常道路条件下在公路上驾驶相比较，在地形更加不平或更滑的环境中，车辆100也可能更易于失去牵引力。因此，本发明的实施方式特别地发现了当在越野环境中或者在可能常常发生车轮滑移的状况下驾驶车辆100时的益处。对驾驶员而言，在这样状况下的手动操作是困难的且经常是充满压力的体验，并且可能引起不舒服的驾乘。
[0143]车辆100还设置有另外的传感器(未示出)，所述另外的传感器代表与车辆移动和状态相关联的各种不同参数。这些可以是LSP控制系统12或HDC控制系统12HD特有的惯性系统，或乘员约束系统的一部分，或任何其他子系统，所述任何其它子系统可以提供来自传感器(诸如陀螺仪和/或加速计)的、可以表示车辆主体移动的数据，并且可以提供对LSP控制系统12和/或HDC控制系统12HD的有用输入。来自传感器的信号提供多个驾驶条件指标(也被称为地形指标)，或者用于计算多个驾驶条件指标，所述驾驶条件指标表示车辆驾驶经过的地形状况的特性。
[0144]车辆100的传感器(未示出)包括但不限于向V⑶10提供连续的传感器输出的传感器，包括:如前面提到的并且如图5所示的车轮速度传感器；环境温度传感器；大气压力传感器；轮胎压力传感器；车轮铰接传感器；用以检测车辆的横摆(yaw)、侧倾和俯仰角和速率的陀螺仪传感器；车辆速度传感器；纵向加速度传感器；引擎扭矩传感器(或引擎扭矩估计器)；转向角传感器；方向盘速度传感器；坡度传感器(或坡度估计器)；可以作为SCS14的部分的横向加速度传感器；制动踏板位置传感器；制动压力传感器；加速器踏板位置传感器；纵向、横向和垂直移动传感器；以及形成车辆涉水辅助系统(未示出)的部分的水检测传感器。在其他实施方式中，可以仅使用上述传感器中的选集。
[0145]VCU 10还接收来自转向控制器170C的信号。转向控制器170C是电子助力转向单元(ePAS单元)的形式。转向控制器170C向VCU 10提供表示向车辆100的可转向行走轮111、112施加转向力的信号。所述力对应于用户施加于方向盘171的力与由ePAS单元170C生成的转向力的结合。
[0146]VCU 10评估各种传感器输入，以确定用于车辆子系统的多个不同的控制模式(驾驶模式)中的每个控制模式是适当的概率，其中每个控制模式对应于车辆行驶经过的特定地形类型(例如，泥泞地、沙地、草地/砂砾/雪地)。
[0147]如果用户选择了自动驾驶模式选择条件下的车辆操作，则VCU 10选择控制模式中的最适当的一个控制模式，并且VCU 10自动地配置成根据所选择的模式来控制子系统。在我们的同时待审的专利申请号GB1111288.5、GB1211910.3和GB1202427.9中进一步详细描述了本发明的这一方面，上述申请中的每个申请的内容通过引用并入本文。
[0148]如以上所指出的，车辆驾驶经过的地形(参照所选择的控制模式来确定)的特性还可以用于LSP控制系统12中，以确定车辆速度的适当增大或减小。例如，如果用户选择了不适于车辆驾驶经过的地形特性的uSer_Set-Speed的值，则系统12操作为通过减小车轮的速度来自动调节车辆速度减低。在某些情况下，例如，用户所选择的速度可能无法实现或者在某些地形类型上可能是不适当的，特别是在不平坦或粗糙表面的情况下。如果系统12选择了与用户所选择的设置速度user_set_speed不同的设置速度(LSP_set_speed的值)，则经由LSP HMI 20向用户提供速度约束的视觉指示，以指示已经采用替选速度。
[0149]LSP控制系统12根据车辆驾驶经过的地形来确定LSP_set-speed的值。因此，LSP控制系统12操作为根据地形来限制最大速度，LSP控制系统12将会控制车辆10以该最大速度进行操作。当在越野条件下以减少的驾驶员干预进行操作时，本发明的实施方式使得车辆稳定度提高。也就是说，由于LSP控制系统12确定LSP_set-speed的最大允许值并且相应地限制车辆100的速度，所以不需要驾驶员进行干预以在主流地形如此保证(sowarrant)时减小user_set_speed的值，以及在主流地形允许时增大user_set_speed值。在本实施方式中，如果LSP速度控制功能被激活而公路巡航控制系统未被激活，则LSP控制系统12仅操作为计算LSP_set_speed的值。然而，将理解到，本文中所描述的根据车辆行驶经过的主流表面或地形的变化来自动调节车辆速度以便保持乘员舒适度和车辆稳定度的方法还可以并入到为公路驾驶而优化的车辆速度控制系统中。
[0150]在本实施方式中，LSP控制系统12被配置成根据与车辆相关联的多个参数来生成LSP_set-speed的值。LSP控制系统12使车辆根据车辆目标速度的六个值中的最低值进行操作，也就是说LSP控制系统12将LSP_set-speed的值设置成目标速度的六个值的最低值。目标速度值为:(a)user_set_speed ； (b)根据乘员刺激度参数Psng_Excit的值计算的最大车辆速度Psng_Excit_v，Psng_Excit的值是根据车辆俯仰加速度、侧倾加速度和起伏加速度而设置；(C)根据转向角和车辆速度设置的最大速度steering_angle_v ； (d)根据表面侧坡(surface side slope)设置的最大速度sideslope_v ； (e)根据表面坡度设置的最大速度grad_v ；以及(f)根据车辆悬架铰接设置的最大速度warp_v或者扭曲速度，也被称为悬架扭曲(suspens1n warp)。可选地，输入可以包括根据车辆是否涉水而设置的最大速度值。在一些实施方式中，最大速度值可以至少部分地根据车辆涉水所通过的液体(例如水)的深度来设置。其他参数和速度也是有用的。
[0151]LSP控制系统12被配置成接收与多个车辆参数相对应的输入。所述参数包括:(a)当前车辆的表面摩擦系数的参考值，其是基于一个或更多个参数的值(例如对引起过多车轮滑移的车轮所施加的扭矩的量)所计算的值；(b)与当前所选择的车辆驾驶模式相对应的预期表面摩擦系数的值，其是针对各个驾驶模式的规定值；(C)当前的转向角的值，其对应于可转向行走轮角度或方向盘位置；(d)车辆的当前横摆角速度(yaw rate)(参照加速计的输出而确定)；(e)当前测量的横向加速度的值(也是参照加速度计的输出而确定)；(f)当前测量的表面粗糙度的值(参照悬架铰接而确定)；(g)车辆的当前位置(参照全球卫星定位系统(GPS)输出而确定)；以及(h)借助于相机系统获得的信息。前述列表意图仅说明示例而不意图进行限制，另外地或替代地，其他输入也是有用的。
[0152]借助于相机系统获得的信息可以包括例如在确定车辆10可能准备从越野车道或轨道离开的情况下的警报。在一些实施方式中，车辆100的一个或更多个系统，可选地LSP控制系统12，可以被配置成检测可能影响Psng_EXcit值的车辆前方的地形。也就是说，基于对在车辆路径中的地形的一个或更多个图像的分析，LSP控制系统12可以预测到车辆前方的地形可能会反向或正向地影响乘员刺激度。因而，如果车辆继续以其当前速度行进，则LSP控制系统12可以被配置成改变Psng_Excit的值或者预计到Psng_Excit的值的改变而影响车辆速度。这与参照上述车辆参数的对地形的反应评估不同。
[0153]要理解的是，在一些实施方式中，除了 LSP控制系统12之外的控制器或系统被配置成确定Psng_Excit的值。
[0154]图6示出了 LSP控制系统12确定Psng_Excit的值的方式。LSP控制系统12接收以下三个参数中的每个参数的值以计算Psng_Excit的值:(I) VehPitch_Aa_Meas，其为车辆主体俯仰角加速度的测量值；(2)VehRoll_Aa_Meas,其为车辆主体侧倾角加速度的测量值；以及(3)VehHeave_A_Meas，其为车辆主体起伏加速度的测量值。所述车辆主体起伏加速度是指对于x、y、z轴在z方向上的车辆主体的加速度，其中所述z方向与相对于车辆参考系的垂直向上方向(如果车辆位于基本水平平面上，则该方向与相对于地球的垂直向上方向基本上对应)相对应。所述值被输入至LSP控制系统12的相应信号输入端201、202、203。在一些实施方式中，由LSP控制系统12从控制器区域网络(CAN)总线(未示出)或者车辆电子控制单元彼此通信所利用的其他装置来读取所述值。
[0155]术语车辆主体很好理解，并且通常指的是车辆的主体部分，一般包括乘员舱或室，并且通常由悬架系统支承，在设置有悬架系统的情况下。
[0156]信号被馈送至增益功能块210，该增益功能块210由LSP控制系统12以计算机程序代码来实现，并且向每个所述信号施加相应的增益量。根据乘员对各个信号的值的敏感度来设置各个信号被放大的量。因此，在一些实施方式中，增益被设置为解释如下观察结果:较低的俯仰加速度VehPitch_Aa_Meas的值与起伏加速度VehHeave_A_Meas的相等值相比，被认为对于车辆乘员来说较不舒服。因而，在一些实施方式中，施加于信号VehPitch_Aa_Meas的增益的值可以高于施加于信号Veh Heave_A_Meas的增益的值。
[0157]由增益块210处理的信号值随后被馈送至标准化功能块220，所述标准化功能块220将所述值标准化，以根据每个信号的值来生成最大允许速度的值。信号的最大允许值被馈送至最大化器(maximiser)功能块230，最大化器功能块230输出被输入至其中的信号中的较大者。功能块220是“求绝对值”功能块，也就是说功能块220仅输出与信号幅值相对应的正值。这确保了所有值是可比较的，而不是负值。
[0158]信号中的较大者因此被馈送通过平滑装置240，所述平滑装置240应用反馈环路并且随后对信号施加Butterworth滤波器。由平滑装置240输出的信号为Psng_Excit的值。平滑装置实质上执行移动平均计算功能，而不需要存储与最大化器功能块230输出的参数的值有关的历史数据。因此，平滑装置240的输出构建了在给定时间段内车辆已通过的地形的平均分布(profile)，并且用于缓和车辆主体所经受的加速度分布的相对无规律特性。
[0159]在本实施方式中，Psng_Excit的值被设置成随着车辆主体刺激度的增大而增大。由于乘员刺激度与车辆主体刺激度直接相关，所以增大Psng_Excit的值对应于减小乘员舒适度。
[0160]要理解的是，功能块210、220、230、240中的每个功能块是通过LSP控制系统12以计算机程序代码来实现的。在一些可替选实施方式中，所述功能块可以例如借助于电子放大电路、滤波电路等以硬件而不是计算机程序代码来实现。
[0161]当构建根据本实施方式的系统时，对在Psng_Excit的值的范围内车辆乘员所感受到的不舒适度进行研宄，以识别对应于乘员舒适度与车辆速度之间的最佳折衷的Psng_Excit的值的范围。然后对于Psng_Excit的每个值来确定车辆目标加速度tgt_accel的值。tgt_aCCel的值是可以施加于车辆100的加速度的值，以便尝试将Psng_Excit的值保持在被识别为乘员舒适度与车辆速度的最佳折衷的最佳范围内。
[0162]在图4中示出了最佳范围，该最佳范围是从较低值P_E_1到较高值P_E_high的范围。图7中所示的Psng_Excit的值是被标准化以使得为零的Psng_Excit的值在上限值P_E_h与下限值P_E_1之间的基本上中间的值。其他设置也是有用的。
[0163]在一些可替选实施方式中，以差量或增量参数的形式存储数据。LSP控制系统12确定图6中所确定的Psng_Excit的值与Psng_Excit的预定“可接受”值之间的差，并且从数据库获得tgt_aCCel的相应值。
[0164]在一些实施方式中，Psng_Excit的值可以被设置成从零(最舒服)到例如80的正值(对应于乘员刺激度的不可接受的高水平)进行变化。因此，在一些实施方式中，可接受的Psng_EXcit值可以是约30的值，或者是任何其他合适的值，这通常根据经验来确定。
[0165]在本实施方式中，对于在P_E_1以下的Psng_Excit的值而言，车辆加速度tgt_accel的值被设置成Psng_Excit的函数，使得随着Psng_Excit的值减小到P_E_1以下，tgt_accel的值逐渐变为正值。相反地，对于在P_E_h以上的Psng_Excit的值而言，随着Psng_Excit的值增大到P_E_h以上，Psng_Excit的值逐渐变为负值。因此，对于在P_E_1以下的Psng_Excit的值而言，车辆加速至较高速度是有利的，而对于在P_E_1以上的Psng_Excit的值，车辆减速至较低速度是有利的。
[0166]LSP控制系统12还被配置成参照车轮与驾驶表面之间的表面摩擦系数的值来确定在旅程过程期间车辆10的横向加速度max_lat_acc的最大允许速率。LSP控制系统12采用该max_lat_acc值来生成steering_angle_v的值，以防止在车辆10转弯时转向不足(understeer)。在本实施方式中，LSP控制系统12还操作为基于转向角来计算在地形上车辆100的路径的曲率半径。LSP控制系统12将该曲率半径与参照车辆的行驶路径所确定的值进行比较，其中车辆的行驶路径是参照GPS位置数据确定的。如果LSP控制系统12检测到出现转向不足，则LSP控制系统12操作为相应地减小steering_angle_v的值。在本实施方式中还采用了横摆角速度和所测量的横向加速度，以便于在存在任何转向不足的情况下增大对所存在的转向不足的量的确定的可靠性。在一些实施方式中，在确定所存在的转向不足的量时不采用横摆角速度和所测量的横向加速度。其他设置也是有用的。
[0167]现在将参照图8来描述LSP控制系统12确定目标速度LSP_set-speed的即时值所采用的方式。要理解的是，在本实施方式中，所描述的每个功能块以软件代码的形式来实现，但是在一些可替选实施方式中所述功能块中的一个或更多个功能块可以以分立电路的形式来实现。
[0168]如图8 所不，所述六个速度参数 user_set_speed、Psng_Excit_v、steering_angle_v、sideslope_v、gradient_v和warp_v中的每个速度参数的值被输入至最小化器功能块309。最小化器功能块309从中输出所述六个速度中的较小者。该速度被馈送至速率限制功能块311，所述速率限制功能块311将由最小化器功能块309输出的速度值与车辆速度的即时值进行比较。速率限制功能块311被配置成确保它们之间的差不对应于超过规定值(在本实施方式中为1.5ms至2ms)的正加速度或者幅值超过另一规定值(在本实施方式中为1.25ms至2ms)的负加速度。
[0169]由速率限制功能块311输出的速度是LSP_v_target的值。然后，LSP控制系统12根据LSP_set_speed的值来控制车辆速度。
[0170]以如下方式来确定Psng_Excit_v的值。
[0171]在功能块301处，参照以上关于图7所示数据所描述的查找表来获得根据Psng_Excit的即时值所确定的tgt_accel的值。该值被馈送至速率限制功能块303，该速率限制功能块303确定在LSP控制系统12的下一时间步长(time step)内LSP_set_speed的即时值应被改变的相应量，以便达到对应于tgt_aCCel的加速度的速率(其可以是正值或负值)。该值由图8中标记为speed_delta的变量给出。速率限制功能块303被配置成防止LSP_v_target的值以超过最大允许速率的速率而增大。在一些实施方式中，对于正的车辆加速度，最大允许速率可以是约1.5ms至2ms ;对于负的加速度，也就是说车辆10的减速，最大允许速率可以是约1.25ms至2ms。车辆速度增量speed_incr的值被馈送至求和功能块 305。
[0172]要理解的是，时间步长的长度可以是LSP控制系统12进行操作所采用的任何合适的值，如10ms、100ms或任何其他合适的值。
[0173]求和功能块305还接收以下时间步长处的LSP_set_speed的值作为输入:所述时间步长紧接在正在确定LSP_set_speed的更新值的时间步长之前。借助于时间步长功能