專利名稱：用于控制車輛后退的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及車輛控制系統(tǒng)，更具體地，涉及一種在坡面上保持車輛在基本為零的速度的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在車輛在坡面上起步期間，當(dāng)操作者不能迅速地應(yīng)用加速踏板時(shí)，車輛有可能后退。后退距離隨操作者從壓低制動(dòng)踏板到應(yīng)用加速踏板的轉(zhuǎn)換速度而變化。例如，示出了對(duì)于示例性的車輛，對(duì)于各種坡度、經(jīng)過2秒的時(shí)間的容許的后退距離。

具有自動(dòng)變速器的車輛典型地經(jīng)由液力變矩器產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，當(dāng)釋放制動(dòng)踏板時(shí)，該轉(zhuǎn)矩提供前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)矩稱為爬行轉(zhuǎn)矩(creeptorque)。該爬行轉(zhuǎn)矩的效果變化，并且在較陡的斜坡上某些系統(tǒng)會(huì)允許車輛后退。
在傳統(tǒng)車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，允許當(dāng)釋放制動(dòng)踏板時(shí)，控制系統(tǒng)可以提供爬行轉(zhuǎn)矩?，F(xiàn)有技術(shù)包括各種系統(tǒng)和方法以實(shí)現(xiàn)將車輛保持在斜坡上，以避免后退。在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系上運(yùn)行的一個(gè)系統(tǒng)接合自動(dòng)變速器中的第三離合器元件，以保持變速器輸出軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，由此避免車輛后退。第二系統(tǒng)經(jīng)由輪速傳感器或變速器傳感器檢測(cè)車輛后退，并調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門以增大動(dòng)力傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)矩輸出，以在斜坡上保持車輛靜止。兩個(gè)系統(tǒng)都可以完成避免車輛后退的任務(wù)，但僅可應(yīng)用于動(dòng)力傳動(dòng)系中具有液力變矩器的系統(tǒng)上。而且，這種系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致無法接受的性能。
在混合動(dòng)力車輛中，當(dāng)車輛靜止時(shí)，內(nèi)燃機(jī)典型地不運(yùn)轉(zhuǎn)，以減小燃料消耗。典型的混合動(dòng)力車輛不具有變矩器，并且因此即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛停止期間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也無法提供流體地聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以實(shí)現(xiàn)爬行轉(zhuǎn)矩。不同的混合動(dòng)力車輛在允許的后退特性上不同。有些不提供輸出轉(zhuǎn)矩并且可以后退。其它的會(huì)試圖通過在輸出上施加能量回收轉(zhuǎn)矩以阻止后退運(yùn)動(dòng)而限制后退速度。
在混合動(dòng)力車輛中用于處理后退的一個(gè)方法包括增大爬行轉(zhuǎn)矩的幅值。這有助于將車輛保持在陡的斜坡上，但卻在平面上提供了過大的加速度。因此，希望根據(jù)斜度增加可變量的爬行轉(zhuǎn)矩。
許多車輛具有車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)的選擇。車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)通常增加一個(gè)或更多傳感器以監(jiān)測(cè)車輛方位，包括縱向加速度。當(dāng)停在斜坡上時(shí)，縱向加速度傳感器提供與坡度數(shù)學(xué)地相關(guān)的讀數(shù)。
因此，希望有一種方法和裝置以最小化或避免車輛在斜坡上的后退。尤其在混合動(dòng)力車輛上，需要在短時(shí)間段內(nèi)提供爬行轉(zhuǎn)矩以使車輛后退最小化，以使操作者可以從制動(dòng)踏板轉(zhuǎn)移到加速踏板。需要根據(jù)車輛斜度的幅值提供可變量的爬行轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種設(shè)備和方法，用于測(cè)量道路坡度，并基于坡度調(diào)節(jié)爬行轉(zhuǎn)矩的量。通過混合動(dòng)力變速器，可以由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爬行轉(zhuǎn)矩，提供快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是主動(dòng)地避免了后退，并且使操作者有時(shí)間從制動(dòng)踏板轉(zhuǎn)移到加速踏板。為了節(jié)約電池電力，可能需要限制施加后退阻止轉(zhuǎn)矩的時(shí)間的長(zhǎng)短。這通過在一段時(shí)間后逐漸停止后退補(bǔ)償而由操作者的正常加速踏板接管來實(shí)現(xiàn)。
通過得知道路坡度的幅值，控制能夠增大爬行轉(zhuǎn)矩，以便最小化或避免車輛后退?；谄露龋菀椎赜?jì)算出需要將車輛保持在給定坡度上的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的量。這種方案包括足夠的故障保護(hù)方案操作，以保證不在水平表面上施加額外的爬行轉(zhuǎn)矩。
該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于主動(dòng)地阻止了后退。在施加轉(zhuǎn)矩之前，車輛不必開始后退。另一個(gè)好處是，如果需要，可在所有坡度上獲得一致的爬行感覺。
用于在坡面上將車輛維持在預(yù)定速度的系統(tǒng)包括推進(jìn)系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性傳感器和控制系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)可操作以將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩供給到車輛的至少一個(gè)車輪，該控制系統(tǒng)適于接收來自車輛穩(wěn)定性傳感器的信號(hào)輸入并響應(yīng)于該信號(hào)控制供給到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，推進(jìn)系統(tǒng)可包括以下的非限制性示例由電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供給動(dòng)力的至少一個(gè)電動(dòng)輪電動(dòng)機(jī)；混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，該混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)具有變速器系統(tǒng)，該變速器系統(tǒng)包括由電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供給動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)；以及內(nèi)燃機(jī)和變速器。根據(jù)本發(fā)明的某些其它方面，車輛穩(wěn)定性性傳感器可操作以確定車輛相對(duì)于水平面的方位，并且可包括這種非限制性示例，如縱向加速度傳感器和虛擬(virtual)加速度傳感器。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以還適于接收來自輪速傳感器、加速踏板傳感器和制動(dòng)踏板傳感器的信號(hào)輸入，并還適于響應(yīng)于接收的信號(hào)輸入中的至少一個(gè)來控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。例如，制動(dòng)踏板傳感器可包括指示操作者制動(dòng)要求的開關(guān)裝置或指示操作者制動(dòng)要求和制動(dòng)幅值的線形裝置。而且，控制系統(tǒng)可操作以基于來自車輛穩(wěn)定性傳感器、輪速傳感器、加速踏板和制動(dòng)踏板的信號(hào)輸入控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方向。當(dāng)預(yù)定的車速基本為零、車輛穩(wěn)定性傳感器指示車輛為非水平方位并且操作者到加速踏板的輸入基本為零時(shí)，可控制供給到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以將來自輪速傳感器的輸出維持在基本為零輸出?？苫陬A(yù)定條件減小供給到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值，例如，所述預(yù)定條件可包括經(jīng)過的時(shí)間。例如，本發(fā)明可在前輪驅(qū)動(dòng)的車輛中實(shí)施。
在坡面上將車輛維持在預(yù)定速度的方法包括監(jiān)測(cè)車輛相對(duì)于水平面的方位，并基于車輛的方位控制供給到車輛的至少一個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，該方法可包括監(jiān)測(cè)加速踏板輸入、制動(dòng)踏板輸入和車輪速度，并基于加速踏板輸入、制動(dòng)踏板輸入和車輪速度中的至少一個(gè)進(jìn)一步控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。尤其是，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩控制可包括確定車輪為非水平方位和加速踏板輸入基本為零，并控制從電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供給的能量，以控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方向和幅值，該電動(dòng)機(jī)可操作地聯(lián)接到至少一個(gè)車輪。優(yōu)選地，將車輪速度維持在預(yù)定水平。優(yōu)選地，當(dāng)車輪速度基本為零、加速踏板輸入基本為零并且制動(dòng)踏板輸入減小時(shí)，增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
控制供給到車輛的至少一個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法包括確定車輛速度、操作者的加速指令和操作者的制動(dòng)力指令，所述車輛具有推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)包括電能存儲(chǔ)系統(tǒng)，該電能存儲(chǔ)系統(tǒng)可操作以給電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，該電動(dòng)機(jī)用于將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸送到車輪。繼而基于車輛速度、操作者的加速指令和操作者的制動(dòng)力指令控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)車速基本為零、操作者的加速指令基本為零并且操作者的制動(dòng)力指令減小時(shí)，優(yōu)選地增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而且，優(yōu)選地監(jiān)測(cè)車輛相對(duì)于水平面的方位，并且進(jìn)一步基于車輛的方位控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
當(dāng)閱讀并理解實(shí)施例的以下詳細(xì)說明時(shí)，本發(fā)明的這些和其它方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得明顯。


本發(fā)明在某些部件和部件的布置上可采用物理形式，將結(jié)合附圖詳細(xì)描述并說明其優(yōu)選實(shí)施例，附圖形成優(yōu)選實(shí)施例的一部分，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；以及圖2和圖3包括根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)曲線。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，其中所示出的僅為了說明本發(fā)明而非為了限制本發(fā)明，圖1示出用于車輛的示例性動(dòng)力傳動(dòng)系控制系統(tǒng)，該車輛根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例構(gòu)造。
示例性車輛包括用于運(yùn)送人員或貨物的多輪車輛，并且典型地是具有驅(qū)動(dòng)車輪中的至少一個(gè)的推進(jìn)系統(tǒng)的四輪車輛。示例性推進(jìn)系統(tǒng)包括混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其包括可操作地連接到混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)40的內(nèi)燃機(jī)30，該內(nèi)燃機(jī)的輸出將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩提供到一個(gè)或多個(gè)車輪。包括高壓電池組的電能存儲(chǔ)系統(tǒng)50電聯(lián)接到混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)40，以將電能提供到其中包含的一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)30和混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)40或電能存儲(chǔ)系統(tǒng)50和混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)40可操作以相互獨(dú)立地或協(xié)同地將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩提供到車輪中的一個(gè)或多個(gè)?？商鎿Q地，在車輪處電動(dòng)機(jī)或車橋處電動(dòng)機(jī)布置中，電能存儲(chǔ)系統(tǒng)50可電聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)，以將電能提供到電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)起作用以將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩提供到車輪。這里不詳細(xì)討論本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的混合動(dòng)力和純電動(dòng)車輛推進(jìn)系統(tǒng)并且它們同等受益于來自本發(fā)明的應(yīng)用，所述本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的混合動(dòng)力和純電動(dòng)車輛推進(jìn)系統(tǒng)具有聯(lián)接到車輪中的一個(gè)或多個(gè)上的電動(dòng)機(jī)，包括無級(jí)變速器、電動(dòng)輪電動(dòng)機(jī)、車橋電動(dòng)機(jī)和具有電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置的各種組合。其中包括了用于控制車輛和推進(jìn)系統(tǒng)的各種方面的控制系統(tǒng)，這在下文中討論。
示例車輛優(yōu)選地配備有各種檢測(cè)裝置和系統(tǒng)。這包括用于接收來自操作者的輸入的傳感器，包括制動(dòng)踏板60和加速踏板62。制動(dòng)踏板60優(yōu)選地包括具有輸出信號(hào)的線性裝置，該輸出信號(hào)指示操作者的制動(dòng)要求或沒有制動(dòng)要求，以及操作者制動(dòng)要求的幅度。制動(dòng)踏板60可以可替換地或額外地包括制動(dòng)開關(guān)，該制動(dòng)開關(guān)包括開關(guān)，該開關(guān)具有開(ON)或關(guān)(OFF)的離散信號(hào)，并且指示操作者的制動(dòng)要求或沒有制動(dòng)要求。加速踏板信號(hào)62包括具有指示操作者的加速要求幅度的輸出信號(hào)的線性裝置，或用于檢測(cè)操作者加速要求的可替換的裝置或系統(tǒng)。該車輛還配備有一個(gè)或多個(gè)輪速傳感器66，所述輪速傳感器為了制動(dòng)和推進(jìn)系統(tǒng)管理的目的而裝備在每個(gè)車輪上。可替換地，變速器輸出速度可提供指示車速的信號(hào)。制動(dòng)踏板60、加速踏板62和輪速傳感器66每個(gè)都提供到控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入。制動(dòng)踏板60、加速踏板62和輪速傳感器66的細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，并且這里不詳細(xì)討論。
有至少一個(gè)車輛穩(wěn)定性檢測(cè)裝置64，典型地為車輛穩(wěn)定性系統(tǒng)的元件。優(yōu)選的車輛穩(wěn)定性檢測(cè)裝置64是縱向加速度傳感器，包括可操作以測(cè)量車輛的縱向加速度的加速度計(jì)裝置?？v向(前到后)加速度傳感器64可操作以測(cè)量車輛所行駛的道路坡度的角度，包括當(dāng)車輛停止時(shí)。優(yōu)選的傳感器64在16％坡度上提供可轉(zhuǎn)換為0.16g的信號(hào)輸出，并且在3％坡度上具有約0.03g的最小可檢測(cè)讀數(shù)以允許系統(tǒng)和傳感器診斷。在3％坡度上約0.03g的最小可檢測(cè)讀數(shù)與控制方案和算法一致，當(dāng)檢測(cè)到的坡度超過4％時(shí)，該算法操作以提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？商鎿Q地，可將虛擬坡度傳感器作為控制系統(tǒng)中的算法執(zhí)行，以提供坡度傳感器信號(hào)。虛擬坡度傳感器使用來自施加的制動(dòng)力的輸入，典型地通過與制動(dòng)踏板60相聯(lián)的線性裝置的輸出來測(cè)量以確定在零英里每小時(shí)速度下的制動(dòng)壓力，并因此確定車輛保持轉(zhuǎn)矩和車輛坡度。
控制系統(tǒng)優(yōu)選地包括具有在整個(gè)車輛上的多個(gè)控制器的分布式控制系統(tǒng)，所述控制器經(jīng)由局域網(wǎng)(“LAN”)連接以完成各種任務(wù)。示例性控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器10、變速器控制器15、制動(dòng)控制器20和車身控制器25，上述各控制器經(jīng)由LAN 35信號(hào)地連接到內(nèi)燃機(jī)30、混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)40和電能存儲(chǔ)系統(tǒng)50。電能存儲(chǔ)系統(tǒng)50包括能量存儲(chǔ)裝置和能量存儲(chǔ)系統(tǒng)控制裝置。上述控制器每個(gè)都優(yōu)選為通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)通常包括微處理器、ROM、RAM和包括A/D和D/A的I/O。每個(gè)控制器都具有一套控制算法，包括存儲(chǔ)在ROM中的常駐指令和標(biāo)定程序，執(zhí)行所述指令和程序以提供每個(gè)計(jì)算機(jī)的各自功能。如上所述，在各計(jì)算機(jī)之間傳遞的信息優(yōu)選地通過高速LAN總線實(shí)現(xiàn)。
控制系統(tǒng)信號(hào)地連接到上述傳感器和其它檢測(cè)裝置，并且可操作地連接到輸出裝置，以監(jiān)測(cè)并控制發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作。輸出裝置優(yōu)選地包括車輛的適當(dāng)控制和操作所必須的子系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和制動(dòng)器。給車輛提供信號(hào)輸入的檢測(cè)裝置包括可操作以監(jiān)測(cè)車輛操作、外部和環(huán)境狀態(tài)以及操作者指令的裝置。
在預(yù)設(shè)的循環(huán)期間典型地執(zhí)行每個(gè)控制器中的控制算法，以便使每個(gè)控制算法在每個(gè)循環(huán)中至少執(zhí)行一次。典型地正在運(yùn)行的車輛操作的每3、6、15、25和100毫秒執(zhí)行循環(huán)。其它算法響應(yīng)于從外部傳感器中的一個(gè)發(fā)送到控制器中的一個(gè)的某些形式的中斷信號(hào)而執(zhí)行。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出在各種坡度上保持示例車輛所需的保持轉(zhuǎn)矩的量，其中X軸是以離開水平或零坡度的百分比測(cè)量的道路坡度，而Y軸包括以牛頓-米(“N-m”)為單位的保持轉(zhuǎn)矩的量。線1代表在給定坡度上保持示例車輛靜止所需的轉(zhuǎn)矩的量。帶有乘員載荷的示例車輛重2863千克(6300磅)，輪胎靜態(tài)負(fù)荷半徑為0.379米(20英寸)，并且車輛具有3.08∶1的主減速比。在制動(dòng)器釋放期間和之后必須將可確定量的向前保持轉(zhuǎn)矩施加到車輪以防止車輛后退。豎線對(duì)應(yīng)于具有對(duì)應(yīng)的保持轉(zhuǎn)矩的示例坡度，如線2-7.2％坡度(265N-m)、線3-11.6％坡度(415N-m)和線4-16％坡度(563N-m)。在4％坡度上的車輛需要155N-m的保持轉(zhuǎn)矩。
該系統(tǒng)優(yōu)選地通過基于來自縱向傳感器64的輸入確定路面坡度而起作用，并施加保持轉(zhuǎn)矩，使用推進(jìn)系統(tǒng)控制到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。施加的保持轉(zhuǎn)矩包括用基于車輛的確定坡度的偏離轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償?shù)呐佬修D(zhuǎn)矩?；九佬泄δ芑谲囁俅_定爬行轉(zhuǎn)矩。這是通過開環(huán)控制中的算法確定的，并且與道路坡度無關(guān)。爬行轉(zhuǎn)矩的標(biāo)定設(shè)計(jì)成以便在平地或水平面(即，0％坡度)上獲得特定的加速度對(duì)速度曲線。參照?qǐng)D3示出的示例性的0％坡度加速度對(duì)速度區(qū)域，包括作為速度和變速器輸出轉(zhuǎn)矩的函數(shù)的車輛加速度性能范圍的曲線。在零速度下，在大約120N-m到180N-m的范圍內(nèi)的爬行轉(zhuǎn)矩滿足預(yù)定的加速度要求，該要求關(guān)于圖中的實(shí)線之間的加速度帶示出。當(dāng)車速增大時(shí)，保持在該特定加速度帶內(nèi)所必須的范圍的轉(zhuǎn)矩限制減小。以上應(yīng)用于特定車輛構(gòu)造，但對(duì)于任何車輛可產(chǎn)生相似的曲線。
為了滿足在4％坡度上不后退的要求，對(duì)于示例車輛，爬行轉(zhuǎn)矩應(yīng)至少為155N-m，如參照?qǐng)D2所示。爬行轉(zhuǎn)矩?zé)o法增大到180N-m以上而不引起車輛在平地上有不可接收的加速度。因此爬行轉(zhuǎn)矩優(yōu)選地設(shè)置在或接近155N-m范圍，并且當(dāng)?shù)缆菲露却笥?％時(shí)，用偏離轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償爬行轉(zhuǎn)矩。通過設(shè)置用于4％的道路坡度的爬行轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)能適應(yīng)約0.03g或3％的最小可檢測(cè)的傳感器讀數(shù)，而不會(huì)由于傳感器范圍和分辨率而引入誤差，并且仍提供被可接受地限制了的平地加速度。
縱向加速度的得知簡(jiǎn)化了保持轉(zhuǎn)矩的確定，并且因此簡(jiǎn)化了爬行轉(zhuǎn)矩和偏離轉(zhuǎn)矩的確定，偏離轉(zhuǎn)矩包括保持轉(zhuǎn)矩與爬行轉(zhuǎn)矩之間的差別。縱向加速度傳感器64在釋放制動(dòng)踏板之前提供關(guān)于坡度的信息。由此基于測(cè)量的坡度調(diào)節(jié)爬行轉(zhuǎn)矩。
縱向加速度傳感器64的使用可以在從推進(jìn)系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)輪施加保持轉(zhuǎn)矩之前確定坡度。優(yōu)選地當(dāng)所有以下條件為真時(shí)將偏離轉(zhuǎn)矩加到爬行轉(zhuǎn)矩上，所述條件為制動(dòng)踏板被踩下，要求的制動(dòng)力在減小，加速踏板未被壓下，以及基于輪速傳感器輸入的車速為零。在這些條件下，在平地上，加速度計(jì)指示零加速度。當(dāng)車輛停在斜坡上時(shí)，加速度計(jì)報(bào)告與坡度成比例的加速度值。當(dāng)釋放制動(dòng)踏板時(shí)，推進(jìn)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩施加到車輪上以減小或消除后退。當(dāng)制動(dòng)力矩已知時(shí)，系統(tǒng)施加足夠的爬行轉(zhuǎn)矩，以保證在給定坡度上施加必須的保持轉(zhuǎn)矩，即，制動(dòng)與推進(jìn)的組合。
系統(tǒng)確定道路坡度，并因此能確定保持轉(zhuǎn)矩。當(dāng)施加到制動(dòng)踏板的力減小時(shí)，偏離轉(zhuǎn)矩優(yōu)選地增大，以便將到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩維持在測(cè)量的坡度上的保持轉(zhuǎn)矩。當(dāng)在傳感器讀數(shù)中有偏移量時(shí)，優(yōu)選地進(jìn)行額外校驗(yàn)以保證車輛加速度是受控的。
再次參照?qǐng)D2，可實(shí)現(xiàn)一系統(tǒng)，其中推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)于已知的、測(cè)得的坡度在車輪上產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以將車輛保持在零速度?？商鎿Q地，可通過補(bǔ)償爬行轉(zhuǎn)矩值和對(duì)于確定的坡度的確定的保持轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)一系統(tǒng)，以獲得預(yù)定的爬行速度，而與坡度無關(guān)。
另外，在制動(dòng)期間，算法從加速度傳感器64讀取測(cè)量結(jié)果以計(jì)算作為坡度的函數(shù)的保持轉(zhuǎn)矩和作為速度的函數(shù)的爬行轉(zhuǎn)矩。施加兩個(gè)值中最大的，例如，在小于4％的坡度上施加正常爬行轉(zhuǎn)矩，而在大于4％的坡度上施加保持轉(zhuǎn)矩。通過增加兩個(gè)值，控制系統(tǒng)維持相似的加速度/速度曲線，而與道路坡度無關(guān)。
另外，保持轉(zhuǎn)矩的值可乘以與車速成反比例的因數(shù)。當(dāng)車速增大時(shí)，因數(shù)減小，變?yōu)樾∮谠谀硞€(gè)預(yù)定點(diǎn)的一個(gè)值。保持轉(zhuǎn)矩輸出隨后減小，提供對(duì)包括加速度計(jì)讀數(shù)的系統(tǒng)誤差的內(nèi)置補(bǔ)償。當(dāng)車速快速增大時(shí)，保持轉(zhuǎn)矩迅速減小以減慢車輛。
用于確定爬行轉(zhuǎn)矩和保持轉(zhuǎn)矩的算法的開始需要對(duì)制動(dòng)踏板60的操作者輸入的識(shí)別。制動(dòng)踏板的位置或輸入是優(yōu)選的，由此可以在制動(dòng)壓力被完全釋放之前開始爬行轉(zhuǎn)矩算法?？商鎿Q地，裝有制動(dòng)開關(guān)的系統(tǒng)提供某些功能性，雖然具有較多突變。理想地，系統(tǒng)知道制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和后退補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩中的階段，以將總制動(dòng)效果保持在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
可以無限期地施加后退補(bǔ)償?shù)某掷m(xù)時(shí)間。當(dāng)無限期地發(fā)生后退補(bǔ)償?shù)氖┘訒r(shí)，變?yōu)榈韧谛逼卤３止δ?。這意味著只要在需要的時(shí)候就使用保持轉(zhuǎn)矩將車輛保持在斜坡上。在這種情況下，當(dāng)有來自操作者通過加速踏板的轉(zhuǎn)矩要求時(shí)，后退補(bǔ)償結(jié)束。該系統(tǒng)優(yōu)選地與操作者對(duì)制動(dòng)的使用結(jié)合地執(zhí)行以防止后退。額外的安全措施可構(gòu)造到控制系統(tǒng)中，以解決由推進(jìn)系統(tǒng)的延長(zhǎng)使用產(chǎn)生的控制車輛的顧慮，包括內(nèi)燃機(jī)過熱或超過電池荷電狀態(tài)極限。
可替換地，在有限量的時(shí)間后可逐漸取消后退補(bǔ)償。當(dāng)在操作者的腳從制動(dòng)踏板到加速踏板的轉(zhuǎn)移時(shí)間期間用于避免后退時(shí)，有限量的時(shí)間限制在兩到三秒的范圍內(nèi)。此后平穩(wěn)地逐漸取消后退補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩以避免任何突然的轉(zhuǎn)矩變化。
已專門參考優(yōu)選實(shí)施例和其變型說明了本發(fā)明。當(dāng)閱讀并理解說明書時(shí)，其它人可做出其它的變型和修改。意在包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有變型和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在坡面上將車輛維持在預(yù)定速度的系統(tǒng)，包括推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)可操作以將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩供給到所述車輛的至少一個(gè)車輪；車輛穩(wěn)定性傳感器；以及控制系統(tǒng)，適于接收來自所述車輛穩(wěn)定性傳感器的信號(hào)輸入，并響應(yīng)于所述信號(hào)輸入控制供給到所述車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括具有至少一個(gè)電動(dòng)輪電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，所述電動(dòng)輪電動(dòng)機(jī)由電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括具有變速器系統(tǒng)的混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，所述變速器系統(tǒng)包括由電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供電的電動(dòng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)和變速器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛穩(wěn)定性傳感器可操作以確定所述車輛相對(duì)于水平面的方位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛穩(wěn)定性傳感器包括縱向加速度傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛穩(wěn)定性傳感器包括虛擬縱向加速度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還適于接收來自輪速傳感器、加速踏板傳感器和制動(dòng)踏板傳感器的信號(hào)輸入。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)踏板傳感器包括指示操作者制動(dòng)要求的開關(guān)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述制動(dòng)踏板傳感器包括指示操作者制動(dòng)要求及其幅值的線性裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還適于響應(yīng)于所述接收的信號(hào)輸入中的至少一個(gè)控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括所述控制系統(tǒng)可操作以基于來自所述車輛穩(wěn)定性傳感器、所述輪速傳感器、所述加速踏板和所述制動(dòng)踏板的信號(hào)輸入控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)定車速基本為零、所述車輛穩(wěn)定性傳感器指示所述車輛為非水平方位并且到所述加速踏板的操作者輸入基本為零時(shí)，所述控制系統(tǒng)控制供給到所述車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以將來自所述輪速傳感器的輸出維持在基本為零輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括所述控制系統(tǒng)可操作以基于預(yù)定條件減小供給到所述車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)定條件包括經(jīng)過的時(shí)間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛包括前輪驅(qū)動(dòng)的車輛。
17.一種在坡面上維持車輛在預(yù)定速度的方法，包括監(jiān)測(cè)所述車輛相對(duì)于水平面的方位；以及基于所述車輛的方位控制到所述車輛的至少一個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)加速踏板輸入、制動(dòng)踏板輸入和輪速；以及還基于加速踏板輸入、制動(dòng)踏板輸入和輪速中的至少一個(gè)控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩包括確定所述車輛為非水平方位和加速踏板輸入基本為零；以及控制從電能存儲(chǔ)系統(tǒng)供給的能量以控制電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方向和幅值，所述電動(dòng)機(jī)可操作地聯(lián)接到至少一個(gè)車輪上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將車輪速度保持在預(yù)定水平。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩還包括當(dāng)所述車輪速度基本為零、加速踏板輸入基本為零并且制動(dòng)踏板輸入正在減小時(shí)增大所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
22.一種控制到車輛的至少一個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法，所述車輛具有推進(jìn)系統(tǒng)，所述推進(jìn)系統(tǒng)包括電能存儲(chǔ)系統(tǒng)，所述電能存儲(chǔ)系統(tǒng)可操作以給電動(dòng)機(jī)供電，所述電動(dòng)機(jī)可操作以將所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸送到所述車輪，所述方法包括確定車速、操作者的加速指令和操作者的制動(dòng)力指令；以及基于所述車速、所述操作者的加速指令和所述操作者的制動(dòng)力指令控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，控制所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩包括當(dāng)所述車速基本為零、所述操作者的加速指令基本為零并且所述操作者的制動(dòng)力指令在減小時(shí)增大所述驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，還包括監(jiān)測(cè)所述車輛相對(duì)于水平面的方位；以及還基于所述車輛的方位控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在坡面上將車輛維持在預(yù)定速度的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括將驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩供給到車輪的推進(jìn)系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性傳感器和適于接收來自車輛穩(wěn)定性傳感器的信號(hào)輸入的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)控制供給到車輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的幅值。推進(jìn)系統(tǒng)可包括由電能存儲(chǔ)系統(tǒng)提供動(dòng)力的電動(dòng)輪電動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)以及內(nèi)燃機(jī)和變速器。車輛穩(wěn)定性傳感器確定車輛相對(duì)于水平面的方位，包括縱向加速度傳感器和虛擬縱向加速度傳感器?？刂葡到y(tǒng)接收來自輪速傳感器、加速踏板傳感器和制動(dòng)踏板傳感器的輸入以控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？刂乞?qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以將輪速傳感器維持在零輸出。
文檔編號(hào)B60W30/18GK101020423SQ20071000570
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者R·D·博恩斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技動(dòng)作公司