車輛控制系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】車輛控制系統(tǒng)和方法
[0001]援引加入
[0002]共同未決的英國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)GB 1111288.5、GB 1211910.3和GB 1202427.9的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參引明確地并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于一個(gè)或更多個(gè)車輛子系統(tǒng)的車輛控制系統(tǒng)以及涉及一種控制一個(gè)或更多個(gè)車輛子系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已知提供了一種具有可以以不同配置進(jìn)行操作以適應(yīng)不同行駛條件的多個(gè)子系統(tǒng)的車輛。例如，可以以諸如運(yùn)動(dòng)、手動(dòng)、冬季或經(jīng)濟(jì)之類的各種模式控制自動(dòng)變速器，在每種模式下，都可以對(duì)諸如加速器踏板響應(yīng)之類的子系統(tǒng)控制參數(shù)以及傳動(dòng)比之間的改變所依據(jù)的條件進(jìn)行修改以適應(yīng)地形的條件或駕駛員的特殊品味。還已知的是，為空氣懸架提供了道路模式和越野模式。在某些模式下，可以以降低的活動(dòng)性來(lái)操作穩(wěn)定性控制系統(tǒng)以給駕駛員更加直接的控制，并且可以以不同的模式來(lái)操作動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以根據(jù)行駛條件來(lái)提供改變的輔助級(jí)別。
[0005]所需的是提供一種能夠以不同的配置進(jìn)行操作的用于機(jī)動(dòng)車輛的改善的控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實(shí)施方式可以參照所附權(quán)利要求來(lái)理解。
[0007]本發(fā)明的各方面提供了一種控制系統(tǒng)、車輛以及方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的控制系統(tǒng)適于一系列不同的車輛，這些車輛包括常規(guī)的僅發(fā)動(dòng)機(jī)車輛、電動(dòng)車輛以及/或者混合動(dòng)力車輛。
[0009]在本發(fā)明的要求保護(hù)的一方面中，提供了一種用于車輛的至少一個(gè)車輛子系統(tǒng)的車輛控制系統(tǒng)；該車輛控制系統(tǒng)包括:
[0010]子系統(tǒng)控制器，該子系統(tǒng)控制器用于以多種子系統(tǒng)控制模式中的選定的一種子系統(tǒng)控制模式啟動(dòng)對(duì)車輛子系統(tǒng)或車輛子系統(tǒng)中的每個(gè)車輛子系統(tǒng)的控制，所述多種子系統(tǒng)控制模式中的每種子系統(tǒng)控制模式與車輛的一個(gè)或更多個(gè)不同的行駛條件對(duì)應(yīng)，
[0011]自動(dòng)控制裝置，該自動(dòng)控制裝置配置成自動(dòng)地選擇子系統(tǒng)控制模式中的最合適的一種子系統(tǒng)控制模式，
[0012]該系統(tǒng)能夠以用戶可以選擇所需的子系統(tǒng)控制模式的手動(dòng)模式或者自動(dòng)控制裝置選擇最合適的控制模式的自動(dòng)響應(yīng)模式進(jìn)行操作，
[0013]其中，當(dāng)系統(tǒng)以手動(dòng)模式而非自動(dòng)響應(yīng)模式操作時(shí)，子系統(tǒng)控制器自動(dòng)地配置成在被命令以控制模式中的規(guī)定的一種或更多種控制模式操作時(shí)將第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用在與車輛的動(dòng)力系的操作相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的值上。
[0014]在本發(fā)明的要求保護(hù)的方面中，提供了一種用于車輛的至少一個(gè)車輛子系統(tǒng)的車輛控制系統(tǒng)；該車輛控制系統(tǒng)包括:
[0015]子系統(tǒng)控制器，該子系統(tǒng)控制器用于以多種子系統(tǒng)控制模式中的選定的一種子系統(tǒng)控制模式啟動(dòng)對(duì)車輛子系統(tǒng)或車輛子系統(tǒng)中的每個(gè)車輛子系統(tǒng)的控制，所述多種子系統(tǒng)控制模式中的每種子系統(tǒng)控制模式與車輛的一個(gè)或更多個(gè)不同的行駛條件對(duì)應(yīng)，
[0016]自動(dòng)控制裝置，該自動(dòng)控制裝置配置成自動(dòng)地選擇子系統(tǒng)控制模式中的最合適的一種子系統(tǒng)控制模式，
[0017]該系統(tǒng)能夠以用戶可以選擇所需的子系統(tǒng)控制模式的手動(dòng)模式或者自動(dòng)控制裝置選擇最合適的控制模式的自動(dòng)響應(yīng)模式進(jìn)行操作，
[0018]其中，當(dāng)系統(tǒng)以手動(dòng)模式操作而非當(dāng)系統(tǒng)以自動(dòng)響應(yīng)模式操作時(shí)，子系統(tǒng)控制器自動(dòng)地配置成在被命令以控制模式中的規(guī)定的一種或更多種控制模式操作時(shí)將第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用在施加至車輛的一個(gè)或更多個(gè)輪的扭矩量上。
[0019]自動(dòng)模式下的操作也可以被稱作自動(dòng)操作模式選擇條件下的操作。手動(dòng)模式下的操作可以被稱作手動(dòng)操作模式選擇條件下的操作。
[0020]可選地，子系統(tǒng)控制器自動(dòng)地配置成將第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用在施加至車輛的一個(gè)或更多個(gè)輪的扭矩量上以防止輪滑移超過(guò)規(guī)定值。
[0021]可選地，子系統(tǒng)控制器自動(dòng)地配置成將第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用在施加至車輛的一個(gè)或更多個(gè)輪的扭矩量上以通過(guò)將第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用在車輛的動(dòng)力系上來(lái)防止輪滑移超過(guò)規(guī)定值。
[0022]可選地，所述一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件通過(guò)參照與在輪滑移量超過(guò)規(guī)定值之前可以施加的輪扭矩量相關(guān)的信息或數(shù)據(jù)來(lái)確定。
[0023]可選地，與在輪滑移量超過(guò)規(guī)定值之前可以施加的輪扭矩量相關(guān)的信息或數(shù)據(jù)包括與輪胎接觸的地形的用于向車輛提供牽引力的能力有關(guān)的信息或數(shù)據(jù)。
[0024]這些限制條件可以根據(jù)控制模式而改變。例如，在某些實(shí)施方式中，如果車輛支承在相對(duì)較深的較軟的沙地上(并且系統(tǒng)以用于在沙地上行駛的控制模式操作)，則第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件可能會(huì)比車輛支承在干草地上(并且系統(tǒng)以用于在草地上行駛的控制模式操作)的情況更加苛刻。這是因?yàn)樵诎l(fā)生過(guò)度滑移之前可以施加的輪扭矩量在干草地上的情況比在軟沙地的情況下更大。應(yīng)該理解到，在某些實(shí)施方式中，輪滑移的最大許可值可以取決于支承車輛的表面的類型。
[0025]第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件可以包括與動(dòng)力系扭矩的產(chǎn)生相關(guān)的一個(gè)或更多個(gè)限制條件。這些限制條件可以為與響應(yīng)于駕駛員的要求、可選地響應(yīng)于加速器/節(jié)氣門控制的給定致動(dòng)量一一諸如加速器/節(jié)氣門踏板的給定致動(dòng)量一一的動(dòng)力系扭矩產(chǎn)生相關(guān)的限制條件。
[0026]可選地，該系統(tǒng)可以設(shè)置成根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的值來(lái)應(yīng)用第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件。
[0027]可選地，第一組限制條件包括選自下述各者中的至少一者:動(dòng)力系對(duì)駕駛員要求的扭矩的增大的響應(yīng)速率的減小、動(dòng)力系扭矩的最大許可增大速率的減小、以及動(dòng)力系扭矩的最大許可值的減小。
[0028]該系統(tǒng)可以在以自動(dòng)響應(yīng)模式操作時(shí)配置成將第二組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件應(yīng)用至車輛子系統(tǒng)的一個(gè)或更多個(gè)車輛子系統(tǒng)的操作，其中，第二組一個(gè)或更多個(gè)限制條件與第一組不同。
[0029]第二組限制條件可以包括選自下述中的至少一者:動(dòng)力系對(duì)駕駛員要求的扭矩的增大的響應(yīng)速率的減小、動(dòng)力系扭矩的最大許可增大速率的減小、以及動(dòng)力系扭矩的最大許可值的減小。
[0030]可選地，第二組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件設(shè)置成比第一組的一個(gè)或更多個(gè)限制條件更少地限制車輛的操作。
[0031]該系統(tǒng)可以配置成根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的值來(lái)應(yīng)用第二組一個(gè)或更多個(gè)限制條件。
[0032]可選地，該系統(tǒng)可以在處于自動(dòng)響應(yīng)模式時(shí)配置成允許根據(jù)對(duì)一個(gè)或更多個(gè)其他條件是否得到滿足的判斷來(lái)應(yīng)用第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件。
[0033]可選地，所述一個(gè)或更多個(gè)其他條件包括支承車輛的地形的類型的至少第一個(gè)指標(biāo)與通過(guò)自動(dòng)控制裝置選擇的控制模式對(duì)應(yīng)的條件。
[0034]可選地，該系統(tǒng)配置成在系統(tǒng)的自動(dòng)行進(jìn)控制功能激活的情況下允許應(yīng)用第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件。
[0035]自動(dòng)行進(jìn)控制功能可以為諸如巡航控制功能之類的自動(dòng)速度控制功能。替代性地，速度控制功能可以為配置成在下坡時(shí)將車輛速度限制至設(shè)定速度的陡坡緩降控制功會(huì)K。
[0036]可選地，與在輪滑移量超過(guò)規(guī)定值之前可以施加的輪扭矩量相關(guān)的信息或數(shù)據(jù)至少部分地根據(jù)與選自下述各者中的至少一者相關(guān)的信息或數(shù)據(jù)來(lái)確定:支承車輛的地形的類型、支承車輛的表面的可變形性、表面與車輛的一個(gè)或更多個(gè)輪之間的接觸面積的大小、一個(gè)或更多個(gè)輪與表面之間的表面摩擦系數(shù)、輪胎壓力、懸架行程、懸架鉸接、坡度、鎖定差速器的狀態(tài)、選定的檔位以及選定的動(dòng)力傳輸單元的傳動(dòng)比。
[0037]可選地，可以通過(guò)參照輪胎壓力、懸架行程和懸架鉸接或彎曲中的一者或更多者來(lái)確定表面與一個(gè)或更多個(gè)輪之間的接觸面積的尺寸。懸架行程信息可以提供給定輪上的重量的可用指示。
[0038]可選地，輪滑移的規(guī)定值根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)車輛操作參數(shù)來(lái)確定。
[0039]可選地，所述一個(gè)或更多個(gè)操作參數(shù)選自車輛速度、輪速度以及車輛正在其上移動(dòng)的地形的類型。
[0040]在某些實(shí)施方式中，規(guī)定的滑移量可以設(shè)置成為在從大約2%至大約20%的范圍內(nèi)、可選地從大約5%至大約20%的范圍內(nèi)的值。其他值也是可用的。
[0041]可選地，地形的類型至少部分地根據(jù)選定的控制模式來(lái)確定。
[0042]可選地，該系統(tǒng)配置成應(yīng)用第一組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件所響應(yīng)的規(guī)定的一組一個(gè)或更多個(gè)條件包括選自下述各者中的至少一者:車輛速度小于規(guī)定值、駕駛員要求的扭矩大于規(guī)定值、加速器踏板位置超過(guò)規(guī)定的行程量、選定的變速器檔位為規(guī)定的一個(gè)或更多個(gè)檔位、以及選定的動(dòng)力傳輸單元的傳動(dòng)比為規(guī)定速比。
[0043]系統(tǒng)可以配置成在第二組的一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的條件得到滿足時(shí)應(yīng)用第二組一個(gè)或更多個(gè)規(guī)定的限制條件，第二組包括選自下述各者中的至少一者:車輛速度小于規(guī)定值、駕駛員要求的扭矩大于規(guī)定值、加速器踏板位置超過(guò)規(guī)定的行程量、選定的變速器檔位為規(guī)定的一個(gè)或更多個(gè)檔位、以及選定的動(dòng)力傳輸單元的傳動(dòng)比為規(guī)定速比。
[0044]第一組一個(gè)或更多個(gè)限制條件與第二組一個(gè)或更多個(gè)限制條件可以大致相同或相似。
[0045]控制模式可以為選自動(dòng)力系、變速器系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和懸架系統(tǒng)中的至少兩個(gè)車輛子系統(tǒng)的控制模式。
[0046]這些控制模式可以為這些子系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)的控制模式。
[0047]例如，在車輛子系統(tǒng)呈對(duì)于給定的車輛荷載而言能夠以多個(gè)不同的底盤高度進(jìn)行操作的懸架系統(tǒng)的形式的情況下，子系統(tǒng)配置模式可以包括與不同的相應(yīng)底盤高度對(duì)應(yīng)的模式。在車輛子系統(tǒng)控制器呈發(fā)動(dòng)機(jī)或動(dòng)力系控制器的形式的情況下，控制器可以配置成在多種不同的動(dòng)力系控制器配置模式中的每種動(dòng)力系控制器配置模式下根據(jù)加速器踏板位置提供不同的相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩值。因此，子系統(tǒng)控制模式可以對(duì)應(yīng)于一組子系統(tǒng)配置模式，例如用于每個(gè)子系統(tǒng)的一種配置模式。例如，在一種操作模式下，“高”底盤高度子系統(tǒng)配置模式可以設(shè)定成用于懸架系統(tǒng)，并且“慢”加速器踏板映射子系統(tǒng)配置模式可以設(shè)定成用于動(dòng)力系控制器或發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。某些子系統(tǒng)可以允許設(shè)定兩種不同的參數(shù)。因此，懸架系統(tǒng)可以允許懸架的側(cè)傾剛度設(shè)置被設(shè)定為諸如低、中或高之類的多種配置模式中的一種配置模式。
[0048]現(xiàn)在將描述各種可能已知的子系統(tǒng)配置模式。讀者參照US2003/0200016以獲得與已知類型的子系統(tǒng)配置模式以及配置模式可以實(shí)施的方式相關(guān)的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。其他配置模式也是可用的。另外或代替地，還可以控制其他子系統(tǒng)。
[0049]操作模式可以包括懸架系統(tǒng)的控制模式，并且多個(gè)子系統(tǒng)配置模式包括多個(gè)底盤高度。
[0050]懸架系統(tǒng)可以為流體懸架系統(tǒng)。懸架系統(tǒng)所采用的流體可以為諸如空氣之類的氣體。該流體在某些替代性實(shí)施方式中可以為液體。
[0051 ] 在某些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)可以選擇下述各者中的一者:“低”底盤高度、比低底盤高度更高的“標(biāo)準(zhǔn)”底盤高度、比標(biāo)準(zhǔn)底盤高度更高的“高”底盤高度、以及比高底盤高度更高的“最大”底盤高度。
[0052]可選地，操作模式包括流體懸架系統(tǒng)的控制模式，在該流體懸架系統(tǒng)中，可以在用于位于車輛的相反側(cè)上的輪的懸架之間形成流體相互連接，并且其中，所述多種子系統(tǒng)配置模式提供了不同級(jí)別的所述相互連接。
[0053]可選地，操作模式包括可以提供轉(zhuǎn)向輔助的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制模式，并且其中，所述多種子系統(tǒng)配置模式提供了不同級(jí)別的所述轉(zhuǎn)向輔助。
[0054]可選地，操作模式包括可以提供制動(dòng)輔助的制動(dòng)系統(tǒng)的控制模式，并且所述多種子系統(tǒng)配置模式提供了不同級(jí)別的所述制動(dòng)輔助。
[0055]可選地，操作模式包括制動(dòng)控制系統(tǒng)的控制模式，該制動(dòng)控制系統(tǒng)可以提供防抱死功能以控制輪滑移，并且所述多種子系統(tǒng)配置模式允許不同級(jí)別的所述輪滑移。
[0056]可選地，操作模式包括設(shè)置成控制輪空轉(zhuǎn)的牽引力控制系統(tǒng)的控制模式，并且所述多種子系統(tǒng)配置模式允許不同級(jí)別的所述輪空轉(zhuǎn)。
[0057]可選地，操作模式包括設(shè)置成控制車輛橫擺的橫擺控制系統(tǒng)的控制模式，并且所述多種子系統(tǒng)配置模式允許所述車輛橫擺相對(duì)于預(yù)期橫擺的不同級(jí)別的偏差。
[0058]可選地，操作模式包括檔位改變變速器的控制模式，并且所述子系統(tǒng)配置模式可以包括所述變速器的高檔位模式和低檔位模式。
[0059]例如，用于將動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)傳動(dòng)軸從車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)或諸如自動(dòng)變速器之類的變速器聯(lián)接至扭矩傳輸路徑的動(dòng)力傳輸單元或動(dòng)力輸出單元可以包括檔位改變變速器。
[0060]可選地，操作模式包括動(dòng)力系的控制模式，該動(dòng)力系包括動(dòng)力系控制裝置(諸如電子控制器)和加速器或節(jié)氣門踏板，子系統(tǒng)配置模式提供了動(dòng)力系控制裝置對(duì)加速器或節(jié)氣門踏板的運(yùn)動(dòng)的不同級(jí)別的響應(yīng)能力。
[0061]可選地，操作模式包括變速器系統(tǒng)的控制模式，該變速器系統(tǒng)能夠以多個(gè)傳輸比進(jìn)行操作，并且變速器系統(tǒng)包括設(shè)置成監(jiān)測(cè)車輛的至少一個(gè)參數(shù)以及作為響應(yīng)選擇傳輸比的變速器控制裝置(諸如電子變速器控制器)，并且其中，子系統(tǒng)配置模式包括多種變速器配置模式，在所述多種變速器配置模式下，傳輸比響應(yīng)于所述至少一個(gè)參數(shù)被不同地選擇。
[0062]這些子系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)可以包括差速系統(tǒng)，該差速系統(tǒng)能夠操作成提供多種級(jí)別的差速鎖定，并且子系統(tǒng)配置模式可以設(shè)置成提供不同級(jí)別的所述鎖定。
[0063]差速系統(tǒng)可以設(shè)置成基于多個(gè)輸入來(lái)控制差速鎖定的級(jí)別以及在這些模式中的每種模式下不同地響應(yīng)于所述輸入。
[0064]差速系統(tǒng)可以包括中央差速器、前差速器以及/或者后差速器。在某些實(shí)施方式中，至少一個(gè)差速器可以為基于離合器的系統(tǒng)，由此輪旋轉(zhuǎn)的速率方面的差異通過(guò)離合器的滑移而非借助于常規(guī)的差速齒輪裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在常規(guī)的差速齒輪裝置中，側(cè)輪經(jīng)由由差速器殼支承的小齒輪來(lái)聯(lián)接以允許相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
[0065]這些子系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)可以包括側(cè)傾控制系統(tǒng)，該側(cè)傾控制系統(tǒng)設(shè)置成提供了側(cè)傾校正以減小車輛側(cè)傾，并且子系統(tǒng)配置模式至少在某些行駛條件下可以為車輛提供不同級(jí)別的側(cè)傾校正。
[0066]這些子系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)可以包括設(shè)置成在下坡時(shí)控制車輛的速度的速度控制系統(tǒng)。該速度控制系統(tǒng)可以設(shè)置成以不同的配置模式將車輛控制至不同的速度。
[0067]可選地，操作模式可以包括越野模式和道路模式，在該越野模式中，子系統(tǒng)以適于在粗糙地形上行駛的方式被控制，而在該道路模式中，子系統(tǒng)以適于在道路上行駛的方式被控制。
[0068]可選地，懸架系統(tǒng)設(shè)置成在越野模式中比在道路模式中提供了更高的底盤高度。
[0069]另外可選地，在越野模式中比在道路模式中提供有更高級(jí)別的所述互相連接。
[0070]牽引力控制系統(tǒng)可以設(shè)置成在越野模式中比在道路模式中允許更少的輪空轉(zhuǎn)。替代性地，牽引力控制系統(tǒng)可以設(shè)置成在越野模式中比在道路模式中允許更多的輪空轉(zhuǎn)。
[0071]可選地，橫擺控制系統(tǒng)設(shè)置成在越野模式中比在道路模式中允許更大程度的所述偏咼。
[0072]可選地，在越野模式中，檔位改變變速器在低檔位中進(jìn)行操作。
[0073]可選地，動(dòng)力系控制裝置設(shè)置成:對(duì)于給定的加速器或節(jié)氣門踏板位置而言、至少在加速器踏板下壓的較低水平處，在越野模式中比在道路模式中提供了更低級(jí)別的驅(qū)動(dòng)扭矩。
[0074]可選地，差速系統(tǒng)設(shè)置成在越野模式中比道路模式中提供了更高級(jí)別的差速鎖定。
[0075]可選地，側(cè)傾控制系統(tǒng)設(shè)置成在道路模式中比越野模式中提供了更大的側(cè)傾剛度。
[0076]可選地，速度控制系統(tǒng)設(shè)置成在越野模式中打開(kāi)以及在道路模式中關(guān)閉。速度控制系統(tǒng)可以為陡坡緩降控制系統(tǒng)。替代性地