CN101423028A - 用于演示滑转的牵引力控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于演示滑转的牵引力控制，具体提供一种车辆，该车辆包括车轮；由驾驶员驱动的加速器踏板；提供输出扭矩的动力传动系统；及牵引力控制系统，其配置为在第一路况下忽略驾驶员请求的输出扭矩以将车轮滑移控制到第一量，并在第二路况下当车速低于第一阈值时通过加速器踏板将车轮滑移从第一量增加到第二量，其中与第一路况相比，第二路况下的路面－轮胎摩擦力较高。本发明允许驾驶员用踏板直接控制车轮滑移或车轮滑转，提供具有一定程度的驾驶员控制的牵引力控制以满足具体牵引力事件的不同牵引力需求。

Description

用于演示滑转的牵引力控制
技术领域
本发明涉及车辆的牵引力控制，具体涉及在演示滑转(performance anddemonstration spin)事件期间协调牵引力控制。
背景技术
牵引力控制启用后可以忽略驾驶员的扭矩请求并代之以减小的扭矩输出操作发动机和/或增加车轮制动以减少车轮滑转。减少的车轮滑转或车轮滑移可以增加车轮和路面之间的牵引力以允许车辆通过低摩擦表面。使用这样的方法的前提是减少车轮滑移可以产生增加的牵引力。
然而，在具有高摩擦系数(μ)的表面(如跑道或演示表面)上，较高的车轮滑移速度在一些情形下可以提供更好的加速和性能。当驾驶员在封闭的跑道上执行各种低速演示和/或希望测试演示极限时尤其如此。因此，在这样的情况下，驾驶员可以例如在加速事件期间手动地完全停用牵引力控制以便产生车轮滑转。
发明人在此认识到这一方法的问题。具体来说，很多驾驶员不具备实现和控制期望的车轮滑移量的技术。此外，即使驾驶员能够在牵引力控制停用的情况下从静止加速时产生期望水平的滑移，驾驶员也难以在车辆加速时控制滑移的减少以使车辆加速与只有很少滑移或无滑移的加速相比实际上得到任何提高。类似地，在车辆起步期间发生车轮滑转事件时手动地采用牵引力控制以便在控制下转换到非滑移工况对驾驶员来说同样困难。
发明内容
发明人在此认识到，可提供具有一定程度的驾驶员控制的牵引力控制以满足具体牵引力事件的不同牵引力需求的系统和方法是所希望的。在一种方法中，提供一种用于控制具有车轮和由驾驶员驱动的踏板的车辆中的动力传动系统的方法。该方法包括：在第一路况下将车轮滑移控制到第一量，该第一量独立于驾驶员请求的输出，并在第二路况下将车轮滑移控制到第二量，该第二量基于驾驶员请求的输出，第二路况与第一路况相比具有较高摩擦。
上述控制方法和系统可以实现各种功能特征。例如，在出现驾驶员可通过车轮滑移实现更好的操作的工况(如高路面摩擦μ和/或高环境温度)时，该方法允许驾驶员用踏板直接控制车轮滑移或车轮滑转。因此，驾驶员的请求可以设定车轮滑移的水平，较大的下压量产生较大的受控滑移，而不是将驾驶员的请求转换为对扭矩的请求。以此方式，驾驶员可以更容易地在高性能跑道上执行演示滑转和加速事件。
此外，在第二量的受控滑移随着增加的车速而减小的示例中，可以在加速期间平滑地实现控制下的转换以进入减少的滑移或无滑移的操作，以使经验相对较少的驾驶员实际上可实现更快的车辆起步。因此，仅通过踏板的运动即可恢复正常操作。
在另一种方法中，提供一种用于控制具有车轮的车辆的动力传动系统的方法。该车辆包括由驾驶员驱动的踏板。该方法包括：在出现车轮滑移且启用牵引力控制时，在第一路况下忽略驾驶员请求以至少通过增加车轮制动扭矩将车轮滑移控制到第一量，该第一量独立于驾驶员请求并选择用于减小车轮滑移；及在第二路况下忽略驾驶员请求以将车轮滑移控制到第二量，该第二量成比例于驾驶员请求并可基于车速调节，其中在车速增加时减小受控滑移，第二路况与第一路况相比具有较高摩擦；及在其他情况下响应于驾驶员请求提供发动机输出。
在又一种方法中，提供一种车辆。该车辆包括车轮；由驾驶员驱动的加速器踏板；提供输出扭矩的动力传动系统；及牵引力控制系统，其配置为在第一路况下忽略驾驶员请求的输出扭矩以将车轮滑移控制到第一量，并在第二路况下当车速低于第一阈值时通过加速器踏板将车轮滑移从第一量增加到第二量，其中与第一路况相比，第二路况下的路面-轮胎摩擦力较高。
附图说明
图1是具有牵引力控制系统的车辆的框图。
图2是描述根据本发明的实施例操作车辆的牵引力控制方法的高级流程图。
图3示出未采用牵引力控制的正常车辆工况下动力传动系统扭矩输出与踏板位置的示意关系及车轮滑移与踏板位置的示意关系。
图4示出牵引力控制期间动力传动系统扭矩输出与踏板位置的示意关系及车轮滑移与踏板位置的示意关系。
图5示出通过踏板改变滑移目标的牵引力控制期间动力传动系统扭矩输出与踏板位置的示意关系及车轮滑移与踏板位置的示意关系。
图6是描述改变被陷车辆(stuck vehicle)的滑移目标的牵引力控制的示例方法的流程图。
图7是描述基于时间和踏板位置辅助被陷车辆的牵引力控制的示例控制算法的示意控制图。
图8是描述根据本发明的实施例用于车辆的演示滑转的牵引力控制的示例方法的流程图。
图9是描述在车辆的演示期间修改牵引力控制的滑移目标的示例控制算法的示意控制图。
具体实施方式
图1是具有牵引力控制系统的车辆10的框图。如图1所示，车辆10可以包括车轮和轮胎总成12a、12b、12c和12d。连接到传动系统16的驱动系统14可以通过前差速器18和后差速器20向车轮和轮胎总成12a-12d提供动力。驱动系统14可以包括发动机控制器15和动力传动系统17。发动机控制器15可以是基于微处理器的系统。动力传动系统17可以通过动力产生单元，如内燃发动机、混合动力电动系统、电驱动系统，或燃料电池系统提供动力。发动机控制器15可以控制扭矩的量从而控制每个车轮处产生的滑移(slip)的量。驱动系统14可以改变动力输出的量以实现车轮和轮胎总成12a-12d处扭矩的改变。
驱动系统14可以通过传动系统16提供扭矩，传动系统16可以包括变速器、前差速器18和后差速器20。在后轮驱动车辆中，只包括后差速器20。四轮驱动或全轮驱动系统可以包括前差速器18和后差速器20两者。此外，在一些全轮驱动系统中，可以提供附加的中央差速器。
车辆10可以包括驱动制动器26a、26b、26c和26d的制动系统24。制动系统24可以包括电动系统、电液压系统或液压系统。制动器可响应于驾驶员输入启用。
车辆10还可以包括牵引力控制系统30。牵引力控制系统30可以连接到驱动系统14并直接或间接地连接到车轮转速传感器32a、32b、32c和32d。牵引力控制系统30可以在检测到车轮滑移时产生控制信号或扭矩指令以减少发动机的扭矩量。在一些实施例中，牵引力控制系统还可以在通过车轮转速传感器检测到车轮滑移时产生制动指令以增加车轮制动。
车轮转速传感器可以提供用于牵引力控制及其他目的的信息。如图1所示，车轮转速传感器32a、32b、32c和32d可以直接连接到车轮。在一些实施例中，车轮转速信号可以是来自防抱死制动系统、轮轴传感器等的输出。
另外，各种动态传感器可以连接到牵引力控制系统30。动态传感器可以包括偏航率传感器36、侧向加速度传感器38、纵向加速度传感器40，及侧倾率传感器42。偏航率传感器36产生对应于车辆偏航率的偏航率信号。通过偏航率传感器36，还可以确定偏航加速度。侧向加速度传感器38产生对应于车身的侧向加速度的侧向加速度信号。纵向加速度传感器40产生对应于车辆的纵向加速度的纵向加速度信号。各种传感器可以直接连接到各种车辆动态控制系统，如偏航控制系统或侧翻稳定性控制系统。侧倾率传感器42还可以用于确定车辆的负荷传递(load transfer)。
图2是描述根据本发明的实施例操作车辆10的牵引力控制方法100的高级流程图。牵引力控制可用于控制车轮滑转(spin)或滑移以便保持车辆控制。虽然在正常行驶工况下会发生少量的车轮滑移，但某些工况下额外的滑移会极大地减少路面和轮胎之间的相互作用(如牵引力)。结果，车轮可能自由滑转而不是按期望执行，如在期望的方向上加速或移动车辆。通常，车辆动力传动系统基于驾驶员的要求产生动力输出，如扭矩输出。然而，在牵引力控制期间，驾驶员的要求通常被忽略。相反，动力传动系统可以独立于驾驶员的要求产生减小的扭矩输出。替代地或附加地，制动系统可以在一个或多个车轮处产生增加的车轮制动。减小的扭矩输出和增加的车轮制动会减少车轮滑移，这使路面-轮胎之间的相互作用增加。因此，车辆可以获得期望的路面-轮胎之间的相互作用以进行正常行驶。
虽然牵引力控制期间的目标是减少车轮滑移，但可能在启用牵引力控制的一些工况下期望产生大于目标值的车轮滑转或滑移。例如，高车轮滑移在一些路况下可以移动被陷车辆。在另一个示例中，在演示期间车辆起步之前希望有高车轮滑移。虽然一种方法可以停用牵引力控制或切换到替代的牵引力控制模式，但停用牵引力控制并接下来启用牵引力控制或切换操作模式将会要求驾驶员的手动操作。然而，在替代方法中，如本文所述，一种方法可用于允许驾驶员在牵引力控制期间在特定情况下以更加平滑和连续的方式控制车轮滑移以实现期望的目标。
此外，应理解，来自动力传动系统的控制下的输出扭矩不一定产生受控车轮滑移。例如，路面和轮胎之间的摩擦力可能随时间而改变，且因此对于给定的车轮扭矩，车轮滑转可能快速改变并在很大程度上取决于工况。
现回到图2，首先，在102，方法100读取由驾驶员驱动的踏板位置。在104，方法100基于踏板位置和工作参数，如车速、传动比等确定期望的动力传动系统输出，如扭矩输出。踏板位置可以指示驾驶员请求的输出或驾驶员的要求。
接下来，在106，方法100确定是否启用牵引力控制。如果未启用牵引力控制，则方法100基于驾驶员请求的输出控制扭矩输出。在108，车辆在正常工况下操作，其中动力传动系统基于由踏板位置表示的驾驶员的要求产生扭矩输出至车辆的车轮和轮胎总成。如上所述，动力传动系统可以包括内燃发动机、电动混合动力系统、电动系统、燃料电池系统，或向车辆提供动力的其他系统。
如果启用牵引力控制，则车辆以牵引力控制模式工作。当达到特定阈值时，可以自动启用牵引力控制。例如，可以在车轮转速传感器检测到高车轮滑移速度或检测到自由滑转时启用牵引力控制。或者，牵引力控制可以由驾驶员通过车辆仪表板上的执行器手动地开始。在110，方法100确定牵引力控制的额定滑移目标。额定滑移目标可以是用于牵引力控制的预定值。在一些实施例中，可以从包含路面-轮胎摩擦系数(μ)和车速这两个独立输入的表格或多项式中选择额定滑移目标。如果超过了额定滑移目标，则驾驶员通过加速器踏板对更大扭矩的要求会造成更高的车轮滑移。因此，如下文所述，通过牵引力控制进行的干涉可用于忽略驾驶员的请求并将车轮滑移控制在预定水平。
接下来，在112，方法100确定是否启用高车轮滑移。如上所述，在一些工况下可能希望有高车轮滑移。例如，在演示期间可能希望有高车轮滑移。在另一个示例中，高车轮滑转能够在一些情况下移动被陷车辆。因此，方法100可以包括可满足这样的需求而不停用牵引力控制或切换到另一种牵引力控制模式的策略。
如果未启用高车轮滑移，则方法100基于滑移目标控制扭矩输出。从步骤112到步骤114，车辆可以在正常牵引力控制下工作。如上所述，在一些实施例中，可以减小扭矩输出以将滑移控制在滑移目标处或控制在滑移目标之下。扭矩输出在正常牵引力控制期间独立于驾驶员请求的输出。因此，驾驶员既不控制扭矩输出也不控制车轮滑移。
如果启用高车轮滑移，则在116，方法100基于踏板位置修改额定滑移目标。以此方式，驾驶员可以控制车轮滑移。可以通过驾驶员对踏板的驱动实现高车轮滑移。因此，驾驶员对车辆操作获得一定程度的控制。额定滑移目标的修改可以取决于牵引力控制事件并将在下文中详述。如下文中参考图6-图7详述，可以在陷车持续预定时期状况下将增加的车轮滑移控制到响应于踏板位置设定的水平。另外，如下文中参考图8-图9详述，可以在高摩擦表面上的演示滑转操作期间使用这样的控制。
接下来，在118，方法100确定车速是否高于阈值。在一些实施例中，在车速超过阈值时，不再需要高车轮滑移。在一个示例中，具有额定滑移目标的牵引力控制可以更加适合用于改变的车速。在另一个示例中，希望在正常车辆工况下工作，其中扭矩输出与驾驶员的要求成比例。
如果车速高于阈值，则在120，方法100调节滑移目标以在车速增加时减小修改的滑移目标。在车速增加时可以逐步或连续地调节滑移目标。之后，车辆可以在具有固定的额定滑移目标的正常牵引力控制下工作。
在步骤120之后，方法100可以进入步骤114，基于滑移目标控制扭矩输出。从步骤116到步骤120，可以根据驾驶员的要求控制扭矩输出。在驱动踏板时，修改或调节滑移目标。因此，在滑移目标改变时可以改变车轮滑移。
方法100使得可以集成各种车辆操作模式。例如，可以通过加速器踏板将正常牵引力控制平滑地转换到允许受控车轮滑移的特定的牵引力控制功能。在车速改变时，可以平滑地脱离(roll off)特定的牵引力控制。
具体来说，在112，方法100以基于额定滑移目标和实际车轮滑转确定的扭矩输出操作动力传动系统。通过减小扭矩以基于车轮滑移反馈主动地控制车轮滑移，可以用所确定的扭矩输出忽略驾驶员请求的扭矩。换句话说，在一些工况下，可以在一些工况下控制动力传动系统以提供独立于驾驶员要求的扭矩输出，直到不再需要用牵引力控制减小扭矩输出以控制滑移。注意，在一些实施例中，可以减小发动机扭矩和/或通过防抱死制动系统增加车轮制动来实现减小扭矩输出。在一些工况下，可以控制动力传动系统以改变滑移目标，以使车轮滑移由驾驶员控制。现参考图3-图5，示出踏板、动力传动系统输出扭矩，及车轮滑移之间的各种关系。这些图表在较高层次示出输出扭矩和滑移在不同的工况下如何与踏板驱动相关。具体来说，图3示出无牵引力控制干预的工况下的相关，图4示出在低摩擦路况下牵引力控制忽略驾驶员的请求以辅助车辆驾驶时的相关，而图5示出在希望有较高量的车轮滑移的特定工况下驾驶员直接与车轮滑移的控制交互以提供更好的性能时的相关。
现具体参考图3，示出无牵引力控制干预而是由驾驶员通过踏板控制动力传动系统输出的工况下动力传动系统扭矩输出和踏板位置之间的示意关系，及车轮滑移和踏板位置之间的示意关系。如图3所示，在正常车辆工况下，扭矩输出在踏板位置增加时成比例地增加，即动力传动系统扭矩输出响应于驾驶员的要求改变。虽然该示例示出线性关系，但这只是一个示例，可以使用各种关系。虽然正常车辆工况下也存在一些少量的车轮滑移，但可以容许这样的滑移，因为路面和车轮之间的摩擦力仍然足够高，可以提供车辆运动所需的牵引力。此外，由于不使用滑移来控制输出，滑移与踏板驱动不相关。
图4也示出扭矩输出和车轮滑移，然而是对于如较滑的路面这样的工况示出，其中一旦驾驶员的请求产生额外的滑移就忽略驾驶员的请求。具体来说，对于非常低的踏板驱动，由于低扭矩水平不产生额外的滑移，可以响应于踏板驱动提供请求的扭矩。然而，一旦产生额外的滑移，牵引力控制即可控制输出扭矩(如通过产生车轮制动扭矩和/或减小发动机扭矩)以控制滑移。在该工况下，如图4所示，输出扭矩与踏板驱动不相关。因此，在驾驶员下压踏板时，对车轮扭矩没有影响且扭矩独立于踏板位置(当然，除非是减小踏板位置以请求可避免额外滑移的低扭矩)。虽然图4仅示出一个示例滑移工况，但应理解，这仅用于说明目的。
图5示出驾驶员的请求产生滑移，但请求转换为控制滑移水平而不是控制扭矩水平的车轮滑移工况(如跑道，或被陷车辆)。如图5所示，车轮滑移是基于踏板位置的。例如，目标车轮滑移可以和踏板驱动直接成比例。虽然图5示出直线关系，但这仅用于说明目的。
继续图5，扭矩不与踏板驱动直接相关，因为扭矩是在控制下提供期望的滑移。因此，虽然踏板的驱动会产生扭矩输出的改变，但扭矩在控制滑移，而不是与踏板驱动直接相关。因此，图5示出驾驶员对车轮滑移操作具有一定程度控制的牵引力控制操作。
现参考图6，示出通过方法200进行的牵引力控制操作的附加细节，其中可以调节被陷车辆的滑移目标。例如，在发生陷车(stuck)时，可以将车轮滑移控制在预定水平之下以通过减小扭矩输出增加路面-轮胎相互作用。然而，牵引力控制并不总是能够移动车辆。驾驶员无效的努力(如，压下加速器踏板而对动力传动系统输出扭矩影响很小甚至没有影响)会因缺乏对车辆控制而困扰驾驶员。因此，希望给予驾驶员一定程度的控制。方法200示出通过加速器踏板改变车轮滑移目标以向驾驶员提供这样的控制的示例例程。
首先，在202，方法200确定是否启用牵引力控制。如果启用牵引力控制，则在204，方法200确定牵引力控制的额定滑移目标。因为在路面和轮胎之间的摩擦力与车轮转速或车轮滑移成反比，较低的滑移速度会产生较高的摩擦力。因此，将车轮滑移控制在额定滑移目标处或额定滑移目标之下可以获得正常车辆操作所需的路面-轮胎相互作用或牵引力。
接下来，在206，方法200确定车速是否在长于预定持续期的时间中低于第一阈值。第一阈值可以指示牵引力事件或车辆工况。在一些实施例中，第一阈值可以为零，这表明车辆未移动或发生陷车。
如果车速低于第一速度阈值，则在208，方法200响应于加速器踏板的驱动修改滑移目标。以此方式，车轮滑移可以由驾驶员控制。在一些实施例中，可以在牵引力控制期间按驾驶员的要求增加车轮滑移。此外，在一些实施例中，修改滑移目标可以包括如图5所示基于增加的踏板位置增加滑移目标以提供受控车轮滑移。
另外，可以基于牵引力事件的持续期或时间段修改滑移目标。如参考图7详述，在一些实施例中，在持续期增加时，牵引力控制系统可以配置为在牵引力事件的持续期增加时增加滑移目标。因此，可以在车辆工况显示出陷车更严重时允许附加的车轮滑移。
接下来，在210，方法200确定车速是否高于第二阈值。在一些实施例中，第二阈值可以是不再需要较高车轮滑移的速度。在一个实施例中，第二阈值可以是零，即步骤210可以确定车辆是否正在移动或脱离陷车状况。
接下来，在212，方法200可以将滑移目标调节或改变到额定滑移目标。在一些实施例中，可以在车速增加时将车轮滑移目标逐步改变到额定滑移目标。或者，一旦车速高于第二阈值，就将车轮滑移目标改变到额定滑移目标。
图7是以框图形式描述基于时间和踏板位置辅助被陷车辆的牵引力控制的示例控制算法的示意控制图300。如上参考图6所述的滑移目标修改可以使用图7中的控制算法实现。如图7所示，可以基于牵引力控制事件的持续期或时间段和/或车速，通过踏板位置修改额定滑移目标302以获得修改的滑移目标304。在一些实施例中，踏板位置可以由踏板位置计算组件306处理以向控制算法产生与踏板位置相关的变量FP。例如，FP可以作为踏板位置与最大踏板位置(如全开踏板位置)踏板位置全开之比计算，如下式所示：
FP＝踏板位置/(踏板位置全开)                        (1)
在一些实施例中，牵引力事件的持续期可以由时间计算组件308处理以产生与时间相关的变量FT。在一个示例中，与时间相关的变量FT可以按下式计算：
FT＝max((计时器/计时器max)2，1)                   (2)
其中，计时器max是牵引力事件的最大时间。
为了实现该控制算法，牵引力控制系统中可以包括计时器以对牵引力事件的持续期计时。在所示实施例中，牵引力事件是陷车状况。如果车辆在牵引力控制下且车速低于速度阈值(如，车速为零)，则计时器递增。
在一些实施例中，车速可以在速度计算组件310中处理以产生与速度相关的变量VV，以便在修改滑移目标时考虑车速。与速度相关的变量VV可以按下式计算：
VV＝速度脱离/(max(速度，速度脱离)              (3)
其中，速度脱离可以是车辆高于速度阈值移动的速度。
滑移目标调节AD可以作为踏板位置、牵引力事件持续期，和/或车速的函数得出。例如，与踏板位置相关的变量FP可以在312和与时间相关的变量FT相乘并在314结合适当的增益。另外，在316，可以加上偏移量。此外，可以在318结合车速。然后，在320，按下式计算滑移目标调节AD：
AD＝max([(FP×FT×增益+偏移量)×VV]，0)             (4)
修改的滑移目标可以按下式计算：
修改的滑移目标＝AD+额定滑移目标                     (5)
如上述算法所述，牵引力控制期间的滑移目标可以由踏板位置修改，其中通过踏板对滑移目标的调节允许驾驶员与踏板下压量成比例地直接控制车轮滑移的程度。因此，驾驶员可以在一些工况下控制牵引力控制期间的车轮滑移。
此外，滑移目标调节可以基于牵引力事件的工况进行。例如，陷车的持续期可以表示陷车状况的程度。较长的持续期表明较严重的陷车状况。在一些路况下，在车辆显示出陷车更严重时希望有较高的车轮滑移。因此，与时间相关的变量可以配置为在计时器递增时为滑移目标调节作出更多贡献。如公式(2)和(4)所示，在计时器递增时，可以有效地增加滑移目标调节AD(例如，AD随着时间的平方增加)。以此方式，在陷车状况的早期阶段，可以实现正常牵引力控制(即，牵引力控制而不改变滑移目标)且正常牵引力控制基本上不由驾驶员的较早的起步尝试忽略。然而，在工况显示出陷车更加严重时，可以允许通过踏板产生附加的车轮滑移。换句话说，踏板可以更加有效地在计时器增加时将滑移速度增加到额定滑移目标。应注意，计时器可以是实际滑移控制的函数(在主动牵引力模式中)并在可测量的速度之下。
另外，如公式(3)和(4)所示，滑移目标调节可以取决于车速。在车速高于预定速度，即速度脱离时，与速度相关的变量VV减小。在VV减小到特定值时，AD变为零。因此，滑移目标逐步回到额定滑移目标。
所述方法具有若干优点。例如，在启用牵引力控制且发生陷车时，驾驶员可以对车辆操作得到一定程度的控制。因此，驾驶员因对在需要外部的手动辅助来移动车辆之前已作出一切尝试而感到满意。此外，高车轮滑移可以在一些工况下辅助移动被陷车辆。再者，由于通过滑移目标的变化考虑了牵引力控制事件的持续期和车速，如正常车辆操作、正常牵引力控制和具有通过踏板改变的滑移目标的牵引力控制等不同的操作模式可以平滑地或连续地转换。因此，可以减少车辆响应的突然改变。
除上述陷车状况之外，可以对其他牵引力控制事件实现由驾驶员控制的滑移目标。例如，在演示滑转时希望在牵引力控制期间有较高的滑转。通常低速演示和封闭跑道演示期间启用牵引力控制。如上所述，在正常牵引力控制期间将车轮滑转限制在额定滑移目标之下。然而，在用于演示目的的高μ表面，如跑道或演示表面上希望有较高的车轮滑转。为了达到高滑转，常规的车辆控制系统可能停用牵引力控制或将操作模式从牵引力控制改变为特殊控制状态。然而，由于需要牵引力控制以满足高车轮滑转之后的加速要求，需要执行操作模式转换。短时间内的模式转换需要驾驶员有经验并受过训练来掌握。因此，为了低速演示和封闭跑道演示，希望基于加速器踏板位置、路况、车速等连续地改变车轮滑转。
图8是描述用于根据本发明的实施例的车辆的演示的牵引力控制的示例方法400的流程图。图8所示的操作可以用于改进在摩擦系数(μ)大于阈值时的操作，其中低速演示和封闭跑道演示期间跑道上具有第一路况。
首先，在402，方法400确定是否启用牵引力控制。如果启用牵引力控制，则在404，方法400确定牵引力控制的额定滑移目标。在一些实施例中，额定滑移目标可以基于μ和车速确定。
接下来，在406，方法400确定是否需要高车轮滑移。在一些实施例中，在包括摩擦系数(μ)大于路况阈值的情况的路况下需要高车轮滑移。在一些实施例中，该路况阈值可以大于正常牵引力控制操作的路况阈值。
步骤406进一步确定车速是否低于第一速度阈值。第一速度阈值可以是车辆执行演示滑转时的速度。如上所述，高滑转对于低速度下的演示是有利的。在一些情况下，希望有高滑转以产生“轮胎烧耗(burn rubber)”效果或蓝烟。
如果需要高滑转和/或车速低于第一速度阈值，则在408，方法400基于加速器踏板的下压量并进一步基于路面状况和/或环境工况增加滑移目标。增加的滑移目标允许在牵引力控制期间有增加的车轮滑移。在适当的工况下，高车轮滑转可以产生期望的车辆性能。例如，在高μ(即，车轮和路面之间存在很强的相互作用)情况下，由于路面和车轮之间的频繁接触和较大的相互作用，通过高车轮滑转可以产生“烧胎(burn-out)”效果或蓝烟。结果，车辆可以在演示期间显示出更强的马力。在一些实施例中，可以在μ增加时增加车轮滑移目标。如本文所述，μ的值可以通过任何适合的方法确定。在一个示例中，可以基于诸如车轮转速传感器检测到的从动轮转速或非从动轮转速等车辆工况对μ进行估计。
附加地或替代地，可以基于环境工况调节车轮滑移目标。在一个示例中，环境工况可以包括环境温度。在一些实施例中，环境温度是与车轮相邻的区域中的温度。在μ和车轮滑转增加时，环境温度增加。因此，增加的温度可以指示路况稳定或适合于滑移目标增加。用于增加滑移目标的示例方法将参考图9详细。
接下来，在410，方法400确定车速是否高于第一阈值并低于第二阈值。第二速度阈值可以是预定值，高于该预定值即使用正常牵引力控制从正常牵引力控制转换到无滑移加速。在一个实施例中，第二速度阈值可以约为16.09公里/小时(＝10英里/小时)。
接下来，在412，方法400可以在车速增加时基于加速器踏板减小车轮滑移目标。以此方式，可以在车速超过第二阈值时恢复额定滑移目标。换句话说，可以恢复具有额定速度目标的正常牵引力控制。正常牵引力控制有助于实现期望的加速，其后并最终基本上进入无滑移工况。
图9是描述用于车辆演示期间的牵引力控制的示例控制算法的示意控制图500。如上参考图8所述的滑移目标修改可以使用图9中的控制算法实现。如图9所示，可以基于路况、环境工况，或车速通过踏板修改额定滑移目标502以获得修改的滑移目标504。在一些实施例中，踏板位置可以由踏板位置计算组件506处理以产生与踏板位置相关的变量PP。在一个示例中，与踏板位置相关的变量PP可以作为踏板位置与最大踏板位置(如全开踏板位置)踏板位置全开之比计算，如下所示：
PP＝踏板位置/(踏板位置全开)                  (6)
在一些实施例中，μ可以指示适合于滑移目标增加的工况。因此，可以在μ确定组件508处确定μ。在一些实施例中，可以基于动力传动系统输入或诸如车轮转速等车辆工况估计μ。
附加地或替代地，环境温度可以用作适当的工况的变量。环境温度可以在温度计算组件510中处理且可以剪裁(clip)以得到与温度相关的变量，如下式所示：
TT＝Clip(32℉，AAT，AATapp)-32℉)/(AATapp-32℉)        (7)
其中，AAT是当前的环境温度，AATapp是预定温度，在该预定温度下可以通过增加车轮滑转产生期望的性能。在环境温度低于AATapp时，μ可能发生不期望的改变，即在一个示例中产生低μ。因此，不能产生期望的性能，如“烧胎”或蓝烟。在AAT高于AATapp时，滑移目标在环境温度增加时增加。
另外，在一些实施例中，车速会限制滑移目标调节。车速可以在速度计算组件511中处理以输出与速度相关的变量VV以便在调节滑移目标时考虑车速。与速度相关的变量VV可以按下式计算：
VV＝速度脱离/(max(速度，速度脱离)            (8)
其中，速度脱离是预定值且可以是车辆将从起步移动的速度。如公式(8)所示，VV与车速成反比。在车速小于速度脱离时，VV等于1.0且滑移目标的增加不受车速限制。然而，在车速超过速度脱离时，VV小于1.0。因此，滑移目标的增加受车速限制。
滑移目标调节值ADD可以作为变量μ、PP和TT的函数确定。在所示实施例中，变量μ、PP和TT可以在512相乘并可以在514结合适当的增益。另外，可以在516加上偏移量。此外，滑移目标调节值可以取决于车速。因此，可以在518乘上车速。然后，在520，可剪裁处理值以大于1.0得出滑移目标调节ADD。上述控制算法可以由下式描述：
ADD＝max([(PP×TT×μ×增益+偏移量)×VV]，1)            (9)
修改的滑移目标可以按下式计算：
修改的滑移目标＝ADD×额定滑移目标                 (10)
上述控制算法允许在μ和环境温度增加时通过踏板增加滑移目标。此外，可以根据车速调节滑移目标。如公式(8)所示，在车速低于速度脱离时，VV增加。然而，在车速增加至高于速度脱离时，VV减小。因此，滑移目标增加受车速限制。在车速增加时，VV低于特定值以使ADD等于1.0。以此方式，滑移目标可以恢复到额定滑移目标。
或者，可以使用下述方程以基于滑移调节值调节滑移目标：
修改的滑移目标＝ADD+正常滑移目标+ADD×额定滑移目标           (11)
公式(11)可以在一些工况下平滑地修改滑移目标。应理解，任何适合的算法都可用于修改滑移目标以实现期望的性能效果。
上述控制方法和算法具有各种优点。例如，在工况(如μ和/或环境温度)允许时，驾驶员可以用踏板而不是用扭矩平滑地控制滑移目标或车轮滑转。此外，在车速增加时，可以将滑移目标减小到额定滑移目标。在车辆恢复到正常牵引力控制时，可以提供加速所需的牵引力。
此外，车辆动态特性在整个过程期间不会急剧改变，且仅通过踏板的运动牵引力控制可以恢复到控制额定车轮滑移目标的控制。以此方式，可以避免滑移目标的快速改变。因此，驾驶员可以对环境和控制输入获得平滑和连续的响应。
应理解，在本文中公开的过程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。本公开的主题包括在本文中公开的各种结构及其他特征、功能，和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。
本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的元素。所公开的方法和系统组件配置、过程、装置，和/或其他特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本申请的主题之内。

Claims (3)

1.一种车辆，包括：
车轮；
由驾驶员驱动的加速器踏板；
提供输出扭矩的动力传动系统；及
牵引力控制系统，其配置为在第一路况下忽略驾驶员请求的输出扭矩以将车轮滑移控制到第一量，并在第二路况下当车速低于第一阈值时通过加速器踏板将车轮滑移从第一量增加到第二量，
与第一路况相比，第二路况下的路面-轮胎摩擦力较高。
2.如权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述第二量响应环境温度。
3.如权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述第二量在路面-轮胎摩擦力和环境温度增加时增加。
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