專利名稱：提高車輛牽引力的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高機動車輛在具有不同特性的道路或者地形上行駛以及 在不同路況下的牽引力的設(shè)備。
本發(fā)明尤其但并不限于涉及一種用于控制具有兩個驅(qū)動輪(4x2)的車輛 的設(shè)備。
背景技術(shù)：
所述涉及到的路況為在具有以下情況的道路上或地形上前進或倒車， 包括
-泥濘路段、草地、車轍路面、沼澤地(全地形駕駛)， _沙地5
-雪i也或;水面， 以及各種各樣的斜坡。
在這些路況中，使用在車輛上的所述系統(tǒng)為 -4x4馬區(qū)動(四個驅(qū)動4侖)
-或4x2車輛(兩個驅(qū)動輪)上的特定設(shè)備基準(zhǔn)防滑或限滑差速器。
防滑設(shè)備，也由縮寫ASR (防滑控制系統(tǒng))表示，意在提高機動車輛 在各種類型的地形上的行駛牽引力。
這些設(shè)備潛在地可用于任何配備有動態(tài)路徑控制系統(tǒng)也稱作ESP (汽 車電子穩(wěn)定系統(tǒng))的兩驅(qū)動輪4x2或四驅(qū)動輪4x4的車輛上，并且使得顯 著改善車輛的牽引性能成為可能。
ESP提供各種性能，諸如
-CDC偏航控制；
-防抱死系統(tǒng)(ABS)， -防滑設(shè)備(ASR);-以及駕駛車輛的其他安全性能。
下面對這些設(shè)備的局限性進行說明 關(guān)于4x2型車輛
-限滑差速器該系統(tǒng)通過其操作模式在某些條件下產(chǎn)生對差動的阻 止，這使得車輪的轉(zhuǎn)速保持一致。這樣，在適度的左/右抓地力差值下(例 如， 一邊是濕的草地，另一邊是土路)，牽引力將略微提高。然而，特別 是，在更為顯著的左/右抓地力差值或者抓地力的同質(zhì)性較低的情況下，性 能上存在局限性。
傳統(tǒng)的ASR:自從其出現(xiàn)在車輛上以來，ASR已臻完善，這使得其常 規(guī)性能已經(jīng)不斷得以提高。所述ASR系統(tǒng)，通過對發(fā)動機轉(zhuǎn)矩(AMR)的 限制以及制動壓力的分配(BASR)來限制車輪的滑動。然而，由于在該系 統(tǒng)的改進中需要處理許多的折衷方案，特別是處理例如水面/雪地和泥濘地 駕駛之間的兼容性問題，傳統(tǒng)ASRs目前的性能在全路況駕駛條件下仍然 非常受限制。
關(guān)于4x4型車輛
具有或多或少改進了的AV/AR變速箱的4x4型車輛有很多種類型。該 系統(tǒng)在牽引力方面的性能顯著優(yōu)于上面提供的方案。這些方案的主要缺點 有非常顯著地增加的成本、顯著地增加的車輛重量、它們在發(fā)展和完善 方面的復(fù)雜性、以及將它們整合進小型和中型車輛中的幾何上的困難。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補現(xiàn)有技術(shù)中用于提高車輛牽引力的所述設(shè)備的不足，本發(fā)明 提供
一種車輛控制設(shè)備，尤其是用于在道路上或地形上行駛的具有兩個驅(qū) 動輪的車輛上的車輛控制設(shè)備，意在限定車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和車輪制動指 令，
其特征在于，該設(shè)備包括 -基于車輛正于其上行駛的道路產(chǎn)生不同控制模式的裝置，諸如車輪轉(zhuǎn) 速、偏航速率、橫向加速度和縱向加速度、駕駛者施加到制動控制器上的壓力、以及由駕駛者從對應(yīng)于道路和地形的不同類型以及不同車輛行駛條 件的各種預(yù)設(shè)路況中選出的車輛路況的控制模式，
-用于評估(或稱為判斷)車輛路況的評估裝置(或稱為判斷裝置)， 所述設(shè)備被進行設(shè)定以從各種控制模式中確定最適宜的控制模式，所述各 種控制模式可以作為評估出的車輛路況以及駕駛者選擇的路況模式的函數(shù) 由所述設(shè)備產(chǎn)生。
有利地，評估車輛路況的裝置包括用于識別確認或不確認由駕駛者選 擇的路況模式的道路或地形類型的邏輯部分。
在根據(jù)本發(fā)明的所述設(shè)備的 一 個實施例中，所述系統(tǒng)的控制模式包括 在縱向應(yīng)力/滑移速度基準(zhǔn)內(nèi)使主要作為以下量值的一個函數(shù)的車輪的輪 胎著力點最優(yōu)化
駛者選擇的模式的參數(shù)的傳感器進行， -車輛的速度和縱向加速度，
-在轉(zhuǎn)彎處，車輛的偏^元速率以及橫向加速度。
在另 一個實施例中，產(chǎn)生不同控制模式的所述裝置包括
-選擇裝置(指示器或選擇器)，該選擇裝置容許駕駛者選擇車輛的路 況，例如全地形，雪地、沙地或其它路況，
-狀態(tài)機，該狀態(tài)機使用來自所述選擇裝置的路況信息(全地形、雪地、 沙地或其它狀況)以及來自配備在車輛上的傳感器的信息，特別是那些用 于以下參數(shù)的傳感器車輪轉(zhuǎn)速、偏航速率、橫向加速度和縱向加速度、 用于激活算法的主制動缸體的控制壓力，其中的一些參數(shù)是特定的，
控制模塊，每個控制模塊包括對應(yīng)于控制策略的算法并且限定發(fā)動機 轉(zhuǎn)矩及車輪制動控制指令，所述控制策略與所述狀態(tài)機中的不同狀態(tài)相關(guān)。
在另一個實施例中，所述控制模塊包括限定正常地形或道路的控制策 略的第一模塊、限定泥濘道路的策略的第二模塊、用于沙地道路的第三模 塊以及用于雪地道路的第四模塊。
在另一個實施例中，狀態(tài)機以及控制模塊被嵌入(植入)車輛的邏輯 控制器中，例如嵌入車輛的ESP中。在另 一 個實施例中，所述選擇裝置以駕駛者易接近的車輛路況狀態(tài)模 式選擇按鈕的形式被安裝在儀表板上。
所述系統(tǒng)包括控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的設(shè)備以及根據(jù)所述路況進行區(qū)別制動
的四個車輪。該控制可以通過ESP型制動系統(tǒng)進行，該ESP型制動系統(tǒng)使 得在所有四個車輪上獲得獨立的制動壓力成為可能以及通過發(fā)動機使得向 車輪產(chǎn)生正向的轉(zhuǎn)矩成為可能。
作為路況的 一 個函數(shù)的分化(例如包括正常/全地形/雪地/沙地區(qū)域) 通過位于儀表盤上的指示器的呈現(xiàn)而有可能手工地作出，這一點使得采用 駕駛者察覺到的路況的算法成為可能。


在附圖的幫助下，通過對根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的 一 個實施例的描述， 本發(fā)明將更容易被理解。其中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的所述控制設(shè)備的示意性概要；和 圖2示出圖1中根據(jù)本發(fā)明的所述設(shè)備的一個實施例。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的示意性概要。該設(shè)備包括
容許駕駛者選擇車輛的路況，例如全地形、雪地、沙地或者其它狀況， 的選擇裝置10 (指示器或選擇器)；
-狀態(tài)機20，該狀態(tài)機20使用來自選擇裝置的路況信息(全地形、雪 地、沙地或者其它狀況)以及來自配備在車輛上的傳感器12的信息，特別 是車輪轉(zhuǎn)速Vr、偏航速率Vlc、橫向加速度Acy和縱向加速度Acx、用于 激活算法的主缸壓力Pm,其中一些算法是特定的；
-控制模塊30，每個控制模塊30均包括與所述狀態(tài)機的不同狀態(tài)相關(guān) 的控制策略相對應(yīng)的算法且這些模塊限定發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和車輪制動指令。例 如，第一模塊32限定正常地形或道路的控制策略，第二模塊34限定泥濘 道路的策略，第三模塊36用于沙地道路以及第四模塊38用于雪地道路。
對狀態(tài)機20以及模塊30的控制策略的說明狀態(tài)機20的目的是激活控制策略。為此目的，狀態(tài)機20集成有地形 類型的識別邏輯LR 40，該識別邏輯LR 40使得確認或者不確認駕駛者對 路況類型的選擇成為可能，例如對輪胎抓地力的評估(判斷)。
所述設(shè)備被配置成用來激活作為所述路況函數(shù)的最優(yōu)的特定控制策略 (模塊30)，所述路況函數(shù)來自所述設(shè)備進行的對抓地力的評估(判斷) 以及來自駕駛者的指示(模式選擇)。
所述設(shè)備的控制策略包括在縱向應(yīng)力/滑移速度基準(zhǔn)內(nèi)優(yōu)化車輛的每 個車輪的輪胎的著力點。
對所述著力點的優(yōu)化主要由來自所述傳感器提供的數(shù)值來進行或者由 車輛的傳感器提供的數(shù)值進行計算。特別是
合適的輪胎抓地力合適的抓地力使用車輛的傳感器12以及駕駛者選 擇的模式進行評估，
-車輛的速度和縱向加速度由所述傳感器提供，
-在彎道處車輛的所述偏航速率和橫向加速度由所述傳感器提供。
對根據(jù)本發(fā)明的所述控制設(shè)備的某些性能可作說明如下
-選擇裝置IO(選擇器)包括幾個與覆層狀態(tài)或行駛狀況對應(yīng)的位置(數(shù) 量大于或等于2)，
-選擇裝置10的位置可以由車輛駕駛者更改，
-在某些路況下，考慮駕駛者對選擇器的需要可以由所述裝置予以禁
止，
-在某些路況下，這些位置還可以由所述裝置自身通過電子方式進行更改。
圖2示出圖1中根據(jù)本發(fā)明的所述設(shè)備的一個實施例。
例如，狀態(tài)機20以及控制模塊30被嵌入(植入)車輛的邏輯控制器 60中，例如嵌入到車輛的特別是包括限定其它類型的策略例如制動系統(tǒng)的 策略的其它模塊70的ESP中，用于
-穩(wěn)定控制，
-防S包死制動系統(tǒng)，
-制動分配，-在轉(zhuǎn)彎處或其它位置制動。
指示器80 (例如車輛路況模式選擇按鈕)被安裝在車輛的儀表板上。 的選擇信息。
與邏輯控制器60相連的傳感器12向狀態(tài)機20提供車輛正在其上行駛 的道路的參數(shù)，比如 -車輪轉(zhuǎn)速Vr, 匿4黃向力口速度Acy， -縱向加速度Acx， 匿偏航速率Vlct, -主釭壓力Pme。
邏輯控制器60提供用于制動車輪的轉(zhuǎn)矩和引擎的5種控制指令Cn: 用于制動壓力的四種指令C1,C2，C3和C4以及一種引擎轉(zhuǎn)矩Cm指令。
根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備潛在地可應(yīng)用于任何配備有ESP系統(tǒng)的4x2型 車輛，并且使得顯著改善4x2型車輛的牽引性能成為可能。該系統(tǒng)還可以 -故推廣到4x4型的車輛上。
權(quán)利要求
1、一種車輛控制設(shè)備，特別用于在各種道路或地形上行駛的具有兩個驅(qū)動輪的機動車輛，意在為車輛限定發(fā)動機轉(zhuǎn)矩以及車輪制動指令，包括-用于產(chǎn)生不同控制模式的裝置(10，20，30)，所述不同控制模式作為與車輛正在其上行駛的道路有關(guān)的參數(shù)的函數(shù)，所述參數(shù)如車輪轉(zhuǎn)速、偏航速率、橫向加速度和縱向加速度、駕駛者施加到制動控制器上的壓力、以及駕駛者從對應(yīng)于不同類型的道路和地形以及不同的車輛行駛狀況的各種預(yù)設(shè)路況中選出的車輛路況模式，-用于評估車輛路況的評估裝置(40)，所述設(shè)備被構(gòu)造成能夠從各種控制模式中確定最佳控制模式(32，34，36，38)，所述各種控制模式由所述設(shè)備產(chǎn)生，并作為評估出的車輛路況或者駕駛者選擇的路況模式的函數(shù)，其特征在于，用于評估車輛路況的所述裝置包括確認或不確認駕駛者選擇的路況模式的道路或地形的類型的識別邏輯(40)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述系統(tǒng)的控制模 式包括在縱向應(yīng)力/滑移速度基準(zhǔn)內(nèi)使主要作為以下參數(shù)的函數(shù)的車輪的 輪胎著力點最優(yōu)化-有效的抓地力，該評估使用參數(shù)傳感器進行，所述參數(shù)與車輛正在其 上行駛的道路以及駕駛者選擇的模式有關(guān)， -車輛的速度和縱向加速度， -在轉(zhuǎn)彎處，車輛的偏航速率以及橫向加速度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1和2中的一項所述的控制設(shè)備，其特征在于，用于 產(chǎn)生不同控制模式的所述裝置包括-選擇裝置(80),該選擇裝置(80)容許駕駛者選擇車輛路況， -狀態(tài)機(20)，該狀態(tài)機(20)使用來自所述選擇裝置的路況信息以 及來自配備在車輛上的傳感器(12)的信息，特別是用于以下參數(shù)的傳感器 車輪轉(zhuǎn)速(Vr)、偏航速率(Vlc)、橫向加速度和縱向加速度(Acx)、用于激活 算法的主缸壓力，其中的一些參數(shù)是特定的，-控制模塊(30),所述控制模塊(32, 34， 36, 38)中的每一個均包括對應(yīng)于控制策略的算法并且限定發(fā)動機轉(zhuǎn)矩及車輪制動控制指令，所述控制策略 與所述狀態(tài)機中的不同狀態(tài)有關(guān)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊(30) 包括限定正常地形或道路的控制策略的第一模塊(32)、限定泥濘道路的 策略的第二模塊(34)、用于沙地道路的第三模塊(36)以及用于雪地道 路的第四模塊(38)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4中的一項所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述 狀態(tài)機(20)以及所述控制模塊(30)嵌入到車輛的邏輯控制器(60)中，例 如嵌入到車輛的ESP中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述狀態(tài)機(20)以 及所述控制模塊(30)嵌入到所述ESP中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3到6中的一項所述的控制設(shè)備，其特征在于，所述 選擇裝置(80)以駕駛者易接近的車輛路況模式選擇按鈕的形式安裝在儀 表板上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛控制設(shè)備，包括基于與車輛正于其上行駛的道路相關(guān)的參數(shù)產(chǎn)生各種控制模式的裝置(10，20，30)，所述參數(shù)如車輪轉(zhuǎn)速、偏航速率、橫向加速度和縱向加速度、駕駛者施加到制動控制器上的壓力、以及駕駛者從對應(yīng)于不同類型的道路和地形以及不同的車輛行駛狀況的各種預(yù)設(shè)的路況中選出的車輛路況模式，用于評估車輛路況的評估裝置，所述評估裝置被設(shè)定成能夠從各種控制模式中確定最適宜的控制模式，所述各種控制模式可以由所述設(shè)備產(chǎn)生，并作為評估出的車輛路況或者駕駛者選擇的路況模式的函數(shù)。
文檔編號B60W10/12GK101553377SQ200780043742
公開日2009年10月7日 申請日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月27日
發(fā)明者文森·阿巴蒂, 菲利普·布萊塞, 達米·榮格諾克斯 申請人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司;羅伯特·博世有限公司