行进图(map);
[0161]图3以图形形式示出了本发明的实施方式的效果；
[0162]图4对应于图3并且示出了上升的车辆速度；
[0163]图5对应于图3并且示出了相对车轮滑移；
[0164]图6是描述根据本发明的实施方式的车辆控制单元的操作的流程图；以及
[0165]图7是在根据本发明的实施方式的控制系统的控制下，在车辆发动期间作为时间的函数的动力总成转矩和制动转矩的曲线图。
【具体实施方式】
[0166]图1是根据本发明的实施方式的车辆10的示意图。车辆10具有内燃发动机形式的原动机或电机11。发动机11借助于联轴器(coupling) 13親接至变速器12。联轴器13被布置成:当车辆10从静置开始加速时，使得变速器12能够渐进地达到与电机速度兼容的速度。联轴器13通常是摩擦离合器、变矩器等。加速器踏板1使得驾驶员能够在动力总成控制器17的控制下控制由电机11形成的转矩的量，同时制动踏板2使得驾驶员能够在制动控制器16的控制下应用制动系统。
[0167]车辆10包括由驾驶员可操作以选择期望车辆操作模式的模式选择器14。这些模式可以包括例如设置适于不同地形状况的悬停和传动系以最优地确保高效的车辆性能和其能力的完全利用。该模式可以被称为“地形响应”或如上面以及在美国专利US 7，349，776中所描述的TR模式。模式选择器14可以由车辆驾驶员可操作以针对在沙地或碎石地或岩石地上的行进来优化车辆。在一些实施方式中，车辆10可以被配置成使得能够由布置成感测一个或更多个工况的合适的车辆安装的传感器来自动选择操作模式。
[0168]在非公路时车辆从静置运动需要关注以避免不适当的车辆响应。图2示出了针对在草地碎石地或雪地(GGS) 21、沙地22和岩石23上行进的典型踏板渐进图，其中，通过参考加速器踏板位置P来控制车辆电动机的转矩输出T。因此，高转矩输出对于从选择沙地模式的低％踏板位置的加速器踏板的小的前进是可用的。相比之下，在GGS模式中，转矩输出在低5踏板位置处较不强劲，以避免车轮滑转。不过，用于辅助新手驾驶员从静置状况移动车辆的控制策略是期望的，特别是驾驶员不正确地确定地形类型的情况。
[0169]本发明的实施方式提供了用于辅助驾驶员从静置发动车辆的发动辅助功能。
[0170]在图1中所示的实施方式中，利用在预定范围内的有意车轮滑移来实现车辆从静置运动，以在轮胎/地形界面处生成最大牵引力。有意滑移可以在车辆的至少一个轮轴处的从动轮处生成，并且可以被施加至所有从动轮轴。
[0171]允许滑移的量根据车辆类型和地形分类来经验性地确定，并且针对硬表面例如岩石可以少至5%，并且针对软颗粒表面例如沙地可以多达20%。滑移的量还可以为车辆速度的函数。在一些实施方式中，车辆可以进行操作以允许滑移高达约50%。其他车轮滑移的值对于各种地形状况也是有用的。
[0172]要理解的是，通过术语滑移意指车轮速度超过车辆速度的量。
[0173]当车辆处于静置时这样被命令，则车辆电动机通常能够生成足够转矩而使驱动轮过度旋转或外飘。常规的差速器通常将使得一个从动轮不受控地滑转，并且因此本发明的一些实施方式被布置成防止过度车轮滑转。
[0174]图1的实施方式的车辆具有可进行操作以实现发动辅助功能的车辆控制单元(VCU) 15。当发动辅助功能激活时，VCU 15可进行操作以在车辆10静止的同时命令制动控制器16对一个或更多个从动轮施加制动(例如，在压力致动的制动系统的情况下的制动压力)，以在对一个或更多个从动轮施加发动机驱动转矩时抵抗一个或更多个车轮的加速。该制动转矩减少了在施加驱动转矩时车轮外飘的风险，并且管理在每个车轮处的净转矩的上升速率低于单独地经由动力总成控制器17可达到的速率。
[0175]在一些布置中，对从动轮轴的每个车轮施加制动转矩。在地面与轮轴的相对车轮之间的表面摩擦系数的值基本上不同的情形下，这减少了车辆行进基本上被一个车轮相对于另一车轮的滑移所阻止的风险。在一些实施方式中，可以采用可控的限滑差速器来缓解该问题，和/或通过转矩矢量控制的系统，其中车辆变速器12适于根据要求将转矩引导至各个从动轮。
[0176]在一个或更多个轮轴的从动轮之间具有差速器的实施方式中，对从动轮施加制动转矩可以用于在一个车轮经历具有与其他车轮经历的表面相比更低的表面摩擦系数的表面时以有利的方式在差速器之间分布转矩。也就是说，可以重新分布转矩，使得对经历更高的表面摩擦系数的车轮施加更大量的转矩。
[0177]要理解的是，根据常规知识，车轮的相对小的量以上的滑转通常被视为不理想的，并且因此现有技术系统的目的是将车轮滑移保持在尽可能低的值处。然而在本发明的一些实施方式中，由车辆发动机11提供过量转矩以确保在所需范围内的有意受控滑移。对一个或更多个从动轮施加制动转矩辅助控制滑移，特别是在车辆10从静置发动时。
[0178]为了将从动轮保持在受控滑移中，需要确定滑移的装置。合适的装置包括各个车轮速度指示器连同车辆速度的指示器，各个车轮速度指示器可以从防锁死制动传感器得至IJ。后者可以从非从动轮、从GPS系统、惯性测量单元(IMU)或以任何其他方便的方式得到。相机系统可以被提供来测量各个车轮旋转速度或者检测地形相对于车辆的相对运动。通过其来投射并且接收电磁波束的雷达系统等也可以用于给出在地形上的车辆速度的指示。
[0179]车轮速度、车辆速度、发动机输出转矩和其他参数的信号在车辆网络总线上是可用的，车辆网络总线在本实施方式中是控制器局域网(CAN)总线19。该信号以例如超过10Hz的合适的更新率被更新。
[0180]经验形成的合适的算法或查找表根据所选地形状况来分配合适的滑移范围。所选地形状况可以由驾驶员借助于如上所述的选择器14来设置或者由VCU 15来自动地识另IJ。所分配的滑移度还可以考虑其他因素，例如所选的传动比和车辆在静置时的俯仰角或滚转角。也可以考虑环境因素例如是否下雨(通过参考雨传感器或挡风雨刷是否被设置为“开”)，和/或其他因素，例如车辆是否正在拖曳、悬停载荷、环境温度(例如，环境温度是否在基本上零摄氏度以下)和任何其他合适因素。这些因素的合适信号通常在CAN总线19上可用。
[0181]图3示出了用于在沙地从静置进行运动的典型特征。车辆驾驶员可以通过从显示在HMI显示器18上的菜单中选择VLA来对车辆发动辅助(VLA)功能进行初始化。在本实施方式中，该功能可进行操作以提供完全自动发动。例如，如果驾驶员正在无辅助的情况下努力爬坡，则驾驶员可以停止车辆并且从菜单中选择VLA。
[0182]一旦选择了 VLA功能，V⑶15命令制动控制器16对要驱动的每个车轮施加(或保持)制动转矩，该制动转矩的量取决于从动轮与行驶表面之间的表面摩擦系数的估计值。在一些实施方式中，当车辆静置时所施加或初始地保持的制动转矩的量是与表面摩擦系数无关的固定值。在一些实施方式中制动转矩的量可以至少部分地根据车辆姿态和所选变速比来确定，以避免不期望的运动例，如车辆的回滚。
[0183]VCU 15然后命令动力总成控制器17生成足够的发动机转矩以确保初始车轮滑移S%将为约20%。动力总成在不需要驾驶员施加加速器踏板1的情况下形成该动力。要理解的是，在一些实施方式中，可以命令正动力总成转矩超过基本上固定的制动转矩，和/或该制动转矩可以逐渐减小以管理净车轮转矩。当车辆得到牵引力和速度V(图4)时，允许的滑移度渐进地减小至5%，这在某些沙地状况下可以是期望的。在较高速度处或在不同地形上，相对滑移可以进一步减小。达到约lOkph的稳态速度的时间可以在1-3秒的范围内，在该点处车辆驾驶员可以通过推进加速器踏板1或通过接合一些其他车辆系统例如巡航控制来接管。稳态速度可以根据在发动辅助激活时的使用状况来改变或选择。
[0184]在本发明的一个实施方式中，一旦启用发动辅助功能，如果检测到经由加速器踏板1、制动踏板2、停车制动开关16PB的来自车辆驾驶员的任何控制输入、传动控制输入或手动变速箱离合器(在被提供的情况下)的致动，则VCU 15立即禁用发动辅助功能。
[0185]图4示出了在得到牵引力并且速度上升至稳态时车辆速度V随时间t的典型增大。该稳态速度当然可以根据地形和其他状况、根据在查找表中保留的预设值或根据算法而改变。
[0186]图5示出随着车辆速度V增大的典型车轮滑移S。初始滑移基本上为零(车轮静止)，但是在落于5%的稳态值之前快速增大至20%。以控制系统的更新率来校正车轮速度的较小变化，该更新率可以为10Hz或更大。
[0187]现在将参照图6的流程图来描述本发明的一个实施方式。
[0188]在步骤S101处，车辆10在速度V = Okph并且发动机11运行的情况下静止。车辆的驾驶员经由HMI显示器18选择车辆发动辅助功能。
[0189]在步骤S103处，V⑶15检查是否已经经由停车制动开关16PB施加(被设置为开启)停车制动、变速器12是否被设置为驱动模式以及驾驶员当前是否正在下压制动踏板2。在一些实施方式中，VCU 15不要求制动踏板2被下压。其他布置也是有用的。
[0190]如果这些条件被满足，然后在步骤S105处，发动辅助被“接合”，即VCU 15开始执行实现了发动辅助功能的计算机程序代码。如果通过按下显示在HMI显示器18上的“取消”按钮、一旦已经遵循经由车辆HMI显示器18的指示而下压了踏板1则释放加速器踏板1，驾驶员随后取消发动辅助功能，或者如果驾驶员在经由车辆HMI显示器18而被指示释放制动踏板2之后下压制动踏板2，则VCU 15直接进行至取消发动辅助的步骤S131，并且VCU15终止实现了发动辅助功能的代码的执行。
[0191]在步骤S107处，VCU 15指示(经由HMI显示器18)驾驶员释放制定踏板2并且借助于加速器踏板1来施加所提示的量的部分节气门。
[0192]在步骤S109处，VCU 15继续命令施加制动转矩以保持车辆10静止，并且做出下述确定:是否可获得对抗规定量的制动转矩的足够正转矩以用于车辆发动。该确定可以通过参考动力总成转矩要求信号、指示所传送的实际动力总成转矩的信号或者借助于任何其他合适手段来做出。如果V⑶15确定不能获得足够的转矩，则V⑶15返回至步骤S107。
[0193]如果可获得足够的转矩，则在步骤S111处，VCU 15经由HMI显示器18向驾驶员提供指示以经由停车制动开关16PB来释放停车制动的指示。
[0194]在步骤S113处，V⑶15确定是否已经在规定时间段内致动停车制动开关16PB释放停车制动。在本实施方式中，规定时间段为10s，然而其他值也是有用的。如果驾驶员未在规定时间段内经由开关16PB来发送释放停车制动的信号，则VCU 15在步骤S131处继续。
[0195]如果驾驶员在规定时间段内发送释放停车制动的信号，则VCU 15在步骤S115处继续。在步骤S 115处，V⑶15经由HMI 18来显示发动辅助功能激活的指示并且向驾驶员提供关于加速器踏板位置的引导。具体地，V⑶15经由HMI 18来指示驾驶员加速器踏板1必须被下压多少以使得发动机11能够形成针对车辆发动的足够转矩。
[0196]一旦V⑶15确定正形成足够的转矩，则在步骤S117处，V⑶15命令制动控制器16来命令减小施加至车辆10的从动轮的制动转矩。继续将由VCU 15确定的规定的制动转矩量施加至从动轮。在并非车辆10的所有车轮被驱动(例如在两轮驱动车辆或在两轮驱动配置中操作的四轮驱动车辆中)的情形下，VCU 15可以命令基本上完全释放对非从动轮的制动转矩，使得它们以基本上无施加至其的制动转矩自由进行旋转。非从动轮随后可以提供有用的车辆参考速度。
[0197]要理解的是，VCU 15然后可以命令增大或减小由发动机11形成并且根据需要被施加至从动轮的转矩。在一些实施方式中，替代调整发动机转矩以传送由VCU 15要求的驱动转矩的量，动力总成控制器17可进行操作以借助于离合器、变矩器或借助于任何其他合适的装置来调整传送至从动轮的驱动转矩的量。
[0198]在步骤S119处，VCU 15确定驾驶员是否已经释放加速器踏板1或下压制动踏板2。如果已经发生这样的事件，则V⑶15在步骤S131处继续并且停用车辆发动辅助功能。
[0199]如果尚未发生这样的事件，则在步骤S121处，V⑶15通过同时/同步控制动力总成驱动转矩和制动转矩来继续将车轮滑移保持在规定范围内。
[0200]在步骤S123处，V⑶15通过参考车辆速度V和车辆加速度来检查车辆行进。VCU15在步骤S121处继续将车轮滑移保持在规定范围内。
[0201]在步骤S125处，VCU 15确定是否已经达到规定车辆速度(例如，lOkph或任何其他合适的值)或自发动辅助被接合起是否过去了规定时间段。如果这些条件中的任一条件满足，则VCU 15在步骤S131处继续并且脱离(取消)发动辅助。如果任一条件均不满足，则V⑶15在步骤S119处继续。
[0202]现在将参照图7来描述根据本发明的实施方式的具有VCU 15的控制系统的操作。图7是当车辆10在VCU 15的控制下从静置发动时作为时间的函数的动力总成转矩Tq(迹线A)和制动压力P(迹线B)的曲线图。通过迹线C示出施加至车辆10的从动轮的净转矩量TqNET。通过迹线D示出作为时间的函数的制动踏板位置信号的值，其中，零值对应于释放的制动踏板2并且值1对应于基本上完全下压的制动踏板2。
[0203]出于图7的曲线图的目的，车辆10被视为操作在前轮驱动模式下，在前轮驱动模式下，对车辆的一对前轮10FW而不是