车辆牵引力控制的制作方法_3

文档序号:9509525阅读:来源:国知局

[0114]本发明的该方面可以被视为反直觉的,这是因为牵引力的损失的检测通常需要减少车轮滑移以保持对车辆的控制。在本发明的该方面中,保持车轮滑移以确保车辆在低摩擦力表面上的有效行进。
[0115]通过“低摩擦力表面”意指除在其上能够经历显著牵引力损失的干沥青或水泥之外的任何表面,所述表面通常为例如雪地、泥地或沙地的越野表面。牵引力损失可以被定义为在任何轮胎/地面界面处大于2%的滑移。可以以任何合适的方式一一例如通过比较车轮速度或者通过相对于固定参考来比较车轮速度与车辆速度一一来检测牵引力损失。干沥青表面可以被视为具有表面摩擦系数1。相对低的表面摩擦系数可以被视为小于或等于0.5的值。然而,本发明的实施方式对于辅助车辆在具有大于0.5的表面摩擦系数的表面上运动是有用的。
[0116]根据本发明的实施方式的车辆发动辅助或牵引力辅助可以在车辆驾驶员被给出适当指示时手动地实现,或者可以由车辆的系统来自动实现。如果被自动地实现,则适合的指示器可以例如通过仪表板消息、警告音或触觉指示来向驾驶员告警正在进行该实现。
[0117]对车辆的所需控制输入之一可以包括加速器踏板位置。因此,可以命令车辆驾驶员下压加速器踏板,以增大发动机转矩以将滑移保持在范围5%至20%内。如果存在过量转矩,则可以命令驾驶员减小加速器踏板被下压的量,换言之,减少加速器踏板“开度”。系统能够进行操作以提供提示以指导用户增大或减小加速器踏板下压的量。驾驶员可以通过轻微地压在加速器踏板上并且伴随随后由系统提供的提示来开始运动控制。在一些实施方式中,系统能够进行操作以执行自动转矩封盖(capping),在该自动转矩封盖中,动力总成在控制系统的控制下能够进行操作以形成直至与驾驶员已经下压加速器踏板的量对应的最大值的驱动转矩。系统被配置成确定所需驱动转矩的量并且命令动力总成形成直至由瞬时加速器踏板位置所指示的最大值的相应驱动转矩量。可以使用包括语音命令、触觉反馈、显示消息、图表、图形等的指示所需控制输入的任何合适装置。
[0118]方法可以包括:借助于制动系统和/或动力总成转矩减小系统来对驱动转矩过量进行补偿。因此在致动器例如发动机和/或电动机被命令生形成与实际瞬时加速器控制位置对应的驱动转矩的量的实施方式中,通过施加制动转矩和/或借助于动力总成转矩减小系统来对过量转矩做出补偿。
[0119]动力总成转矩减小系统可以包括一个或更多个离合器装置,可进行操作以使得在动力总成的一个或更多个位置处的传动系滑移能够减小施加至一个或更多个车轮的动力总成转矩的量。由系统例如通过改变例如多板湿式离合器装置的离合器装置或任何其他合适的装置的板之间的夹紧压力的量来管理传动系滑移的量。其他布置也是有用的。
[0120]如果车轮滑移落在例如2%的预定最小值以下,则本发明的该方面的策略可以被自动停止或者可以被车辆驾驶员手动地撤销(override)或禁用。在选择或检测到越野状况或者可能遭遇牵引力损失的任何其他状况——例如在行驶在雪地中或者与车辆导航系统相关联的地图数据提示车辆正行驶在不与公路或例如沥青或水泥路面的路面对应的地面上时一一时可以自动启用策略。导航系统可以为卫星导航系统或任何其他合适的导航系统。
[0121 ] 在一些实施方式中,如果由驾驶员或自动地由车辆控制系统选择规定的一个或更多个车辆操作模式,则可以自动启用策略。例如,如果选择冬季模式等或“发动辅助”模式,则可以启用策略。响应于现行(prevailing)行驶状况,车辆可以操作在一个或更多个其他模式例如一个或更多个地形响应(TR)模式下。TR模式可以包括针对在滑溜表面例如草地、碎石地、雪地或冰地上行进而优化的一个或更多个模式。
[0122]美国专利US 7,349,776——其内容通过引用合并到本文中——描述了下述车辆控制系统:在该车辆控制系统中驾驶员能够在宽范围的行驶状况并且特别地在当越野行驶时可能遭遇的多个不同地形上实现改进的控制。响应于与地形有关的驾驶员输入命令,车辆控制系统被选择以在多个不同行驶模式或TR模式之一下操作。对于每个模式,各车辆子系统以适合于相应地形的方式被操作。如上所述,当从静置开始车辆的运动并且已经选择了一个或更多个TR模式的规定集合之一时,车辆能够自动操作以实现根据本发明的实施方式的发动辅助。在一些实施方式中,车辆能够自动操作以选择针对现行行驶状况的合适TR模式,并且当从静置开始车辆的运动时实现根据本发明的运动控制。
[0123]在实施方式中,如下模式(例如冬季模式)是可用的:在该模式下车辆被配置成在除第一档之外的前进档例如第二档或第三档中从静置发动以减少过度车轮滑移的风险。不同模式可以具有不同的节气门图(map)(针对给定节气门踏板位置而形成的发动机转矩的量)、转矩传送(结合被控制以发生变速器离合器的接合的速率从而确定如何渐进性地发生换挡的节气门图)、以及作为表面摩擦系数的函数的变速器转换点。例如,变速器转换点可以被布置,其中以与比它们可能以更温和的方式(例如,以较低速率)另外地发生相比更低的速度发生换挡。
[0124]其他布置也是有用的。
[0125]该方面的策略可以在预定车辆速度以上被禁用,该预定车辆速度可以由车辆驾驶员设置或者可以由车辆系统自动地设置。
[0126]根据本发明的实施方式的方法通常实施在车辆控制系统例如离合器控制系统中,适于自动地改变电动机与变速器和/或转矩矢量控制系统之间的耦接,以实现期望结果。该离合器可以为变矩器的锁止离合器。控制系统还可以通过改变发动机转矩/速度图来控制电动机转矩,并且在由车辆驾驶员选择合适的控制时控制系统可以是完全自动的。
[0127]在一个实施方式中,控制系统是离合器控制ECU的一部分,该离合器控制ECU具有来自网络总线等的输入信号、给出关于电动机速度(例如,发动机速度或电推进电动机速度)、传动速度、传动比、车轮速度、地面速度等的所需信息。可以通过参考电动机速度一一可选地结合一个或更多个其他参数,例如驾驶员要求转矩、燃料流率、进气流率和/或一个或更多个其他参数一一从ECU存储器的查找表得到其他信息,例如电动机转矩。
[0128]一旦由车辆驾驶员开始,车辆的运动可以是完全自动的,直到达到电动机与变速器之间的期望耦接、车辆具有期望速度或车轮滑移已经落在规定阈值以下。阈值可以取决于速度和/或一个或更多个其他参数例如摩擦系数。可以保持车辆速度,直到或除非车辆驾驶员例如通过推进(下压)加速器踏板、下压制动踏板来采取手动控制或另外的系统接管;后者可以例如为巡航控制模块,通过该巡航控制模块车辆驾驶员可以通过使用通常的+和-按钮来加速或减速。
[0129]系统可以包括用于选择性地在车辆的从动轮之间分布发动机输出的转矩控制器。
[0130]控制器可以适于通过施加相应车轮制动来控制从动轮的旋转速度。
[0131 ]系统能够操作以执行关于多个车辆车轮的转矩矢量控制。
[0132]系统还可以包括用于感测相对于车辆速度的地面速度的装置。
[0133]例如,可以向车辆提供用于测量在地面上行进的实际速度的手段,例如基于雷达的技术、基于相机的技术、基于全球卫星定位系统(GPS)的技术或任何其他合适的技术。通过车辆速度意指需要知道车轮速度的一个或更多个车辆系统采用的参考车辆速度。参考车辆速度可以通过车轮速度的测量来确定,并且参考车辆速度在一个或更多个车轮滑移的情况下可能易受错误值的影响。参考速度在车辆的所有车轮被驱动并且所有从动轮均发生滑移的情况下会特别易受错误值的影响。
[0134]系统可以适于根据车辆的工况来确定最大允许滑移。
[0135]可选地,系统包括用于指示车辆驾驶员改变驾驶员控制输入例如制动踏板和/或加速器踏板的命令装置。
[0136]系统能够进行操作以通过命令车辆驾驶员改变控制输入例如加速器踏板来命令施加驱动转矩,从而使得能够形成足够的驱动转矩以从静置开始运动。
[0137]系统能够进行操作以经由车辆HMI指示车辆驾驶员改变控制输入。
[0138]有利地,系统能够进行操作以直接命令施加驱动转矩。
[0139]因此,系统能够进行操作以与车辆系统例如动力总成控制器或发动机控制器直接通信以施加驱动转矩。
[0140]本发明的实施方式可以用在具有自动变速器的车辆中并且可以适于与具有手动变速器的车辆一起使用。在与具有手动变速器的车辆一起使用的实施方式中,在车辆具有除变速器档位选择器之外的高/低比率选择器的情况下,系统能够进行操作以引导驾驶员选择合适的档位或档位配置。通过档位配置意指高或低比率和变速器档位的特定组合,可选地为两个或更多个组合的选择。然后控制系统可以向驾驶员提供加速器踏板应当被下压的量的指示,并且可选地另外地指导驾驶员释放车辆的离合器以接合变速器。控制系统可以指导驾驶员可选地以合适的速率将离合器释放合适的量,以防止车辆熄火。控制系统又可以直接命令制动控制器对车轮施加制动,从而形成制动转矩以在车轮开始旋转时防止一个或更多个从动轮外飘。在借助于电机施加制动转矩的情况下,控制系统可以命令通过电机施加制动转矩。在本发明的实施方式中,当加速器踏板被驾驶员充分下压时绿色指示灯可以点亮。如果以过高的速率来释放离合器,则红色灯可以点亮。其他布置也是有用的。
[0141]在寻求保护的本发明的一个方面中,提供了一种用于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控制系统,该系统能够进行操作以通过命令对一个或更多个从动轮施加制动来开始运动控制,该系统还能够进行操作以对一个或更多个从动轮施加驱动转矩,使得车辆经由施加至一个或更多个车轮的制动而保持静止,系统随后能够进行操作以在继续对一个或更多个从动轮施加制动以对抗所施加的驱动转矩的同时从静置开始运动。
[0142]通过减少由施加至一个或更多个车轮的制动所形成的制动转矩的量和/或通过增大施加至一个或更多个车轮的驱动转矩的量,可以从静置开始运动。
[0143]要理解的是,每个车轮可以提供有相应的一个或更多个制动。替选地,可以在传动系的期望位置处施加制动,以对抗驱动转矩并且防止过度车轮滑转。
[0144]在寻求保护的本发明的另一方面中,提供了一种包括根据前述方面的系统的车辆。
[0145]在本发明的一个方面中,提供了一种具有多个可选工况和根据前述方面之一的系统的车辆。
[0146]在寻求保护的本发明的一个方面中,提供了一种包括制动控制装置(例如制动控制器)和动力总成控制装置(例如动力总成控制器)的车辆速度控制系统。制动控制装置和动力总成控制装置能够进行操作以控制施加至从动轮轴的净转矩量。在操作中,控制系统使得车辆能够以小于下述速率的速率从静置进行加速:该速率为在轮胎与地面之间的摩擦系数基本上等于1的表面一一即提供相对高的抓力的表面一一上在不应用制动控制装置时由动力总成控制装置能够达到的速率。这是因为在车辆被加速时,制动控制装置对从动轮施加制动(retarding)(制动(brake))转矩,从而对抗动力总成驱动转矩。这具有下述优点:如果车辆谋求在相对低的表面摩擦系数的表面上加速,则加速的速率可以比实际上驾驶员可达到的加速的速率大,这是因为当施加正动力总成驱动转矩时制动系统的应用防止过度车轮滑移(外飘)。
[0147]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。方法可以包括开始运动控制,开始运动控制包括: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;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。还可以实现该策略以保持在低摩擦力表面上的车辆行进。可以命令车辆驾驶员改变控制输入,例如加速器踏板位置,以便于保持行进。
[0148]在寻求保护的本发明的另一方面中,提供了一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储介质上存储有指令:该指令在由一个或更多个电子处理器执行时,使一个或更多个处理器执行如上所述的方法。
[0149]在寻求保护的本发明的方面中,提供了一种用于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控制系统,该系统能够进行操作以通过下述操作来开始运动控制: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;以及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,该系统还被配置成:
[0150]自动地确定将一个或更多个车辆车轮在行驶表面上的滑移的值保持在预定范围内所需的所需驾驶员控制输入,以及
[0151]向车辆驾驶员发出对车辆的所述所需控制输入的指示以保持所述滑移。
[0152]在实施方式中,控制系统可以包括:
[0153]电子处理器;以及
[0154]电子存储装置,该电子存储装置电耦接至电子处理器并且该电子存储装置中存储有指令,
[0155]其中,处理器被配置成访问存储装置并且执行该存储装置中存储的指令,使得该系统能够进行操作以:
[0156]自动地确定所述所需驾驶员控制输入并且向驾驶员发出所述指示。
[0157]在本申请的范围内,明确地期望在前述段落中、在权利要求中和/或在以下描述和附图中陈述的各个方面、实施方式、示例和替选方式以及特别地其各个特征可以被单独地考虑或以其任何组合来考虑。例如,结合一个实施方式所描述的特征适于所有实施方式,除非这样的特征不兼容。
【附图说明】
[0158]通过仅参照附图的示例,现在将描述本发明的实施方式,在附图中:
[0159]图1示出了根据本发明的实施方式的车辆;
[0160]图2示出了将加速器踏板位置与发动机转矩输出相关的踏板
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