CN105939882B - 车辆速度控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，该TC系统能够操作为：当一个或更多个车轮的速度超过TC系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少，该速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，其中，当速度控制系统处于活动状态时，该TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值而选择的值。

Description

车辆速度控制系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制车辆的速度的系统。具体地但是不排他地，本发明涉及一种用于控制陆地车辆的速度的系统，该车辆能够在各种不同和极端的地形和条件下驾驶。
共同未决的英国专利第GB2507622号和美国专利第US7349776号的内容通过引用并入本文。
背景技术
在通常称为巡航控制系统的已知的车辆速度控制系统中，在由用户设定后车辆在道路上的速度被保持而无需由用户进一步地干预，以通过减少工作量来改进用户的驾驶体验。
使用通常的巡航控制系统，用户选择车辆要被保持的速度——称为设定速度，并且只要用户不施加制动或者在车辆具有手动变速器的情况下不踩下离合器踏板，车辆就被保持在被设定为等于设定速度的目标速度。巡航控制系统从传动轴速度传感器或车轮速度传感器得到其速度信号。当制动器或离合器被踩下时，巡航控制系统被禁用，使得用户可以超驰巡航控制系统，以改变车辆速度而不存在来自系统的阻力。如果用户踩下加速器踏板达足够的量，则车辆速度会增加，但是当用户将他的脚从加速器踏板移开时，车辆通过滑行恢复到预设巡航速度(设定速度)。
这样的系统通常仅在高于某个速度——通常为大约15至20kph——的情况下能够运行，并且在车辆在稳定的交通状况下并且特别是在公路或快车道上行驶的情况下是理想的。然而，在拥塞的交通状况下，在车辆速度趋向于变化很大的情况下，并且尤其在系统由于最小速度要求而无法运行的情况下，巡航控制系统是低效率的。最小速度要求经常被施加在巡航控制系统上，以减少例如当停车时的低速碰撞的可能性。因此，这样的系统在某些驾驶条件(例如，低速)下是低效率的，并且在用户可能没有考虑到这样做是理想的情况下被设定为自动禁用。
更复杂的巡航控制系统被集成到引擎管理系统中，并且可以包括使用基于雷达的系统来考虑与前方车辆的距离的自适应功能。例如，车辆可以设置有前瞻性的雷达检测系统，使得自动地检测前方车辆的速度和距离，并且保持安全跟随速度和距离，而无需用户输入。如果前方车辆减慢，或者由雷达检测系统检测到另一对象时，系统向引擎或制动系统发送信号以相应地使车辆减慢，以保持安全跟随距离。
已知的巡航控制系统还在检测到要求由牵引力控制系统(TC系统或TCS)或稳定性控制系统(SCS)进行干预的车轮滑移的事件中被取消。因此，当在这样的事件可能相对常见的越野条件下行驶时，已知的巡航控制系统不能很好地适合于保持车辆的行进。如果任何从动轮(即由动力系——即驱动轮——所驱动的车轮)的速度超过被称为车辆参考速度的车辆速度的测量值达大于规定阈值(例如5kph)的量，则已知的TC系统被设置为进行干预，并且施加制动力以减小车轮速度。车辆参考速度也可以由需要了解即时车辆速度的一个或更多个其他车辆系统使用。
本申请人开发了适用于在越野驾驶条件下使用的速度控制系统。该速度控制系统被配置成允许在相对低的速度(例如至少在从2kph至30kph的范围内的速度)下驱动，并且被配置成在检测到需要由TC系统进行干预的车轮滑移事件的情况下不终止速度控制。
已知的速度控制系统通常采用闭环反馈控制装置，以保持车辆参考速度基本上等于速度控制系统目标速度。在已知的巡航控制系统中，例如，反馈控制装置生成使得车辆参考速度的值保持基本上等于巡航控制目标速度的动力系扭矩命令信号。
用于确定和提供车辆参考速度的值的方法在本领域中是公知的。在一些已知的车辆中，车辆参考速度值为车辆对地的速度估计值，其基于每个车轮的速度来计算，可选地，与车辆纵向加速度的测量值相结合来计算。
在具有四个车轮的两轮驱动车辆的情况下，假设当滑移事件发生时驱动轮即由动力系驱动的车轮的速度大于未由动力系驱动的非驱动轮的速度，则驱动轮的滑移可以被检测为驱动轮与非驱动轮之间的车轮速度差。另外，为了确定发生车轮滑移的情况，可以将针对驱动轮处的车轮扭矩的给定量的车辆加速度的预期值与借助于加速计确定的实际车辆加速度进行比较。
在一些已知车辆中，采用最慢的转向轮的速度作为车辆参考速度，即将最小(最低)测量车轮速度用作车辆参考速度。在一些其他已知车辆中，车辆参考速度被设定为等于第二慢的转向轮的速度。
本申请人考虑了使用这样的计算车辆参考速度的方法并且另外使用平均驱动轮速度作为参考速度。具体地，当车辆在表面摩擦系数(mu)条件变化的越野条件下驾驶时，在这样的情况下，在牵引力控制系统和越野速度控制系统中使用这样的计算车辆参考速度的方法。
应该理解的是，如果车辆具有四个驱动轮并且采用最小车轮速度作为用于牵引力控制系统的参考速度，则可能发生如下情况：在牵引力控制系统进行干预以减少这些车轮的滑移之前，驱动轮中的至多三个以足以使牵引力控制系统进行干预以减少滑移的速度转动。三个驱动轮在驱动表面上的滑移可能导致越野驱动表面如泥地或草地的巨大劣化。
在采用平均车轮速度作为车辆参考速度的四轮驱动车辆中，车轮将不会被控制成转动得比车辆参考速度快4倍。例如，在当一个车轮在相对低表面摩擦系数(mu)的驱动表面(如湿的冰面或湿的草地上)而其他三个车轮在相对高mu的驱动表面(如岩石或沥青上)时车辆试图从静止加速的情况下，可能会发生车轮在速度控制系统的控制下以高达四倍的车辆参考速度来转动的情形。应该理解的是，车轮以高达四倍的车辆参考速度进行转动可能导致越野驾驶表面的显著劣化。
在其中一个车轮在高mu表面上而另三个车轮在低mu表面上的相反情况下，可能发生高达参考车轮速度的4/3的滑移。
考虑具有N个驱动轮的车辆并且由速度控制系统采用平均车轮速度来确定实际车轮速度的一般情况，速度控制系统试图使实际车辆速度等于目标速度。在其中三个车轮在具有基本上为一的表面摩擦系数(mu)的表面上而另一个车轮在具有基本上为零的表面摩擦系数的表面上的最坏情况下，可以使其中在mu基本上为零的表面上的车轮以高达目标速度的N倍的速度来转动，即，在具有四个车轮的车辆中以目标速度的4倍的速度来转动。在低速控制系统中，可以构想，该速度可能不足以触发牵引力控制系统进行干预以减少车轮滑移。因此，在mu基本上为零的表面上的车轮可以以高达目标速度的N倍的速度转动，直到驾驶员进行干预为止。
在相反的情形下，在具有N个驱动轮(即由动力系来驱动N个车轮)的车辆中，其中(N-1)个车轮静止于具有基本上为零的摩擦表面系数的表面上，并且第N个车轮静止于具有均匀的表面摩擦系数的表面上，(N-1)个滑移的车轮可以由速度控制系统控制来以目标速度的N/(N-1)倍的速度行驶。对于具有四个负重轮的四轮驱动车辆(即，4×4车辆)中，如果车辆具有三个滑移的车轮，则这些滑移的车轮可以被控制为以高达目标速度的4/3的速度转动。应该理解的是，在低速控制系统中，同样可以构想，该速度可能不足以触发牵引力控制系统进行干预以减少车轮滑移。因此，在mu基本上为零的表面上的车轮可以以高达目标速度的N/(N-1)倍的速度转动，直到驾驶员进行干预为止。
如果非滑移的车轮的数目增加，则其余的滑移车轮的速度可以高于目标速度的4/3倍。
还已知的是，提供了一种用于控制一个或更多个车辆子系统的机动车辆的控制系统。US7349776公开了一种包括多个子系统控制器的车辆控制系统，所述多个子系统控制器包括引擎管理系统、变速箱控制器、转向控制器、制动控制器和悬架控制器。子系统控制器可以分别在多个子系统功能模式或配置模式下操作。子系统控制器连接至车辆模式控制器，车辆模式控制器控制子系统控制器以采取所需的功能模式，以便提供车辆的若干个驾驶模式。每个驾驶模式对应于特定的驾驶条件或者一组驾驶条件，并且在每个模式中，每个子系统被设定为最适合于这些条件的功能模式。这样的条件被链接至可能在其上行驶车辆的地形的类型，如草地/碎石地/雪地、泥地和车辙、岩石爬行地、沙地以及称为“特殊程序关闭”(SPO)的公路模式。车辆模式控制器可以称为地形反馈(TR)(RTM)系统或控制器。驾驶模式还可以称为地形模式、地形反馈模式或者控制模式。
发明内容
可以参照所附权利要求来理解本发明的实施例。
本发明的各方面提供了系统、车辆和方法。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和滑移控制系统，
滑移控制系统能够操作为当一个或更多个车轮的滑移的量超过滑移控制系统干预阈值时使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，当速度控制系统处于活动状态时，滑移控制系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值的值。
滑移控制系统可以是或者包括牵引力控制(TC)系统，或者被TC系统所包括。滑移控制系统干预阈值可以是TC系统干预阈值。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，
TC系统能够操作为当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，当速度控制系统处于活动状态时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值的值。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，
TC系统能够操作为当一个或更多个车轮的速度超过TC系统干预阈值时使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，当速度控制系统处于活动状态时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值而选择的值。
本发明的实施例具有如下优点：由于TCS干预阈值取决于速度控制系统的目标速度而设定，所以与使用其中干预阈值不取决于目标速度而确定的常规TCS的情况相比，可以使TCS进行干预以在滑移的低较值处减少过量的滑移。这具有以下优点：可以减少车辆在其上行驶的地形的劣化。在一些实施例中，可以增强越野牵引力。
本发明人认识到，能够操作为通过根据需要施加正动力系扭矩以及施加制动来将速度控制在相对低的速度(包括20km/h以下的速度)的车辆速度控制系统在越野驱动时将非常有利地减少驾驶员的工作量。有利地，因为在某些越野条件下驾驶时由TC系统进行的用于减少滑移的干预会频繁出现，所以这样的系统在TC系统进行干预以减少滑移的事件中不取消操作。这样的越野速度控制系统可以能够增强车辆镇定性。
为了克服当车辆速度控制系统活动时对已知的TC系统的使用的限制，本发明的实施例在确定即时车辆速度最可能的值时会使TC系统考虑速度控制系统的目标速度。因此，本发明的实施例利用已经对由速度控制系统强加的车辆速度的上限的了解，以减少由TC系统采用的车辆参考速度的值与车辆对地速度之间的误差。
有利地，该系统可以被配置成确定车辆参考速度值，该车辆参考速度值为该车辆对地的估计速度。
该系统可以通过从外部源接收车辆参考速度的值来确定车辆参考速度，该外部源例如不构成车辆控制系统的一部分的参考速度计算装置或系统。可替代地，系统可以使用一个或更多个车轮速度的值来计算车辆参考速度的值。
有利地，当速度控制系统活动时，TC系统干预阈值可以被设定为取决于目标速度值与车辆参考速度值中的较低值而确定的值。
可选地，当速度控制系统未控制车辆速度时，TC系统干预阈值被设定为第一TC系统干预阈值。
可选地，第一TC系统干预阈值至少部分地取决于车辆参考速度值来确定。
可选地，TC系统干预阈值是相对于静止车轮条件的车轮速度值，其中，当速度控制系统正在控制车辆速度时，TC干预阈值被设定为基本上等于目标速度值乘以干预因数与第一TC系统干预阈值中的较低值。
可选地，第一TC系统干预阈值是相对于静止车轮条件的车轮速度值，以及其中，第一TC系统干预阈值基本上等于参考速度值加上第一干预偏移值。
第一干预偏移值可以是为从基本上2kph至10kph的范围内的值，可选地，为从基本上4kph至基本上10kph的范围内的值。可选地，第一干预偏移值为基本上等于3kph、5kph、10kph或任何其他合适值的值。
可替代地，第一干预偏移值可以为占车辆参考速度值的比例，例如5％、10％或任何其他合适的值。
可选地，TC系统干预阈值和/或第一TC系统干预阈值对应于相对于车辆参考速度值的车轮速度值，TC系统能够操作为当一个或更多个车轮相对于车辆参考速度值的速度超过TC系统干预阈值时使一个或更多个车轮的速度减少。
也就是说，TC系统干预阈值和第一TC系统干预阈值中的一者或二者可以对应于车轮在给定时刻的滑移的量。车轮速度值可以被给出为占车辆参考速度的比例，如10％(或0.1)或20％(0.2)。可替代地，车轮速度值可以被给出为超出车辆参考速度的车轮速度的值，如5kph、1kph的速度或任何其他合适的值。在一些实施例中，其他设置可能是有用的。
可选地，速度控制系统能够操作为使车辆按照目标速度值操作，速度控制系统被设置为采用速度控制系统参考速度值来确定即时车辆速度。
可选地，速度控制系统参考速度值可以被设定为基本上等于取决于驱动轮的平均速度而确定的值。
速度控制系统参考速度值可以被设定为基本上等于驱动轮的平均速度。
可选地，速度控制系统参考速度值被设定为基本上等于最慢的转向驱动轮的速度。
可选地，车辆参考速度值和速度控制系统参考速度值基本上相同。
因此，应该理解的是，车辆参考速度值可以被速度控制系统采用作为速度控制系统参考速度值。因此，可选地，车辆参考速度值被设定为基本上等于驱动轮的平均速度。
可选地，当车辆被配置成使用N个驱动轮来驱动时，干预因数被设定为大于1且小于N/(N–1)的值。应该理解的是，可选地，仅在由速度控制系统采用的参考速度的值是N个车轮的平均速度的情况下，干预因数可以被设定为该范围内的值。
因此，可选地，当车辆被配置成使用四个驱动轮来驱动时，干预因数被设定为大于1且小于4/3的值。
可选地，当车辆被配置成使用四个驱动轮来驱动时，干预因数被设定为从1.1至1.3的范围内的值。
可选地，当车辆被配置成用N个驱动轮和M个非驱动轮来驱动时，干预因数被设定为大于1且小于(N+M)/(N-1)的值。应该理解的是，可选地，仅在由速度控制系统采用的参考速度的值为N+M个车轮的平均速度的情况下，干预因数可以被设定为该范围内的值。
可选地，速度控制系统在活动状态下能够操作为：通过使车辆以基本上等于目标速度值的速度行驶来使车辆按照目标速度值操作。
可选地，速度控制系统在活动状态下能够操作为：通过使速度控制系统参考速度值基本上等于目标速度值来使车辆按照目标速度值操作。
可选地，速度控制系统能够操作为：通过控制由制动系统施加到车辆的一个或更多个车轮的制动扭矩的量以及由动力系施加到车辆的一个或更多个车轮的驱动扭矩的量来使车辆按照目标速度值操作。
可选地，TC系统能够操作为：至少部分地通过借助于制动系统向一个或更多个车轮施加制动扭矩来使车轮速度减少。
制动扭矩可以由摩擦制动系统和/或再生制动系统提供。
可选地，TC系统能够操作为：至少部分地通过减少施加到一个或更多个车轮的动力系扭矩的量来使车轮速度减少。
可选地，至少当目标速度值小于车辆参考速度值时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值而确定的值，该参考速度值对应于车辆对地的估计速度。
在寻求保护的本发明的另一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，
TC系统能够操作为：当一个或更多个车轮的速度超过TC系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，至少当目标速度值小于车辆参考速度值时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标转速值而确定的值，其中，该参考速度值对应于车辆对地的估计速度。
在寻求保护的本发明的再一个方面中，提供有一种包括根据前述方面所述的控制系统的机动车辆。
车辆可以在四轮驱动配置和两轮驱动模式中至少之一中操作，其中，在四轮驱动配置中车轮中的四个车轮为由动力系驱动的驱动轮，在两轮驱动模式中车轮中只有两个车轮为由动力系驱动的驱动轮。
在寻求保护的本发明的方面中，提供有一种借助于速度控制系统和牵引力控制(TC)系统来控制车辆的方法，
该方法包括：当一个或更多个车轮的速度超过TC系统干预阈值时，借助于TC系统使一个或更多个车轮的速度减少；以及
当速度控制系统处于活动状态时，使车辆按照目标速度值操作，并且将TC系统干预阈值设定为至少部分地取决于目标速度值而选择的值。
该方法可以包括：确定车辆参考速度值，该车辆参考速度值对应于车辆对地的估计速度。
可选地，当速度控制系统活动时，该方法包括：将TC系统干预阈值设定为取决于目标速度值与车辆参考速度值中的较低值而确定的值。
可选地，当速度控制系统未控制车辆速度时，该方法包括：将TC系统干预阈值设定为第一TC系统干预阈值。
可选地，当速度控制系统正在控制车辆速度时，该方法包括：将TC干预阈值设定为基本上等于目标速度值乘以干预因数与第一TC系统干预阈值中的较低值。
该方法可以包括：至少部分地取决于车辆参考速度值来确定第一TC系统干预阈值。
该方法可以包括：将第一TC系统干预阈值设定为基本上等于参考速度值加上第一干预偏移值的值。
该方法可以包括：使车辆按照目标速度值操作，其中，使车辆按照目标速度值操作包括：采用速度控制系统参考速度值来确定即时车辆速度。
该方法可以包括：将速度控制系统参考速度值设定为取决于驱动轮的平均速度而确定的值，可选地，将速度控制系统参考速度值设定为基本上等于驱动轮的平均速度的值。
可选地，速度控制系统参考速度值被设定为基本上等于最慢的转向驱动轮的速度。
可选地，车辆参考速度值和速度控制系统参考速度值为基本上相同的值。例如，速度控制系统可以采用车辆参考速度值来确定给定时刻的车辆速度。等同地，控制系统可以将速度控制系统参考速度值设定为基本上等于车辆参考速度值的值，或者可以通过与被采用以计算车辆参考速度值的方法相同的方法来计算速度控制系统参考速度值。
可选地，车辆被配置成使用N个驱动轮来驱动，并且干预因数被设定为大于1且小于N/(N–1)的值。
可选地，车辆被配置成使用四个驱动轮来驱动，并且干预因数被设定为大于1且小于4/3的值。
可选地，车辆被配置成使用四个驱动轮来驱动，并且干预因数被设定为从1.1至1.3的范围内的值。
可选地，速度控制系统在活动状态下能够操作为：通过使车辆以基本上等于目标速度值的速度行驶来使车辆按照目标速度值操作。
可选地，速度控制系统在活动状态下能够操作为：通过使速度控制系统参考速度值基本上等于目标速度值来使车辆按照目标速度值操作。因此，车辆速度被控制为使得参考速度值基本上等于目标速度值。
该方法可以包括：通过控制由制动系统施加到车辆的一个或更多个车轮的制动扭矩的量以及由动力系施加到车辆的一个或更多个车轮的驱动扭矩的量来使车辆按照目标速度值操作。
该方法可以包括：使TC系统至少部分地通过借助于制动系统向一个或更多个车轮施加制动扭矩来使车轮速度减少。
可选地，该方法包括：使TC系统至少部分地通过减少施加到一个或更多个车轮的动力系扭矩的量来使车轮速度减少。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，
TC系统能够操作为：当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，当速度控制系统处于活动状态时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值而确定的值。
在寻求保护的本发明的再一个方面中，提供有一种借助于速度控制系统和牵引力控制(TC)系统来控制车辆的方法，
该方法包括：当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时，借助于TC系统使一个或更多个车轮的速度减少；以及
当速度控制系统处于活动状态时，使车辆按照目标速度值操作，并且将TC系统干预阈值设定为至少部分地取决于目标速度值而确定的值。
本发明的一些实施例提供了一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，该TC系统能够操作为：当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少。该速度控制系统可以在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作。当速度控制系统处于活动状态时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值的值。
在寻求保护的本发明的一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和滑移控制系统，
滑移控制系统能够操作为：当一个或更多个车轮的滑移的量超过滑移控制系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，当速度控制系统处于活动状态时，滑移控制系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标速度值的值。
在寻求保护的本发明的再一个方面中，提供有一种车辆控制系统，该车辆控制系统包括速度控制系统和牵引力控制(TC)系统，
TC系统能够操作为：当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时，使一个或更多个车轮的速度减少，
速度控制系统能够在活动状态下操作，该速度控制系统在活动状态下使车辆按照目标速度值操作，
其中，至少当目标速度值小于车辆参考速度值时，TC系统干预阈值被设定为至少部分地取决于目标转速值而确定的值，其中，该参考速度值对应于车辆对地的估计速度。
在寻求保护的本发明的方面中，提供有一种借助于速度控制系统和牵引力控制(TC)系统来控制车辆的方法，
该方法包括：当一个或更多个车轮的滑移的量超过TC系统干预阈值时，借助于TC系统使一个或更多个车轮的速度减少；以及
当速度控制系统处于活动状态时，使车辆按照目标速度值操作，并且将TC系统干预阈值设定为至少部分地取决于目标速度值的值。
在本申请的范围内，明确地设想了在前述段落中、在权利要求中和/或在下面的描述和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和替代方案，特别是可以独立地或以任何组合形式采用的其各个特征。结合一个实施例描述的特征适用于所有的实施例，除非这些特征互不相容。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明进行描述，在附图中：
图1是以平面视图形式的根据本发明的实施例的车辆的示意图；
图2以侧视图形式示出了图1中的车辆；
图3是本发明的车辆速度控制系统的实施例的高级别示意图，该车辆速度控制系统包括巡航控制系统和低速行进控制系统；
图4是图3中的车辆速度控制系统的另外的特征的示意图；
图5示出了根据本发明的实施例的车辆的方向盘和制动踏板和加速器踏板；以及
图6是示出了根据本发明实施例的车辆的操作的流程图；
具体实施例
本文中对块如功能块的引用应当理解为包括对用于执行指定的功能或动作的软件代码的引用，该指定的功能或动作可以是响应于一个或更多个输入而提供的输出。该代码可以采取由主计算机程序调用的软件例程或函数的形式，或者可以为形成代码流的一部分的代码而非单独的例程或函数。参照功能块以便于说明本发明的实施例的操作的方式。
图1示出了根据本发明的实施例的车辆100。车辆100具有动力系129，动力系129包括引擎121，引擎121连接至动力传动系统130，动力传动系统130具有自动变速器124。应当理解的是，本发明的实施例也适合在具有手动变速器、无级变速器或者任何其他合适的变速器的车辆中使用。
在图1的实施例中，可以借助于变速器模式选择器拨盘124S将变速器124设定为下述多个变速器操作模式之一：驻车模式、倒车模式、空挡模式、驾驶模式或运动模式。选择器拨盘124S将输出信号提供给动力系控制器11，动力系控制器11响应于该输出信号使变速器124按照所选择的变速器模式操作。
动力传动系统130被设置成借助于前差速器137和一对前传动轴118来驱动一对前车轮111、112。动力传动系统130还包括辅助动力传动系统部131，该辅助动力传动系统部131被设置成借助于辅助传动轴或后驱传动轴132、后差速器135和一对后传动轴139来驱动一对后轮114、115。前轮111、112结合前传动轴118和前差速器137可以称为前桥136F。后轮114、115结合后传动轴139和后差速器135可以称为后桥136R。
车轮111、112、114、115均具有相应的制动器111B、112B、114B、115B。相应的速度传感器111S、112S、114S、115S与车辆100的每个车轮111、112、114、115相关联。传感器111S、112S、114S、115S被安装至车辆100的底盘100C，并且被设置成测量相应车轮的速度。
本发明的实施例适用于与下述车辆一起使用：变速器被设置为仅驱动一对前轮或者仅驱动一对后轮(即，前轮驱动车辆或后轮驱动车辆)，或者为可选择的两轮驱动/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)131P以可释放的方式连接至辅助动力传动系统部131，从而允许以两轮驱动模式或四轮驱动模式操作。应当理解的是，本发明的实施例可以适用于具有多于四个车轮的车辆或者其中仅两个车轮被驱动的车辆，例如，三轮车或四轮车或者具有多于四个车轮的车辆的两个轮被驱动。
用于车辆引擎121的控制系统包括称为车辆控制单元(VCU)10的中央控制器10、动力系控制器11、制动控制器13和转向控制器170C。制动控制器13为防抱死制动系统(ABS)控制器13，并且形成制动系统22(图3)的一部分。VCU 10从被设置于车辆上的各种传感器和子系统(未示出)接收并且输出多个信号。VCU 10包括图3中示出的低速行进(LSP)控制系统12、稳定性控制系统(SCS)14S、牵引力控制系统(TCS)14T、巡航控制系统16和陡坡缓降控制(HDC)系统12HD。SCS 14通过检测并管理拐弯时牵引力的损失来改进车辆100的稳定性。当检测到转向控制减少时，SCS 14S被配置成自动地命令制动控制器13施加车辆100的一个或更多个制动111B、112B、114B、115B，以帮助将车辆100在用户希望行驶的方向上行驶。如果检测到过大的车轮滑转，则TCS 14T被配置成通过施加制动力并且结合减少动力系驱动扭矩来减少车轮打滑。在示出的实施例中，SCS 14S和TSC 14T由VCU 10来实现。在一些可替代的实施例中，SCS 14S和/或TSC 14T可以由制动控制器13来实现。此外可替代地，SCS 14S和/或TSC 14T可以由单独的控制器来实现。
SCS 14S、TSC 14T、ABS控制器22C和HDC系统12HD提供输出，所述输出指示例如在车轮滑移事件发生时的SCS活动、TCS活动、ABS活动、对各个车轮的制动干预以及从VCU 10向引擎121的引擎扭矩请求。上述事件中的每个事件指示车轮滑移事件已发生。也可以存在其他车辆子系统如滚动稳定性控制系统等。
如上所述，车辆100包括巡航控制系统16，当车辆以超过25kph的速度行驶时，巡航控制系统16能够操作成将车辆速度自动保持在选定速度。巡航控制系统16设置有巡航控制HMI(人机接口)18，用户可以通过已知的方式借助于巡航控制HMI 18将目标车辆速度输入至巡航控制系统16。在本发明的一个实施例中，巡航控制系统输入控制被安装到方向盘171(图5)。可以通过按下巡航控制系统选择按钮176来开启巡航控制系统16。当巡航控制系统16被开启时，按下“设定速度”控制173将巡航控制设定速度参数cruise_set-speed的当前值设定为当前车辆速度。按下“+”按钮174使得cruise_set-speed的值增加，而按下“-”按钮175使得cruise_set-speed的值降低。提供有恢复按钮173R，恢复按钮173R能够操作成控制巡航控制系统16，以跟随驾驶员超驰以cruise_set-speed的即时值来恢复速度控制。应该理解的是，包括本发明的系统16的已知的公路巡航控制系统被配置成使得：在车辆具有手动变速器的情况下，在用户踩下制动器或者离合器踏板的事件中，巡航控制功能被取消，并且车辆100恢复到手动操作模式，即需要由用户进行加速器踏板输入来保持车辆速度。此外，如可能由牵引力的损失引起的检测到车轮滑移事件也具有取消巡航控制功能的效果。如果驾驶员随后按下恢复按钮173R，则恢复由系统16进行的速度控制。
巡航控制系统16监测车辆速度，并且自动调节与目标车辆速度的任何偏离，使得通常超过25kph的车辆速度被保持在的基本上恒定的值。换言之，巡航控制系统在速度低于25kph时是无效的。巡航控制HMI 18还可以被配置成经由HMI 18的视觉显示器向用户提供关于巡航控制系统16的状态的警告。在本实施例中，巡航控制系统16被配置成允许将cruise_set-speed的值设定为范围在25kph至150kph中的任意值。
LSP控制系统12还为用户提供基于速度的控制系统，该基于速度的控制系统使用户能够选择非常低的目标速度，在该目标速度下，车辆可以在不要求用户进行任何踏板输入的情况下行进。低速速度控制(或者行进控制)功能不是由公路巡航控制系统16提供的，公路巡航控制系统16只在高于25kph的速度下工作。
LSP控制系统12借助于安装在方向盘171上的LSP控制系统选择器按钮172来激活。系统12能够操作成对车辆100的一个或更多个车轮共同地或分别地施加选择性的动力系、牵引力控制和制动动作，以将车辆100保持在期望的速度。
LSP控制系统12被配置成使用户能够经由低速行进控制HMI(LSP HMI)20(图1、图3)将set-speed参数、LSP_set-speed的期望值输入至LSP控制系统12，低速行进控制HMI 20与巡航控制系统16和HDC控制系统12HD共享某些输入按钮173至175。假如车辆速度在LSP控制系统的可允许操作范围内(在本实施例中为从2kph至30kph的范围，尽管其他范围也是有用的)，则LSP控制系统12按照LSP_set-speed的值来控制车辆速度。与巡航控制系统16不同，LSP控制系统12被配置成独立于牵引力事件的发生而工作。也就是说，LSP控制系统12在检测到车轮滑移时不取消速度控制。相反，LSP控制系统12在检测到滑移时主动管理车辆的行为。
LSP控制HMI 20被设置在车厢中，以便用户可以容易地访问。车辆100的用户能够以与巡航控制系统16类似的方式借助于“设定速度”按钮173和“+”按钮174/“-”按钮175经由LSP HMI 20将用户期望车辆行驶的速度(称为“目标速度”)的指示输入到LSP控制系统12。LSP HMI20还包括视觉显示器，可以在视觉显示器上将关于LSP控制系统12的状态的信息和指导提供给用户。
LSP控制系统12接收来自车辆的制动系统22的输入，其指示用户已经借助于制动踏板163施加的制动的程度。LSP控制系统12还接收来自加速器踏板161的输入，其指示用户已经踩下加速器踏板161的程度。还从变速器或齿轮箱124向LSP控制系统12提供输入。该输入可以包括表示例如齿轮箱124的输出轴的速度、扭矩变换器滑移和齿轮比请求的信号。对LSP控制系统12的其他输入包括来自巡航控制HMI 18的输入，该输入表示巡航控制系统16的状态(开/关)以及来自LSP控制HMI 20的输入。
HDC系统12HD被配置成在下坡时限制车辆速度。当HDC系统12HD被激活时，系统12HD(经由制动控制器13)对制动系统22进行控制，以将车辆速度限制到与可以由用户设定的HDC设定速度参数HDC_set-speed的值对应的值。HDC设定速度也可以称为HDC目标速度。假设当HDC系统12HD被激活时用户没有通过踩下加速器踏板来超驰HDC系统，则HDC系统12HD对制动系统22进行控制，以防止车辆速度超过HDC_set-speed的值。在本实施例中，HDC系统12HD不能够操作成施加正驱动扭矩。相反，HDC系统12HD只能够操作成借助于制动系统22来施加负制动力矩。
设置有HDC系统HMI 20HD，用户可以借助于HMI 20HD来控制HDC系统12HD，包括设定HDC_set-speed的值。在方向盘171上设置有HDC系统选择器按钮177，用户可以借助于HDC系统选择器按钮177来激活HDC系统12HD以控制车辆速度。
如上所述，HDC系统12HD能够操作成使用户能够设定HDC设定速度参数HDC_set-speed的值，并且使用与巡航控制系统16和LSP控制系统12相同的控制来调节HDC_set-speed的值。因此，在本实施例中，当HDC系统12HD正在控制车辆速度时，可以以与巡航控制系统16和LSP控制系统的设定速度类似的方式使用相同的控制按钮173、173R、174、175将HDC系统设定速度增加、降低或者设定成车辆的即时速度。HDC系统12HD能够操作成允许将HDC_set-speed的值被设定为从2kph至30kph的范围内的任意值。
如果当车辆100以50kph或者更低的速度行驶并且没有运行其他速度控制系统时HDC系统12HD被选择，则HDC系统12HD将HDC_set-speed的值设定成选自查找表的值。由查找表输出的值依赖于对当前选择的变速器齿轮、当前选择的PTU齿轮比(Hi/LO)和当前选择的驾驶模式的识别来确定。然后，假设驾驶员没有通过踩下加速器踏板161来超驰HDC系统12HD，则HDC系统12HD应用动力系129和/或制动系统22将车辆100减慢到HDC系统设定速度。HDC系统12HD被配置成以不超过最大允许速率的减速率将车辆100减慢到设定速度值。在本实施例中，该速率被设定为1.25ms至2ms，然而，其他的值也是有用的。如果用户随后按下“设定速度”按钮173，假设即时速度是30kph或者更低，则HDC系统12HD将HDC_set-speed的值设定成即时车辆速度。如果当车辆100以超过50kph的速度行驶时HDC系统12HD被选择，则HDC系统12HD忽略该请求，并且向用户提供该请求已被忽略的指示。
应当理解的是，VCU 10被配置成实现上述类型的已知地形反馈(TR)(RTM)系统，其中VCU 10依赖于选定的驾驶模式来控制一个或更多个车辆系统或子系统例如动力系控制器11的设定。驾驶模式可以由用户借助于驾驶模式选择器141S(图1)来选择。驾驶模式也可以称为地形模式、地形反馈模式或者控制模式。在图1的实施例中，提供了4种驾驶模式：“公路”驾驶模式适合于在驱动表面与车辆的车轮之间存在相对高的表面摩擦系数的相对坚硬、平滑的驱动表面上驾驶；“沙地”驾驶模式适合于在沙漠地形上驾驶；“草地、碎石地或雪地”驾驶模式适合于在草地、碎石地或雪地上驾驶；“岩石爬行”驾驶模式适合于在岩石表面上缓慢驾驶；以及“泥地和车辙”驾驶模式适合于在泥泞的、有车辙的地形上驾驶。可以附加地或者替代地提供其他驾驶模式。
在一些实施例中，LSP控制系统12可以处于活动状态、待机状态和“关闭”状态中的任何一种状态。在活动状态下，LSP控制系统12通过控制动力系扭矩和制动系统扭矩来主动管理车辆速度。在待机状态下，LSP控制系统12不控制车辆速度，直到用户按下恢复按钮173R或“设定速度”按钮173为止。在关闭状态下，LSP控制系统12不响应输入控制，直到LSP控制系统选择器按钮172被按下为止。
在本实施例中，LSP控制系统12也能够操作成采取与活动模式的状态类似的中间状态，但是在该中间状态下，LSP控制系统12被防止由动力系129命令将正驱动扭矩施加到车辆100的一个或更多个轮。因此，借助于制动系统22和/或动力系129只能施加制动扭矩。其他设置也是有用的。
在LSP控制系统12处于活动状态时，用户可以借助于“+”按钮174和“-”按钮175来增加或降低车辆设定速度。此外，用户还可以可选地通过分别轻踩加速器踏板161或制动踏板163来增加或降低车辆设定速度。在一些实施例中，在LSP控制系统12处于活动状态时，可以禁用“+”按钮174和“-”按钮175，使得只能借助于加速器踏板161和制动踏板163来调节LSP_set-speed的值。后一特征可以防止设定速度发生非故意变化，例如，由于意外按下“+”按钮174或“-”按钮175中之一。意外按下可能发生在当通过例如可能需要相对大而频繁改变转向角的困难地形时。其他设置也是有用的。
应该理解的是，在本实施例中，LSP控制系统12能够操作成使车辆按照从2kph至30kph的范围内的设定速度的值行驶，而巡航控制系统能够操作成使车辆按照从25kph至150kph的范围内的设定速度的值行驶，尽管其他值也是有用的。如果当车辆速度高于30kph而小于或基本上等于50kph时LSP控制系统12被选择，则LSP控制系统12采取中间模式。在中间模式下，如果驾驶员松开加速器踏板161同时以高于30kph的速度行驶，则LSP控制系统12部署制动系统22，以将车辆100减慢到与参数LSP_set-speed的值对应的设定速度的值。当车辆速度降到30kph或更低时，LSP控制系统12采取活动状态，在活动状态下LSP控制系统12能够操作成经由动力系129施加正驱动扭矩，以及经由动力系129(经由引擎制动)和制动系统22来施加制动扭矩，以便按照LSP_set-speed值来控制车辆。如果尚未设定LSP设定速度值，则LSP控制系统12采取待机模式。
应该理解的是，如果LSP控制系统12处于活动模式，则巡航控制系统16的操作被禁止。因此，系统12、16这两个系统彼此独立地操作，使得取决于车辆正在行驶的速度，在任何一个时间处只有一个系统能够操作。
在一些实施例中，巡航控制HMI 18和LSP控制HMI 20可以被配置在相同的硬件内，使得例如经由相同的硬件来输入速度选择，该硬件提供有一个或更多个单独的开关，以在LSP输入与巡航控制输入之间进行切换。
图4示出了用于在LSP控制系统12中控制车辆速度的装置。如上所述，由用户选择的速度(设定速度)经由LSP控制HMI 20输入至LSP控制系统12。与动力系129(如图1所示)相关联的车辆速度传感器34将指示车辆速度的信号36提供给LSP控制系统12。LSP控制系统12包括比较器28，比较器28将由用户选择的“设定速度”38(也称为“目标速度”38)与测量速度36进行比较，并且提供指示比较结果的输出信号30。输出信号30被提供给VCU 10的评估器单元40，评估器单元40取决于需要增加还是减少车辆速度以保持速度LSP_set-speed来将输出信号30解释成要将附加扭矩施加到车轮111至115的命令或者减少向车轮111至115施加扭矩的命令。扭矩的增加通常是通过增加传递到动力系的给定位置的动力系扭矩的量来实现的，所述给定位置例如引擎输出轴、车轮或者任何其他合适的位置。将给定车轮处的扭矩降低到更少正向或者更多负向的值可以通过降低传递到车轮的动力系扭矩以及/或者通过在车轮上增加制动力来实现。应当理解的是，在一些实施例中，动力系129具有能够操作成发电机的一个或更多个电机，可以由动力系129通过电机将负扭矩施加到一个或更多个车轮。在某些情况下，也可以至少部分地取决于车辆100正在移动的速度借助于引擎制动来施加负扭矩。如果设置有能够操作成推进马达的一个或更多个电动机，则可以借助于一个或更多个电机来施加正驱动扭矩。
来自评估器单元40的输出42被提供给动力系控制器11和制动控制器13，动力系控制器11和制动控制器13转而控制施加到车轮111至115的净扭矩。可以取决于评估器单元40是命令正扭矩还是命令负扭矩来增加或降低净扭矩。为了对车轮施加必要的正扭矩或负扭矩，评估器单元40可以命令由动力系129将正扭矩或负扭矩施加到车轮，以及/或者由制动系统22将制动力施加到车轮，可以使用上述方法中的任意一种或两种方法来实现用于得到并保持要求的车辆速度所必需的扭矩的变化。在图示的实施例中，扭矩被单独地施加到车轮，以将车辆保持在所需的速度，但是在另一实施例中，可以将扭矩共同地施加到车轮，以保持要求的速度。在一些实施例中，动力系控制器11可以被操作成通过控制动力传动系统的部件如后驱动单元、前驱动单元、差速器或者任何其他合适的部件来控制施加到一个或更多个车轮的扭矩的量。例如，动力传动系统130的一个或更多个部件可以包括能够操作成允许改变施加到一个或更多个车轮的扭矩的量的一个或更多个离合器。其他设置也是有用的。
在动力系129包括一个或者更多个电机例如一个或更多个推进马达和/或发电机的情况下，动力系控制器11可以被操作成借助于一个或更多个电机来调节施加到一个或更多个车轮的扭矩。
LSP控制系统12还接收指示车轮滑移事件已发生的信号48。该信号48可以与供应至车辆的公路巡航控制系统16的信号48相同，并且在后者的情况下会触发对公路巡航控制系统16中的操作模式的超驰或禁用，使得由公路巡航控制系统16对车辆速度的自动控制被暂停或取消。然而，LSP控制系统12不被设置成取决于接收到指示车轮滑移的车轮滑移信号48来取消或暂停操作。相反，系统12被设置成监测并且随后管理车轮滑移，以减少驾驶员的工作量。在滑移事件期间，LSP控制系统12继续将测量的车辆速度与LSP_set-speed的值进行比较，并且继续自动控制施加到车轮的扭矩，以将车辆速度保持在选定值。因此，应该理解的是，LSP控制系统12被配置成与巡航控制系统16不同，对于巡航控制系统16，车轮滑移事件具有超驰巡航控制功能的效果，使得必须恢复对车辆的手动操作，或者必须通过按下恢复按钮173R或设定速度按钮173来恢复巡航控制系统12的速度控制。
在本发明的另外的实施例(未示出)中，不仅仅通过对各车轮的速度之间进行比较来得出车轮滑移信号48，而是使用指示车辆的对地速度的传感器数据来进一步细化车轮滑移信号48。这样的对地速度的确定可以经由全球定位(GPS)数据来作出，或者经由车载雷达或者基于激光的系统(其被设置成确定车辆100与车辆100行驶的地面的相对运动)来作出。在一些实施例中，可以采用照相机系统来确定对地速度。
在LSP控制过程的任何阶段处，用户可以通过踩下加速器踏板161和/或制动踏板163来超驰功能，以正向或负向的方式来调节车辆速度。然而，在经由信号48检测到车轮滑移事件的事件中，LSP控制系统12保持活动，并且由LSP控制系统12对车辆速度进行的控制不被暂停。如图4所示，这可以通过下述步骤来实现：将车轮滑移事件信号48提供给LSP控制系统12，然后由LSP控制系统12来管理车轮滑移事件信号48。在如图1所示的实施例中，SCS14S生成车轮滑移事件信号48，并且将车轮滑移事件信号48提供给LSP控制系统12和巡航控制系统16。
当在车轮中的任何一个车轮处发生牵引力损失时，车轮滑移事件被触发。当例如在雪地、冰面、泥地或沙地和/或陡坡或横坡上行驶时，车轮和轮胎可能更容易失去牵引力。在与在正常的道路状况中的公路上行驶相比地形更不平坦或者打滑的情况下，车辆100也可能更容易失去牵引力。因此，发现当车辆100在越野环境中或者在经常发生车轮滑移的条件下驾驶时，本发明的实施例是特别有利的。在这样的条件下，对于驾驶员来说，手动操作可能非常困难并且往往经历较大的压力，并且可能导致乘坐不舒适。
车辆100还设置有另外的传感器(未示出)，该传感器表示与车辆运动和状态相关联的各种不同的参数。这些可能是LSP或HDC控制系统12、12HD或者乘员约束系统的一部分或者任何其他子系统特有的惯性系，这些传感器可以提供来自传感器如陀螺仪和/或加速度计的可以指示车体运动的数据，并且可以向LSP和/或HDC控制系统12、12HD提供有用的输入。来自这些传感器的信号提供或者被用于计算指示车辆在其上行驶的地形条件的性质的多个驾驶条件指示符(也称为地形指示符)。
如前面提到的并且如图1所示，车辆100上的传感器(未示出)包括但不限于向VCU10提供连续传感器输出的传感器——包括车轮速度传感器、环境温度传感器、大气压力传感器、轮胎压力传感器、车轮铰接传感器、用于检测车辆的横摆、侧倾和俯仰角度和速率的陀螺仪传感器、车辆速度传感器、纵向加速度传感器、引擎扭矩传感器(或者引擎扭矩估计器)、转向角传感器、方向盘速度传感器、坡度传感器(或者坡度估计器)、可以作为SCS 14S的一部分的横向加速度传感器、制动踏板位置传感器、制动压力传感器、加速器踏板位置传感器、纵向、横向和垂直运动传感器以及形成车辆涉水辅助系统的一部分的水检测传感器(未示出)。在其他实施例中，可以仅使用选自前述中的一些传感器。
VCU 10还接收来自转向控制器170C的信号。转向控制器170C采用电子助力转向单元(ePAS单元)的形式。转向控制器170C向VCU 10提供指示被施加到车辆100的可转向车轮111、112的转向力的信号。该力对应于由用户施加到方向盘171的力与由ePAS单元170C产生的转向力的组合。
VCU 10评估各种传感器输入，以确定用于车辆子系统的多种不同的控制模式(驾驶模式)中的每一种模式为适当的概率，每一种控制模式与车辆在上面行驶的特定地形类型(例如，泥地和车辙、沙地、草地/碎石地/雪地)对应。
如果用户在自动驾驶模式选择条件下选择了车辆的操作，则VCU 10选择控制模式中最合适的一种控制模式，并且VCU 10被配置成根据所选择的模式来自动控制子系统。本发明的这个方面在我们的共同未决的专利申请第GB2492748号、第GB2492655号和第GB2499252号中进行了更详细的描述，上述申请中的每个申请的内容通过引用并入本文中。
车辆在其上行驶的地形的性质(如通过参考所选择的控制模式来确定的)也可以在LSP控制系统12中用来确定适当增加或者减少车辆速度。例如，如果用户选择不适合车辆在其上行驶的地形的性质的LSP_set-speed的值，则系统12能够操作成通过减少车轮的速度来自动向下调节车辆速度。在某些情况下，例如，用户选择的速度可能无法实现或者不适合于某种地形类型，特别是在不平坦或者粗糙表面的情况下。如果系统12选择的设定速度与用户选择的设定速度不同，则经由LSP HMI 20向用户提供速度约束的视觉指示，以指示已采用可替代的速度。
如上所述，VCU 10被配置成实现以下TCS 14T：在TCS 14T中，VCU 10命令选择性地将制动力施加到车辆100的一个或更多个车轮，以在满足某些条件时减少一个或更多个车轮的滑移。
应该理解的是，在一些实施例中，除了命令施加制动力以外或者替代命令施加制动力，TCS 14T可以例如通过使引擎速度减少、通过使一个或更多个动力系离合器滑移或者通过任何其他合适的方法来减少施加到一个或更多个车轮的动力系扭矩。在本文中将通过TCS 14T进行干预来减少滑移称为“TC事件”。应该理解的是，当TC事件发生时，LSP控制系统12保持活动，即，在TC事件之后，LSP控制系统12不取消速度控制。与此相反，在常规的巡航控制系统如巡航控制系统16的情况下，如果发生TC事件，则由巡航控制系统16进行的速度控制被立即暂停。
当LSP控制系统12不活动时，TCS 14T被设置成：如果所测量的车轮速度与车辆参考速度v_ref之间的差(或误差)超过规定值TC_offset，则进行干预并且施加制动力以减少车轮速度，其中，规定值TC_offset可以被称为TC干预阈值或TC偏移值。在本实施例中，TC干预阈值TC_offset基本上为5kph。车辆参考速度v_ref通过同样由VCU 10实现的车辆参考速度计算函数来计算。车辆参考速度计算函数通过已知的方法基于第二慢的转向轮的速度和车辆纵向加速度的测量值来计算车辆参考速度。用于计算v_ref的值的已知方法的示例包括上面引用过的US5719770中描述的方法。在一些实施例中，车辆参考速度计算函数被配置成将v_ref的值设置成基本上等于车辆的第二慢的转向轮的速度。
在一些实施例中，TCS 14可以基于滑移的值来触发，例如基于车轮速度超过车辆速度(由车辆参考速度值给定)的比例，例如车辆参考速度或任何其他合适的值的百分比。例如，TCS 14可以被配置成：当滑移的值超过预定值如10％、20％或任何其他合适的值时，TCS 14被触发。
LSP控制系统12被配置成：针对将速度减少到低于LSP_set-speed的值的任何要求，例如上述取决于车辆100在其上行驶的地形的性质，将车辆100控制成以基本上等于LSP_set-speed的速度行驶。应该理解的是，LSP控制系统12计算车辆100的四个车轮中的每个车轮在给定时刻的即时速度的平均值v_mean_wheel，并且使用该值作为车辆对地速度的LSP控制系统参考值。即，在本实施例中，LSP控制系统12假定车辆100的即时对地速度基本上等于v_mean_wheel。
如上所述，当LSP控制系统12处于活动状态以外的状态时，如果任何驱动轮的速度以大于TC干预阈值TC_offset的量高于由车辆参考速度计算函数计算出的车辆参考速度v_ref的速度，则TC功能触发TC事件。因此，TC功能触发制动系统22的应用，以减少任何下述车轮的速度：该车轮的速度以大于TC干预阈值的量超过车辆参考速度v_ref，即该车轮的速度大于v_ref+TC_offset。
然而，在LSP控制系统12处于活动状态的情况下，如果任何驱动轮的速度超过LSP_TC_speed_trigger值，则TC功能触发TC事件。在本实施例中，LSP_TC_speed_trigger值被设定为(a)车辆目标速度乘以干预因数LSP_TC_intervention_factor，即值(LSP_set-speedx LSP_TC_intervention_factor)与(b)v_ref+TC_offset中的较低值。在本实施例的车辆100中，LSP_TC_intervention_factor的值被设定为值1.25(为略小于4/3的值)，这是因为仅当动力系129为四轮驱动配置并且TC_offset的值被设定为5kph时，车辆100被设置成操作，其中LSP控制系统12活动。
应该理解的是，等同地，在一些实施例中，当LSP控制系统处于活动状态之外的状态时，取决于LSP_TC_speed_trigger值，TC功能仍可以触发TC事件，但是在这种情况下，LSP_TC_speed_trigger值可以被设定为基本上等于v_ref+TC_offset。
应该理解的是，LSP_TC_intervention_factor和/或TC_offset的其他值也是有用的。具体地，在车辆具有四个从动轮并且LSP控制系统12采用平均车轮速度v_mean_wheel作为参考速度的情况下，小于4/3的LSP_TC_intervention_factor的值尤其有用。这是因为如果LSP_TC_intervention_factor的值不小于4/3，则在车辆遇到下述情况的事件中——在该事件中三个车轮由于驱动表面的摩擦系数(mu)相对低而经历滑移，而第四个车轮经历相对高mu的驱动表面因此很少滑移或基本上没有滑移——LSP控制系统12可能会继续使这三个车轮以目标速度LSP_set-speed的4/3的速度转动，同时车辆保持静止，TCS系统14T无法进行干预来减少滑移，因为用于激活TCS系统14T的滑移的阈值大于目标速度SP_set-speed的4/3。
应该理解的是，在通常情况下，LSP_TC_intervention_factor可以取决于用于计算v_mean_wheel的车轮速度的数目而被设定为不同的值。在采用N个车轮的速度的车辆的情况下，LSP_TC_lntervention因数的值可以被设定为大于1且小于或基本上等于N/(N-1)的值，可选地为大于1且小于N/(N-1)的值。
在更一般的情况下，在车辆具有N个驱动轮和M非驱动轮并且采用N+M个车轮速度的平均值的情况下，LSP_TC_lntervention因数的值可以被设定为大于1且小于或基本上等于(N+M)/(N-1)的值，可选地为大于1且小于(N+M)/(N-1)的值。
在其中车辆100用四个车轮操作，其中每个车轮为驱动轮，并且其中LSP控制系统12采用v_mean_wheel作为车辆速度的即时值的实施例中，LSP_TC_intervention_factor的值被有利地设定为小于4/3而大于1的值。在一些实施例中，接近4/3的值可能是特别有利的，例如在从1.25至1.3的范围中的值。
如上所述，值4/3的重要性在于，通过采用平均车轮速度v_mean_wheel作为LSP控制系统参考速度，并且通过将LSP_TC_intervention_factor的值设定为小于4/3的值，在任何车轮的速度超过目标速度的4/3之前，将触发TC事件。因此，可以避免下述情况：允许LSP控制系统12使v_mean_wheel达到基本上等于LSP_set-speed的值，而车辆100保持基本上静止，并且一个或更多个车轮也基本上静止。
因此，LSP控制系统12和TC功能二者均作用为：防止车轮速度超过目标速度值的4/3的上限，并且在一些情况下控制车轮滑移至目标速度值的1至4/3之间的车轮速度。
应该理解的是，在本发明的一些实施例中，牵引力控制功能(或牵引力控制系统)被提供有车辆100的即时目标速度的值以及LSP控制系统12是否正在活动模式中操作的指示。应该理解的是，除非如上述那样目标速度的下限值被强加，否则LSP控制系统12的目标速度的值通常基本上等于LSP_set-speed的值。
现在将参照图6的流程图来描述根据本发明的实施例的TC功能的操作。
在步骤S101处，TC功能确定LSP控制系统12是否处于活动配置。如果TC功能确定LSP控制系统12处于活动配置，则该方法继续进行到步骤S103，否则该方法继续进行到步骤S109。
在步骤S103处，参数LSP_TC_speed_trigger的值被设定为(a)车辆目标速度xLSP_TC_intervention_factor与(b)v_ref+TC_offset中的较低值。然后，该方法继续进行到步骤S105。
在步骤S105处，TC功能检查是否有任何车轮速度的值超过LSP_TC_speed_trigger的值。
在步骤S105处，如果TC功能确定一个或更多个车轮速度超过LSP_TC_speed_trigger，则该方法继续进行到步骤S107。
在步骤S107处，TC功能命令制动控制器13向一个或更多个车轮施加制动系统22的制动，以将车轮速度减少到等于或低于值LSP_TC_speed_trigger的值。然后，该方法继续进行到步骤S101。
在步骤S105处，确定没有车轮速度超过LSP_TC_speed_trigger，则该方法继续进行到步骤S101。
如上所述，在步骤S101处，确定LSP控制系统12未处于活动配置，则该方法继续进行到步骤S109。
在步骤S109处，TC功能确定是否有任何车轮速度超过v_ref+TC_offset。如果在步骤S109处确定没有车轮速度超过v_ref+TC_offset，则该方法继续进行到步骤S101。
在步骤S109处，确定一个或更多个车轮速度超过v_ref+TC_offset，则该方法继续进行到步骤S111。
在步骤S111处，TC功能命令制动控制器将制动系统22的制动施加到在步骤S109中确定为超过v_ref+TC_offset的一个或更多个车轮，以将车轮速度减少到等于或低于值v_ref+TC_offset的值。
然后，该方法继续进行到步骤S101。
应该理解的是，在上述步骤中，虽然描述了在滑移发生时施加制动以减少单独的车轮的速度，但是可替代的设置可以通过其他方法来减少车轮速度，例如通过减少施加到车轮的正扭矩，或者通过再生或引擎制动。
本发明的实施例具有以下优点：当车辆操作为由不取消(当牵引力控制系统进行干预以减少滑移时的)操作的越野速度控制系统控制速度时，至少在某些情况下，该牵引力控制功能或系统能够进行干预，以将过多的车轮滑移的值减少到与已知的牵引力控制设置的情况相比更低的值。这样具有如下优点：可以减少车辆在其上的移动的地形的劣化的量，并且可以增强越野牵引力。
在牵引力控制功能进行干预以减少滑移之前减少所发生的滑移的量至少部分地变得可能，这是因为牵引力控制功能或系统被提供有目标速度的值，速度控制系统根据该目标速度的值来使车辆操作。因此，牵引力控制功能或系统能够使用对速度控制系统试图控制车辆操作的速度的认知，以改进对车辆对地速度的即时值的估计。
贯穿本文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”和“包括”意味着“包括但不限于”，并且不旨在(并且没有)排除其他部分、添加物、部件、整体或步骤。
贯穿本文的说明书和权利要求书，除非上下文另有要求，否则单数包括复数。特别是在使用不定冠词时，除非上下文另有要求，否则说明书应被理解为考虑复数以及单数。
除非与其不兼容，否则结合本发明的特定方面、实施例或示例来描述的特征、整体、特性、化合物、化学成分或基团应被理解为适用于本文中描述的任何其他方面、实施例或示例。

Claims (15)

1.一种车辆控制系统，包括速度控制系统和牵引力控制系统，
所述牵引力控制系统能够操作为：当一个或更多个车轮的速度超过牵引力控制系统干预阈值时，通过使所述一个或更多个车轮的速度减少来减少一个或更多个车轮的滑移，
所述速度控制系统能够在活动状态下操作，所述速度控制系统在所述活动状态下使所述车辆按照目标速度值操作，
其中，当所述速度控制系统处于所述活动状态时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为至少部分地取决于所述目标速度值而选择的值，
其中，所述车辆控制系统被配置成：确定车辆参考速度值，所述车辆参考速度值是所述车辆对地的估计速度，以及其中，当所述速度控制系统活动时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为取决于所述目标速度值与所述车辆参考速度值中的较低值而确定的值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述速度控制系统未控制车辆速度时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为第一牵引力控制系统干预阈值。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统被配置成确定车辆参考速度值，所述车辆参考速度值是所述车辆对地的估计速度，并且其中，当所述速度控制系统活动时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为取决于所述目标速度值和所述车辆参考速度值中的较低值而确定的值，并且其中，所述第一牵引力控制系统干预阈值至少部分地取决于所述车辆参考速度值来确定。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一牵引力控制系统干预阈值是相对于静止车轮条件的车轮速度值，其中，当所述速度控制系统活动时，所述第一牵引力控制系统干预阈值被设定为基本上等于所述目标速度值乘以干预因数与所述第一牵引力控制系统干预阈值中的较低值的值。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统被配置成确定车辆参考速度值，所述车辆参考速度值是所述车辆对地的估计速度，并且其中，当所述速度控制系统活动时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为取决于所述目标速度值和所述车辆参考速度值中的较低值而确定的值，并且其中，所述第一牵引力控制系统干预阈值是相对于静止车轮条件的车轮速度值，并且其中，所述第一牵引力控制系统干预阈值基本上等于所述车辆参考速度值加上第一干预偏移值。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述系统被配置成确定车辆参考速度值，所述车辆参考速度值是所述车辆对地的估计速度，并且其中，当所述速度控制系统活动时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为取决于所述目标速度值和所述车辆参考速度值中的较低值而确定的值，并且其中，所述牵引力控制系统干预阈值和/或所述第一牵引力控制系统干预阈值对应于相对于所述车辆参考速度值的车轮速度值，所述牵引力控制系统能够操作为：当一个或更多个车轮相对于所述车辆参考速度值的速度超过所述牵引力控制系统干预阈值时，使所述一个或更多个车轮的速度减少。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述速度控制系统被配置成：使所述车辆按照所述目标速度值操作，所述速度控制系统被设置为采用速度控制系统参考速度值来确定即时车辆速度，以及
其中，所述速度控制系统参考速度值被设定为基本上等于驱动轮的平均速度和最慢的转向驱动轮的速度中的一个。
8.根据权利要求4所述的系统，其中，当所述车辆被配置成使用N个驱动轮来驱动时，所述干预因数被设定为大于1且小于N/(N–1)的值。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，当所述车辆被配置成使用四个驱动轮来驱动时，所述干预因数被设定为从1.1至1.3的范围内的值。
10.根据权利要求7所述的系统，其中，所述速度控制系统在所述活动状态下被配置成：通过使所述车辆以基本上等于所述目标速度值的速度行驶来使所述车辆按照所述目标速度值操作，以及
其中，所述速度控制系统在所述活动状态下被配置成：通过使所述速度控制系统参考速度值基本上等于所述目标速度值来使所述车辆按照所述目标速度值操作。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中，至少当所述目标速度值小于车辆参考速度值时，所述牵引力控制系统干预阈值被设定为至少部分地取决于所述目标速度值而确定的值，所述车辆参考速度值对应于所述车辆对地的估计速度。
12.一种包括根据权利要求1所述的控制系统的机动车辆。
13.一种借助于速度控制系统和牵引力控制系统来控制车辆的方法，所述方法包括：
当一个或更多个车轮的速度超过牵引力控制系统干预阈值时，借助于所述牵引力控制系统通过使所述一个或更多个车轮的速度减少来减少一个或更多个车轮的滑移；
当所述速度控制系统处于活动状态时，使所述车辆按照目标速度值操作，并且将所述牵引力控制系统干预阈值设定为至少部分地取决于所述目标速度值而选择的值；以及
确定车辆参考速度值，所述车辆参考速度值对应于所述车辆对地的估计速度，
其中，当所述速度控制系统活动时，所述方法包括：将所述牵引力控制系统干预阈值设定为取决于所述目标速度值与所述车辆参考速度值中的较低值而确定的值。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述速度控制系统未控制车辆速度时，所述方法包括：将所述牵引力控制系统干预阈值设定为第一牵引力控制系统干预阈值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当所述速度控制系统活动时，所述方法包括：将所述牵引力控制系统干预阈值设定为基本上等于所述目标速度值乘以干预因数与第一牵引力控制系统干预阈值中的较低值的值。
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