本發(fā)明的實(shí)施例大體上涉及車輛控制。其它實(shí)施例涉及用于制動車輛的控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

大型非公路車輛("OHV")諸如用于拖運(yùn)從露天礦開采的較重有效負(fù)載的采礦車輛是公知的，且通常使用機(jī)動輪來用于以能量高效的方式使車輛推進(jìn)或減速。效率通常通過連同交流發(fā)電機(jī)、主牽引逆變器和容納在車輛的后輪輪胎內(nèi)的一對輪驅(qū)動組件使用大馬力柴油發(fā)動機(jī)來實(shí)現(xiàn)。柴油發(fā)動機(jī)與交流發(fā)電機(jī)直接關(guān)聯(lián)，使得柴油發(fā)動機(jī)驅(qū)動交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)對主牽引逆變器供能，其將具有受控電壓和頻率的電能供應(yīng)至兩輪驅(qū)動組件的電驅(qū)動電機(jī)。各個(gè)輪驅(qū)動組件容納行星齒輪變速機(jī)構(gòu)，其將相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電機(jī)能量的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成高轉(zhuǎn)矩低速旋轉(zhuǎn)能輸出，該輸出供應(yīng)至后輪。

這些大型OHV的制動通常使用"混合"制動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，即，電驅(qū)動系統(tǒng)和與前輪和后輪相關(guān)聯(lián)的摩擦制動器的組合。具體而言，電驅(qū)動系統(tǒng)可不但用于推進(jìn)車輛，而且將減速牽引作用應(yīng)用到后輪以實(shí)現(xiàn)如期望的車輛的制動。此外或作為備選，前摩擦制動器和后摩擦制動器可在某些情形中用于使車輛停止，或在停止時(shí)保持車輛的位置。如容易認(rèn)識到的那樣，取決于特定情形或應(yīng)用，電驅(qū)動系統(tǒng)、前摩擦制動器和后摩擦制動器或這些制動元件中的一個(gè)或多個(gè)的組合可用于車輛停止和停駐。

OHV中的操作負(fù)載可超過一百噸，而車輛和負(fù)載的總重量可為數(shù)百噸。在坡度上和在較濕條件中操作這些車輛因此可尤其對于無經(jīng)驗(yàn)的操作者提出若干挑戰(zhàn)。此外，在挑戰(zhàn)性條件中操作此類重型車輛需要制動系統(tǒng)高效且可靠地操作，以防止在坡度上啟動和停止時(shí)的回退。因此，期望提供使在坡度上加載時(shí)需要啟動和停止的車輛的操作自動化的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在實(shí)施例中，一種用于車輛的控制系統(tǒng)(例如，制動控制系統(tǒng))包括與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)，以及驅(qū)動系統(tǒng)控制單元，其配置成控制電驅(qū)動系統(tǒng)以將電動動力選擇性地提供至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該系統(tǒng)還包括與車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者相關(guān)聯(lián)的摩擦制動系統(tǒng)，以及摩擦制動控制單元，其配置成控制摩擦制動系統(tǒng)以用于至第一組輪或第二組輪中的所述至少一者的摩擦制動應(yīng)用。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元進(jìn)一步配置成與摩擦制動控制單元通信以控制車輛停止和啟動期間的摩擦制動應(yīng)用的量。例如，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元可配置成與摩擦制動控制單元通信以至少部分地自動控制車輛在車輛所處的傾斜坡度上停止和啟動期間的摩擦制動應(yīng)用的量。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括確定使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平，以及響應(yīng)于用于使車輛在坡度上向上移動的來自操作者控制的輸入，與車輛的摩擦制動控制單元通信以除去保持車輛停止的摩擦制動應(yīng)用，以及同時(shí)控制車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)以根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，以用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動而沒有顯著的車輛回退。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力，以及與車輛的摩擦制動控制單元通信以取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的所述至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。

附圖說明

通過參照附圖閱讀非限制性實(shí)施例的以下描述將更好地理解本發(fā)明，在以下附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的車輛的透視圖；

圖2為根據(jù)實(shí)施例的電驅(qū)動和減速系統(tǒng)的示意圖；以及

圖3為示出根據(jù)實(shí)施例的包括液壓摩擦制動器和電動減速器的控制系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其示例在附圖中示出。只要可能，貫穿附圖使用的相同參考標(biāo)號表示相同或相似的部分。盡管參照了用于地表采礦行業(yè)的具有柴油發(fā)動機(jī)的拖運(yùn)卡車描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施例也大體上適用于結(jié)合內(nèi)燃機(jī)和應(yīng)用這樣的發(fā)動機(jī)的車輛來使用。例如，車輛可為設(shè)計(jì)成執(zhí)行與特定行業(yè)(諸如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)等)相關(guān)聯(lián)的操作的非公路車輛("OHV")，且可包括拖運(yùn)卡車、起重機(jī)、推土機(jī)器、采礦機(jī)器、農(nóng)用設(shè)備、拖拉機(jī)、材料處理設(shè)備、推土設(shè)備等。作為備選或另外地，車輛可為道路車輛，諸如牽引拖車式鉆機(jī)、道路自卸卡車等。如本文使用的"電通信"或"電聯(lián)接"意思是某些構(gòu)件配置成經(jīng)由通過直接或間接電連接的直接或間接發(fā)信號與彼此通信。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在車輛中控制從摩擦制動到電作用的轉(zhuǎn)換(且反之亦然)的控制系統(tǒng)及方法(例如，制動控制)，以使在傾斜(大于零度)的坡度上加載時(shí)使車輛的啟動和停止的操作自動化。根據(jù)一個(gè)方面，例如，一種控制系統(tǒng)(和相關(guān)方法)配置成用于同時(shí)控制車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)和摩擦制動系統(tǒng)，以在車輛操作成從傾斜坡度上的停止位置移動時(shí)防止回退。根據(jù)另一個(gè)方面，一種控制系統(tǒng)(和相關(guān)方法)配置成在車輛在傾斜坡度上行駛時(shí)同時(shí)控制車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)和摩擦制動系統(tǒng)，以使車輛停止且保持車輛停止。

圖1示出了車輛10，其中可包括本發(fā)明的控制系統(tǒng)16。(控制系統(tǒng)16在下文中參照圖3且在本文的其它地方描述。)如圖所示，車輛10為特別設(shè)計(jì)的用于高產(chǎn)量采礦和重載建筑環(huán)境中的拖運(yùn)卡車，且包括可為后輪的第一組輪12，以及可為前輪的第二組輪14。第一組輪12可為驅(qū)動輪，其聯(lián)接到電驅(qū)動系統(tǒng)100(見圖2)，該系統(tǒng)提供動力至拖運(yùn)卡車10。第二組輪14可操作地聯(lián)接到車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以用于車輛轉(zhuǎn)向。(拖運(yùn)卡車10大體上為車輛的范例，但在實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和/或方法特別地在拖運(yùn)卡車上實(shí)施)。

圖2中示出了電驅(qū)動系統(tǒng)100的實(shí)施例。電驅(qū)動系統(tǒng)100至少部分地容納在車輛10內(nèi)，且包括三相交流(AC)發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)108，其聯(lián)接成由發(fā)動機(jī)106(例如，柴油發(fā)動機(jī))機(jī)械地驅(qū)動。發(fā)電機(jī)108的AC輸出給送到一個(gè)或多個(gè)整流器110中，其配置成將發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)108的AC輸出轉(zhuǎn)換成直流(DC)輸出。整流器110的DC輸出供應(yīng)至DC總線，其(連同其它負(fù)載)給送到一組逆變器112、114中。逆變器112、114配置成將來自DC總線的DC功率轉(zhuǎn)換成受控的三相變頻AC功率。逆變器112、114的輸出(分別)電連接到電動機(jī)102、104，且由逆變器112、114輸出的AC功率具有適用于驅(qū)動電動機(jī)102、104的波形。電動機(jī)102、104可操作地聯(lián)接到第一組輪的驅(qū)動輪12。例如，電機(jī)102、104可為三相AC感應(yīng)輪電機(jī)。如果第二組輪14為驅(qū)動輪，則電驅(qū)動系統(tǒng)100將包括額外的逆變器和電動機(jī)，其類似于圖2中的逆變器112、114和電機(jī)102、104聯(lián)接。

如圖2中進(jìn)一步所示，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116電聯(lián)接到電驅(qū)動系統(tǒng)100。例如，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元可連接到逆變器112、114。連同其它任務(wù)，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成確定和發(fā)送期望的轉(zhuǎn)矩請求信號至逆變器112、114。轉(zhuǎn)矩請求信號由用于逆變器112、114的控制單元處理，以將電機(jī)102、104驅(qū)動至期望的轉(zhuǎn)矩輸出量級，且沿對應(yīng)于預(yù)計(jì)車輛移動方向的期望旋轉(zhuǎn)方向。控制單元也配置成控制電機(jī)102、104以向輪12(例如，后輪)提供減速牽引作用，以使車輛10減慢或停止。具體而言，當(dāng)在也稱為電動減速的電制動模式中操作時(shí)，電動機(jī)102、104倒轉(zhuǎn)以用作發(fā)電機(jī)，且車輛10的驅(qū)動輪12驅(qū)動電動機(jī)102、104。驅(qū)動電機(jī)102、104將轉(zhuǎn)矩置于驅(qū)動輪12上，且引起它們減慢，因此使車輛制動。在實(shí)施例中，控制單元116包括一個(gè)或多個(gè)微處理器，其根據(jù)一組儲存的指令操作來提供車輛控制，如在下文中和本文的其它地方詳細(xì)論述的那樣。

圖3更詳細(xì)示出了控制系統(tǒng)(例如，制動控制系統(tǒng))16的實(shí)施例。控制系統(tǒng)16包括摩擦制動系統(tǒng)122，其包括與車輛的第一組輪12(例如，后輪)相關(guān)聯(lián)的第一(例如，后)摩擦制動單元120(例如，摩擦制動促動單元)，以及與車輛的第二組輪14(例如，前輪)相關(guān)聯(lián)的第二(例如，前)摩擦制動單元118(例如，摩擦制動促動單元)。在實(shí)施例中，摩擦制動系統(tǒng)116為液壓制動系統(tǒng)，其還包括可控地控制至第一摩擦制動單元120的液壓流體的壓力的第一(例如，后)制動電磁閥126，以及可控地控制至第二摩擦制動單元118的液壓流體的壓力的第二(例如，前)制動電磁閥124。在其它實(shí)施例中，在不脫離本發(fā)明的較寬方面的情況下也可使用用于促動第一摩擦制動單元118和第二摩擦制動單元120的其它器件。在任一(或任何)實(shí)施例中，各個(gè)摩擦制動單元例如可包括用于可控地應(yīng)用摩擦負(fù)載到與輪12、14相關(guān)聯(lián)的移動部分的相應(yīng)構(gòu)件，例如，與車輛輪軸或制動盤/轉(zhuǎn)子可操作地聯(lián)接的制動塊、用于將力應(yīng)用到抵靠盤/轉(zhuǎn)子的制動塊的液壓促動的卡鉗等。控制系統(tǒng)16還包括摩擦制動控制單元127，其配置成至少部分地響應(yīng)于操作者輸入(諸如制動踏板的壓下)來控制第一和第二(例如，后和前)摩擦制動單元120、118的應(yīng)用。

在實(shí)施例中，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116和摩擦制動控制單元127電聯(lián)接到彼此，且可大體上稱為一個(gè)或多個(gè)控制器129。盡管驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116和摩擦制動控制單元127示為圖3中的單獨(dú)的構(gòu)件，但在不脫離本發(fā)明的較寬方面的情況下控制單元116、127可整體結(jié)合到單個(gè)控制單元/控制器/處理器中。

如圖3中進(jìn)一步所示，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116電聯(lián)接到車輛10的傳動系128，其包括電驅(qū)動系統(tǒng)100，例如，發(fā)動機(jī)106、發(fā)電機(jī)108、整流器110、逆變器112、114和驅(qū)動電機(jī)102、104(如圖2中或其它地方所示的AC感應(yīng)輪電機(jī))。當(dāng)在電動減速制動模式中使車輛10制動時(shí)，控制單元116命令電驅(qū)動系統(tǒng)100(實(shí)際上用作包括逆變器112、114和電機(jī)102、104的電動減速系統(tǒng))以將請求的期望車輛減速轉(zhuǎn)矩提供至輪。

還如圖3中所示，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116和/或摩擦制動控制單元127中的一者或兩者可配置成接收來自操作者控制133(例如，點(diǎn)火開關(guān)134、加速器位置變換器136、制動踏板位置變換器138和/或齒輪選擇器140)的輸入，以用于操作電動機(jī)102、104來使車輛10驅(qū)動和制動。點(diǎn)火開關(guān)134可操作成使車輛開啟或關(guān)斷。加速器位置變換器136配置成檢測加速器踏板或其它促動器的位置。制動踏板位置變換器138配置成檢測制動踏板或其它促動器的位置。齒輪選擇器140提供了允許操作者選擇車輛移動(諸如向前移動或反向移動)的預(yù)期或期望方向的手段。另外或作為備選，操作者控制可包括另一類型的輸入接口142，例如，方向盤或其它轉(zhuǎn)向控制、觸摸屏或其它計(jì)算機(jī)接口、來自控制系統(tǒng)或自主控制器的控制輸入等。如圖3中進(jìn)一步所示，顯示器144可電聯(lián)接到驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116以允許車輛10的操作者查看關(guān)于各種車輛系統(tǒng)的狀態(tài)信息。顯示器144和操作者控制133共同形成I/O(輸入/輸出)系統(tǒng)145。

進(jìn)一步參看圖3，控制系統(tǒng)16配置成在坡度上加載時(shí)在啟動和停止時(shí)使車輛的操作自動化。在操作中，當(dāng)車輛的操作者(操作者可為人或自主控制器)請求車輛停止，或車輛沿某一方向(例如，在任一情況下，通過操作者控制的促動)移動時(shí)，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116與摩擦制動控制單元127通信以控制從摩擦制動器到電作用/推進(jìn)的轉(zhuǎn)換，且反之亦然。具體而言，控制系統(tǒng)16包括驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116與摩擦制動控制單元127之間的對接，這允許驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116(例如，響應(yīng)于來自電驅(qū)動系統(tǒng)100的反饋或其它信息)從摩擦制動控制單元127請求特定的制動作用。該對接還允許驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116從摩擦制動控制單元127請求增加或除去(即，增大或減小)摩擦制動作用。因此，在實(shí)施例中，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成與摩擦制動控制單元127通信以控制車輛停止或啟動期間的摩擦制動應(yīng)用。例如，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116可配置成與摩擦制動控制單元通信，以至少部分地自動控制車輛在車輛所處的傾斜坡度上停止和啟動期間的摩擦制動應(yīng)用的量。(至少部分地自動控制意思是完全自動控制或響應(yīng)于和部分地基于操作者輸入的自動控制，例如，對制動踏板或加速器踏板的位置變化程度響應(yīng)且與其成比例的制動或加速的程度或比率)。

結(jié)合上文，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成使用系統(tǒng)參數(shù)來計(jì)算保持車輛10在給定傾斜坡度上所需的力。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116然后取決于該確定的力確定何時(shí)請求摩擦制動釋放或加入更大的摩擦制動作用。該力可基于2014年8月20日提交的前述美國專利申請第14/464226號中概述的各種方法確定。作為備選或另外地，系統(tǒng)16可配置成使力基于如由車載慣性測量單元生成的傾斜坡度的信息、車輛質(zhì)量的信息(例如，從稱重站或從來自關(guān)于已知條件下的車輛速度的傳感器數(shù)據(jù)的車載基于物理的計(jì)算)、其它車輛/系統(tǒng)參數(shù)(例如，車輪半徑)等確定。

在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)16還配置成提供抗回退能力。具體而言，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成確定將車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平(即，車輛在處于傾斜坡度上時(shí)停止，且然后控制成在傾斜坡度上向上移動)。轉(zhuǎn)矩水平可基于力確定，例如，轉(zhuǎn)矩水平將為至少剛剛超過力的水平。在計(jì)算所需的轉(zhuǎn)矩時(shí)(或在計(jì)算轉(zhuǎn)矩之后的某點(diǎn))，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116與摩擦制動控制單元127通信以請求摩擦制動應(yīng)用的除去(即，摩擦制動應(yīng)用的量=零)，以沿期望方向開始車輛的運(yùn)動，而沒有顯著回退。因此，在實(shí)施例中，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116還配置成響應(yīng)于來自操作者控制(用于車輛在傾斜坡度上向下移動)的輸入與摩擦制動控制單元127通信以除去摩擦制動應(yīng)用，以及同時(shí)控制電驅(qū)動系統(tǒng)100來根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上(或向下)移動而沒有顯著的車輛回退。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116可配置成與電驅(qū)動系統(tǒng)和摩擦制動控制單元通信，以便除去摩擦制動應(yīng)用(通過控制摩擦制動系統(tǒng)的摩擦制動控制單元)的量和比率自動地控制成與提供額外轉(zhuǎn)矩(通過如由驅(qū)動系統(tǒng)控制單元控制的電驅(qū)動系統(tǒng))的量和比率成比例或相當(dāng)。例如，當(dāng)摩擦制動應(yīng)用減小特定量時(shí)，轉(zhuǎn)矩同時(shí)增大至少足以偏移降低的摩擦制動應(yīng)用的量以防止車輛回退，直到摩擦制動應(yīng)用完全除去，此時(shí)，額外轉(zhuǎn)矩生成用于使車輛向前移動。(沒有"顯著的"車輛回退包括沒有車輛回退，以及低于認(rèn)為仍滿足設(shè)計(jì)安全方針的閾值的車輛回退，例如，對于某些拖運(yùn)卡車應(yīng)用不大于0.3米的回退)。

在其它實(shí)施例中，控制系統(tǒng)16作為備選或另外地配置成提供受控的停止能力，諸如在車輛10在坡度上操作時(shí)。具體而言，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成，計(jì)算在給定傾斜坡度上保持車輛10所需的力，且響應(yīng)于用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的輸入，與摩擦制動控制單元127通信以增大摩擦制動應(yīng)用的量，至少部分地取決于確定的力來使車輛停止且保持車輛停止在坡度上。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116還可配置成計(jì)算使車輛在第一位置停止所需的力，且同時(shí)與摩擦制動控制單元127通信以請求摩擦制動應(yīng)用的量(和比率)，以使車輛停止且將然后將車輛保持在傾斜坡度上。大體上，此計(jì)算可考慮車輛質(zhì)量、當(dāng)前行駛速率/速度、坡度傾斜程度等。例如，在車輛在坡度上向上行駛時(shí)使車輛停止所需的制動力將取決于車輛質(zhì)量和減速率(在給定距離內(nèi)從當(dāng)前速度到零的速度變化)減去滾動摩擦/阻力引起的系數(shù)減去坡度上的重力引起的系數(shù)。如上文所論述的那樣，然后保持車輛在坡度上停止所需的制動力將取決于車輛質(zhì)量、坡度等。

在實(shí)施例中，應(yīng)用摩擦制動系統(tǒng)以使車輛在傾斜坡度上停止且保持車輛停止與電動減速的減小是同步的。這里，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116配置成，計(jì)算將車輛10保持在給定傾斜坡度上所需的力，且在電動減速的減小的同時(shí)，與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增大摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上。因此，當(dāng)車輛在傾斜坡度上向上移動時(shí)，響應(yīng)于用于使車輛達(dá)到停止的來自操作者控制的輸入，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116可配置成首先開始電動減速，且在電驅(qū)動系統(tǒng)的減速作用隨車輛減慢而減小時(shí)，與摩擦制動控制單元同時(shí)通信以增加摩擦制動應(yīng)用的量。在車輛完全停止后，電動減速的量可為零，且在此情況中，摩擦制動應(yīng)用的量將足以保持車輛停止在傾斜坡度上。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元116可配置成自動地控制摩擦制動應(yīng)用在與電動減速減小同時(shí)增加的量和比率，使得(i)車輛的總體減速輪廓(隨時(shí)間從當(dāng)前非零速度到零速度的速度變化)為線性的(且因此人類操作者看來平滑)，以及(ii)與來自操作者控制的一個(gè)或多個(gè)輸入在比率方面成比例，例如，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元將控制電動減速的減小和摩擦制動的同時(shí)增大，以響應(yīng)于用于較高程度/比率的制動的來自操作者控制的輸入相比用于較低程度/比率的制動的來自操作者控制的輸入提供較快的減速。

在實(shí)施例中，控制系統(tǒng)配置成既用于車輛在傾斜坡度上的受控停止，以及車輛從其停止位置受控向前(例如，在坡度上向上)移動時(shí)的抗回退。這里，響應(yīng)于用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的第一輸入，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元配置成確定力(以保持車輛停止在坡度上)，且(例如，與電動減速的減少同時(shí))與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增大摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上。驅(qū)動系統(tǒng)控制單元進(jìn)一步配置成確定使車輛從停止到在坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平。響應(yīng)于用于使車輛在坡度上向上移動的操作者控制處的第二輸入，驅(qū)動系統(tǒng)控制單元進(jìn)一步配置成：與摩擦制動控制單元通信以除去摩擦制動應(yīng)用；以及同時(shí)控制電驅(qū)動系統(tǒng)以根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，以用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動，而沒有顯著的車輛回退。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，響應(yīng)于用于使車輛在坡度上向上移動的來自操作者控制的輸入，與車輛的摩擦制動控制單元通信以除去保持車輛停止的摩擦制動應(yīng)用，以及同時(shí)控制車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)以根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，以用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動，而沒有顯著的車輛回退。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與車輛的摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與車輛的摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，接收用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的輸入。力響應(yīng)于接收到的輸入確定。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增加摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與車輛的摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，接收用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的輸入，其中力響應(yīng)于接收到的輸入確定。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，在電動減速的減小的同時(shí)，與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增加摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與車輛的摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處：接收用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的第一輸入(力響應(yīng)于接收到的輸入確定)；與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增加摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上；確定使車輛從停止到在坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平；接收用于使車輛在坡度上向上移動的來自操作者控制的第二輸入；以及響應(yīng)于第二輸入的接收，與摩擦制動控制單元通信以除去摩擦制動應(yīng)用，且同時(shí)控制電驅(qū)動系統(tǒng)以根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，以用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動，而沒有顯著的車輛回退。

在另一個(gè)實(shí)施例中，一種控制車輛的方法包括，在車輛的驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，控制與車輛的至少第一組輪相關(guān)聯(lián)的電驅(qū)動系統(tǒng)以選擇性地提供電動動力至該至少第一組輪來推進(jìn)車輛以及電動減速來減慢車輛。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，確定將車輛保持在車輛所處的傾斜坡度上所需的力。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處，與車輛的摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于將車輛保持在傾斜坡度上確定的力來減小或增大應(yīng)用至車輛的第一組輪或第二組輪中的至少一者的摩擦制動應(yīng)用的量。該方法還包括，在驅(qū)動系統(tǒng)控制單元處：接收用于使車輛在坡度上移動時(shí)達(dá)到停止的來自操作者控制的第一輸入(力響應(yīng)于接收到的輸入確定)；在電動減速的減小的同時(shí)，與摩擦制動控制單元通信以至少部分地取決于確定的力來增加摩擦制動應(yīng)用的量，以使車輛停止且保持車輛停止在坡度上；確定使車輛從停止到在坡度上向上移動所需的轉(zhuǎn)矩水平；接收用于使車輛在坡度上向上移動的來自操作者控制的第二輸入；以及響應(yīng)于第二輸入的接收，與摩擦制動控制單元通信以除去摩擦制動應(yīng)用，且同時(shí)控制電驅(qū)動系統(tǒng)以根據(jù)確定的轉(zhuǎn)矩水平提供電動動力，以用于使車輛從停止到在傾斜坡度上向上移動，而沒有顯著的車輛回退。

因此，如將認(rèn)識到那樣，本發(fā)明的控制系統(tǒng)有助于解決關(guān)于坡度上的車輛啟動和受控車輛停止的多個(gè)問題。具體而言，控制系統(tǒng)的實(shí)施例可緩解坡道啟動期間潛在不安全的車輛移動，諸如在開始車輛操作時(shí)在坡度上的意外向后滾動。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可簡化操作者的駕駛過程。盡管典型的車輛需要操作者控制三個(gè)踏板來安全且平穩(wěn)地在坡度上啟動和停止，但包括本發(fā)明的控制和制動系統(tǒng)的車輛僅需要操作者控制單個(gè)踏板(或者也許制動踏板和加速器踏板)，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)經(jīng)由電驅(qū)動系統(tǒng)與摩擦制動系統(tǒng)之間的通信和協(xié)作來使啟動和停止過程自動化。

本發(fā)明的實(shí)施例還用于避免可能導(dǎo)致設(shè)備破壞的粗暴停止，且通過自動地控制從電動減速制動到摩擦制動的過渡而有助于使車輛受控停止以將車輛保持在坡度上。結(jié)果，使得包括該系統(tǒng)的車輛易于駕駛，且需要較少技能來操作。此外，更容易操作車輛轉(zhuǎn)變成較平穩(wěn)的車輛操作和構(gòu)件上較少的磨損。

如上文所述，本發(fā)明的實(shí)施例可適用于相對較大的車輛，例如，拖運(yùn)卡車和具有至少250公噸的總體車輛操作重量的其它車輛。然而，盡管本發(fā)明特別參照OHV和這種類型的其它大型車輛描述，但本發(fā)明不意在限于此方面。特別而言，構(gòu)想出了本發(fā)明同樣大體上適用于電動車輛，包括但不限于電動非公路車輛、汽車等。

如上文所述，車輛操作者可為人或自主控制器。因此，"操作者控制"包括可由人操作的控制和與控制系統(tǒng)/自主控制器相關(guān)聯(lián)的控制(例如，控制信號/輸入)兩者。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上描述意在為示范性的，且不是限制性的。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可與彼此組合使用。此外，可作出許多改型來使特定情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)內(nèi)容而不脫離其范圍。盡管本文所述的材料的大小和類型意在限定本發(fā)明的參數(shù)，但它們絕不是限制性的，且為示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在查閱以上描述時(shí)將清楚許多其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求連同此權(quán)利要求所述的等同方案的完整范圍確定。在所附權(quán)利要求中，用語"包含(including)"和"在其中(in which)"用作相應(yīng)用語"包括(comprising)"和"其中(which)"的通俗英文等同物。此外，在以下權(quán)利要求中，用語"第一"、"第二"、"第三"、"上"、"下"、"底部"、"頂部"等僅用作標(biāo)記，且不意在對其對象施加數(shù)字或位置要求。此外，以下權(quán)利要求的限制并未以裝置加功能的格式撰寫，且不意在基于35 U.S.C. § 112的第六段理解，除非且直到此權(quán)利要求限制明確地使用短語"用于…的裝置"后接沒有另一個(gè)結(jié)構(gòu)的功能的聲明。

本書面描述使用了示例來公開本發(fā)明的若干實(shí)施例，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明的實(shí)施例，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明可申請專利的范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)元件，則意在使這些其它示例處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

如本文使用的以單數(shù)敘述且冠以詞語"一個(gè)"或"一種"的元件或步驟應(yīng)當(dāng)理解為未排除多個(gè)所述元件或步驟，除非明確指出此類排除。此外，提到的本發(fā)明的"一個(gè)實(shí)施例"不意在理解為排除也包括所述特征的額外實(shí)施例的存在。此外，除非明確相反指出，則實(shí)施例"包括"、"包含"或"具有"帶特定性質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)元件可包括不具有此性質(zhì)的額外的此類元件。

由于可在用于車輛的控制系統(tǒng)和方法中作出某些變化，而不脫離本文涉及的本發(fā)明的精神和范圍，期望上文描述或附圖中所示的所有主題應(yīng)當(dāng)僅認(rèn)作是說明本文的發(fā)明概念的示例，且不應(yīng)當(dāng)看作是限制本發(fā)明。