gb2308415、gb2341430、gb2382158、gb2492748、gb2492655和gb2381597以及us2003/0200016的全部内容通过引用明确地并入本文。

本公开涉及一种控制动力传动系统——例如机动车辆的动力传动系统——的控制系统和方法。特别地但非排他地，本发明的方面涉及诸如全地形车辆(atv)的机动车辆的动力传动系统，该机动车辆具有能够操作成改变提供用于驱动车辆的扭矩的车轮的数目的动力传动系统。

背景技术：

已知提供了一种机动车辆，该机动车辆具有将动力供应至车辆的两对车轮中的每对车轮的四轮驱动运行模式。每对车轮可以被认为形成轴的一部分，车辆具有前轴和后轴。动力通过动力传动系统被供应至车轮。

一些已知的车辆设置成使得动力被固定不变地供应至两个轴。一些其他车辆设置成使得动力被选择性地供应至仅一个轴或供应至两个轴。可以设置驾驶员可操作选择器以允许驾驶员选择两轮(单轴)和四轮(两轴)运行。

一些动力传动系统要求车辆在两轮驱动模式与四轮驱动模式之间转换时是静止的。这样的系统可以被称为静态断开/重连接系统。

gb2407804公开了一种动态动力传动系统重连接装置，其中，在其中一个轴的车轮断开连接之后发生的该轴的车轮与动力传动系统的重连接可以在车辆行驶时进行。这样的系统可以被称为动态动力传动系统重连接系统。在gb2407804中公开的系统采用离合器装置以能够实现动态动力传动系统的重连接。

在一些已知的动态动力传动系统重连接系统中，车辆能够操作成在满足规定条件时自动地使动力传动系统与其中两个车轮断开连接，以使车辆以双轮驱动模式运行。该系统在不满足该规定条件时自动地重连接动力传动系统以使得能够实现四轮驱动运行。

本发明的实施方式的目的在于至少部分地减轻已知的动态动力传动系统系统的缺点。

技术实现要素：

通过参考所附权利要求可以理解本发明的方面和实施方式。

本发明的方面提供了一种控制系统、动力传动系统、动力系、机动车辆、方法、载体介质、计算机程序产品、计算机可读介质以及处理器。

根据本发明所要保护的一个方面，提供了一种控制系统，其被构造成控制机动车辆的动力传动系统以多个构造中选定的一个构造运行。

该系统包括用于感测车辆前方环境的至少一个传感器，并且根据环境生成传感器信号。

该系统被构造成使动力传动系统以至少部分地根据传感器信号而选择的构造运行。

本发明的实施方式的优点在于可以以先发制人的方式控制动力传动系统运行的构造。因此，在车辆越过车辆前方的地形之前，响应于来自至少一个传感器的信号，动力传动系统可以以预定的构造被布置。通过以先发制人的方式控制动力传动系统构造，可以减少动力传动系统的一个或更多个部件——诸如一个或更多个离合器——由于当车辆实际正在越过地形(例如，可能经历过度滑动的斜坡)时动力传动系统试图采用预定构造而产生的过度磨损。这是因为在发生由于车轮打滑导致的离合器的输入部分与输出部分之间的速度增加之前，离合器可以闭合或使所提供的锁定扭矩量增加，从而减少离合器的磨损和/或热负荷。应当理解，动力传动系统的先发制人控制可以通过将动力传动系统设置成在遇到一给定情形之前优选地在该情形下运行的状态来提高车辆的稳定性。该特征可以在首次遇到该情形时增强车辆的稳定性。

系统可以被构造成响应于由至少一个传感器产生的信号而产生指示环境的至少一个特性的数据，并且构造成使得动力传动系统以至少部分地根据指示车辆前方环境的至少一个特性的数据选择的构造来运行。

此外，减少车轮打滑可以减少一个或更多个其他部件——诸如车辆的轮胎——的磨损，并且减少车辆运行所在的驾驶表面的劣化。

控制系统可以包括一个或更多个电子控制装置。

应当理解，本文描述的一个或更多个控制装置可以包括具有一个或更多个电子处理器的控制单元或计算设备。该系统可以包括单个控制单元或电子控制装置，或者替代地，控制装置的不同功能可以实现在或托管在不同的控制单元或控制装置中。如本文所使用的，术语“控制单元”将被理解为包括单个控制单元或控制装置以及共同操作以提供所述控制功能的多个控制单元或控制装置。可以提供一组指令，当执行该组指令时，使得所述计算设备实现本文描述的控制技术。该组指令可嵌入在所述一个或更多个电子处理器中。替代地，该组指令可以作为待在所述计算设备上执行的软件被提供。控制装置可以在在一个或更多个处理器上运行的软件中实现。可以在在一个或更多个处理器——可选地与控制装置相同的一个或更多个处理器——上运行的软件中实现一个或更多个其他控制装置。在一些实施方式中，可以使用其它布置。

控制系统可以被构造成使动力传动系统以第一构造或者第二构造运行，在第一构造中动力传动系统被构造成使得第一组的一个或更多个车轮以及另外的第二组的第一个或更多个车轮被设置成受驱动的，在第二构造中所述第一组的一个或更多个车轮被设置成受驱动的，而第二组的一个或更多个车轮未被设置成受驱动的。

车辆可以具有设置成驱动两组车轮的两个车轮中的每一个车轮的动力传动系统，第一构造对应于四轮驱动运行模式，并且第二构造对应于两轮驱动运行模式。

动力传动系统可以被构造成至少部分地根据传感器信号来采用第一构造或第二构造。

应当理解，如果车辆正在以第二构造运行并且系统确定针对车辆前方环境应当以第一构造运行，则系统可以使动力传动系统采用第一构造。例如，如果车辆前方的斜坡或缓坡被检测到具有超过预定值的坡度，则系统可以使动力传动系统采用第一构造以便在车辆越过斜坡或缓坡时增强车辆稳定性，其中所述预定值可以可选地根据指示车辆车轮与驾驶表面之间的表面摩擦系数的至少一个参数来确定。

第一组或第二组的一个或更多个车轮可以包括多个车轮，所述动力传动系统可以如下构造运行：其中至少部分地根据传感器信号在第一组或第二组的多个车轮中的至少一对车轮之间建立预定锁定扭矩量。

预定锁定扭矩量可以基本上是固定锁定扭矩量，例如是可以开发的最大锁定扭矩量。借助锁定扭矩意味着在为了使一对车轮相对旋转而在对所述车轮施加的扭矩量之间必然存在差异。锁定扭矩可以是给定轴的车轮之间的跨轴锁定扭矩。可替选地，锁定扭矩可以是各个轴的车轮之间的轴间锁定扭矩。

控制系统可以被构造成至少部分地基于传感器信号来在第一组的至少一个车轮与第二组的至少一个车轮之间设置预定锁定扭矩量。

可以例如通过锁定作为差速齿轮装置的中心差速器而在不同轴的车轮之间建立锁定扭矩，该差速齿轮装置被构造成允许各个不同轴的车轮之间的扭矩联接，但在需要时允许各个轴的车轮以不同的速度旋转。例如当一个轴的由动力系驱动的车轮经历比另一轴的由动力系驱动的车轮更严重的打滑时，可能会发生不同速度的旋转。

控制系统可以被构造成根据至少一个传感器信号来估计驾驶表面的坡度，该系统被构造成使动力传动系统以至少部分地根据估计的坡度选择的构造来运行。

控制系统可以被构造成使得动力传动系统以至少部分进一步根据驾驶表面的至少一个特征选择的构造运行。

控制系统可以被构造成至少部分地通过参考由雨水传感器产生的信号、指示车辆正在涉水的信号以及系统从天气数据服务商处接收到的数据中的一者来确定至少一个特性。

应当理解，指示车辆正在涉水的信号可以通过用户选择当前的车辆运行的涉水模式或通过参考一个或更多个传感器来检测到车辆正在涉水来产生。构造成检测涉水的传感器可以包括液体传感器、照相机系统、雷达或超声波发射器/接收器装置或用于检测车辆正在涉水的任何其它合适的装置。为了本申请的目的，涉水是指车辆行进通过被液体覆盖的表面，使得至少一个车轮穿过深度为至少0.3m的水。

为了本申请的目的，越野车辆可以被定义为具有至少一些越野能力——诸如例如提供全轮驱动的公路车辆。也就是说，车辆的动力传动系统可以操作成使得驱动扭矩被传递至每个车轮。

控制系统可以被构造成使得动力传动系统至少部分进一步根据指示车辆正在运行的选定的驱动模式的信号运行，所述驱动模式选自于多个驱动模式。

可选地，指示车辆正在以何种驱动模式运行的信号对应于手动驱动模式选择器输入装置的状态或对应于表示由自动驱动模式选择器自动选择的驱动模式的信号。

控制系统可以具有子系统控制装置，用于启动对至少一个车辆子系统的以在所述系统的多个子系统构造模式中的一个选定模式的控制，所述子系统构造模式根据选定的驱动模式被选择。

可选地，驱动模式对应于车辆的各自的不同驾驶条件。

在一些实施方式中，驱动模式对应于车辆可以驾驶的不同类型的地形。例如，一种驱动模式可适用于驾驶比较柔软、滑溜的地形(例如，草地、砾石或雪地)并且另一驱动模式被设置成用于在沙地地形上行驶。另一驱动模式可能适合在泥泞或崎岖的地形上行驶。又一驱动模式可能适合在岩石地形上行驶，而还一驱动模式可能适合在相对平滑、不滑溜的地形(例如公路上)上行驶。例如，当在草地、砾石或雪地上行驶时，发动机控制装置可以被构造成实现加速器踏板/发动机扭矩映射，其随着加速踏板被压下而提供发动机扭矩的相对逐渐增加。相比之下，在沙地模式中，至少起初，随着加速踏板被压下，可能会经历相对快速的发动机扭矩增加。

可选地，在每个驱动模式中，该系统被构造成使至少一个车辆子系统以适合于所述驱动条件的子系统构造模式运行。

可选地，每个驱动模式具有选自发动机管理系统、传动系统、转向系统、制动系统以及悬挂系统中的至少一个车辆子系统的对应的子系统构造模式。

可选地，至少一个驱动模式的子系统构造模式从以下中选择：

悬挂系统的子系统构造模式，所述悬挂系统的所述多个子系统构造模式包括多个底盘高度；

可以实现所述车辆的相反两侧的车轮悬架之间的流体互连的流体悬挂系统的子系统构造模式，所述流体悬挂系统的所述多个子系统构造模式提供不同水平的所述互连；

可以提供转向辅助的转向系统的子系统构造模式，所述转向系统的所述多个子系统构造模式提供不同水平的所述转向辅助；

可以提供制动辅助的制动系统的子系统构造模式，所述制动系统的所述多个子系统构造模式提供不同水平的所述制动辅助；

可以提供防抱死功能以控制车轮打滑的制动控制系统的子系统构造模式，所述制动控制系统的所述多个子系统构造模式允许不同水平的所述车辆打滑；

包括动力系控制装置和加速器或者节气门踏板的动力系系统的子系统构造模式，所述动力系系统的子系统构造模式提供所述动力系控制装置对所述加速器或者节气门踏板的移动的不同水平的响应；

被设置成控制车轮空转的牵引力控制系统的子系统构造模式，牵引力控制系统的多个子系统构造模式允许不同水平的所述车轮空转；

被设置成控制车辆横摆的横摆控制系统的子系统构造模式，横摆控制系统的多个子系统构造模式允许所述车辆横摆与期望横摆的不同水平的偏差；

范围变化传动装置的子系统构造模式，范围变化传动装置的子系统构造模式包括所述传输的高范围模式和低范围模式；以及

传动系统的子系统构造模式，传动系统能够以多个传动比运行并且包括设置成监测所述车辆的至少一个参数以及响应地选择所述传动比的传动控制装置，传动系统的子系统构造模式包括响应于所述至少一个参数以不同方式选择传动比的多个传动构造模式。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种与根据另一方面的系统结合的动力传动系统。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种包括根据另一方面的动力传动系统和系统的动力系。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种根据另一方面的动力传动系统和系统。

根据本发明的寻求保护的另一方面，提供了一种包括主体、多个车轮以及用于驱动车轮的动力系的机动车辆，所述动力系包括动力传动系统、用于制动车轮的制动系统以及根据另一方面的系统。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种控制机动车辆的动力传动系统以多个构造中选定的一个构造运行的方法，该方法包括：

感测车辆前方环境并根据环境生成传感器信号，

使得动力传动系统以至少部分地根据传感器信号选择的构造运行。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种载体介质，该载体介质携载用于控制车辆执行另一方面的方法的计算机可读代码。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种能够在处理器上执行以便实现另一方面的方法的计算机程序产品。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种加载有另一方面的计算机程序产品的计算机可读介质。

根据本发明的寻求保护的一个方面，提供了一种设置成实现另一方面的方法的处理器。

在本申请的范围内，可以确切地想到，在前述段落中、在权利要求中和/或在以下描述和附图中陈述的本申请的各个方面、实施方式、示例和替代方案、以及特别是个别特征可以被独立地或以任何组合的方式采用。即，所有实施方式和/或任一实施方式的特征可以以任何方式和/或组合的方式结合，除非这样的特征是不相容的。本申请人保留改变任何原始提交的权利要求或者相应地提交任何新的权利要求的权利，包括修改任何原始提交的权利要求以引出和/或并入没有以该方式原始要求保护的任何其他权利要求的任何特征的权利。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式对本发明的一个或更多个实施方式进行描述，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的车辆的示意图；

图2是示出图1的车辆的车辆控制系统的一部分的运行的流程图；

图3是根据本发明的另一实施方式的车辆的示意图；

图4是(a)根据本发明的又一实施方式的车辆以及(b)在(a)中所示车辆的一部分的放大图的示意图；以及

图5是(a)根据本发明的实施方式的车辆以及(b)在(a)中所示的车辆的一部分的放大图的示意图。

具体实施方式

图1中示意性地示出了根据本发明的实施方式的机动车辆1的动力传动系统5。动力传动系统5通过变速箱18连接至内燃发动机11形式的原动机，并且具有一对前轮12、13和辅助部分10以及一对后轮14、15。

动力传动系统5设置成选择性地通过变速箱18将供应至该动力传动系统5的动力从内燃发动机11传输至仅前轮12、13(在两轮驱动运行模式下)或者同时传输至前轮12、13和后轮14、15(在四轮驱动运行模式下)。

动力通过离合器17、变速箱18以及一对前传动轴19从内燃发动机11传输至前轮12、13。

动力通过动力传动系统5的辅助部分10传输至后轮14、15。辅助部分10具有动力传递单元(ptu)24，该ptu24具有能够操作成将辅助部分10的主传动轴或者后驱传动轴23连接至变速箱18的动力传递离合器(ptc)22。后驱传动轴23转而联接至能够操作成将后驱传动轴23联接至后传动轴26的后驱动单元(rdu)30。

rdu30具有一对离合器27，该离合器27具有由卷筒轴30s驱动的输入部分。卷筒轴30s由冠状齿轮30c驱动，冠状齿轮30c继而由被后驱传动轴23驱动的锥齿轮30b驱动。离合器27使得rdu30能够在需要四轮驱动运行模式时将后驱传动轴23连接至后传动轴26。

动力传动系统5具有设置成控制ptu24和离合器27的运行的控制装置40。当需要四轮驱动运行模式时，控制装置40设置成闭合ptc22并且闭合rdu30的离合器27。由于动力传动系统5形成包括发动机11和变速箱18的动力系的一部分，所以在一些实施方式中，控制装置40除了控制动力传动系统5之外还可以控制发动机11并且可选地控制变速箱18，该控制装置40被称为动力系控制装置。在一些实施方式中，控制装置40可以设置成尝试使发动机11产生所需量的扭矩和/或以需要的速度旋转。

在图1的实施方式中，ptc22和rdu离合器27具有能够操作成以多个不同速率中的一个选定速率闭合ptc22和相应的离合器27的相应的致动器。这允许以对应的多个不同速率中的一个速率进行从两轮驱动运行模式至四轮驱动运行模式的转换。应当理解的是，在摩擦离合器的情况下，当离合器闭合时，离合器能够从其输入端传输到其输出端的扭矩的最大量增大到与完全闭合条件相关联的最大传递扭矩值。在多片湿式离合器的情况下，离合器能够传输的扭矩的最大量可以至少部分地响应于施加在离合器片上的压力量。

在替代性实施方式中，rdu30可以设置有常规差速齿轮装置，但是具有用于在需要时防止差速器装置的输出轴的相对旋转的一个或更多个锁定离合器。

为此目的，如果施加至离合器27中的一个或两个离合器的片的压力超过预定值，则动力传动系统将被认为处于四轮驱动模式或构造中。预定值可以被确定为允许通过离合器27传输高达预定扭矩值的扭矩的值。

应当理解的是，相应的致动器致动相应的离合器装置的速率会影响离合器的磨损速率并且有可能影响动力传动系统5的一个或更多个其他部件的磨损速率。致动速率还可能影响车辆的驾驶员或乘客所体验的nvh(噪声、振动以及声振粗糙度)的水平。

鉴于此，本发明的发明人已经意识到在某些环境下，理想的是以减小的速率致动rdu30的离合器27和/或ptc22，以减小后轮14、15和/或变速箱连接至后驱传动轴23的速率。这能够减小动力传动系统5的部件的磨损速率并且减小与从第一模式至第二模式的转换相关联的nvh。

动力传动系统5的控制装置40设置成控制辅助动力传动系统10，使得当对采取动力传动系统5的四轮驱动运行模式的需求不太紧急时采用对ptc22和离合器27的较慢的致动速率，并且当对采取四轮驱动模式的需求较为紧急时采用较高的致动速率。

车辆1设置有防抱死制动系统(abs)模块50，该防抱死制动系统(abs)模块50设置成控制车辆的一个或更多个车轮的制动，以在需要时减小制动动作量来抑制滑移。车辆1还具有动态稳定控制系统(dsc)60，该动态稳定控制系统(dsc)60设置成控制传递至车辆的一个或更多个车轮的扭矩的量以抑制车轮打滑。

此外，车辆1具有牵引力控制系统(tcs)70，该牵引力控制系统(tcs)70设置成监测车辆1的车轮并且在判定车轮正以比基本上不发生车轮打滑所需的速度更大的速度旋转的情况下对车轮施加制动。

车辆具有车辆控制单元(vcu)1c，该车辆控制单元(vcu)1c构造成执行多个车辆控制功能。vcu1c接收来自多个车辆传感器的输入信号。该传感器(未示出)包括向vcu1c提供连续传感器输出的传感器，包括车轮速度传感器、环境温度传感器、大气压力传感器、轮胎压力传感器、检测车辆的横摆、侧倾和俯仰的横摆传感器、车速传感器、纵向加速度传感器、发动机扭矩传感器(或者发动机扭矩估计器)、转向角度传感器、转向车轮速度传感器、坡度传感器(或者坡度估计器)、横向加速度传感器(稳定控制系统(scs)的一部分)、制动踏板位置传感器、加速踏板位置传感器以及纵向、横向、垂直运动传感器。

在一些其他实施方式中，可以仅选择使用上述传感器中的一些。

车辆1还设置有向vcu1c提供离散传感器输出的多个传感器，这些传感器输出包括传递箱或ptu状态信号(指示ptu24的传动比是否被设置为hi范围或lo范围)、tcs信号以及dsc信号。应当理解，tcs和dsc信号各自视情况提供关于tcs或dsc系统70、60是否正在干预控制向一个或更多个车轮施加制动扭矩和/或动力系扭矩的指示，以提高车辆稳定性。

车辆1具有相机模块81，该相机模块81具有被构造成向vcu1c提供直播视频的前向摄像机81c。在一些实施方式中可以提供一个或更多个后向相机。车辆1还具有三个正向雷达发射/接收模块87f和三个后向雷达发射/接收模块87r。正向和后向模块87f、87r被构造成分别发射雷达波并且检测由车辆1前方和后方的物体或地形反射的发射波。由模块87f、87r产生的信号经由车辆控制装置局域网络(can)总线1can馈送至雷达控制模块87c。雷达控制模块87c被构造成处理所接收的信号，并且向vcu1c提供指示被检测的物体或地形与车辆的距离及其相对于车辆1c的方向的输出。应当理解，在一些实施方式中可以采用其他数目的前向和/或后向雷达模块87f、87r。在一些实施方式中，可以仅设置一个或更多个前向模块87f、或者一个或更多个后向模块87r。应当理解，可以采用除can总线1can之外的其它通信网络装置，诸如flexray汽车通信总线、以太网通信总线或任何其它合适的通信网络装置。

车辆1还具有被构造成接收来自交通数据服务部门的实况交通数据信号和来自天气数据服务部门的实况天气数据信号的无线电模块83。模块83处理数据并将数据输出至vcu1c。还提供了全球定位系统(gps)模块84形式的位置确定系统，其被构造成通过参考gps卫星信号来确定车辆1的地理位置。在一些实施方式中，可以采用用于确定车辆位置的替代系统，例如通用分组无线业务(gprs)模块。vcu1c设置有助航功能。vcu1c被构造成允许用户输入车辆1的期望目的地，响应于此，vcu1c被构造成计算到期望目的地的最佳旅行路线并向用户提供导航指令以使用户能够遵循最佳路线。

车辆1具有可由vcu1c引出的以多个不同的子系统构造模式之一运行的五个子系统，以便提供不同的车辆性能特性，使得车辆可以以多个不同驱动模式中的一个预定模式运行。因此，vcu1c使得多个车辆子系统81a至81d、60中的每一个以适合于选定的驱动模式的子系统构造模式运行。在本实施方式中，子系统81a至81d、60是发动机管理系统81a、传动控制系统81b、电子助力转向单元81c(epas单元)、abs模块50和悬挂控制系统81d。

在本实施方式中，vcu1c被构造成根据已经由用户通过设置在驾驶员在驾驶时可触及的转换器组件67中的选择器拨盘(selectordial)手动地选择、或者由vcu1c响应于从车辆上的各种传感器接收到的信号自动地选择的驱动模式来操作子系统。在驱动模式选项的自动模式中，vcu1c根据通过至少部分地参考从传感器接收到的信号所确定的车辆1运行所处的地形类型来选择驱动模式，如上文涉及的英国专利gb2492655所描述。

驱动模式包括：当车辆在草地、砾石或雪地的地形中行驶时适用的草地/砾石/雪地驱动模式(ggs模式)，当车辆在泥泞/车辙的地形中行驶时适用的泥泞/车辙驱动模式(mr模式)，当车辆在岩石或巨石的地形中行驶时适用的岩石攀爬/巨石模式(rb模式)，当车辆在沙地地形(或极软的雪地)中行驶时适用的沙地模式，以及特殊程序关闭模式(spoff模式)，该特殊程序关闭模式(spoff模式)是对于所有地形条件并且特别是高速公路和常规道路上的车辆行驶均适用的折衷模式或一般模式。spoff模式也可以被称为“道路行驶”或“高速路行驶”的驱动模式。还设想了许多其他驱动模式。

不同的地形类型根据地形的摩擦度和地形的粗糙度进行分组。例如，将草地、砾石和雪地分组在一起作为提供低摩擦度的光滑表面的地形是适合的，并且将岩石和巨石地形分组在一起作为具有高摩擦度以及非常高的粗糙度的地形是适合的。

在上文所引用的英国专利gb2492655中更详细地描述了vcu1c被构造成使子系统81a至81d、60在各个不同驱动模式下运行的方式。

虽然五个子系统81a至81d、60被示出为处于vcu1c的控制之下，但实际上可以有更多的车辆子系统81a至81d、60设置在车辆1上并且可以处于vcu1c的控制之下。vcu1c包括子系统控制模块，该子系统控制模块向车辆子系统81a至81d、60中的每一个提供控制信号，以使每个子系统81a至81d、60以与选定的驱动模式对应的子系统构造模式运行。因此，可以使得每个子系统81a至81d、60以适合于车辆1行驶时所处于的驾驶条件(称为地形条件)(例如，地形或者驾驶表面)的方式运行。子系统81a至81d、60还与vcu1c的子系统控制模块通信，以反馈关于子系统状态的信息。

应当理解，在本实施方式中，控制装置40能够操作成根据vcu1c使车辆1运行所用的驱动模式来将动力传动系统5控制成采用四轮驱动模式。在本实施方式中，当vcu1c以高速路行驶驱动模式以外的驱动模式运行时，控制装置40使动力传动系统5以四轮驱动模式运行。当vcu1c以高速路行驶驱动模式运行时，vcu1c使得控制装置40根据主动动力传动系统控制策略来将动力传动系统控制成以两轮驱动模式或四轮驱动模式运行。

在本实施方式中，当以高速路行驶驱动模式运行时，控制装置40布置成使得动力传动系统5以两轮驱动模式在大于用于四轮驱动运行的预定上限阈值速度v_u4wd的速度下运行。在动力传动系统5处于四轮驱动模式并且速度超过v_u4wd的情况下，控制装置40使动力传动系统5采用两轮驱动模式。该特征的优点在于，与大于v_u4wd的四轮驱动模式下的连续操作相比，车辆1通常消耗较少的燃料，并且还可以产生较少量的不期望的燃烧产物。在本实施方式中，v_u4wd的值被设置为35kph的值，不过在一些实施方式中可以使用其他值，例如30kph、40kph或任何其它合适的值。

如果动力传动系统5处于两轮驱动模式，并且车速低于用于四轮驱动运行的预定下限阈值速度v_l4wd，则控制装置40使动力传动系统5从两轮驱动模式切换到四轮驱动模式。在本实施方式中，v_l4wd被设置为12kph的值，不过在一些实施方式中可以使用其它值，诸如10kph、15kph、20kph、25kph或任何其它合适的值。应当理解，由于v_l4wd<v_u4wd，所以在两轮驱动模式与四轮驱动模式之间发生转换时的速度方面存在迟滞。该特征的优点在于其可以降低如果v_l4wd基本上等于v_u4wd并且车速较为快速连续地在高于v_l4wd的速度与低于v_l4wd的速度之间振荡的话可能会发生的模式震颤的风险。

图2示出了vcu1c的关于与vcu1c的运行相关联的功能块的一部分的运行方式。

本文中涉及的诸如功能块的块应理解为包括用于执行指定功能或动作的软件代码，其中提供响应于一个或更多个输入的输出。代码可以是由主计算机程序调用的软件例程或函数的形式，或者可以是非单独的例程或函数而是形成代码流的一部分的代码。引入功能块是为了便于说明本实施方式的vcu1c的运行方式。应当理解，在一些替代性实施方式中，可以采用软件代码的不同布置，诸如功能块的替代布置。

vcu1c还具有接收来自车辆感测功能块f111、车速功能块f113以及驱动模式功能块f119的数据的地形检测功能块f120。

在本实施方式中，感测功能块f111接收以下数据：

(a)由相机模块81c捕获的视频数据；

(b)关于由abs模块50产生的横向加速度和纵向加速度的数据；以及

(c)由雷达控制模块87c生成的关于车辆前方和后方的物体或地形的存在的数据。

应当理解，在一些实施方式中，vcu1c可以接收来自一个或更多个高级驾驶员辅助系统(adas)的数据。例如，可以从停车辅助系统——布置成在高速公路驾驶期间提醒驾驶员车道偏离的系统——或任何其他系统接收由相机模块81c捕获的视频数据和/或由雷达控制模块87c生成的关于车辆前方或后方的物体或地形的数据。类似地，可以通过vcu1c接收经由除相机模块81c和雷达控制模块87c以外的源获得的数据。

感测功能块f111被构造成处理来自相机模块81c的视频数据，以便使用已知的图像分析技术来检测车辆1的路径中的上坡坡度或下坡坡度的存在。感测功能块f111向地形检测功能块f120输出指示在车辆1的车辆行驶路径中的行驶方向上的前方地形的坡度的信号。感测功能块f111被构造成至少部分地根据车辆1的可转向行走轮的转向角度来预测车辆的行驶路径。在一些实施方式中，可转向行走轮的角度通过参考车辆1的转向车轮65的旋转位置来确定，不过在一些实施方式中可以利用其它装置。

感测功能块f111还接收来自雷达控制模块87c的数据信号，并且使用该信息来验证从雷达控制模块87c接收的数据是否与参考来自相机模块81c的视频数据得出的车辆1前方的地形坡度的确定结果一致。

感测功能块f111采用关于横向加速度和纵向加速度的数据来监测车辆1的俯仰姿态。

车速功能块f113被构造成接收来自abs模块50的与车速对应的信号。速度信号可以被称为基准速度信号v_ref。功能块f113将基准速度信号v_ref输出至地形检测功能块f120。

驱动模式功能块f119向地形检测功能块f120输出指示车辆1当前运行所采用的驱动模式的信号。在本实施方式中，驱动模式功能块f119参考存储在vcu1c的存储器中的驱动模式参数的值来确定车辆驱动模式，其中驱动模式参数指示车辆当前运行所采用的驱动模式。在不具有自动驱动模式选择功能的一些替代性实施方式中，驱动模式功能块f119可以参考设置在转换器组件67中的驱动模式选择器拨盘的状态来确定即时驱动模式。

地形检测功能块f120将从车辆检测机构功能块f111、车速功能块f113和驱动模式功能块f119接收到的数据进行比较。地形检测功能块f120向比较功能块f131输出指示车辆1前方的地形坡度的信号、指示车速的信号以及作为指示地形类型的信号的指示驱动模式的信号。

vcu1c还实现环境条件功能块f127。环境条件功能块f127接收来自天气报告功能块f121、雨水传感器功能块f123以及温度传感器功能块f125的数据信号。

天气报告功能块f121对由vcu1c从无线电模块83接收的实时天气数据进行处理。功能块f121基于该数据确定行走轮与驾驶表面——表面mu——之间的表面摩擦系数的可能性，其中表面mu可能已经受到例如由于在驾驶表面上存在水、雪、冰等而产生的沉积物的影响。然后，功能块f121向环境条件功能块f127提供指示表面mu是否可能已被影响的输出。应当理解，天气报告功能块f121可以替代地接收来自另一个源诸如移动通信设备——例如手持通信设备、车载通信设备——或任何其它合适的装置的天气数据。天气报告功能块f121可以例如接收来自计算装置——诸如与接收来自诸如移动通信蜂窝网络的源的天气数据的信息娱乐系统相关联的车载计算系统——的天气数据。

雨水传感器功能块f123接收来自雨水传感器模块的指示是否检测到降水的信号。然后，雨水传感器功能块f123向环境条件功能块f127输出指示雨水传感器模块是否已经检测到降水的信号。在一些实施方式中，雨水传感器功能块f123可以仅在雨水传感器功能块f123提供指示超过预定时间段——诸如20s，30s或60s或任何其他适合的时间段——持续检测到降水的信号的情况下输出指示已经检测到降水的信号。这是为了减少例如由于在驾驶时清洗车辆1c的挡风玻璃而在雨水传感器上存在清洁液体导致错误判定发生降水的风险。

温度传感器功能块f125被构造成接收来自环境温度传感器的指示外部空气温度(oat)的信号。温度传感器功能块f125向环境条件功能块f127输出指示oat的信号。在一些实施方式中，温度传感器功能块f125只有在检测到oat小于诸如5℃的临界温度时才向环境条件功能块f127输出信号。在一些实施方式中，可以使用其它的临界温度值。

响应于接收到来自功能块f121、f123和f125的信号，环境条件功能块f127计算指示驾驶表面湿润的可能性的表面湿度因子，并将该因子输出至比较功能块f131。应当理解，驾驶表面湿润的概率越高，表面湿度因子越高。在确定表面湿度因子时，环境条件功能块f127考虑了环境温度。应当理解，环境条件功能块f127可以被构造成降水周期结束之后使表面湿度因子的值减小，从而指示驾驶表面湿润的可能性减小，湿度因子随着逐渐增加的环境温度而以越来越高的速率减小。例如，环境条件功能块f127可以被构造成当环境温度高于阈值温度5℃时以随着环境温度升高而增加的速率使表面湿度因子减小。在一些实施方式中，可以使用阈值温度的其他值。

比较功能块f131对从地形检测功能块f120和环境条件功能块f127接收到的信号进行比较，并且判定动力传动系统5是否应当以四轮驱动构造而不是两轮驱动构造来运行。在本实施方式中，无论动力传动系统5是以何种构造运行，都进行这种判定，这是因为否则的话，从四轮驱动构造到二轮驱动构造的转换可能会响应于由vcu1c接收到的一个或更多个其它信号——诸如如上所述的速度信号——而发生。如果车辆1即将越过更适合采用四轮驱动构造的坡度，则这种转换会是不理想的。

比较功能块131在确定动力传动系统5的四轮驱动构造是否更合适时考虑以下因素：

(a)车辆前方的车辆期望路径的坡度；

(b)表面湿度因子；以及

(c)选定的驱动模式。

如上所述，在本实施方式中，如果车辆1以高速路行驶(spo)驱动模式之外的驱动模式运行，则动力传动系统5以四轮驱动构造运行。然而，如果车辆1以高速路行驶驱动模式运行，则vcu1基于上述因素(a)和(b)确定以四轮驱动构造运行是否可靠。在本实施方式中，比较功能块f131构造成如果当表面湿度因子小于第一湿度因子值时车辆前方路径的估计坡度超过第一坡度值、或者当表面湿度因子大于第一湿度因子值时估计坡度超过小于第一坡度值的第二坡度值，则动力传动系统5采用四轮驱动构造。因此，当表面湿润的可能性较高时，在高于临界坡度时触发动力传动系统5以四轮驱动构造运行。

应当理解，如果表面湿度因子小于第一湿度因子值，即表面干燥的可能性相对较高，则比较功能块f131可以被构造成如果表面坡度超过第一坡度值5％则使动力传动系统5以四轮驱动构造运行，不过可以使用第一坡度值的其它值，诸如4％、10％或任何其它合适的值。

如果表面湿度因子大于第一湿度因子值，即表面湿润的可能性相对较高，则比较功能块f131可被构造成如果表面坡度超过大约为3％的第二坡度值则使动力传动系统5以四轮驱动构造运行，不过在一些实施方式中，也可以使用第二坡度值的其它值，诸如2％、5％、10％或任何其他合适的值，只要第二坡度值小于第一坡度值即可。

比较功能块f131然后向控制功能块f133输出指示动力传动系统5是否应该以四轮驱动模式运行的信号。控制功能块f133被构造成在给定时刻及时向动力传动系统控制装置40提供指示动力传动系统5应该以何种构造运行的信号。

控制功能块f133接收由比较功能块f131输出的信号。如果动力传动系统5已经以四轮驱动构造运行，则控制功能块f133向动力传动系统控制装置40输出动力传动系统5应保持为四轮驱动构造的指示。如果动力传动系统5正在以两轮驱动构造运行，只要比较功能块f131指示四轮驱动构造是更适合的，则控制功能块f133输出动力传动系统5应该采用四轮驱动构造的指示。

在一些实施方式中，比较功能块f131可以被构造成根据车辆1前方的车辆1的路径的坡度来确定是否应该在动力传动系统5的两个或更多个车轮之间施加锁定扭矩。利用锁定扭矩意味着可以增加为了引起相对旋转而需要施加至两个或更多个车轮的相对扭矩的量，从而减小在越过地形时车轮之间的任何相对旋转的量。应当理解，由于在一个车轮与该车轮所搁置在的行驶表面之间的表面摩擦系数和另一车轮与该车轮所搁置在的行驶表面之间的表面摩擦系数之间的差异，给定轴的车轮之间的锁定扭矩可以有助于防止一个车轮相对于另一车轮的旋转。例如，当在具有相对陡峭坡度的道路上行驶时，如果一个车轮在一片冰地上行驶而另一个车轮在相对干燥的柏油路上行驶，则可能会发生一个驱动轮相对于同一轴上的另一驱动轮的旋转。为了防止或减少车轮旋转，可以在被称为跨轴锁定(cross-axlelock)的给定轴的车轮之间和/或在被称为中心差速器锁定(centre-difflock)或轴间锁定(inter-axlelock)的相应的轴之间施加锁定扭矩。

在允许实施锁定扭矩的一些实施方式中，比较功能块f131可以被构造成根据车辆1前方的地形应用跨轴锁定或轴间锁定来使动力传动系统5以第一构造运行。在本实施方式中，比较功能块f131被构造成如果坡度超过大于第一阈值和第二阈值的第三阈值则触发轴间锁定。

在一些实施方式中，地形检测功能块f120可以被构造成确定车辆1前方的车辆1的路径是否基本上是直的，并且比较功能块f131被构造成在当车辆1的路径被确定为基本为直的时坡度超过大于第一值和第二值的预定值的情况下向控制功能块f133提供指示应在动力传动系统5中实施跨轴锁定的信号，从而允许实施跨轴锁定。也可以使用其他布置。

在一些实施方式中，预定坡度值可以为至少10％，不过在一些实施方式中也可以使用较小的值。

在一些实施方式中，地形检测功能块f120可以在无论车辆1的前方路径是否为直道的情况下确定是否需要跨轴锁定。控制功能块f133继而可以根据地形检测功能块f120是否确定交叉轴锁定是期望的以及车辆1的瞬时转向角度来允许实施跨轴锁定。如果地形检测功能块f120确定跨轴锁定是期望的并且瞬时转向角度值小于诸如为5度、10度或任何其他合适值的预定阈值，则可以允许跨轴锁定。

在图1的实施方式中，通过闭合rdu30的离合器27，可以在车辆的后轮14与15之间施加跨轴锁定扭矩。在一些实施方式中，导致离合器27闭合的压力的量可以相对于以四轮驱动构造正常运行所需的量增加。应当理解，在图1的实施方式中的正常四轮驱动运行期间允许一个离合器27相对于另一个离合器有一定的滑移量，以适应由于转弯导致的车轮速度的差异。因此，在正常的四轮驱动运行中不使用导致离合器27闭合的最大可用压力。然而，为了实现跨轴锁定，离合器闭合压力的量相对于在以四轮驱动构造运行期间通常使用的值增大。

应当理解，本发明的一些实施方式可以与一系列不同类型的动力传动系统一起使用。

图3示出了根据本发明另一实施方式的车辆100的一部分。图3的实施方式中的与图1的实施方式类似的特征通过增加了100的相似附图标记指示。

车辆100具有动力传动系统105，该动力传动系统105具有包括ptc(未示出)的ptu124，ptc构造成允许后驱传动轴123连接至变速箱118。在后驱传动轴123的相反端设置有具有呈多片湿式离合器形式的离合器127的后驱动单元130。rdu130还具有用于驱动相应的左后传动轴126和右后传动轴126的差速齿轮装置131。离合器127被构造成将后驱传动轴123连接至差速齿轮装置131的输入部分。应当理解，控制装置140被构造成通过控制ptu124使后驱传动轴123与变速箱118断开连接以及通过控制rdu130的离合器127将后驱传动轴123与差速器131断开连接，来使车辆100以两轮驱动模式运行。控制装置140还被构造成通过控制ptu124将后驱传动轴123连接至变速箱118并且控制rdu130的离合器127将后驱传动轴123连接至差速器131，来使车辆以四轮驱动模式运行。在图3的实施方式中，ptu124具有呈多片湿式离合器形式的ptc。在替代性实施方式中，ptc呈爪形离合器的形式，ptu124还具有用于在需要闭合爪形离合器时使ptc的输入部分和输出部分的旋转速度同步的同步器。

图5的实施方式的动力传动系统105没有被构造成允许在动力传动系统5的后轮114与115之间施加跨轴锁定。然而，在一些替代性实施方式中，可以提供用于将后传动轴126锁定在一起使得可以基本上防止相对旋转的装置。例如，在一些实施方式中，后传动轴126可以被布置成通过离合器装置被锁定在一起。

图4(a)示出了根据本发明另一实施方式的车辆200的一部分。图4的实施方式中与图1的实施方式类似的特征以增加200的类似附图标记指示。图4(b)是(a)中所示车辆200的动力传动系统205的一部分的放大图，并且其示出了ptu224的详细情况。

动力传动系统205具有ptu输入轴223a(图4(b))，该ptu输入轴223a固定不变地连接至借助于差速齿轮装置225连接至ptu输入轴223a的变速箱218和后部后驱传动轴223r。在该实施方式中，所示出的差速器225可以称为“中心差速器”或“中心差速器”，并形成ptu224的一部分。差速器225允许ptu输入轴223a和后部后驱传动轴223r以各种不同速度旋转。

后部后驱传动轴223r连接至被构造成允许后部后驱传动轴223r连接至后车轮214、215以及与后车轮214、215断开连接的rdu230。在图4的实施方式中，rdu230类似于图3的实施方式的rdu130，不过可以使用其他类型的rdu，诸如图1的实施方式的rdu30。

ptu224具有ptc222，其允许ptu输入轴223a经由链传动机构224c可释放地连接至前部后驱传动轴223f。ptc222是图4的实施方式中的多片湿式离合器，不过在一些实施方式中，可以使用其它类型的离合器222，诸如爪形离合器。前部后驱传动轴223f继而设置成经由前差速器单元219d驱动一对前传动轴219。前差速器单元219d具有允许后驱传动轴219以各种不同速度旋转的差速齿轮装置。

在一些实施方式中，可以在没有差速器225的情况下设置ptu224。图5示出了具有这种ptu的动力传动系统305的一部分。图5的实施方式中的与图1的实施方式类似的特征通过增加300的相似附图标记指示。

在图5的布置中，单个后驱传动轴323连接变速箱318和rdu(未示出)。也就是说，动力传动系统305不具有单独的ptu输入轴和后部后驱传动轴。设置有多片湿式离合器322形式的ptc322，其构造成允许后驱传动轴323连接至依次布置以驱动前差速器单元319d的前部后驱传动轴323f。ptc322被布置成经由链传动机构324c驱动前部后驱传动轴323f。

参考以下编号的段落可以理解本发明的一些实施方式：

1.一种控制系统，其被构造成控制将机动车辆的动力传动系统控制成以多个构造中的选定的一个构造运行，所述系统包括：

该系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于感测车辆前方环境并且根据该环境生成传感器信号，

该所述系统被构造成使所述动力传动系统以至少部分地根据所述传感器信号选择的构造运行。

2.根据段落1所述的控制系统，其被构造成使所述动力传动系统以第一构造或者第二构造运行，在第一构造中，动力传动系统被构造成使得第一组的一个或更多个车轮以及另外的第二组第的一个或更多个车轮设置成受驱动的，在所述第二构造中，所述第一组的一个或更多个车轮被设置成受驱动的，而第二组的一个或更多个车轮未被设置成受驱动的。

3.根据段落2所述的控制系统，其中，动力传动系统被构造成至少部分地根据传感器信号采用第一构造或者第二构造。

4.根据段落2所述的控制系统，其中，第一组的一个或更多个车轮或者第二组的一个或更多个车轮包括多个车轮，动力传动系统以至少部分地根据传感器信号在第一组或者第二组的多个车轮中的至少一对车轮之间建立预定锁定扭矩量的构造运行。

5.根据段落4所述的控制系统，其被构造成至少部分地根据传感器信号来设置第一组的至少一个车轮与第二组的至少一个车轮之间的预定锁定扭矩量。

6.根据段落1所述的控制系统，其被构造成根据所述至少一个传感器信号来估计驾驶表面的坡度，该系统被构造成使动力传动系统以至少部分地根据所估计坡度选择的构造运行。

7.根据段落1所述的控制系统，其被构造成使动力传动系统以进一步至少部分地根据驾驶表面的至少一个特性选择的构造运行。

8.根据段落7所述的控制系统，其被构造成至少部分地参照选自雨水传感器所产生的信号、指示车辆正在涉水的信号以及由系统从天气数据服务商处接收到的数据中的一者来确定所述至少一个特性。

9.根据段落1所述的控制系统，其被构造成使动力传动系统以至少部分地进一步根据指示车辆运行所处驱动模式的信号而选择的构造运行，所述驱动模式选自于多个驱动模式。

10.根据段落9所述的控制系统，其中，指示车辆运行所处驱动模式的信号对应于手动驱动模式选择器输入装置的状态或者对应于指示由自动驱动模式选择器自动选择的驱动模式的信号。

11.根据段落9所述的控制系统，具有用于启动以该系统的多个子系统构造模式中的选定的一个构造模式对至少一个车辆子系统进行控制的子系统控制装置，所述子系统构造模式根据所选定的驱动模式而被选择。

12.根据段落11所述的控制系统，其中，所述驱动模式对应于车辆的各个不同的驱动条件。

13.根据段落12所述的控制系统，其中，在每个驱动模式中，该系统被构造成使所述至少一个车辆子系统以适合于所述驱动条件的子系统构造模式运行。

14.根据段落9所述的控制系统，其中，每个驱动模式具有选自发动机管理系统、传动系统、转向系统、制动系统以及悬挂系统中的至少一个车辆子系统的对应的子系统构造模式。

15.根据段落9所述的控制系统，其中，所述至少一个驱动模式的子系统构造模式选自以下：

悬挂系统的子系统构造模式，悬挂系统的多个子系统构造模式包括多个底盘高度；

可以实现车辆的相反两侧的车轮悬架之间的流体互连的流体悬挂系统的子系统构造模式，流体悬挂系统的多个子系统构造模式提供不同水平的所述互连；

能够提供转向辅助的转向系统的子系统构造模式，转向系统的多个子系统构造模式提供不同水平的所述转向辅助；

能够提供制动辅助的制动系统的子系统构造模式，制动系统的多个子系统构造模式提供不同水平的所述制动辅助；

能够提供防抱死功能以控制车轮打滑的制动控制系统的子系统构造模式，制动控制系统的所述多个子系统构造模式允许不同水平的所述车辆打滑；

包括动力系控制装置和加速器或者节气门踏板的动力系系统的子系统构造模式，所述动力系系统的子系统构造模式提供动力系控制装置对加速器或者节气门踏板的移动的不同水平的响应；

被设置成控制车轮空转的牵引力控制系统的子系统构造模式，牵引力控制系统的多个子系统构造模式允许不同水平的所述车轮空转；

被设置成控制车辆横摆的横摆控制系统的子系统构造模式，横摆控制系统的多个子系统构造模式允许所述车辆横摆相对于期望横摆的不同水平的偏差；

范围变化传动装置(rangechangetransmission)的子系统构造模式，范围变化传动装置的子系统构造模式包括所述传动装置的高范围模式和低范围模式；以及

传动系统的子系统构造模式，传动系统能够以多个传动比运行并且包括设置成监测所述车辆的至少一个参数并响应于此而选择所述传动比的传动控制装置，传动系统的子系统构造模式包括响应于所述至少一个参数以不同方式选择传动比的多个传输构造模式。

16.一种结合根据段落1所述的系统的动力传动系统。

17.一种包括动力传动系统和根据段落1所述的系统的动力系。

18.一种包括动力传动系统和根据段落1所述的系统的机动车辆。

19.一种机动车辆，该机动车辆包括本体、多个车轮和驱动所述车轮的动力系，该动力系包括动力传动系统、制动所述车轮的制动系统以及根据段落1所述的系统。

20.一种将机动车辆的动力传动系统控制成以多个构造中的选定的一个构造运行的方法，所述方法包括：

感测所述车辆前方环境并且根据环境生成传感器信号；

使动力传动系统以至少部分地根据传感器信号选择的构造运行。

21.一种载有用于控制车辆执行段落20所述的方法的计算机可读代码的载体介质。

22.一种能够在处理器上执行以实施段落20所述的方法的计算机程序产品。

23.一种加载有段落20所述的计算机程序产品的计算可读介质。

24.一种被布置成实施段落28所述的方法、或者实现段落22所述的计算机程序产品的处理器。

在本说明书的整个说明书和权利要求书中，词语“包括”和“包含”以及这些词语的变体例如“包括有”和“包含有”是指“包括但不限于”，并不旨在(并且不)排除其他部分、添加物、组分、整体或步骤。

在本说明书的整个说明书和权利要求书中，单数包含复数，上下文另有要求的除外。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书将被理解为包括复数和单数。

结合本发明的特定方面、实施方式或实施例描述的特征、整体、特性、化合物、化学基团或组团应理解为适用于本文所述的任何其它方面、实施方式或实施例，与其不相容的情况除外。