车辆控制系统和方法_4

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(l~c).(l—d)....(1-n))
[0181]可以向概率算法20a输入任意数目的单个概率并且输入至概率算法的任何一个概率值自身可以是组合概率函数的输出。
[0182]一旦已经计算出每种控制模式的组合概率值,则在选择器模块20内选择与具有最大概率的控制模式相对应的子系统控制程序,并且将对此提供表示的输出信号30提供至子系统控制模块14。使用基于多个地形指标的组合概率函数的益处在于:与仅仅基于单个地形指标来进行选择的情况相比,某些指标在被组合在一起时使控制模式(例如,GGS或MR)更合适或者更不合适。
[0183]来自选择器模块20的另一控制信号31被提供至控制模块34。
[0184]在阶段(2)中,在选择器模块(20)内连续地实施积分过程以确定是否有必要从当前的控制模式改变至替代性的控制模式中的一者。
[0185]积分过程的第一步骤是判定替代性控制模式中的每一者的组合概率值相比于当前控制模式的组合概率值之间是否存在正差值。
[0186]通过示例的方式,假设当前控制模式是组合概率值为0.5的GGS。如果沙地控制模式的组合概率值为0.7,则计算这两个概率之间的正差值(即,正差值为0.2)。将该正差值相对于时间进行积分。如果差值保持为正并且积分值达到预定的改变阈值(称作为改变阈值)或者多个预定的改变阈值中的一者,则选择器模块20判定当前的地形控制模式(对应于GGS)要被更新为新的、替代性的控制模式(在该示例中为沙地控制模式)。随后从选择器模块20向子系统控制模块14输出控制输出信号30以启用车辆子系统的沙地控制模式。
[0187]在阶段(3)中,监测概率差,并且如果在积分过程期间的任意点处概率差从正值变为负值,则积分过程中止并被重置为零。类似地,如果其他替代性控制模式(即,除沙地之外)中的一者的积分值在沙地控制模式的概率结果之前达到预定的改变阈值,则沙地控制模式的积分过程中止并被重置为零,并且选择具有更高概率差的其他替代性控制模式。
[0188]车辆起步辅助
[0189]本申请人已认识到,当在要求大扭矩的干燥、松软的沙地上从静止开始行车时,车辆的车轮可能滑转并陷入到沙地中。这可能使车辆陷入沙地中并且变得动不了。在某些情形下,TC功能可能不能防止这种情况或对这种情况进行补救。这是因为所有的四个车轮111至115都可能以相同的速率滑移而使得滑移未被检测到,且因此TC功能没有干预以及减小动力系扭矩和/或施加制动。在没有发生过度的车轮滑移的情况下能够通过动力系129传送的扭矩量取决于包括轮胎接触面积和沙地类型在内的许多因素。
[0190]高级TC系统可以采用加速度计而以独立于车轮速度的方式来确定车辆速度。然而,甚至在这种情况下,实现TC功能的SCS E⑶也耗费有限的时间量来记录车轮速度并基于来自加速度计的信号来计算车辆速度。因此,车轮滑转最初可能不被检测到,而等到TC功能进行干预时,车轮111至115可能已经陷入沙地中并且不能爬升回到表面。
[0191]为了克服该问题,VCU 10能够操作成用以实施车辆起步辅助(VLA)功能,该车辆起步辅助(VLA)功能在某些实施方式中、特别是在VLA功能仅在VCU 10处于沙地控制模式时被实施的实施方式中还可以被称作为“沙地起步”功能。VCU 10通过调节与发动机管理系统12a——该发动机管理系统12a与发动机或动力系扭矩产生有关——相关联的参数来实施VLA功能。在本实施方式中,VCU 10调节与发动机管理系统12a相关联的参数,从而减小动力系129对扭矩请求的响应速率并且对可以施加至车轮111至115的动力系扭矩的最大许可值设定限制。这在向一个或更多个车轮111至115施加扭矩时使过度的车轮滑转的风险减小。
[0192]在某些实施方式中,这是通过向加速器控制信号一一驾驶员扭矩请求通过该加速器控制信号来确定一一应用滤波器来实现的。加速器控制信号可以从加速器踏板161接收。在具有诸如慢行功能之类的速度控制功能的车辆中,可以向速度控制系统扭矩请求、或者由速度控制系统产生的加速器控制信号应用滤波器。来自能够操作成用以控制动力系扭矩请求的其他驾驶员辅助系统的信号一一例如来自列队辅助系统、徐行控制系统等的信号一一在作用时也可以受到滤波器的作用。
[0193]在某些实施方式中,另外地或代替地,动力系扭矩129的最大许可增大速率可以被限制至规定值。
[0194]将理解到,通过VLA功能所强制施加的一个或更多个限制是根据一个或更多个参数来确定的,所述一个或更多个参数任选地包括取决于支承车辆100的表面的一个或更多个参数。特别地,通过VLA功能所强制施加的一个或更多个限制是根据车辆100与该表面之间的一个或更多个接触特征来确定的。车辆100与该表面之间的接触的特征可以是:在不引起一个或更多个车轮的过度滑移的情况下车辆100可以获得的“抓地力”(或牵引力)的量。可以通过参照从构成该表面的材料类型(例如,草地、碎石、冰雪、沙地、岩石)、车轮与该表面之间的摩擦系数(“表面μ ”)、轮胎压力、悬架行程、悬架铰接、坡度、锁定差速器的状态、选定的变速器档位以及选定的PTU传动比(高或低)中选出的一者或更多者来对可以被施加的牵引力的量(所述可以被施加的牵引力的量的特征在于在滑移超过规定量之前的最大车轮扭矩)进行确定。另外或代替地,其他参数是可用的。其他设置也是可用的。
[0195]在本实施方式中,当VLA功能起作用时,VCU 10能够操作成通过在将发生过度的车轮滑移之前反复地确定可以施加至每个车轮的最大扭矩量来限制传动系扭矩,以在VLA功能起作用时防止过度的车轮滑移。最大扭矩量是参照以下车辆参数来确定的:(a)选定的控制模式(是通过使用者手动地选定的还是通过VCU 10自动地选定的),(b)车辆轮胎压力,(c)选定的变速器124的档位、以及⑷选定的PTU 137的范围。
[0196]在本实施方式中,VCU 10确定可以施加的车轮扭矩的最大量的估计值max_tq_esto该估计值是要在由动力系129驱动的车轮之间施加的车轮扭矩的平均值。在某些实施方式中,VCU 10可以在给定的时刻估计要向正在由或将要由动力系129驱动的每个单独的车轮施加的扭矩的最大值。
[0197]图4为V⑶10的确定max_tq_est的值的模块301的示意图。在本实施方式中,模块301是以通过计算装置一一在本实施方式中为电子控制器一一运行的软件代码的方式来实现的。
[0198]模块301接收以下输入:
[0199](i)通过参照加速器踏板位置确定的未经滤波的驾驶员请求的扭矩,Tq_dd ;
[0200](ii)平均轮胎压力,Tyre_P,即,在车辆的道路轮胎之间计算平均值的轮胎压力;
[0201](iii)车辆速度,Veh_spd ;
[0202](iv)当前选定的控制模式(地形响应模式),TR_mode ;
[0203](v)VCU 10是正在手动控制模式选择条件下操作还是正在自动控制模式选择条件下操作的表示,TR_auto ;
[0204](vi)选定的变速器档位,Trans_gear ;以及
[0205](vii)选定的 PTU 范围(传动比),PTU_range。
[0206]Tq_dd的值在某些实施方式中可以为经滤波的值。Tq_dd的值除了考虑加速器踏板位置之外还可以考虑车辆速度。在某些实施方式中,另外地或代替地,可以采用一个或更多个其他参数来计算Tq_dd。
[0207]在某些实施方式中,输入Tyre_P可以各自与每个轮胎相关,而不是与每个轮胎均相关的平均值。
[0208]Tq_dd的值与TRjnode的值一起被给送到功能块301a中,该功能块301a采用查找表(LUT)以确定将Tq_dd和TRjnode纳入考虑的车轮扭矩的最大许可量的第一估计值max_tq_est_lo该值被传送至倍增器功能块301c。
[0209]TR_mode、Tyre_P、Veh_spd、TR_auto、Trans_gear 和 PTU_range 的值被给送到功能块301b中。功能块301b也采用查找表以计算三个乘数的值。将这些乘数相乘以得到输入至功能块301c的值comb_mult。功能块301c用max_tq_est_l的值乘以comb_mult的值以得到max_tq_est的值。
[0210]如以上所指出的,功能块301b计算三个乘数的值。这些乘数是通过三个相应的查找表来确定的。查找表的输入分别为:(a)Tyre_P和TR_mode ; (b)Veh_spd和TR_mode ;以及(c) Trans_gear 和 PTU_range 的组合。[0211 ] 与Tyre_P和TRjnode相关的LUT使模块301能够根据给定的TR模式下的轮胎压力来调节max_tq_est的值。Tyre_P的值影响轮胎与车辆100正在行驶的表面之间的接触面积。将理解到,在超过规定的滑移量之前能够施加的车轮扭矩的量可以根据行车表面随着接触面积(并且因此随着Tyre_P)而改变至更大或更小的程度。
[0212]例如,减小的Tyre_P的值能使沙地上的最大车轮扭矩的值增大,而在干草地表面上,最大车轮扭矩的值可能基本上独立于Tyre_P。TR_mode的值提供了对行车表面的性质的表示(例如,是沙地还是草地),并且为用于将Tyre_P和不同的行车表面对max_tq_est的组合作用纳入考虑的乘数(倍增因数)的计算提供了可用的输入。
[0213]与Veh_spd和TRjnode有关的LUT使模块301能够以取决于车辆100正在行驶的地形的方式根据车辆速度来调节max_tq_est的值。将理解到,一旦车辆100已经开始移动,则可以允许最大许可车轮滑移值在某些控制模式下随着增大的速度而显著地增大,而在其他模式下,可能由于导致表面损坏的风险而不允许最大许可车轮滑移值显著地增大。
[0214]Trans_gear和PTU_range的使用使得能够就动力系扭矩的给定值来估计车轮扭矩。将理解到,在本实施方式中,动力系扭矩的值被认为是变速器124的输入轴处的扭矩量。动力系扭矩的其他限定也是可用的。
[0215]将理解到,在某些实施方式中,除了对VCU 10正在操作的控制模式TRjnode的识别之外或者代替对VCU 10正在操作的控制模式TRjnode的识别,表面μ的评估也可以被输入至模块301。TRjnode另外提供了对当前的表面μ值的可用表示。
[0216]在示出的实施方式中,模块301还接收与TR_auto有关的输入。在本实施方式中,该输入没有被模块301采用以计算max_tq_est。即,max_tq_est无关乎当前控制模式是在手动条件下由使用者选择的还是通过VCU 10自动地选择。在某些替代性实施方式中,模块301可以配置成用以在一种或更多种控制模式中在计算max_tq_est时将信号TR_auto的值(或状态)纳入考虑。
[0217]在某些实施方式中,可以不向模块301提供TR_auto或对应的参数。
[0218]在某些实施方式中,模块301可以配置成用以至少部分地根据表面坡度和/或悬架铰接来确定max_tq_est的值,从而由于重量从上方车轮向下方车轮的重新分配而分别对前轮和后轮的最大扭矩估计值进行调节。模块301可以以与坡度成比例的方式减小上方车轮的估计最大牵引力并增大下方车轮的估计最大牵引力,坡度越大,则调节越大。
[0219]将理解到,V⑶10根据max_tq_est的值控制发动机管理系统12a(并且因此控制动力系129)。VCU 10限制可以在给定的时刻产生的动力系扭矩的最大许可值,从而不超过在给定的时刻在车轮111至115处的max_tq_est的值。将理解到,在具有设置成由动力系129驱动的前驱动轮和后驱动轮的实施方式中,VCU 10可以调节前轮111-112与后轮114-115之间的动力系扭矩分布,从而在每个轮处都不超过已经计算出的maX_tq_eSt的值。
[0220]在某些实施方式中,车辆可以设置有与每个被驱动的车轮相关联的电动推进电机,例如电动轮毂电机。在这种车辆中,单独地施加至每个车轮的动力系扭矩的量可以以便利且精确的方式来控制。在某些这种实施方式中,与单独的车轮扭矩控制相结合的单独的轮胎压力监测能够改善车辆性能,并且在使车辆从静止开始加速时特别有利。
[0221]将理解到,在本实施方式中,max_tq_est的值可以根据上述方法而随着时间而改变,从而限制最大许可扭矩的增大速率以及最大许可扭矩。
[0222]在某些实施方式中,可以在满足规定的一组条件时实施(启用或‘调用’)VLA功能。在本实施方式中,所述条件为:1)车辆速度小于规定值(在本实施方式中为5km/h,但是其他速度也是可用的);2)驾驶员请求扭矩或加速器位置大于规定值;以及3) VCUlO正在以沙地模式或GGS模式进行操作。另外地或代替地,条件(3)可以替代性地允许VLA功能在VCU 10以一个或更多个其他模式进行操作时得以实施。
[0223]在某些替代性实施方式中,要求(3)可以是:VCU 10在手动控制模式选择条件下正在以沙地模式进行操作。因此,在判断是否要实施VLA功能时可以考虑信号Auto_TR的状态。
[0224]在某些实施方式中,VLA功能总是起作用的,该功能设置成根据上述条件是否得到满足来应用动力系129对扭矩请求的不同形式的响应以及不同的动力系扭矩限制。另外或代替地,其他条件也是可用的。可以在已经选择“不需要VLA功能来限制动力系扭矩”的控制模式时通过设定相对较高的扭矩限制来有效地禁用VLA功能。因此,在本实施方式中,可以在以除了沙地或GGS模式之外的控制模式进行操作时有效地禁用VLA功能。在VLA功能仅在已经手动地选择了沙地模式时才起作用的上述替代性实施方式中,可以在VCUlO未以沙地模式进行操作且未在手动控制模式选择条件下进行操作时通过设定相对较大的扭矩限制来有效地禁用VLA功能。
[0225]如上所述,VLA功能所允许的动力系129对扭矩请求的实际响应以及强制施加的动力系扭矩限制可以取决于一个或更多个参数。在本实施方式中,该响应和扭矩限制至少部分地取决于变速器124的选定档位以及PTU是处于上述低传动比范围还是高传动比范围内。
[0226]将理解到,在条件I)的情况下所需的车辆速度的值可以与下述速度值相对应:低于该速度值,则TC功能等不能干预并防止或减小过度的车轮滑移。该速度值可以被称作为TC_min_spdo这种功能可以由于例如系统在低于该速度的情况下不能精确地测量车辆速度和/或车轮速度而在低于该速度的情况下停用。这
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