车辆控制系统及方法
阅读：396发布：2020-09-03
专利汇可以提供车辆控制系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的 实施例 提供了一种用于 机动车辆 的控制系统，该控制系统包括：用于检测车辆穿越边坡时的边坡条件的装置；以及用于控制施加至一个或多个轮的 扭矩 的量以在车辆上引发转矩的装置，该系统被配置成使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。，下面是车辆控制系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种用于机动车辆的控制系统，包括：
用于检测车辆穿越边坡时的边坡条件的装置；以及
用于控制施加至一个或多个轮的扭矩的量以在车辆上引发转矩的装置，
所述系统被配置成使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
2.根据权利要求1所述的控制系统，所述控制系统被配置成当边坡角超过规定的角度时确定边坡条件存在。
3.根据权利要求1或2所述的系统，所述系统还包括用于检测后轴滑移角Angle_TAS超过阈值Angle_TASt的装置，所述系统被配置成使得取决于检测到后轴滑移角超过Angle_TASt来引发转矩，所述转矩在使后轴滑移角减小的方向上引发。
4.根据权利要求3所述的系统，所述系统被配置成使得引发具有根据Angle_TAS的值而确定的幅度的转矩。
5.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统被配置成使得通过施加制动扭矩和/或动力系驱动扭矩来引发转矩，以减小所述后轴滑移角的值。
6.根据权利要求5所述的系统，所述系统被配置成使得至少部分地通过将制动扭矩施加至后上坡轮来引发转矩。
7.根据权利要求5或6所述的系统，所述系统被配置成使得通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
8.根据权利要求5或6所述的系统，所述系统被配置成使得通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
9.根据任一前述权利要求所述的系统，所述系统被配置成使得对悬架系统的调整产生所述车辆的上坡侧上的底盘高度相对于所述车辆的下坡侧上的底盘高度的差。
10.根据任一前述权利要求所述的控制系统，所述控制系统被配置成使得对车体侧倾控制系统进行调整，所述车体侧倾控制系统被设置成提供车体侧倾校正以减小车体侧倾，所述系统被配置成使得所述车体侧倾控制系统与所述边坡条件关联地增加车体侧倾的阻力。
11.根据任一前述权利要求所述的控制系统，所述控制系统被配置成以车辆的至少一个子系统的多个控制模式中的所选择的一个控制模式进行操作，所述系统包括用于以所述多个子系统控制模式中的所选择的一个子系统控制模式启动对至少一个子系统的控制的子系统控制器，所述子系统控制模式中的每个子系统控制模式对应于车辆的一个或多个不同的行驶条件。
12.根据当从属于权利要求1的权利要求5或6所述的系统，所述系统被配置成根据所选择的控制模式、所述后轴滑移角的值以及所需的转矩的量中的一个或多个来确定是否通过使施加至上坡轮的扭矩超过施加至下坡轮的扭矩或者通过使施加至下坡轮的扭矩超过施加至上坡轮的扭矩来产生转矩。
13.根据权利要求11或12所述的系统，所述系统能够以手动控制模式选择条件进行操作，在所述手动控制模式选择条件下，用户能够借助于用户能够操作的模式选择输入装置来选择所需的系统控制模式。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的控制系统，所述控制系统能够以自动模式选择条件进行操作，在所述自动模式选择条件下，所述系统被配置成自动地选择适当的系统控制模式。
15.根据权利要求14所述的控制系统，其中，所述系统包括用于估计一个或多个行驶条件指标以确定所述子系统控制模式中的每个子系统控制模式的合适程度的估计装置，所述系统被配置成当处于所述自动模式选择条件时自动地控制所述子系统控制器以最适合的所述子系统控制模式启动对一个或多个子系统的控制。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的控制系统，其中，所述控制模式是选自以下系统中的至少一个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
17.根据权利要求16所述的控制系统，其中，所述控制模式是选自以下系统中的至少两个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的控制系统，其中，在每种控制模式下，所述系统被配置成使得所述一个或多个车辆子系统中的每个车辆子系统以适于所述驾驶条件的子系统配置模式进行操作。
19.根据任一前述权利要求所述的控制系统，所述控制系统能够响应于检测到转向不足或过度转向来通过稳定性控制系统暂停施加至一个或多个轮的扭矩的量的改变。
20.一种包括根据任一前述权利要求所述的系统的车辆。
21.根据权利要求20所述的车辆，其中，所述车辆适于越野行驶。
22.一种用于控制车辆的方法，包括：
检测车辆穿越边坡时的边坡条件；以及
控制施加至一个或多个轮的扭矩的量以在车辆上引发转矩；以及
所述方法包括使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
23.一种承载介质，所述承载介质承载有用于控制车辆实施根据权利要求22所述的方法的计算机可读编码。
24.一种基本上如上述参照附图描述的系统、车辆、方法或承载介质。
车辆控制系统及方法
[0001] 援引加入
[0002] 共同未决的英国专利申请序列号GB 1111288.5、GB 1211910.3和GB 1202427.9，英国专利GB2325716、GB2308415、GB2341430、GB2382158和GB2381597，以及美国专利申请US2003/0200016的全部内容通过参引明确地并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种用于一个或多个车辆子系统的车辆控制系统以及涉及一种控制一个或多个车辆子系统的方法。
背景技术
[0004] 已知提供了一种具有可以在不同配置下操作以适应不同驾驶条件的多个子系统的车辆。例如，可以在如运动、手动、冬季或经济的各种模式下控制自动变速器。在每种模式下，都可以对如加速器踏板响应的子系统控制参数以及传动比之间发生改变所依据的条件进行修改以适应地形的条件或驾驶员的特定品味。还已知的是，为空气悬架提供了道路模式和越野模式。在某些模式下，可以以降低的活动性来操作稳定性控制系统以给驾驶员更加直接的控制，并且可以以不同的模式来操作动力转向系统以根据驾驶条件来提供改变的辅助级别。
发明内容
[0007] 本发明的各方面提供了一种控制系统、车辆以及方法。
[0009] 在本发明的要求保护的一方面中，提供了一种用于机动车辆的控制系统，该控制系统包括：
[0010] 用于检测车辆穿越边坡时的边坡条件的装置；以及
[0011] 用于控制施加至一个或多个轮的扭矩的量以在车辆上引发转矩，
[0012] 系统被配置成使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
[0013] 当检测到边坡条件时，可以在与引发横摆的边坡方向相反的方向上引发转矩。不管横摆是否已经开始，可以施加转矩以防止或减小车辆的横摆，其中，后轴相对于导轴遭受下坡侧滑移。
[0014] 本发明的一些实施例的优点是：当检测到边坡时，控制系统可以主动地引发转矩以抵消由边坡引发的横摆。该优点是可以减小当车辆穿越边坡时后轴滑移角增加的量。在一些实施例中，凭借系统引发的转矩，后轴滑移角可以被设置成在穿越边坡期间基本保持为零。
[0015] 后轴滑移角是指后轴从以下取向偏离的角度，在该取向下，对于给定车道或在路面上行进的路径而言，后轴相对于导轴经受基本为零的侧滑移。后轴滑移角可被视为车辆的纵向轴和车辆的行进方向之间的角度。如果车辆在与驾驶表面的坡度方向垂直的方向上行进，沿在基准高度如海平面之上的基本恒定的海拔或高度的线穿越边坡，则后轴滑移角可以被视为车辆的纵向轴和与驾驶表面的坡度方向垂直的方向之间的角度。
[0016] 控制系统可以被配置成当边坡角超过规定的角度时确定边坡条件存在。
[0017] 在一些实施例中，可以采用车辆侧倾率来得出车辆侧倾角和横向加速度，以参照车辆几何得出绝对车辆角。
[0018] 控制系统还可以包括用于检测后轴滑移角Angle_TAS超过阈值Angle_TASt的装置，系统被配置成使得根据检测到后轴滑移角超过Angle_TASt来引发转矩，该转矩在使后轴滑移角减小的方向上引发。
[0019] 控制器系统可以被配置成使得引发具有根据Angle_TAS的值而确定的幅度的转矩。
[0020] 可选地，控制系统被配置成使得通过施加制动扭矩和/或动力系驱动扭矩引发转矩，以减小后轴滑移角的值。
[0021] 可选地，控制系统被配置成使得至少部分地通过将制动扭矩施加至后上坡轮来引发转矩。
[0022] 可选地，控制系统被配置成通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0023] 可以通过使至内侧后轮的动力系扭矩减小和/或通过使至外侧后轮的动力系扭矩增加来建立动力系驱动扭矩的差。
[0024] 可选地，控制系统被配置成通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0025] 应理解，使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量是与车辆在平坦表面上行进的情况下所使用的策略相反的策略。
[0026] 在一些实施例中，控制系统可以被配置成使得：当系统以一个或多个控制模式中的后上坡控制模式集操作时，通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。另外或替代地，系统可以被配置成使得：当系统以规定的一个或多个后下坡控制模式操作时，通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0027] 一个或多个后下坡控制模式的集合可以包括用于在沙地上行进的沙地模式。
[0028] 在一些实施例中，可以通过在驾驶员踩下加速器踏板时建立轴两端的动力系扭矩的差以及在驾驶员未踩下加速器踏板时建立轴两端的制动扭矩的差来引发转矩。
[0029] 有利地，动力系扭矩的差或制动扭矩的差可以在后轴两端建立。
[0031] 可以通过使车辆的下坡侧上的悬架系统的底盘高度设置增大和/或使车辆的上坡侧上的悬架系统的底盘高度设置减小来进行底盘高度调节。
[0032] 控制系统可以被配置成使得对车体侧倾控制系统的调整，该车体侧倾控制系统被设置成提供车体侧倾校正以减小车体侧倾，该系统被配置成使得车体侧倾控制系统与边坡条件关联地增加车体侧倾的阻力。
[0033] 可选地，控制系统被配置成以车辆的至少一个子系统的多个控制模式中的所选择的一个控制模式操作，该系统包括用于以所述多个子系统控制模式中的所选择的一个子系统控制模式启动对至少一个子系统的控制的子系统控制器，所述子系统控制模式中的每个子系统控制模式对应于车辆的一个或多个不同的行驶条件。
[0034] 可选地，控制系统可以被配置成根据所选择的控制模式、后轴滑移角的值及所需的转矩的量中的一个或多个来确定是否通过使施加至上坡轮的扭矩超过施加至下坡轮的扭矩或者通过使施加至下坡轮的扭矩超过施加至上坡轮的扭矩来产生转矩。
[0035] 可以对所需的转矩的量进行限定。
[0036] 控制系统能够以手动控制模式选择条件进行操作，在所述手动控制模式选择条件下，用户可以借助于用户能够操作的模式选择输入装置来选择所需的系统控制模式。
[0037] 控制系统能够以自动模式选择条件操作，在所述自动模式选择条件下，系统被配置成自动地选择适当的系统控制模式。
[0038] 可选地，控制系统包括用于估计一个或多个行驶条件指标以确定子系统控制模式中的每个子系统控制模式的合适程度的估计装置，该系统被配置成当处于自动模式选择条件时自动地控制子系统控制器以最适合的子系统控制模式启动对一个或多个子系统的控制。
[0039] 可选地，控制模式是选自以下系统中的至少一个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
[0040] 可选地，控制模式是选自以下系统中的至少两个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
[0041] 操作模式可以是这些系统中的每个系统的控制模式。
[0042] 可选地，在每种控制模式下，系统被配置成使一个或多个车辆子系统中的每个车辆子系统以适于驾驶条件的子系统配置模式操作。
[0043] 例如，在车辆子系统呈对于给定的车辆荷载而言能够以多个不同的底盘高度进行操作的悬架系统的形式的情况下，子系统配置模式可以包括与不同的相应底盘高度对应的模式。在车辆子系统控制器呈发动机或动力系控制器的形式的情况下，控制器可以操作成在多种不同的动力系控制器配置模式中的每种动力系控制器配置模式下根据加速器踏板位置提供不同的相应的发动机扭矩值。因此，子系统控制模式可以对应于一组子系统配置模式，例如用于每个子系统的一种配置模式。例如，在一种操作模式下，“高”底盘高度子系统配置模式可以设定成用于悬架系统，并且“慢”加速器踏板映射子系统配置模式可以设定成用于动力系控制器。某些子系统可以允许设定两种不同的参数。因此，悬架系统可以允许悬架的车体侧倾刚度设置被设定为如低、中或高的多种配置模式中的一种配置模式。
[0044] 现在将描述各种可能已知的子系统配置模式。读者参照US2003/0200016以获得与已知类型的子系统配置模式以及配置模式可以实施的方式相关的进一步的细节。其他配置模式也是可用的。另外或替代地，还可以控制其他子系统。
[0045] 可选地，控制模式可以包括悬架系统的控制模式，并且多个子系统配置模式包括多个底盘高度。
[0047] 可选地，控制模式包括可以提供转向辅助的转向系统的控制模式，并且其中，所述多种子系统配置模式提供了不同级别的所述转向辅助。
[0048] 可选地，控制模式包括可以提供制动辅助的制动系统的控制模式，并且所述多种子系统配置模式提供了不同级别的所述制动辅助。
[0049] 可选地，控制模式包括制动控制系统的控制模式，该制动控制系统可以提供防抱死功能以控制轮滑移，并且所述多种子系统配置模式允许不同级别的所述轮滑移。
[0050] 可选地，控制模式包括设置成控制轮空转的牵引力控制系统的控制模式，并且所述多种子系统配置模式允许不同级别的所述轮空转。
[0051] 可选地，控制模式包括设置成控制车辆横摆的横摆控制系统的控制模式，并且所述多种子系统配置模式允许所述车辆横摆相对于预期横摆的不同级别的偏差。
[0052] 可选地，控制模式包括档位改变变速器的控制模式，并且所述子系统配置模式包括所述变速器的高档位模式和低档位模式。
[0054] 可选地，控制模式包括动力系的控制模式，该动力系包括动力系控制装置和加速器或节气门踏板，子系统配置模式提供了动力系控制装置对加速器或节气门踏板的移动的不同级别的响应度。
[0055] 可选地，控制模式包括变速器系统的控制模式，该变速器系统能够以多个传动比进行操作，并且变速器系统包括设置成监测车辆的至少一个参数以及作为响应选择传动比的变速器控制装置(如电子变速器控制器)，并且其中，子系统配置模式包括多种变速器配置模式，在所述多种变速器配置模式下，传动比响应于所述至少一个参数被不同地选择。
[0056] 这些子系统中的一个子系统可以包括差速系统，该差速系统能够操作以提供多种级别的差速锁定，并且子系统配置模式可以设置成提供不同级别的所述锁定。
[0057] 差速系统可以设置成基于多个输入来控制差速锁定的级别以及在这些模式中的每种模式下不同地响应于所述输入。
[0058] 差速系统可以包括中央差速器、前差速器以及/或者后差速器。在某些实施例中，差速器可以为基于离合器的系统，由此轮旋转的速率方面的差异通过离合器的滑移而非借助于常规的差速齿轮装置来进行调节，在常规的差速齿轮装置中，侧轮经由由差速器壳支承的小齿轮来耦接以允许相对旋转。
[0059] 这些子系统中的一个子系统可以包括车体侧倾控制系统，该车体侧倾控制系统设置成提供了车体侧倾校正以减小车体侧倾，并且子系统配置模式至少在某些驾驶条件下提供车辆的不同级别的车体侧倾校正。
[0060] 这些子系统中的一个子系统可以包括设置成在下坡时控制车辆的速度的速度控制系统。该速度控制系统可以设置成以不同的配置模式将车辆控制至不同的速度。
[0061] 可选地，操作模式可以包括越野模式和道路模式，在该越野模式中，子系统以适于在粗糙地形上驾驶的方式被控制，而在该道路模式中，子系统以适于在道路上驾驶的方式被控制。
[0062] 可选地，悬架系统设置成在越野模式中比在道路模式中提供了更高的底盘高度。
[0063] 另外可选地，在越野模式中比在道路模式中提供有更高级别的所述互相连接。
[0064] 牵引力控制系统可以设置成在越野模式中比在道路模式中允许更少的轮空转。
[0065] 可选地，横摆控制系统设置成在越野模式中比在道路模式中允许更大程度的所述偏离。
[0066] 可选地，在越野模式中，档位改变变速器在低档位中进行操作。
[0067] 可选地，动力系控制装置设置成：对于给定的加速器或节气门踏板位置而言、至少在较低水平的加速器踏板下压处，在越野模式中比在道路模式中提供了更低级别的驱动扭矩。
[0068] 可选地，差速系统设置成在越野模式中比道路模式中提供了更高级别的差速锁定。
[0069] 可选地，车体侧倾控制系统设置成在道路模式中比越野模式中提供了更大的车体侧倾刚度。
[0070] 可选地，速度控制系统设置成在越野模式中不处于操作状态而在道路模式中处于操作状态。
[0071] 可选地，驱动模式包括至少一个低摩擦模式以及高摩擦模式，在低摩擦模式中以适于在低摩擦表面上行驶的方式控制子系统，在高摩擦模式中以适于在高摩擦表面上行驶的方式控制子系统。
[0072] 可选地，制动控制系统在高摩擦模式中比在低摩擦模式中允许更高级别的滑移。替选地，制动控制系统可以在低摩擦模式中比在高摩擦模式中允许更高级别的滑移。
[0073] 可选地，牵引力控制系统在高摩擦模式中比在低摩擦模式中允许更高级别的轮空转。替选地，牵引力控制系统在低摩擦模式中比在高摩擦模式中允许更高级别的轮空转[0074] 可选地，制动控制系统在高摩擦模式中比在低摩擦模式中提供了更大级别的制动辅助。
[0075] 可选地，动力系控制装置设置成：对于给定的加速器或节气门踏板位置、至少在较低水平的加速器踏板下压处，在低摩擦模式中比在高摩擦模式中提供了更低级别的驱动扭矩。
[0076] 可选地，变速器系统设置成对于所述至少一个参数的给定值而言在高摩擦模式中比在低摩擦模式中以更高的档位进行操作。
[0077] 可选地，差速系统设置成在低摩擦模式中比在高摩擦模式中提供了更高级别的差速锁定。
[0078] 可选地，高摩擦模式可以包括车辆将正常地进行操作并且适于道路驾驶的标准或默认模式。
[0079] 可选地，具有至少两种这样的低摩擦模式，并且悬架系统设置成在低摩擦模式中的一个低摩擦模式中比在另一低摩擦模式中提供了更高的底盘高度。
[0080] 另外可选地，具有至少两种这样的低摩擦模式，并且悬架系统设置成在低摩擦模式中的一个低摩擦模式中比在另一低摩擦模式中提供了更高级别的所述交叉连结。
[0081] 可选地，所述至少两个低摩擦模式可以包括适于行驶经过较深的泥泞地的泥泞模式以及适于在雪地、草地或碎石中行驶的另一低摩擦模式。
[0082] 可选地，可以具有多个低摩擦模式，所述多个低摩擦模式中的一个低摩擦模式可以为以适于在草地上驾驶的方式控制子系统的草地模式，所述多个低摩擦模式中的一个低摩擦模式可以为以适于在冰地上驾驶的方式控制子系统的冰地模式，并且所述多个低摩擦模式中的一个低摩擦模式可以为以适于在泥泞地上驾驶的方式控制子系统的泥泞模式。
[0083] 可选地，这些模式中的一种模式为以适于在沙地上驾驶的方式控制子系统的沙地模式。子系统中的至少一个子系统可以设置成：在沙地模式中，在车辆以较低的速度行驶时允许仅相对较低级别的轮空转，以避免车轮变得陷在沙地中，但在车辆以较高的速度行驶时允许相对较高级别的轮空转。可选地，在沙地模式中，动力系控制系统设置成：对于给定的节气门踏板位置而言，在较低的车辆速度时提供了相对较低级别的驱动扭矩，以及对于给定的节气门踏板位置而言，在较高的车辆速度时提供了相对较高级别的驱动扭矩。
[0084] 越野模式可以为以适于在岩石上驾驶的方式控制子系统的岩石爬行模式。替选地，越野模式可以设置成用于更普遍的越野用途。另外或替代性地，可以提供一种或多种其他越野模式。
[0085] 这些模式中的一种模式可以为以适于在粗糙道路上驾驶、例如适于以相对较高的速度在粗糙的表面上驾驶的方式控制子系统的粗糙道路模式。
[0086] 这些模式中的至少一种模式可以为将制动控制子系统设置成在制动的情况下允许相对较大程度的轮滑移的耕地表面模式。耕地表面模式例如在雪地或沙地上可能是可用的，在这种情况下，轮的前方堆积的物质在制动的情况下可以改善制动性能。
[0087] 可选地，这些模式中的至少一种模式为以适于在道路上驾驶的方式控制子系统的道路模式。例如，这些模式中的一种模式可以为以适于以较高的速度(通常为80kph(50mph)或更大)在基本平坦的道路表面上驾驶的方式控制子系统的公路或高速公路模式。这些模式中的一种模式可以为以适于在通常具有更频繁和更陡的弯道的乡村道路上驾驶(导致较低平均速度和更小的车速)的方式控制子系统的乡村道路模式。
[0088] 驱动模式能够借助于至少两个输入中的至少一个输入来进行选择，所述至少两个输入中的一个输入可以为设置成影响基于选定的地形而选择的模式的地形选择输入，并且所述至少两个输入中的另一输入可以为设置成影响基于车辆的选定的用途模式而选择的模式的用途模式输入。这些输入中的每个输入可以为用户受控的输入，或者可以从一个或多个传感器获得。
[0090] 替选地或另外地，用途模式输入可以设置成允许在例如包括拖拽状态或加载状态的多个车辆状态之间进行选择。
[0091] 可选地，控制系统能够响应于检测到转向不足或过度转向通过稳定性控制系统暂停施加至一个或多个轮的扭矩的量的改变。
[0092] 操作控制系统以根据边坡的检测以上述方式在车辆上引发转矩被称作边坡后轴滑移校正功能。边坡后轴滑移校正功能应被理解为是除通过装配至车辆的常规稳定性控制系统实现的功能以外另外实现的功能。
[0093] 在一些实施例中，当检测到边坡条件时，可以暂停由一个或多个稳定性控制系统如动态稳定性控制系统(DSC)、牵引力控制系统(TCS)等进行的干预，并且边坡后轴滑移校正功能使得根据本文所描述的方法施加转矩。在一些实施例中，可以暂停例如用于补偿转向不足或过度转向的横摆校正，同时可以继续进行用于在加速期间补偿轮空转的牵引力控制，以根据牵引力控制子系统的根据系统操作的控制模式所选择的子系统配置参数来进行操作。
[0094] 替选地，在一些实施例中，根据边坡条件的检测可以改变用于使稳定性控制系统干预以减少过度横摆所必须满足的一个或多个条件。在一些实施例中，可以改变用于使DSC进行干预的一个或多个条件，以在检测到边坡条件时延迟对大于Angle_TASt的Angle_TAS的值的干预。例如，如果Angle_TASt被设置为15度，则DSC进行干预的阈值可以是或对应于为20度、25度、30度或任何其他合适值的Angle_TAS值。
[0095] 该特征具有下述优势：可以增强车辆稳定性(composure)，因为当边坡条件存在时使用特定的控制方法来补偿横摆误差，而不是依靠稳定性控制系统针对在相对级别的地面上行进而进行优化。本发明的实施例使得在应对边坡时能够增强车辆稳定性，并且能够增驾驶员在车辆处理中的自信心以及乘客舒适性。
[0096] 在本发明的要求保护的另一方面中，提供了一种包括根据本发明的另一方面的系统的车辆。
[0097] 车辆可以适于越野行驶。
[0098] 在本发明的要求保护的另一方面中，提供了一种用于控制车辆的方法，该方法包括：
[0099] 检测车辆穿越边坡时的边坡条件；以及
[0100] 控制施加至一个或多个轮的扭矩的量以在车辆上引发转矩，
[0101] 所述方法包括使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
[0102] 在本发明的要求保护的又一方面中，提供了一种承载介质，所述承载介质承载有用于控制车辆以实施根据本发明的方面的方法的计算机可读编码。
[0103] 在本申请的范围内，可以清楚地设想，在前述段落中、在权利要求中和/或在下列描述和附图中陈述的各个方面、实施例、示例和替代方案以及特别是其各个特征可以独立地或以其任何组合的方式进行采用。结合一个实施例描述的特征除非这些特征之间不相容否则都能够应用于所有实施例。
[0104] 为了避免疑问，应该理解到，关于本发明的一方面所描述的特征可以单独地或者以与一个或多个其他特征适当结合的方式包括在本发明的任何其他方面内。
附图说明
[0105] 现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明的一个或多个实施例进行描述，在附图中：
[0106] 图1为根据本发明的实施例的车辆的示意图；
[0107] 图2为示出了根据本发明的实施例的包括受到车辆控制系统控制的各个车辆子系统的车辆控制系统的框图；
[0108] 图3为示出了在每种相应的车辆操作模式下选择何种车辆子系统配置模式的图表；
[0109] 图4为示意图，该示意图在以下三种情况下示出了根据本发明的实施例的穿越边坡的车辆：(a)示出了当检测到边坡时初始施加转矩的平面图；(b)示出了由于边坡产生的非零后轴滑移角的平面图；以及(c)在将后轴滑移角基本校正为零之后从车辆后方观看时；以及
[0110] 图5为根据本发明的实施例的车辆的操作方法的示意图。
具体实施方式
[0111] 图1示出了根据本发明的实施例的车辆100，该车辆100意在适于在除规则的柏油路以外的地形上使用的越野用途以及道路。车辆100具有动力系129，该动力系129包括发动机121，发动机121连接至具有变速器124的动力传动系130。在示出的实施例中，变速器124为自动变速器124。本发明的实施例还适于在具有手动变速器、无级变速器或者任何其他适当的变速器的车辆中使用。
[0112] 动力传动系130设置成借助于前差速器135F和一对前传动轴118来驱动一对前车轮111、112。前车轮111、112、前差速器135F及前传动轴118可被视为构成车辆100的前轴FA。动力传动系130还包括辅助动力传动系部131，其中，该辅助动力传动系部131设置成借助于辅助传动轴或者说后驱传动轴(prop-shaft)132、后差速器135以及一对后传动轴139来驱动一对后轮114、115。后轮114、115、后差速器135、及后传动轴139可视为构成车辆100的后轴RA。本发明的实施例适于与下述车辆一起使用：变速器设置成驱动仅一对前轮或仅一对后轮(即前轮驱动车辆或后轮驱动车辆)的车辆、或者可选的两轮驱动/四轮驱动车辆。在图
1的实施例中，变速器124能够借助于动力传输单元(PTU)137以可释放的方式连接至辅助动力传动系部131，从而允许可选的两轮驱动或四轮驱动操作。应当理解到，本发明的实施例可以适于具有多于四个轮的车辆或者适于仅两个轮——例如三轮车辆或四轮车辆或者具有多于四个轮的车辆中的两个轮——被驱动的车辆。
1的实施例中，变速器124能够借助于动力传输单元(PTU)137以可释放的方式连接至辅助动力传动系部131，从而允许可选的两轮驱动或四轮驱动操作。应当理解到，本发明的实施例可以适于具有多于四个轮的车辆或者适于仅两个轮——例如三轮车辆或四轮车辆或者具有多于四个轮的车辆中的两个轮——被驱动的车辆。
[0113] PTU 137能够以“高速比”或“低速比”配置操作，其中，PTU 137的输入轴与输出轴之间的传动比被选择成高速比或低速比。高速比配置适于普通的道路或‘公路’操作，而低速比配置更适于应对某些越野地形条件以及其他低速应用如拖拽。
[0114] 车辆100具有加速器踏板161、制动踏板163以及方向盘181。方向盘181具有安装在其上的巡航控制选择按钮181C。
[0115] 车辆100具有被称作车辆控制单元(VCU)10的中央控制器，VCU 10接收来自设置在车辆100上的各种传感器和子系统12的多个信号以及将多个信号输出至设置在车辆100上的各种传感器和子系统12。
[0116] 图2更加详细地示出了VCU 10。VCU 10控制多个车辆子系统12，所述多个车辆子系统12包括但不限于发动机管理系统12a、变速器系统12b、电子动力辅助转向单元12c(ePAS单元)、制动系统12d、悬架系统12e以及动力传动系统12f。尽管六个子系统被示出为受到VCU 10的控制，但是实际上可以在车辆上包括更多数目的车辆子系统，并且这些车辆子系统可以受到VCU 10的控制。VCU 10包括子系统控制模块14，该子系统控制模块14经由线路13向车辆子系统12中的每个车辆子系统提供控制信号以适于车辆行驶的驾驶条件如地形(被称作地形条件)的方式启动对子系统的控制。子系统12还经由信号线路13与子系统控制模块14进行通信以反馈关于子系统状态的信息。在一些实施例中，可以设置液压操作的动力转向单元而不是ePAS单元12c。
[0117] VCU 10接收从多个车辆传感器接收并代表与车辆运动和状态相关联的各种不同参数的多个信号，所述多个信号总体上以16和17表示。如在GB2492655中详细描述的，信号16、17提供或者用于计算指示车辆行驶的条件的性质的多个驾驶条件指标(也被称作地形指标)。本发明的一些实施例的一个有利特征在于：VCU 10基于地形指标来确定对于各个子系统最合适的控制模式，并且相应地自动控制子系统。也就是说，VCU 10基于地形指标来确定最适合的控制模式，并且自动使得子系统12中的每个子系统以与该控制模式对应的相应子系统配置模式操作。
[0118] 车辆上的传感器(未示出)包括但不限于向VCU 10提供连续的传感器输出16的传感器，该传感器包括轮速传感器、底盘高度传感器、悬架关节传感器、环境温度传感器、大气压力传感器、轮胎压力传感器、检测车辆的横摆、侧倾及俯仰的横摆传感器、车辆速度传感器、纵向加速度传感器、发动机扭矩传感器(或发动机扭矩估计器)、转向角度传感器、方向盘速度传感器、坡度传感器(或坡度估计器)、横向加速度传感器(作为稳定性控制系统(SCS)的一部分)、制动踏板位置传感器、加速踏板位置传感器以及纵向运动传感器、横向运动传感器和竖向运动传感器。
[0119] 在其他实施例中，可以仅使用上述传感器中选择的传感器。VCU 10还接收来自车辆的电子动力辅助转向单元(ePAS单元12c)的信号以指示施加至轮的转向力(驾驶员施加的转向力与通过ePAS单元12c施加的转向力进行结合)。
[0120] 车辆100还设置有向VCU 10提供离散的传感器输出信号17的多个传感器，传感器输出信号17包括巡航控制状态信号(开启/关断)、分动器或PTU 137状态信号(传动比是被设定为高档位还是低档位)、斜坡缓降控制(HDC)状态信号(开启/关断)、拖车连接状态信号(开启/关断)、指示稳定性控制系统(SCS)已被激活的信号(开启/关断)、挡风玻璃雨刮器信号(开启/关断)、空气悬架底盘高度状态信号(高/低)以及动态稳定性控制(DSC)信号(开启/关断)。
[0121] VCU 10包括呈估计器模块或处理器18的形式的评估装置以及呈选择器模块或处理器20的形式的计算和选择装置。首先，来自传感器的连续输出16被提供至估计器模块18，而离散信号17被提供至选择器模块20。
[0122] 在估计器模块18的第一级内，传感器输出16中的各个传感器输出用于获得许多地形指标。在估计器模块18的第一级中，从轮速传感器获得车辆速度，从轮速传感器获得轮加速度，从车辆纵向加速度传感器获得轮上的纵向力，并且从检测横摆、俯仰及侧倾的运动传感器获得发生轮滑移(在轮滑移发生的情况下)的扭矩。在估计器模块18的第一级内所执行的其他计算包括轮惯性扭矩(与使旋转轮加速或减速相关联的扭矩)、“行进的连续性”(对车辆是否起动及停止的评估，例如，如当车辆在岩石地形上行驶时可能会发生的情况)、气动阻力、横摆率以及横向车辆加速度。
[0123] 估计器模块18还包括第二级，在该第二级中，计算以下地形指标：表面滚动阻力(基于轮惯性扭矩、车辆上的纵向力、气动阻力以及轮上的纵向力)、方向盘181上的转向力(基于横向加速度和来自方向盘传感器的输出)、轮纵向滑移(基于轮上的纵向力、轮加速度、SCS活动性以及指示是否发生了轮滑移的信号)、横向摩擦(根据所测量出的横向加速度和横摆与所预测的横向加速度和横摆的关系来计算)、以及波状检测(指示搓板型表面的高频、低幅度的轮高度激励)。
[0124] SCS活动性信号通过来自SCS ECU(未示出)的若干个输出获得，稳定性控制系统(SCS)ECU包括DSC(动态稳定控制)功能、TC(牵引力控制)功能、ABS和HDC算法，从而指示DSC活动性、TC活动性、ABS活动性、对各单个轮的制动干涉以及从SCS ECU至发动机的发动机扭矩减小请求。所有这些均指示滑移事件已经发生并且SCS ECU已经采取措施来控制滑移事件。估计器模块18还使用来自轮速传感器的输出以确定轮速变化和波状检测信号。
[0125] 基于挡风玻璃雨刮器信号(开启/关断)，估计器模块18还计算挡风玻璃雨刮器已经处于开启状态的时长(即，雨持续信号)。
[0126] VCU 10还包括用于基于空气悬架传感器(底盘高度传感器)和轮加速计来计算地形粗糙度的道路粗糙度模块24。从道路粗糙度模块24输出呈粗糙度输出信号26的形式的地形指标信号。
[0127] 作为合理性检查，在估计器模块18内将轮纵向滑移的估计与横向摩擦估计进行相互比较。
[0128] 为了在VCU 10内进行进一步处理，从估计器模块18输出关于轮速变化和波状输出、表面滚动阻力估计、轮纵向滑移和波状检测以及摩擦合理性检查的计算，并且该计算提供了指示车辆正在行驶的地形的性质的地形指标输出信号22。
[0129] 来自估计器模块18的地形指标信号22被提供给选择器模块20，以基于车辆正在行驶的地形类型的指标来确定多个子系统控制模式中(并且因此对应的子系统配置模式)的哪个车辆子系统控制模式最合适。通过基于来自估计器模块18和道路粗糙度模块24的地形指标信号22、26分析不同的控制模式中的每种控制模式合适的概率来确定最合适的控制模式。
[0130] 可以响应于来自选择器模块20的控制输出信号30并且在不需要驾驶员输入的情况下(在VCU 10的“自动模式””操作或“自动条件”操作下)以给定的子系统控制模式自动地控制车辆子系统12。替选地，可以根据经由人机接口(HMI)模块32进行的手动用户输入(在VCU 10的“手动模式”操作或“手动条件”操作下)以给定的子系统控制模式操作车辆子系统12。因此，用户通过选择所需要的系统控制模式(操作模式)来确定子系统将在哪个子系统控制模式下进行操作。HMI模块32包括显示屏(未示出)和用户可操作开关组170。用户可以通过按压控制旋钮172使得旋钮172在收回位置和露出位置之间切换来经由开关组170在VCU10的手动模式(或条件)操作与自动模式(或条件)操作之间进行选择。当旋钮处于露出位置时，VCU 10在手动模式或条件下操作。当VCU 10处于手动模式或条件下时，开关组170还使得用户能够通过控制旋钮172的旋转来选择所需的子系统控制模式。
[0131] 应理解的是，子系统控制器14可以直接经由信号线13自身控制车辆子系统12a至12f，或替选地，每个子系统可以设置有用于提供相关的子系统12a至12e的控制的与其自身相关联的中间控制器(图1中未示出)。在每个子系统可以设置有用于提供相关的子系统12a至12e的控制的与其自身相关联的中间控制器的情况下，子系统控制器14可以仅控制对于子系统12a至12e的最合适的子系统控制模式的选择，而非实施对于子系统的实际控制步骤。中间控制器或者每个中间控制器实际可以形成主子系统控制器14的组成部分。
[0132] 图3为从US2003/0200016获得的图表，该图表示出了车辆100的子系统12在VCU 10可以进行操作的相应不同的操作模式下所采取的特定子系统配置模式。
[0133] 操作模式为：
[0134] (a)高速公路(或公路)模式；
[0135] (b)乡村道路模式；
[0136] (c)城市行驶(都市)模式；
[0137] (d)拖拽(道路)模式；
[0139] (f)雪地/冰地(道路)模式；
[0140] (g)草地/碎石/雪地(GGS)模式；
[0141] (h)沙地模式；
[0142] (i)岩石爬行或越过巨石模式；以及
[0143] (j)泥泞/车辙模式
[0144] 参照图3，悬架系统12e的配置根据底盘高度(高、标准或低)和侧/侧空气相互连接(side/side air interconnection)来指定。悬架系统12e为以在US2003/0200016中描述的方式允许用于位于车辆的相反两侧上的轮的悬架之间相互流体连接的流体悬架系统，在本实施例中为空气悬架系统。所述多种子系统配置模式提供了不同级别的所述相互连接，在本文中的情况下，没有相互连接(相互连接关闭)和提供了至少部分相互连接(相互连接打开)。
[0145] ePAS转向单元12c的配置可以被调节以提供不同级别的转向辅助，其中，转向辅助的量越大，方向盘181越容易进行转动。在某些操作模式下，辅助的量可以与车辆速度成反比。
[0146] 制动系统12d可以设置成根据操作模式对于施加至制动踏板163的给定压力量而言提供相对较大的制动力或者相对较小的制动力。
[0148] 电子牵引力控制(ETC)系统可以以高摩擦系数(high mu)或低摩擦系数(low mu)配置进行操作，该系统在干涉车辆控制之前相比high mu配置在low mu配置下容许更大的轮滑移。
[0149] 动态稳定性控制系统(DSC)也可以以high mu或low mu配置进行操作。
[0150] 发动机管理系统12a可以以“快”或“慢”加速器(或节气门)踏板行进配置模式进行操作，在“快”或“慢”加速器(或节气门)踏板行进配置模式下，随着加速器踏板行进而分别相对较快或较慢地增加发动机扭矩。速率可以取决于在一种或多种模式如沙地模式下的速度。
[0151] PTU 137可以以如本文所描述的高档位(HI)子系统配置模式或低档位(LO)子系统配置模式进行操作。
[0152] 变速器124可以以“正常”模式、“性能”模式以及“手动”模式进行操作，其中，“正常”模式在燃料经济性与驾驶性能之间提供了合理的折衷，“性能”模式通常将变速器保持在比正常模式更低的档位中，特别是在驾驶员请求高级别的驱动扭矩以使车辆加速时，在“手动”模式下，档位变化的控制完全由驾驶员来给定。还具有“雪地”或“冰地”模式以及“沙地”模式，“雪地”或“冰地”模式通常将变速器保持在比正常模式更高的档位中，特别是在从静止开始加速的情况下，以避免因轮空转引起的牵引力的损失，“沙地”模式将变速器以较低的速度保持在相对较大的档位中以避免过度的轮空转。过度的轮空转会导致轮自身以较低的速度陷在沙地中。然而，沙地模式在更高的速度处使用相对较低的档位，在这种情况下，可能需要相对较大程度的轮滑移来提供最大的牵引力。较低的档位还有助于发动机121保持在发动机速度较大并且动力输出较大的操作区域中，从而有助于避免车辆100因缺乏动力而变得“停滞”。
[0153] 在某些实施例中，中央差速器和后差速器各自包括离合器组件并且是可受控的以在“完全打开”与“完全锁定”状态之间改变锁定程度。实际锁定程度在任何时间都可以以已知的方式基于多种因素来进行控制，但是该控制可以被调节成使得差速器“更加打开”或“更加锁定”。具体地，离合器组件上的预加载可以被改变，这进而控制了锁定扭矩，即，差速器两侧的将引起离合器滑移并且因此引起差速器滑移的扭矩。也可以以相同或类似的方式来控制前差速器。
[0154] VCU 10被配置为通过参考由此接收的信号16来监测车辆100在其上移动的驱动表面的坡度。特别是，VCU 10的估计器模块18被配置为确定驱动表面关于与车辆100在地面上的移动方向或路径平行的线所倾斜的角度。可以将该角度称作边坡角Angle_SS，在图4(c)中示意性地示出了该边坡角。可以参照指示车体侧倾角Angle_BR(图4(c))的传感器来确定边坡角，车体侧倾角为车辆100的垂直轴Z和相对于重力的真正竖直轴V之间的角度。
[0155] VCU 10被配置成：通过调节从侧倾率传感器数据得出的侧倾角的值来计算Angle_SS的值，以便将在转弯时因向心力产生的车体侧倾考虑在内，从而更准确地确定边坡角Angle_SS。在一些实施例中，可以参照指示横向加速度的信号以及该信号的经滤波的导出信号来确定Angle_SS的值。例如，经滤波的导出信号可以与通过低通滤波器后的横向加速度的变化率对应。
[0156] VCU 10还计算车辆100的纵向轴L和车辆100的行进方向D之间的角度。如图4(b)所示，可以将车辆100的纵向轴L和车辆100的行进方向D之间的角度称作后轴滑移角Angle_TAS。可以通过参照对于当前车辆速度而言车辆横摆角的预期变化率和转向角之间的差(或误差)来估计Angle_TAS的值。该误差可以被称作横摆误差yaw_err。估计Angle_TAS的其他方式也是有用的。
[0157] 边坡角Angle_SS的值被输出至VCU 10的边坡补偿模块80。
[0158] 如果模块80检测到车辆100正在应对其中Angle_SS超过指定触发器阈值角度Angle_SSt的边坡，则模块80确定VCU 10是否应通过扭矩矢量分配MTV(图1)来命令施加车辆100上的转矩，以对车辆100上由于边坡MSS产生的转矩进行计数。在本实施例中，Angle_SSt的指定值为5度。其他值也是有用的。在某些实施例中，Angle_SSt的值可以取决于所选择的控制模式。
[0159] 在本实施例中，MTV的值由模块80通过参照输出MTV的值的查找表(LUT)80LUT来确定，MTV的值取决于车速、Angle_SS、Angle_TAS和/或yaw_err以及当前选择的控制模式。应理解，在某些控制模式下，响应于识别的边坡条件，没有转矩MTV被应用。
[0160] 模块80经由信号线81将命令输出至子系统控制模块14，这进而导致发动机管理系统12a、传动系控制器12f及制动系统12d产生通过扭矩矢量分配所建立的转矩。因此，子系统14产生要通过发动机管理系统12a、传动系控制器12f及制动系统12d的适当控制引起的转矩，这提供了以下装置，该装置用于控制施加至一个或多个轮111，112，114，115的扭矩量，以使得在与后轴RA相对于前轴FA的向下倾斜方向上的侧滑移相反的方向上产生所需的转矩MTV。
[0161] 在本实施例中，通过借助于制动系统12d施加制动力(通过制动进行的扭矩矢量分配，TVB)与借助于发动机管理系统12a和传动系统12f分配轮之间的驱动扭矩(通过动力系进行的扭矩矢量分配，TVP)的结合来采用扭矩矢量分配。在本实施例中，TVB可用于在加速器踏板161未被压下时建立转矩，而TVP可以用于在加速器踏板161被压下时建立转矩。在一些实施方案中，如果单独采用TVP可用的动力系扭矩不足以建立所需的转矩，则除了采用TVP之外还可以采用TVB。
[0162] 在本实施例中，在Angle_SS超过阈值Angle_SSt时，当VCU 10在规定的一组控制模式(GGS或沙地模式)下操作时不管Angle_TAS或yaw_err的值如何，VCU 10命令施加与基线值MTVB相等的有限转矩MTV。每当Angle_SS超过阈值Angle_SSt时，即使在后轮轴的尚未发生侧滑移的情况下，该转矩由此引入基线转矩或使车辆100朝向直着向前方向偏移的转矩偏移。
[0163] 如果VCU 10确定Angle_TAS的值超过规定的阈值Angle_TASt，则VCU 10使MTV的值增加至基线值MTVB之上，以减少Angle_TAS。在本实施例中，使得MTV增加至MTVB之上的Angle_TAS的值取决于VCU 10正在操作所处于的控制模式。在某些控制模式如GGS下，触发MTV增加的临界角小于其他模式如沙地的临界角。这至少部分地是因为相对较软、可变形的表面如沙地往往能够在表面没有显著变形/侵蚀的情况下容纳较大Angle_TAS值，而比较脆弱的表面如草即使在Angle_TAS为相对较小值的情况下可能更容易变形。因此，优选的是，减少相对脆弱表面的变形，这至少部分是因为这样的表面的变形可能会导致表面提供降低的牵引能力，如表面和车轮之间的表面摩擦系数的值减小。在一些实施例中，如果VCU 10在GGS控制模式下进行操作，则临界角可以在10度左右，如果在沙地控制模式下进行操作，则临界角在15度左右。其他设置也是有用的。
[0164] VCU 10采用闭环反馈装置以根据需要调节MTV的值，试图将Angle_TAS保持在小于阈值角度Angle_TASt的值。在一些实施例中，VCU 10可以试图将Angle_TAS保持在基本为零的值。其他设置也是有用的。
[0165] 应理解，转矩的引发可通过建立后轮在上坡和下坡之间的动力系的差来完成。可选地，此外，通常可以通过相对于前轴增加后轴处的扭矩，在前轴和后轴之间生成动力系扭矩的差。应该理解的是，当在某些表面如沙地上行进时，不希望将制动施加至内侧后轮以校正后轴侧滑。而是，在后轴两端的后轮之间的动力系扭矩的差是优选的。
[0166] 中央差速器或其他装置可以用于使前轴和后轴之间的扭矩均衡。应理解，在如上所述的某些情况下，可能希望增加施加至后轮的扭矩的比例。
[0167] 可以通过降低至内侧后轮的动力系扭矩和/或通过增加至外侧后轮的动力系扭矩来产生动力系驱动扭矩的差。这可以通过借助于后差速器135改变后轮之间的扭矩分配来实现。在本实施例中，后差速器135通过允许相应的左和右离合器组件滑动，以容纳左后轮和右后轮114，115之间的速度差异，所述左和右离合器组件被设置成向相应的左和右后驱动轴139(其可被描述如半轴或四分之一轴)提供扭矩。
[0168] 替选地，VCU 10可以被配置成使得通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0169] 在一些实施例中，VCU 10可以被配置成使得仅当系统在一个或多个控制模式的后上坡控制模式集下操作时通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来在车辆上引发转矩以便减小Angle_TAS。另外或替代地，VCU 10可以被配置成使得仅当VCU 10在规定的一个或多个后下坡控制模式下操作时通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0170] 一个或多个后下坡控制模式的集合可以包括用于在沙地上行进的沙地模式。
[0171] 应理解，使得传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量与车辆在平坦表面上行进的情况下会使用的策略相反。在一些实施例中，系统不试图使得通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0172] 在一些实施例中，可以通过在驶员踩下加速器踏板时建立轴两端的动力系扭矩差，并且在驾驶员未踩下加速器踏板时建立轴两端的制动扭矩差来引发转矩。
[0173] 有利地，可以在后轴两端建立动力系扭矩差或制动扭矩差。
[0174] 图5示出了根据本发明的实施例的车辆100的操作方法。
[0175] 在步骤S101处，车辆100的VCU 10根据选择器旋钮172的位置以在手动控制模式选择条件或自动模式选择条件下选定的控制模式操作。VCU 10在步骤S101处确定VCU 10是否正在一个规定的控制模式集下操作，所述规定的控制模式集在本实施例中为GGS模式或沙地模式。如果VCU 10正在这些模式中的一个模式下操作，则VCU 10在步骤S103处继续进行。否则，VCU 10重复进行步骤S101。
[0176] 在步骤S103处，VCU 10通过参照边坡角Angle_SS的值来确定是否存在边坡条件。如果Angle_SS的值超过阈值边坡角Angle_SSCt(在选择了GGS模式的情况下为5度，在选择了沙地模式的情况下为10度)，则VCU 10在步骤S105处继续进行，否则，VCU 10在步骤S101处继续进行。
[0177] 在步骤S105处，VCU 10命令(经由子系统控制模块14)在车辆100上施加基线转矩MTVB，基线转矩MTVB的幅度通过参照存储在车辆100的存储器中的边坡查找表来确定。转矩的量取决于所选择的控制模式、车速以及Angle_SS的值。在一些实施例中，另外或替代地，转矩可以至少部分地取决于转向角。在与车辆100的后轴相对于前轴在下坡方向上的滑动相反的方向上施加转矩。然后，VCU 10在步骤S107处继续进行。
[0178] 在步骤S107处，VCU 10检查后轴滑移角Angle_TAS的值是否超过触发器阈值Angle_TASt。如果Angle_TAS＞Angle_TASt，则VCU 10在步骤S109处继续进行，否则VCU 10在步骤S101处继续进行。
[0179] 在步骤S109处，VCU 10采用查找表以提供试图将Angle_TAS的值降至Angle_TASt之下的用于闭环反馈装置的参数。参数被设置成使得MTV的值至少部分地根据所选择的控制模式和车速以相对较快或相对较慢的速率增加。然后，VCU 10在步骤S101处继续进行。
[0180] 在一些实施例中，在步骤S107处，代替检查Angle_TAS的值，VCU 10检查横摆误差yaw_err的量是否超过阈值yaw_errt。如果yaw_err超过yaw_errt，则VCU 10在步骤S109处继续进行，否则VCU 10在步骤S101处继续进行。在步骤S109处，VCU 10可以采用查找表以提供试图将yaw_err的值降至yaw_errt之下的用于闭环反馈装置的参数。参数被设置成使得MTV的值至少部分地根据所选择的控制模式和车速以相对较快或相对较慢的速率增加。然后，VCU 10在步骤S101处继续进行。
[0181] 应理解，在各自的后轮处施加的扭矩的相对量可以根据多个参数中的一个或多个参数来确定，所述多个参数包括所选择的控制模式、车速、后轴滑移角、边坡角、车辆遭受的阻力的测量值以及另外或替代地一个或多个其他参数。例如，在沙地控制模式下，VCU 10可以被配置成建立相对大的扭矩差的量以建立相对大的MTV的值，而在GGS模式下，MTV的值可以小于Angle_TAS或yaw_err的给定值。VCU 10使得MTV增加或降低的速率也可以取决于这些参数中的一个或多个参数。例如，在沙地上行进的情况下，VCU 10可以使得MTV相对块地增加以阻止Angle_TAS的增加。应理解，当在沙地上行进时，可以相对快地发生Angle_TAS增加。在传统的车辆中，相比于在干草地上行进，驾驶员需要采取相对快的切换动作以防止建立过度的后轴侧滑移。因此，本发明的一些实施例在Angle_TAS超过Angle_TASC或yaw_err超过yaw_errt时，增加MTV增加的速率。其他设置也是有用的。
[0182] 在一些实施例中，当检测到边坡条件时，可以修改由一个或多个稳定性控制系统如动态稳定性控制系统(DSC)、牵引力控制系统(TCS)等(其可以以VCU 10或其他计算设备执行的功能的形式来实现)调节干预的一个或多个条件。在一些实施例中，可以修改由稳定性控制系统调节干涉的一个或多个条件，以校正横摆，例如，以补偿转向不足或转向过度，而不改变可以补偿轮空转的牵引力控制系统的响应。牵引力控制系统(其也可被称作牵引力控制子系统，因为其是车辆子系统)可以按照根据VCU 10正在操作的控制模式选择的子系统配置参数来操作。
[0183] 在本实施例中，DSC系统被配置成：当Angle_SS超过Angle_SSt时，干预和触发以横摆误差的较大阈值对因横向滑移引起的过度横摆进行校正。该阈值被设定为使得VCU 10进行干预以谋求在DSC系统干预之前将Angle_TAS降至Angle_TASt之下。
[0184] 在本实施例中，DSC系统被配置为：干预以根据控制模式对由制动和/或动力系扭矩矢量分配引起的横摆进行校正。在本实施例中，如果VCU 10在沙地控制模式下操作，则VCU 10被配置成在车辆100的后轮轴处，将制动施加至车辆100的仅一侧的轮上。
[0185] 该特征具有下述优势：可以增强车辆稳定性，因为当存在边坡情况时使用特定的控制方法来补偿横摆误差，而不是依靠稳定性控制系统针对在相对级别的地面上行进而进行优化。本发明的实施例使得在应对边坡时能够增强车辆稳定性，并且能够增强驾驶员在车辆处理中的自信心以及乘客舒适性。
[0186] 本发明的实施例可以参照以下编号段落来理解：
[0187] 1.一种用于机动车辆的控制器，该控制器被配置成：
[0188] 通过参照一个或多个传感器的输出来检测车辆穿越边坡时的边坡条件；以及[0189] 借助于动力系统和/或制动系统以在车辆上引发转矩的方式使扭矩施加至车辆的一个或多个轮，
[0190] 控制器被配置成使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
[0191] 2.根据段落1所述的控制器，该控制器被配置成当边坡角超过规定的角度时确定边坡条件存在。
[0192] 3.根据段落1或段落2所述的控制器，该控制器还被配置成检测后轴滑移角Angle_TAS何时超过阈值Angle_TASt，控制器被配置成使得取决于检测到后轴滑移角超过Angle_TASt来引发转矩，该转矩在使后轴滑移角减小的方向上引发。
[0193] 4.根据段落3所述的控制器，该控制器还被配置成使得引发具有根据Angle_TAS的值而确定的幅度的转矩。
[0194] 5.根据任一前述段落所述的控制器，该控制器被配置成使得通过施加制动扭矩和/或动力系驱动扭矩来引发转矩，以减小后轴滑移角的值。
[0195] 6.根据段落5所述的控制器，该控制器被配置成使得至少部分地通过将制动扭矩施加至后上坡轮来引发转矩。
[0196] 7.根据段落5或段落6所述的控制器，该控制器被配置成通过使传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0197] 8.根据段落5或段落6所述的控制器，该控制器被配置成通过使传递至后下坡轮的动力系驱动扭矩的量超过传递至后上坡轮的动力系驱动扭矩的量来引发转矩。
[0198] 9.根据任一前述段落所述的控制器，该控制器被配置成使得对悬架系统的调整产生车辆的上坡侧上底盘高度相对于车辆的下坡侧上的底盘高度的差。
[0199] 10.根据任一前述段落所述的控制器，该控制器被配置成使得引起对车体侧倾控制系统的调整，该车体侧倾控制系统被设置成提供车体侧倾校正以减小车体侧倾，该控制器被配置成使得车体侧倾控制系统与边坡条件关联地增加车体侧倾的阻力。
[0200] 11.根据任一前述段落所述的控制器，该控制器被配置成以车辆的至少一个子系统的多个控制模式中的所选择的一个控制模式进行操作，所述控制器包括用于以所述多个子系统控制模式中的所选择的一个子系统控制模式启动对至少一个子系统的控制的子系统控制器，所述子系统控制模式中的每个子系统控制模式与车辆的一个或多个不同的行驶条件对应。
[0201] 12.根据当从属于段落1时的段落5或段落6所述的控制器，该控制器被配置成根据所选择的控制模式、后轴滑移角的值以及所需的转矩的量中的一个或多个来确定是否通过使施加至上坡轮的扭矩超过施加至下坡轮的扭矩或者通过使施加至下坡轮的扭矩超过施加至上坡轮的扭矩来产生转矩。
[0202] 13.根据段落11或段落12所述的控制器，该控制器能够以手动控制模式选择条件进行操作，在所述手动控制模式选择条件下，用户可以借助于用户能够操作的模式选择输入装置来选择所需的控制器控制模式。
[0203] 14.根据段落11至13中的任一项所述的控制器，该控制器能够以自动模式选择条件进行操作，在所述自动模式选择条件下，控制器被配置成自动地选择适当的控制模式。
[0204] 15.根据段落14所述的控制器，其中，该控制器包括用于估计一个或多个行驶条件指标以确定子系统控制模式中的每个子系统控制模式的合适程度的估计器，所述控制器被配置成当处于自动模式选择条件时自动地控制子系统控制器以最适合的子系统控制模式启动对一个或多个子系统的控制。
[0205] 16.根据段落11至15中的任一项所述的控制器，其中，所述控制模式是选自以下系统中的至少一个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
[0206] 17.根据段落16所述的控制器，其中，所述控制模式是选自以下系统中的至少两个车辆子系统的控制模式：发动机管理系统、变速器系统、转向系统、制动系统以及悬架系统。
[0207] 18.根据段落11至17中的任一项所述的控制器，其中，在每种控制模式下，所述控制器被配置成使一个或多个车辆子系统中的每个车辆子系统以适于驾驶条件的子系统配置模式进行操作。
[0208] 19.根据任一前述段落所述的控制器，该控制器能够响应于检测到转向不足或过度转向来通过稳定性控制系统暂停施加至一个或多个车轮的扭矩的量的改变。
[0209] 20.一种包括根据任一前述段落所述的控制器的车辆。
[0210] 21.根据段落20所述的车辆，其中，所述车辆适用于越野行驶。
[0211] 22.一种用于控制车辆的方法，包括：
[0212] 检测车辆穿越边坡时的边坡条件；以及
[0213] 控制施加至一个或多个轮的扭矩的量以在车辆上引发转矩，
[0214] 所述方法包括使得在与后轴相对于导轴在下坡方向上的侧滑移相反的方向上引发转矩。
[0215] 23.一种承载介质，所述承载介质承载有用于控制车辆实施根据段落22所述的方法的计算机可读编码。
[0216] 贯穿本申请文件的说明书和权利要求书，词语“包括”和“包含”以及这些词语的变体——例如“包括有”和“包括了”——意味着“包括但不局限于”，但不意在(并且不)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。
[0217] 贯穿本申请文件的说明书和权利要求书，除非上下文另有要求，否则单数包含复数。特别地，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则说明书应被理解为考虑多个以及单个。
[0218] 除非彼此互不相容，否则结合本发明的特定方面、实施例或示例而描述的特征、整体、特性、复合物、化学成分或基团应被理解为能够应用于文中所描述的任何其他方面、实施例或示例。
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