用于確定車輛控制系統(tǒng)的至少一個(gè)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的控制系統(tǒng)的參考值的方法，該方法包括：確定用于車輛的設(shè)定速度；為由路線區(qū)段構(gòu)成的預(yù)期行程確定地平線；在多個(gè)仿真周期sj的每個(gè)期間執(zhí)行以下步驟，其中每個(gè)仿真周期包括以預(yù)定速率f實(shí)施的N個(gè)仿真步驟：通過常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)行第一預(yù)測vpred_cc；在第一比較中將所預(yù)測的車輛速度vpred_cc與Vlim1和Vlim2進(jìn)行比較，所述比較用于限定出要在隨后的仿真周期sj+1中使用的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T；當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T的值是取決于前一仿真周期sj-1中的所述比較的結(jié)果時(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)行第二預(yù)測vpred_Tnew；在第二比較中將所預(yù)測的車輛速度vpred_Tnew與界定出車輛速度預(yù)期所處的范圍的vmin和Vmax1比較；基于該仿真周期sj中的所述第二比較和車輛速度的所述第二預(yù)測中的至少一個(gè)來確定參考值；以及，根據(jù)所述參考值來控制車輛。
【專利說明】用于確定車輛控制系統(tǒng)的至少一個(gè)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(dú)立權(quán)利要求的前序部分的一種用于確定車輛中的控制系統(tǒng)的至少一個(gè)參考值的模塊和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巡航控制當(dāng)今在機(jī)動(dòng)車輛(例如汽車、卡車、以及公共汽車)中常見。巡航控制的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)均勻的預(yù)定速度。這通過下述方式實(shí)現(xiàn):調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)行時(shí)施加制動(dòng)動(dòng)作。巡航控制的一個(gè)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(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)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(hào)，而參考速度Vm可以被當(dāng)做從巡航控制輸出的信號(hào)，并且被用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
[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= Vseto參考速度Vref的值僅在駕駛員在車輛運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行調(diào)整時(shí)改變。參考速度繼而被發(fā)送到控制車輛的控制系統(tǒng)，以使得車輛速度在可能時(shí)對應(yīng)于參考速度Vref。在車輛配備有自動(dòng)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(shí)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(jìn)入隨后的下坡中。所述車輛繼而需要被制動(dòng)以避免超過設(shè)定速度Vsrt或者車輛將達(dá)到恒速制動(dòng)被啟動(dòng)的速度Vkfb,這是一種較為消耗燃料的驅(qū)動(dòng)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(shí)被制動(dòng)以避免超過設(shè)定速度Vsrt或恒速制動(dòng)的啟動(dòng)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(jì)型巡航控制，諸如斯堪尼亞的O這種巡航控制嘗試評估車輛的當(dāng)前運(yùn)行阻力，并且也具有與其歷史運(yùn)行阻力有關(guān)的信息。經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(jì)型巡航控制的另一開發(fā)的實(shí)施例是“前瞻型”巡航控制(LACC)，即，一種使用前方區(qū)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(shí)施例，借此允許參考速度在一定范圍內(nèi)不同于由駕駛員選定的設(shè)定速度Vsrt，從而實(shí)現(xiàn)更多的燃料節(jié)省。
[0007]前方區(qū)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。前方區(qū)段信息還可以包括在前方區(qū)段上的速度限制、以及在道路旁邊的交通標(biāo)識(shí)。這些信息例如能夠從位置信息、天氣預(yù)報(bào)、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(dá)較低速度限制之前降低車輛速度來實(shí)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(biāo)識(shí)的信息也可以被用于通過在車輛到達(dá)繞道或十字路口之前制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)燃料效率。
[0008]LACC巡航控制確實(shí)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?yàn)檐囕v將被預(yù)期在這樣的爬坡時(shí)由于相對于發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)檐囕v將被預(yù)期(預(yù)測)在這樣的下坡時(shí)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(yùn)行時(shí)的速度使得能夠減小被制動(dòng)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(shí)間的情況下減少燃料消耗。
[0009]因此，在山丘地帶，不像常規(guī)巡航控制，參考速度調(diào)節(jié)型巡航控制從而能夠主動(dòng)改變車輛速度。例如，車輛速度將在陡峭的下坡之前被減小，以使得其能夠利用更多的由下坡提供的無成本能量，而不是將車輛制動(dòng)。速度也可以在爬陡坡之前被增加，以防止車輛損失過多的速度和時(shí)間。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]參考速度調(diào)節(jié)式巡航控制的一個(gè)問題是，控制系統(tǒng)難以確定要允許巡航控制在多大程度上改變參考速度vMf。
[0011]這是因?yàn)?，外部參?shù)(例如交通狀況、駕駛員性格和地形)也可影響適合于允許參考速度Vref在特定情況下改變的范圍。較寬的速度范圍通常形成較多的燃料節(jié)省，但是也形成可能干擾周圍交通的大的速度變化。
[0012]在前述斯堪尼亞的1?濟(jì)巡舶:?—功能中，在卡車的速度極限(通常為89km/h)和較低速度(其低于設(shè)定速度20km/h，但從不低于60km/h)之間存在嚴(yán)格指定的速度范圍。
[0013]US-2003/0221886涉及一種設(shè)置有速度范圍的巡航控制。系統(tǒng)可預(yù)計(jì)下坡和上坡并將它們包括到計(jì)算中，但是說明書沒有對這在實(shí)際中如何進(jìn)行給出詳細(xì)說明。
[0014]DE-10 2005 045 891涉及一種用于車輛的巡航控制系統(tǒng)，其設(shè)置有允許車輛速度改變的范圍。其目的尤其是顧及到車輛受到風(fēng)況的影響。
[0015]JP-2007276542涉及這樣一種巡航控制，在該巡航控制中，允許車輛速度相對于預(yù)定速度波動(dòng)，以降低燃料消耗。
[0016]本發(fā)明的目的是提出一種用于巡航控制的改進(jìn)的模塊和方法，所述模塊和方法在調(diào)節(jié)車輛的速度時(shí)考慮前方道路的區(qū)段，本發(fā)明的目的尤其是提出能簡化車輛操縱并能用戶友好地協(xié)助駕駛員的模塊和方法。本發(fā)明涉及一種用于這樣的功能的用戶界面。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述目的至少部分地通過使用前述模塊來實(shí)現(xiàn)，其特征在于:
[0018]-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，所述行程包括針對每個(gè)區(qū)段都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段；
[0019]-計(jì)算單元，其適于在多個(gè)仿真周期\_的每個(gè)期間執(zhí)行以下步驟，其中每個(gè)仿真周期包括以預(yù)定速率f實(shí)施的N個(gè)仿真步驟:
[0020]-當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度vMf時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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；
[0021 ]-將車輛速度的第一預(yù)測Vpral。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個(gè)進(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T ;
[0022]-當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)行第二預(yù)測Vpmltmw ；
[0023]-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(gè)進(jìn)行第二比較；和
[0024]-基于這個(gè)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Vpral—Tnew來確定沿地平線的至少一個(gè)參考值，所述至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度，所述設(shè)定速度處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)；和
[0025]-提供單元，其適于向車輛的控制系統(tǒng)提供所述至少一個(gè)參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個(gè)參考值來調(diào)節(jié)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，上述目的至少部分地通過實(shí)施上述方法來實(shí)現(xiàn)，該方法的特征在于:
[0027]-獲取用于車輛的設(shè)定速度Vsrt；
[0028]-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，所述行程包括針對每個(gè)區(qū)段都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段；
[0029]-在分別包括以預(yù)定頻率f進(jìn)行的N個(gè)模擬步驟的多個(gè)仿真周期中的每個(gè)期間都執(zhí)行以下步驟:
[0030]-當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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；
[0031 ]-將車輛速度的第一預(yù)測Vpral。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一個(gè)進(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T ;
[0032]-當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)行第二預(yù)測Vpmltmw ；
[0033]-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(gè)進(jìn)行第二比較；和
[0034]-基于這個(gè)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Vpral—Tnew來確定沿地平線的至少一個(gè)參考值，所述至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度，所述設(shè)定速度處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)；和
[0035]-提供單元，其適于向車輛的控制系統(tǒng)提供所述至少一個(gè)參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個(gè)參考值來調(diào)節(jié)。
[0036]由于考慮了關(guān)于車輛行程的信息，因此可通過根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)來使車輛的燃料消耗最小化。地圖數(shù)據(jù)(例如呈具有高度信息的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)庫的形式)和定位系統(tǒng)(例如GPS)提供關(guān)于沿行程的道路地形的信息，該信息可用于確定所述至少一個(gè)參考值。隨后向控制系統(tǒng)提供所述至少一個(gè)參考值，并根據(jù)這些一個(gè)或多個(gè)參考值來繼續(xù)調(diào)節(jié)車輛。
[0037]應(yīng)用限定出參考值的量度的極限(即限定出對車輛的速度應(yīng)處的范圍進(jìn)行限定的下限和上限值Vmin和Vmax)的方法導(dǎo)致快速地計(jì)算由車輛的控制系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)使用的參考值的可預(yù)見的和穩(wěn)定的方式。
[0038]根據(jù)本發(fā)明，駕駛員可手動(dòng)地設(shè)置設(shè)定速度Vsrt和相對于設(shè)定速度Vsrt的范圍，即下限和上限值Vmin和Vmax，所述巡航控制被主動(dòng)地允許在所述下限和上限值之間起作用。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，下限和上限值Vmin和Vmax可與設(shè)定速度Vsrt相關(guān)。根據(jù)不同的實(shí)施方式，這種關(guān)系可采取設(shè)定速度Vsrt的百分比的形式或預(yù)定速度值(例如與設(shè)定速度Vsrt相關(guān)的預(yù)定km/h數(shù))的形式。也可由駕駛員選擇不同的預(yù)定范圍寬度。
[0039]這些實(shí)施方式使得能非常用戶友好地設(shè)置巡航控制的參數(shù)。駕駛員可通過一個(gè)或兩個(gè)很簡單的輸入來確定要如何控制車輛速度。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述范圍(即下限和上限值Vmin和Vmax)被自動(dòng)地確定。這種設(shè)置基于適當(dāng)?shù)膶挾确秶鷣碛?jì)算，所述計(jì)算例如可考慮相對于前方車輛的時(shí)間間隙的長度，使得該范圍對于較短的時(shí)間間隙變窄，而對于較長的時(shí)間間隙變寬。
[0041]對所述范圍的自動(dòng)設(shè)置意味著，駕駛員可將全部注意力集中于前方道路，而不是對巡航控制系統(tǒng)進(jìn)行輸入，從而自然而然地使得駕駛車輛更加安全。
[0042]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求和【具體實(shí)施方式】中描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]下面參照附圖來描述本發(fā)明，在附圖中:
[0044]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的調(diào)節(jié)模塊；
[0045]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式設(shè)置模塊執(zhí)行的步驟的流程圖；
[0046]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式設(shè)置模塊執(zhí)行的步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面用于控制車輛速度的模塊。該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Vset。輸入單元還可適于接收用于下限值Vmin和用于上限值Vmax的輸入值。該模塊也包括地平線單元，所述地平線單元適于借助于地圖數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)來為路線確定地平線H。地平線H由針對每個(gè)區(qū)段而言都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段構(gòu)成。區(qū)段特性的一個(gè)可能的實(shí)施例是它們的以弧度為單位的坡度α。
[0048]本發(fā)明的說明書表明GPS (全球定位系統(tǒng))被用于確定用于車輛的位置數(shù)據(jù)，但是專業(yè)人士將理解的是，可以考慮到其他類型的全球或區(qū)域定位系統(tǒng)以提供這些數(shù)據(jù)。這種定位系統(tǒng)可以例如使用無線電接收機(jī)以確定車輛位置。車輛也可以使用傳感器以掃描周圍環(huán)境且由此確定其位置。
[0049]圖1示出模塊如何根據(jù)地圖(地圖數(shù)據(jù))和GPS (位置數(shù)據(jù))來提供有關(guān)路線的信息。所述路線例如經(jīng)由CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))總線被逐段發(fā)送到模塊。所述模塊可以與一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)分離、或是所述一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)的一部分，所述一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)將利用參考值來進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)也可以是任何其他合適的車輛控制系統(tǒng)，例如巡航控制、變速箱控制系統(tǒng)或其他控制系統(tǒng)。地平線通常被拼攏以用于每個(gè)控制系統(tǒng)，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)可依據(jù)不同的參數(shù)調(diào)節(jié)?？商鎿Q地，操縱地圖和定位系統(tǒng)的單元也可以是利用參考值以進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的一部分。在模塊中，路線片段繼而在地平線單元中被放在一起以構(gòu)造地平線，并且由處理器單元處理以形成內(nèi)部地平線，控制系統(tǒng)能夠基于所述內(nèi)部地平線來調(diào)節(jié)。地平線繼而被來自具有GPS和地圖數(shù)據(jù)的單元的新路線片段持續(xù)補(bǔ)充，以維持所需地平線長度。地平線從而在車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)被持續(xù)地更新。
[0050]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(dòng)器、控制裝置等之間進(jìn)行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換，并確保兩個(gè)或更多控制裝置能夠從給定的感測裝置獲取信號(hào)，以便使用所述信號(hào)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(gè)可采用纜線、數(shù)據(jù)總線、或無線連接中的一個(gè)或多個(gè)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。
[0051]該模塊也包括計(jì)算單元，所述計(jì)算單元適于在多個(gè)仿真周期期間執(zhí)行下述操作，其中每個(gè)仿真周期包括以預(yù)定速率f實(shí)施的N個(gè)仿真步驟:在每個(gè)仿真周期中，當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度Vsrt時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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。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(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T。
[0052]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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T來對沿地平線的車輛速度進(jìn)行第二預(yù)測Vpral—ΤΜ。因此，當(dāng)在這個(gè)仿真周期中進(jìn)行車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw時(shí)，這個(gè)仿真周期~在此使用前一仿真周期Sy1中的第一比較。 [0053]隨后在第二比較 中，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Vmil^PVmax進(jìn)行比較。接著基于這個(gè)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(gè)參考值，所述至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度。根據(jù)本發(fā)明，第二下限和上限值Vmin和Vmax被確定成使設(shè)定速度Vsrt處于由這些極限值界定的范圍內(nèi)。下面將根據(jù)本發(fā)明的不同的實(shí)施方式更詳細(xì)地描述如何確定這些極限值。
[0054]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(gè)參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個(gè)參考值來調(diào)節(jié)。
[0055]所述模塊和/或所述計(jì)算單元包括適于根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行所有計(jì)算、預(yù)測和比較的至少一個(gè)處理器和存儲(chǔ)單元。處理器在此是指處理器或微型計(jì)算機(jī)，例如用于數(shù)字信號(hào)處理的電路(數(shù)字信號(hào)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(jì)算單元連接至存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元向計(jì)算單元例如提供使計(jì)算單元能夠進(jìn)行計(jì)算所需的存儲(chǔ)的程序代碼和/或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。該計(jì)算單元還適于將計(jì)算的部分或最終結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單兀中。
[0056]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(shí)施方式還可在計(jì)算機(jī)程序中實(shí)施，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在計(jì)算機(jī)(例如前述的處理器)中執(zhí)行時(shí)使得該計(jì)算機(jī)能夠應(yīng)用該方法。該計(jì)算機(jī)程序通常呈存儲(chǔ)于數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，且被包括在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的包括合適存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述存儲(chǔ)器例如是R0M(只讀存儲(chǔ)器)、PROM (可編程只讀存儲(chǔ)器)、EPROM (可擦PR0M)、閃存、EEPROM (電可擦PR0M)、
硬盤單元等。
[0057]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式用于控制車輛速度的方法的步驟的流程圖。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；和第二步驟B)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，所述地平線包括針對每個(gè)區(qū)段都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段，以及確定下限和上限值Vmin和Vmax以使得設(shè)定速度Vset處于由所述下限和上限值界定的范圍內(nèi)。在此這些極限值可基于駕駛員輸入來確定和/或基于參數(shù)(例如相對于前方車輛的時(shí)間間隙)來自動(dòng)地確定。這將在下面更詳細(xì)地描述。
[0058]根據(jù)該方法，隨后沿地平線的長度進(jìn)行多個(gè)仿真周期。仿真周期包括以預(yù)定頻率f進(jìn)行的N個(gè)模擬步驟，以及在仿真周期過程中執(zhí)行以下步驟:
[0059]Cl)當(dāng)期望速度Vsrt被賦予為參考速度時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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。
[0060]C2)將車輛速度的第一預(yù)測Vpral。。與第一下限和上限值Vliml和Vlim2進(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T。
[0061]C3)當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)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(jìn)行。在前一仿真周期Sp1中進(jìn)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(gè)仿真周期期間進(jìn)行車輛速度的第二預(yù)測vpMd—TMW。
[0062]C4)將車輛速度的第二預(yù)測Vpral Tnew與在步驟B)處確定的第二下限和上限值Vmin和Vmax進(jìn)行第二比較，所述第二下限和上限值界定出車輛速度應(yīng)處的范圍且包括設(shè)定速度Vset的范圍；
[0063]C5)基于這個(gè)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(gè)參考值，所述至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度。
[0064]因此，該仿真周期S」包括步驟C1-C5。仿真周期S」所需的時(shí)間量取決于速率f。如果全部五個(gè)步驟C1-C5在5Hz的速率下執(zhí)行，該仿真周期Sj就將占用I秒。
[0065]隨后，在進(jìn)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(gè)參考值，在所述控制系統(tǒng)中使用所述至少一個(gè)參考值來根據(jù)所述至少一個(gè)參考值調(diào)節(jié)車輛速度。
[0066]根據(jù)本發(fā)明的方法在確定所述至少一個(gè)參考值時(shí)導(dǎo)致恒定的和預(yù)定的處理器負(fù)載，因此，駕駛員可容易地通過系統(tǒng)中的單一輸入來設(shè)置如何確定這些參考值。
[0067]因此，設(shè)定速度Vsrt是駕駛員的與期望的巡航控制速度相關(guān)的輸入信號(hào)，且所述至少一個(gè)參考值是調(diào)節(jié)車輛所依據(jù)的值。所述至少一個(gè)參考值優(yōu)選是參考速度vMf、參考轉(zhuǎn)矩Traf或參考發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速ωΜ?。
[0068]參考速度vMf被賦予發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的速度調(diào)節(jié)器。如上所述，在常規(guī)的巡航控制中，參考速度Vraf等于設(shè)定速度vsrt，即Vraf = VsetO于是,速度調(diào)節(jié)器通過向發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器要求必要的轉(zhuǎn)矩以基于參考速度Vm來控制車輛速度。根據(jù)所述至少一個(gè)參考值是參考轉(zhuǎn)矩Iref的實(shí)施方式，可向發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器直接發(fā)送所述至少一個(gè)參考值。在所述至少一個(gè)參考值是參考發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)施方式中，可向發(fā)動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)器直接發(fā)送所述至少一個(gè)參考值。
[0069]通過使用關(guān)于車輛行程的信息，可調(diào)節(jié)車輛的向速度調(diào)節(jié)器發(fā)送的參考速度vMf，以滿足節(jié)省燃料、加強(qiáng)安全性和改進(jìn)舒適度的需要。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，向其他控制系統(tǒng)發(fā)送的其他參考值也可被調(diào)節(jié)。地形顯著地影響尤其是載重車輛的傳動(dòng)系的控制，因?yàn)樯掀滦旭偱c下坡行駛以及在沒有換擋的情況下行駛上陡坡相比需要更多的轉(zhuǎn)矩。
[0070]根據(jù)本發(fā)明，可以以計(jì)算效率高的方式來確定參考值。適于應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法的模塊也可以是預(yù)期要調(diào)節(jié)參考值的控制系統(tǒng)的一部分，但是也可以是與控制系統(tǒng)分離的獨(dú)立式模塊。
[0071]行程在此被示例為對車輛而言的單一行程，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，各種可能的行程都可由來自地圖和GPS或某些其他定位系統(tǒng)的信息所涵蓋。駕駛員例如還可登記預(yù)期旅行的起始和目的地點(diǎn)，所述單元將據(jù)此使用地圖數(shù)據(jù)等制定出適當(dāng)?shù)穆肪€。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，車輛速度的第二預(yù)測Vpral Tn?必須處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)。這意味著，所述至少一個(gè)參考值(其可以是參考速度Vref)將處于由這些極限值界定的范圍內(nèi)，即Vmin ( vref ( vmax。該范圍也包括設(shè)定速度vsrt，因?yàn)樵摲秶陨砭团c設(shè)定速度相關(guān)，即Vmin ( vset ( Vfflax0因此，當(dāng)調(diào)節(jié)模塊預(yù)測用于車輛速度的內(nèi)部地平線時(shí)，隨后由車輛的控制系統(tǒng)使用的參考值能夠在該范圍內(nèi)變化。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，車輛速度的第二預(yù)測Vpral TMW能夠至少部分地處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍之外。
[0074]例如，在某些情況下，例如在車輛將失速的陡峭上坡時(shí)，所預(yù)測的車輛速度VpralTnew可盡可能地降低減速度，以使車輛速度的第二預(yù)測VpMd—TMW低于或等于第二上限值Vmax,且低于或等于另一下限值Vmin2。因此，車輛速度在爬坡之前升高，使得車輛在陡峭上坡時(shí)失速較少。
[0075]換言之，這種調(diào)節(jié)試圖將車輛速度保持在由下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)，但是在爬坡開始時(shí)的初始速度可根據(jù)本發(fā)明調(diào)節(jié)，從而與常規(guī)巡航控制的情況相比，例如在車輛可能由于其車輛總重而大大減速和/或大大加速斜坡道路上形成更恒定的車輛速度。
[0076]能夠允許駕駛員改變速度范圍是有益的，因?yàn)椴煌鸟{駛員對速度范圍應(yīng)當(dāng)有多大的接受程度不同。比如道路類型(例如行車道的數(shù)量)、道路尺寸、急彎和陡坡等因素也可影響駕駛員對速度范圍的接受程度。
[0077]駕駛員的性格也可影響他/她對速度范圍大小的接受程度，例如精神壓力可能使得不愿意在接近下坡時(shí)減小速度，因?yàn)檫@會(huì)被認(rèn)為是損失了旅程時(shí)間。
[0078]例如大的車輛總重也可能使駕駛員要求大的速度范圍，以便增加系統(tǒng)的節(jié)省潛力。
[0079]根據(jù)本發(fā)明，駕駛員可使用輸入單元來手動(dòng)地設(shè)置設(shè)定速度Vsrt和相對于設(shè)定速度Vsrt的范圍(即第二下限和上限值Vmin和Vmax)，在所述范圍內(nèi)能夠主動(dòng)地允許巡航控制起作用。所述范圍的極限值優(yōu)選通過方向盤中的或儀表面板上的一個(gè)或多個(gè)按鍵來設(shè)置。
[0080]各種預(yù)定的范圍寬度也能夠由駕駛員來選擇。在單個(gè)按鍵用于輸入的情況下，范圍寬度不同的各種級(jí)別可通過反復(fù)地按壓該按鍵來逐步達(dá)成。不同的范圍寬度優(yōu)選呈現(xiàn)在顯示裝置上。相反，在輸入單元包括多個(gè)按鍵的情況下，它們的一個(gè)可用于設(shè)置下限值vmin，而另一個(gè)用于設(shè)置上限值Vmax。這些按鍵優(yōu)選位于與用于輸入設(shè)定速度Vset的按鍵或類似物鄰近的輸入單元上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，基本上任何適當(dāng)?shù)难b置(例如按鍵、操縱桿、旋鈕、觸摸屏、菜單選擇裝置等)都可用于這些輸入。
[0081]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，下限和上限值Vmin和Vmax可與設(shè)定速度Vsrt相關(guān)。
[0082]根據(jù)使用與設(shè)定速度Vset相關(guān)的級(jí)別的一個(gè)非限制性示例，駕駛員采用80km/h的設(shè)定速度Vset和例如如下限定的按照相對于設(shè)定速度以km/h為單位的下和上相對值的級(jí)別:
[0083]
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定用于車輛的控制系統(tǒng)的至少一個(gè)參考值的模塊，包括適于接收車輛的設(shè)定速度Vsrt的輸入單元，其特征在于， -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，所述行程包括針對每個(gè)區(qū)段都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段； -計(jì)算單元，其適于在多個(gè)仿真周期\_的每個(gè)期間執(zhí)行以下步驟，其中每個(gè)仿真周期包括以預(yù)定速率f實(shí)施的N個(gè)仿真步驟: -當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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(gè)進(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T ; -當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)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Vmin和Vmax中的至少一個(gè)進(jìn)行第二比較；和 -基于這個(gè)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(gè)參考值，所述至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度，所述設(shè)定速度處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)；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(gè)參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個(gè)參考值來調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，用于所述范圍的第二下限和上限值Vmin和Vfflax由駕駛員通過輸入單元手動(dòng)地設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的模塊，其特征在于，預(yù)定數(shù)量的不同寬度被限定用于所述范圍。
4.如權(quán)利要求3所述的模塊，其特征在于，用于每個(gè)范圍寬度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分別采用相應(yīng)地低于和高于設(shè)定速度Vsrt的第一和第二預(yù)定km/h數(shù)的形式。
5.如權(quán)利要求3所述的模塊，其特征在于，用于每個(gè)范圍寬度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分別采用相應(yīng)地低于和高于設(shè)定速度Vset的第一和第二預(yù)定百分比的形式。
6.如權(quán)利要求1所述的模塊，其特征在于，第二下限和上限值Vmin和Vmax基于計(jì)算適當(dāng)?shù)姆秶鷮挾缺蛔詣?dòng)地設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的模塊， 其特征在于，用于所述范圍的寬度基于相對于前方車輛的時(shí)間間隙被自動(dòng)地調(diào)節(jié)，使得范圍寬度對于短的時(shí)間間隙而言較小，而對于較長的時(shí)間間隙而言較大。
8.如權(quán)利要求1-7中任一所述的模塊，其特征在于，所述第二比較評估車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw是否滿足以下標(biāo)準(zhǔn)中的至少一個(gè): -所預(yù)測的車輛速度Vprad—TMW低于或等于所述第二上限值ν_，即Vprad—TnOT≤Vmax ;和 -所預(yù)測的車輛速度Vpradjrmw高于或等于所述第二下限值Vmin,即Vpradjrmw≥VminO
9.一種用于確定用于車輛的控制系統(tǒng)的至少一個(gè)參考值的模塊，其特征在于， -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，所述行程包括針對每個(gè)區(qū)段都具有至少一個(gè)特性的路線區(qū)段； -在多個(gè)仿真周期S」的每個(gè)期間執(zhí)行以下步驟，其中每個(gè)仿真周期包括以預(yù)定速率f實(shí)施的N個(gè)仿真步驟: -當(dāng)設(shè)定速度Vsrt被賦予為參考速度時(shí)，根據(jù)常規(guī)巡航控制對沿地平線的車輛速度進(jìn)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(gè)進(jìn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T ; -當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，對沿地平線的車輛速度進(jìn)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Vmin和Vmax中的至少一個(gè)進(jìn)行第二比較；和 -基于這個(gè)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(gè)參考值，所述 至少一個(gè)參考值指示出要如何改變車輛速度，所述設(shè)定速度處于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范圍內(nèi)；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(gè)參考值，隨后車輛依據(jù)所述至少一個(gè)參考值來調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，用于所述范圍的第二下限和上限值Vmin和Vfflax由駕駛員通過所述輸入單元手動(dòng)地設(shè)置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，預(yù)定數(shù)量的不同寬度被限定用于所述范圍。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用于每個(gè)范圍寬度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分別采用相應(yīng)地低于和高于設(shè)定速度Vsrt的第一和第二預(yù)定km/h數(shù)的形式。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，用于每個(gè)范圍寬度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分別采用相應(yīng)地低于和高于設(shè)定速度Vsrt的第一和第二預(yù)定百分比的形式。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，第二下限和上限值Vmin和Vmax基于計(jì)算適當(dāng)?shù)姆秶鷮挾缺蛔詣?dòng)地設(shè)置。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，用于所述范圍的寬度基于相對于前方車輛的時(shí)間間隙被自動(dòng)地調(diào)節(jié)，使得范圍寬度對于短的時(shí)間間隙而言較小，而對于較長的時(shí)間間隙而言較大。
16.如權(quán)利要求9-15中任一所述的方法，其特征在于，所述第二比較評估車輛速度的第二預(yù)測Vpmltmw是否滿足以下標(biāo)準(zhǔn)中的至少一個(gè): -所預(yù)測的車輛速度Vprad—TMW低于或等于所述第二上限值v_，即Vprad—TnOT≤Vmax ;和 -所預(yù)測的車輛速度Vpradjrmw高于或等于所述第二下限值Vmin,即Vpradjrmw≥VminO
17.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括程序指令，當(dāng)這些指令在車輛中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行時(shí)，所述指令能夠使所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求9-16中任一所述方法的步驟。本發(fā)明還包括一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述程序指令在所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中存儲(chǔ)在能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的介質(zhì)上。
18.如權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，所述程序指令在所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中存儲(chǔ)在能夠由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的介質(zhì)上。
【文檔編號(hào)】B60K31/00GK104010862SQ201180075755
【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