非对称摩擦系数斜坡上的牵引力控制倒溜减轻的制作方法

背景技术：

本发明总体上涉及在非对称摩擦系数表面(splitmusurface)上的稳定性控制系统，并且更具体地涉及对在倾斜表面上操作的车辆在该倾斜表面上静止之后的稳定性控制操作。

现在，许多车辆控制装置包括电子稳定性控制装置，这些电子稳定性控制装置用于尤其是在车辆在坡道起步辅助操作期间出现稳定性问题时维持车辆的稳定性。坡道起步辅助功能包括制动压力截留操作，以实施坡道起步控制。在坡道起步操作中，车辆会暂时停在斜坡上(诸如停在斜坡上的停车标志、停车灯处)或随车流停止。坡道起步辅助操作被设计成用于在驾驶员或自主驾驶系统增大油门时逐渐减小制动压力，使得在驾驶员已经输入了被认为足以前进向前上坡的推进转矩时去除所有压力。

在驾驶员将其脚从制动踏板上移开并踩下加速踏板(从而生成了认为足以在上坡方向上推动车辆的量的推进转矩)期间，如果推进转矩不足以推动车辆上坡，则可能会发生车辆的倒溜。结果是，车辆可能后退下坡，直到生成了足以消除倒溜状况的推进转矩为止。通常，坡道起步辅助功能被校准成自主维持所有车辆制动器的作用，直到足以消除倒溜状况的量的推进转矩经由发动机传动装置被施加到车辆车轮上的时间出现为止。

然而，典型的假设是，所有四个车轮都将具有用于帮助车辆上坡的牵引力，以避免原本“粘滞制动(stickybrake)”的阻力感。典型地，在任何车轮滑移发生之前会释放使车辆在坡道上保持静止的制动压力，以指示一些轮胎将无法对上坡爬升做出显著贡献。结果是当驾驶员意图爬坡时发生令人不安的车辆倒溜。在胆怯的驾驶员小心翼翼/谨慎地踩下油门时，这种情况甚至变得更加明显。另外，接近给定车辆的牵引力极限和发动机功率极限的车辆载荷(诸如拖曳物)、乘客重量分布和坡道斜坡是此问题的因素。尽管牵引力控制装置已经尽最大努力快速找到最佳的推进转矩和交叉差动制动，但如果在至少一个被驱动的车轮上发生车轮滑移，则在坡道起步开始尝试的初始阶段期间仍然会存在显著的倒溜。

技术实现要素：

本发明的优点在于，紧接着坡道起步辅助操作之后检测车辆车轮滑移状况。在紧接着坡道起步辅助操作对车辆制动器解除致动之后，系统会监测车轮滑移和车辆的向后移动。当检测到倒溜时，识别关于路面具有最高摩擦系数、牵引力或抓地力的无驱动的车轮(包括非被主导或较少被主导的被驱动的车轮)，并重新致动该相应的无驱动的车轮的车辆制动器以减少车辆的倒溜。施加到无驱动的车轮的制动力与车轮的车轮速度(或其他车辆速度估计)成比例，使得当车辆结束倒溜并准备向前移动时，所有制动压力都归零。

实施例设想了一种车辆的利用电子控制单元的稳定性控制系统，该电子控制单元使由于紧接着坡道起步辅助操作的车轮滑移而导致的车辆倒溜最小化。多个车轮速度传感器测量车辆车轮速度中的每个车辆车轮速度。确定路面的坡度。电子控制单元包括电子制动控制模块。所述电子制动控制模块控制在倾斜表面上车辆制动器的致动和解除致动。紧接着在所述倾斜表面上进行的坡道起步辅助操作，在每个车轮制动器均被解除致动以允许所述车辆在所述上坡移动之后，响应于感测到所述车轮中的每个车轮的车轮滑移而检测非对称摩擦系数路面状况。如通过车轮速度来确定地，所述电子控制单元确定在无驱动的车轮之中在轮胎/路面界面处具有最高摩擦系数的相应的无驱动的车轮。所述电子制动控制模块致动所述在轮胎/路面界面处具有最高摩擦系数的无驱动的车轮的车辆制动器，以减少所述车辆的倒溜。对无驱动的车轮或非被主导驱动的车轮的制动是对可能已经发生的任何标准稳定性控制制动的补充。

一种使由于紧接着坡道起步辅助操作的车轮滑移而导致的车辆倒溜最小化的方法。感测所述车辆的多个车轮中的每个车轮的车轮速度。感测所述车辆处于倾斜表面上。在完成坡道起步辅助操作时对每个车辆制动致动器解除致动。在释放车辆制动器中的每个车辆制动器之后确定所述车辆的倒溜状况。检测每个无驱动的车轮或非被主导驱动的车轮的车轮滑移状况。确定在车辆的无驱动的车轮之间存在非对称摩擦系数路面。确定哪个相应的无驱动的车轮在轮胎/路面界面处具有最高摩擦系数。电子制动控制模块致动所述在轮胎/路面界面处具有最高摩擦系数的无驱动的车轮的车辆制动器，以减少车辆向后下坡移动。对无驱动的车轮或非被主导驱动的车轮的制动是对可能已经发生的任何标准稳定性控制制动的补充。

当根据附图阅读时，根据本发明和优选实施例的以下详细描述，本发明的其他优点对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1是具有借助于电子制动控制模块的稳定性控制系统的车辆的示意图。

图2展示了右前制动器的车辆致动。

图3展示了左前制动器的车辆致动。

图4展示了倒溜减轻技术的方法的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，图1示出了具有根据本发明的用于稳定性控制的稳定性控制系统的车辆10。稳定性控制系统可以适合地用在地面车辆上，诸如具有四个车轮并且每个车轮一个制动器的机动车辆。

该车辆配备有多个车辆车轮lf、rf、lr和rr以及用于对相关联的车轮进行制动的多个制动致动器(即，致动器和转子)12、14、16和18。多个制动致动器12至18由包括电子制动控制模块(ebcm)21的电子稳定性控制单元(esc)20控制。ebcm21或类似模块是监测和控制电子制动功能的设备。制动致动器12至18不限于任何特定的制动布置，例如，对角线划分布置或前/后划分布置。

esc20接收来自各种传感器的输入，这些传感器包括但不限于车轮速度传感器22至28以及确定车辆10所处的表面的倾斜度的传感器30。esc20监测每个车轮的速度，并且基于速度和检测到的车轮滑移状况，由ebcm21在对车辆制动器的致动中应用制动策略、防抱死制动策略或牵引力控制策略。

传感器30计算或测量所行驶的表面相对于人工水平线的坡度的角度(度)。坡度也可以称为路面的角度、倾角、梯度、倾度或水平。倾斜度典型地是由“度”或“百分比”标识的度量。

车辆10可以进一步包括坡道起步辅助技术或其他类似技术，这些技术利用诸如esc20等电子控制单元连同上述模块、部件和传感器来辅助将车辆从静止状态转变为推动车辆在倾斜表面上上升而不会经历倒溜。如本文所使用的，“倒溜”包括在斜坡上与驾驶员的挡位选择所指示的驾驶员的意图方向相反的任何溜滚移动。此外，如本文所使用的，“驾驶员”包括提供油门和制动命令的任何自动化系统，例如，自主驾驶系统。在驾驶员已经人工释放了制动脚踏板36或自主驾驶系统释放了车辆制动器12至18之后，坡道起步辅助操作将车辆制动器12至18维持在致动位置持续较短的持续时间。这防止了车辆10在驾驶员将驾驶员的脚从制动脚踏板36上移开的时刻到驾驶员踩下加速踏板38来增大油门以在发动机39中生成转矩从而推动车辆10向上上坡的时刻期间发生向后溜滚。在这样的条件下，制动致动器12至18被维持处于致动状态，直到在释放制动踏板34之后经过了预定时间或者在存在一组条件(例如，假定发动机已经生成了足以开始推动车辆向上上坡的量的转矩)之后为止。

在释放了到制动致动器12至18中的每个制动致动器的制动压力之后，车轮中的每个车轮均可能经历由于非对称摩擦系数路面而导致的不同的牵引力水平。作为非限制性示例，非对称摩擦系数路面可以是左/右非对称摩擦系数表面。结果是，在其相应的表面上旋转的不同的车轮可能在其轮胎/路面界面处有着不同的摩擦系数，并且因此车辆的车轮可能经历关于路面的不同的牵引力。当发生车轮滑移时，车辆车轮失去了车轮下方的路面上的牵引力。另外，如果车辆正在倾斜表面上上坡，则由于车轮滑移状况而导致的牵引力缺失，车辆可能经历倒溜。车轮滑移是车轮的转速与车轮中心的平移速度之间的比较。

为了在制动致动器被解除致动之后应用本文所述的技术，首先确定车辆是否也在向后溜滚，即使发动机已经生成了认为足以推动车辆上坡的量的转矩。倒溜可以由包括但不限于方向性车轮速度传感器的设备确定。安装在车辆的无驱动的车轮上的方向性车轮传感器提供车辆的移动方向。如所使用的，“无驱动的车轮”包括比任何其他被驱动的车轮接收更少的发动机转矩或推进转矩的被驱动的车轮，即，较少被主导或非被主导驱动的车轮或较少被主导驱动的车轮。例如，如果车辆是后轮驱动车辆，则由于发动机转矩导致的车轮滑移将仅会在后车轮上发生。无驱动的前车轮可自由旋转(在没有制动压力的情况下)，并将根据车辆的移动方向来旋转。结果是，如果在处于斜坡上时发生车轮滑移并且后车轮无法获得牵引力(此时车辆开始向后溜滚下坡)，则无驱动的前车轮自由旋转(在没有制动压力的情况下)，并且设置在前车轮上的方向性车轮速度传感器将指示车辆的实际移动方向。应当理解，除了方向性车轮速度传感器之外，其他设备和方案也可以用于确定行驶方向。

响应于确定车辆正在向后溜滚，esc20确定每个车轮的车轮滑移状况。牵引力控制是一种控制模式，在该模式下，系统监测车轮滑移状况并控制发动机转矩(即，推进转矩)以及车轮中的每个车轮处的制动，以校正不稳定状况并优化整个车辆的牵引力。该确定是通过经由车轮速度传感器22至28监测车轮中的每个车轮上的车轮滑移并向esc20提供车轮速度数据来做出的。基于由每个车轮速度传感器供应的数据，esc20可以确定车轮中的各个车轮是否在其轮胎/路面界面处正有着不同的摩擦系数。esc20确定哪个车轮具有最小的车轮滑移并且将该车轮指定为在轮胎/路面界面处具有最高摩擦系数或牵引力。对于完全无驱动的车轮，可以通过假定其与最高滑移的被驱动的车轮对角相对来确定车轮滑移。对于基于后轮驱动的传动系布置，所选择的车轮优选地是车辆前车轮之一(例如，lf或rf车轮)。对于基于前轮驱动的传动系布置，所选择的车轮优选地是车辆后车轮之一(例如，lr或rr车轮)。

在识别到倒溜之后，响应于识别出哪个无驱动的车轮(或非被主导驱动的车轮)具有最高摩擦系数，esc20与ebcm21协作地自主地致动与识别出的具有关于轮胎/路面界面的最高摩擦系数的车轮相关联的制动致动器。对于基于后轮驱动的应用，预期无驱动的车轮是在车辆10的与具有最大滑移的后车轮相反的一侧上的前车轮。对于基于四车轮驱动的应用，可以从无驱动的车轮上的车轮滑移直接识别出具有最大抓地力的无驱动的车轮。这是对可能已经发生的任何标准稳定性控制制动的补充。

执行该附加制动是由于每个无驱动的车轮之中有着与下方路面的最高摩擦系数的车轮在该多个无驱动的车轮之中具有最佳牵引力。因此，在其他无驱动的车轮之中有着最高摩擦系数的该相应的车轮具有使与路面的制动力最大化的最大机会，这将在重新向该车轮施加制动力的情况下减少车辆倒溜或至少减慢车辆倒溜。所选择的车轮的制动致动器的重新致动优选地与车轮的速度或其他最可靠的车辆速度估计成比例，使得当车辆结束倒溜并准备向前移动时压力归零。当车辆结束倒溜并准备向前移动时，制动力将成比例地减小到零，以允许对驾驶员而言平稳并且不易察觉的过渡，并减小对向前上坡移动的阻力。

对于在共同的被驱动的车桥上的两个被驱动的车轮，做出关于哪个无驱动的车轮的正有着最高摩擦系数表面的假设。具体地，假设与被驱动的车桥上的最大滑移车轮对角相对的无驱动的车轮正有着最高摩擦系数表面。如果该假设不正确，则进一步的监测将允许采取替代措施。对于四轮驱动，可使用车轮速度数据来直接识别出有着最高摩擦系数表面的无驱动的车轮。

图2展示了基于车轮滑移数据，无驱动的rf车轮有着最高摩擦系数表面的状况。结果是，与lf车轮相比，rf将更可能抓牢路面。结果是，致动有着最高摩擦系数表面的rf车轮的制动致动器。这允许该车轮在被驱动的车轮试图重新获得推进牵引力的同时抓牢路面并试图保持住车辆。对关于高摩擦系数表面的制动致动器的重新施加应该与该相应的车轮的速度成比例，使得在车辆结束倒溜并准备向前移动时压力归零。

图3展示了基于车轮滑移数据，无驱动的lf车轮有着最高摩擦系数表面的状况。结果是，与rf车轮相比，lf车轮将更可能抓牢路面。结果是，致动有着最高摩擦系数表面的lf车轮的制动致动器。在被驱动的车轮试图重新获得牵引力的同时，这允许该车轮抓牢路面并保持车辆。对关于高摩擦系数表面的制动致动器的重新施加应该与该相应的车轮的速度成比例，使得在车辆结束倒溜并准备向前移动时压力归零。

图4展示了在紧接着坡道起步辅助操作的车轮滑移事件之后车辆重新获得牵引力的流程图。在框40中，确定传动装置是否接合在传动挡位中。对于自动传动装置，传动挡位可以是前进挡位(例如f)，也可以是倒退挡位(例如r)。对于手动传动装置，传动挡位可以是r、1、2、3等。在传动装置处于驻车挡或空挡的情况下，程序继续进行到步骤41；否则，程序将继续检查传动装置是否处于驻车挡或空挡。

在框41中，确定是否所有车辆制动致动器都被致动并且车轮速度是否全部为零。如果该条件成立，则程序继续进行到步骤42；否则，程序返回到步骤40。

在框42中，确定车辆是否在倾斜表面上静止。来自车轮速度传感器和传感器30的数据可以提供进行该评估所需的数据。如果车辆处于静止，则系统确定启用坡道起步辅助程序，并且程序继续进行到步骤43；否则，程序返回到步骤40。

在框43中，启动坡道起步辅助程序，并且在经过了预定时间段之后或者生成了足以在轮胎具有关于路面的足够的牵引的情况下开始车辆在向前方向上的移动的预定量的发动机转矩或推进转矩之后，释放制动致动器中的每个制动致动器。根据转矩混合制动器释放策略来释放制动致动器。

在框44中，紧接在释放车轮致动器中的每个车轮致动器和增大油门之后，确定车轮滑移状况。如果检测到车轮滑移状况，则程序继续进行到步骤45；否则，程序结束。

在框45中，基于车轮滑移状况来确定车辆是否正在非对称摩擦系数路面上行驶。如果检测到非对称摩擦系数状况，则程序继续进行到步骤46；否则，程序结束。

在框46中，识别在轮胎与路面之间具有最高摩擦系数的相应的无驱动的车轮。

在框47中，致动识别出的关于路面具有最高摩擦系数的无驱动的车轮的制动致动器，以作为可能已经发生的任何标准稳定性控制制动的补充。这通过向有着高摩擦系数状况的无驱动的车轮的车轮制动器施加致动来使倒溜的量显著减少。有着高摩擦系数状况的无驱动的车轮上的制动致动器的压力应该与该车轮的速度或最可靠的车辆速度估计成比例。由此，当车辆结束倒溜时，制动器致动压力归零，这指示被驱动的车轮已经获得牵引力，并且车辆准备以足够的牵引力在意图方向上移动。

已经在本发明的各种实施例中描述了其原理和操作模式。然而，应该注意，可以在不脱离本发明的范围的情况下，以与具体展示和描述的方式不同的其他方式实践本发明。