述行駛表面的手動操作模式以及系統(tǒng)能夠操作成自動地選擇所述行駛表面的自動操作模式進行操作；
[0148]其中，該系統(tǒng)以自動操作模式進行配置以禁用或限制或減小車輛的起步控制功能的作用。起步控制功能可以包括例如沙地起步控制功能。起步控制功能可能僅在需要使車輛從靜止或者小于諸如Ikph或2kph之類的規(guī)定速度的速度加速時為可用。也可以稱作車輛起步輔助(LVA)功能的起步控制功能可以設置成僅在車輛速度小于諸如下述速度之類的規(guī)定速度時進行操作:如果小于該速度，則諸如DSC之類的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(SCS)不能進行操作或者另外地不可用或者不能干涉車輛控制。
[0149]在本發(fā)明的要求保護的一方面中，提供了一種借助于計算裝置實施的控制車輛的方法，該方法包括:
[0150]借助于子系統(tǒng)控制器以多種子系統(tǒng)控制模式中的選定的一種子系統(tǒng)控制模式啟動對一個或更多個車輛子系統(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或更多個不同的行駛條件對應，
[0151]接收指示要求以自動控制模式還是手動控制模式進行操作的輸入，
[0152]在接收到指示以自動控制模式操作的信號的情況下，該方法包括以自動響應模式操作自動控制裝置以自動地選擇子系統(tǒng)控制模式中的最合適的一種子系統(tǒng)控制模式，
[0153]在接收到指示以手動控制模式操作的信號的情況下，該方法包括選擇與接收到的信號對應的控制模式以及將第一組一個或更多個規(guī)定的限制條件自動地應用在與車輛子系統(tǒng)中的一個或更多個車輛子系統(tǒng)的操作相關聯(lián)的一個或更多個參數(shù)的值上，
[0154]由此，當接收到指示以自動控制模式操作的信號時，該方法不包括將所述第一組一個或更多個規(guī)定的限制條件應用在所述一個或更多個車輛子系統(tǒng)的操作上的步驟。
[0155]可選地，控制功能為起步輔助控制功能，在起步輔助控制功能中，濾波器被應用至動力系扭矩(PT tq)的增大速率以在駕駛員要求扭矩時減小增大速率。起步輔助控制功能可以僅在諸如適于在沙地上行駛的模式之類的某些子系統(tǒng)控制模式中被激活。
[0156]在某些實施方式中，另外或代替地，最大許可增大速率被限制至規(guī)定值。規(guī)定值可以取決于一個或更多個參數(shù)。
[0157]在本申請的范圍內(nèi)，可以清楚地設想，在前述段落中、在權(quán)利要求中和/或在下列描述和附圖中陳述的各個方面、實施方式、示例和替代方案以及特別是其各個特征可以獨立地或以其任何組合的方式進行采用。結(jié)合一個實施方式描述的特征除非這些特征之間不相容否則都能夠應用于所有實施方式。
[0158]為了避免疑問，應該理解到，關于本發(fā)明的一方面所描述的特征可以單獨地或者以與一個或更多個其他特征適當結(jié)合的方式包括在本發(fā)明的任何其他方面內(nèi)。
【附圖說明】
[0159]現(xiàn)在將參照附圖僅通過示例的方式對本發(fā)明的一個或更多個實施方式進行描述，在附圖中:
[0160]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的車輛的示意圖；
[0161]圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的包括受到車輛控制系統(tǒng)控制的各個車輛子系統(tǒng)的車輛控制系統(tǒng)的框圖；
[0162]圖3為示出了在每種相應的車輛操作模式下選擇何種車輛子系統(tǒng)配置模式的圖表；以及
[0163]圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)的控制模塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0164]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的車輛100，該車輛100意于適于在除規(guī)則的柏油路以外的地形上使用的越野用途。車輛100具有動力系129，該動力系129包括連接至具有變速器124的動力傳動系130的發(fā)動機121。在示出的實施方式中，變速器124為自動變速器124。本發(fā)明的實施方式還適于在具有手動變速器、無極變速器或者任何其他適當?shù)淖兯倨鞯能囕v中使用。
[0165]動力傳動系130設置成借助于前差速器135F和一對前傳動軸118來驅(qū)動一對前車輪111、112。動力傳動系130還包括輔助動力傳動系部131，其中，該輔助動力傳動系部131設置成借助于輔助傳動軸或后驅(qū)傳動軸(prop-shaft) 132、后差速器135以及一對后傳動軸139驅(qū)動一對后輪114、115。本發(fā)明的實施方式適于與下述車輛一起使用:變速器設置成驅(qū)動僅一對前輪或僅一對后輪(即前輪驅(qū)動車輛或后輪驅(qū)動車輛)的車輛、或者可選的兩輪驅(qū)動/四輪驅(qū)動車輛。在圖1的實施方式中，變速器124能夠借助于動力傳輸單元(PTU) 137以可釋放的方式連接至輔助動力傳動系部131，從而允許可選的兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動操作。應當理解到，本發(fā)明的實施方式可以適于具有多于四個輪的車輛或者適于僅兩個輪——例如三輪車輛或四輪車輛或者具有多于四個輪的車輛中的兩個輪——被驅(qū)動的車輛。
[0166]PTU 137能夠以“高速比”或“低速比”配置操作，其中，PTU 137的輸入軸與輸出軸之間的傳動比被選擇成高速比或低速比。高速比配置適于普通的道路或‘公路’操作，而低速比配置更適于應對某些越野地形條件。
[0167]車輛100具有被稱作車輛控制單元(V⑶)10的中央控制器，V⑶10接收來自設置在車輛100上的各種傳感器和子系統(tǒng)12的多個信號以及將多個信號輸出至設置在車輛100上的各種傳感器和子系統(tǒng)12。
[0168]圖2更加詳細地示出了 V⑶10。V⑶10控制多個車輛子系統(tǒng)12，所述多個車輛子系統(tǒng)12包括但不限于發(fā)動機管理系統(tǒng)12a、變速器系統(tǒng)12b、電子動力輔助轉(zhuǎn)向單元12c(ePAS單元)、制動系統(tǒng)12d以及懸架系統(tǒng)12e。盡管五個子系統(tǒng)被示出為受到VCU 10的控制，但是實際上可以在車輛上包括更多數(shù)目的車輛子系統(tǒng)，并且這些車輛子系統(tǒng)可以受到VCU 10的控制。VCU 10包括子系統(tǒng)控制模塊14，該子系統(tǒng)控制模塊14經(jīng)由線路13向車輛子系統(tǒng)12中的每個車輛子系統(tǒng)提供控制信號以適于車輛行駛的諸如地形或行駛表面(被稱作地形條件)之類的行駛條件的方式啟動對子系統(tǒng)的控制。子系統(tǒng)12還經(jīng)由信號線路13與子系統(tǒng)控制模塊14進行通信以反饋關于子系統(tǒng)狀態(tài)的信息。
[0169]VCU 10接收由多個車輛傳感器接收并代表與車輛運動和狀態(tài)相關聯(lián)的各種不同參數(shù)的多個信號，所述多個信號總體上以16和17表示。如下面進一步詳細描述的，信號16、17提供或者用于計算指示車輛行駛的條件的性質(zhì)的多個行駛條件指標(也被稱作地形指標)。本發(fā)明的一個有利特征在于:VCU 10基于地形指標來確定對于各個子系統(tǒng)最合適的控制模式，并且相應地自動控制子系統(tǒng)。
[0170]車輛上的傳感器(未示出)包括但不限于向VCU 10提供連續(xù)的傳感器輸出16的傳感器，該傳感器包括輪速傳感器、環(huán)境溫度傳感器、大氣壓力傳感器、輪胎壓力傳感器、檢測車輛的橫擺、側(cè)傾及俯仰的橫擺傳感器、車輛速度傳感器、縱向加速度傳感器、發(fā)動機扭矩傳感器(或發(fā)動機扭矩估計器)、轉(zhuǎn)向角度傳感器、方向盤速度傳感器、坡度傳感器(或坡度估計器)、橫向加速度傳感器(作為穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(SCS)的一部分)、制動踏板位置傳感器、加速踏板位置傳感器以及縱向運動傳感器、橫向運動傳感器和豎向運動傳感器。
[0171]在其他實施方式中，可以僅使用上述傳感器中選擇的傳感器。VCU 10還接收來自車輛的電子動力輔助轉(zhuǎn)向單元(ePAS單元12c)的信號以指示施加至輪的轉(zhuǎn)向力(駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力與通過ePAS單元12c施加的轉(zhuǎn)向力進行結(jié)合)。
[0172]車輛100還設置有向VCU 10提供離散的傳感器輸出17的多個傳感器，傳感器輸出17包括巡航控制狀態(tài)信號(開啟/關斷)、分動器或PTU 137狀態(tài)信號(傳動比是被設定為高檔位還是低檔位)、陡坡緩降控制(HDC)狀態(tài)信號(開啟/關斷)、拖車連接狀態(tài)信號(開啟/關斷)、指示穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(SCS)已被激活的信號(開啟/關斷)、擋風玻璃刮水器信號(開啟/關斷)、空氣懸架狀態(tài)信號(高/低)以及動態(tài)穩(wěn)定性控制(DSC)信號(開啟/關斷)。
[0173]VCU 10包括呈估計器模塊或處理器18的形式的評估裝置以及呈選擇器模塊或處理器20的形式的計算和選擇裝置。首先，來自傳感器的連續(xù)輸出16被提供至估計器模塊18，而離散信號17被提供至選擇器模塊20。
[0174]在估計器模塊18的第一級內(nèi)，傳感器輸出16中的各個傳感器輸出用于獲得許多地形指標。在估計器模塊18的第一級中，車輛速度從輪速傳感器獲得，輪加速度從輪速傳感器獲得，輪上的縱向力從車輛縱向加速度傳感器獲得，并且輪滑移發(fā)生(在輪滑移發(fā)生的情況下)的扭矩從檢測橫擺、俯仰及側(cè)傾的運動傳感器獲得。在估計器模塊18的第一級內(nèi)所執(zhí)行的其他計算包括輪慣性扭矩(與使旋轉(zhuǎn)輪加速或減速相關聯(lián)的扭矩)、“行進的連續(xù)性”(對車輛是否起動及停止的評估，例如，如當車輛在巖石地形上行駛時可能會發(fā)生的情況)、氣動阻力、橫擺以及橫向車輛加速度。
[0175]估計器模塊18還包括第二級，在該第二級中，計算以下地形指標:表面滾動阻力(基于輪慣性扭矩、車輛上的縱向力、氣動阻力以及輪上的縱向力)、方向盤上的轉(zhuǎn)向力(基于橫向加速度和來自方向盤傳感器的輸出)、輪縱向滑移(基于輪上的縱向力、輪加速度、SCS活動性以及指示是否發(fā)生了輪滑移的信號)、橫向摩擦(根據(jù)所測量出的橫向加速度和橫擺與所預測的橫向加速度和橫擺的關系來計算)、以及波狀檢測(指示搓板型表面的高頻、低幅度的輪高度激勵)。
[0176]SCS活動性信號通過來自SCS E⑶(未示出)的若干個輸出獲得，穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(SCS) E⑶包括DSC (動態(tài)穩(wěn)定控制)功能、TC (牽引力控制)功能、ABS和HDC算法，從而指示DSC活動性、TC活動性、ABS活動性、對各單個輪的制動干涉以及從SCS ECU至發(fā)動機的發(fā)動機扭矩減小請求。所有這些均指示滑移事件已經(jīng)發(fā)生并且SCS E⑶已經(jīng)采取措施來控制滑移事件。估計器模塊18還使用來自輪速傳感器的輸出以確定輪速變化和波狀檢測信號。
[0177]基于擋風玻璃刮水器信號(開啟/關斷)，估計器模塊18還計算擋風玻璃刮水器已經(jīng)處于開啟狀態(tài)的時長(即，雨持續(xù)信號)。
[0178]VCU 10還包括用于基于空氣懸架傳感器(底盤高度傳感器)和輪加速計來計算地形粗糙度的道路粗糙度模塊24。從道路粗糙度模塊24輸出呈粗糙度輸出信號26的形式的地形指標信號。
[0179]作為真實性檢查，在估計器模塊18內(nèi)將輪縱向滑移的估計與橫向摩擦估計進行相互比較。
[0180]為了在VCU 10內(nèi)進行進一步處理，從估計器模塊18輸出關于輪速變化和波狀輸出、表面滾動阻力估計、輪縱向滑移和波狀檢測以及摩擦真實性檢查的計算，并且該計算提供了指示車輛正在行駛的地形的性質(zhì)的地形指標輸出信號22。
[0181]來自估計器模塊18的地形指標信號22被提供給選擇器模塊20，以基于車輛正在行駛的地形類型的指標來確定多個車輛子系統(tǒng)控制模式中的哪個車輛子系統(tǒng)控制模式最合適。通過基于來自估計器模塊18和道路粗糙度模塊24的地形指標信號22、26分析不同的控制模式中的每種控制模式合適的概率來確定最合適的控制模式。
[0182]可以響應于來自選擇器模塊20的控制輸出信號30并且在不需要駕駛員輸入的情況下自動地控制(被稱作“自動模式”)車輛子系統(tǒng)12。替代性地，可以經(jīng)由人機接口(HMI)模塊32、響應于手動駕駛員輸入(被稱作“手動模式”)來操作車輛子系統(tǒng)12。子系統(tǒng)控制器14可以直接經(jīng)由信號線13自身控制車輛子系統(tǒng)12a至12e，或者替代性地，每個子系統(tǒng)可以設置有用于提供相關的子系統(tǒng)12a至12e的控制的與其自身相關聯(lián)的中間控制器(圖1中未示出)。在每個子系統(tǒng)可以設置有用于提供相關的子系統(tǒng)12a至12e的控制的與其自身相關聯(lián)的中間控制器的情況下，子系統(tǒng)控制器14可以僅控制對于子系統(tǒng)12a至12e的最合適的子系統(tǒng)控制模式的選擇，而非實施對于子系統(tǒng)的實際控制步驟。中間控制器或者每個中間控制器實際上形成了主子系統(tǒng)控制器14的組成部分。
[0183]當以自動模式進行操作時，最合適的子系統(tǒng)控制模式的選擇借助于三個階段過程來實現(xiàn):
[0184](I)對于每種類型的控制模式，基于地形指標執(zhí)行對控制模式適于車輛行駛的地形的概率進行計算；
[0185](2)關于當前控制模式與其他控制模式的概率之間的“正差”進行積分；以及
[0186](3)當積分值超過預定閾值或當前地形控制模式概率為零時對控制模塊14進行程序請求。
[0187]現(xiàn)在將更加詳細地描述階段(I)、(2)和(3)的具體步驟。
[0188]在階段(I)中，呈路面粗糙度輸出26以及來自估計器模塊18的輸出22的形式的連續(xù)地形指標信號被提供至選擇器模塊20。選擇器模塊20還接收直接來自車輛上的各個傳感器的離散地形指標17，包括分動器狀態(tài)信號(傳動比被設定為高檔位還是低檔位)、DSC狀態(tài)信號、巡航控制狀態(tài)(車輛的巡航控制系統(tǒng)是開啟還是關斷)以及拖車連接狀態(tài)(拖車是否連接至車輛)。指示環(huán)境溫度和大氣壓力的地形指標信號也被提供至選擇器模塊20。
[0189]選擇器模塊20設置有用于基于直接從傳感器接收到的離散地形指標信號17以及分別由估計器模塊18和路面粗糙度模塊24計算的連續(xù)地形指標22、26來計算對于車輛子系統(tǒng)最適合的控制模式的概率算法20a。也就是說，概率算法20a基于離散地形指標信號17來計算最適合的系統(tǒng)控制模式，最適合的系統(tǒng)控制模式確定了每個子系統(tǒng)待被操作的相應子系統(tǒng)配置模式。
[0190]控制模式通常包括適于車輛在草地、碎石或雪地地形中行駛時的草地/碎石/雪地控制模式(GGS模式)、適于車輛在泥濘和車轍地形中行駛時的泥濘/車轍控制模式(MR模式)、適于車輛在巖石或漂石地形中行駛時的巖石爬行/漂石模式(RB模式)、適于車輛在沙地地形(或深軟雪地)中行駛時的沙地模式以及作為適當?shù)恼壑阅Ｊ降木唧w程序關斷模式(SP關斷模式)或者用于所有地形條件并且特別是用于高速公路和規(guī)則的道路上的車輛行駛的通用模式。還可以設想許多其他控制模式，這些控制模式包括在US2003/0200016——其內(nèi)容通過參引并入本文——中公開的控制模式。
[0191]根據(jù)地形的摩擦以及地形的粗糙度對不同的地形類型進行分組。例如，合適的是將草地、碎石以及雪地一起分組為提供小摩擦、光滑表面的地形，并且合適的是將巖石地形和漂石地形一起分組為大摩擦、非常大的粗糙度的地形。
[0192]圖3為通過US2003/0200016獲得的圖表，該圖表示出了車輛100的子系統(tǒng)12在VCU 10可以進行操作的相應不同的操作模式下所采取的特定子系統(tǒng)配置模式。
[0193]操作模式為:
[0194](a)高速公路(或公路)模式；
[0195](b)鄉(xiāng)村道路模式；
[0196](c)城市行駛(都市)模式；
[0197](d)拖拽(道路)模式；
[0198](e)碎渣跑道模式；
[0199](f)雪地/冰地(道路)模式；
[0200](g)草地/碎石/雪地(GGS)模式；
[0201](h)沙地模式；
[0202](i)巖石爬行或漂石跨越模式；以及
[0203](j)泥地/車轍模式
[0204]操作模式在某些實施方式中可以包括對性能主導型的駕駛而言最佳的運動或動態(tài)模式、對經(jīng)濟主導型的駕駛而言最佳的經(jīng)濟模式、以及默認模式。默認模式可以為用于普通的道路駕駛條件的公路模式。
[0205]參照圖3，懸架系統(tǒng)12e的配置根據(jù)底盤高度(高、標準或低)和側(cè)/側(cè)空氣相互連接(side/side air interconnect1n)來指定。懸架系統(tǒng) 12e 為以在 US2003/0200016中描述的方式允許用于位