CN101332819A - 与减速燃料切断相互作用的巡航控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及与减速燃料切断相互作用的巡航控制，具体而言，一种车辆控制系统包括生成车辆速度信号的传感器。巡航控制系统生成巡航控制信号以将车辆维持在目标速度。控制模块将车辆速度信号与目标速度信号做比较。当车辆速度信号大于目标速度时控制模块计算不同的巡航控制增益以延迟巡航控制系统的节气门位置的变化。

Description

与减速燃料切断相互作用的巡航控制

技术领域

本公开涉及车辆巡航控制、节气门控制和燃料喷射控制系统，并且更具体地涉及在减速燃料切断(fuel cutoff)模式期间的节气门控制。

背景技术

在此处所提供背景描述的目的在于概括地介绍本公开的背景。在此背景部分中被描述程度的当前指定发明人的成果，以及在提交时不可另外限定为现有技术的描述的方面，其既不能明示地也不能暗示地被认为是与本公开相对的现有技术。

车辆中结合有巡航控制和减速燃料切断(DFCO)系统。巡航控制系统使得车辆能够维持希望的车辆速度。DFCO系统在某些条件期间使得燃料不能供给到发动机，以切断发动机动力、改进燃料经济性以及减少排放。

在巡航控制系统中，控制器在变化的道路和车辆条件下维持车辆速度。车辆操作者通过压下加速器踏板、刹车踏板和/或离合器踏板以及经由手动控制致动可设定和操纵巡航控制的目标速度。

当目标速度设定时，巡航控制系统尝试将当前车辆速度维持在接近目标速度。由于各种车辆运行条件，当前车辆速度可与目标车辆速度不同。例如，当行进在倾斜的道路表面上时，当前车辆速度可小于或大于目标速度。

在DFCO模式期间，到发动机的燃料供应被中断。当不需要发动机动力或期望发动机制动时通常启动DFCO模式。换句话说，当发动机减速时典型地启动DFCO模式。当发动机的控制元件，比如节气门阀或加速器踏板定位在发动机空转的位置上时可发生这种情况。这种运行模式的目的在于减少燃料消耗并使由拖曳或负扭矩引起的发动机制动最大化，该拖曳或负扭矩由发动机负荷施加。当发动机的旋转速度减小到与空转相关联的预定的最小速度之下时，或者将发动机的控制元件从空转位置移动以增加发动机的旋转和增加发动机的输出扭矩时，一般使DFCO模式无效。

当行进在下倾的表面上比如当下坡时，在巡航控制接合时车辆速度可高于目标速度。因此，巡航控制系统可请求功率降低。当车辆在足够陡峭的下倾表面上时，触发DFCO模式。然而，车辆可减速到低于目标速度的速度。这引起巡航控制系统增加空气和燃料供给并且因此增加发动机的功率输出。当发动机通过将节气门的位置打开到多于低端极限来增加它的功率时，DFCO模式被置于无效。在“开”和“关”的状态之间切换DFCO模式导致频繁的和周期的加速和减速，这引起不平稳的车辆速度。

发明内容

提供了车辆控制系统并且该车辆控制系统包括生成车辆速度信号的传感器。巡航控制系统生成巡航控制信号以将车辆维持在目标速度。控制模块将车辆速度信号与目标速度信号做比较。当车辆速度信号大于目标速度时，控制模块计算不同的巡航控制增益以延迟巡航控制系统的节气门位置的变化。

在另一个特征中，提供了运行车辆控制系统的方法并且所述方法包括生成车辆操作者节气门输入信号。生成车辆速度信号。将车辆速度信号与目标速度做比较并且生成第一差分信号。当第一差分信号大于第一预定值时使节气门的侵入巡航控制(intrusive cruise control)有效。基于所述节气门的侵入巡航控制来调节巡航控制运行并且计算不同的巡航控制增益以延迟巡航控制信号的节气门状态。

在又一个特征中，提供了车辆控制系统并且该车辆控制系统包括将车辆维持在目标速度的巡航控制系统。传感器生成节气门位置信号。控制模块生成燃料信号。当节气门位置信号指示节气门处于空置位置并且燃料信号指示到发动机的燃料供应减少时，该控制模块使节气门的侵入巡航控制有效以修改巡航控制的命令信号。

从以下提供的详细描述中，本公开的适用性的更多方面将变得显而易见。应该理解的是尽管指示本公开的优选实施例，但是详细的描述和特定的实例仅仅是出于例证的目的而并不意在限制本公开的范围。

附图说明

通过详细的描述和附图，将能更充分地理解本公开，其中：

图1是结合有根据本公开的实施例的示范性巡航控制和减速燃料切断(DFCO)系统的车辆控制系统的功能结构图；

图2A是根据本公开的实施例图解了行进在下倾表面上的车辆并图解了表面倾角的侧视图；

图2B是对于以传统的方式运行并且作为图2A的下倾表面的结果的车辆控制系统的信号图；

图3A是图解了行进在下倾表面上并且结合有根据本公开的实施例的巡航控制系统的车辆的侧视图；

图3B是针对根据本公开的实施例运行的车辆控制系统并且与图3A的下倾表面相关联的信号图；

图4是图解了根据本公开的实施例运行车辆控制系统的方法的逻辑流程图；

图5是所示比例积分微分(PID)巡航控制系统的样本功能结构图和信号流程图；

图6是图解了根据本公开的实施例检测下倾表面的运行条件的方法的逻辑流程图；和

图7是图解了根据本公开的实施例检测使侵入无效的条件的方法的逻辑流程图。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示范性的而决不意图限制本公开、其应用或使用。出于清楚的目的，在附图中将使用相同的标号指代相似的元件。如在此处所使用的，使用非排他的逻辑或，措辞A、B和C中的至少一个应该被解释为表示逻辑的(A或B或C)。应该理解在不改变本公开原理的情况下可按不同的次序执行方法中的步骤。

如在此处所使用的，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能性的其它适当部件。

参考图1，示出了结合有示范性巡航控制系统的车辆控制系统的功能结构图。

现在参考图1，示出了结合有示范性巡航控制系统12和减速燃料切断(DFCO)系统13的车辆11的车辆系统10的功能结构图。车辆系统10包括通过联接装置30驱动变速器16的发动机14。巡航控制系统12包括基于各种车辆运行参数调节发动机14和变速器16的运行的控制模块20。巡航控制系统12具有活动状态和不活动状态。活动状态是指当巡航控制系统12为“开”、设定了巡航控制的目标速度并且巡航控制系统12主动地尝试维持车辆11以目标速度行驶时的状态。不活动状态是指当巡航控制系统12为“开”但不主动地将车辆11维持在目标速度时的状态。当巡航控制系统12不活动时可设定目标速度。当巡航控制系统12处于活动状态时，控制模块20基于道路表面条件，比如，例如下山或下倾道路表面条件来调节巡航控制命令信号的转换定时。这在下文详细描述。

巡航控制命令信号是指由车辆控制系统生成的以维持设定的目标速度的信号并且可与节气门的位置、发动机的扭矩或某些其它的目标速度维持参数相关联。巡航控制命令信号可直接与目标速度成比例。

在使用中，车辆系统10通过节气门22将空气吸进进气歧管24，其将空气分配到发动机14的汽缸。空气和燃料以希望的空气燃料(A/F)比混合，并且A/F混合物在汽缸中燃烧以生成驱动扭矩。燃烧产物通过排气歧管26从发动机14排出并且在释放到大气之前在催化式排气净化器28中处理。

在自动变速器的情况下，在发动机14和变速器16之间的联接装置30可为包括变扭器离合器(TCC)的变扭器。TCC可运行在解锁模式(即，释放)和锁定模式下，该解锁模式将从发动机14传递来的扭矩倍增到变速器16上，而锁定模式使得允许从发动机14将扭矩直接传递到变速器16上。更具体地，在解锁模式中，变扭器提供在发动机输出和变速器输入轴之间的液力联轴器。在锁定模式中，TCC联接发动机输出轴和变速器输入轴以共同旋转。在手动变速传动的情况下，联接装置30可为由车辆操作者手动致动的离合器，以选择性地将发动机输出轴和变速器输入轴从共同旋转脱开。

除了控制模块20以外，巡航控制系统12还包括车辆传感器，比如空气质量流量(MAF)传感器40、节气门位置传感器42、歧管绝对压力(MAP)传感器44、发动机RPM传感器46、车辆速度传感器48以及车辆操作者输入装置和传感器50。巡航控制系统12还包括校准定时器51。

MAF传感器40被联接到进气口52并且生成指示空气流量的MAF信号。节气门位置传感器42生成指示节气门22的节流板54的位置的节气门位置信号，其经由车辆操作者输入装置50中的一个，比如加速器踏板来控制。MAP传感器44生成表示在进气歧管24中的压力的MAP信号。发动机RPM传感器46可生成表示发动机14的曲轴的旋转速度的RPM信号。车辆速度传感器48可包括安装在变速器上的传感器48A和/或某些其它车辆速度传感器48B，比如响应车轮的旋转的ABS传感器。车辆速度传感器48或控制模块20基于来自该处的输出信号生成表示当前所测量的车辆速度的当前车辆速度信号V_VEH。还可预期的是可包括车辆加速度传感器以监测车辆的加速度(a_VEH)。备选地，控制模块20基于其它感测到的运行条件可计算车辆的加速度a_VEH。

控制模块20电气地控制节流板54的位置以调节空气流动到发动机14中。控制模块20还基于操作者的输入调整巡航控制模式(自适应的或标准的)中的发动机14的运行。更具体地，当操作者使用巡航控制(即，开)时，控制模块20调整发动机14和变速器16的运行以维持目标速度。在巡航期间并且在自动变速传动的情形下，控制模块20基于车辆的运行条件调整传动器齿轮的换档和TCC模式。更特别地，基于节气门的位置和车辆的速度信号V_VEH使用预编程的换档图或表可确定换档。

节气门控制评估车辆运行参数以确定是否需要换档(例如，调低速档)。车辆运行参数可包括车辆速度误差V_ERR、车辆加速度a_VEH、MAP、发动机扭矩储备和起始性能富集(performance enrichment onset)。对于给定的齿轮速比发动机扭矩储备限定为可获得的发动机扭矩的数量，在该数量之上的扭矩被提供到车辆车轮。

在手动变速器的情形下，节气门控制不会引起或阻止变速器16的换档。相反，巡航节气门控制启动可视的、可听的或二者兼具的换档指示器，其建议车辆操作者应该执行换档。

控制模块20可具有中央处理单元、存储器(RAM和/或ROM)以及关联的输入和输出总线或具有某些其它的模块形式。控制模块20可为中央车辆主控制单元的一部分、交互式的车辆动态模块、功率控制模块、点火控制器、发动机控制模块(ECM)、变速器控制模块(TCM)、具有电源的结合到单个一体的控制器中的控制电路或如所示的可为独立的控制器。

车辆操作者输入装置和传感器50包括一个或多个加速装置60和减速装置62，比如加速器踏板和刹车踏板。加速和减速装置60，62可包括相应的加速和减速传感器64，66，比如加速踏板位置传感器或刹车踏板位置传感器。车辆操作者输入装置和传感器50包括巡航控制界面68，以及其它的操作者输入装置和传感器70。

巡航控制界面68包括开/关控制装置80、设定/滑行控制装置82以及恢复/加速控制装置84。控制装置80，82，84可为开关、按钮、滑块或某些其它的形式。控制装置80，82，84可提供“高”或“低”的控制信号。例如，当为“关”时，开/关装置80的控制信号为“低”(即，0)，而当为“开”时，开/关装置80的信号为“高”(即，1)。相似地，设定/滑行装置82和恢复/加速装置84的控制信号通常为“低”(即，0)，而当致动或压下时为“高”(即，1)。

开/关装置80使得车辆操作者能够激励巡航控制系统12。设定/滑行装置82使得车辆操作者能够在存储器中设定目标速度(S_MEM)或当巡航控制系统12为“开”的时候滑行。通过轻敲设定/滑行装置82，车辆操作者将目标速度S_MEM设定为当前的车辆速度。通过将设定/滑行装置82保持在“开”的位置，车辆滑行。

当在巡航控制系统12为“开”的状态下运行时，恢复/加速装置84使得车辆操作者能够从另一个速度恢复到目标速度S_MEM或将车辆从目标速度S_MEM加速。例如，巡航控制系统12为“开”并且车辆操作者压下刹车踏板，因此将巡航控制系统12置于不活动的状态下。恢复/加速装置84使得车辆操作者能够激活巡航控制系统12并且加速到先前的目标速度S_MEM，以及调整车辆的运行以维持先前的目标速度S_MEM。当巡航控制系统12活动时，车辆操作者可保持恢复/加速装置84压下以将车辆11从目标速度S_MEM加速。此外，车辆操作者可轻敲恢复/加速装置84以1英里/时增加目标速度S_MEM，或轻敲设定/滑行装置82以1英里/时减小目标速度S_MEM。下面要描述其它巡航控制系统运行模式。

DFCO系统13包括控制模块20以及燃料喷射器86、燃料泵88和燃料箱90。当活动时，DFCO系统使穿过燃料喷射器86的燃料喷射失效。根据冷却剂的温度、A/C离合器的状况以及起动器(STA)的信号，燃料切断和恢复的速度可为变化的。当存在额外的发动机负荷时，控制模块20较早地开始燃料喷射。

车辆系统10还可包括其它车辆传感器92和存储器94，其可为巡航控制12和DFCO系统13的一部分。车辆传感器92可包括车辆水平传感器96，比如磁性传感器、角速率传感器、水银开关、陀螺仪或其他角度确定传感器。

参考图2A-B，对于以传统方式运行的巡航控制系统并且作为倾斜表面102的结果，图解了行进在倾斜表面102上的车辆100的侧视图并显示了信号图。信号图包括车辆速度信号图106、目标速度图108、节气门打开信号图110以及DFCO信号图112，它们都示出为与时间相对。

图2A图解了最大角度A、最小角度B、当前道路表面角度C以及在角度A和角度B之间的范围角度α，根据本公开的实施例存储或生成这些角度。一般地，角度A、角度B和角度C基于并且相对于水平表面114。角度A和角度B可为存储在存储器94中的预定角度。角度A和角度B的值可基于车辆重量、车辆速度、道路摩擦/条件等变化。可将角度A和角度B存储在存储器94中。例如，使用图6的方法可确定角度A&B。

角度A代表陡坡的极限。当当前道路表面102的角度C近似大于角度A时，车辆由于DFCO系统的活动的减速被限制。角度B代表轻微的倾斜。当当前道路表面102的角度C近似小于角度B时，则由于常规的巡航控制运行能够减小车辆的速度，所以DFCO系统13典型地是无效的。在常规的巡航控制运行期间，在车辆操作者不中断的情况下，角度α确定道路表面角度的范围，在该范围中发生巡航控制和DFCO之间的相互作用。因此，下面所描述的实施例针对所陈述的相互作用。

图2B图解了使用传统的目标速度跟踪技术的巡航控制运行。将当前车辆速度106维持在接近目标速度108并且位于窗口116中。窗口116具有上部部分118和下部部分120，其可例如表示±5英里/时。上山/下山条件可引起车辆速度位于窗口之外。当车辆速度可明显地高于巡航控制的目标速度时，在此处公开的实施例的一个或多个是针对下山的情景。

图2B还图解了切换节气门打开信号110和DFCO信号112。当当前车辆速度106增加并且变得大于目标速度108时，节气门打开信号110从“打开”状态切换到“关闭”状态。相似地，当当前车辆速度106减小并且变得小于目标速度108时，节气门打开信号110从“关闭”状态切换到“打开”状态。当节气门打开信号110处于“打开”状态时，DFCO信号112处于“关”的状态。当节气门信号110处于“关闭”的状态时，DFCO信号112处于“开”的状态。当DFCO信号112处于“关”的状态时，允许燃料流向发动机。当DFCO信号112处于“开”的状态时，不允许燃料流向发动机。这种DFCO信号112的频繁切换引起随着时间的不平滑的车辆速度。

参考图3A-B，示出了侧视图，其根据本发明的实施例图解了行进在下倾表面122上并且结合有巡航控制系统12的车辆120以及信号图。信号图包括车辆速度信号图124、目标速度图126、巡航控制信号图128以及DFCO信号图130，它们相对时间示出。

图3A图解了最大角度A′、最小角度B′、当前道路表面角度C′以及范围角度α′，这些角度与角度A、角度B、角度C和角度α可近似相同。角度A′、B′、α′可根据本公开的实施例存储或生成。角度A′，B′可为存储在存储器94中的预定角度。角度A′和角度B′基于车辆重量、车辆速度和道路摩擦/条件等可变化。可将角度A′和角度B′存储在存储器94中。经由图6的方法可确定角度A′&B′。

像角度A一样，角度A′代表陡坡的极限。当当前道路表面122的角度C′相对于水平表面123近似大于角度A′时，则由于DFCO系统13的活动的车辆减速被限制。像角度B一样，角度B′代表轻微的倾斜。当当前道路表面122的角度C′相对于水平表面123近似小于角度B′时，则DFCO系统13总是无效。当角度C′在角度A′和角度B′之间时，在车辆操作者不中断的情况下，对于常规的巡航控制将发生在常规的巡航控制和DFCO的运行之间的相互作用。根据本公开的实施例还要提到这种情况。

图3B图解了使用传统的目标速度跟踪技术的巡航控制运行。将当前车辆速度124维持在接近目标速度126并且位于窗口132内。窗口132具有上部部分134和下部部分136，其可例如表示±5英里/时。

图3B还图解了巡航控制信号128和DFCO信号130的转换状态。对于图3B的实施例，巡航控制信号128被示出为节气门打开信号。尽管巡航控制信号128和DFCO信号130被示出为在“打开”和“关闭”的状态以及“开”和“关”的状态之间切换，但还可执行更平滑的转换。例如，当在状态之间转换时，巡航控制信号128和DFCO信号130可渐增或渐减。“关闭”状态可指接近节气门的空置位置、节气门的完全关闭位置或在其之间的位置。

对于示出的实例，当当前车辆速度124减小并且变得小于目标速度126时，控制模块20延迟巡航控制信号128从“关闭”状态到“打开”状态的切换。第一虚线140代表没有延迟的巡航控制/节气门打开信号。巡航控制信号128的第一延迟切换转换142被延迟了时间t₁。相似地，当车辆速度信号124增加并且变得大于目标速度126时，可延迟巡航控制信号128并且将其从“打开”状态切换到“关闭”状态。当节气门打开信号处于“打开”状态时，DFCO信号130处于“关”的状态。当巡航控制信号128处于“关闭”的状态时，DFCO信号130处于“开”的状态。当DFCO信号130处于“关”的状态时，允许燃料流向发动机，比如发动机14。当DFCO信号130处于“开”的状态时，不允许燃料流向发动机。

作为示例，当对于巡航控制信号128的每一个转换都使用相同量的延迟时，则转换之间的延迟随着时间增加。在示例实施例中，示出了具有延迟t₃的第三转换144，该延迟等于t₁的三倍或3t₁。注意对于每一个转换可使用不同量的延迟。尽管可能看起来t₃是t₁的三倍，但是t₃对应经过三个事件所积累的延迟倍数。每一个转换都可具有相同的或相似的延迟。调节比例积分微分(PID)增益以减缓对于DFCO的开/关切换，这可延迟车辆速度的转换。

巡航控制信号128的延迟转换延迟了DFCO信号130的转换响应并且改变了合成的车辆速度。第二虚线150代表在没有延迟的情况下的DFCO信号。第三虚线152代表在没有巡航控制和DFCO信号的延迟转换的情况下的车辆速度。巡航控制信号128和DFCO信号130的延迟转换减少了车辆速度124的加速和减速的周期频率。

现在参考图4，示出了图解了运行车辆控制系统的方法的逻辑流程图。尽管主要相对于图1的实施例来描述下面的步骤，但这些步骤可易于被修改以适用于本发明的其它实施例。

在步骤200中，初始化巡航控制系统12。可将巡航控制“开/关”开关80切换到“开”的状态。在步骤202中，控制模块20确定是否存在活动的系统故障。当没有故障存在时，执行步骤204，否则控制模块20返回到步骤200。在步骤204中，控制模块20确定巡航控制系统12是否活动。可生成指示接合状态的巡航控制的接合信号。当被初始化且活动时，巡航控制系统12在正常的状态下运行。当控制模块20活动时，执行步骤206，否则执行步骤200。

在步骤206中，控制模块20确定是否接收到车辆操作者的输入。车辆操作者的输入可为请求命令信号和/或设定命令信号的形式。车辆操作者的输入可例如来自输入装置50中的任一个装置。当已接收到车辆操作者的输入时，执行步骤208，否则执行步骤210。

在步骤208中，巡航控制系统12在正常的状态下运行。当在正常的状态下时，随着车辆操作者输入或中断，巡航控制系统12将当前车辆速度V(t)维持在设定的目标速度S。

现在还参考图5，示出了PID巡航控制系统160的样本功能结构图和信号流程图。PID巡航控制系统160包括可等于目标速度S的设定点。PID巡航控制系统160还包括反馈回路162。如由等式1所提供的，经由第一加法器164，反馈并且减去当前车辆速度V(t)以提供误差信号e(t)。

e(t)＝S-V(t)                    (1)

当前车辆速度V(t)是巡航控制命令信号U(t)的函数。巡航控制信号U(t)基于由比例模块166生成的比例贡献P_contrib、由积分模块168生成的积分贡献I_contrib和由微分模块170生成的微分贡献D_contrib。如由等式2所提供的，基于误差信号e(t)经由第二加法器172将贡献P_contrib、I_contrib、D_contrib相加以提供巡航控制信号U(t)。加法器164，172和贡献P_contrib、I_contrib、D_contrib模块166-170可被包含为控制模块20的一部分或可由控制模块20存取。

U(t)＝P_contrib+I_contrib+D_contrib(2)

由等式3-5提供贡献P_contrib、I_contrib、D_contrib，其中K_p、T_i和T_d分别是比例PID增益系数常数、积分时间常数和微分时间参数，其用来调谐PID巡航控制系统160。

P_contrib＝K_pe(t)                (3)

$I_{\mathrm{contrib}}=\frac{K_p}{T_i}{\∫}_0^{t}e\left(\text{\τ}\right)d\left(\mathrm{\τ}\right)---\left(4\right)$

$D_{\mathrm{contrib}}=K_p{T}_d\frac{\mathrm{de}}{\mathrm{dt}}---\left(5\right)$

贡献P_contrib、I_contrib、D_contrib的和被提供给处理模块174。处理模块174可代表和包括例如生成节气门控制信号的节气门控制模块，比如控制模块20。处理模块174还可包括接收节气门控制信号的节气门(比如节气门22)。基于影响当前车辆速度V(t)的巡航控制信号U(t)可调节节气门位置。如由等式6所提供的，可将巡航控制信号U(t)表示成标准的形式。如由等式7所提供的，通过用常规的巡航控制校准PID增益参数k_p、k_i和k_d来替换常数K_p、

和K_pT_d可将巡航控制信号U(t)表示成平行形式。

$U\left(t\right)=K_p(e\left(t\right)+\frac{1}{T_i}{\∫}_0^{t}e\left(\mathrm{\τ}\right)d\left(\mathrm{\τ}\right)+T_d\frac{\mathrm{de}}{\mathrm{dt}})---\left(6\right)$

$U\left(t\right)=k_{p}e\left(t\right)+k_i{\∫}_0^{t}e\left(\mathrm{\τ}\right)d\left(\mathrm{\τ}\right)+k_d\frac{\mathrm{de}}{\mathrm{dt}}---\left(7\right)$

增益参数k_p、k_i和k_d由等式8-10来提供。

k_p＝K_p    (8)

$k_i=\frac{K_p}{T_i}---\left(9\right)$

k_d＝K_pT_d  (10)

在步骤210中，控制模块20检测下山条件。

现在还参考图6，示出了图解了检测下倾表面的运行条件的方法的逻辑流程图。在步骤210A中，控制模块20接收第一车辆速度信号并且将其与目标速度S做比较以确定车辆11是否行进在轻微下倾的表面上或表面上方。从第一车辆速度信号减去目标速度S以生成第一差分信号。当第一差分信号大于第一预定差值I时，控制模块20执行步骤210B，否则执行步骤210C。第一差值I可与最小角度极限，比如角度极限B有关和/或与之相关联，或被用来确定车辆是否行进在轻微下倾的表面上或表面上方。当表面没有比成角度B的表面更陡峭时，车辆速度可不明显地小于目标速度，并且DFCO处于“关”。

在步骤210B中，当巡航控制/节气门打开信号处于“关闭”状态并且DFCO信号处于“开”的状态时，执行步骤210D，否则执行步骤210C。

在步骤210C中，将侵入巡航控制维持在无效的状态。当完成步骤210C时，执行步骤212。

在步骤210D中，控制模块20接收第二车辆速度信号并且将其与目标速度S做比较以确定车辆是否行进在陡峭下倾的表面上或表面下方。从第二车辆速度信号减去目标速度S以生成第二差分信号。当第二差分信号小于第二预定值II时，则执行步骤210E，否则执行步骤210C。第二差值II可与最大角度极限，比如最大角度极限A有关和/或与之相关联。当表面比成角度A的表面更陡峭时，在DFCO为“开”之后车辆速度可变高并且车辆操作者可采取行动以调节车辆速度。

在步骤210E中，使侵入巡航控制有效。当完成步骤210E时，执行步骤212。

在步骤212中，控制模块20确定是否能够进行侵入巡航控制操作。当能够进行侵入巡航控制操作时，执行步骤214，否则执行步骤220。

在步骤214中，控制模块20确定用于调节的PID增益参数k_p′、k_i′、k_d′的补偿值。在步骤214A中，确定第一校准值C_p。在步骤214B中，确定第二校准值C_i。在步骤214C中，确定第三校准值C_d。基于当前下倾的表面角度来成比例地生成补偿值C_p、C_i、C_d。基于当前车辆速度和目标速度S可间接确定下倾的表面角度或直接从水平传感器96确定该角度。补偿值C_p、C_i、C_d可被确定并且基于车辆参数，比如当前的节气门位置、发动机速度或其它车辆参数。

在步骤215中，生成调节的PID增益参数k_p′、k_i′、k_d′。如由等式11-13所示的，补偿值C_p、C_i、C_d乘以各自的增益系数k_p、k_i、k_d。调节的PID增益参数k_p′、k_i′、k_d′可被供给处理模块174或在该处理模块174中生成。

k_p′＝K_pC_p            (11)

${k_i}^{\′}=\frac{K_p{C}_i}{T_i}---\left(12\right)$

k_d′＝K_pT_dC_d          (13)

在步骤216中，作为巡航控制命令信号U(t)的函数基于调节的增益参数k_p′、k_i′、k_d′来调节当前的车辆速度V(t)。更新的巡航控制命令信号U′(t)可被表示为如等式14所提供。

$U^{\′}\left(t\right)={k_p}^{\′}e\left(t\right)+{k_i}^{\′}{\∫}_0^{t}e\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}+{k_d}^{\′}\frac{\mathrm{de}}{\mathrm{dt}}---\left(14\right)$

现在还参考图7，示出了图解了检测使侵入无效的条件的方法的逻辑流程图。在步骤217A中，控制模块20检查DFCO信号是否从“开”的状态转换到“关”的状态。当DFCO信号从“开”的状态转换到“关”的状态时，执行步骤217B，否则执行步骤218。

在步骤217B中，当DFCO信号处于“关”的状态下并且当处于“关”的状态下行进的车辆距离大于第三预定值III时，执行步骤217C，否则执行步骤218。在步骤217C中，使侵入巡航控制无效。当完成步骤217C时，执行步骤218。

在步骤218中，控制模块20检查侵入巡航控制是否被无效。当侵入巡航控制被无效时，执行步骤220，否则控制循环返回到步骤216。在步骤220中，重新设定补偿值C_p、C_i、C_d等于一(1)以用于正常的巡航控制PID增益操作。对于平滑转换该重新设定可为限速率的。当完成步骤220时，控制模块20执行步骤208。

上述步骤意在图解示例；取决于应用，这些步骤可连续地、同步地、同时地或以不同的次序被执行。

再次参考图1，巡航控制系统12还可以下面不同的模式中的任一种模式运行，该不同的模式包括：无效、备用无效、备用有效、接合中、恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用有效中加速、滑行、轻敲增速和轻敲降速。恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用中加速、接合中、滑行、轻敲增速和轻敲降速的模式都是瞬变模式。

在无效的模式中，“开/关”开关80处于“关”的状态，巡航控制不运行并且清除目标速度S_MEM。在备用无效的模式中，当“开/关”开关80处于“开”的状态并且在巡航安全特征之前实现制动时巡航控制退出无效的模式。在巡航安全特征之前的制动确保将制动输入适当地读入到PI控制中。在备用有效的模式中，“开/关”开关80处于“开”的状态下并且设定/滑行和恢复/加速信号为零。

在设定/滑行信号的下降沿上，巡航控制从备用有效的模式转换到接合中的模式。换句话说，在设定/滑行或恢复/加速信号的下降沿上，巡航控制从任何瞬变模式(即，恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用有效中加速、滑行、轻敲增速或轻敲降速)进入到接合中的模式。在接合中的模式中，PI控制将车辆速度S_VEH维持在目标速度S_MEM。当从备用有效、从接合中加速、滑行或从备用有效加速的模式进入接合中的模式时，将目标速度S_MEM设定等于车辆速度S_VEH。

在恢复的模式中，PI控制恢复(即，加速到)最后的目标速度S_MEM。如果定时器小于恢复到加速转换时间(T_RESACC)并且车辆速度S_VEH小于目标速度S_MEM(即，降速条件)，那么从加速的模式或从备用有效的模式进入恢复的模式。如果定时器大于或等于T_RESACC并且出现恢复/加速信号的下降沿，那么从超速恢复的模式进入恢复的模式。备选地，如果定时器小于T_RESACC、出现恢复/加速信号的下降沿并且车辆速度S_VEH小于目标速度S_MEM，那么从超速的模式进入恢复的模式。

在超速恢复的模式中，PI控制将车辆减速到最后的目标速度S_MEM。当对于巡航控制S_ERROR大于最大分配误差(E_MAX)时，在恢复/加速信号的下降沿上从备用有效的模式进入超速恢复的模式，以从备用有效的模式进入加速。

当压下“恢复/加速”开关84并且定时器大于轻敲增速到加速时间极限(T_TAPUPTRANS)时，进入到从接合中加速的模式。在从接合中加速的模式中，PI控制车辆加速直到释放“恢复/加速”开关84为止。从接合中加速的模式不影响目标速度S_MEM。

在从备用有效中加速的模式中，PI控制保持这种模式直到释放“恢复/加速”开关84为止。一旦释放“恢复/加速”开关84，PI控制进入恢复模式并且使车辆加速直到获得目标速度S_MEM为止。如果S_ERROR小于最大误差(S_ERRORMAX)，那么在恢复/加速开关信号的上升沿上进入从备用中加速的模式。从备用有效中加速的模式不影响S_MEM。

在设定/滑行开关信号的下降沿上从恢复的模式进入到滑行模式。如果设定/滑行信号为“高”并且定时器大于轻敲降速到滑行的转换时间极限(T_TAPDWNCST)，则从轻敲降速的模式进入滑行模式。在滑行模式中，减少节气门的面积并且车辆减速直到释放“设定/滑行”开关为止。滑行模式不影响目标速度S_MEM。

轻敲增速的模式以1英里/时增加车辆的速度。如果出现“恢复/加速”开关84信号的上升沿，则从超速恢复、轻敲降速、从接合中加速、轻敲增速、接合或滑行模式进入轻敲增速的模式。PI控制还以一英里/时增加目标速度S_MEM。相反地，轻敲降速的模式以1英里/时减小车辆的速度。如果出现设定/滑行开关信号的上升沿，则从轻敲降速、轻敲增速、接合中、从接合中加速或从备用有效中加速的模式进入轻敲降速的模式。PI控制还以一英里/时减小目标速度S_MEM。轻敲增速和轻敲降速以1秒的增量发生。在已轻敲了相应的开关过了1秒之后，巡航控制模式返回以与S_MEM±1英里/时的目标速度接合。

通过在前的描述本领域技术人员现在理解本公开的主要教导可以各种形式执行。所以，尽管本公开包括特定的实例，但是本公开的真实范围不应如此有限，因为通过对附图、说明书以及如下权利要求的研究，对熟练的从业者而言其它的修改都将是显而易见的。

Claims (20)

1.一种车辆控制系统，包括：

传感器，其生成车辆速度信号；

巡航控制系统，其生成巡航控制信号以将车辆维持在目标速度；

控制模块，其将所述车辆速度信号与所述目标速度信号做比较，并且当所述车辆速度信号大于所述目标速度时计算不同的巡航控制增益，以延迟与所述巡航控制命令信号相关联的节气门位置的变化。

2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统包括生成燃料信号以减少到发动机的燃料供应的燃料切断系统，所述控制模块基于所述延迟调节在所述燃料信号的不同燃料减少状态之间的时间间隔。

3.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块计算用于巡航控制的比例积分微分(PID)增益参数的补偿值，并且基于所述补偿值增加所述延迟。

4.根据权利要求3所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块基于所述车辆速度和所述目标速度计算所述补偿值。

5.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块计算所述补偿值并且基于所述补偿值调节所述巡航控制系统的比例积分微分(PID)增益参数。

6.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块增加在节气门的“高”和“低”状态之间的所述延迟。

7.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块检测使侵入无效的条件并且基于所述使侵入无效的条件使节气门的侵入控制无效。

8.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，当条件A和条件B二者都为真时所述控制模块使所述节气门的侵入控制无效：A)燃料减少信号为“关”状态；而B)存在大于极限的行进车辆距离。

9.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块执行在所述车辆速度和所述目标之间的第二比较并且生成差分信号，并且其中当所述差分信号小于预定值时所述控制模块使节气门的侵入控制有效。

10.一种运行车辆控制系统的方法，包括：

生成车辆操作者的节气门输入信号；

生成车辆速度信号；

将所述车辆速度和目标速度做比较并且生成第一差分信号；

当所述第一差分信号大于第一预定值时使节气门的侵入巡航控制有效；和

基于所述节气门的侵入巡航控制调节巡航控制运行并且计算不同的巡航控制增益以延迟巡航控制信号的不同的节气门状态。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括基于所述增加延迟在燃料切断信号的燃料减少状态之间的时间间隔。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括基于所述延迟减少燃料切断信号的切换。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算用于巡航控制的比例积分微分(PID)增益参数的补偿值；和

用所述补偿值来执行巡航控制任务。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于下倾的表面角度计算补偿值；和

基于所述补偿值调节巡航控制的比例积分微分(PID)增益参数。

15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成节气门位置信号；

生成燃料减少信号；和

当节气门处于空置位置并且所述燃料减少信号为“开”状态时使节气门的侵入巡航控制有效。

16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

生成燃料减少信号；

确定行进的车辆距离；和

基于所述燃料减少信号和所述行进的车辆距离使节气门的侵入控制无效。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

执行在所述车辆速度和所述目标之间的第二比较并且生成第二差分信号；和

当所述第二差分信号小于第二预定值时使节气门的侵入控制有效。

18.一种车辆控制系统，包括：

将车辆维持在目标速度的巡航控制系统；

生成节气门位置信号的传感器；和

生成燃料信号的控制模块，

其中，当所述节气门位置信号指示节气门处于空置位置并且所述燃料信号指示到发动机的燃料供应减少时，所述控制模块使节气门的侵入巡航控制有效以修改巡航控制命令信号。

19.根据权利要求18所述的车辆控制系统，其特征在于，基于发动机制动、发动机速度以及节气门位置中的至少一个来生成所述燃料信号。

20.根据权利要求18所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制模块执行在所述车辆速度和所述目标之间的第二比较并且生成第二差分信号，并且其中当所述第二差分信号小于第二预定值时所述控制模块使所述节气门的侵入巡航控制有效。

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