專利名稱：牽引控制模塊、交通工具以及輔助控制交通工具的運動的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于輔助控制電動交通工具的運動的牽引控制模塊(tractioncontrol module)。本發(fā)明還涉及包括該牽引控制模塊的交通工具以及用于輔助控制電動交通工具的運動的方法。
背景技術：
諸如船和汽車等的機動交通工具在諸如水面或者陸地等路面上行駛時，可能遭受到由交通工具與路面之間的接觸引起的對交通工具運動的控制上的問題。這樣的問題之一涉及當在光滑面上對陸用交通工具加速吋，驅(qū)動輪(drivewheel)可能空轉(zhuǎn)(spin)從而造成交通工具加速失敗。ー種用于緩解該問題的已知方法包 括測量驅(qū)動輪和非驅(qū)動輪(non-driven wheel)之間的輪速差異，并且在檢測到大的差異的情況下降低施加于驅(qū)動輪上的カ矩。因此認為大的輪速差異是由空轉(zhuǎn)引起的。EP O 823348中示出的另ー種已知方法包括連續(xù)兩次測量驅(qū)動輪的輪速，并且如果差異大于閾值則認為發(fā)生了空轉(zhuǎn)。這些方法的一個問題在于檢測到的差異可能是由空轉(zhuǎn)以外的其它原因引起的，此外在較高的車速下可能忽略了空轉(zhuǎn)。由低摩擦引起的另ー個問題涉及陸用交通工具制動時，驅(qū)動輪可能鎖死，從而減弱制動動作的效果。一種用于減輕該問題的廣泛應用的方法包括測量輪速以檢測鎖死狀態(tài)，并且如果檢測到鎖死狀態(tài)則暫時釋放制動動作。專利文獻US 5，511，866中示出了這種方法的一種更為精細的變體，其還包括在釋放制動器后使得驅(qū)動輪以目標輪速旋轉(zhuǎn)。由低摩擦引起的又一個問題包括在使交通工具按照曲線轉(zhuǎn)向時交通工具發(fā)生滑動。ー種用于為陸用汽車減輕此問題的方法包括用加速度計檢測交通工具可能的轉(zhuǎn)向不足或者過度轉(zhuǎn)向，并且選擇性地對ー個或者多個車輪制動以產(chǎn)生迫使交通工具回到期望的曲線上的カ矩。水用交通工具的一個問題在于潛流、波浪或者潮流可能影響船的運動從而使得船獲得一條未按期望的行駛路徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的在于表明如何進ー步改進對交通工具的運動的控制。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過根據(jù)權利要求I的牽引控制模塊實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目的還通過根據(jù)權利要求8的電動交通工具實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該目的還通過根據(jù)權利要求10的方法實現(xiàn)。通過利用加速度計測量交通工具的加速度并基于測量到的加速度促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動力，可以以更加精細和有效的方式影響和控制交通工具的運動。本發(fā)明包含加速度計，從而可以更直接和精確地判斷實際的運動，而不是僅僅依靠諸如輪速等的對運動的間接測量，僅僅依靠對運動的間接測量需要基本正確的假定以估計交通工具的實際運動。通過基于測量出的加速度調(diào)整至少ー個電動馬達傳遞給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動力，還可以以如下說明的新的和更有效的方式影響交通工具的運動，改進駕駛交通工具的性能、控制和安全性。優(yōu)選交通工具包括各自對ー個驅(qū)動構(gòu)件提供動カ的兩個電動馬達。因此每個驅(qū)動構(gòu)件可以被單獨和獨立地控制。優(yōu)選加速度計是能夠檢測或應對作用于加速度計上的力的變化的傳感器。加速度計可能包括可移動體或者可移動構(gòu)件，其中可移動體的位移表示力。表示加速度的信號可能以任何適合的形式給出，但優(yōu)選為電子信號的形式。加速度計可以檢測ー維上的加速度，但是優(yōu)選被配置為檢測至少兩維上的加速度，更優(yōu)選被配置為檢測三維上的加速度。優(yōu)選加速度計還檢測繞至少ー個轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動的變化率。優(yōu)選加速度計檢測繞三個轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動的變化率。加速度計測量出的交通工具的加速度是對作用于交通工具的力的總和的響應。因此加速度可以是任何方向上的，包括前向、后向以及諸如沿曲線行駛時等的側(cè)向，并且可能還包括轉(zhuǎn)動加速度。因此加速度既包括車速的提高，也包括車速的降低、即減速。電動交通工具可以是水用交通工具和/或陸用交通工具。在水用交通工具的情況下，驅(qū)動構(gòu)件可以是推進器，并且交通工具可以包括ー個、但是優(yōu)選兩個或者更多的推進器。在陸用交通工具的情況下，驅(qū)動構(gòu)件可以是車輪，并且交通工具可以包括兩個、但是優(yōu)選三個或者更多的車輪。優(yōu)選至少兩個、但是可能四個車輪為驅(qū)動輪。優(yōu)選交通工具還被設計為在道路上行駛，更優(yōu)選在公路上行駛。優(yōu)選陸用交通工具為汽車、貨車、卡車或者公共汽車。牽引控制模塊可以以硬件、軟件或者軟硬件結(jié)合的形式實現(xiàn)。牽引控制模塊可以是獨立的単元，或者可以是交通工具的較大的控制系統(tǒng)的一部分。根據(jù)ー個實施例，牽引控制模塊還接收與交通工具的預期運動相關的信息。交通工具的預期運動是在正常行駛條件期間，在不考慮路面或風的不規(guī)則性或者影響的情況下，根據(jù)駕駛員、行車電腦等給出的驅(qū)動脈沖所預期的運動。關于預期運動的信息可以包括與諸如制動、來自加速器踏板的輸入以及轉(zhuǎn)向輸入等的所述驅(qū)動脈沖有關的信息以及/或者基于諸如轉(zhuǎn)向輪或舵的角度、驅(qū)動輪或推進器的速度和加速度等的對交通工具中的組件的調(diào)整或者測量的信息，或者可以從與上述驅(qū)動脈沖有關的信息以及/或者對交通工具中的組件的調(diào)整或者測量的信息中推導出關于預期運動的信息。然后牽引控制模塊可以根據(jù)所述信號計算關于預期運動的必需的信息，或者牽引控制模塊可以從另一個模塊接收已經(jīng)處理過的關于預期運動的全部或者部分信息。優(yōu)選關于預期運動的信息包括關于預期加速度的信息。因此可以直接比較預期運動和來自加速度計的加速度信號。根據(jù)ー個實施例，牽引模塊還基于接收到的加速度信號估計交通工具的預期運動與實際運動之間的差異。因此可以容易和可靠地檢測出任何不一致、路面的不規(guī)則性、故障狀態(tài)、失效等。根據(jù)ー個實施例，牽引模塊還促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動カ以最小化差異。根據(jù)另ー實施例，牽引模塊還促使至少ー個電動馬達增大給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ以最小化差異。優(yōu)選牽引控制模塊持續(xù)進行以最小化差異為目的的控制 環(huán)。因此實現(xiàn)了用于交通工具的運動的控制方法，該控制方法的目的在于降低和最小化實際的運動和駕駛員期望的運動之間的任何差異。因此由牽引控制模塊進行的對交通工具的控制具有更好的靈活性，并且對關于如何檢測或者處理特定情況的固定規(guī)則的需求減少甚至消失，在現(xiàn)有技術中往往存在這種需求并且這種需求可能依賴于環(huán)境產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。根據(jù)另ー實施例，牽引控制模塊估計所述差異的變化率，并且基于估計出的變化率促使至少ー個電動馬達調(diào)整或者增大給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動力。優(yōu)選牽引控制模塊估計或者計算所述差異隨時間的變化率。在一個實施例中，通過根據(jù)數(shù)學算法比較連續(xù)兩次或更多次的值來計算差異的變化率。因此，實現(xiàn)了更好并且更精調(diào)的控制方法，該方法可以識別并且正確地處理更多的駕駛交通工具時可能發(fā)生的情況。通過使用關于差異的變化率的信息，簡化了對于是否應該提高或者降低由電動馬達產(chǎn)生的動カ以最小化差異的識別。根據(jù)ー個實施例，牽引控制模塊基于接收到的加速度信號生成促使至少ー個電動馬達增大給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。 這為提供了有力的運動控制方法。此外，該增大可以自動執(zhí)行，并且?guī)缀醪粫唤煌üぞ叩鸟{駛員注意到。動カ的增大還使得改進在更多種類的情況下對交通工具的控制成為可能。根據(jù)ー個實施例，牽引控制模塊還可以基于接收到的加速度信號生成促使至少ー個電動馬達減小給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。因此，在僅期望小的降低的情況下，無需根據(jù)ー個實施例，在交通工具制動期間，牽引控制模塊基于接收到的加速度信號促使防鎖死裝置保持驅(qū)動構(gòu)件的鎖死狀態(tài)。優(yōu)選在從加速度信號測量出的減速與預期減速之間的差異低于閾限值的情況下，牽引控制模塊促使防鎖死裝置保持驅(qū)動構(gòu)件的鎖死狀態(tài)。優(yōu)選在加速度計顯示測量出的減速保持在閾值以上的情況下，牽引控制模塊促使防鎖死裝置保持驅(qū)動構(gòu)件的鎖死狀態(tài)。該閾值可能是在制動動作期間測量出的最大的減速值的一定百分比或者其它合適的值。在某些環(huán)境中，例如在地面柔軟的情況下，鎖死的車輪可能反而比間歇制動的車輪實現(xiàn)更短的制動距離。這是由于車輪可能向下挖入地中。基于來自加速度計的信號，可以辨別是鎖死的車輪還是轉(zhuǎn)動的車輪產(chǎn)生最短的制動距離。根據(jù)ー個實施例，在交通工具制動期間，牽引控制模塊在制動動作暫時停止以避免驅(qū)動構(gòu)件鎖死之后基于加速度信號促使至少ー個電動馬達增大給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動力。在停止制動操作以解鎖之前鎖死的諸如車輪等的驅(qū)動構(gòu)件的情況下，車輪不是在以非常低的速度旋轉(zhuǎn)就是沒有旋轉(zhuǎn)。通過增大給驅(qū)動構(gòu)件的動力，驅(qū)動構(gòu)件將更快地達到與底下的地面的相対速度相對應的速度，從而可以更快地恢復制動動作。根據(jù)ー個實施例，牽引控制模塊估計所施加的制動カ矩在哪點使得車輪變成鎖死狀態(tài)并且開始在地面滑移。牽引控制模塊可以根據(jù)驅(qū)動構(gòu)件之前鎖死的歷史測量值來估計該點。優(yōu)選牽引控制模塊還將制動動カ限制為保持在所述點以下，以避免車輪的二次鎖死。根據(jù)ー個實施例，當使交通工具加速時，在交通工具的測量出的加速度低于預期加速度的情況下，牽引控制模塊促使電動馬達減小給驅(qū)動構(gòu)件的動力。通過包含加速度計，可以容易地檢測到車輪的牽引力的損失。通過減小從電動馬達給車輪的動力，將降低車輪的速度，從而車輪將停止空轉(zhuǎn)并且恢復牽引力以提供驅(qū)動交通工具前進或者后退所需的力。優(yōu)選牽引控制模塊單獨減小給車輪的動カ，從而如果ー個車輪的牽弓Iカ松動了，其它車輪可能仍傳遞高カ矩。根據(jù)ー個實施例，當交通工具從靜止開始加速時，牽引控制模塊基于加速度信號促使至少ー個電動馬達交替地反向和正向推進驅(qū)動構(gòu)件的動作。當陸用交通工具在諸如土地、沙子或者泥漿等柔軟且不穩(wěn)固的地面上啟動時，如果車輪空轉(zhuǎn)，則車輪趨于向下挖入路面中。通過基于加速度信號控制電動馬達以交替地給出反向和正向的動力，可以使交通エ具前后擺動直到有足夠的動能使得交通工具和驅(qū)動輪從凹陷中擺脫出來。根據(jù)ー個實施例，在使交通工具轉(zhuǎn)向期間，牽引控制模塊基于交通工具移動方向和預期移動方向之間的估計差異促使電動馬達增大給驅(qū)動構(gòu)件的動カ以實現(xiàn)校正カ矩。因此交通工具的運動得到校正從而遵循期望的或者預期的路徑，即使存在過度轉(zhuǎn)向或者轉(zhuǎn)向不足的趨勢。此外，校正カ矩還 可以在交通工具打滑的情況下提供輔助?？赡艿?，牽引控制模塊可以同時對位于校正カ矩74的轉(zhuǎn)動中心點另ー側(cè)的第二驅(qū)動構(gòu)件，促成動カ的減小以及/或者単獨制動器的再生制動。因此通過使分別位于轉(zhuǎn)動中心點兩側(cè)的兩個驅(qū)動構(gòu)件以相反的方向作用，將產(chǎn)生校正カ矩。


以下將參考附圖將本發(fā)明說明為本發(fā)明的若干個非限制性的例子。圖I示出為配置有加速度計和牽引控制模塊的汽車形式的交通工具。圖2示出由圖I中的牽引控制模塊進行的輔助控制交通工具的運動的方法的圖。圖3a示出位于柔軟地面上的包括驅(qū)動輪形式的驅(qū)動構(gòu)件的交通工具。圖3b示出位于硬地面上的包括驅(qū)動輪形式的驅(qū)動構(gòu)件的交通工具。圖4a示出交通工具在柔軟的地面上使用根據(jù)本發(fā)明的一個例子的控制方法減速的圖。圖4b示出交通工具在硬地面上使用根據(jù)本發(fā)明的一個例子的控制方法減速的圖。圖4c示出當交通工具在低摩擦的硬地面上加速時產(chǎn)生的動力、預期加速度、加速度信號以及差異的圖。圖4d示出當交通工具在柔軟的地面上從靜止開始啟動時產(chǎn)生的動カ以及加速度信號的圖。圖4e示出為配置有加速度計和牽引控制模塊的汽車形式的交通工具，該牽引控制模塊在轉(zhuǎn)向時輔助控制交通工具的運動。圖4f示出為配置有加速度計和牽引控制模塊的船形式的交通工具，該牽引控制模塊在轉(zhuǎn)向時輔助控制交通工具的運動。
具體實施例方式圖I中示出為電動汽車形式的電動交通工具I。交通工具I包括兩個電動馬達3和為驅(qū)動輪形式的兩個驅(qū)動構(gòu)件5。電動馬達3和驅(qū)動輪5分別放置于交通工具的兩側(cè)，并且每個電動馬達被配置為單獨地向ー個驅(qū)動輪提供推進能，這改進了控制的可能性。交通工具I還包括兩個非驅(qū)動輪7以及用于為電動馬達提供電カ的電池組9。該交通工具還包括具有用于使交通工具減速的制動器的制動裝置(未示出)以及被配置為在車輪發(fā)生鎖死的情況下中斷制動操作的防鎖死裝置(未示出)。電動交通工具還包括被配置為檢測交通工具的加速度的加速度計15。加速度計15被配置為檢測作用于加速度計上的力。該加速度計的設計為已知技術，并且典型地，該加速度計包括位置或者移動依賴于作用于該加速度計上的外力的內(nèi)部體。加速度計15還被配置為響應于所述力生成加速度信號。在本例中，加速度計被配置為檢測相互垂直的三個不同方向上的加速度，但是在某些情況下也可能使用只檢測ー個或者兩個方向上的加速度的加速度計。加速度計還可以檢測交通工具繞ー個或多個轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的變化率，例如以簡化對交通工具轉(zhuǎn)向的檢測。該交通工具還包括用于接收來自加速度計的加速度信號以及輔助控制交通工具的運動的牽引控制模塊17。為此，牽引控制模塊17生成控制信號以改變對交通工具的可能影響交通工具的運動的一個或者多個組件的操作。在本例中，牽引控制模塊17基于接收到的加速度信號生成促使電動馬達3調(diào)整給驅(qū)動構(gòu)件5的動カ的控制信號。由于在本例中電動馬達3被配置為各自為ー個驅(qū)動構(gòu)件5提供動カ，驅(qū)動構(gòu)件5可以單獨、分別以及獨立地受控于和/或受制于牽引控制模塊17。因此實現(xiàn)了改進的控制，從而牽引控制模塊17可以以更精細以及更精調(diào)的方式輔助控制交通工具I的運動。反過來，這可能獲得電動交通エ具的更好的性能。在本例中，牽引控制模塊17還基于接收到的加速度信號生成促使至少ー個電動馬達3增大給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件5的動カ的控制信號。因此，牽引控制模塊17能夠改進在提高給僅僅ー個或者幾個驅(qū)動構(gòu)件的動カ是有利的情況下對運動的控制。在本例中，牽引 控制模塊17還被配置為基于接收到的加速度信號生成促使電動馬達減小給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。牽引控制模塊也可以被配置為在提供了再生制動的情況下改變再生制動的量。牽引控制模塊也可以改變其它影響交通工具的運動的組件，諸如轉(zhuǎn)向構(gòu)件、制動裝置11、防鎖死裝置13或者其它組件。圖2中示出根據(jù)發(fā)明的一個例子的用于輔助控制圖I中的交通工具I的運動的方法。在本例中，該方法包括在駕駛交通工具時不斷地重復的控制環(huán)，其包括第一步驟19，其中牽引控制模塊17接收與交通工具I的預期運動相關的信息。該信息可能例如包含從車輪傳感器獲得的關于輪速的信息以及從轉(zhuǎn)向角傳感器獲得的關于轉(zhuǎn)向角的信息。該信息可能還包括關于期望交通工具加速的信息，例如根據(jù)駕駛員壓下加速器踏板。牽引控制模塊還被配置為根據(jù)接收到的信息估計預期的(或者期望的)運動?；蛘撸梢栽趧e處判斷預期的運動，然后將其發(fā)送到牽引控制模塊。在第二步驟21中，牽引控制模塊從加速度計接收加速度信號。牽引控制模塊17還被配置為基于接收到的加速度信號估計交通工具的預期運動和實際運動之間的差異。在本例中，以預期加速度的形式給出預期運動，通過直接比較預期加速度和測量出的加速度來估計差異。牽引控制模塊17還被配置為通過比較在不同時間點的關于差異的數(shù)據(jù)來估計差異的變化率。在第三步驟23中，牽引控制模塊17促使至少ー個電動馬達3調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件5的動カ以最小化差異。在本例中，牽引控制模塊17単獨地調(diào)整給每個驅(qū)動構(gòu)件5的動カ。對動カ的調(diào)整可以包括增大給驅(qū)動構(gòu)件的動力、減小給驅(qū)動構(gòu)件的動力、促成再生制動或者減小再生制動以及促成機械制動或者減小機械制動中的任意一個或者任意結(jié)合。牽引控制模塊17還被配置為基于所述差異隨時間的變化率來調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動力。在本例中，牽引控制模塊還基于諸如輪速、車輪加速度(例如基于對輪速的測量)、溫度等的其它輸入信號來調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件5的動カ以進ー步改進控制。例如，這些信號可以用于預告應當按照何種方式調(diào)整動カ以及用于幫助辨別不同的駕駛情況。
隨后通過返回至第一步驟19來重復該控制方法。通過提供目標為獲取優(yōu)化(或者最小化)的差異值的控制環(huán)，對交通工具的運動的控制變得更加靈活并且可以應對更多的情況而無需訴諸于可能適合也可能不適合特定情況的粗糙的控制規(guī)則。此外，在某種控制方式被證明為無效的情況下，可以從對差異的估計值和對差異的變化率的估計值上注意到這一點，從而可以選擇替代的控制方式取而代之。在以下關于交通工具可能遇到的常見情況的若干例子中，將示出根據(jù)本發(fā)明的牽引控制模塊和方法。在圖3a和圖3b中，示出了位于不同構(gòu)成的地面上的包括由電動馬達(未示出)提供動カ的驅(qū)動輪27、制動裝置29、防鎖死裝置31、加速度計33以及牽引控制模塊35的交 通工具25。在圖3a中，交通工具位于柔軟的地面37上，這種地面的材料能夠在車輪下移動、產(chǎn)生低摩擦、但是也能夠堆積39。例子包括泥、沙、土、碎石和雪。在圖3b中，交通工具位于硬地面41上，該硬地面可能具有例如高摩擦，諸如柏油路面，或者也可能具有低摩擦，諸如冰面。在圖4a中，示出交通工具在柔軟的地面37上制動時減速43的圖。制動動作實施于時刻(A)，該時刻處的制動動作弱并且完全由再生制動引起。然后制動動作增強，在更高的制動水平(B)處，制動裝置施加機械制動。在更強的制動動作(C)處，地面與車輪之間的摩擦不足以讓車輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動并且車輪鎖死。然而，由于車輪前面的材料堆積39，加速度計33檢測到減速水平僅僅下降了非常微小的幅度(D)，隨后由于更多的材料堆積而繼續(xù)以高水平減速(E)。因此牽引控制模塊35用于基于接收到的加速度信號促使防鎖死裝置31保持車輪的鎖死狀態(tài)，以實現(xiàn)較短的制動距離。在圖4b中，圖示出交通工具在低摩擦的硬地面上制動時由電動馬達生成的給驅(qū)動輪的動カ45以及減速43。該圖在㈧至(C)處的事件方面類似于圖4a中的圖。在(C)處車輪變成鎖死，意味著由于車輪的滑移而使得車輪和地面材料之間的摩擦顯著降低。隨后防鎖死裝置31介入并且釋放制動器。加速度計同時檢測到預期減速和實際減速之間的差異，并且在(D)處牽引控制模塊促使電動馬達增大給車輪的動カ45。牽引控制模塊還基于加速度信號計算當前的車速，并且控制電動馬達來驅(qū)動車輪以相同或者略低的速度旋轉(zhuǎn)。當輪速増大到之前的速度時(E)，牽引控制模塊促使電動馬達停止對驅(qū)動構(gòu)件的驅(qū)動，并且防鎖死裝置31促使制動器恢復制動從而進一歩使交通工具減速。因此，由于動カ的增大，輪速増大直到可以重新應用制動器的時間減少了，這不同于車輪僅通過與地面之間的接觸來再加速的情況，從而可縮短制動距離。在圖4c中，圖示出交通工具在低摩擦的硬地面上加速時由電動馬達生成的給驅(qū)動輪的動カ45的ー個例子。在(A)處，電動馬達生成用于加速交通工具的動力。然后預期加速度47與生成的動カ成比例。然而，由于低摩擦，車輪空轉(zhuǎn)從而最終獲得的驅(qū)動カ極低。加速度計測量不到加速度43，并且牽引控制模塊檢測到實際加速度43和預期加速度47之間的差異49。在(B)處，牽引控制模塊響應于該差異而促使電動馬達減小給驅(qū)動輪的動力。動カ45減小直到車輪停止空轉(zhuǎn)并且使交通工具加速為止(C)，加速度計在該點處檢測到加速度。從此實際運動(檢測到的加速度)與預期運動(基于期望的動力，而非減小后的動力)之間的差異49開始降低然后達到最小值(D)，此后進一步減小動カ將如正常所預期地那樣使得加速度減小。牽引控制模塊基于加速度檢測差異，并且通過保持當前的最優(yōu)動力45來最小化差異49，如(E)所示。在圖4d中，圖示出交通工具在柔軟的地面上啟動時由電動馬達生成的給驅(qū)動輪的動カ45的ー個例子。在(A)處，電動馬達生成用于加速交通工具的動力。然而，由于地面柔軟，驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)從而最終獲得的驅(qū)動カ極低，并且車輪還向下挖入地而造成凹陷。隨后加速度計在(B)處測量不到加速度43，牽引控制模塊因此檢測到實際加速度和預期加速度之間的差異。在(C)處，牽引控制模塊響應于該差異而促使電動馬達減小給驅(qū)動輪的動力。力矩減小直到驅(qū)動輪停止空轉(zhuǎn)并且使交通工具加速為止，加速度計在該點處檢測到加速度43。然而，由于存在凹陷，動能不足以使得交通工具進ー步加速。加速度計檢測到垂直方向上的移動，并且作為響應牽引控制模塊將該カ矩反轉(zhuǎn)(D)。交通工具向后擺動，并且當交通工具因為缺少動能或者因為加速度計檢測到充分的垂直移動而在凹陷的另一端停止吋，牽引控制模塊再次正向傳送動力(E)。在勢能和驅(qū)動カ的合成動能足以克服凹陷的深度的情 況下，交通工具變?yōu)樽杂梢苿印Ｔ谌匀粵]有足夠的動能使得交通工具自由移動的情況下，還可能重復該過程(F)，直到動能變得足夠并且交通工具可以向前移動為止(G)。在本例中，交通工具還包括指示交通工具的交通工具傾斜度的傾斜度傳感器，從而保證垂直加速度是由凹陷引起的而不是僅僅由交通工具位于傾斜的地面上引起的。在圖4e中，示出包括車架、由兩個電動馬達55提供動カ的兩個驅(qū)動輪53-54、兩個非驅(qū)動輪57-58、加速度計59以及牽引控制模塊61的陸用交通工具51。駕駛員操作交通工具51以使該交通工具根據(jù)標記的行駛路徑63轉(zhuǎn)向。然而，由于低摩擦、地面的不規(guī)則性、強風、輪胎充氣不均或者其它原因，交通工具可能趨于遵循過度轉(zhuǎn)向的路線或者轉(zhuǎn)向不足的路線。在使交通工具轉(zhuǎn)向期間，加速度計59檢測交通工具的加速度，并且牽引控制模塊61檢測實際運動與預期運動63之間的差異。隨后牽引控制模塊61基于交通工具移動方向與預期移動方向之間的估計差異促使電動馬達55增大給驅(qū)動輪53、54的動カ以實現(xiàn)校正カ矩56。牽引控制模塊61還通過降低對驅(qū)動輪的動力和カ矩和/或再生制動，以及/或者通過對驅(qū)動輪和/或非驅(qū)動輪的機械制動，來促成對位于校正カ矩的轉(zhuǎn)動中心點另ー側(cè)的車輪的減速或者制動。在本例中，在轉(zhuǎn)向不足的情況下，牽引控制模塊增大給驅(qū)動輪54的動力、減小給驅(qū)動輪53的動カ并且對非驅(qū)動輪58制動。在過度轉(zhuǎn)向的情況下，牽引控制模塊增大給驅(qū)動輪53的動力、減小給驅(qū)動輪54的動カ并且對非驅(qū)動輪57制動。在圖4f中，示出為包括船體、舵67、由兩個電動馬達70-71驅(qū)動的兩個推進器68-69、加速度計73以及牽引控制模塊75的船65形式的交通工具。駕駛員操作交通工具以使該交通工具根據(jù)標記的行駛路徑77轉(zhuǎn)向。然而，由于潛流、波浪、風、潮流或者其它原因，交通工具可能趨于遵循過度轉(zhuǎn)向的路線或者轉(zhuǎn)向不足的路線。牽引控制模塊75基于交通工具移動方向與預期移動方向之間的估計差異促使電動馬達70、71自動調(diào)整給推進器68、69的動カ以實現(xiàn)校正カ矩74。在本例中，在轉(zhuǎn)向不足的情況下，牽引控制模塊促使電動馬達69增大動カ并促使電動馬達68減小動力。在過度轉(zhuǎn)向的情況下,動カ的調(diào)整相反。本發(fā)明不限于示出的例子和實施例，并且可以在下列權利要求的框架內(nèi)自由變化。特別地，不同的例子和實施例的特征可以組合以形成新的實施例，并且可以在不背離權利要求中定義的本發(fā)明的范圍的情況下添加、刪除或者替換例子中的特征。
權利要求
1.一種用于交通工具的牽引控制模塊， 所述交通工具(1，25，51，65)包括 至少ー個馬達(3，55，70，71)，與用于推進所述交通工具的至少ー個驅(qū)動構(gòu)件(5，27，53，54，68，69)連接，以及 加速度計(15，33，59，73)，用于檢測所述交通工具的加速度，并且生成具有關于所述加速度的信息的加速度信號， 其中，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為接收所述加速度信號并且輔助控制所述交通工具的運動， 所述交通工具是電動交通工具(1，25，51，65)， 所述至少ー個馬達是電動馬達(3，55，70，71)， 所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為基于接收到的加速度信號生成用于促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的牽引控制模塊，其特征在干，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為接收與所述交通工具的預期運動(47，63，77)相關的信息，基于接收到的加速度信號估計所述交通工具的預期運動和實際運動之間的差異(49)，并且促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動カ以最小化所述差異。
3.根據(jù)權利要求2所述的牽引控制模塊，其特征在干，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為估計所述差異的變化率，并且基于所估計的變化率促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的牽引控制模塊，其特征在于，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為基于接收到的加速度信號生成用于促使至少ー個電動馬達增大給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的牽引控制模塊，其特征在于，在使所述交通工具制動期間，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為基于接收到的加速度信號促使防鎖死裝置(31)保持驅(qū)動構(gòu)件的鎖死狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的牽引控制模塊，其特征在于，在使所述交通工具制動期間，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為在制動動作暫時停止以避免驅(qū)動構(gòu)件鎖死之后，基于接收到的加速度信號促使至少ー個電動馬達增大給至少一個驅(qū)動構(gòu)件的動力。
7.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的牽引控制模塊，其特征在干，當使所述交通工具加速時，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為在所述交通工具的測量出的交通工具加速度低于預期加速度的情況下，促使電動馬達減小給驅(qū)動構(gòu)件的動力。
8.根據(jù)權利要求I至7中任一項所述的牽引控制模塊，其特征在于，在使所述交通工具轉(zhuǎn)向期間，所述牽引控制模塊(17，35，61，75)被配置為基于所述交通工具的移動方向與所述交通工具的預期移動方向(63，77)之間的估計差異，促使電動馬達增大給驅(qū)動構(gòu)件的動力以實現(xiàn)校正カ矩。
9.ー種交通工具，包括 馬達，與用于推進所述交通工具的至少ー個驅(qū)動構(gòu)件連接， 加速度計(15，33，59，73)，用于檢測所述交通工具的加速度，并且生成具有關于所述加速度的信息的加速度信號，以及 牽引控制模塊(17，35，61，75)，被配置為接收所述加速度信號，并且輔助控制所述交通工具的運動， 其中，所述交通工具是電動交通工具， 所述至少一個馬達是電動馬達， 所述交通工具包括根據(jù)權利要求I至8中任一項所述的牽引控制模塊。
10.根據(jù)權利要求9所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具是傾向于在公路上使用的陸用交通工具，所述驅(qū)動構(gòu)件包括驅(qū)動輪。
11.ー種控制電動交通工具的方法， 該電動交通工具包括 電動馬達，與用于推進所述電動交通工具的至少ー個驅(qū)動構(gòu)件連接， 加速度計(15，33，59，73)，用于檢測所述電動交通工具的加速度，并且生成具有關于所述加速度的信息的加速度信號，以及 牽引控制模塊(17，35，61，75)，被配置為接收所述加速度信號，并且輔助控制所述電動交通工具的運動， 該方法包括 所述牽引控制模塊接收所述加速度信號；以及 基于接收到的加速度信號生成用于促使至少ー個電動馬達調(diào)整給至少ー個驅(qū)動構(gòu)件的動カ的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于交通工具的牽引控制模塊(17,35,61,75)以及包括該牽引控制模塊的交通工具(1,25,51,65)。該交通工具包括與用于推進該交通工具的至少一個驅(qū)動構(gòu)件(5,27,53,54,68,69)連接的至少一個馬達(3,55,70,71)以及用于檢測該交通工具的加速度并且生成具有關于加速度的信息的加速度信號的加速度計(15,33,59,73)。牽引控制模塊(17,35,61,75)被配置為接收該加速度信號以輔助控制該交通工具的運動。本發(fā)明還涉及一種用于輔助控制交通工具的運動的方法。
文檔編號B60W10/18GK102686444SQ201080054040
公開日2012年9月19日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權日2009年9月29日
發(fā)明者T·伯格夫約德 申請人:電動馬達有限公司