用于確定車輛控制系統(tǒng)的參考值的方法和模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定用于車輛控制系統(tǒng)的速度設(shè)定值vref的方法，包括如下步驟：-獲取用于車輛的設(shè)定速度vset；-借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段；-在多個仿真周期sj中的每個期間都執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟：-當(dāng)設(shè)定速度vset被賦予為參考速度vset時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vpred_cc，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性；-將車輛速度的第一預(yù)測vpred_cc與第一下限和上限值vlim1和vlim2中的至少一個進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期sj+1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T；-當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T是取決于前一仿真周期sj+1中的所述第一比較的結(jié)果的值時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測vpred_Tnew；-將車輛速度的第二預(yù)測vpred_Tnew與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值vmin和vmax中的至少一個進行第二比較，其中在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下向所述第二下限和上限值vmin和vmax中的至少一個添加偏移量voffset；和-基于這個仿真周期sj中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測vpred_Tnew來確定沿地平線的至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度；和-在車輛的控制系統(tǒng)中使用所述至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。
【專利說明】用于確定車輛控制系統(tǒng)的參考值的方法和模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分一種用于確定至少一個參考值的方法和模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]巡航控制當(dāng)今在機動車輛(例如汽車、卡車、以及公共汽車)中常見。巡航控制的一個目的是實現(xiàn)均勻的預(yù)定速度。這通過下述方式實現(xiàn):調(diào)整發(fā)動機轉(zhuǎn)矩以避免減速，或在車輛由于其自身重量而加速的下山運行時施加制動動作。巡航控制的一個更普遍的目的是為車輛駕駛員提供駕駛的方便性和更優(yōu)越的舒適性。配備有巡航控制的車輛的駕駛員通常選定設(shè)定速度Vsrt作為他/她想要車輛在平路上維持的速度。巡航控制繼而為車輛的發(fā)動機系統(tǒng)提供用于控制發(fā)動機的參考速度V&。設(shè)定速度Vsrt因此可以被當(dāng)做向巡航控制輸入的信號，而參考速度Vm可以被當(dāng)做從巡航控制輸出的信號，并且被用于控制發(fā)動機。
[0003]當(dāng)今傳統(tǒng)的巡航控制(CC)維持通常由車輛駕駛員以設(shè)定速度Vsrt的形式設(shè)定的恒定參考速度vMf，因此，所述設(shè)定速度在此是例如由他/她選定的所需速度，并且對于當(dāng)今的常規(guī)巡航控制，參考速度是恒定的并且等于設(shè)定速度，即Vref = Vseto在車輛運動時，參考速度Vm的值僅在駕駛員進行調(diào)整時改變。參考速度Vref繼而被發(fā)送到控制車輛的控制系統(tǒng)，以使得車輛速度在可能時對應(yīng)于參考速度Vref。在車輛配備有自動換檔系統(tǒng)的情況下，檔位可以由所述系統(tǒng)基于參考速度來改變，以使得車輛能夠維持參考速度VMf，即，以使得車輛能夠維持期望的設(shè)定速度vsrt。
[0004]在山丘地帶， 巡航控制系統(tǒng)將嘗試在上山和下山時維持設(shè)定速度Vsrt。這尤其可能引起車輛加速越過山頂并且進入隨后的下坡中。所述車輛繼而需要被制動以避免超過設(shè)定速度Vsrt或者車輛將達到恒速制動被啟動的速度Vkfb,這是一種較為消耗燃料的驅(qū)動車輛方式。在車輛沒有加速越過山頂?shù)那闆r下，所述車輛也可能需要在下山時被制動以避免超過設(shè)定速度Vsrt或恒速制動的啟動速度Vkfb。
[0005]為減小燃料消耗，尤其是減小在山路上的燃料消耗，已經(jīng)開發(fā)出經(jīng)濟型巡航控制，
諸如斯堪尼亞的經(jīng)濟巡舶^^這種巡航控制嘗試評估車輛的當(dāng)前運行阻力，并且也具有與
其歷史運行阻力有關(guān)的信息。經(jīng)濟型巡航控制也可以設(shè)有包括地形學(xué)信息的地圖數(shù)據(jù)。車輛繼而例如借助于GPS來在地圖上定位，以及沿前方道路的運行阻力被評估。因此，車輛的參考速度vMf能夠?qū)τ诓煌愋偷牡缆穪韮?yōu)化，從而節(jié)省燃料，在這種情況下，參考速度Vref可能與設(shè)定速度Vsrt不同。此說明是指允許參考速度Vref與由駕駛員選定的設(shè)定速度Vsrt不同的巡航控制，即，參考速度調(diào)節(jié)型巡航控制。
[0006]經(jīng)濟型巡航控制的另一開發(fā)的實施例是“前瞻型”巡航控制(LACC)，即，一種使用前方路段信息(即，前方路況信息)以確定參考速度的巡航控制的策略形式。因此，LACC是參考速度調(diào)節(jié)型巡航控制的實施例，借此允許參考速度vMf在一定范圍(vmin，vmax)內(nèi)不同于由駕駛員選定的設(shè)定速度Vsrt，從而實現(xiàn)更多的燃料節(jié)省。
[0007]前方路段信息可以例如包括與主要地形、道路彎曲程度、交通情況、道路施工、交通密度、以及道路狀況有關(guān)的信息。前方路段信息還可以包括在前方路段上的速度限制、以及在道路旁邊的交通標識。這些信息例如能夠從位置信息、天氣預(yù)報、在各車輛之間通訊的信息、以及由無線電提供的信息中獲得，所述位置信息例如GPS (全球定位系統(tǒng))信息、地圖信息、和/或地形學(xué)地圖信息。所有這些信息可以以多種方式來利用。例如，與在前方道路上的速度限制有關(guān)的信息可以被用于通過在到達較低速度限制之前降低車輛速度來實現(xiàn)燃料效率。類似地，指示出例如前方繞道或十字路口的道路標識的信息也可以被用于通過在車輛到達繞道或十字路口之前制動來實現(xiàn)燃料效率。
[0008]LACC巡航控制確實例如使得參考速度vMf在陡峭上坡之前能夠上升到高于設(shè)定速度Vsrt的水平，因為車輛將被預(yù)期在這樣的爬坡時由于相對于發(fā)動機性能的高車重而損失速度。類似地，在陡峭下坡之前，LACC巡航控制使得參考速度Vref能夠降低到低于設(shè)定速度Vsrt的水平，因為車輛將被預(yù)期(預(yù)測)在這樣的下坡時由于其高車重而加速。在此的構(gòu)思是，減小車輛開始下山運行時的速度使得能夠減小被制動損耗的能量和/或空氣阻力損失(如同在下坡之前被噴射的燃料量反映出的)。因此，LACC巡航控制從而可以在基本不影響行程時間的情況下減少燃料消耗。
[0009]在通過具有地圖數(shù)據(jù)和GPS的車輛來知曉前方地形的情況下，能夠使這種巡航控制系統(tǒng)穩(wěn)定。巡航控制系統(tǒng)還可前瞻性地(即在狀況出現(xiàn)之前)改變車輛速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]車輛通常具有能控制車輛的各種電子系統(tǒng)的多個ECU (電子控制單元)。車輛的發(fā)動機通常受其自身的被稱為EMS (發(fā)動機管理系統(tǒng))的ECU來控制。巡航控制的邏輯單元可位于EMS中，但這有時在EMS的存儲能力不足和/或已經(jīng)具有高的處理器負載時不可行。在巡航控制的邏輯單元位于除EMS外的某些其他E⑶中的情況下，參考值(例如期望的參考速度vMf)必須通過CAN(控制器局域網(wǎng))來傳送至發(fā)動機控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，隨后所述調(diào)節(jié)器依據(jù)所述參考速度來調(diào)節(jié)車輛速度。
[0011]傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器基于所接收的參考速度vMf來工作。當(dāng)該參考速度Vm由巡航控制的邏輯單元改變且通過CAN來傳送時，是發(fā)動機控制系統(tǒng)中的PID調(diào)節(jié)器將車輛速度朝向參考速度調(diào)節(jié)。巡航控制的邏輯單元預(yù)測車輛速度，但是發(fā)動機控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器同時試圖調(diào)節(jié)車輛速度，從而會導(dǎo)致問題。這例如可導(dǎo)致在爬坡開始時沒有由發(fā)動機系統(tǒng)要求最大轉(zhuǎn)矩，盡管巡航控制邏輯單元在參考速度的預(yù)測中已經(jīng)顧及到最大轉(zhuǎn)矩要求。因此存在的風(fēng)險是，調(diào)節(jié)器可能以逐漸增加的誤差來調(diào)節(jié)發(fā)動機系統(tǒng)。
[0012]US2005/0096183涉及一種用于下坡行駛車輛的速度調(diào)節(jié)器。所涉及的斜坡被描述為具有特定下降的坡度，且當(dāng)駕駛員操作坡度切換開關(guān)時，在切換開關(guān)接通期間一直為車輛設(shè)置恒定速度。恒定速度從而在駕駛員指示出車輛處于斜坡上時被設(shè)置。
[0013]US6, 076，036基于速度設(shè)置、車輛當(dāng)前速度、加速度以及由傳感器測得的道路坡度上的變化來進行巡航控制，以便為較低的燃料消耗設(shè)置燃料流。
[0014]本發(fā)明的目的是，在車輛速度將由巡航控制邏輯單元預(yù)測且同時將由調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的情況下，提出一種改進的車輛巡航控制，且尤其用以避免由于不穩(wěn)定的控制信號被發(fā)送到發(fā)動機控制系統(tǒng)而將燃料不必要地噴射到發(fā)動機中。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述目的至少部分地通過使用上述模塊來實現(xiàn)，其特征在于:
[0016]-獲取用于車輛的設(shè)定速度Vsrt；
[0017]-借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段；
[0018]-在多個仿真周期中的每個期間都執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟:
[0019]-當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vpral—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性；
[0020]-將車輛速度的第一預(yù)測Vimd。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T ;
[0021]-當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T是取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果的值時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測Vpmltmw ；
[0022]-將車輛速度的第二預(yù)測VpredTnOT與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個進行第二比較，其中包含有在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量Vtjffsrt ;和
[0023]-基于這個仿真周期中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw來確定沿地平線的至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度；和
[0024]-在車輛的控制系統(tǒng)中使用所述至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，如上所述的目的至少部分地通過使用上述模塊來實現(xiàn)，所述模塊的特征在于:
[0026]-輸入單元，其適于接收車輛的設(shè)定速度Vsrt;
[0027]-地平線單元，其適于借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段；
[0028]-計算單元，其適于在多個仿真周期\_中的每個期間都執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟:
[0029]-當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度Vsrt時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vpral—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性；
[0030]-將車輛速度的第一預(yù)測Vimd。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T ;
[0031]-當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T是取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果的值時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測Vpmltmw ；
[0032]-將車輛速度的第二預(yù)測VpredTnew與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個進行第二比較，其中包含有在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量Vtjffsrt ;和
[0033]-基于這個仿真周期中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpral—Tnew來確定沿地平線的至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度；和
[0034]-提供單元，其適于向車輛的控制系統(tǒng)提供所述至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。[0035]本發(fā)明確保向調(diào)節(jié)器提供正確的速度設(shè)定點值，以便使調(diào)節(jié)器能夠遵循車輛速度的預(yù)測。因此，最大限度地確保在陡峭上坡時提供可用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩且在陡峭下坡時提供零轉(zhuǎn)矩/拖曳轉(zhuǎn)矩。這意味著，在陡峭上坡時影響調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)誤差在爬坡開始時足夠大以使發(fā)動機能夠在該階段提供最大轉(zhuǎn)矩，以避免車輛速度過度下降。在陡峭下坡行駛時，提供低的恒定速度設(shè)定點值，以避免將燃料噴射到發(fā)動機中。
[0036]本發(fā)明還提供一種改進分布式調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能的方法，在所述分布式調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，不易應(yīng)用直接改變調(diào)節(jié)器(例如斷開或加強調(diào)節(jié)器參數(shù))的常規(guī)方法，因為設(shè)定點值發(fā)生器和調(diào)節(jié)器位于不同的控制單元中。
[0037]本發(fā)明還提供以下優(yōu)點:防止車輛速度在斜坡頂處升高，以便在接著的下坡行駛之前達到車輛的參考速度。在斜坡頂處的這種速度升高通常導(dǎo)致不必要的成本。
[0038]因此，本發(fā)明實現(xiàn)車輛速度的持續(xù)調(diào)節(jié)，S卩，在斜坡頂處速度的降低不接有速度升聞。
[0039]優(yōu)選的實施例在從屬權(quán)利要求和詳細的說明書中描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]下面參照附圖來描述本發(fā)明，在附圖中:
[0041]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的模塊；
[0042]圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；
[0043]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的本發(fā)明的巡航控制和常規(guī)巡航控制之間的差另1J ;
[0044]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的本發(fā)明的巡航控制和常規(guī)巡航控制之間的
差另1J。
【具體實施方式】
[0045]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于控制車輛速度的模塊。所述模塊包括適于接收車輛的期望速度Vsrt (即設(shè)定速度VsJ的輸入單元。駕駛員例如可以設(shè)置他/她希望車輛保持的速度Vsrt。輸入單元還可適于接收用于下限值Vmin和上限值Vmax的輸入值。所述模塊還包括適于借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線H的地平線單元。地平線H由對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段構(gòu)成。路線區(qū)段的特性的一個可能的示例是它們的以弧度為單位的坡度α。
[0046]本發(fā)明的說明書闡述GPS (全球定位系統(tǒng))被用來確定用于車輛的位置數(shù)據(jù)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可能通過其他類型的全球或區(qū)域定位系統(tǒng)來提供這些數(shù)據(jù)。這種定位系統(tǒng)例如可使用無線電接收器來確定車輛的位置。車輛還可使用感測裝置來掃描周圍環(huán)境，并以此確定它的位置。
[0047]圖1示出如何通過地圖(地圖數(shù)據(jù))和GPS (位置數(shù)據(jù))向該模塊提供關(guān)于行程的信息。例如，可通過CAN(控制器局域網(wǎng))總線將行程逐段傳送至該模塊。該模塊可與要使用參考值進行調(diào)節(jié)的一個或多個控制系統(tǒng)分開或可以是上述控制系統(tǒng)的一部分。這種控制系統(tǒng)的一個示例是車輛的發(fā)動機控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)也可以是車輛的任何其他適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)，例如巡航控制、變速箱控制系統(tǒng)或其他控制系統(tǒng)。例如，地平線被拼攏以用于每個控制系統(tǒng)，因為控制系統(tǒng)可依據(jù)不同的參數(shù)調(diào)節(jié)。替代性地，處理地圖和定位系統(tǒng)的單元也可以是要使用參考值進行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的一部分。隨后在模塊中，行程的各段被拼攏成地平線單元以構(gòu)建地平線，并由處理器單元處理以形成控制系統(tǒng)可在上面進行調(diào)節(jié)的內(nèi)部地平線。隨后地平線通過來自具有GPS和地圖數(shù)據(jù)的單元的行程的新段來持續(xù)地增補，以便保持期望的地平線長度。因此，地平線在車輛運動時被持續(xù)地更新。
[0048]CAN是專為用于車輛中而開發(fā)的串行總線系統(tǒng)。CAN數(shù)據(jù)總線可在感測裝置、調(diào)節(jié)部件、致動器、控制裝置等之間進行數(shù)字數(shù)據(jù)交換，并確保兩個或更多控制裝置能夠從給定的感測裝置獲取信號，以便使用所述信號來控制與它們連接的控制部件。圖1所示的單元之間的連接中的每個可采用纜線、數(shù)據(jù)總線、或無線連接中的一個或多個的形式，所述數(shù)據(jù)總線例如CAN(控制器局域網(wǎng))總線、MOST(媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸)總線或某些其他總線配置。
[0049]該模塊還包括計算單元，所述計算單元適于在多個仿真周期期間執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟:在每個仿真周期中，當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度Vsrt時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vpMd—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性。還在車輛速度的第一預(yù)測Vpral—。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2之間進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期sj+1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T。
[0050]隨后基于取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果的車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T來對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測Vpral—ΤΜ。因此，當(dāng)在這個仿真周期中進行車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw時，這個仿真周期~在此使用前一仿真周期Sy1中的第一比較。
[0051]隨后在第二比較中，將車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值Vmin和Vmax進行比較。
[0052]接著基于這個仿真周期h中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw來確定至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度。根據(jù)本發(fā)明，如果車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中，就向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量V()ffsrt。下面將根據(jù)本發(fā)明的不同的實施例更詳細地描述如何確定并向極限值
添加這個偏移量VrffsertO
[0053]該模塊還設(shè)置成能向車輛的控制系統(tǒng)提供(例如通過發(fā)送)至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。
[0054]所述模塊和/或所述計算單元包括適于根據(jù)本發(fā)明的方法進行所有計算、預(yù)測和比較的至少一個處理器和存儲單元。處理器在此是指處理器或微型計算機，例如用于數(shù)字信號處理的電路(數(shù)字信號處理器，DSP)或具有預(yù)定的特殊功能的電路(專用集成電路，ASIC)。該計算單元連接至存儲單元，所述存儲單元向計算單元例如提供使計算單元能夠進行計算所需的存儲的程序代碼和/或存儲的數(shù)據(jù)。該計算單元還適于將計算的部分或最終結(jié)果存儲在存儲單兀中。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的用于控制車輛速度的方法及其不同的實施例還可在計算機程序中實施，所述計算機程序當(dāng)在計算機(例如前述的處理器)中執(zhí)行時使得該計算機能夠應(yīng)用該方法。該計算機程序通常呈存儲于數(shù)字存儲介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品的形式，且被包括在計算機程序產(chǎn)品的包括合適存儲器的計算機可讀介質(zhì)中，所述存儲器例如是R0M(只讀存儲器)、PROM (可編程只讀存儲器)、EPROM (可擦PR0M)、閃存、EEPROM (電可擦PR0M)、硬盤單元等。
[0056]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于控制車輛速度的方法的流程圖。該方法包括第一步驟A)獲取Vsrt，作為車輛要保持的期望的設(shè)定速度。在第二步驟B)處，借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段。
[0057]根據(jù)該方法，隨后沿地平線的長度進行多個仿真周期。仿真周期包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟，以及在仿真周期過程中執(zhí)行以下步驟:
[0058]Cl)當(dāng)期望速度Vsrt被賦予為參考速度時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測Vpral—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性。
[0059]C2)將車輛速度的第一預(yù)測Vptol。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期sj+1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T。
[0060]C3)當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測vpMd—TMW。因此，如圖2所示，在仿真周期~期間，根據(jù)Cl)的預(yù)測和根據(jù)C3)的預(yù)測并行地進行。在前一仿真周期Sp1中進行的車輛速度的第一預(yù)測vpral—。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2的第一比較的結(jié)果確定轉(zhuǎn)矩T，該轉(zhuǎn)矩T用于在這個仿真周期期間進行車輛速度的第二預(yù)測vpMd—TMW。 [0061]C4)將車輛速度的第二預(yù)測Vpral TMW與在步驟B)處確定的第二下限和上限值Vmin和Vmax進行第二比較，所述第二下限和上限值界定出車輛速度應(yīng)處的范圍且界定出設(shè)定速度Vsrt優(yōu)選也必須處于的范圍。根據(jù)本發(fā)明，在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下，在此向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量Vtjffsrt ;
[0062]C5)基于這個仿真周期Sj中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw來確定至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度。
[0063]在進一步的步驟D)處，向車輛的控制系統(tǒng)提供(例如通過經(jīng)由CAN總線發(fā)送)所述至少一個參考值，隨后在所述控制系統(tǒng)中使用所述至少一個參考值來根據(jù)所述至少一個參考值調(diào)節(jié)車輛速度。
[0064]當(dāng)車輛沿道路行駛時，向控制系統(tǒng)提供參考值，隨后控制系統(tǒng)依據(jù)所述參考值來調(diào)節(jié)車輛。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)車輛速度處于包括陡峭上坡或陡峭下坡行駛的路線區(qū)段時，在步驟C4)處向所述第二下限和上限值￥_和\?中的至少一個添加偏移量V()ffsrt。隨后在步驟D)處依據(jù)參考速度Vref來調(diào)節(jié)車輛，直至陡峭上坡或陡峭下坡行駛結(jié)束。隨后參考速度vMf再次取自預(yù)測的內(nèi)部地平線。因此，通過在上坡行駛開始時具有大的調(diào)節(jié)誤差或在下坡行駛時具有小的調(diào)節(jié)誤差，可彌補巡航控制邏輯單元位于除EMS外的某些其他控制系統(tǒng)中的問題。應(yīng)用本發(fā)明使得可在爬陡坡時具有最大發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，且可保證車輛在下坡行駛時僅需要很小的制動量。
[0065]本發(fā)明的一個實施例僅在車輛的當(dāng)前速度已經(jīng)處于由第二下限和上限值Vmin和Vfflax界定的范圍之外時允許在第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
[0066]這種情況的一個示例是車輛在上坡行駛時失速且接近下坡行駛的情況。此時，允許vmin上的負偏移量，從而當(dāng)vpMd TnOT指示出車輛將由于下坡重力而加速超過設(shè)定速度Vsrt時，車輛可暫時在下坡行駛時保持低于Vmin的速度。
[0067]偏移量Vtjffsrt的典型值的一個示例是5km/h，但是可采用任何其他合適的值，只要它們實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，偏移量Vtjffsrt在車輛處于包括陡峭上坡的路線區(qū)段時為正值。根據(jù)該實施例，當(dāng)車輛處于陡峭上坡行駛時，向所述下限和/或上限值Vmin和Vmax添加正偏移量。因此，當(dāng)車輛處于陡峭上坡行駛時，向車輛控制系統(tǒng)提供的參考速度被取為:由控制系統(tǒng)基于所述下限和/或上限值Vmin和Vmax計算的參考速度加上偏移量Voffsef即Vnto+V—t和Vn^+VoffMt。因此，在爬陡坡時確保最大發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，偏移量Vtjffsrt在車輛處于包括陡峭下坡的路線區(qū)段時為負值。因此，與處于陡峭上坡時類似地，當(dāng)車輛處于陡峭下坡時，向所述下限和/或上限值Vmin和Vmax添加負偏移量。隨后當(dāng)車輛處于陡峭上坡行駛時，向車輛控制系統(tǒng)提供的參考速度Vref被取為:由控制系統(tǒng)基于所述下限和/或上限值Vmin和Vmax計算的參考速度Vref加上-1 Voffset I ,即Vniin-1 Voffset I和Vnlax-1 Voffset I。這在陡峭下坡行駛時確保零轉(zhuǎn)矩或拖曳轉(zhuǎn)矩，以避免不得不在下坡時制動。 [0070]根據(jù)一個實施例，偏移量Vtjffsrt的值隨時間變化，以便能夠滿足隨時間變化的性能和舒適度標準。例如，偏移量Vtjffsrt在爬陡坡結(jié)束時可降低(遞減)至零，以避免由于參考速度Vref的快速變化而顛簸。類似地，偏移量Vtjffsrt在陡峭下坡行駛結(jié)束時可降低(遞減)至零。
[0071]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)?shù)谝欢盖蜕掀禄虻谝欢盖拖缕略谀骋痪嚯xL之內(nèi)接有陡峭上坡或陡峭下坡時，為了避免消耗不必要的燃料量，在區(qū)段L內(nèi)不允許車輛既加速又減速。
[0072]換言之，在區(qū)段L限定出陡峭上坡和相繼的陡峭下坡之間的距離的情況下，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。類似地，在區(qū)段L限定出陡峭下坡和相繼的陡峭上坡之間的距離的情況下，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。
[0073]根據(jù)一個實施例，區(qū)段L的長度取決于車輛速度和/或?qū)嵤┑鸟{駛模式。例如，由駕駛員選擇的模式可決定區(qū)段L的長度，并由此也決定要如何調(diào)節(jié)車輛速度。
[0074]因此，根據(jù)這些實施例，在另一斜坡之前進行加速和減速中的僅一個。圖3和圖4示意性地示出這些實施例的非限制性示例。
[0075]常規(guī)巡航控制由點劃線表示，根據(jù)本發(fā)明的這些實施例的巡航控制由虛線表示。區(qū)段L在此被規(guī)定為具有小于預(yù)定閾值的特定長度。根據(jù)一個實施例，該閾值在此是250-500m。區(qū)段L例如可通過將位于斜坡之間的路線區(qū)段的長度加總來確定。
[0076]當(dāng)車輛已經(jīng)爬上圖3中的斜坡時，參考速度在下一斜坡之前被取為等于第二下限值Vmin。隨后該速度Vmin在整個區(qū)段L中被保持，即直至車輛例如處于陡峭下坡中。這避免增加車輛速度(如常規(guī)巡航控制會發(fā)生的那樣)，因為車輛此時將盡力保持設(shè)定速度Vset,隨后再次降低車輛速度，以便能夠利用下坡行駛中累積的能量。因此可避免車輛進行下坡制動。
[0077]當(dāng)車輛以常規(guī)巡航控制(點劃線)行駛時，更多能量將不得不在下坡時制動消耗掉，如圖所示，其中Vkfb代表減速制動器的速度設(shè)定(恒速制動速度)。因此，車輛的恒速制動在超過該速度時起作用。
[0078]類似地，如圖4所示，通過在區(qū)段L上保持恒定速度實現(xiàn)能量節(jié)省。當(dāng)車輛已經(jīng)已經(jīng)駛下圖4中的斜坡時，參考速度在下一爬坡之前被取為等于第二上限值vmax。于是該速度在整個區(qū)段L被保持，即直至例如車輛處于陡峭上坡中。這避免車輛速度在爬坡之前下降(如常規(guī)巡航控制會發(fā)生的那樣)，因為車輛此時將盡力保持設(shè)定速度Vsrt。
[0079]本發(fā)明還包括如圖1所示的用于為車輛控制系統(tǒng)確定參考值的上述模塊。該模塊設(shè)置用于實施用于本發(fā)明的各種實施例的上述所有方法步驟。因此，本發(fā)明提供這樣一種模塊，其能夠用于車輛中，以便在該模塊處于除車輛ECU (即EMS)之外的某些其他ECU的情況下可靠地并安全地調(diào)節(jié)參考值。該模塊可以是控制系統(tǒng)(所述模塊預(yù)期調(diào)節(jié)所述控制系統(tǒng)的參考值/設(shè)定點值)的一部分，或可以是與控制系統(tǒng)分離的獨立式模塊。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明所使用的閾值(例如用于區(qū)段L的上述閾值)基于車輛所特定的值(例如當(dāng)前傳動比、當(dāng)前車輛重量、最大轉(zhuǎn)矩曲線、機械摩擦和/或當(dāng)前速度下的車輛行駛阻力)在計算單元中確定。本發(fā)明所使用的閾值也可至少部分地基于車輛駕駛員的駕駛模式選擇來確定。因此，所述閾值可基于當(dāng)時的車輛狀態(tài)和/或基于駕駛員的駕駛模式選擇來確定。用于確定這些值的必要的信號可從CAN獲得或借助于任何合適的傳感器來監(jiān)控。
[0081]根據(jù)一個實施例，路線區(qū)段的特性包括它們的長度和坡度，且計算單元適于計算坡度閾值Imin和1_。因此，車輛速度可依據(jù)前方道路的起伏來調(diào)節(jié)，以便以節(jié)省燃料的方式來行駛。
[0082]地平線單元優(yōu)選適于沿車輛的計劃好的行程來連續(xù)地確定地平線，計算單元適于基于所述行程連續(xù)地執(zhí)行步驟，以針對內(nèi)部地平線的整個長度計算和更新用于控制系統(tǒng)的參考值。因此，在一個實施例中，地平線隨著車輛沿行程行駛而逐段構(gòu)建。無論是否增加新的路線區(qū)段，用于控制系統(tǒng)的設(shè)定點值/參考值都被連續(xù)地計算和更新，因為要計算的參考值也取決于車輛所特定的值沿行程如何變化。
[0083]本發(fā)明不限于以上描述的實施例?？墒褂酶鞣N替代、修改和等同物。因此，上述實施例并不限制由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定用于車輛控制系統(tǒng)的至少一個參考值的方法，其特征在于，該方法包括: -獲取用于車輛的設(shè)定速度Vsrt ; -借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段； -在多個仿真周期S」中的每個期間都執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟: -當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度Vsrt時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vPMd—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性； -將車輛速度的第一預(yù)測VpMd—。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T ; -當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T是取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果的值時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測vpMd—τ_ ; -將車輛速度的第二預(yù)測Vptoltmw與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值V1^nvmax中的至少一個進行第二比較，其中在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量Lffsrt ;和 -基于這個仿真周期Sj 中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw來確定沿地平線的至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度；和 -在車輛的控制系統(tǒng)中使用所述至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)車輛處于包括陡峭上坡的路線區(qū)段中時，所述偏移量Vtxffsert是正的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)車輛處于包括陡峭下坡的路線區(qū)段中時，所述偏移量Vrffsert是負的。
4.如權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值隨時間變化。
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值至少部分地基于由車輛應(yīng)用的駕駛模式。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述駕駛模式由車輛的駕駛員選擇。
7.如權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，當(dāng)陡峭上坡在離所述陡峭上坡為區(qū)段L的長度內(nèi)接有陡峭下坡時，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。
8.如權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，當(dāng)陡峭下坡在離所述陡峭下坡為區(qū)段L的長度內(nèi)接有陡峭上坡時，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述區(qū)段L的長度取決于: -車輛速度，和/或 -所應(yīng)用的駕駛模式。
10.如權(quán)利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于，當(dāng)車輛的當(dāng)前速度處于由第二下限和上限值界定的范圍之外時，且當(dāng)車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw指示出設(shè)定速度Vset將通過賦予由車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw產(chǎn)生的參考值來達到時，允許在相應(yīng)的第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
11.一種設(shè)置成能控制車輛速度的模塊，其特征在于， -輸入單元，其適于接收車輛的設(shè)定速度Vsrt ; -地平線單元，其適于借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來確定用于行程的地平線，所述地平線包括對每個區(qū)段都具有至少一個特性的路線區(qū)段； -計算單元，其適于在多個仿真周期中的每個期間執(zhí)行以下步驟，所述多個仿真周期每個包括以預(yù)定頻率f進行的N個模擬步驟: -當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度Vsrt時，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進行第一預(yù)測vPMd—。。，所述第一預(yù)測取決于所述路線區(qū)段的特性； -將車輛速度的第一預(yù)測VpMd—。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個進行第一比較，所述第一比較用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T ; -當(dāng)車輛的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩T是取決于前一仿真周期Sp1中的所述第一比較的結(jié)果的值時，對沿地平線的車輛速度進行第二預(yù)測vpMd—τ_ ; -將車輛速度的第二預(yù)測Vptoltmw與界定出車輛速度應(yīng)處的范圍的第二下限和上限值V1^nvmax中的至少一個進行第二比較，其中在車輛處于包括陡坡的路線區(qū)段中的情況下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一個添加偏移量Lffsrt ;和 -基于這個仿真周期 Sj中的所述第二比較和/或車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw來確定沿地平線的至少一個參考值，所述至少一個參考值指示出要如何改變車輛速度；和 -提供單元，其適于向車輛的控制系統(tǒng)提供所述至少一個參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個參考值來調(diào)節(jié)。
12.如權(quán)利要求11所述的模塊，其特征在于，當(dāng)車輛處于包括陡峭上坡的路線區(qū)段中時，所述偏移量Vtjffsrt是正的。
13.如權(quán)利要求11或12所述的模塊，其特征在于，當(dāng)車輛處于包括陡峭下坡的路線區(qū)段中時，所述偏移量Vtjffsrt是負的。
14.如權(quán)利要求11-13中任一所述的模塊，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值隨時間變化。
15.如權(quán)利要求11-14中任一所述的模塊，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值至少部分地基于車輛所應(yīng)用的駕駛模式。
16.如權(quán)利要求15所述的模塊，其特征在于，所述駕駛模式由車輛的駕駛員選擇。
17.如權(quán)利要求11-16中任一所述的模塊，其特征在于，當(dāng)陡峭上坡在離所述陡峭上坡為區(qū)段L的長度內(nèi)接有陡峭下坡時，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。
18.如權(quán)利要求11-16中任一所述的模塊，其特征在于，當(dāng)陡峭下坡在離所述陡峭下坡為區(qū)段L的長度內(nèi)接有陡峭上坡時，在區(qū)段L內(nèi)允許加速和減速中的僅一個。
19.如權(quán)利要求17或18所述的模塊，其特征在于，所述區(qū)段L的長度取決于: -車輛速度，和/或 -所應(yīng)用的駕駛模式。
20.如權(quán)利要求11-19中任一所述的模塊，其特征在于，所述計算單元適于基于當(dāng)前傳動比、當(dāng)前車輛重量、車輛發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩曲線、機械摩擦和/或當(dāng)前速度下的車輛行駛阻力中的至少一個來確定用于控制車輛速度的閾值。
21.如權(quán)利要求11-20中任一所述的模塊，其特征在于，所述計算單元適于計算呈坡度閾值Imin和Imax形式的閾值。
22.如權(quán)利要求11-21中任一所述的模塊，其特征在于，當(dāng)車輛的當(dāng)前速度處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍之外時，且當(dāng)車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw指示出設(shè)定速度Vsrt將通過賦予由車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw產(chǎn)生的參考值來達到時，允許在相應(yīng)的第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
23.一種計算機程序產(chǎn)品，其包括程序指令，所述指令能夠當(dāng)這些指令在車輛中的計算機系統(tǒng)上運行時使所述計算機系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一所述方法的步驟。
24.如權(quán)利要求23所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，所述程序指令在所述計算機程序產(chǎn)品中存儲在能夠由計算機系統(tǒng)讀取的介質(zhì)上。
【文檔編號】B60W30/14GK104010910SQ201180075675
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月22日
【發(fā)明者】O·約翰松, M·瑟得格倫, F·羅斯 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司