車輛速度控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于控制車輛的速度的系統(tǒng)。特別地，但非排他地，本發(fā)明涉及一 種用于控制能夠在各種不同且極端的地形和條件下駕駛的基于陸地的車輛的速度的系統(tǒng)。 本發(fā)明的各個方面涉及系統(tǒng)、方法和車輛。
【背景技術(shù)】
[0002] 當在崎嶇不平的道路上或者在非公路條件下駕駛車輛時，可能會遇到駕駛表面的 坡度呈現(xiàn)相對突然的變化的地形特征。例如，當車輛越過例如坑洞、彈坑、溝渠、臺階等的地 形特征時，可能會突然遇到陡峭的下坡。當遇到這樣的地形特征時，在前車輪中的一個或二 個開始下斜坡時車輛可能承受相對突然的加速。在加速度增大之后，在車輛完成駛過向下 的斜坡時，可能是突然的減速。在坑洞、溝渠等的情況下，車輛可能會突然遇到可能需要越 過的相對陡峭的上坡，以便駛出該地形特征。遇到這樣的地形特征可能會對車輛的穩(wěn)定性 產(chǎn)生不利的影響并且給乘客帶來不舒適。
[0003] 已知提供有一種車輛速度控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)通常被稱為巡航控制系統(tǒng)。在這 樣的系統(tǒng)中，一旦用戶設(shè)定了車輛速度并且用戶沒有另外干預，則車輛速度被保持，以便提 尚用戶的駕駛體驗。
[0004] 用戶選擇車輛要保持的速度，并且只要用戶不應用制動器一一或者，在一些系統(tǒng) 中，不應用離合器一一則車輛保持在該速度。巡航控制系統(tǒng)從驅(qū)動軸或車輪速度傳感器獲 取其自身速度信號。當制動器或離合器被下壓時，巡航控制系統(tǒng)關(guān)閉，使得用戶可以在不受 系統(tǒng)阻礙的情況下改變車輛速度。如果用戶下壓加速器踏板，則車輛速度將會增大，但是當 用戶從加速器踏板移開其腳時，車輛恢復至預設(shè)巡航速度。
[0005] 更復雜的巡航控制系統(tǒng)集成在發(fā)動機管理系統(tǒng)中并且可以包括自適應功能，自適 應功能使用基于雷達的系統(tǒng)來考慮距前方車輛的距離。例如，車輛可以設(shè)置有前視雷達檢 測系統(tǒng)，從而檢測前方車輛的速度和距離并且在不需要用戶輸入的情況下自動保持安全跟 隨速度和距離。如果前方車輛減速，或者雷達檢測系統(tǒng)檢測到另一對象，則系統(tǒng)向發(fā)動機或 制動系統(tǒng)發(fā)送信號，以使車輛相應地減速。
[0006] 這樣的系統(tǒng)通常僅能夠在特定速度通常約15mph以上操作，并且理想的是車輛在 穩(wěn)定的交通狀況下特別是在公路或機動車道上行駛的情形。然而，在擁擠的交通狀況下，當 車輛速度趨向于大幅變化時，并且特別是當系統(tǒng)由于最小速度要求而不能操作時，巡航控 制系統(tǒng)是無效的。常常將最小速度要求強加于巡航控制系統(tǒng)，以便減小例如在停車時的低 速度碰撞的可能性。因此，這樣的系統(tǒng)在特定駕駛條件（例如，低速度）下是無效的，并且 在用戶不認為需要這樣做的情形中被設(shè)置成自動無效。
[0007] 還已知提供有一種用于機動車輛的用于控制一個或更多個車輛子系統(tǒng)的控制系 統(tǒng)。US 7349776公開了一種車輛控制系統(tǒng)，該車輛控制系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)控制器，而子系 統(tǒng)控制器包括發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速器控制器、轉(zhuǎn)向控制器、制動控制器和懸架控制器，該 申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。子系統(tǒng)控制器均可操作在多個子系統(tǒng)功能模式下。子 系統(tǒng)控制器連接至車輛模式控制器，該車輛模式控制器控制子系統(tǒng)控制器以采取所需要的 功能模式，以便為車輛提供多個駕駛模式。駕駛模式中的每個駕駛模式與特定駕駛條件或 者駕駛條件組對應，并且在每個模式下，子系統(tǒng)中的每個子系統(tǒng)被設(shè)置成最適合那些條件 的功能模式。這樣的條件關(guān)聯(lián)于車輛可能行駛的地形的類型例如草地/碎石/雪地、泥地 和車轍、巖石緩行、沙地以及公路模式，這已知為"特殊程序關(guān)閉"（SPO, special programs off)。車輛模式控制器可以稱為地形響應#. (TR，Terrain Response)系統(tǒng)或控制器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 可以參照所附權(quán)利要求來理解本發(fā)明的實施例。
[0009] 本發(fā)明的各個方面提供了一種系統(tǒng)、車輛和方法。
[0010] 在本發(fā)明的尋求保護的一個方面中，提供有一種用于具有多個車輪的車輛的車 輛控制系統(tǒng)，該車輛速度控制系統(tǒng)可操作成接收與車輛的傾斜角度的變化速率（rate of change)即傾斜率（pitch rate)對應的輸入信號，該系統(tǒng)可操作成根據(jù)該傾斜率來命令改 變被施加于多個車輪中的至少一個車輪的扭矩的量。
[0011] 本發(fā)明的實施例的優(yōu)點在于，可以以增大車輛穩(wěn)定性和乘客舒適性的這樣的方式 來控制車輛。
[0012] 本發(fā)明的實施例的優(yōu)點在于，如果系統(tǒng)確定傾斜率超過指示例如車輛已經(jīng)開始突 然下斜坡的規(guī)定值，則系統(tǒng)可以減少被施加于一個或更多個車輪的扭矩的量。這可以具有 減少車輛下斜坡的速率的作用。這可以增強乘客舒適性和車輛穩(wěn)定性，并且可以在一些情 形中減少或防止對車輛的損壞。例如，如果車輛開始橫越駕駛表面中的坑洞、凹坑、溝渠或 其他相對突然的凹陷，則控制系統(tǒng)可以被配置成應用制動系統(tǒng)來使車輛減速，以減小車輛 進入凹陷時的速率。
[0013] 與傾斜率有關(guān)的信號可以為所生成的除了與車輛縱向加速度、車輪速度和/或駕 駛表面坡度有關(guān)的一個或更多個信號之外的信號。本發(fā)明的實施例可以被配置成用于在車 輛正在沿正向或者沿反向駕駛時的操作。
[0014] 系統(tǒng)可以可操作成當車輛的前緣沿向下的方向傾斜時命令改變扭矩的量。
[0015] 也就是說，如果車輛的前端沿向下的方向傾斜，則控制系統(tǒng)可操作成根據(jù)傾斜率 來命令改變扭矩的量。
[0016] 控制系統(tǒng)可以可操作成當車輛的前緣以超過規(guī)定速率的傾斜率沿向下的方向傾 斜時命令改變被施加于多個車輪中的至少一個車輪的扭矩的量。
[0017] 控制系統(tǒng)可以可操作成當車輛的前緣以超過規(guī)定速率的傾斜率沿向下的方向傾 斜的時間段超過規(guī)定時間段時命令改變被施加于多個車輪中的至少一個車輪的扭矩的量。
[0018] 控制系統(tǒng)可以可操作成當車輛的前緣以超過規(guī)定速率的傾斜率沿向下的方向傾 斜的距離超過規(guī)定距離時命令改變被施加于多個車輪中的至少一個車輪的扭矩的量。
[0019] 控制系統(tǒng)可以可操作成命令改變扭矩的量以便阻止車輛加速。
[0020] 改變扭矩的量以阻止加速意思是指減少所施加的用于沿期望運動方向推進車輛 的扭矩的量，并且可以被反轉(zhuǎn)以使得施加與車輛的行駛方向相反的扭矩。
[0021] 因此，在車輛的動力系正在對一個或更多個車輪施加正扭矩以驅(qū)動車輛的事件 中，可以將正扭矩的量減小至更小的正值、大致為零或者減小至負值?？梢杂蓜恿ο道缃?助于例如當被操作為發(fā)電機時的發(fā)動機壓縮制動或電機來施加負扭矩。例如，在再生制動 系統(tǒng)中可以使用一個或更多個電機。
[0022] 要理解，本發(fā)明的實施例在混合電動車輛和電動車輛以及由發(fā)動機例如內(nèi)燃機驅(qū) 動的車輛中也是有用的。
[0023] 此外，或替代地，可以借助于基礎(chǔ)制動系統(tǒng)例如摩擦制動系統(tǒng)來施加負扭矩。借助 于基礎(chǔ)制動系統(tǒng)來施加負扭矩的優(yōu)點在于，通常，在控制系統(tǒng)發(fā)出命令之后，與借助于動力 系例如借助于內(nèi)燃機施加負扭矩相比，至少部分地由于動力系例如發(fā)動機的一個或更多個 部件的慣性，可以對車輪更快速地施加負扭矩。
[0024] 在當系統(tǒng)命令進行改變時動力系已經(jīng)施加負扭矩的事件中，由動力系施加的負扭 矩的量可能會為更小的負值。
[0025] 可選地，或者作為改變動力系扭矩的附加，可以命令制動系統(tǒng)對一個或更多個車 輪施加負扭矩。
[0026] 例如，如果車輛正在下斜坡并且速度控制系統(tǒng)已經(jīng)應用制動系統(tǒng)來使車輛減速， 則可以根據(jù)車輛的傾斜率來增大由制動系統(tǒng)施加的制動扭矩的量。因此，如果車輛在其下 坡時由于例如存在坑洞、車轍等而遇到突然向下的坡度，則可以通過增大負扭矩來大致防 止或減少車輛的突然加速。
[0027] 規(guī)定速率可以至少部分地根據(jù)車輛正在行駛的地形的類型而被確定。
[0028] 控制系統(tǒng)可以可操作成至少部分地根據(jù)指示地形類型的一個或更多個輸入來確 定車輛正在行駛的地形的類型。
[0029] 控制系統(tǒng)可以可操作成至少部分地根據(jù)來自用戶的與地形類型有關(guān)的輸入來確 定車輛正在行駛的地形的類型。
[0030] 因此，在一些實施例中，例如可以借助于控制按鍵或控制按鈕從用戶接收指定地 形類型的輸入?？商孢x地，可以由控制系統(tǒng)例如響應于與表面摩擦系數(shù)、表面粗糙度和/或 一個或更多個其他參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)來自動地確定地形的類型?？梢詮呐c系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的一個或 更多個傳感器接收該數(shù)據(jù)?？商孢x地，可以例如經(jīng)由控制器區(qū)域網(wǎng)絡（CAN)總線等從一個 或更多個其他車輛系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)。也可以使用其他布置。
[0031] 因此，控制系統(tǒng)可以可操作成響應于超過規(guī)定值的傾斜率來命令改變扭矩，其中， 規(guī)定值根據(jù)地形類型來設(shè)定。
[0032] 規(guī)定時間段可以根據(jù)指示地形類型的一個或更多個輸入來確定。
[0033] 規(guī)定距離可以根據(jù)指示地形類型的一個或更多個輸入來確定。
[0034] 控制系統(tǒng)可以可操作成控制車輛在多個相應的駕駛模式中的一個駕駛模式下操 作，在多個相應的駕駛模式中的每個駕駛模式下，一個或更多個車輛子系統(tǒng)被配置成用于 對不同的相應的地形類型上操作，其中，駕駛模式根據(jù)地形類型來選擇。
[0035] 因此，可以在被確定為草地、碎石或雪地類型的地形上針對車輛操作選擇'草地/ 碎石/雪地'駕駛模式。可以在被確定為沙地的地形上針對車輛操作選擇'沙地'駕駛模 式。
[0036] 要理解，可以根據(jù)地形類型來確定駕駛模式和傾斜變化的規(guī)定速率二者。如上所 述，在一些實施例中，地形類型可以由用戶來設(shè)置。在一些實施例中，此外，或替代地，系統(tǒng) 可以在下述情況下操作：可以由車輛自動地檢測地形類型并且因此確定駕駛模式和傾斜變 化的規(guī)定速率。
[0037] 控制系統(tǒng)可以可操作成至少部分地根據(jù)傾斜率來命令改變與車輛懸架系統(tǒng)關(guān)聯(lián) 的一個或更多個參數(shù)。
[0038] 控制系統(tǒng)可以可操作成至少部分地根據(jù)傾斜率和地形類型來命令改變與懸架系 統(tǒng)關(guān)聯(lián)的一個或更多個參數(shù)。
[0039] -個或更多個參數(shù)包括懸架系統(tǒng)的剛度。
[0040] 系統(tǒng)可以能夠自動地操作成使得車輛根據(jù)目標速度值進行操作。因此，控制系統(tǒng) 可以可操作成實現(xiàn)速度控制。因此，在一些實施例中，如果車輛速度由控制系統(tǒng)控制，車輛 傾斜變化的速率超過規(guī)定值，則系統(tǒng)可以根據(jù)傾斜率來命令改變扭矩。
[0041 ]目標速度值可以稱為設(shè)定速度值。
[0042] 控制系統(tǒng)可以可操作成使得車輛以大致等于目標速度值的速度行駛。在一些實施 例中，系統(tǒng)可以根據(jù)一個或更多個參數(shù)例如地形類型、所檢測到的表面粗糙度或任何其他 合適的參數(shù)來對車輛速度的最大可允許值設(shè)定上限。因此，控制系統(tǒng)可以使得車輛以目標 速度值行駛，除非車輛速度的上限值低于目標速度值，在車輛速度的