车辆牵引力控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆牵引力控制，并且特别地但非排他地涉及改进车辆的牵引力控制一一例如从静置(rest)移动车辆并且在非公路状况下保持车辆行进一一的系统和方法。本发明的方面涉及方法，涉及系统并且涉及车辆。
【背景技术】
[0002]在干沥青表面上的公路状况下从静置移动车辆是公知的。在车轮轮胎与地面之间的摩擦系数(μ或“mu”)减小或者不一致的情况下，车辆发动的常规方法会导致一个或更多个车轮的过度滑移(slip)。这对于在非公路状况下的新手驾驶员是特别有问题的。例如在沙地上，车轮的不当滑转(spin)会使车辆掘开沙地并且无法得到在沙地上行进的足够牵引力。新手非公路驾驶员从车辆的内部可能意识不到一个或更多个车轮正在滑转，并且深纹非公路轮胎的配件可能由于它们的齿状挖掘性质而使该问题加剧。此外，在一些情形下，过度的车轮滑转能够产生对车辆正在行驶的表面的损坏，特别是在相对易损的表面例如草地的情况下。
[0003]当车辆在滑溜状况下运动时，可以相对容易地诱发过度车轮滑转并且从而失去牵引力，特别是在车辆行进时经历mu的变化的情况下。
[0004]针对该背景而想到了本发明。本发明的实施方式提供了从静置移动车辆和/或保持所述车辆在行驶表面上的运动的方法和系统。根据以下描述、权利要求和附图，本发明的其他目的和优点将变得明显。
【发明内容】
[0005]本发明的方面提供了如在所附权利要求中所要求保护的方法、系统和车辆。
[0006]在寻求保护的本发明的一个方面中，提供了一种由控制系统实现的在行驶表面上开动车辆和/或保持所述车辆在行驶表面上的运动的方法，所述方法包括开始运动控制，开始运动控制包括:
[0007]由控制系统命令对一个或更多个车轮施加制动转矩和驱动转矩，使得车辆保持静止;
[0008]随后在继续对一个或更多个车轮施加制动转矩的同时从静置开始运动。
[0009]在寻求保护的本发明的方面中，提供了一种在行驶表面上开动车辆并且保持所述车辆在行驶表面上的运动的方法，该方法包括:
[0010]命令对一个或更多个车轮施加制动转矩和驱动转矩，使得车辆保持静止；
[0011]随后在继续对一个或更多个车轮施加制动转矩的同时从静置开始运动，
[0012]其中，方法还包括:自动地保持一个或更多个车辆车轮在行驶表面上的滑移，其中，所保持的滑移的值在预定范围内。
[0013]在实施方式中，可以根据行驶表面的一个或更多个特征来确定所保持的滑移的值。可选地，所保持的滑移的值还可以取决于车辆的速度。
[0014]在一些实施方式中，所保持的滑移的值可以随着增大车辆速度而减小。
[0015]在一些实施方式中，随着车辆速度接近与电动机速度对应的速度，可以自动减小所保持的滑移的值。
[0016]在一些实施方式中，滑移可以被保持在范围5%至20%中。
[0017]要理解的是，因而，在一个或更多个车轮基本上从车辆基本上静止的静置状况被驱动的同时，对一个或更多个车轮施加制动转矩以对抗驱动转矩。
[0018]本发明的实施方式具有下述优点:可以减少发生过度车轮滑转的、一个或更多个车轮外飘的风险。如上所述，当车辆正在谋求在具有相对低的摩擦系数的表面上从静置开始运动时，车轮滑移的量在驱动转矩被施加至一个或更多个车轮时会容易地变得过量。本发明的实施方式通过对一个或更多个从动轮施加制动转矩以对抗其旋转来克服该问题。在车辆从静置进行加速的同时施加制动转矩。可以在对车轮施加驱动转矩之前应用制动系统，使得当施加驱动转矩时，由制动系统形成的制动转矩以对抗车辆的运动的方式增大。制动系统可以被布置成保持车辆基本上静止，直到足够的驱动转矩被施加至一个或更多个车轮。然后可以减小制动转矩的量以开始一个或更多个车轮的转动。替选地或另外地，可以增大驱动转矩的量，至少直到开始一个或更多个车轮的转动。
[0019]本文中提及施加制动转矩可以被理解成指代施加对抗所施加的驱动转矩的制动转矩，驱动转矩是沿使得推进车辆沿所需的行进方向行进的方向来施加的转矩。可以借助于电机(可选地为可操作为再生制动系统的至少一部分的电机)、借助于基于摩擦力的基础制动系统或通过任何其他合适的装置来施加制动转矩。在一些实施方式中电机可以操作为牵引(或推进)电动机。
[0020]要理解的是，本发明的实施方式可以采用制动转矩来调整施加至车轮的驱动转矩的量，以使得能够在车辆从静置进行加速时精确地控制车轮速度。对由发动机例如内燃发动机生成的驱动转矩的调整在防止至少部分地由于发动机的运动部件的惯性所产生的过度滑移所需的相对短的时标上是不可能的。制动系统例如摩擦制动系统或再生制动系统与由发动机形成的转矩结合使用有助于以更受控的方式来施加驱动转矩，使得能够对车轮滑移进行改进控制。特别地，如果以同步方式来控制制动系统和动力总成，则可以从基本上为零的净转矩来精细地调整施加至车轮的净转矩(作为动力总成驱动转矩和制动系统制动转矩的合量)。
[0021]方法可以包括:将一个或更多个车辆车轮在地面上的滑移自动地保持在5%至20%的范围内。所保持的滑移的量可以由控制系统进行控制以采用取决于车辆速度的值。例如，该值可以随着增大车辆速度而减小。另外地或者替代地，所保持的滑移的值可以根据行驶表面的一个或更多个特征一一例如粗糙度、强加在行驶于表面上的车辆上的拖拽的量和/或一个或更多个其他特征一一来确定。
[0022]因此，要理解的是，本发明的一些实施方式允许一个或更多个车辆车轮在地形上的受控的相对滑移以确保有效的牵引力，而不产生失控或车辆不稳定性。车轮在地形上的滑移可以通过以合适的方式自动地控制车辆动力总成和制动系统来实现。例如，可以对发动机以及可选地一个或更多个离合器或变矩器进行控制以生成正驱动转矩。一个或更多个车轮的滑移可以通过下述操作来实现:控制施加至车轮的动力总成驱动转矩的量和制动转矩的量，使得形成足够的转矩以确保在防止形成过度滑移的同时发生滑移。如上所述，制动转矩可以至少部分地由动力总成的部件例如电机来提供。
[0023]在一些实施方式中，控制系统可进行操作以对一个车轮或一对车轮例如前轴或后轴的车轮施加正驱动转矩和制动转矩(负转矩)，以及不对一个或更多个(非从动)轮施加转矩。系统监视非从动轮的旋转以确定车辆速度并且因而确定是否发生从动轮的过度滑移。
[0024]在一些实施方式中，施加至轮轴的左从动轮和右从动轮的相对转矩量可以变化以辅助从静置发动。类似地，在例如四轮驱动车辆中对前轮和后轮进行驱动的情况下，施加至前轮和后轮的相对转矩量可以独立地变化以辅助车辆从静置发动。
[0025]电动机可以为内燃发动机、电气电动机或另外的动力源。车辆可以具有一个或更多个电动机和/或发动机。在例如混合电动车辆的一些实施方式中，车辆可以包括发动机以及一个或更多个电动机。
[0026]在本发明的实施方式中，在车辆速度与电动机速度基本上兼容(基本上对应)时，其指示足够的车辆牵引力可用于保持行进，自动停止所述运动控制。
[0027]在本发明的一个实施方式中，可以根据车辆是否根据车辆驾驶员的意图行进而自动地接合和分离所述运动控制。
[0028]因此，在一个实施方式中，车辆系统可以自动地将驾驶员请求(例如加速器踏板输入，如加速器踏板的下压)与车辆的响应(例如车辆的加速)进行比较。如果车辆响应表示过度车轮滑移，则根据本发明的实施方式的方法可以被自动调用。例如，如果驾驶员下压加速器踏板而车辆加速度并非如所期望的高，则系统可以确定发生过度车轮滑移并且调用根据本发明的实施方式的方法。该方法可以被称为“牵引力辅助”或运动控制。在调用牵引力辅助以辅助从静置发动的情况下，根据本发明的实施方式的方法可以被称为发动辅助。
[0029]在自动化系统的情况下，方法可以利用目标速度，并且当车辆达到目标速度时采用或恢复至待机模式。也就是说，在这样的情形下牵引力辅助可以停止。在车辆从目标速度离开预定量的情况下，例如在车辆速度落在目标速度以下达预定量时，如果再次请求速度的增大则可以自动地重新实现牵引力辅助。例如如果驾驶员将加速器踏板下压足够量或者如果自动速度控制系统是活动的并且命令车辆速度增大，则可以请求速度增大。
[0030]另外地或替代地，方法可以包括退出策略，通过该退出策略，自动运动控制将在预定时间段之后超时，该时间段可以取决于车辆使用的状况。在根据本发明的实施方式的方法用于辅助发动的情形下可以指示超时。替选地，如果车辆驾驶员要求超过实现发动辅助或牵引力辅助所需要的系统确定的驱动转矩的驱动转矩或者如果驾驶员例如通过下压制动踏板等来致动制动系统，则系统可以取消(例如，取消选择)运动控制。
[0031]已知的车轮速度比较技术可以用于确定从动轮相对于非滑移车轮的滑移。替选地，从动轮的旋转速度可以与车辆位置感应装置进行比较以将车轮与车辆移动相关联。在本发明的一些实施方式中，可以经由例如可控的限滑差速器(转矩矢量控制)的装置，通过施加相关车轮制动、通过减小电动机转矩和/或通过重新分布电动机转矩来对超过允许值的滑移进行控制。
[0032]相机识别技术可以用于例如通过查看一个或更多个车辆车轮以检测其滑移来确定车辆移动，或者可以用于查看地形表面以确定车辆是否正以与变速器输出速度、发动机速度和/或车轮速度兼容的速度移动。
[0033]可以根据地形的类型来选择车轮(以及它们相关联的轮胎)的允许滑移。地形的类型可以由车辆驾驶员来选择或者由车辆的合适的传感器系统自动感测。因此在相对硬的表面上，任何从动轮的允许滑移可以接近5%，然而，在软表面上，可以允许更大的滑移量以得到牵引力。允许滑移量可以取决于车轮速度。
[0034]在一个实施方式中，方法包括:当车辆和电动机速度接近兼容时自动地减小允许滑移量，以从相对高的滑移的状况逐渐协调(blend)至低滑移或基本无滑移的状况。因此在硬表面上，当电动机速度和车辆速度变得相称时，允许滑移可以向相对低的值协调。在软表面例如沙地上，期望的是，始终保持滑移度，使得当车辆速度和车轮速度接近兼容时相对高的滑移可以被协调至较低的滑移值。替选地可以将车辆速度与动力总成的旋转变速元件或另外的部分，而不是电动机进行比较。
[0035]在本发明的一个实施方式中，正向车辆加速度可以被限制于在运动控制期间的预定值例如1.25m/SeC2或更小，以确保车辆的平滑和渐进运动。最大允许正向加速度可以取决于所选择的地形类型。在车辆加速度接近预定值的情况下，减小允许车轮滑移度。如果车辆加速度未达到允许值，则可以增大允许车轮滑移度，直至针对车辆被驱动的地形所允许的最大值。
[0036]在一些实施方式中，根据本发明的实施方式的方法能够用于确保车辆从静置有效运动并且可以在1-5个车辆长度内基本上停止。同样，方法可以使得能够在软表面例如沙地上保持前行进。
[0037]方法可以包括:一旦车辆在行驶表面上的速度超过规定值，则自动最低终止运动控制。
[0038]因此，在一些实施方式中，一旦车辆已达到规定速度，则终止运动控制。
[0039]替选地或另外地，方法可以包括:一旦经过了规定时间段，则自动终止运动控制。
[0040]方法可以包括:一旦车辆与行驶表面之间的表面摩擦系数的值超过规定值，则自动地终止运动控制。
[0041]因此，在一些实施方式中，基本上持续地或间断地监视行驶表面的表面摩擦系数的值。如果摩擦系数的值超过规定值，则自动地终止运动控制。这具有下述优点:在一些情形下可以减少执行运动控制的时间或距离的量。因此，如果车辆在相对短的距离内从相对低的表面摩擦系数的滑溜草地表面移动至相对高的表面摩擦系数的沥青表面，则只要控制装置能够识别行驶表面的改变，运动控制就可以被终止。在一些实施方式中，可以以逐步的方式终止运动控制以增强车辆稳定性。
[0042]在一些实施方式中，可以在相对于另一车轮来逐步取消车辆的运动控制之前，相对于一个车轮来逐步取消车辆的运动控制。例如，如果一个或更多个车轮的第一集合在一个或更多个车轮的第二集合之前离开相对低的摩擦系数的表面，则可以在第二集合之前关于第一集合逐步取消运动控制。因此，可以独立于彼此来实现对各个车轮例如各个从动轮或从动轮的组例如从动轮对的运动控制的终止。
[0043]方法可以包括:根据用户能够操作的运动控制输入装置，例如车辆发动辅助选择器控制的状态开始运动控制。
[0044]因此，在一些实施方式中，可以提供控制按钮以使得用户能够自动地开始运动控制。控制按钮可以例如包括可移动开关装置或触敏装置例如触敏按钮或触屏布置。其他输入装置也是有用的，例如声控输入装置或任何其他合适的输入装置。在一些实施方式中，可以在例如经由菜单驱动用户接口选择运动控制之后通过加速器踏板输入开始运动控制。
[0045]替选地或另外地，方法可以包括:根据行驶表面的一个或更多个特征自动地开始运动控制。
[0046]方法可以包括:根据一个或更多个车轮与行驶表面之间的表面摩擦系数的值自动地开始运动控制。
[0047]方法可以包括:根据一个或更多个车辆或环境参数(例如环境温度或车辆的一个或更多个部件的温度)的值来自动地开始运动控制。
[0048]因此，在一些实施方式中，如果控制装置确定表面摩擦系数的值如此恰当，则可以自动地开始运动控制。例如，如果控制装置确定表面摩擦系数的值低于规定值，则可以开始运动控制。
[0049]方法可以包括步骤:根据从下述项中选择的至少一个来估计表面摩擦系数的当前值:自车辆的最近运动起是否已发生降水的确定；以及自车辆的最近运动起所得到的