具有外力补偿的车辆速度控制系统和方法_3

文档序号:8268474阅读:来源:国知局
动力传动系统扭矩传感器;节气门传感器;转向角传感器;方向盘速度传感器;坡度传感器;例如稳定性控制系统(SCS)上的横向加速度传感器;制动踏板位置传感器;制动踏板压力传感器;加速器踏板位置传感器;空气悬架传感器(即底盘高度传感器);车轮位置传感器;车轮接地(wheel articulat1n)传感器;车身振动传感器;水检测传感器(用于涉水事件的接近性和深度二者);分动箱H1-LO比率传感器;进气路径传感器;车辆乘载率传感器;纵向、横向和竖向运动传感器以及本领域中已知的其他传感器。
[0069]以上标识的传感器以及可以提供可以被本方法所使用的信息的任何其他的传感器都可以以硬件、软件、固件或其某种组合的形式来实现。传感器14可以直接感测或测量与提供该传感器14所对应的条件,或者传感器14可以基于由其他传感器、部件、装置、模块、系统等提供的信息间接地评估这些条件。此外,这些传感器可以直接联接至VCU 16以及/或者车辆子系统12中的一个或更多个车辆子系统,经由其他电子装置、车辆通信总线、网络等间接地联接至VCU 16以及/或者车辆子系统12中的一个或更多个车辆子系统,或者根据本领域中已知的某些其他装置来联接。这些传感器的某些传感器或全部传感器都可以结合在以上标识的车辆子系统12中的一个或更多个车辆子系统内,可以为独立部件,或者可以根据某些其他布置来提供。最后,本方法中所使用的各种传感器读数中的任何传感器读数可以代替由实际的传感器元件直接提供而由车辆10的某些其他部件、模块、装置、子系统等来提供。例如,VCU 16可以接收来自子系统12的ECU的某些信息,而非直接接收来自传感器14的信息。应当理解,由于车辆10不限于任何特定的传感器或传感器装置,因此前述方案代表可能性中的仅某些可能性;并且可以使用任何适当的实施方式。
[0070]VCU 16可以包括任何适当的E⑶,并且可以包括任何类型的电子处理装置、存储装置、输入/输出(I/o)装置和/或其他已知部件,并且VCU 16执行与各种控制和/或通信相关的功能。在一个实施方式中,VCU 16包括电子存储装置22,电子存储装置22可以存储各种信息、传感器读数(例如,由车辆传感器14产生的传感器读数)、查找表或其他数据结构(例如,下述方法的执行中使用的数据结构)、算法(例如,下述方法中实施的算法)等。在一个实施方式中,存储装置22包括承载用于控制车辆以执行下述方法的计算机可读代码的载体介质。存储装置22还可以存储与车辆10和子系统12相关的相关特征和背景信息。VCU 16还可以包括电子处理装置24(例如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等),该电子处理装置24执行存储在存储装置22中的用于软件、固件、程序、算法、脚本、应用等的指令,并且可以管理本文种描述的方法。如上所述,V⑶16可以经由适当的车辆通信装置电连接至其他车辆装置、模块、子系统和部件(例如传感器),并且VCU16可以在需要时与上述部分交互。除了在本文中别处描述的可以由VCU16执行的功能以外,在一个实施方式中,V⑶16还可以负责与子系统12相关的上述各种功能,尤其是在这些子系统还没有这样配置具有这样的功能时。当然,由于还可以使用其他实施方式,因此这些仅为VCU 16的可能的布置、功能和能力中的某些布置、功能和能力。根据特定实施方式,V⑶16可以为独立的车辆电子模块,VCU 16可以结合或包括在另一车辆电子模块中(例如,以上所标识的子系统12中的一个或更多个子系统中),或者VCU 16另一方面可以以本领域中已知的方式进行设置和配置。因此,V⑶16并不限于任一特定实施方式或设置。
[0071]除了上述部件和系统以外,在一个实施方式中,车辆10还可以包括一个或更多个车辆速度控制系统。例如并且继续参照图2,在一个实施方式中,车辆10还可以包括巡航控制系统26和低速行进(LSP)控制系统28,该巡航控制系统26也被称作“公路”或“道路”巡航控制系统,LSP控制系统28也可以被称作“非公路”或“越野”行进控制系统。
[0072]公路巡航控制系统26可以包括本领域中已知的任意数量的常规巡航控制系统,能够操作成使车辆速度自动保持在由用户设置的所需“设定速度”处。这种系统在其使用方面一般受到限制,这是因为车辆必须在某最小阈值速度(例如,30mph (近似50kph))以上行驶以使系统能够进行操作。因此,这些系统特别地适于在公路行驶中使用,或者适于至少在没有进行反复地起动及停止、并且允许车辆以相对高的速度行驶的情况下行驶时使用。如本领域中已知的,公路巡航控制系统26可以包括配置成执行并实施系统的功能的专用的或单独的ECU,或者可替代地,巡航控制系统26的功能可以结合到车辆10的另一子系统12 (例如动力系子系统U1)或者例如VCU 16 (如图2中所示)中。
[0073]此外并且如本领域中已知的,巡航控制系统26可以包括一个或更多个用户界面装置30,所述一个或更多个用户界面装置30可以由用户(例如驾驶员)使用以与系统26 (例如,系统26的ECU)进行交互,并且在某些实施方式中,用户界面装置30允许系统与用户进行交互。举几种可能性来说,例如,这些装置可以允许用户激活系统26/对系统26去除激活,以及设定和/或调节系统的设定速度。这些装置中的每个装置均可以呈任意多种形式,例如但不限于以下各者中的一者或更多者:按钮;开关;触摸屏;可视显示器;扬声器;平视显示器;按键;键盘;或者任何其他合适的装置。另外,这些装置可以位于车厢内的任意多个位置处,并且相对紧密地靠近用户(例如方向盘、转向柱、仪表板、中央控制台等)。例如并且参照图3,车辆10的方向盘(即,图1中的方向盘32)可以配置有巡航控制系统26的呈按钮的形式的多个用户界面装置。一个这种装置可以为“设定速度”按钮301;该“设定速度”按钮SO1可以在以特定方式被操纵时激活巡航控制系统26的操作并且还设定所需的设定速度。巡航控制系统26还可以包括一个或更多个其他用户可选择的界面装置(例如按钮),以允许用户增大或减小系统的设定速度。例如,可以设置允许用户以离散的增量(例如,Imph(或Ikph))增大设定速度的“ + ”按钮302以及允许用户以相同的或不同的离散增量减小设定速度的按钮303。可替代地,“ + ”按钮302和按钮30 3可以结合到单个用户可选择的装置中。系统26的额外的用户可选择的界面装置可以例如包括:“取消”按钮304,该“取消”按钮304使系统去除激活或中止;以及“恢复”按钮30 5,该“恢复”按钮305允许系统在系统功能的暂时中止或去除激活之后被再次激活。
[0074]应当理解,由于车辆10不限于任何特定的巡航控制系统或用户界面装置或布置,因此,前述方案仅表示巡航控制系统26及其用户界面装置的可能性中的某些可能性;并且可以使用任何适当的实施方式。
[0075]LSP控制系统28提供了速度控制系统,该速度控制系统例如使配备有这种系统的车辆的用户能够选择非常低的目标速度或设定速度,在上述非常低的目标速度或设定速度下,车辆可以在不需要用户请求任何踏板输入的情况下行进。这种低速行进控制功能与巡航控制系统26的行进控制功能的不同之处在于:不同于巡航控制系统26,车辆并非必须以相对高的速度(例如30mph(近似50kph))行驶以使系统能够进行操作(尽管系统28可以配置成有助于在从静止到大约30mph (近似50kph)或更大的速度下的自动速度控制,并且因此系统28不限于“低速”操作)。此外,已知的公路巡航控制系统配置成使得在用户下压制动踏板或离合器踏板的情况下,例如道路巡航控制功能被取消并且车辆恢复到需要用户踏板输入以保持车辆速度的手动操作模式。另外,在至少某些巡航控制系统中,对可能由牵引力的损失引起的车轮滑移事件的检测也可以具有取消巡航控制功能的作用。LSP控制系统28与这种巡航控制系统的不同之处还可以在于:在至少一个实施方式中,LSP控制系统28配置成使得由此提供的速度控制功能并没有响应于上述那些事件而被取消或去除激活。在一个实施方式中,LSP控制系统28特别地适于在越野或非公路行驶中使用。
[0076]在一种实施方式中,LSP控制系统28包括其可能包括的其他部件中的E⑶42 (在示出的实施方式中并且出于下述原因被示出为包括VCU 16)和一个或更多个用户输入装置44。ECU 42可以包括任何类型的电子处理装置、存储器或存储装置、输入/输出(I/O)装置以及任何其他已知的部件,并且ECU 42可以执行LSP控制系统28的包括以下描述的以及在本发明方法中实现的功能在内的任意多个功能。为此,ECU 42可以配置成接收来自各种源(例如车辆传感器14、车辆子系统12、用户输入装置44)的信息,并且配置成评估、分析和/或处理该信息以试图控制或监测车辆10的一个或更多个操作方面,例如:检测作用在车辆上的可能会影响车辆的加速/减速的外力;自动调节施加至车辆的一个或更多个车轮的扭矩以补偿外力可能对车辆造成的影响;确定车辆10在其上行驶的地形的类型和/或特点等。此外,在一个实施方式中,ECU 42可以配置成执行或实施本方法的在下文中更加详细地描述的一个或更多个步骤。应当理解,ECU 42可以为单独的电子模块,或者可以结合或并入到车辆10的另一子系统12或者例如VCU 16中。出于说明和清楚的目的,下面的描述将与下述实施方式相关:在该实施方式中,ECU 42的功能被结合或并入到VCU 16中,使得如图2中所示,V⑶16包括LSP控制系统28的E⑶。因此,在这种实施方式中,V⑶16及其存储装置或由此可访问的存储装置(例如存储装置22)特别地存储执行LSP控制系统28的包括在下述方法中实现的功能在内的功能所需的各种信息、数据(例如预限定的设定速度)、传感器读数、查找表或其他数据结构、算法、软件等。
[0077]正如上文描述的公路巡航控制系统26,LSP控制系统还包括一个或更多个用户界面装置44,该一个或更多个用户界面装置44可以由用户使用以与系统28交互,并且在某些实施方式中,以允许系统28与用户交互。这些装置可以允许用户例如激活/停止LSP控制系统28、设定和/或调节系统的设定速度、从多个预限定的设定速度中选择所需的设定速度、在两个或更多个预限定的设定速度之间进行切换,以及另外可以如下文所述的与系统28交互。这些用户界面装置还可以允许系统28向用户提供某些通知、警告、消息、要求等。这些装置中的每一者可以采用许多形式,诸如例如但不限制于以下装置中的一个或更多个:按钮;开关;触摸屏;可视显示器;扬声器;平视显示器;按键;键盘;或任何其他适合的装置。此外,这些装置可以位于车厢内的任意多个位置处并且与用户靠得相对较近(例如,方向盘、转向柱、仪表板等)。在一个实施方式中,公路巡航控制系统26的用户界面装置30和LSP控制系统28的用户界面装置44在车辆10内分别设置成彼此相邻,并且在一个实施方式中,设置在车辆10的方向盘32上。然而,在诸如例如本文描述的其他实施方式中,公路巡航控制系统26和LSP控制系统28可以共用一些相同的用户界面装置或所有相同的用户界面装置。在该实施方式中,诸如开关、按钮或任何其他适合的装置之类的额外的用户可选装置可以设置成在两个速度控制系统之间进行切换。因此,在图3中示出的实施方式中,以上参照巡航控制系统26描述的这些用户界面装置还可以用于LSP控制系统28的操作,并且这样,还可以当在系统28的背景下论述时被称为用户界面装置441-445。
[0078]为了说明的目的并且除下文描述的LSP控制系统28的功能之外,现在将提供对LSP控制系统28的一个说明性实施方式的总体操作的描述。首先,VCU 16本文中描述的实施方式中包括LSP控制系统28的ECU,VCU 16确定车辆要行驶的所需速度(本文中被称为“所需的设定速度”)。这可以是由用户通过用户界面装置44所选择的设定速度,或替代性地,VCU 16可以配置成基于某些条件或因素并且在没有用户介入的情况下自动确定或选择所需的设定速度。在任一情况下,响应于所需的设定速度的选择,V⑶16配置成:通过共同地或单独地引起对车辆的车轮施加选择性动力传动、牵引力控制和/或制动作用,而实现车辆处于所需的设定速度或者保持车辆处于所需的设定速度,从而使车辆根据所需的设定速度操作。在一个实施方式中,这可以包括例如,VCU 16产生并发送合适的命令至合适的(诸如动力系子系统1?和制动子系统12 3之类的)子系统12,和/或直接控制车辆10的一个或更多个部件、模块、子系统等的操作。
[0079]更特别地,并且参照图4,一旦确定所需的设定速度,与车辆底盘或动力传动系相关联的车辆速度传感器(在图4中表不为传感器H1)向VCU 16提供表明车辆速度的信号46。在一个实施方式中,V⑶16包括比较器48,该比较器48将所需的设定速度(在图4中由附图标记49表示)与测量速度46比较,并且提供表明该对比的输出信号50。该输出信号50被提供至评估单元52,该评估单元52根据车辆速度是需要增大还是减小以保持或实现所需的设定速度来将该输出信号50解释为通过例如动力系子系统121向车轮施加额外的扭矩的命令或是解释为通过例如制动子系统123减小施加至车轮的扭矩的命令,并且在后一种情况下,根据预定或规定的加速度曲线、加速度廊带(例如,+/-(0.lg-0.2g))或两者来完成将输出信号解释为通过例如制动子系统123减小施加至车轮的扭矩的命令。来自评估单元52的输出54随后被提供至一个或更多个子系统12以根据是否存在来自评估单元52的对扭矩的增加命令或减小命令来控制施加至轮的扭矩。为了使得需要的正扭矩或负扭矩施加至轮,评估单元52可以或者命令额外的动力施加至车轮和/或制动力施加至轮,这两种情况下的任一者或两者可以用于实施实现或保持所需的车辆设定速度所必需的扭矩的改变。LSP控制系统28命令将正扭矩和负扭矩同步施加至车轮,以控制施加至车轮的净扭矩,从而特别地,在滑移事件发生在一个或更多个轮处的情况下保持车辆的稳定性和平稳性,并且调节在每个车轴上施加的扭矩。在某些示例中,VCU 16还可以接收表明车轮滑移事件已经发生的信号56。在这些示例中,在车轮滑移事件期间,VCU 16继续将测量的车辆速度与所需的设定速度进行比较,并且继续自动地控制在车轮上施加的扭矩以将车辆速度保持在所需的设定速度处并且控制滑移事件。
[0080]除上文描述的功能之外,在一个实施方式中,LSP控制系统28还可以配置成检测、感测、获得或确定与车辆10行驶的地形有关的信息(例如,表面类型、地形分类、地形或表面粗糙度等)。根据一个实施方式,VCU 16可以配置成执行该功能并且以许多方式执行该功能。一种方式在于2013年I月16日公布的英国公布申请N0.GB2492748A中描述,其全部内容通过参引并入本文中。更特别地,在一个实施方式中,和与车辆相关联的多个不同参数有关的信息从包括例如上文描述的那些传感器14和/或子系统12的多个车辆传感器和/或各种车辆子系统来接收或获取。所接收的信息随后被评估并且用于确定一个或更多个地形指标,该地形指标可以表示地形的类型,并且在某些示例下,可以表示地形的诸如例如分类、粗糙度之类的一个或更多个特征。
[0081]更具体地,在一个实施方式中,速度控制系统(例如,V⑶16)可以包括估计器模块形式的评估装置,从一个或更多个传感器14和/或子系统12获取或接收的信号(下文共同称为“传感器/子系统输出”)被提供至该评估装置。在估计器模块的第一级内,使用传感
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