CN104411561A - 车辆速度以及滑行的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于控制在一路段的行程内车辆中的巡航控制和变速器的方法和系统，其中，所述车辆在所述路段之前已经应用了滑行并且采用了所述巡航控制。根据本发明，如果被认为使在所述滑行过程中在所述巡航控制当中所采用的参考速度V_ref降低至针对所述路段定义的最低容许速度V_min是适用的，那么实施降低。执行向车辆中的发动机系统(101)请求的驱动力F_dd与所述驱动力的阈值F_lim的比较。此时如果所述请求的驱动力F_dd超过了所述驱动力的所述阈值F_lim，那么中止所述滑行。

Description

车辆速度以及滑行的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及如专利的权利要求1的前序部分中所要求保护的用于控制车辆中的巡航控制和变速器的方法，并涉及如专利的权利要求19的前序部分中所要求保护的用于控制车辆中的巡航控制和变速器的系统。

本发明还涉及实施根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

对于诸如小汽车、卡车和公共汽车之类的机动车而言，燃料成本代表着车辆所有者或用户的重要开销。对于运输公司而言，例如，除了购买车辆的成本之外，车辆运行的主要支出项目由车辆驾驶员报酬、维修成本和车辆推进器的燃料构成。这里，燃料成本可能对运输公司的赢利性造成非常大的影响。因而，人们开发出了很多不同的系统来减少燃料消耗，例如，有燃料效率的发动机和节省燃料的巡航控制装置。

图1通过示意性表示示出了车辆100中的传动系。所述传动系包括内燃机101，其按照常规方式经由来自内燃机101的输出轴102，并且通常经由飞轮借助于离合器106连接至齿轮箱103的输入轴109。例如，离合器106可以由自动控制离合器构成，并且经由控制单元800(图8)受到车辆控制系统的控制。控制单元800也可以控制齿轮箱103。

这里将齿轮箱103示意性地示作了一个单元。但是，齿轮箱103实际上也可以由多个相互作用的齿轮箱构成，例如，量程齿轮箱、主齿轮箱和分离齿轮箱，它们沿车辆的传动系布置。齿轮箱可以包括适当数量的齿轮位置。在现代的用于重型车辆的齿轮箱中，通常具有十二个前进档，两个倒车档和一个空档位置。如果齿轮箱103实际上如上文所述由多个部分齿轮箱构成；那么这十二个前进档分布在量程齿轮箱中的两个齿轮、主齿轮箱中的三个齿轮和分离齿轮箱中的两个齿轮当中，它们一起构成了十二个齿轮位置(2×3×2＝12)。车辆100还包括驱动轴104、105，它们连接至车辆的驱动轮110、111，并且经由诸如常规差动装置的轮轴齿轮装置108受到来自齿轮箱103的输出轴的驱动。

车辆100还包括各种不同的制动系统，例如，常规的常用制动系统，其可以包括(例如)挨着每一轮布置的具有相关制动衬片(未示出)的制动盘。可以在来自巡航控制的指令的基础上对发动机101加以控制，从而保持恒定的实际车辆速度和/或改变实际车辆速度，从而获得在合理的速度限制内优化的燃料消耗。发动机101也可以受到车辆驾驶员的控制。

发明内容

例如，在下坡过程中，或者在车辆必须降低其实际速度的情况下，过去是通过降低对正发动机转矩的请求或者是借助于拖滞来实现燃料节约的。降低对正发动机转矩的请求是指例如通过降低发动机101中的燃油喷射降低内燃机经由驱动轮输送的行进方向的驱动力，由此降低燃料消耗。

拖滞是指在关闭向内燃机的燃料供应的同时采用闭合传动系，即，在内燃机101连接至车辆的驱动轮110、111的情况下驱动车辆。这种类型的措施的一个优点在于，由于关闭向内燃机的燃料供应，因而内燃机的消耗也等于零。但是所述措施还意味着将通过传动系由车辆的驱动轮驱动内燃机101，从而实现所谓的“拖滞”，其中，内燃机的内部损耗引起制动作用，即，对车辆进行发动机制动。

尽管在请求的发动机转矩方面的降低和拖滞降低了燃料消耗，但是该降低并不总是优化的，首先是因为不管怎样降低的发动机转矩一般都将消耗比所需的更多的燃料，其次是因为拖滞还提供了对车辆的发动机制动，其在燃料上不经济。

另一种降低燃料消耗的方式是使车辆滑行，如下文所述，所述滑行要么利用齿轮箱103中的空档齿轮位置，要么利用断开的离合器。

通过利用滑行实现了比拖滞更进一步的燃料消耗降低，因为在将发动机速度降至最低的同时消除了发动机制动。能够在发动机101运行或关闭的情况下实现滑行。

在巡航控制驾驶中，在采用先前已知的系统的情况下，车辆实际速度的达到巡航控制的设定速度V_set以下的小的下冲可能导致滑行被错误地中止，其将对这些系统中从滑行功能获得的燃料节约造成不利影响，并导致不一致的滑行，即，短时间地中止滑行，之后又再次使用。

本发明的一个目的在于提高应用滑行时的燃料节约，并且避免滑行的短暂的错误中止。

这一目的是通过根据专利的权利要求1的特征部分的上述的方法来实现的。这一目的还是通过根据专利的权利要求19的特征部分的系统来实现的。所述目的还是通过上述计算机程序和计算机程序产品来实现的。

通过采用本发明，实现了所述目的，即，提高了应用滑行时的有利性，同时降低了由于滑行的短暂中止而导致的不一致性。

根据本发明，对巡航控制驾驶中的滑行的控制能够在某些情况下使滑行持续比先前已知的解决方案更长的时间。因而只要滑行是实际有利的就能够通过控制对其加以使用，因为避免了滑行的短暂中止。在先前已知的系统中，有时会发生重复的激活和去激活(inactivation)，本发明避免了这种情况。因而，滑行功能被感觉为更加一致，车辆驾驶者将直观地感觉到其为所述功能的正确控制。驾驶员对所述滑行功能的认识提高时，对所述滑行功能的利用程度也将提高，其将总从总体上降低车辆内的燃料消耗。

通过采用本发明，获得了对在车辆前方的路段的行程内是否应用滑行的非常准确并且信息充分的选择。使这一选择与滑行的使用相关联的目的在于使发动机速度尽可能低，因而节省燃料。

根据本发明，如果认为巡航控制中采用的参考速度V_ref的降低是适用的，那么实施所述降低。此后，使向车辆中的发动机系统请求的驱动力F_dd与阈值F_lim进行比较，以评估是否应当中止滑行。如果请求驱动力F_dd超过了阈值F_lim，那么中止滑行。但是，根据本发明的参考速度V_ref的降低能够在先前已知的解决方案将中止滑行的情况下继续应用滑行，其降低了燃料消耗，还为变速器模式的选择提供了更高的一致性，其中，变速器模式包括滑行以及齿轮箱中的齿轮位置。由此获得了对是否应当中止滑行的准确的并且经权衡的预测。

在本文当中，滑行构成了想像的/假想的最高齿轮位置，选择较低的变速器模式构成了这一滑行的中止。换言之，这里实施从想象/假想最高齿轮位置向实际齿轮位置的降速变换，其中，例如，所述实际齿轮位置可以构成齿轮箱103中的较高档位中的任何一者。

可以在不向车辆增添复杂性的情况下实施本发明，其至少部分原因在于本发明利用了在车辆的其他系统中已经可得的数据，例如车辆中的速度控制可用的道路斜率信息。

既可以在踏板驾驶中，(即，在驾驶员亲自调节向发动机的转矩请求的驾驶中)，也可以在速度控制驾驶中利用本发明。这里的以及文中的踏板驾驶一词基本上包括所有类型的适于调节转矩需求的控制系统，例如，气动踏板或人工节流装置。

附图说明

下文将基于附图更加详细地说明本发明，在附图中，将等同的附图标记用于等同的部分，并且：

图1通过示意性表示示出了示范性车辆的各个部分，

图2通过示意性表示示出了驱动情况，

图3示出了表示根据发动机速度的发动机摩擦力的曲线图，

图4示出了根据本发明的模拟的例子，

图5示出了根据本发明的方法的流程图，

图6示出了根据本发明的模拟的例子，

图7示出了根据本发明的模拟的例子，

图8示出了根据本发明的控制单元。

具体实施方式

图2通过示意性表示示出了能够应用本发明的驾驶情况的例子，所述驾驶情况为下坡之后上坡。也可以在其他行驶情况下应用本发明，例如，假设发生了速度的降低，其可能发生在平坦路面上。但是，出于教导的原因，这里将采用图2的驾驶情况描述本发明所采用的原理。

对于图2中的车辆而言，能够针对所述驾驶情况建立这样的能量关系：

mgh＝(¹/₂mv₂ ²-¹/₂mv₁ ²)+(F_air+F_rr+F_eng+F_gb+F_axle/nav)·s  (方程1)

其中：

-mgh是车辆的势能；

-1/2mv₂ ²是车辆上到坡顶时的动能；

-1/2mv₁ ²是车辆处于坡底时的动能；

-F_air是车辆的空气阻力；

-F_rr是车辆的滚动阻力；

-F_eng是发动机摩擦力；

-F_gb是齿轮箱摩擦力；

-F_axle/nav是后轮轴、密封和轮轴轴承中的摩擦力；以及

-s是坡顶与坡底之间的行进距离。

从方程1可以看出，若干个力F_air、F_rr、F_eng、F_gb和F_axie/nav阻逆着车辆的运行。

图3示出了卡车发动机的发动机摩擦力的例子。这里可以看出对应于遏制车辆的运动的发动机摩擦力F_eng的负转矩随着发动机101的转速的提高而增大(注意，y轴在图3中具有负标度)。相反，发动机的降低的转速将为发动机摩擦力F_eng赋予降低的力，即降低的负转矩，这正是本发明所利用的。

在本文中滑行的意思是车辆的发动机101与车辆的驱动轮110、111脱离，即，断开传动系。驱动轮110、111与发动机101的这一脱离又称为传动系的断开，例如，其可以通过将齿轮箱103设置到空档位置或者通过断开离合器106实现。换言之，在滑行过程中基本上没有力从发动机101传输至驱动轮110、111。因而本文中将车辆100处于移动当中时发动机101从车辆100的驱动轮110、111上的脱离称为滑行。

滑行使得阻逆车辆移动的力显著降低，因为此时实现发动机摩擦力F_eng的力降到了基本等于零(0)的值。因而，滑行能够借助于这一阻逆车辆的阻力的降低显著降低燃料消耗。但是，在某些滑行情况下，必须向发动机提供空转燃料，以避免其停转，而在其他情况下则能够允许发动机停转。

结果是，从燃料的角度来讲，采用断开的传动系，即通过滑行模式驱动车辆往往比采用拖滞(dragging)，即比在断开向发动机101的燃料供应的同时使传动系闭合的时候更加有利。其原因是在使内燃机脱离时保持内燃机运行所需的有限燃料量与这样的事实相抵了，即车辆例如在已经越过了下坡时能够以脱离的内燃机继续行驶较长的距离。其原因尤其在于，与在无燃料供应的情况下采用闭合传动系驱动车辆的时候相比，当车辆在内燃机脱离的情况下受到驱动时将在例如下坡上取得更高的速度。

此外，在滑行当中，在车辆的内燃机从驱动轴上脱离时，遏制车辆的行驶的力将降低，因为没有了遏制车辆前进的发动机制动力。其使得车辆的减速更慢，例如，在车辆达到下坡的尾端时，这意味着常常能够在下坡结束之后在相对较长的距离内利用滑行。因此获得了显著的燃料消耗的降低。

根据本发明，确定何时，即在什么样的时机应当中止滑行，其中，还考虑了用于车辆中的巡航控制的巡航控制功能。

根据本发明，如果将在所述滑行过程中在这一巡航控制中所采用的参考速度降低至针对所述路段定义的最低容许速度V_min被认为是适用的，那么通过这一降低控制车辆的巡航控制。因而，这里在适当的情况下将巡航控制采用的参考速度V_ref调整至较低水平。

对于常规巡航控制而言，参考速度V_ref例如等于驾驶员选择的设定速度V_set。

对于调节参考速度的巡航控制，例如，对于前瞻性巡航控制(LACC)而言，驾驶员选择所述巡航控制的设定速度V_set。这一设定速度V_set与车辆应当在平坦路面上保持的速度相关联。因而，参考速度调节巡航控制能够至少基于这一设定速度V_set控制参考速度V_ref，其构成了借以调节所述发动机系统从而在(例如)起伏不平的道路上获得预期实际车辆速度的目标值。

由于对于常规巡航控制和LACC而言，参考速度V_ref都是对照着调节发动机系统的目标值，因而这一目标值对于是否要向发动机系统请求发动机转矩/驱动力是至关重要的。只有一旦落到了参考速度V_ref以下才向发动机系统请求转矩/驱动力。

本发明将向发动机系统请求的驱动力F_dd与这一驱动力的阈值F_lim进行比较。如果请求的驱动力F_dd超过了这一阈值F_lim，那么根据本发明中止滑行。

由于在根据本发明的这一比较之前，参考速度V_ref可能已经受到了向下调整(如果这样要求的话)，因而获得了对车辆中的变速器的，即对是否应当应用滑行的非常灵活并且有效的控制。例如，可以将参考速度V_ref的向下调整用于所述路段的各个短的、较为平坦的部分上的滑行，其方式首先使速度在那里下降，从而在之后再次以最快速度行驶，而不必通过(例如)挂档而中止滑行。

在图4的非限制性例子中示出了对模拟未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的举例说明，下文将对其予以更为详细的描述。图4示意性地示出了如何降低巡航控制的参考速度V_ref，其避免了由于在未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的第一次暂时性的短暂下降过程中请求了驱动力而中止滑行。下文将更加详细地描述图4。图5示出了根据本发明的方法的流程图。

在所述方法的第一步骤501中，实施对车辆100在所述路段的行程内与滑行相关联的实际速度的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的模拟。所述模拟是在所述路段处于所述车辆的前方时至少在道路斜率的基础上实施的。通过图数据与定位信息相结合或者通过车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率获得这一道路斜率。

在所述方法的第二步骤502中，实施对参考速度V_ref的降低是否适用的评估，所述参考速度是对照着调节车辆中的发动机系统并且是在滑行过程中在所述巡航控制中采用的目标值。如果在所述路段的某一部分期间与滑行相关联的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}小于用于巡航控制的设定速度V_set，并且与此同时大于针对所述路段定义的最低容许速度Vmin，那么认为降低对于所述部分是适用的。

在该方法的第三步骤503中，如果认为这一降低是适用的，那么实施参考速度V_ref的降低。如上文已经陈述的，车辆中的巡航控制采用在车辆达到现在处于其前方的所述路段之前所述车辆就已经采用的参考速度V_ref。

在该方法的第四步骤504中，将向发动机系统请求的驱动力F_dd与所述驱动力的阈值F_lim进行比较。

在该方法的第五步骤505中，如果请求的驱动力F_dd大于所述阈值F_lim，那么中止滑行。

根据一个实施例，由所述控制系统本身实施滑行的中止。根据另一实施例，所述控制系统呈现应当中止滑行的提议，尔后驾驶员有机会选择是否应当中止滑行。

根据本发明的一个实施例，对所述降低是否适用的评估是以对车辆100在所述路段的行程内与滑行相关联的实际速度的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的模拟为基础的。这一模式是在所述路段处于所述车辆的前方的第一时刻T₁实施的，并且是至少在所述路段的道路斜率的基础上实施的。

因而，将模拟实施为，使其以车辆在第一时刻T₁上的当前位置和状况为基础，并且能够借由所述路段而前瞻，其中，所述模拟是在所述路段的道路斜率的基础上做出的。

例如，可以在车辆中按照预定的频率实施模拟，例如，按照1Hz的频率，这意味着每秒都有一个新的模拟结果出炉。实施模拟的路段包括车辆前方的预定部分；例如，其可以具有1-4km的长度。可以将所述路段看作是要对其实施模拟的车辆前方的视野所及。

除了上文指出的道路斜率的参数之外，所述模拟还可以基于驾驶方法、当前实际车辆速度、至少一个发动机特征(例如最大和/或最小发动机转矩)、车辆重量、空气阻力、滚动阻力、齿轮箱中和/或传动系的齿轮比以及车轮半径中的一者或多者。

也可以通过很多种不同的方式获得所述模拟所基于的道路斜率。可以在地图数据(例如，来自包括地形信息的数字地图)和定位信息(例如，GPS信息(全球定位系统))的结合的基础上确定道路斜率。借助于定位信息能够确定车辆相对于地图数据的位置，因而能够从地图数据提取道路斜率。

在很多现代巡航控制系统中，都在巡航控制中采用地图数据和定位信息。因而，这样的系统能够向本发明的系统提供地图数据和定位信息，其作用在于使得确定道路斜率的所增加的复杂性降至最低。

可以通过估算车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率而获得所述模拟所基于的道路斜率。有很多种方式估算这一电路斜率，例如，基于车辆的发动机转矩，基于车辆加速度，基于加速度计，基于GPS信息，基于雷达信息，基于摄像机信息，基于来自另一车辆的信息，基于早前存储在车辆内的定位信息和道路斜率信息或者基于获取自与所述路段相关联的交通系统的信息。在利用车辆之间的信息交换的系统中，可以直接地或者通过诸如数据库等的中间单元使某一车辆估算出的道路斜率为其他车辆所用。

根据本发明的一个实施例，对参考速度Vref的降低是否适用的评估是以这一对滑行的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的模拟为基础的。如果在所述路段的某一部分当中模拟未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}小于用于巡航控制所采用的设定速度V_set，并且与此同时大于所述最低容许速度V_min，那么这里认为所述降低对于这一部分是适用的。在图4中对此给出了举例说明，由第一时刻T1上的对应于巡航控制的设定速度Vset的当前速度vT1模拟出的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}在该路段开始时首先增大，从而在之后暂时性地降至设定速度Vset以下。在图4所示的例子中，在模拟未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}降到了设定速度V_set以下时，仍然保持大于最低容许速度V_min。根据本发明的实施例，应当由此执行参考速度V_ref的降低。

由于与这一参考速度V_ref的降低相关的判决是以所述路段的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}的模拟为基础的，因而获得了对所述情况的具有充分根据的评估，由此得到了对车辆中的巡航控制和滑行两者的基于事实的控制。

通过采用本发明，提高了正确地中止滑行的可能性，因为所述模拟是在较长时间段内做出的。先前已知的解决方案未能利用根据车辆速度的预测变化调整参考速度V_ref的时机，例如，其在图4所示的情况下导致了在该路段的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}发生暂时性下降时而错误地中止了滑行。因而，根据本发明的实施例提供了更为一致的滑行，并且从燃料的角度为巡航控制和滑行提供了更加优化的控制。

根据一个实施例，在模拟当中还考虑所采取的驾驶方法，其中，这一驾驶方法可以包括巡航控制驾驶、采用拖曳转矩的驾驶、根据任意转矩轮廓曲线的驾驶和气动踏板驾驶中的一者或多者。所述模拟也可以考虑一个或多个车辆参数，例如，车辆重量。

本领域技术人员将认识到，请求驱动力F_dd具有在车辆中所请求的转矩M_dd方面的等价值。如果根据本发明采用这一转矩，那么将其与对应于驱动力阈值F_lim的转矩阈值M_lim进行比较。这里，转矩M_dd是驱动轮转矩或发动机转矩。

可以在车辆速度控制系统、驾驶员控制的节流阀控制机构、驾驶员控制的制动控制机构和车辆专用的驱动力需求装置中的一者或多者的基础上确定请求驱动力F_dd和对应转矩M_dd。

可以采用根据本发明的对巡航控制和变速器的控制，其中，以人工方式向发动机101请求转矩，即，处于踏板驾驶或者处于巡航控制驾驶当中。

根据图6所示的本发明的一个实施例，参考速度V_ref从下降至巡航控制的设定速度V_set恢复并在第二时刻T₂达到设定速度V_set。在第二时刻T₂上，且在第三时刻T₃之前，与滑行相关联的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}下降至设定速度V_set以下，在第三时刻T₃处，与滑行相关联的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}下降至最低容许速度V_min以下。换言之，这里中止参考速度V_ref的下降从而使得其在第二时刻T₂上达到设定速度V_set。其优点在于，获得了从滑行到非滑行(例如，其中采用档位的巡航控制驾驶)的温和转变。先前已知的解决方案导致了巡航控制必须在第三时刻T₃上使车辆加速至V_set的情况。

根据本发明的一个实施例，如果从实施模拟的第一时刻T₁到第二时刻T₂的第一时间段T₁₂短于时间极限值T_lim，那么中止参考速度V_ref的降低，即，实现参考速度V_ref的恢复。其优点在于获得了尤其温和的从滑行到巡航控制的转变，因为可以确信有时间挂档并且有时间建立足够的发动机转矩，从而在第二时刻T₂上保持设定速度V_set。

可以通过使参考速度V_ref实现从其降低后的值，即从最低容许速度V_min到设定速度V_set的逐渐加速而实施参考速度V_ref的从其降低后的值的恢复。由此获得了参考速度V_ref的灵活的恢复。

根据一个实施例，最低容许速度V_min的幅值，即最低容许速度Vmin的水平与车辆的当前实际速度V_act相关联。根据一个实施例，最高容许速度Vmax的幅值与车辆的下坡速度控制速率V_dhsc相关联。

根据一个实施例，可以至少部分地基于与所述车辆中的巡航控制系统相关联的信息，例如，基于设定速度V_set，即驾驶员为巡航控制系统选择的速度，或者基于所述巡航控制系统用于控制速度调节器的参考速度V_ref确定最低容许速度V_min和/或最高容许速度V_max的幅值。也可以通过巡航控制系统实现最低容许速度V_min和/或最高容许速度V_max的确定，并且使其可为本发明的系统所用。

根据本发明的一个实施例，使根据本发明的系统至少部分地与所述车辆中的巡航控制系统的巡航控制逻辑集成。因而，可以由车辆的巡航控制逻辑控制最低容许速度V_min和/或最高容许速度V_max。例如，智能巡航控制在下坡之前就降低车速，因为车辆在下坡过程中无论如何都会加速。根据本实施例，所述巡航控制还可以触发最低容许速度V_min的降低，由此延长处于滑行模式和/或处于车辆的最高可能档位内的时间。例如，如果最低容许速度V_min与作为面对下坡的巡航控制所要降低的目标值的参考速度V_ref相关联，就能够实现最低容许速度V_min的这一降低，其中，所述最低容许速度V_min的调节是自动获得的。例如，所述最低容许速度V_min能够构成参考速度V_ref的一定百分比。

一般可以基于很多种不同的方法确定本发明所采用的速度极限值，即最低容许速度V_min和/或最高容许速度V_max。例如，这些极限值可以是由驾驶员提供的，可以构成车辆实际速度V_act的一定百分比，可以构成车辆速度控制系统的设定速度V_set的一定百分比，和/或可以基于车辆的驾驶历史。例如，可以通过利用在车辆前进过程中更新的自适应算法考虑驾驶历史。

作为非限制性例子，可以援引下述值，可以将这些值用于本文中的速度极限值：

-V_min＝82km/h或者V_min＝0.98×Vset km/h；

-V_max＝90km/h或者V_max＝1.06×Vset km/h，或者V_max＝0.995×Vdhsckm/h；

-V_lim＝85km/h或者V_min＝1×Vset km/h。

作为非限制性例子，可以援引这样的情况，即，第一时间段T₁₂可以具有长度T₁₂＝10秒。

可以动态地改变最低容许速度V_min和/或最高容许速度V_max，对于不同的变速器模式，它们可以具有不同的值。

如前所述，能够基于地图数据和定位信息确定道路斜率。如果这样的数据不可得，那么所述模拟可以基于车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率的估值。由于所述模拟不够准确，而且在幅值上存在更高的多样性，因而其对最低容许速度V_min和最高容许速度V_max的幅值提出了更高的要求。此外，根据本发明的一个实施例，能够缩短视野，即所述路段的长度，以应对这些变化。

在采用车辆在所述模拟本身当中遇到的道路斜率来近似所述路段的道路斜率时，在和缓下坡的情况下将会获得最佳结果。如果道路斜率(例如)使得模拟未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}处于其容许范围内，即处于最低容许速度V_min和最高容许速度V_max之间，那么和缓下坡对于滑行而言将是理想的。

在当前斜率的基础上模拟未来速度轮廓曲线的一个优点在于，既能够将相同的算法用于无法取得未来道路斜率的道路和车辆，又能够将其用于能够取得将来道路斜率的道路和车辆。此外，所述模拟利用了速度相关项，例如，空气阻力和发动机转矩，因而即使不了解未来的道路斜率也能够很好地估算出车辆从这一点向前的运转状态如何。

根据本发明的一个实施例，针对车辆100前方的路段实施对未来速度轮廓曲线V_sim的一次或多次模拟已经选择了或者将选择在所述路段之前，即在第一时刻T₁之前就已经应用了的变速器模式，例如滑行，或者将在所述路段的行程内或所述路段之后应用的变速器模式，其中，针对至少一个未来速度轮廓曲线V_sim的每者所做的模拟是以道路斜率以及车辆的变速器模式为基础的。图7示出了这样的模拟的例子。这里，可以实施针对齿轮箱103中的各个档位、针对断开的离合器106和/或齿轮箱103中的空档齿轮位置实施一次或多次模拟。根据一个实施例，在模拟当中还考虑所采取的驾驶方法，其中，这一驾驶方法可以包括巡航控制驾驶、采用拖曳转矩的驾驶、根据任意转矩轮廓曲线的驾驶和气动踏板驾驶中的一者或多者。所述模拟也可以考虑一个或多个车辆参数，例如，车辆重量。

接下来，评估与至少一个模拟未来速度轮廓曲线V_sim相关联的变速器模式的适用性。这里，如果变速器模式的相关联的模拟的未来速度轮廓曲线V_sim在整个第三时间段T_1'4内大于上文所述的最低容许速度V_min，那么认为所述变速器模式适用，所述第三时间段T_1'4从另一实施模拟时的第一时刻T_1'延续至后面的第四时刻T₄。这里，所述另一第一时刻T_1'通常不与上文所述的第一时刻T₁重合。

然后，基于所述评估选择所要采用的变速器模式。这里通常选择被认为适用的变速器模式。根据本发明的一个实施例，如果某一用于滑行的变速器模式被认为适用，那么这里选择这样的模式。否则选择针对被认为适用的齿轮位置的变速器模式。根据一个实施例通过控制系统本身实现对要在车辆中采用的变速器模式的选择。根据另一实施例，控制系统借助于显示单元将适当的变速器模式呈现给驾驶员，尔后驾驶员将有机会选择是否将采用所呈现的变速器模式。

根据一个实施例，对第四时刻T₄加以选择，从而使得第三时间段T_1'4对应于应当利用某一档位以避免不协调的换挡的最小/最短容许时间段。不协调的换档这里包括以相对较高的频率在不同的档位/变速器模式之间转换。因而，第二时间段T_1'4所具有的长度确保驾驶员不必经受不必要的频繁并且恼人的换档。

本领域技术人员将认识到，能够实现联系图7描述的变速器模式的选择以及(例如)联系图5描述的较低变速器模式的选择所构成的序列。因此，能够通过利用本发明的不同实施例获得由提速变换、滑行和降速变换中的一者或多者构成的序列。

根据本发明的一个实施例，认为参考速度V_ref的下降实质上在激活所述滑行的时间点上立即适用。因而，对于这一实施例而言，一旦在车辆中激活了滑行就使参考速度V_ref降低至对应于最低容许速度V_min的值。其优点在于，所述功能的算法简单，因而易于实施，因为总是在激活滑行的时候执行相同的事情，即，所述降低。此外，对于驾驶员而言所述功能变得可预测，其进一步提高了驾驶员对所述功能的信任以及使用它的意愿。

根据本发明的一个实施例，实质上随着滑行的中止而立即中止所述降低，即，使参考速度V_ref从其降低后的值恢复至用于巡航控制的设定速度V_set。其优点在于，如果驾驶员、根据本发明的系统或者另一系统中止了滑行，那么巡航控制将立即开始工作以达到驾驶员要求的参考速度V_ref。可以通过使参考速度V_ref从其降低后的值，即从最低容许速度V_min满加速至设定速度V_set而实现参考速度V_ref的从其降低后的值的恢复，由此实现参考速度V_ref的灵活恢复。。

本领域技术人员将认识到也可以通过计算机程序实施根据本发明的用于控制巡航控制和变速器的方法，所述计算机程序在通过计算机运行时指示所述计算机执行所述方法。所述计算机程序通常是由存储在数字存储介质上的计算机程序产品803构成的，其中，所述计算机程序包含在计算机程序产品的计算机可读介质上。所述计算机可读介质包括适当的存储器，例如：ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦PROM)、闪速存储器、EEPROM(电可擦PROM)、硬盘单元等。

图8通过示意性表示示出了控制单元800。控制单元800包括计算单元801，其基本上可以由任何适当类型的处理器或微计算机构成，例如，用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)或者具有预定的特殊功能的电路(专用集成电路ASIC)。计算单元801连接至布置在控制单元800中的存储单元802，所述存储单元为计算单元801提供(例如)计算单元801执行计算所需的存储程序代码和/或存储数据。还将计算单元801布置为将计算的部分或最终结果存储到存储单元802内。

此外，控制单元800设有接收和发送输入和输出信号的装置811、812、813、814。这些输入和输出信号可以含有波形、脉冲或其他属性，用于输入信号的接收的装置811、813能够将其作为信息进行检测，并且能够将其转换成能够由计算单元801处理的信号。之后，使这些信号可为计算单元801所用。将用于输出信号的发送的装置812、814布置为对接收自计算单元801的信号进行转换，从而通过(例如)对所述信号进行调制而建立输出信号，可以将所述信号发送至车辆当中的其他部分和/或系统。

与所述用于接收和发送输入和输出信号的装置的连接中的每者可以由电缆；数据总线，例如CAN总线(控制器区域网总线)、MOST总线(面向媒体的系统的传输总线)；或者其他某种总线构造；或者无线链接中的一者或多者构成。本领域技术人员将认识到上文所述的计算机可以由计算单元801构成，上文所述的存储器可以由存储单元802构成。

现代化车辆内的控制系统通常由含有一条或多条数据总线的通信总线系统构成，所述通信总线用于链接若干电子控制单元(ECU)或控制器以及位于车辆上的各种部件。这样的控制系统可以包括大量的控制单元，可以将对具体功能的责任分配到不只一个控制单元内。因而所示类型的车辆往往包括显著多于图8所示的数量的控制单元，这是本领域技术人员所熟知的。

在所示的实施例中，在控制单元800内实施本发明。但是，本发明也可以全部或者部分地在车辆当中已经存在的一个或多个其他控制单元中实现，或者可以在某一专用于本发明的控制单元中实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制一路段的行程内车辆中的巡航控制和变速器的系统。所述系统包括降低单元，其被布置为，在被认为适用的情况下将在所述滑行过程中在所述巡航控制当中采用的参考速度降低至针对所述路段定义的最低容许速度V_min。

所述系统还包括比较单元，其被布置为将向车辆中的发动机系统请求的驱动力F_dd与驱动力阈值F_lim进行比较。

所述系统还包括中断单元，其被布置为在请求驱动力F_dd超过了驱动力阈值F_lim的情况下中止滑行。

所述系统还包括模拟单元，其被布置为对车辆100在所述路段的行程内与滑行相关联的实际速度的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}进行模拟，其中，所述模拟是在所述路段处于车辆前方时实施的，并且其中，将所述模拟单元布置为使所述模拟至少基于道路斜率。通过图数据与定位信息相结合或者通过车辆100当时在所述模拟实例中遇到的道路斜率获得这一道路斜率。

所述系统还包括评估单元，其被布置为评估是否适于降低参考速度V_ref，所述参考速度是对照着调节车辆中的发动机系统的目标值，并且是在滑行过程中在所述巡航控制当中采用的。如果在所述路段的某一部分当中与滑行相关联的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}小于用于巡航控制的设定速度V_set，并且同时大于针对所述路段定义的最低容许速度V_min，那么认为所述降低适用于所述部分。

所述系统，即所述模拟单元、评估单元、降低单元、比较单元以及中断单元被设计为能够实现根据本发明的方法的所有上文所述的实施例。

当然，本领域技术人员将认识到在本文中引用的速度和速度极限值具有等价值，可以将其转换为转速和转速极限值或者转矩和转矩极限值。类似地，本领域技术人员将认识到在距离、时间和速度之间具有充分已知的关系，因而文中引用的时间和时间段在位置和距离当中具有等价值。

本领域技术人员还将认识到，可以根据本发明的方法的不同实施例修改上文的系统。本发明还涉及机动车1，例如卡车或公共汽车，其包括至少一个根据本发明的用于控制巡航控制和变速器的系统。

本发明不限于上文所述的本发明的实施例，而是涉及并且包括落入所附独立权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (19)

1.一种用于控制在一路段的行程内车辆(100)中的巡航控制和变速器的方法，其中，所述车辆(100)在所述路段之前已经应用了滑行并采用了所述巡航控制，所述方法的特征在于：

-对在所述路段的所述行程内的与用于所述车辆(100)的滑行相关联的实际速度的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}进行模拟，其中，当所述路段处于所述车辆的前方时实施模拟，并且其中，所述模拟至少基于道路斜率，其中，所述道路斜率是从地图数据与定位信息的结合获得的，或者是从当实施模拟时所述车辆(100)所遇到的道路斜率获得的；

-对参考速度V_ref的降低是否适用进行评估，所述参考速度是对照其调节所述车辆中的发动机系统的目标值，并且所述参考速度在所述滑行期间用于所述巡航控制，其中，如果在所述路段的一部分期间与滑行相关联的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}小于用于所述巡航控制的设定速度V_set，并且同时大于针对所述路段定义的最低容许速度V_min，则认为对于所述路段的所述部分而言所述降低是适用的；

-如果所述降低被认为是适用的，则将所述参考速度V_ref降低至所述最低容许速度V_min；

-将向所述车辆中的发动机系统(101)请求的驱动力Fdd与用于所述驱动力的阈值F_lim进行比较；并且

-如果所述请求的驱动力F_dd超过了用于所述驱动力的所述阈值F_lim，则中止所述滑行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求的驱动力F_dd与在所述车辆(100)中的请求的转矩M_dd存在对应性。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述请求的转矩Mdd是以下的组内的转矩：

-驱动轮转矩；以及

-发动机转矩。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，基于以下的组内的至少一种装置来确定所述请求的驱动力F_dd：

-用于控制所述车辆的速度的系统；

-驾驶员控制的节流阀控制机构；

-驾驶员控制的制动控制机构；以及

-车辆专用的驱动力需求装置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述道路斜率由巡航控制系统提供，所述巡航控制系统在对所述速度进行控制时采用地图数据和定位信息。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，如果所述道路斜率对应于所述车辆(100)实质上在所述路段的所述开始处遇到的道路斜率，则基于以下的组内的至少一种信息类型来确定所述道路斜率：

-基于雷达的信息；

-基于摄像机的信息；

-从所述车辆以外的车辆获得的信息；

-早前存储于所述车辆中的定位信息和道路斜率信息；以及

-从与所述路段相关联的交通系统获得的信息。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述降低被认为实质上在激活所述滑行的时间点上立即适用。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述参考速度V_ref从至用于所述巡航控制的设定速度V_set的所述降低中恢复，并在第二时刻T₂达到所述设定速度V_set，在当与滑行相关联的所述未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}降至所述最低容许速度V_min以下时的第三时刻T₃之前，与滑行相关联的所述未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}在所述第二时刻T₂处降至所述设定速度V_set以下。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果从实施所述模拟的第一时刻T₁到所述第二时刻T₂的第一时间段T₁₂短于时间极限值T_lim，则实现所述恢复。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述参考速度V_ref实质上在发生所述滑行的所述中止之后立即从至用于所述巡航控制的设定速度V_set的所述降低中恢复。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，其中，通过将所述参考速度V_ref从所述最低容许速度V_min逐渐加速至所述设定速度V_set来实现所述恢复。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，至少部分地基于与所述车辆(100)中的巡航控制系统相关联的信息来确定所述最低容许速度V_min的幅值。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，对所述最低容许速度V_min的所述幅值的所述确定是通过所述巡航控制系统来实现的。

14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中，所述最低容许速度V_min的所述幅值与所述巡航控制系统所采用的参考速度V_ref相关联。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，所述最低容许速度V_min的幅值与所述车辆(100)的当前实际速度V_act相关联。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，动态地改变所述最低容许速度V_min的所述幅值。

17.一种包括程序代码的计算机程序，其中，当所述程序代码在计算机中运行时指示所述计算机执行如权利要求1-16中任何一项所述的方法。

18.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质和如权利要求17所述的计算机程序，其中，将所述计算机程序结合到所述计算机可读介质中。

19.一种用于控制在一路段的行程内车辆(100)中的巡航控制和变速器的系统，其中，所述车辆(100)在所述路段之前已经应用了滑行并采用了所述巡航控制，其特征在于：

-所述系统被布置为：对在所述路段的行程内的与用于所述车辆(100)的滑行相关联的实际速度的未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}进行模拟，其中，当所述路段处于所述车辆的前方时实施所述模拟，并且其中，所述模拟至少基于道路斜率，其中，所述道路斜率是从地图数据与定位信息的结合获得的，或者是从当实施所述模拟时所述车辆(100)所遇到的道路斜率获得的；

-所述系统被布置为：对参考速度V_ref的降低是否适用进行评估，所述参考速度是对照其调节所述车辆中的发动机系统的目标值，并且所述参考速度在所述滑行期间用于所述巡航控制，其中，如果在所述路段的一部分期间与滑行相关联的所述未来速度轮廓曲线V_{sim_coast}小于所述巡航控制的设定速度V_set，并且同时大于针对所述路段定义的最低容许速度V_min，则认为对于所述路段的所述部分而言所述降低是适用的；

-降低单元，所述降低单元被布置为：如果所述降低被认为是适用的，则将所述参考速度V_ref降低至所述最低容许速度V_min；

-比较单元，所述比较单元被布置为：将向所述车辆中的发动机系统请求的驱动力F_dd与用于所述驱动力的阈值F_lim进行比较；以及

-中断单元，所述中断单元被布置为：如果所述请求的驱动力F_dd超过了用于所述驱动力的所述阈值F_lim，则中止所述滑行。