车辆控制系统和方法
【专利说明】车辆控制系统和方法
[0001]参引结合
[0002]未决的英国专利申请号为:GB 1111288.5,GB 1211910.3和GB 1202427.9的内容通过参引并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一个或更多个车辆子系统的车辆控制系统，以及涉及控制一个或更多个车辆子系统的方法。
【背景技术】
[0004]已知提供了一种具有多个子系统的车辆，所述多个子系统能够在不同配置下被操作以适应不同的行车条件。例如，可以以诸如运动、手动、冬季或经济模式之类的各种模式来控制自动变速器，在每种模式下，都可以对诸如加速器踏板响应之类的子系统控制参数以及进行传动比之间的改变所依据的条件进行修改以适应地形的条件或驾驶员的特殊偏好。还已知为空气悬架提供有道路模式和越野模式。在某些模式下，可以以降低的效能来操作稳定性控制系统以给驾驶员提供更加直接的控制，并且可以以不同的模式来操作动力转向系统以根据行车条件来提供各种水平的辅助。
[0005]期望提供一种能够在不同的配置下进行操作的用于机动车辆的改进的控制系统。
【发明内容】
[0006]本发明的实施方式可以参照所附权利要求来理解。
[0007]本发明的多个方面提供了控制系统、车辆以及方法。
[0008]根据本发明的实施方式的控制系统适于一系列不同的车辆，这些车辆包括常规的仅有发动机车辆、电动车辆以及/或者混合动力电动车辆。
[0009]在本发明要求保护的一方面中，提供了一种用于车辆的至少一个车辆子系统的车辆控制系统，所述系统能够操作成用以启用车辆起步辅助(VLA)功能以防止过度的车轮滑移，当所述起步辅助功能起作用时，所述系统配置成用以对施加于车辆的一个或更多个车轮的扭矩量强制施加成组的一个或更多个规定的限制，
[0010]其中，所述成组的一个或更多个限制是通过参照与能够在车轮滑移量超过规定值之前施加的车轮扭矩量相关的信息或数据来确定的。
[0011]该系统可以设置成强制施加成组的一个或更多个限制以防止车轮滑移超过规定值。
[0012]可选地，与可以在车轮滑移量超过规定值之前施加的车轮扭矩量相关的信息或数据包括涉及与轮胎相接触的地形向车辆提供牵引力的能力的信息或数据。
[0013]可选地，第一组的一个或更多个限制包括对所述车辆的动力系的操作的至少一个限制。
[0014]可选地，第一组的一个或更多个限制包括从下述各项中选出的至少一者:使动力系对驾驶员请求的扭矩增大的响应速率减小、使动力系扭矩的最大许可增大速率减小、以及使动力系扭矩的最大许可值减小。
[0015]这些特征中的每一者均可以通过实时地改变最大许可动力系扭矩的值来实现。最大许可扭矩可以设置成在给定的一组条件下一一例如限制以相应的方式产生的实际动力系扭矩以不超过最大许可速率的速率增大。
[0016]可选地，该系统可以包括子系统控制装置，所述子系统控制装置用于在多种子系统控制模式中的选定的一种子系统控制模式下启动对多个车辆子系统的控制，所述多种子系统控制模式中的每种子系统控制模式都与车辆的一个或更多个不同的驾驶条件相对应，所述系统配置成仅在满足下述条件时才允许启用VLA功能:第一组的一种或更多种子系统控制模式中的至少一种子系统控制模式被选择。
[0017]该系统可以配置成在不属于第一组控制模式之一的第二规定控制模式被选择的情况下防止VLA功能被启用。
[0018]控制模式还可以称作为操作模式。
[0019]可选地，第一组的一种或更多种子系统控制模式包括沙地模式，在所述沙地模式中，以适于在沙地上驾驶的方式来控制所述子系统。
[0020]可选地，在所述沙地模式中，所述子系统中的至少一者设置成用以在车辆以低速行驶时仅允许相对较低水平的车轮滑转，以避免车辆的车轮变为陷入沙地中，而在车辆以较高速度行驶时允许相对较高水平的车轮滑转。
[0021]可选地，在所述沙地模式中，动力系设置成用以在低车辆速度时就给定的加速器或节气门控制位置而言提供相对较低水平的驱动扭矩，以及在较高车辆速度时就给定的加速器或节气门控制位置而言提供相对较高水平的驱动扭矩。
[0022]该系统能够在手动操作模式选择条件下操作，在所述手动操作模式选择条件下，使用者能够通过使用者可操作的模式选择输入装置来选择所需的系统控制模式。
[0023]该系统能够在自动模式选择条件下操作，在所述自动模式选择条件下，该系统配置成自动地选择合适的系统操作模式。
[0024]该系统可以配置成仅在所述系统在所述手动模式选择条件下操作时才强制施加所述第一组的一个或更多个规定的限制。
[0025]可选地，该系统配置成仅在所述系统在所述手动模式选择条件下操作时才允许启用VLA功能。
[0026]可选地，与可以施加的车轮扭矩量相关的信息或数据是至少部分地根据所选定的控制模式来确定的。
[0027]可选地，与能够在车轮滑移量超过规定值之前施加的车轮扭矩量相关的信息或数据是至少部分地根据与从下述各项中选出的至少一者相关的信息或数据来确定的:支承车辆的地形的类型、支承车辆的表面的可变形性、表面与车辆的一个或更多个车轮之间的接触面积的尺寸、一个或更多个车轮与表面之间的表面摩擦系数、轮胎压力、悬架行程、悬架铰接、坡度、锁定差速器的状态、选定的档位以及选定的分动器单元的传动比。
[0028]可选地，车轮滑移的规定值是根据一个或更多个车辆操作参数来确定的。
[0029]可选地，所述一个或更多个操作参数是从车辆速度、车轮速度以及车辆正在其上移动的地形的类型中选出的。
[0030]可选地，地形的类型是至少部分地根据所选定的控制模式来确定的。
[0031]可选地，响应于规定的成组的一个或更多个条件而启用所述VLA系统，所述规定的成组的一个或更多个条件包括从下述各项中选出的至少一者:车辆速度小于规定值、驾驶员请求的扭矩大于规定值、加速度踏板位置超出规定的行程量、选定的变速器档位是规定的一个或更多个档位、以及选定的分动器单元的传动比是规定的传动比。
[0032]控制模式可以是从动力系、变速器系统、转向系统、制动系统和悬架系统中选出的至少两个车辆子系统的控制模式。
[0033]这些控制模式可以是这些子系统中的每一者的控制模式。
[0034]例如，在车辆子系统呈对于给定的车辆载荷而言能够以多个不同的行驶高度进行操作的悬架系统的形式的情况下，子系统配置模式可以包括与不同的相应的行驶高度相对应的模式。在车辆子系统控制器呈发动机或动力系控制器的形式的情况下，控制器在多种不同的动力系控制器配置模式中的每种动力系控制器配置模式下都可以配置成根据加速器踏板位置提供不同的相应的发动扭矩值。因此，子系统控制模式可以对应于一组子系统配置模式，例如每个子系统一种配置模式。例如，在一种操作模式下，可以为悬架系统设定“高”行驶高度子系统配置模式，并且可以为动力系控制器设定“慢”加速器踏板映射子系统配置模式。某些子系统可以允许设定两个不同的参数。因此，悬架系统可以允许悬架的侧倾刚度设定被设定为诸如低、中等或高之类的多种配置模式中的一者。
[0035]现在将描述各种可能的已知的子系统配置模式。读者参照US2003/0200016以获取与子系统配置模式的已知类型以及可以实施该配置模式的方式相关的进一步的细节。其他配置模式也是可用的。另外或代替地，还可以控制其他子系统。
[0036]可选地，操作模式包括悬架系统的控制模式，并且所述多个系统配置模式包括多个行驶高度。
[0037]悬架系统可以为流体悬架系统。悬架系统所采用的流体可以为诸如空气之类的气体。该流体在某些替代性实施方式中可以为液体。
[0038]在某些实施方式中，该系统可以在下述各项中选择一者低”行驶高度、比低行驶高度更高的“标准”行驶高度、比标准行驶高度更高的“高”行驶高度、以及比高行驶高度更尚的“最大”彳丁驶尚度。
[0039]可选地，操作模式包括流体悬架系统的控制模式，在所述流体悬架系统中，能够在位于车辆的相反两侧的车轮的悬架之间产生流体相互连接，并且其中，所述多个子系统配置模式提供不同水平的所述相互连接。
[0040]可选地，操作模式包括能够提供转向辅助的转向系统的控制模式，并且其中，所述多个子系统配置模式提供不同水平的所述转向辅助。
[0041]可选地，操作模式包括能够提供制动辅助的制动系统的控制模式，并且所述多个子系统配置模式提供不同水平的所述制动辅助。
[0042]可选地，操作模式包括制动控制系统的控制模式，该制动控制系统能够提供防抱死功能以控制车轮滑移，并且所述多种子系统配置模式允许不同水平的所述车轮滑移。
[0043]可选地，操作模式包括设置成用以控制车轮滑转的牵引力控制系统的控制模式，并且所述多种子系统配置模式允许不同水平的所述车轮滑转。
[0044]可选地，操作模式包括设置成用以控制车辆横摆的横摆控制系统的控制模式，并且所述多个子系统配置模式允许所述车辆横摆与期望横摆之间的不同水平的偏离。
[0045]可选地，操作模式包括档区变换变速器的控制模式，并且所述子系统配置模式能够包括所述变速器的高档区模式和低档区模式。
[0046]档区变换变速器可以例如包括分动器单元或动力输出单元，用于将动力传动系的驱动轴联接至源自车辆的发动机或诸如自动变速器之类的变速器的扭矩传输路径。
[0047]可选地，操作模式包括动力系的控制模式，所述动力系包括动力系控制装置(例如电子控制器)以及加速器或节气门踏板，所述子系统配置模式提供所述动力系控制装置对于所述加速器或节气门踏板的运动的不同水平的响应性。
[0048]可选地，操作模式包括变速器系统的控制模式，所述变速器系统能够以多个传动比进行操作，并且所述变速器系统包括设置成用以监测所述车辆的至少一个参数以及作为响应而选择所述传动比的变速器控制装置(例如电子变速器控制器)，并且其中，所述子系统配置模式包括多种变速器配置模式，在所述多种变速器配置模式中，响应于所述至少一个参数来不同地选择所述传动比。
[0049]这些子系统中的一者可以包括差速器系统，该差速器系统配置成提供多种水平的差速器锁定，并且所述子系统配置模式可以设置成提供不同水平的所述锁定。
[0050]差速器系统可以设置成用以基于多个输入来控制差速器锁定的水平、以及在这些模式中的每种模式下对所述输入不同地作出响应。
[0051]差速器系统可以包括中央差速器、前差速器、以及/或者后差速器。在某些实施方式中，至少一个差速器可以是基于离合器的系统，由此，通过离合器的滑移而不是通过常规的差速器齿轮设置来适应车轮的旋转速率的差异，在常规的差速器齿轮设置中，侧齿轮经由通过差速器壳体支承的小齿轮来联接以允许相对旋转。
[0052]这些子系统中的一者可以包括侧倾控制系统，该侧倾控制系统设置成用以提供侧倾校正以减小车辆侧倾，并且子系统配置模式至少在某些驾驶条件下提供不同水平的车辆的侧倾校正。
[0053]这些子系统中的一者可以包括速度控制系统。该速度控制系统可以配置成用以在下坡时控制车辆的速度。该速度控制系统可以设置成用以以不同的配置模式来将车辆控制至不同的速度。
[0054]替代性地或另外地，速度控制系统可以包括越野巡航控制系统。
[0055]可选地，操作模式可以包括越野模式和道路模式，在所述越野模式中，以适于在粗糙不平的地形上驾驶的方式来控制子系统，在所述道路模式中，以适于在道路上驾驶的方式来控制子系统。
[0056]可选地，悬架系统设置成:相比于在道路模式中，在越野模式中提供更高的行驶高度。
[0057]另外可选地，相比于在道路模式中，在越野模式中提供更高水平的所述相互连接。
[0058]牵引力控制系统可以设置成:相比于在道路模式中，在越野模式中允许更少的车轮滑转。
[0059]可选地，横摆控制系统设置成:相比于在道路模式中，在越野模式中允许更大程度的所述偏尚。
[0060]可选地，在越野模式中，在低档区中操作档区变换变速器。
[0061]可选地，动力系控制装置设置成:就给定的加速器或节气门踏板位置而言、至少在低水平的加速器踏板下压处，相比于在道路模式中，在越野模式中提供较低水平的驱动扭矩。
[0062]可选地，差速器系统设置成:相比于在道路模式中，在越野模式中提供更高水平的差速器锁定。
[0063]可选地，侧倾控制系统设置成:相比于在越野模式中，在道路模式中提供更大的侧倾刚度。
[0064]可选地，速度控制系统设置成:在越野模式中启用、而在道路模式中停用。
[0065]可选地，驾驶模式包括高摩擦作用模式以及至少一个低摩擦作用模式，在所述至少一个低摩擦作用模式中，以适于在低摩擦作用表面上驾驶的方式来控制子系统，在所述高摩擦作用模式中，以适于在高摩擦作用表面上驾驶的方式来控制子系统。
[0066]可选地，相比于在低摩擦作用模式中，制动控制系统在高摩擦作用模式中允许更高水平的滑移。
[0067]可选地，相比于在低摩擦作用模式中，牵引力控制系统在高摩擦作用模式中允许更高水平的车轮滑转。
[0068]可选地，相比于在低摩擦作用模式中，制动控制系统在高摩擦作用模式中提供更大水平的制动辅助。
[0069]可选地，动力系控制装置设置成:就给定的加速器或节气门踏板位置而言、至少在低水平的加速度踏板下压处，相比于在高摩擦作用模式中，在低摩擦作用模式中提供较低水平的驱动扭矩。
[0070]可选地，变速器系统设置成:就所述至少一个参数的给定值而言，相比于在低摩擦作用模式中，在高摩擦作用模式中以更高的档位进行操作。
[0071]可选地，差速系统设置成:相比于在高摩擦作用模式中，在低摩擦作用模式中提供更高水平的差速器锁定。
[0072]可选地，高摩擦作用模式可以包括标准的或默认模式，在所述标准的或默认模式中，车辆将正常地进行操作，并且所述标准的或默认模式适于道路驾驶。
[0073]可选地，具有至少两个这样的低摩擦作用模式，并且悬架系统设置成在所述两个低摩擦作用模式中的一个低摩擦作用模式中相比于在另一个低摩擦作用模式中提供更高的行驶高度。
[0074]另外可选地，具有至少两个这样的低摩擦作用模式，并且悬架系统设置成在所述两个低摩擦作用模式中的一个低摩擦作用模式中相比于在另一个低摩擦作用模式中提供更高水平的所述横向连结。