控制动力传动系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和us2003/0200016的全部内容通过参引明确地并入本文。

本发明涉及控制动力传动系的控制系统和方法，并且特别地但非排他地，本发明涉及用于控制车辆的动力传动系或诸如变速器的动力传动系部件的控制器和方法。本发明的方面涉及控制器、变速装置、车辆和方法。

背景技术：

已知提供了一种机动车辆，该机动车辆具有将原动力供给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。原动力通过动力传动系被供给至车轮。

一些已知的车辆设置成使得原动力被固定不变地供给至两个轴。一些其它车辆设置成使得原动力被选择性地供给至仅一个轴或供给至两个轴。可以设置驾驶员可操作的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的重连接可以在车辆移动时进行。这样的系统可以被称为动态动力传动系重连接系统。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的重连接。

在一些已知的动态动力传动系重连接系统中，车辆能够运行成在满足规定条件时自动地使动力传动系与其中两个车轮断开连接，以使车辆以双轮驱动模式运行。在不满足该规定条件时，该系统自动地重连接动力传动系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实施方式。

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

在本发明所要保护的一方面，提供了一种控制系统，该控制系统被构造成将机动车辆的动力传动系控制成以多个构型中选定的一个构型运行。该系统可以被构造成接收指示制动系统所需制动力的量的信号。该系统可以被构造成使动力传动系以至少部分地根据指示制动系统所需制动力的量的信号而选择的构型运行。

在本发明所要保护的另一方面，提供了一种控制系统，该控制系统被构造成将机动车辆的动力传动系控制成以多个构型中选定的一个构型运行。该系统可以被构造成接收响应于制动系统的应用的制动信号，该制动信号指示制动系统的所需制动力的量。该系统可以被构造成使动力传动系以至少部分地根据制动信号选定的构型运行。

该特征具有下述优点：该动力传动系可以设置成根据至少一个度量标准的对车辆运行有利的构型。例如，在一些实施方式中，该构型在制动时的改进的车辆性能方面可能是有利的。

在本发明所要保护的一方面，提供了一种控制系统，该控制系统被构造成将机动车辆的动力传动系控制成以多个构型中选定的一个构型运行。该系统可以被构造成接收响应于制动系统的应用的制动信号。该系统可以被构造成使动力传动系至少部分地根据制动信号以第二构型而非第一构型运行。在第一构型中，第一组的一个或更多个车轮以及另外的第二组的一个或更多个车轮可以设置成由动力传动系驱动，并且在第二构型中，所述第一组的一个或更多个车轮设置成由动力传动系驱动，而第二组的一个或更多个车轮未设置成由动力传动系驱动。

车辆可以具有设置成驱动每组具有两个车轮的两个车轮组的动力传动系，第一构型对应于四轮驱动运行模式，并且第二构型对应于两轮驱动运行模式。

该特征的优点在于，动力传动系可以使得第二组的一个或更多个车轮在某些情况下——例如在驾驶员已经释放车辆的加速器踏板并已经踩下制动踏板以便减小车速的情况下——提供增大的制动力。例如，控制系统可以通过联接至动力传动系的电机使动力传动系提供动力传动系制动——比如发动机制动或制动。在一些实施方式中，可以采用再生制动，由此，连接至动力传动系的车轮使联接至动力传动系的一个或更多个电机产生电流以储存在诸如电池或电容储存装置的电荷储存装置中。

应当理解的是，当动力传动系以第二构型运行时，第二组的一个或更多个车轮的动力传动系制动不能发生。因此，替代性的制动系统——如果可用的话——必须用于使所述一个或更多个车轮传递制动力。通常地，基于摩擦的基础制动系统可用于制动第一组和第二组的车轮。然而，通过将除了第一组之外的第二组的一个或更多个车轮联接至动力传动系以使得除了第一组之外的第二组的一个或更多个车轮可以经历动力传动系制动，可以增强可用于制动车轮的制动力的总量并且/或者减少基础制动系统所需制动力的量。

在一些车辆中，通常采用有利于前车轮的70:30或60:40的前、后制动力分配比例。这种现象可被称为前轮制动偏移。应当理解的是，在一些实施方式中，如果动力传动系处于第二构型中并且驾驶员例如通过踩下制动踏板来启动制动，则控制系统可以使动力传动系采取第一构型并且使联接至动力传动系的电机作为发电机运行以产生电荷并且由此在车辆正在行驶时向动力传动系施加负扭矩，从而使得能够由车辆的联接至动力传动系的车轮产生制动力。因此，可以通过使动力传动系采取第一构型并启动动力传动系制动来产生可以被储存的有用的电荷，从而使得摩擦制动系统需要产生的用以在给定的情况下提供足够的制动力的制动量减小。

有利地，制动信号可以指示从由驾驶员施加至制动控制装置的压力量和驾驶员所致动的制动控制装置的位置中选择的至少一者。

应当理解的是，制动信号可以响应于驾驶员的制动控制的实际致动而产生。替代性地，制动信号可以由诸如高速巡航控制系统的速度控制系统产生，该制动信号被称为虚拟制动信号，原因在于，该制动信号不是响应于使用者致动制动控制装置而产生的而是相当于使用者致动制动控制装置比如踩下制动踏板。应当理解的是，“自适应”或“主动”巡航控制系统可以被构造成使制动系统按顺序致动。

控制系统可以构造成在制动信号指示施加至制动控制装置的压力量超过了预定压力量或者制动控制装置的位置指示制动控制装置的移位量相对于移位允许范围超过了预定移位量的情况下，使动力传动系以第一构型运行。

应当理解的是，在制动信号由速度控制装置或其它系统产生的情况下，如果制动信号指示施加至制动控制装置的压力的虚拟量超过了预定量或者制动控制装置的虚拟位置相对于移位允许范围超过了预定移位量，控制系统可以被构造成使得动力传动系以第一构型运行。

可选地，制动控制信号至少部分地指示制动系统所需制动力的量。

可选地，控制系统被构造成在制动信号指示所需制动力的量超过所需制动力的预定量的情况下使动力传动系以第一构型运行。

可选地，所需制动力的预定量至少部分地根据车辆经受的纵向加速度的量来确定。

在一些实施方式中，所需制动力的预定量可以至少部分地根据在预定时间段内经历的纵向加速度的平均量来确定。替代性地，所需制动力的预定量可以至少部分地根据纵向加速度的瞬时量——即在给定时刻的纵向加速度的主导量——来确定。

可选地，所需制动力的预定量至少部分地根据行驶路面的倾斜度来确定。

在一些实施方式中，当车辆在上坡行驶时或在基本上水平的地形上行驶时，与车辆下坡行驶时相比，所需制动力的预定量可能更高。在第二组的一个或更多个车轮是前轮的情形下，当车辆在上坡行驶时或者在大致水平的地形上行驶时，与车辆下坡行驶时相比，所需制动力的预定量可能更高。这至少部分是因为：当车辆下坡行驶时，车辆的车轮上的重量分布趋于向有利于使位于后轮的下坡方向的前轮上的重量增大而变化。因此，期望增大车轮的动力传动系制动的量以减少需要制动系统提供的摩擦制动的量。

应当理解的是，在一些车辆中，在不考虑行驶路面的倾斜度的情况下，摩擦制动系统可以偏向于向车辆的前轮提供与后轮相比的增大的制动力，这是因为当车辆制动时通常发生向前的重量偏移。可能特别有用的是在其中第二组车轮对应于前轮的车辆中采取动力传动系的第一构型，使得在制动期间可以享受增大的动力系(或动力传动系)制动。

所需制动力的预定量可以被设置成随着下坡坡度的增大而减小和/或随着上坡坡度的增大而增大。

可选地，所需制动力的预定量被设置成随着下坡坡度的增大而增大和/或随着上坡坡度的增大而减小。

可选地，所需制动力的预定量至少部分地根据指示一个或更多个车轮与行驶路面之间的表面摩擦系数的参数来确定。

可选地，所需制动力的预定量被设置成随着表面摩擦系数的值的增大而增大。

因而，对于较低的表面摩擦系数值而言，导致转换至第一构型的所需制动力的预定量可以被设置成较低，并且对于较高的表面摩擦系数值而言，导致转换至第一构型的所需制动力的预定量可以被设置成较高。

可选地，所需制动力的预定量至少部分地根据指示车辆运行所处的选定的驱动模式的信号来确定，该驱动模式选自多种驱动模式。

可选地，指示车辆运行所处的驱动模式的信号与手动驱动模式选择器输入装置的状态相对应，或者指示车辆运行所处的驱动模式的信号是指示由自动驱动模式选择装置自动地选定的驱动模式的信号。

自动驱动模式选择装置可以包括控制器，该控制器构造成自动确定在给定时刻的最合适的驱动模式。

驱动模式可以与车辆的各种不同的驱动条件相对应。

控制系统可以具有子系统控制器，该子系统控制器用于启动以所述系统的多个子系统构型模式中的选定的一个子系统构型模式对至少一个车辆子系统进行的控制，所述子系统构型模式根据被选定的所述驱动模式而被选择。

可选地，在每个驱动模式下，系统可以被构造成使至少一个车辆子系统以适合于驱动条件的子系统构型模式运行。

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、制动系统和悬置系统的至少一个车辆子系统的对应的子系统构型模式。

至少一个驱动模式的子系统构型模式可以选自于：

悬置系统的子系统构型模式，所述悬置系统的多个子系统构型模式包括多个底盘高度；

能够实现所述车辆的两侧的车轮的悬架之间的流体互连的流体悬置系统的子系统构型模式，所述流体悬置系统的多个子系统构型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型模式，所述转向系统的多个子系统构型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型模式，所述制动系统的多个子系统构型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型模式，所述制动控制系统的多个子系统构型模式允许不同水平的所述车轮打滑；

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型模式，所述动力系系统的子系统构型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运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型模式，所述牵引力控制系统的多个子系统构型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型模式，所述横摆控制系统的多个子系统构型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；

换挡变速装置的子系统构型模式，所述换挡变速装置的子系统构型模式包括所述变速装置的高挡位模式和低挡位模式；以及

传动系统的子系统构型模式，所述传动系统能够以多个传动比运行并且包括传动控制装置，所述传动控制装置设置成监测所述车辆的至少一个参数并响应于此而选择传动比，所述传动系统的子系统构型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型模式。

动力系控制装置可以包括动力系控制器。传动控制装置可以包括传动控制器。

可选地，所需制动力的预定量至少部分根据指示电能储存装置的充电状态的参数来确定，所述储存装置被设置成由再充电系统再充电，其中，该再充电系统被设置成由动力传动系驱动以提供再生制动功能。

因而，应当理解的是，在一些实施方式中，当动力传动系处于第一构型时，第一组和第二组两者的一个或更多个车轮的制动可以由联接至动力传动系的再充电系统引起，而当动力传动系处于第二构型时，仅第一组的一个或更多个车轮的制动可以由再充电系统引起。例如，该再充电系统可以包括作为发电机运行的一个或更多个电机。所述一个或更多个电机可以设置成基本上直接地联接至车辆的发动机并且可以包括曲轴一体式电动机发电机(cimg)。

能量储存装置可以包括电池、燃料电池和氢燃料电池中的一个或更多个。

在本发明所要保护的一个方面中，提供了一种结合根据前述方面的系统的动力传动系。

在本发明所要保护的一个方面中，提供了一种包括根据前述方面的动力传动系和系统的动力系。

在本发明所要保护的另一方面中，提供了一种包括根据前述方面的动力传动系和系统的机动车辆。

在本发明所要保护的一方面中，提供了一种机动车辆，该机动车辆包括车身、多个车轮和驱动所述车轮的动力系，所述动力系包括动力传动系、制动所述车轮的制动系统和根据前述方面的系统。

控制系统可以包括一个或更多个电子控制器。

应当理解的是，本文描述的控制器或多个控制器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器，或者替代性地，控制器的不同功能可以被包含或容纳在不同的控制单元或控制器中。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器以及多个控制单元或控制器两者，所述多个控制单元或控制器共同运行以提供所述控制功能。可以提供一组指令，该组指令在被执行时使所述计算设备实现本文描述的控制技术。该组指令可以被嵌入到所述一个或更多个电子处理器中。替代性地，可以将该组指令提供为在所述计算设备上执行的软件。控制器可以用在一个或更多个处理器上运行的软件来实现。一个或更多个其它控制器可以用在一个或更多个处理器上运行的软件来实现，可选地，一个或更多个其它控制器可以用在与所述控制器相同的一个或更多个处理器上运行的软件来实现。其它布置在一些实施方式中可能是有用的。

根据本发明的另一方面，用于车辆的控制系统包括电子处理器和电子存储器装置，该电子处理器具有用于接收所述制动信号的电输入端，该电子存储器装置电联接至电子处理器并且其中存储有指令。处理器可以被配置成访问存储器装置并且执行存储在其中的指令，使得该处理器可运行成使动力传动系至少部分地根据制动信号以第二构型而非第一构型运行，其中，在第一构型中，第一组的一个或更多个车轮以及第二组的一个或更多个车轮布置成由动力传动系驱动，并且在第二构型中，第一组的一个或更多个车轮被设置成由动力传动系驱动而第二组的一个或更多个车轮不被设置成由动力传动系驱动。

在本发明所要保护的另一方面，提供了一种将机动车辆的动力传动系控制成以通过控制系统实现的多个构型中的选定的一个构型运行的方法。该方法可以包括下述项中的一个或更多个：

接收响应于制动系统的应用的制动信号；以及

使动力传动系至少部分地根据制动信号以第二构型而非第一构型运行，

其中，在第一构型中，第一组的一个或更多个车轮以及另外的第二组的一个或更多个车轮被设置成由动力传动系驱动，并且在第二构型中，所述第一组的一个或更多个车轮被设置成由动力传动系驱动而第二组的一个或更多个车轮不被设置成由动力传动系驱动。

可选地，接收响应于制动系统的应用的制动信号包括接收指示制动系统所需制动力的量的制动信号。

在本发明所要保护的一方面中，提供了一种将机动车辆的动力传动系控制成以通过控制系统实现的多个构型中的选定的一个构型运行的方法，所述方法包括：

接收指示制动系统的所需制动力的量的制动信号，以及

使动力传动系以至少部分地根据指示制动系统的所需制动力的量的信号选定的构型运行。

该方法可以包括使动力传动系以第一构型或第二构型运行，在第一构型中，第一组的一个或更多个车轮以及另外的第二组的一个或更多个车轮被设置成由动力传动系驱动，在第二构型中，第一组的一个或更多个车轮被设置成由动力传动系驱动而第二组的一个或更多个车轮不被设置成由动力传动系驱动，该方法包括至少部分地根据指示制动系统的所需制动力的量的信号来选择构型。

该方法可以包括使动力传动系在指示所需制动力的量的信号指示所需制动力的量超过预定量的情况下以第一构型运行。

在本发明所要保护的一个方面中，提供了一种携载用于控制车辆执行根据另一方面的方法的计算机可读代码的载体介质。

在本发明所要保护的另一方面中，提供了一种能够在处理器上执行以实现根据另一方面的方法的计算机程序产品。

在本发明所要保护的一个方面中，提供了一种加载有根据另一方面的计算机程序产品的计算机可读介质。

在本发明所要保护的另一方面中，提供了一种设置成实现根据另一方面的方法或者根据另一方面的计算机程序产品的处理器。

在本发明所要保护的另一方面中提供了一种载体介质，该载体介质携载用于控制车辆执行根据另一方面的方法的计算机可读代码。

在本发明所要保护的又一方面中，提供了一种在处理器上可执行以实现根据另一方面的方法的计算机程序产品。

在本发明所要保护的另一方面，提供了一种加载有根据另一方面的计算机程序产品的计算机可读介质。

在本发明所要保护的一个方面中，提供了一种设置成实现根据另一方面的方法的处理器。

本发明的一些实施方式提供了一种控制系统，该控制系统构造成将机动车辆的动力传动系控制成以多个构型中的选定的一个构型运行。该系统可以构造成接收响应于制动系统的应用的制动信号。制动信号可以指示所需制动力的量。该系统可以构造成使动力传动系至少部分地根据制动信号——可选地当制动信号指示所需制动力的量超过预定的量时——以四轮驱动构型而非两轮驱动构型运行。该特征的优点在于车辆可以更有效地使用动力传动系制动，原因在于动力传动系制动可以由车辆的四个车轮而不仅仅是两个车轮享用。因此，可以不必采用摩擦式基础制动系统，或者可以采用摩擦式基础制动系统来产生减少的制动量，从而减少磨损和破损。另外，在具有构造用于再生制动能力的动力传动系的车辆中，可以使用再生制动能力来实现车辆制动并且在电再生制动系统的情况下产生诸如电能的能量。

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阐述的本申请的各个方面、实施方式、示例和替代方案，以及特别是其中的单独的特征可以被独立地或以任何组合的方式采用。也就是说，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用和/或并入——虽然最初没有以该方式要求保护——任何其它权利要求的任何特征的权利。

附图说明

现将参照附图仅以示例的方式对本发明的实施方式进行描述，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是根据本发明的另一实施方式的车辆的示意图；

图3是根据本发明的又一实施方式的车辆的示意图(a)和在(a)中示出的车辆的一部分的放大图(b)；以及

图4是根据本发明的实施方式的车辆的示意图(a)和在(a)中示出的车辆的一部分的放大图(b)。

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5。动力传动系5借助于变速箱18连接至两个原动机装置。两个原动机装置是曲轴一体式电动机发电机(cimg)16和内燃机11。内燃机11借助于离合器装置17联接至cimg16。cimg16进而基本上永固不变地联接至变速箱18的输入轴，但是在一些实施方式中，cimg16可以借助于离合器装置联接至变速箱18。变速箱18的输出轴联接至动力传动系5。

动力传动系5具有一对前轮12、13，辅助部分10和一对后轮14、15。

动力传动系5被设置成选择性地将由变速箱18供给来的动力从内燃机11和/或cimg16仅传输至前轮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和一对前传动轴19从内燃机11和/或cimg16传输至前轮12、13。

动力通过动力传动系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，该动力传递单元24具有能够操作成将辅助部分10的主传动轴或后驱传动轴23连接至变速箱18的动力传递离合器(ptc)22。后驱传动轴23进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进而由被后驱传动轴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5具有设置成控制ptu24和离合器27的运行的控制器40。当需要四轮驱动运行模式时，控制器40设置成闭合ptc22并且闭合rdu30的离合器27。由于动力传动系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，控制器40除了控制动力传动系5之外还可以控制发动机11并且可选地控制变速箱18，该控制器40被称为动力系控制装置。在一些实施方式中，控制器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的速率闭合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的量。

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(非零)超过预定值——该预定值是比当动力传动系5处于两轮驱动模式或构型时的值更高的值，则动力传动系5将被认为处于四轮驱动模式或构型中。预定值可以被确定为允许通过离合器27传输高达预定(非零)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5的一个或更多个其它部件的磨损速率。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、振动和颠簸)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5的控制器40设置成控制辅助动力传动系10，使得当对采取动力传动系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、竖向运动传感器。

在一些其它实施方式中，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挡位或lo挡位)、tcs信号以及dsc信号。应当理解的是，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85，该相机模块85具有被构造成向vcu1c提供直播视频的前向摄像机85c。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还具有三个前向雷达发射/接收模块87f和三个后向雷达发射/接收模块87r。前向和后向模块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与车辆的距离及其相对于车辆1的方向的输出。应当理解的是，在一些实施方式中可以采用其它数量的前向和/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。

车辆1还具有被构造成接收来自交通数据服务器的实况交通数据信号和来自天气数据服务器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，比如通用分组无线服务(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行驶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具有五个子系统，通过vcu1c可使该五个子系统以多个不同的子系统构型模式中的一个子系统构型模式运行，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的驱动模式运行。因而，vcu1c使得多个车辆子系统81a至81d、50中的每一者以适合于选定的驱动模式的子系统构型模式运行。在本实施方式中，子系统81a至81d、50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和悬置控制系统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中的选择器拨盘而手动地选择的、或者由vcu1c至少部分地响应于从车辆1上的各种传感器接收到的信号而自动地选择的驱动模式来操作子系统。在驱动模式选择的自动模式中，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所描述的。

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)，当车辆在泥泞和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。还设想了许多其它驱动模式。

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、50以各个不同驱动模式运行的方式。

尽管五个子系统81a至81d、50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、50包括在车辆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、50中的每一者提供控制信号，以使每个子系统81a至81d、50以与选定的驱动模式对应的子系统构型模式运行。因而，可以使每个子系统81a至81d、50以适合于车辆1行驶时所处于的驱动条件比如地形或者行驶路面(被称为地形条件)的方式运行。子系统81a至81d、50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。

应当理解的是，在本实施方式中，控制器40能够操作成根据vcu1c使车辆1运行的驱动模式来将动力传动系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，控制器40使动力传动系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使控制器40根据主动动力传动系控制策略来将动力传动系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，控制器40布置成使得动力传动系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5处于四轮驱动模式并且速度超过v_u4wd的情况下，控制器40使动力传动系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，但在一些实施方式中可以使用其它值，例如30kph、40kph或任何其它合适的值。

如果动力传动系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，则控制器40使动力传动系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被设定为12kph的值，但在一些实施方式中可以使用其它值比如10kph、15kph、20kph、25kph或任何其它合适的值。应当理解的是，由于v_l4wd＜v_u4wd，则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当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的速度之间振荡时可能会发生的模式震颤的风险。

在本实施方式中，发动机管理系统81a构造成根据旨在减少在给定的驱动周期内由车辆排放的二氧化碳的量的动力系控制策略来控制由发动机11和cimg16传递至动力传动系5的驱动扭矩。发动机管理系统81a能够操作成使cimg16作为电动机运行并且向动力传动系5提供正驱动扭矩或者作为发电机并且向动力传动系5提供负扭矩，并且另外地在vcu1c的控制下使发动机11开启和关闭。vcu1c根据动力系控制策略确定是否将cimg16运行为电动机或发电机(或者两者皆不是)并且确定是否将发动机11维持在开启或关闭状态下。

车辆1具有电池模块1b，该电池模块1b包括与cimg16电连接的逆变器，以在需要时供给电力以驱动作为电动机的cimg16，并且当作为发电机运行时接收由cimg16产生的电荷。在动力系控制策略下，vcu1确定在给定时刻车辆应该在以下哪个动力系模式下运行：

(a)并联升压混合模式，其中，cimg16和发动机11基本上同时响应动力系扭矩需求而向动力传动系5提供正驱动扭矩；

(b)并联再充电混合模式，其中，cimg16作为发电机被驱动，同时，发动机11响应于动力系扭矩需求而向动力传动系5提供正驱动扭矩，由此电池模块1b可由cimg16再充电；

(c)电动车辆(ev)模式，其中，发动机11关闭并且cimg16单独响应于动力系扭矩需求而向动力传动系5提供正驱动扭矩；和

(d)混合动力抑制模式，其中，cimg16不作为电动机运行并且不作为发电机运行，发动机11在给定的驱动循环的过程中保持启动以根据需要提供正驱动扭矩。

当动力传动系5以两轮驱动模式运行时，vcu1c构造成监视abs模块50产生的信号，该信号指示在给定时刻的制动系统所需的制动扭矩的量。应当理解的是，制动系统响应于驾驶员踩下制动踏板61或通过能够引起制动系统致动的自适应或主动速度控制系统而可能需要制动扭矩。例如，车辆1可以配备有高速公路主动巡航控制系统和/或越野速度控制系统，其中的任一者都可以构造成根据需要而发出正动力系扭矩和负制动扭矩的指令。在一些实施方式中，一个或更多个其它车辆系统可以构造成与abs模块50通信，并且另外地或替代地，一个或更多个其它车辆系统要求制动系统被应用于一个或更多个车轮。

如果控制器40正在使动力传动系5以两轮驱动模式运行，则vcu1c被重复地构造以确定是否应当转换至四轮驱动模式。转换至四轮驱动模式可以有利于增大当动力传动系5将cimg16作为发电机驱动时由cimg16产生的电荷的量，从而实现车辆1的再生制动。这也可以具有减少与制动系统相关联的车辆的摩擦制动器的磨损的益处。

vcu1c被构造成参考以下参数响应于指示制动系统所需的制动扭矩量的信号来确定是否使动力传动系5采取两轮驱动模式：

(a)所需的制动扭矩的量；

(b)车速；

(c)车辆的纵向加速度；

(d)行驶路面倾斜度；

(e)车辆的车轮与行驶路面之间的表面摩擦系数；

(f)车辆运行的驱动模式；

(g)车辆运行的动力系模式；

(h)车辆电池1b的充电状态(soc)；以及

(i)指示在给定时刻下车辆正在减速停止或以相对较慢的速度移位的概率的信号。

在本实施方式中，如果vcu1c正使车辆以混合动力抑制动力系模式运行或者如果电池1b的soc超过预定量，则响应于所需制动扭矩向四轮驱动模式的转换被禁止。在本实施方式中，预定的soc是车辆1的正常使用中的最大容许soc的100％。在一些实施方式中，其它值比如95％，90％或任何其它合适的值可能是有用的。应当理解的是，正常使用时的最大容许soc可以小于电池1b的实际最大容量以增大电池1b的使用寿命。类似地，正常使用时的最小容许soc可以大于电池1b可以达到的实际绝对最小soc以增大电池1b的使用寿命。

类似地，在一些驱动模式中，响应于所需的制动扭矩向四轮驱动模式的转换可以被禁止，例如，以便避免、减少或防止与向四轮驱动模式转换相关联的噪音、振动或颠簸(nvh)。

在本实施方式中，如果所需的制动扭矩超过了预定量brk_tq_crit并且另外地，车辆参考速度v_ref超过了预定值v_ref_crit，则vcu1c构造成发出向四轮驱动模式转换的指令。

brk_tq_crit的值通过参考指示车辆的纵向加速度的参数long_acc的值、指示行驶路面倾斜度的参数surface_incl的值和指示车辆的车轮与行驶路面之间的摩擦系数的参数surface_mu的值来确定。

应当理解的是，brk_tq_crit的值被设置成根据long_acc的值而变化。在本实施方式中，brk_tq_crit的值是这样的：即当车辆1正在经历与较低的减速速率相比的较高的减速速率时，该值较低。这是为了利用在经历较高的减速速率时向车辆的前轮转移的增加的重量。

越陡峭的上坡倾斜度的surface_incl值越高，并且越陡峭的下坡倾斜度的surface_incl值越低。在本实施方式中，与当车辆下坡行驶时相比，当车辆上坡行驶——即针对较高的surface_incl值——时以及当在基本水平的地形上行驶时，brk_tq_crit的值被设置成较低。brk_tq_crit的值被设置成随着行驶路面的增大的正坡度即随着越来越陡峭的上坡坡度而减小，以及随着越来越陡峭的下坡坡度而增大。在一些替代性实施方式中，与当车辆下坡行驶时相比，当车辆上坡行驶时即针对较高的surface_incl值以及当在基本水平的地形上行驶时，brk_tq_crit的值可以被设置成较高。brk_tq_crit的值可以被设置成随着行驶路面的增大的正坡度即随着越来越陡峭的上坡坡度而增大，以及随着越来越陡峭的下坡坡度而减小。在一些实施方式中，其它设置可能是有用的。

参数surface_mu的值被设置成从指示对应于湿冰的相对光滑表面的基本上为零的值变化到指示具有相对较高的抓地性的表面——比如干沥青——的统一值。与具有较高surface_mu值的表面相比，对于具有较低surface_mu值的表面，由于在轴的一个或更多个车轮发生过度打滑之前可能施加至给定的轴的制动扭矩的量较低，因此brk_tq_crit的值被设置成较低。

在本实施方式中，vcu1还被构造成生成指示参数prob_halt的值的概率信号，该概率信号与车辆1根据车辆前方的主要交通灯或交通控制信号状况而将减速停止或者至少以相对较慢的速度移位的概率相对应。vcu1在确定brk_tq_crit的值时将prob_halt的值考虑在内。

在本实施方式中，如果prob_halt的值指示车辆1可能停止或者至少减慢到相对较慢的速度，则vcu1使brk_tq_crit的值相对于不占主导的值提高。在一些替代性实施方式中，在这些情况下，vcu1可以使brk_tq_crit的值相对于不占主导的值降低，原因在于，所需制动扭矩的量随着车辆1继续接近前方的交通和/或交通控制信号会增大而非减小。

为了生成prob_halt的值，vcu1被构造成借助于相机模块85c和前向雷达发射/接收模块87f来监测车辆1前方的环境。相机模块85c生成视频帧数据流，该视频帧数据流由图像识别技术处理以识别车辆1前方存在的车辆和交通控制信号，同时雷达模块87f检测车辆前方的被称为‘目标物体’的物体。vcu1的雷达模块控制部分处理由雷达模块87f产生的数据并且产生指示由雷达模块87f确定的目标物体相对于车辆1的位置和速度的数据。

vcu1c使用由雷达控制部分产生的数据结合视频帧数据流来确定车辆1是否正在接近静止或缓慢移动的交通。在本实施方式中，vcu1c被构造成基于视频帧数据来确定车辆1前方的任何车辆的制动灯是否被点亮，从而指示交通是静止、缓慢移动或减速，并且vcu1c被构造成在确定车辆1将减速停止或以相对较慢的速度移位的可能性时将上述因素考虑在内。因而，在本实施方式中，vcu1可以确定的是，车辆1前方存在的已点亮的制动灯指示车辆1将减速停止或以相对较慢的速度移位的增大的可能性。

另外，采用图像识别技术以在已捕获的视频帧中识别交通控制信号并且确定是否任何已识别的交通控制信号指示接近所述信号的车辆必须停止。如果交通控制信号确实指示接近的车辆必须停止，则vcu1确定车辆1将减速停止或以相对较慢的速度移位的可能性高于没有这种指示的情况下的可能性。

在一些实施方式中，vcu1c可以采用与vcu1c的导航功能相关联的地图数据，以基于由gps模块84提供的车辆位置信息来确定车辆前方的交叉口和/或交通控制信号的存在。vcu1c可以将地图数据与如上所述使用相机模块85c和雷达模块87f获得的关于交通和交通控制信号状态的信息相关联，以更可靠地确定车辆1将减速停止或以相对较慢的速度移位的概率。例如，应当理解的是，在一些实施方式中，地图数据可以有用地使vcu1c能够确定借助于相机模块85c或雷达模块87f在车辆1的前方检测到的交通是否处于基于道路布局数据的车辆路径中以及可选地处于例如基于响应于车辆目的地数据而生成的导航指导信息的车辆预测路线中。类似地，地图数据在确定车辆1是否必须遵守由相机模块85c检测到的给定的交通控制信号时可能是有用的。这在相对复杂的交叉口处的情况下可能特别有用，在该交叉口处，控制沿不同路线移位的交通的交通控制信号在由相机模块85c生成的图像中被检测。

在一些实施方式中，vcu1c可以另外或替代地例如经由无线通信链路比如经由无线电模块83从形成vcu1的一部分的数据库或车辆外部接收交通灯排序信息。该排序信息可以被vcu1c采用以确定车辆1前方的交通信号的状态，例如，确定该信号是否指示车辆可以继续移位越过作为被交通信号控制的点的控制点或者车辆是否必须停止在该控制点处。在一些实施方式中，vcu1c可以基于车辆1距交通控制点的距离以及可选地基于与车辆1前方的任何交通有关的信息来预测车辆1是否可能需要减速停止或者以相对较慢的速度移位。

应当理解的是，vcu1c还可以考虑经由无线交通信息数据链路比如基于互联网的交通信息数据链路、交通消息信道(tmc)的交通信息或任何其它合适的交通信息源所接收的交通信息。交通信息可以包括与在给定地理位置处的交通密度和速度有关的信息。vcu1c可以构造成例如通过调整概率信号以指示车辆1根据交通密度的增大将减速停止或者以相对较慢的速度移位的增大的概率来针对较高的交通密度值降低brk_tq_crit的值。

应当理解的是，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一起使用，不同类型的动力传动系包括：其中车辆的后轴被设置成永久地被驱动而前轴被设置成仅在采取四轮驱动模式时被驱动的动力传动系；以及其中前轴被设置成永久地被驱动而后轴被设置成仅在采取四轮驱动模式时被驱动的动力传动系，如在图1的实施方式的动力传动系5的情况下。

应当理解的是，在一些实施方式中，在两轮驱动模式下仅后轮被驱动的车辆中，brk_tq_crit的值可能较低。这是因为当车辆沿前进方向移动的同时经受制动时通常发生向前的重量偏移，从而致使前轮实现制动的能力增大并且后轮实现制动的能力降低。

图2示出了根据本发明的另一实施方式的车辆100的一部分。图2的实施方式中的与图1的实施方式类似的特征以图1中的相应附图标记加上100后得到的附图标记表示。

车辆100具有动力传动系105，该动力传动系105具有包括ptc(未示出)的ptu124，该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的相反端部设置有具有呈多片湿式离合器形式的离合器127的后驱单元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。应当理解的是，控制器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。控制器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2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2的实施方式的动力传动系105没有被构造成允许在动力传动系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锁定在一起以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可以设置成通过离合器装置被锁定在一起。

图3(a)示出了根据本发明的另一实施方式的车辆200的一部分。图3(b)是在(a)中所示的车辆200的动力传动系205的一部分的放大图并且其示出了ptu224的细节。图3的实施方式中与图1的实施方式类似的特征以图1中的相应附图标记加上200后得到的附图标记表示。

动力传动系205具有：固定不变地连接至变速箱218的ptu输入轴223a(图3(b))；可经由动力传递离合器(ptc)222连接至ptu输入轴223a的前部后驱传动轴223f；以及借助于差速齿轮装置(或差速器)225连接至ptu输入轴223a的后部后驱传动轴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‘中心差速装置’并且形成ptu224的一部分。差速器225允许前部后驱传动轴223f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连接至后轮214、215以及与后轮214、215断开连接的rdu230。在图3的实施方式中，rdu230类似于图2的实施方式的rdu130，但其它类型的rdu比如图1的实施方式的rdu30可能是有用的。

ptc222允许前部后驱传动轴223f经由链传动装置224c以可释放的方式连接至ptu输入轴223a。ptc222是图3的实施方式中的多片湿式离合器，但在一些实施方式中，其它类型的离合器比如爪形离合器可能是有用的。前部后驱传动轴223f进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4示出了具有这种ptu的动力传动系305的一部分。图4的实施方式中的与图1的实施方式类似的特征通过图1中的相应附图标记加上300后得到的附图标记来表示。

在图4的布置中，单个后驱传动轴323使变速箱318经由ptu324连接至rdu(未示出)。ptu324具有呈多片湿式离合器322(图4(b))形式的ptc322，该ptc322构造成允许后驱传动轴323连接至前部后驱传动轴323f，该前部后驱传动轴323f进而设置成驱动前差速器单元319d。ptc322被设置成经由链传动装置324c驱动前部后驱传动轴323f。

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结合本发明的特定方面、实施方式或示例描述的特征、部件、特性、化合物、化学基团或组应当被理解为适用于本文所述的任何其它方面、实施方式或示例，与其不相容的情况除外。