用于控制车辆的加速度的控制方案的制作方法

本公开内容涉及用于控制车辆的加速度的控制方案。本发明的各方面涉及用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出以控制车辆在坡道上的加速度的控制系统、车辆的扭矩系统、车辆、以及用于对用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出的控制系统进行控制的方法。

背景技术：

1、已知提供了包括用于提供扭矩以驱动车辆的系统的车辆。扭矩需求常规地基于来自车辆的驾驶员的需求，例如通过测量加速器踏板和制动器踏板的位置来确定驾驶员是否希望改变车辆的加速度。还已知的是为车辆提供下述系统：该系统引入附加的正扭矩以使车辆加速超过由驾驶员使用加速器踏板请求的任何加速度。这种系统可以包括：蠕行功能，其在没有来自驾驶员的任何踏板输入的情况下维持低的车辆速度；或者用于单踏板驾驶的系统，其引入正扭矩或负扭矩以控制车辆的速度，从而使得驾驶员能够仅使用加速器踏板来操作车辆。例如，单踏板驾驶模式可以在车辆在上坡坡道上行进时向系统引入扭矩，以便在驾驶员从加速器踏板移除压力时控制车辆的减速；以及可以在车辆在下坡坡道上行进时从系统移除扭矩，以便在驾驶员从加速器踏板移除压力时使车辆停止。管理向车辆添加正扭矩是重要的，并且因此，传统系统被约束为添加有限量的正扭矩或仅在低的车辆速度下操作。

2、本发明的目的在于解决与现有技术相关联的缺点中的一个或更多个缺点。

技术实现思路

1、本发明的各方面和实施方式提供用于控制车辆的加速度的控制方案。本发明的各方面涉及如所附权利要求所要求保护的用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出以控制车辆在坡道上的加速度的控制系统、车辆的扭矩系统、车辆、以及用于对用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出的控制系统进行控制的方法。

2、根据本发明的一方面，提供了一种下述控制系统：该控制系统用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出，以基于车辆的速度和对于扭矩的需求来调整扭矩输出，从而补偿车辆在平坦路面上行驶的情况下车辆的预期加速度与车辆的实际加速度之间的差。

3、根据本发明的一方面，提供了一种用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出以控制车辆在坡道上的加速度的控制系统，该控制系统包括一个或更多个处理器，一个或更多个处理器被共同配置成：接收指示请求扭矩的扭矩需求信号；接收指示车辆的速度的车辆速度信号；根据扭矩需求信号和车辆速度信号确定车辆的预期加速度，其中，该预期加速度指示：在车辆处于平坦路面上时，响应于向车辆提供请求扭矩而预期的车辆的加速度；根据车辆速度确定车辆的实际加速度；比较车辆的预期加速度和实际加速度；以及根据该比较输出扭矩控制信号，以控制扭矩系统的扭矩输出。

4、当响应于在平坦路面上施加的请求扭矩而预期的车辆的加速度与车辆的实际加速度不匹配时，控制系统进行控制以调整由扭矩系统输出的扭矩。这对于下述可能是这样的情况：例如由于坡度、滑行至停止特征或坡道上的自适应踏板渐进特征的若干示例情形。例如，滑行至停止特征可能请求导致车辆加速超过基于加速器踏板位置所预期的加速的扭矩。滑行至停止特征可以是车辆的特征，该特征控制车辆表现出需要向扭矩系统的扭矩输出添加扭矩或从扭矩系统的扭矩输出中移除扭矩的特定行为。例如，在单踏板驾驶模式被启用时并且在驾驶员在上坡坡道上驾驶时未使用制动器使车辆减速时，滑行至停止特征可以引入正扭矩以增加扭矩输出，从而防止车辆沿下坡方向向后溜车。如果滑行至停止特征添加了过多的正扭矩，则车辆可能不可预测地加速。因此，控制系统通过移除正扭矩来防止意外加速。因此，驾驶员不会经受不期望的加速度。此外，由于控制系统起作用以防止不期望的过度加速，因此可以增加或去除对可以由诸如滑行至停止特征、蠕行特征和自适应踏板渐进特征的特征引入至扭矩系统的正扭矩的量的限制。

5、系统的扭矩输出可以是由扭矩发生器（例如发动机或马达）输出的正扭矩与由制动系统输出的负扭矩之和。因此，扭矩输出可以表示被施加至车辆并使车辆加速或减速的净扭矩。

6、可选地，车辆在平坦路面上的预期加速度指示当与扭矩需求信号对应的扭矩被施加至在平坦路面上以一定车辆速度行进的车辆时计算出的车辆加速度。因此，控制方案确定在没有来自引入正扭矩的系统或路面坡度的任何影响的情况下的车辆的预期加速度。然后可以将该预期加速度与车辆的实际加速度进行比较，以确定扭矩系统的扭矩输出是否需要调整。

7、控制系统包括一个或更多个控制器，一个或更多个控制器共同包括：至少一个电子处理器，至少一个电子处理器具有用于接收输入信号的电输入；以及至少一个存储器装置，至少一个存储器装置电耦接至至少一个电子处理器并且在至少一个存储器装置上存储有指令；并且其中，至少一个电子处理器被配置成访问至少一个存储器装置并执行其上的指令以进行以下操作：接收指示请求扭矩的扭矩需求信号；接收指示车辆的速度的车辆速度信号；根据扭矩需求信号和车辆速度信号确定车辆的预期加速度，其中，预期加速度指示：在车辆处于平坦路面上时，响应于向车辆提供请求扭矩而预期的车辆的加速度；根据车辆速度确定车辆的实际加速度；比较车辆的预期加速度和实际加速度；以及根据该比较输出扭矩控制信号，以控制扭矩系统的扭矩输出。

8、可选地，平坦路面包括具有零百分比坡度的路面。

9、可选地，实际加速度超过预期加速度指示车辆处于坡道上。

10、可选地，扭矩需求信号指示车辆的一个或更多个踏板的踏板位置。

11、可选地，踏板位置指示驾驶员对扭矩的请求。

12、可选地，踏板位置与请求扭矩之间的关联根据车辆的坡度来确定。也就是说，踏板位置可以对应于由驾驶员请求的特定量的扭矩，并且针对不同踏板位置的扭矩的量可以根据车辆所位于的路面的坡度而变化。例如，车辆可以包括诸如自适应踏板渐进模式的特征，在自适应踏板渐进模式下，当车辆处于上坡坡道上时请求扭矩随着踏板下压而增加比车辆处于平坦路面上时更快速，从而减少驾驶员为将车辆加速上坡而比在平坦路面上需要的更进一步下压踏板的需求。

13、可选地，请求扭矩可以包括除了基于加速器踏板位置识别为请求扭矩的扭矩之外由车辆系统请求的扭矩分量。例如，请求扭矩可以包括由滑行至停止特征请求的扭矩分量。

14、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：输出控制信号以控制扭矩系统的扭矩输出，使得车辆的实际加速度被控制成减小与车辆的预期加速度之间的差。有利地，扭矩输出被控制以防止由于引入正扭矩的特征而导致的车辆的意外加速。

15、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：输出控制信号，以控制扭矩系统的扭矩输出，使得车辆的实际加速度被控制成等于车辆的预期加速度。有利地，车辆的加速度更接近地对应于驾驶员的意图。

16、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：确定车辆的实际加速度超过车辆的预期加速度；以及根据该确定，输出扭矩控制信号以从扭矩系统的扭矩输出中减少扭矩。

17、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：确定车辆的实际加速度与车辆的预期加速度之间的差；以及根据车辆的实际加速度超过车辆的预期加速度，输出扭矩控制信号以从扭矩系统的扭矩输出中减少扭矩，其中，要移除的扭矩的量根据所确定的差来确定。

18、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据加速扭矩分量来确定车辆的预期加速度，其中，一个或更多个处理器被共同配置成：从扭矩需求信号的请求扭矩中减去道路负载扭矩或制动扭矩中的一者或更多者，从而确定加速扭矩分量；道路负载扭矩包括与车辆运动的阻力对应的一定量的扭矩；并且道路负载扭矩根据车辆速度来确定。有利地，在确定车辆的预期加速度时考虑车辆的当前状态，并且在确定预期加速度时考虑相对于车辆运动的相反力。

19、可选地，道路负载扭矩包括维持车辆的速度所需的一定量的扭矩。在实施方式中，车辆运动的阻力基于滚动阻力、空气阻力和重力中的一者或更多者。

20、有利地，通过仅考虑加速扭矩，控制系统不会错误地检测到实际加速度与预期加速度之间的差由于驾驶员制动而被消除。也就是说，当驾驶员制动时，实际加速度可能减小到小于预期加速度，并且在不考虑制动扭矩的情况下系统可能不正确地确定过扭矩已被解决。

21、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据预定轮胎滚动半径和预定车辆质量将加速扭矩转换为车辆的预期加速度。

22、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据预期加速度最大值来确定车辆的预期加速度。

23、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据预期加速度最小值来确定车辆的预期加速度。

24、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据预期加速度最大值和预期加速度最小值中的一者或更多者来确定车辆的预期加速度。

25、可选地，预期加速度最大值基于车辆速度来确定。有利地，在低速度下，控制系统可以允许正扭矩将加速度上升至0（或略高于0），以防止车辆溜车。在更高速度下，偏离减速请求被检测为用于控制扭矩输出的触发。

26、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据扭矩系统的最小扭矩输出来输出扭矩控制信号；并且扭矩系统的最小扭矩输出基于下述中的一者或更多者：与车辆的蠕行功能相关联的蠕行扭矩；请求扭矩；以及零扭矩。

27、可选地，蠕行扭矩包括由车辆的蠕行功能请求的一定量的扭矩；其中，在请求扭矩为零时，车辆的蠕行功能请求蠕行扭矩以维持车辆蠕行速度。

28、可选地，蠕行速度在0 kph与6 kph之间。有利地，本发明的实施方式通过根据其他车辆特征的功能提供针对扭矩和/或车辆加速度的自适应目标来与其他车辆功能互补。

29、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据下述中的一者或更多者生成扭矩控制信号：根据车辆的实际加速度与车辆的预期加速度的比较以及第一增益因子确定的比例项；以及根据车辆的实际加速度与车辆的预期加速度的比较、第二增益因子和积分器执行速率确定的积分项。

30、可选地，第一增益因子被实现为取决于车辆的预期加速度与实际加速度之间的当前差的曲线。这使得第一增益因子能够在存在大的差时增大，使得控制系统响应更加强烈。

31、可选地，第二增益因子是与第一增益因子不同的曲线。然而，应当理解的是，第一增益因子和第二增益因子共享相同输入，该相同输入为车辆的预期加速度与实际加速度之间的当前差。这使得积分项能够针对不同量的差而不同地表现。

32、可选地，比例项通过将车辆的实际加速度与车辆的预期加速度之间的差乘以第一增益因子来确定。

33、可选地，比例项被饱和成在0与负的控制器允许量之间。这样是为了使控制系统无法将正扭矩加回至系统中，这可能对车辆的驾驶员而言是不期望的。

34、有利地，根据这些实施方式，积分器具有车辆的实际加速度与车辆的预期加速度之间的先前差的记忆。因此，控制系统可以基于随时间的车辆的实际加速度与预期加速度之间的差来校正稳态控制器误差。

35、可选地，积分项还根据最大积分项和先前积分项来确定，该先前积分项包括用于在先执行积分项确定的积分项；并且，最大积分项根据先前积分项和积分器执行速率来确定。

36、可选地，积分项通过以下方式确定：将车辆的实际加速度与车辆的预期加速度之间的差乘以第二增益因子和执行速率，将乘法的结果加至先前积分项，并基于最大积分项对加法的结果进行限幅。

37、可选地，积分项被饱和成在0与负的控制器允许量之间。这样是为了使控制系统无法将正扭矩加回至系统中，这可能对车辆的驾驶员而言是不期望的。

38、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据该比较输出扭矩控制信号，以将请求扭矩的至少一部分重新分配至车辆的制动器。有利地，当驾驶员没有下压加速器时，即使在扭矩系统的扭矩输出中的正扭矩被减少的情况下，也能防止车辆溜车（即，车辆在坡道上意外地向后溜车）。

39、可选地，一个或更多个处理器被共同配置成：根据扭矩控制信号生成滑行至停止控制信号；以及将滑行至停止控制信号输出到滑行至停止控制器，以控制滑行至停止控制器的扭矩需求。

40、可选地，滑行至停止控制器被配置成操作车辆的滑行至停止功能；其中，车辆的滑行至停止功能包括请求正扭矩以启用车辆的单踏板驾驶模式。

41、有利地，从扭矩系统的扭矩输出中移除的正扭矩不会被下游控制器或功能（例如滑行至停止控制器）重新引入。

42、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆的扭矩系统，该扭矩系统包括根据任一前述陈述的控制系统及动力系，该动力系被配置成根据扭矩控制信号生成并输出扭矩输出。

43、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括任一前述陈述的控制系统或扭矩系统。

44、根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制车辆的扭矩系统的扭矩输出以控制车辆在坡道上的加速度的方法，该方法包括：接收指示请求扭矩的扭矩需求信号；接收指示车辆的速度的车辆速度信号；根据扭矩需求信号和车辆速度信号确定车辆的预期加速度，其中，该预期加速度指示：在车辆处于平坦路面上时，响应于向车辆提供请求扭矩而预期的车辆的加速度；根据车辆速度确定车辆的实际加速度；比较车辆的预期加速度和实际加速度；以及根据该比较输出扭矩控制信号，以控制扭矩系统的扭矩输出。

45、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读指令，所述计算机可读指令在由计算机执行时被配置成执行所述方法。

46、在本技术的范围内，明确地旨在可以独立地采用或者以任何组合采用在先前段落中、在权利要求中以及/或者以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替选方案以及特别是其各个特征。也就是说，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合进行组合，除非这样的特征是不兼容的。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或者相应地提交任何新的权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改成从属于任何其他权利要求以及/或者并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初并未以这种方式要求保护。