CN102529958B - 用于车辆的控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法以及用于在路面上行驶的车辆的车辆控制设备，所述车辆具有车辆传动系以用于产生动力并且将动力传递给所述车辆的车轮，所述方法包括：测量与所述车辆在所述路面上的运动有关的一个或多个参数；将所述或每个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，其中所述预定阈值代表所述车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过所述预定阈值的情况下，控制通过所述传动系施加给所述车轮的扭矩以减小车轮滑移可能发展的速率。

Description

用于车辆的控制方法及设备
技术领域
本发明涉及用于车辆的防止从动轮滑移的控制方法，以及用于实施所述控制方法的设备。
背景技术
也称为防滑调节(ASR)系统的牵引力控制系统在车辆上使用以防止由于驱动轮的纵向滑移而导致的从动轮的牵引力损失以维持车辆的控制并且防止加速性能的劣化。例如当过大的加速输入由驾驶者施加并且路面的条件不能应付所施加的扭矩时，牵引力控制是必须的。
这种系统中通常采用反馈控制方法，由此驱动轮的滑移(车轮滑移)被监控并且当该滑移由于过大的驱动扭矩(例如，加速踏板的突然施加)而变得过大时，引入合适的作用以减小发动机输出和/或向驱动轮施加制动力。牵引力控制可以在车辆的发动机控制单元(ECU)内实施以通过如下减小发动机扭矩：通过延迟或抑制对一个或多个发动机气缸的点火，减少向一个或多个发动机气缸的燃料供应，关闭节气门或者在涡轮增压车辆中，致动增压控制电磁线圈以减小增压并且由此减小发动机功率。另外，可以向一个或多个车轮施加车轮制动以控制车轮滑移。
牵引力控制系统通常在车辆中实施为稳定性控制系统(SCS)的一部分，该SCS能够操作以通过检测和减小打滑来增强车辆的稳定性。如果转弯时检测到打滑，则稳定性控制系统布置为自动地向单独的车轮施加制动以辅助驾驶者沿期望的方向例如围绕拐角转向车辆。
对于现有的牵引力控制系统，已经发现如下问题：用于在ECU内计算和处理车轮滑移量(或值)的时间长度、以及与产生制动压力和/或实施传动系的扭矩减小或扭矩增大相关的另外的系统响应限制可能在某些驾驶条件下不允许足够快的响应以实现最优的控制和/或调整。例如，在后轮驱动车辆中，已经发现稳定性丧失会在用于车辆滑移值被测量、处理和响应的时帧(大约300ms)内发生。如果在该处理时间段期间开始车轮滑移，则这在某些条件下能够导致车辆失去控制。
本发明的目的是提供一种用于车辆的改进的控制系统，其解决前述问题。
发明内容
通过参考所附权利要求能够理解本发明的实施例。
根据所要求保护的本发明的一个方面，提供一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法，该车辆具有用于产生动力并向车轮传递动力的车辆传动系。该方法包括测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；基于一个或多个测量参数计算车轮滑移值；将车轮滑移值与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较；识别车轮滑移值是否超过车轮滑移阈值的车轮滑移条件；以及如果识别出车轮滑移条件，则减小通过传动系向车轮施加的扭矩。该方法还包括比较测量参数中的一个或多个与用于所述测量参数的预定阈值，该预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在测量参数中的一个或多个超过预定阈值的情况下，控制通过传动系向车轮施加的扭矩以防止车轮的牵引力的损失。
为了进行以下说明，将如果超过车轮滑移阈值则减少扭矩的步骤称为第一步骤，将如果超过预定阈值中的一个或多个则控制扭矩的步骤称为第二步骤。有利地，第一和第二步骤相互并行地执行。当工作时，由于第二步骤的测量和处理步骤具有“前馈”特性，而第一步骤的处理步骤具有对于车轮滑移的“反馈”测量的更慢响应，因此根据第二步骤控制扭矩将优先于第一步骤。
在所要求保护的本发明的一个方面中，提供一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法，该车辆具有用于产生动力并向车轮传递动力的车辆传动系，该方法包括：测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；将测量参数或每个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系向车轮施加的扭矩以防止车轮的牵引力的损失。
在所要求保护的本发明的另一个方面中，提供一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法，该车辆具有用于产生动力并向车轮传递动力的车辆传动系，该方法包括：测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；将所述测量参数或每个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系向车轮施加的扭矩以防止车轮滑移。
为了避免疑义，声明了防止车轮滑移的基准包括采取措施以防止车轮滑移。并非要求车轮滑移实际上被防止，以便使方法或装置落入所要求保护的发明的范围内。可以理解，在一些实施例中，该方法可防止车轮滑移。在一些实施例中，该方法可防止阈值车轮滑移值以上的车轮滑移。
在所要求保护的本发明的一个方面中，提供一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法，该车辆具有用于产生动力并向车轮传递动力的车辆传动系，该方法包括：测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；将测量参数或每个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系向车轮施加的扭矩以减小车轮滑移可能发展的速率。
可以理解，在一些实施例中，该方法包括控制通过传动系向车轮施加的扭矩以减小车轮滑移可能发展到基本为零的速率的步骤。因此，可选的，该方法包括控制通过传动系向车轮施加的扭矩以防止车轮滑移。
可以理解，该“前馈”步骤可被独立地并且在没有关于本发明的前述方面的如上所述的“反馈”步骤的情况下执行。
可以理解，控制通过传动系向车轮施加的扭矩以减小车轮滑移可能发展的速率的步骤，包括控制通过传动系向车轮施加的扭矩以减少在车轮滑移的规定阈值以上的车轮滑移可能发展的速率的步骤。该阈值可以是响应于一个或多个参数的值。
车轮滑移可以是纵向滑移、侧向滑移、总的净合成滑移或纵向滑移和侧向滑移两者。该方法可包括控制通过传动系施加的扭矩以使纵向滑移保持在纵向滑移阈值以下并使侧向滑移保持在侧向滑移阈值以下。纵向滑移和侧向滑移的阈值可相互关联；因此，纵向滑移的阈值可随着车轮经受的侧向滑移的量的增加而减小，侧向滑移的阈值可随着车轮的纵向滑移的量的增加而减小。
可以理解，在一些实施例中，机动车辆牵引力控制功能构造成防止或减小阈值以上的纵向车轮滑移。因此，在一些实施例中，车轮滑移的基准可理解为平均纵向车轮滑移。
在一些实施例中，在比如为航向稳定性控制功能之类的机动车辆稳定性控制功能的例子中，车轮滑移的基准可包括纵向车轮滑移和侧向车轮滑移中的一个或两个的基准。
有利地，该方法还包括：
基于一个或多个测量参数计算车轮滑移值；
比较车轮滑移值与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值；
确定车轮滑移值是否超过车轮滑移阈值的车轮滑移条件；以及
如果确定了车轮滑移条件，则减小通过传动系向车轮施加的扭矩。
该步骤可称为“反馈”步骤。
如上所述，在前述两个步骤均被执行(即前馈步骤和反馈步骤)的情况下，将减小超过车轮滑移阈值时的扭矩的步骤称为第一步骤(反馈步骤)，将控制超过预定阈值中的一个或多个时的扭矩的步骤称为第二步骤(前馈步骤)。
有利地，第一和第二步骤相互并行地执行。再次，当工作时，由于第二步骤的测量和处理步骤具有“前馈”特性，而第一步骤的处理步骤具有对于车轮滑移的“反馈”测量的更慢响应，因此根据第二步骤控制扭矩将优先于第一步骤。
有利地，在一个或多个测量参数超过其预定阈值的情况下，控制扭矩包括限制通过传动系向车轮施加的扭矩增加的速率。
一般地，从发生车轮滑移到执行有效扭矩控制响应的系统响应时间可在200ms到500ms，更一般地为大约300ms。在该时间段内，本发明通过响应于一个或多个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值之间的比较启动扭矩控制的程度。
因此，本发明的实施例的优点在于甚至在产生车轮滑移值之前就可限制扭矩增加的速率，原因在于高车轮滑移发生率为有害的驾驶情况会很快被识别。在执行车轮滑移计算和比较步骤(第一步骤)的时间段内，如有必要，通过第二处理步骤限制施加到车轮上的扭矩增加的速率，以确保车轮滑移被控制。这避免了在车轮滑移值正被处理和响应的时期内失去比如为牵引力控制之类的控制的可能性，这种失去控制的情况可能发生在传统的牵引力控制系统中。
因此，本发明的控制方法在所有情况下都能精密控制传动系扭矩施加到车轮上时的速率。在不利用本发明的情况下，由于发动机的响应能力，发动机扭矩的增加有可能落后于由反馈控制功能发出的传动系扭矩控制请求，从而减小比如为‘牵引力控制请求’的传动系扭矩。如果发生这种情况，则发动机可能以非常高的扭矩增加的速率突然地跟上驾驶者请求的扭矩水平。例如，当增压涡轮“中止升压”并且存在对扭矩增加的突然的要求时，在增压涡轮突然出现“开启升压”时可能经受非常高的扭矩增加的速率。因为扭矩增加的速率被限制，因此上述问题在本发明的一些实施例中有所减轻，如有必要，不需要处理和响应车轮滑移值(反馈步骤)。可以理解，当比如为航向稳定性控制功能的稳定性控制功能请求传动系扭矩增加时，可类似地发生发动机扭矩的增加的延迟，从而导致当传动系跟上请求时的非常高的扭矩增加的速率。在一些设备中，航向稳定性功能可以以类似的方式向牵引力控制功能发出请求，以便控制传动系防止滑移。请求的作用例如可限制如上所述的传动系扭矩增长率。无论是牵引力控制功能或航向稳定性控制功能发出请求，请求的形式可基本相同。因此，在两种情况下，可发出类似的‘牵引力控制请求’。
可以理解，即使扭矩增加的速率受到限制，所需的扭矩仍然可在车轮上实现，只不过在更长的时间段内。
限制扭矩增加的速率的步骤可包括以一定量限制扭矩增加的速率的步骤，上述一定量响应于关于车辆的状态已运动超过用于限制扭矩增加的速率的阈值多远的判定。
限制扭矩增加的速率的步骤可包括以一定量限制扭矩增加的速率的步骤，上述一定量响应于一个或多个测量参数的值与一个或多个测量参数的相应的预定阈值之间的差值。扭矩增加的速率被限制的值可随着一个或多个测量参数的值不同于预定阈值的量而增加。
举例来说，与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数可包括以下参数中一个或多个：
车辆的横向加速度(车辆在转弯时加速的程度的测量值)，
车辆的横摆率(车辆转动的测量值)，
车辆的线性加速度，
车轮上的竖直负载的变化，
车辆速度，
方向盘输入角，
不对应于直线向前行驶方向的方向盘输入角，
方向盘输入速率，或方向盘的角速度，
过度转向，
转向不足，
前轴侧滑；
后轴侧滑；
车身侧滑；
传动系扭矩低于传动系扭矩要求水平的量；以及
车辆所行驶的路面的估算摩擦力。
“转向不足”的基准用于表示转向力(侧向力)的施加还沿与驾驶者转动方向盘的方向相反的方向向车辆上施加旋转扭矩(或力矩)。换句话说，转向不足是车辆不遵循在采取转弯时驾驶者试图强加的轨迹而遵循更小弯曲的轨迹的状态。例如如果车辆横摆率在目标横摆率以下或如果用于给定转弯状态的实际转向输入大于预期，则可检测为转向不足。
“过度转向”的基准用于表示转向力(侧向力)的施加还沿与驾驶者转动方向盘的方向相同的方向向汽车上施加旋转扭矩(或力矩)。因此过度转向的作用与转向不足相反。过度转向是动态不稳定状态，因此如果失去控制，车辆将自转，而转向不足是动态稳定状态。例如如果车辆横摆率在目标横摆率以上或如果用于给定转弯状态的实际转向输入小于预期，则可检测为过度转向。
在一个实施例中，传动系扭矩低于传动系扭矩要求水平的量被监控以便预期车轮滑移。监控传动系扭矩低于传动系扭矩要求水平的量是有用的，因为如果传动系扭矩在要求水平以下时，存在传动系扭矩可能随着传动系设法减小要求水平与实际水平之间的差而突然地增加的风险，增加了比如为牵引力损失的车轮滑移的风险。因此，突然的增加可能增加牵引力损失事件的风险。
在一个实施例中，当车辆的车轮滑移时，计算路面摩擦力值。如果该值在规定值以下，则车辆存储该值并在控制车辆过程中(例如在需要作为输入参数的路面摩擦力的值的计算过程中)采用该值，直到发现更高的路面摩擦力值有效为止。更高的路面摩擦力值被发现例如响应于另外的车轮滑移事件是有效的，或者对于当已施加具有表示更高摩擦力值的值的力时车轮尚未滑移的识别是有效的。
有利地，可能需要车辆的全部四个车轮(在四轮车辆的情况下)的车轮速度的测量值以计算车辆速度。在四轮车辆和具有不同数量的车轮的情况下，其它数量的车轮速度测量值也是有用的。
举例来说，如果横向加速度测量值表明潜在的牵引力损失，则在车轮滑移值正被确定和处理的期间内通过该方法的第二步骤限制扭矩增加的速率。
在另一个示例中，该方法可包括以下步骤，计算路面摩擦力值，并且如果路面摩擦力值小于预定摩擦力值阈值(例如为1的摩擦力值，其中1表示干燥柏油路)，则可限制通过传动系向车轮施加的扭矩增加的速率。
一旦检测到车轮已开始滑移时，就可计算车辆所行驶的路面的摩擦力。
有利地，该方法包括在两个或更多个测量参数超过所述预定阈值的情况下如上所述地限制扭矩增加的速率的第二处理步骤。为了避免疑义，在一些实施例中，在车辆中仅执行以上参考的第二步骤而非第一步骤。在一些实施例中，第一和第二步骤均被执行。
由于为了可信性通常在ECU内检查所有测量信号(例如横向加速度、横摆率、线性加速度)，在限制扭矩增加的速率之前设定测量参数中的两个或更多个超过预定阈值的标准是有利的。这些参数中的超过用于所述参数的预定阈值的一个或多个可用于推断存在增加的车轮滑移的风险以及减小的扭矩增加的速率将提高系统响应能力。
将测量参数与预定阈值进行比较的步骤可包括直接比较测量参数与用于这个参数的阈值，或可替代地，可包括比较测量参数和用于该参数的目标值的差值与用于所述参数的差值阈值。在后一种情况中，以上参考的阈值是差值阈值，为参数的目标值与存在车轮滑移的风险之前的参数的可接受的最大值之间的差。
扭矩增加的速率被限制的量可随着差值超过差值阈值的量而增加。
在一个实施例中，每个测量参数的阈值水平和/或车轮滑移阈值可根据车辆所行驶的路面的特性而变化。例如，阈值水平和/或车轮滑移阈值可通过用于选择适当的路面特性的选择器装置的使用者输入来调整，适当的路面特性比如为冰道路、湿道路或越野道路。
在一个实施例中，车辆构造成监控由驾驶者例如参考车辆的加速踏板输入而请求的传动系扭矩的增加的速率。车辆可被构造成响应于驾驶者传动系扭矩请求的增加的速率限制传动系的输出扭矩。在一个实施例中，车辆限制传动系输出扭矩的增加的速率，使其不超过驾驶者要求的传动系扭矩的增加的速率多于规定量，可选择地为基本为零的规定量。有利地，限制传动系输出扭矩的增加的速率减小了传动系输出扭矩以大于驾驶者实际要求的速率增大的风险。该特征对于例如驾驶者发现传动系对驾驶者要求扭矩的增加的初始响应滞后于驾驶者的要求时是特别有利的。传动系可以试图快速地跟上驾驶者要求的值，导致传动系输出扭矩的增加的速率大大地超过驾驶者初始要求的增加的速率。但是，一旦传动系扭矩获得，该方法仍然允许传动系扭矩的快速增加。因此，如果驾驶者已相对快速地增加驾驶者要求的扭矩，则一旦扭矩获得就可通过传动系提供相应的快速增加。
优选地，当车辆经受一个或多个与车辆操作相关联的模式改变时，例如，一个或多个传动系模式改变时，可限制扭矩速率的增加。在一个实施方式中，当通过传动系驱动的车轮的数量改变时，例如，当增加从动轮的数量时，限制扭矩增加的速率。因此，如果进行从(比方说)两轮驱动模式到(比方说)四轮驱动模式的转变时，可限制扭矩升高速率。该特征在降低噪音、振动和声振粗糙度(NVH)和/或部件磨损方面特别有益。在一个实施方式中，当从动轮的数量减少时，也限制扭矩升高速率。
在一个实施方式中，当动力传动系统的传动比——作为在原动力装置和从动轮之间的传动比——改变时，限制扭矩升高速率。因此，例如，在变速器的齿轮数量和传动比改变期间，可限制扭矩升高速率。在一些实施方式中，当变速箱换档到较低的传动比和/或当变速箱换档到较高的传动比时，可限制扭矩升高速率。在具有多个原动力装置的车辆中，如果致动器在驱动循环期间联接到传动系或者致动器在驱动循环期间与传动系断开，则可限制扭矩升高速率。
可采用该特征以保证：当扭矩变得可从随从于变速机构中的改变的传动系得到(或者致动器与传动系的联接或断开)时，通过传动系向车辆的一个或多个车轮施加扭矩的延迟不会导致在传动系扭矩方面不良的较大的急变。可以理解，当传动系扭矩变得可得到时，传动系可被构造用于在对应于例如当加速器踏板被压下时对应于驾驶者扭矩需要增加的速率的速率来增加扭矩。
能够理解，当稳定性控制系统可操作时，可进行扭矩升高速率限制(或者其它传动系扭矩减小策略)。能够理解，稳定性控制系统可能需要相对高的扭矩水平，目的是使一个或多个车轮加速，以再次获得稳定性，例如，施加正确的扭矩以引起车辆在需要的方向上或者一个或多个车轮在随后的制动方面的偏转，从而加速轮回到所需要的速度。如果在需要时，通过稳定控制系统要求的传动系的扭矩增加不能通过传动系满足时，当传动系追上由稳定控制系统所要求的扭矩值时，在传动系扭矩方面可导致突然的急变。通过当稳定性控制系统处于工作状态时限制传动系扭矩升高速率，可消除或至少部分减少该问题。其可提高车辆的平稳性以及在稳定控制事件期间的控制质量。
在一些实施方式中，扭矩升高速率的改变的速率受到限制，目的是控制出现急拉情况。
通过以下方法可限制扭矩增加的速率：延迟或抑制对发动机的一个或多个气缸的点火；减少向这些气缸中的一个或多个的燃料供应；关闭节流阀；或者在涡轮增压发动机中，致动诸如螺线管之类的增压控制元件以降低增压并因此降低发动机功率。在电机可操作为牵引马达的情形中，通过输出扭矩的电子控制可限制扭矩增加的速率。这些策略中的任何一个或多个可用于当确定了车轮滑移情况而降低通过传动系施加到车轮的扭矩。
本发明的方法有利在车辆的发动机控制单元(ECU)上的软件中实施。
可选地，控制通过传动系施加到车轮的扭矩的步骤包括下述步骤：通过传动系控制装置将传动系所需要的扭矩的值限制到与由实际的传动系扭矩输出的当前值向上偏离一定量的值。上述步骤可以代替限制传动系扭矩增加速率(传动系扭矩升高速率)的步骤的方式或者除了该步骤之外执行上述的步骤。
响应于一个或多个测量参数超过预定阈值的量，可判定偏离的量。
能够理解，驾驶者要求的传动系的扭矩的量可升高到没有车辆滑移的情况下传动系可传递的量以上。因此，可以被传动系要求的扭矩的值可被限定到与通过传动系所要求的扭矩的当前值以上偏离一定量的值。其具有下述优点，即，降低了通过传动系传递的扭矩的量增加到超过车轮滑移发生的水平的风险。
能够理解，传动系扭矩可例如由于驾驶者要求扭矩方面的突然增加而快速地升高，从而车辆不能请求在传动系扭矩方面(通过牵引力控制或稳定控制系统)及时降低以防止车轮滑移。通过将提供到传动系的控制装置的传动系扭矩要求——是控制装置将控制传动系进行传递的扭矩值——限制到高于当前传动系扭矩输出值的规定量的值，可降低传动系扭矩输出达到导致车轮滑移的风险。在一些实施方式中，该特征减少了车轮滑移可能发生的速率。因此，在传动系输出扭矩方面相对大的急变发生的风险可被降低，至少部分地减少，因为传动系所要求的扭矩不可能超过输出扭矩多于规定量。规定量可响应于与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数。
因此，传动系对于驾驶者所要求的扭矩的响应可被限制，从而车辆的控制系统有时间响应驾驶者的要求，目的是减少车轮滑移可以发生的速率，并且在一些布置中防止车轮滑移发生。因此，传动系被强制用于在响应与ECU和下述系统响应限制相关联的限制之内的操作，该系统响应限制与产生制动压力和/或实施扭矩减少或传动系的扭矩增加有关，从而容许最佳控制和/或车辆操作的细化。
能够理解，一些车辆控制系统允许扭矩减小请求信息被提供到诸如发动机控制单元(ECU)之类的传动系控制器。该信息可对应于通过传动系在给定时刻及时传递的传动系扭矩的最大值。如果扭矩减小请求值低于传动系扭矩的当前值，则控制器将传动系扭矩减小到扭矩减小请求值。如果扭矩减小请求值高于传动系扭矩的当前值，则没有用于减小传动系扭矩的作用。
可选地，传动系扭矩的限定值可以下述速率增加，即，该速率自身受到限制，从而增加的速率不可能超过规定速率。
在一些实施方式中，能够基本上连续地确定允许的传动系的最大值，该最大值响应于与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的值。最大值可对应于这样一个值，即，在大于该值时，过量车轮滑移的风险存在，但是限定最大值的其它方式也可利用。车辆可被布置成：如果判定传动系扭矩输出可能将要超过该值或者对应的或相关的值，则发出扭矩减小请求(例如，设定传动系扭矩的最大允许值)，由此以控制通过传动系施加到车轮的扭矩，以防止诸如车轮的牵引失去等之类的车轮滑移。
在一些实施方式中，扭矩减小请求值被设定用于保证在动力传动扭矩方面在最大值之上的任何增加以限定的速率发生。在一些布置中，通过以限定的速率增加扭知减小请求值，可使该速率受到限制。
在一些实施方式中，方法包括根据车辆的动态适合性过滤传动系扭矩。参照一个或多个测量参数判定动态。因此可以在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下执行适合性过滤。
因此，响应于一个或多个测量参数可过滤传动系扭矩。传动系通过驾驶者对于加速器控制输入的频率响应可因此被修正。在一些布置中可采用低通过滤。
在一些实施方式中，来自驾驶者的扭矩请求(要求)输入被过滤，从而传动系的请求的扭矩的实际量不随从于对应于驱动立即要求的量，而是延后。
在一个实施方式中，横摆稳定性控制功能或其它稳定性控制功能可操作为监控一个或多个测量参数，这可包括例如监控车辆的转向响应。如果响应变得非线性不止一个规定量，系统可被布置成控制通过传动系施加到车轮的扭矩以防止滑移。在一个实施方式中，车辆监控转向不足识别系数。如果转向不足识别系数表示已经超过规定量的转向不足，则系统可布置成控制通过传动系施加到轮的扭矩以防止滑移。
在一个实施方式中，系统将扭矩升高速率限制强加到传动系输出扭矩，由此限定传动系输出扭矩可升高的速率，目的是防止滑移。其降低了稳定控制系统不能够充分快速地响应在传动系扭矩方面的增加从而导致车辆不稳定的风险。在横摆稳定性控制功能的情形中，不稳定性可能是横摆不稳定性。
在本发明所要求保护的方面，提供牵引力控制系统或设备，用于实施在前述方面中所描述的本发明的方法，该装置包括：用于测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的装置；用于基于测量的值或每个测量的值计算车轮滑移值的装置；用于如果车轮滑移值超过车轮滑移阈值将车轮滑移值与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较以及用于确定车轮滑移条件的装置；以及如果确定了车轮滑移条件就用于降低通过传动系施加到车辆的车轮的扭矩的装置。该装置进一步包括用于将一个或多个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较的装置，所述预定阈值表示车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，用于控制通过传动系施加到处于车辆的车轮的扭矩由此防止车轮牵引力的损失的装置。
在本发明的又一所要求保护的方面，提供一种用于在路面上行驶的车辆的车辆控制设备。车辆具有用于产生动力并且将动力传递给车轮的车辆传动系，该设备包括用于测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的装置；用于将所述测量参数或每个所述测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较的装置，所述预定阈值代表所述车辆可能发生车轮滑移的程度；以及用于在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下控制通过传动系施加到车辆的车轮的扭矩由此防止车轮滑移的装置。
在本发明所要求保护的又一方面，提供一种用于在路面上行驶的车辆的车辆控制设备，车辆具有用于产生动力和将动力传递给车轮的车辆传动系，该设备包括用于测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的装置；用于将一个或多个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较的装置，所述预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及用于在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系施加到车轮的扭矩由此减小车轮滑移可能发展的速率的装置。
有利地，设备还包括用于基于所述测量参数或每个测量参数计算车轮滑移值的装置；用于将车轮滑移值与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较以及如果车轮滑移值超过车轮滑移阈值就确定车轮滑移条件的装置；以及如果确定了车轮滑移条件就降低通过传动系施加到车轮的扭矩的装置。
优选地，用于在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系施加到车轮的扭矩的装置包括：用于限定通过传动系施加到车轮的扭矩增加的速率的装置。
该设备通常包括用于执行本发明的计算和比较步骤的发动机控制单元(ECU)。
本发明还延伸到计算机程序产品，其包括：至少一个计算机程序软件部分，当在执行环境中执行变成软件部分时，该部分可操作成实施根据本发明的前述方面的方法的步骤中的一个或多个，并且延伸到数据存储介质，所述数据存储介质上存储有计算机软件部分或每个计算机软件部分。本发明还涉及设有所述数据存储介质的微型计算机。
能够理解，本发明的实施方式找到了在电动车辆以及混合电动车辆和仅由诸如内燃活塞发动机之类的发动机供给动力的非混合车辆方面的有益应用。在除了诸如内燃发动机之类的燃料燃烧致动器之外还具有电机的实施方式中，所提及的控制传动系扭矩可包括：控制除了燃料燃烧致动器之外的一个或多个推进马达传递的扭矩的量。在一些实施方式中，传动系扭矩可按照需要在一个或多个不同的时间通过一个或多个不同的致动器施加，目的是提供所需要的传动系响应。
能够理解，可采用扭矩升高速率限制，以防止或减小由于扭矩的急剧改变而令人感到的不适，这可通过诸如电动马达或马达/发生器之类的电力致动器来获得。
根据本发明所要求保护的方面，提供一种用于在路面上行驶的车辆的牵引力控制方法，该车辆具有用于产生动力和将动力传递给车轮的车辆传动系。该方法包括：测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；基于一个或多个测量参数计算车轮滑移量；将车轮滑移量与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较；如果车轮滑移量超过车轮滑移阈值就确定为车轮滑移条件；以及如果确定了车轮滑移条件就减小通过传动系施加到车辆的车轮的扭矩；其特征在于，该方法进一步包括将所述测量参数或每个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，所述预定阈值代表车轮可能发生滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，控制通过传动系施加到车轮的扭矩以防止车辆的牵引力的损失。
根据本发明所要求保护的又一方面，提供一种用于在路面上行驶的车辆的牵引力控制设备。该车辆具有用于产生动力并将动力传递给车轮的传动系；所述设备包括：用于测量与车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的装置；基于所述测量参数或每个测量参数计算车轮滑移量的装置；用于将车轮滑移量与用于车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较以及如果车轮滑移量超过车轮滑移阈值就确定车轮滑移条件的装置；以及如果确定了车轮滑移条件就减小通过传动系施加到车轮的扭矩的装置，其特征在于，该设备进一步包括：用于将一个或多个测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较的装置，所述预定阈值代表车辆可能发生车轮滑移的程度；以及在一个或多个测量参数超过预定阈值的情况下，用于控制通过传动系施加到车辆的扭矩由此防止车轮的牵引力的损失的装置。
将能理解，本发明的第一方面的优选的和/或可选的特征可单独地或者适当结合地包括在本发明的第二方面内。
附图说明
为了可以更容易地理解本发明，现在将对仅作为示例的附图进行参照，其中：
图1是根据本发明的实施例的牵引力控制系统的示意框图；并且
图2是示出了通过图1中的牵引力控制系统实施的方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1中的牵引力控制系统适于在具有四轮驱动的车辆中实施，但是应当理解的是，其他数目的驱动轮在本发明的一些实施例中也是有用的。所述系统包括四个车轮传感器2、4、6、8，一个传感器用于一个车轮，并且每个传感器均连接至呈车辆速度计算器10形式的速度计算装置。速度计算器10提供第一输出信号12以向发动机控制单元(ECU)提供速度值，该ECU被称为控制器14。速度计算器10还经由第二输出16向控制器提供车轮滑移的值，这一点在下文有述。
车辆还设有多个传感器用于测量与路面上穿行的车辆的运动有关的多种参数。车辆包括向控制器提供呈车辆转动信号形式的第三输出信号20的横摆率传感器18、以及向控制器提供呈横向加速度信号形式的第四输出信号24的加速度传感器22。
驾驶者要求信号26从节气门踏板位置传感器28提供给控制器14，响应于该信号，控制器向车辆的传动系32提供发动机扭矩要求信号30以产生要求的扭矩并将扭矩传递给车轮。发动机扭矩要求信号30用于例如通过控制发动机的节气门或通过向从动轮施加制动力来调整传动系扭矩要求。
速度计算器10构造为通过计算车辆速度而作为最慢车轮的速度或者作为两个或更多个车轮的平均速度来确定车辆速度值。通过将单独的车轮速度与所计算的车辆速度进行比较来确定车轮滑移。控制器10存储预定的车轮滑移阈值并且将车轮滑移输出信号16与车轮滑移阈值持续地进行比较以确定是否需要扭矩被调节以防止车轮滑移的条件成立。如果车轮滑移输出信号16的值超过车轮滑移阈值，则确立车轮滑移条件并且调节通过传动系向车轮施加的扭矩以防止车轮滑移的开始、或者防止进一步的车轮滑移。
图2的流程图中示出了本发明的优选实施例的处理步骤，并且所述处理步骤如下。
当发动机在使用中时，控制器14持续地监测用于车辆速度、横摆率以及横向加速的输入信号值。控制器14存储与这些参数中的每一个相关联的预定阈值，所述预定阈值表示在可能需要牵引力控制之前的可接受的最低水平。在测量参数超过最小阈值水平的情况下，例如通过限制传动系扭矩的增大的速率来控制向车轮施加的扭矩。这可以例如通过对发动机的输入进行节流和/或通过向车轮施加制动力来实现，从而防止失去牵引力控制。
在可选实施例中，替代于直接将输入信号的值与用于参数的阈值进行比较，可以将输入信号的测量值与用于所述输入信号的目标值之间的差与预定的差值阈值进行比较，该预定的差值阈值代表与目标值的最大差，该目标值是在存在车轮滑移的危险之前被视为安全的指数。如果输入信号的测量值与目标值之间的差超过预定差值阈值，则例如通过对发动机的输入进行节流和/或通过向车轮施加制动力来限制传动系扭矩的增大的速率，从而防止失去牵引力控制。
首先考虑表示横向加速度的输入信号24，控制器14将信号24与横向加速度阈值进行比较，并且如果阈值被超过(或者预定差值阈值被超过)，则到传动系32的输出信号30用来例如通过限制发动机节气门或通过向车轮施加制动力来限制传动系32内的扭矩增大的速率。类似地，当考虑表示横摆率的输出信号20时，控制器将信号20与横摆率阈值进行比较，并且如果阈值被超过，则到传动系的输出信号30也用来限制传动系32内的扭矩增大的速率。控制器14执行用于其接收的所有输入信号12、16、20、24的比较，并且可以被编程以在任一个或多个信号超过对应的阈值的情况下限制传动系内的扭矩增大的速率。
结合前述的方法步骤，速度计算器10持续地执行车辆速度的计算并且控制器14基于单独的车轮的速度值持续地确定车轮滑移值。如图2中所示，与处理传感器信号12、16、20、24和如上述地将这些传感器信号12、16、20、24与它们相应的阈值进行比较相并行地处理这些值。
在速度计算器10首先确定车辆速度并且其次控制器14基于车辆速度值计算车轮滑移并且随后将车轮滑移值与车轮滑移阈值进行比较期间存在处理时间延迟。如果在用于车辆滑移计算和比较步骤仍被处理的时间段期间出现车轮滑移情况，则这可能导致失去稳定性控制。但是，如果在该时间延迟期间确定横向加速度信号24已经超过横向加速度阈值和/或横摆率信号20已经超过横摆率阈值，则仍将限制传动系内的扭矩增大的速率。这样，避免了原本在车轮滑移值计算和比较步骤正被处理和实施时发生的任意潜在的稳定性丧失并且改进了车辆的牵引力控制。
在另外的改进中，车辆还可以设有纵向加速度传感器，该纵向加速度传感器能够向控制器提供关于路面倾斜度的另外的信息且提供车辆加速度和速度的测量的另一来源。也可以设置有车辆滚动速率传感器。来自纵向加速度传感器和/或滚动速率传感器的输出被提供给控制器并且可以用于启动以与上述相似的方式限制传动系扭矩增大的速率的步骤。
将理解的是，上述实施例仅作为示例给出并且并非意在限定本发明，其实施例可以参照所述权利要求进行理解。还将理解的是，本文描述的实施例可以单独地或组合地使用。
本申请要求2010年12月2日提交的英国专利申请No.1020440.2的优先权，该申请的全部公开内容通过参引的方式并入本文。

Claims (13)

1.一种用于在路面上行驶的车辆的控制方法，所述车辆具有用于产生动力并且将动力传递给车轮的车辆传动系，所述方法包括：
基于一个或多个测量参数计算车轮滑移值；
将所述车轮滑移值与用于所述车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较；以及
如果所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值就减小所述传动系向所述车轮施加的扭矩；
所述方法进一步包括：
测量与所述车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数；
将所述测量参数或每个所述测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较，所述预定阈值代表所述车辆可能发生车轮滑移的程度；
在一个或多个所述测量参数超过所述预定阈值的情况下，控制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩可能增加的速率以减小车轮滑移可能发展的速率；以及
在两个或更多个所述测量参数超过所述预定阈值的情况下控制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩。
2.如权利要求1所述的控制方法，
其中计算车轮滑移值所依据的所述一个或多个测量参数是与所述车辆在路面上的运动有关的所述一个或多个测量参数；
所述方法还包括以下步骤：
如果所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值则确定车轮滑移条件；并且进一步地，
如果所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值就减小所述传动系向所述车轮施加的扭矩的步骤包括：
如果确定了车轮滑移条件则减小通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩。
3.如权利要求1-2中任一项所述的控制方法，其中，与所述车辆在路面上的运动有关的所述一个或多个参数包括下列参数中的一个或多个：
所述车辆的横向加速度；
所述车辆的横摆率；
所述车辆的线性加速度；
车轮上的竖向负载的变化；
所述车辆的速度；
方向盘输入角度；
不对应于直线向前行驶方向的方向盘输入角度；
所述车辆的所述方向盘的角速度；
过度转向；
转向不足；
前轴侧滑移；
后轴侧滑移；
车身侧滑移；
传动系扭矩低于传动系扭矩要求水平的量；以及
车辆所行驶的路面的估算摩擦力。
4.如权利要求1-2中任一项所述的控制方法，其中，用于所述测量参数或每个所述测量参数的所述预定阈值基于所述车辆所行驶的地形情况而变化。
5.如权利要求2所述的控制方法，其中，所述车轮滑移阈值基于所述车辆所行驶的地形而变化。
6.如权利要求4所述的控制方法，其中，所述预定阈值和/或所述车轮滑移阈值基于所述车辆所行驶的路面的特征而通过用户输入进行调节。
7.如权利要求1-2中任一项所述的控制方法，其中，将测量参数与预定阈值进行比较的步骤包括直接将所述测量参数与用于所述参数的阈值进行比较。
8.如权利要求1至2中任一项所述的控制方法，其中，将测量参数与预定阈值进行比较的步骤包括将所述测量参数与用于所述参数的目标值之间的差值与用于所述参数的差值阈值进行比较。
9.如任一前述权利要求1-2中任一项所述的控制方法，对于减小通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩和限制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩的增大速率的所述步骤或每个所述步骤，所述方法包括以下步骤：
(i)在所述车辆具有发动机的情况下，延迟或抑制对所述发动机的一个或多个气缸的点火；
(ii)在所述车辆具有发动机的情况下，减少向所述发动机的所述气缸中的一个或多个所述气缸的燃料供应；
(iii)向所述车轮中的一个或多个施加制动；
(iv)在所述车辆具有节气门的情况下，关闭所述节气门；
(v)在涡轮增压发动机中，致动增压控制电磁线圈以减小发动机功率；以及
(vi)对电机的输出扭矩进行电控制。
10.如权利要求1-2中任一项所述的控制方法，其中，所述方法是从牵引力控制、稳定性控制和横摆稳定性控制中选取的至少一个的方法。
11.一种用于在路面上行驶的车辆的控制设备，所述车辆具有车轮以及用于产生动力并且将动力传递给车轮的车辆传动系，所述设备包括：用于基于一个或多个测量参数计算车轮滑移值的装置；用于将所述车轮滑移值与用于所述车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较的装置；以及如果所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值就减小所述传动系向所述车轮施加的扭矩的装置；
所述设备进一步包括：用于测量与所述车辆在路面上的运动有关的一个或多个参数的装置；用于将所述测量参数或每个所述测量参数与用于所述测量参数的预定阈值进行比较的装置，所述预定阈值代表所述车辆可能发生车轮滑移的程度；用于在一个或多个所述测量参数超过所述预定阈值的情况下控制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩可能增加的速率以减小车轮滑移可能发展的速率的装置；以及用于在两个或更多个所述测量参数超过所述预定阈值的情况下控制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩的装置。
12.如权利要求11中所述的控制设备，其中计算车轮滑移值所依据的所述一个或多个测量参数是与所述车辆在路面上的运动有关的所述一个或多个测量参数，所述设备还包括：用于将所述车轮滑移值与用于所述车辆的车轮滑移的预定车轮滑移阈值进行比较并且用于在所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值的情况下确定车轮滑移条件的装置；
并且其中如果所述车轮滑移值超过所述车轮滑移阈值就减小所述传动系向所述车轮施加的扭矩的所述装置包括用于在确定了车轮滑移条件的情况下减小通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩的装置。
13.如权利要求11或权利要求12中所述的控制设备，其中，所述用于控制通过所述传动系施加的扭矩的装置包括用于在一个或多个所述测量参数超过所述预定阈值的情况下限制通过所述传动系向所述车轮施加的扭矩的增大的速率的装置。
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