车辆速度控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制车辆的速度的系统。特别地，但非排他地，本发明涉及一 种用于控制能够在各种不同且极端的地形和条件下驾驶的基于陆地的车辆的速度的系统。 本发明的各个方面涉及系统、方法和车辆。
[0002] 共同待决的英国专利申请No. GB 1214651.0的内容通过引用并入本文中。
【背景技术】
[0003] 在已知的车辆速度控制系统--通常是指巡航控制系统--中，当用户设定车辆 速度而用户没有另外干预时，车辆速度在行驶时被保持，以便通过减少工作量来提高用户 的驾驶体验。用户选择车辆要保持的速度，并且只要用户不施加制动一一或者，在一些系统 中，不施加离合器一一则车辆保持在该速度。巡航控制系统从驱动轴或车轮速度传感器获 取其自身速度信号。当制动或离合器被下压时，巡航控制系统关闭，使得用户可以在不受系 统阻碍的情况下改变车辆速度。如果用户下压加速器踏板，则车辆速度将会增大，但是当用 户从加速器踏板移开其脚时，车辆恢复至预设巡航速度。
[0004] 更复杂的巡航控制系统集成在发动机管理系统中并且可以包括自适应功能，自适 应功能使用基于雷达的系统来考虑距前方车辆的距离。例如，车辆可以设置有前视雷达检 测系统，从而检测前方车辆的速度和距离并且在不需要用户输入的情况下自动保持安全跟 随速度和距离。如果前方车辆减速，或者雷达检测系统检测到另一对象，则系统向发动机或 制动系统发送信号，以使车辆相应地减速。
[0005] 这样的系统通常仅能够在特定速度--通常约15mph(英里每小时）至20mph-- 以上操作，并且理想的是车辆在稳定的交通状况下特别是在公路或机动车道上行驶的情 形。然而，在拥挤的交通状况下，当车辆速度趋向于大幅变化时，并且特别是当系统由于最 小速度要求而不能操作时，巡航控制系统是无效的。常常对巡航控制系统强制最小速度要 求，以便减小例如在停车时的低速度碰撞的可能性。因此，这样的系统在特定驾驶条件（例 如，低速度）下是无效的。
[0006] 已知的巡航控制系统还在检测到车轮滑移事件时被取消，这需要牵引力控制系统 (TCS)或稳定性控制系统（SCS)的干预。因此，已知的巡航控制系统不能很好地适于当在这 样的事件可能相对普遍发生的非道路条件下驾驶时保持车辆前进。
[0007] 还已知，提供一种机动车辆的用于控制一个或更多个车辆子系统的控制系统。US 7349776公开了具有包括发动机管理系统、变速器控制器、转向控制器、制动控制器和悬架 控制器的多个子系统控制器的车辆控制系统，该申请的内容通过引用结合在本文中。子系 统控制器在多个子系统功能模式下各自可操作。子系统控制器连接至车辆模式控制器，该 车辆模式控制器控制子系统控制器以呈现所需要的功能模式，以便为车辆提供多个驾驶模 式。驾驶模式中的每个驾驶模式与特定驾驶条件或者驾驶条件组对应，并且在每个模式中， 子系统中的每个子系统被设置成最适合那些条件的功能模式。这样的条件关联于车辆可能 驶过的地形的类型例如草/碎石/雪、泥泞和车辙、岩石缓行、沙子以及公路模式，这被称为 "特殊程序关闭"(SPO)。车辆模式控制器可以称为地形响应? (TR)系统或控制器。每个模 式可以称为"地形模式"。
【发明内容】
[0008] 可以参照所附权利要求来理解本发明的实施方式。
[0009] 本发明的各个方面提供了一种系统、车辆和方法。
[0010] 为了解决现有系统的上述限制，在寻求保护的一个方面中，本发明提供了控制具 有多个车轮的车辆的速度的方法，该方法包括：对多个车轮中的至少一个车轮施加扭矩； 在车辆运动时检测车轮中的一个或更多个车轮与车辆正在驶过的地面之间的滑移事件并 且在检测到滑移事件时提供滑移检测输出信号；接收车辆意在行驶的目标速度的用户输 入；以及加速车辆以达到目标速度，由此，在使车辆加速至目标速度时检测到车轮滑移事件 的情况下，该方法包括暂时中止施加至多个车轮中的至少一个车轮的净扭矩的增大。
[0011] 要理解，净扭矩意指在至少一个车轮处的合扭矩。净扭矩可以为由动力系施加的 扭矩和由制动系统例如摩擦基础制动系统施加的扭矩的合扭矩。在可操作成提供再生的制 动功能的车辆中，可以借助于电动机器施加负扭矩。电动机器可以形成车辆动力系的一部 分并且可操作成产生正的驱动扭矩以及负的驱动扭矩（即，制动扭矩）。因此，该系统控制 至少一个车轮处的合扭矩或净扭矩，以便控制车轮滑移。
[0012] 在本发明寻求保护的另一方面中，提供了一种用于具有多个车轮的车辆的车辆速 度控制系统，该车辆速度控制系统包括：用于接收车辆意在行驶的目标速度的用户输入的 装置；以及用于命令对车辆的一个或更多个车轮施加扭矩的装置，其中，该系统被配置成使 得在需要加速车辆以达到目标速度并且系统检测到车轮滑移事件时，系统可操作成暂时中 止施加至一个或更多个车轮的净扭矩的增大。
[0013] 在本发明寻求保护的方面中，提供了一种用于具有多个车轮的车辆的车辆速度控 制系统，该车辆速度控制系统包括：用于接收车辆意在行驶的目标速度的用户输入的装置； 以及用于命令对车辆的一个或更多个车轮施加扭矩的装置，其中，该系统被配置成使得在 需要加速车辆以达到目标速度并且系统在一个或更多个驱动车轮处检测到车轮滑移事件 时，系统可操作成暂时中止施加至与检测到滑移事件有关的一个或更多个驱动车轮的净驱 动扭矩的增大。
[0014] 可选地，系统可以暂时中止对驱动车轮中的每个驱动车轮的净驱动扭矩的进一步 增大，而不管是否检测到关于每个车轮的车轮滑移事件。
[0015] 本发明的实施方式的优点在于，可以防止或基本减少连续的车轮滑移，从而减少 车辆正在驶过的表面的劣化。
[0016] 在本发明寻求保护的另一方面中，提供了一种用于具有多个车轮的车辆的车辆速 度控制系统，该车辆速度控制系统包括：用于接收车辆意在行驶的目标速度的用户输入的 装置；以及用于命令对车辆的一个或更多个车轮施加扭矩的装置，其中，该系统被配置成使 得在需要加速车辆以达到目标速度并且系统在一个或更多个驱动车轮处检测到车轮滑移 事件时，该系统可操作成暂时使传递至与检测到滑移有关的一个或更多个驱动车轮的驱动 扭矩的量保持在首次检测到车轮滑移时所施加的值。因此，基本防止净驱动扭矩的进一步 增大。
[0017] 例如，如果在检测到车轮滑移之前施加至每个车轮的净扭矩的量从50Nm增大至 60Nm，则控制系统可以在已经检测到车轮滑移事件时试图使每个车轮处的扭矩保持在大致 60Nm。要理解，在一些情况下，例如，由于车轮与车辆正在驶过的地形之间的相对低的摩擦 系数值，可能不能够使扭矩保持在当发生滑移时（或者，紧接在该时刻之前）施加的扭矩的 水平。然而，重要地，控制系统中止所施加的净扭矩的任何增大（在本示例中，60Nm以上）。
[0018] 为了避免疑惑，所提及的在检测到滑移时施加的扭矩的量是指使得车轮滑移产生 所施加的扭矩的量。要理解，如果车辆的动力系--例如，由于车轮的外倾（flare)-- 不能够保持施加至车轮的扭矩的量，则施加至车轮的扭矩的量可能实际上随滑移发生而减 小。
[0019] 可选地，系统可以使传递至每个所述一个或更多个驱动车轮的驱动扭矩的量保持 在与当在一个或更多个驱动车轮处检测到车轮滑移时施加至车轮的驱动扭矩基本相同的 值。因此，在车辆具有多个驱动车轮的情况下，在其中一个车轮未经历滑移事件并且一个车 轮确实经历滑移事件的情形中，也可以防止对与仍未检测到滑移事件有关的驱动车轮的驱 动扭矩的进一步增大。也可以使用其他布置。
[0020] 可以通过控制传递至动力系的扭矩以及由制动系统例如摩擦基础制动系统施加 的制动扭矩的量来控制施加至一个或更多个车轮的净扭矩的量。在一些实施方式中，系统 可以可操作成控制由于对另外的一个或更多个车轮施加制动扭矩而引起的一个或更多个 车轮处的任何扭矩增大。例如，在对车轮施加制动力时，由于通过差速齿轮布置或在相应的 车轮之间进行扭矩联接的其他布置的扭矩传递可能引发这样的扭矩增大。
[0021] 系统可以操作成在已经达到目标速度时独立于指示一个或更多个车轮的滑移超 过规定值的滑移检测输出信号而使车辆保持在目标速度。也就是说，系统可以被配置成在 检测到一个或更多个车轮的滑移的情况下保持速度控制而不是取消速度控制。
[0022] 现有车辆速度控制系统--也被称为巡航控制系统--的使其与非道路用途不 一致的特性为系统在车辆在一个或更多个车轮处检测到车轮滑移时取消速度控制。现有系 统在防抱死制动系统（ABS)、牵引力控制系统或稳定性控制系统等激活时被取消。已知的巡 航控制系统采取的方法可以完全适于公路驾驶，这使得这些"公路用"巡航控制系统对于大 多数非道路驾驶情形不可靠并且完全不适用于大多数非道路驾驶情形，在非道路驾驶情形 中，驾驶速度通常非常低并且变化的地形性质趋于引起频繁的滑移事件。
[0023] 换言之，对于在滑移事件很常见的不利且光滑的非道路条件下驾驶而言，公路用 巡航控制系统是无效的。
[0024] 本发明的一些实施方式的一个益处在于，本发明的一些实施方式提供了一种基于 速度的控制，该基于速度的控制使得在车辆正在移动时用户能够在不要求用户进行任何踏 板输入的情况下选择车辆前进的非常低的目标速度，并且此外，该基于速度的控制在车辆 滑移控制机构中的任何车辆滑移控制机构激活时不会被关闭。特别地，这使得能够在下述 驾驶条件下控制车辆的速度：例如在光滑地形或结冰地形上，可能相对频繁地发生车轮滑 移，但是仍然期望车辆以低速度前进。
[0025] 本发明的一些实施方式的另外的益处在于，由于用户不必要集中注意力在调节车 辆的速度上，所以更易于关注导航方面例如路线规划和障碍物躲闪。这在下述情况特别有 利：车辆正在驶过的地形对越过富有挑战性，例如，对于非道路地形（例如，沙子、岩石、碎 石）或者例如冰或雪的条件，或车辆正在驶过深水的状况，这些不利情形需要用户更大的 注意力。
[0026] 在本发明寻求保护的方面中，提供了一种用于具有多个车轮的车辆的车辆速度控 制系统，该车辆速度控制系统包括：
[0027] 用于对多个车轮中的至少一个车轮施加扭矩的装置；
[0028] 用于在车辆运动时检测车轮中的一个或更多个车轮与车辆正在驶过的地形之间 的滑移事件并且在检测到该滑移事件时提供滑移检测输出信号的装置；以及
[0029] 用于接收车辆意在行驶的目标速度的用户输入的装置，
[0030] 其中，系统被配置成使得在需要加速车辆以达到目标速度并且系统检测到车轮滑 移事件时，系统可操作成暂时中止对与检测到滑移事件有关的一个或更多个驱动车轮的净 驱动扭矩的增大。
[0031] 可选地，系统可以暂时中止对驱动车轮中的每个驱动车轮的净驱动扭矩的进一步 增大，而不管是否检测到关于每个车轮的车轮滑移事件。
[0032] 在本发明寻求保护的方面中，提供了一种用于具有多个车轮的车辆的车辆速度控 制系统，该车辆速度控制系统包括：
[0033] 用于对多个车轮中的至少一个车轮施加扭矩的装置；
[0034] 用于在车辆运动时检测车轮中的一个或更多个车轮与车辆正在驶过的地形之间 的滑移事件并且在检测到该滑移事件时提供滑移检测输出信号的装置；以及
[0035] 用于接收车辆意在行驶的目标速度的用户输入的装置，
[0036] 其中，系统被配置成使得在需要加速车辆以达到目标速度并且系统检测到车轮滑 移事件时，系统可操作成暂时使得施加至与检测到滑移事件有关的一个或更多个驱动车轮 的净驱动扭矩的值保持基本恒定。
[0037] 该特征的优点在于，可以减少车辆正在驶过的表面的劣化。这是因为，控制系统识 别出该表面至少暂时不能支承施加至与检测到滑移事件有关的一个或更多个驱动车轮的 驱动扭矩的量的增大。在响应中，控制系统中止试图增大驱动扭矩的量并且使施加至与检 测到滑移事件有关的一个或更多个驱动车轮的净驱动扭矩保持基本恒定。
[0038] 要理解，术语车轮滑移事件意指其中一个或更多个车轮的滑移量超过规定值的事 件。在一些实施方式中，在牵引力控制系统（TCS)或稳定性控制系统（SCS)在由TCS或SCS 系统检测到滑移之后进行干预以采取纠正动作时检测到车轮滑移事件。
[0039] 有利地，速度控制系统可以被配置成在满足规定的一个或更多个条件时自动恢复 车辆的加速。
[0040] 规定的一个或更多个条件可以选自下述条件：滑移事件已经结束、车辆从涉及一 个或更多个车轮的滑移事件结束起已经行驶了规定距离以及车辆从涉及一个或更多个前 车轮的滑移事件结束起已经行驶规定时间段。
[0041] 前车轮意指相对于车辆的行驶方向在后车轮之前的车轮。
[0042] 有利地，规定的一个或更多个条件可以包括下述条件：车辆从涉及一个或更多个 前车轮的滑移事件结束起已经行驶了规定距离，规定距离对应于车辆的前车轮与后车轮之 间的距离（例如，基本等于该距离，或该距离与例如1.5、2或任何其他合适的值的乘积）； 或者车辆从涉及一个或更多个前车轮的滑移事件结束起已经行驶了规定时间段，规定时间 段对应于后车轮到达涉及一个或更多个前车轮的滑移事件结束的位置所需要的时间。规定 时间段对应于车辆行驶基本等于前车轮与后车轮之间的距离或者基本等于该距离与例如 1. 5、2或任