CN102458943B - 用于确定车辆控制系统的速率参考值的方法和模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆的控制系统的速度设置点值v_ref的方法，其包括：通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；根据一个或者多个车辆特定值来计算分段的所述坡度的阈值，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中；根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref；其后，根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆。本发明还包括用于确定车辆控制系统的速度设置点值的模块。

Description

用于确定车辆控制系统的速率参考值的方法和模块

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的介绍用于确定速度设置点值的方法和模块。

背景技术

现今，许多车辆都配备有巡航控制以使得驾驶员更容易地驾驶车辆。于是可以通过驾驶员来设置期望的速度，例如，通过方向盘控制台中的控制设备，此后车辆中的巡航控制系统根据控制系统进行操作，以使其对车辆进行加速和制动以便保持期望的速度。如果车辆配备有自动换挡系统，则车辆进行换挡以使车辆可以保持期望的速度。

当在丘陵地形中使用巡航控制时，巡航控制系统将试图在上坡时保持设置速度。这尤其会导致车辆在翻越山顶时加速并可能一直到后来的下坡，使得必须进行制动以避免超过设置速度，这是一种高油耗的行车方式。

当与传统巡航控制相比时，通过在丘陵地形中改变车辆的速度能够节省燃料。这可以通过各种方式来进行，例如，通过计算车辆的当前状态(如使用Scania)。如果对上坡进行计算，则系统加速车辆上坡。在爬升将要结束时，系统被编程为避免加速直到在顶部坡度已经变得水平为止，只要车辆的速度不下降到一定水平之下即可。在上坡的末端降低速度，使得在不使用发动机来加速的情况下能够在后来的下坡时重新获得速度。当车辆接近斜坡底部时，系统尽量使用动能以在比普通巡航控制更高的速度开始下一个上坡。系统将容易地在下坡的末端提供加速以便保持车辆的动量。在起伏的地形中，这意味着车辆以高于正常的速度开始下次爬坡。避免不必要的加速和使用车辆的动能使得能够节省燃料。

如果具有地图数据和GPS的车辆使得知道前面的地形布局，则可以使这种系统更加健壮并且还可以预先改变车辆的速度。

车辆通常具有许多ECUs(电子控制单元)，其控制车辆中的各种电子系统。车辆中的发动机经常由名为EMC(发动机管理系统)的它自己的ECU来控制。巡航控制的逻辑可以位于EMS中，但是有时这因为EMS具有太小的存储器空间并且/或者已经高处理器负荷而是不可能的。在逻辑在其他ECU而不是EMS中的情况下，期望的速度必须经由CAN被发送到发动机控制系统的调节器中，所述调节器用于向着所期望的速度调节车辆的速度。

传统PID调节器根据给定的速度参考值进行调节。因此，当这个参考值被巡航控制的逻辑修改并且经由CAN发送时，由发动机控制系统中的PID调节器，用于向着给定的参考值调节车辆速度。巡航控制预测车辆的速度，但是依然有巡航控制逻辑试图预测速度而同时发动机控制系统试图控制车辆的速度的问题。调节器将根据逐渐增加的误差来进行控制，然后将不会在已经被包含在速度预测计算中的上坡开始处向发动机提供最大扭矩。

已公开专利申请US 2005/0096183涉及在下坡时车辆的速度调节器。这里，山坡被配置为具有特定坡度的下坡，并且当驾驶员打开坡度开关时，只要开关是开通的，就设置车辆的恒定速度。因此，当驾驶员指示车辆在山坡上时车辆的恒定速度被设置。

在US专利6,076,036中，巡航控制基于速度设置、车辆的当前速度、由传感器测量的加速度和道路的坡度变化的使用来设置较低的燃料消耗的燃料流。

本发明的目的是提出当车辆的速度要被预测并且同时被调节时的车辆的改进的巡航控制，尤其是用于避免由于对于发动机控制系统的不稳定控制信号而导致不必要的燃料被喷射到发动机中。

发明内容

根据第一独立权利要求，通过用于确定车辆的控制系统的速度设置点值v_ref的方法来实现上述目的。所述方法包括：

A)通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；

B)根据一个或者多个车辆特定值来计算分段的所述坡度的阈值，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；

C)将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中；

D)根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；

E)当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref；

F)根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆。

本发明还包括根据第二独立权利要求的用于确定车辆的控制系统的速度设置点值的模块。所述模块包括：

视野单元，其适用于通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；

处理器单元，其适用于根据一个或者多个车辆特定值，来计算分段的所述坡度的阈值，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中；根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越所述视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；以及适用于当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref；之后根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆。

本发明提供调节器被提供有正确的速度设置点值以使它能够遵循车辆速度的预测的保证。因此，可以确保在陡峭的上坡上的最大可用发动机扭矩和在陡峭的下坡上的阻力矩/零扭矩。这意味着，在陡峭的上坡上，调节器的调节误差在爬坡的开始时对于发动机来说足够大以使其能够在它的开始处能够传送最大扭矩，以便防止车辆的速度下降得比需要的多。在陡峭的下坡上，提供低恒定速度设置点值，以使得可以避免将燃料喷射到发动机。

本发明还提供了提高分布式调节系统的性能的方法，在该系统中，直接作用于调节器的传统方法，例如，断开或者更强大的调节器参数，不容易被应用。这是由于设置点值发生器和调节器在不同的控制单元中。

本发明还提供了防止车辆的速度在坡顶增加的优点，以便在接下来的下坡之前达到它的参考速度。这种在坡顶上的速度增加通常是不必要的成本。

因此，本发明实现了车辆的速度的一致调节，即，在降低速度之后不紧接着在坡顶提高速度。

在从属权利要求和详细说明书中，描述了优选实施例。

附图说明

下面参照附图描述本发明，其中：

图1描述了根据本发明的实施例的车辆中的调节模块的功能上下文。

图2描述了根据本发明的实施例的方法的流程图。

图3说明了与车辆的路线的长度相关的控制系统的视野的长度。

图4说明了由于新的分段被添加到视野中而不断被更新的各种所预测的速度和分段的类别。

图5根据本发明的实施例说明了本发明和传统巡航控制之间的区别。

图6根据本发明的实施例说明了本发明和传统巡航控制之间的区别。

具体实施方式

可以使用关于车辆的路线的信息来预先调节车辆的速度以节省燃料，增加安全性和提高舒适度。地势极大地影响了尤其是重型车辆的动力传动系统的控制，由于上坡比下坡需要更多的扭矩，以使得能够在不换挡的情况下攀爬某些山地。

车辆被提供有定位系统和地图信息，并且来自定位系统的位置数据和来自地图信息的地形数据被用于构造说明路线的特性的视野。在本发明的描述中，GPS(全球定位系统)用于确定车辆的位置数据，但应意识到，还可以设想其它种类的全球或区域定位系统来向车辆提供位置数据，例如，使用无线电接收机来确定车辆位置的系统。车辆还可以使用传感器来扫描周围的环境并从而确定其位置。

图1示出了单元如何包含关于路线的地图和GPS信息。在下面将路线举例作为车辆的单个线路，但应意识到，可以通过地图和GPS或其它定位系统将各种可能想到的路线包含作为信息。驾驶员还可以登记预期的行程的起点和终点，在这种情况下，所述单元使用地图数据等来计算适当的线路。可以将该路线或多个路线(如果有两个或更多个可能的选择)通过CAN逐片段(bit)地发送到用于调节设置点值的模块，该模块可以与控制系统分离或构成控制系统的一部分，该控制系统将使用该设置点值来调节车辆的速度。可替代地，具有地图和定位系统的单元还可以是使用设置点值进行调节的系统的一部分。在调节模块中，将片段一起置于视野单元中以构成视野，并由处理器单元进行处理以创建控制系统可以调节的内部视野。如果有两个或更多个替代路线，则针对各种选择创建多个内部视野。然后，通过来自具有GPS和地图数据的单元的新的片段对视野或多个视野连续地进行补充，以保持期望的视野长度。因此，当车辆在运动中时连续地对视野进行更新。

CAN(控制器区域网络)是专门开发用于在车辆中使用的串行总线系统。CAN数据总线使得能够在传感器、调节组件、致动器、控制设备等之间进行数字数据交换，并确保两个或更多个控制设备能够访问来自给定传感器的信号，以便使用它们来控制与其连接的控制组件。

图2是根据本发明包括的实施例的方法的步骤的流程图。下面所描述的示例仅涉及一个视野，但应当意识到，可以并行地构造用于各种替代路线的两个或更多个视野。第一步骤A)基于由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性。当车辆移动时，视野模块将片段放置在一起以形成路线的视野，视野的长度通常为大约1到2km。视野单元持续跟踪车辆在什么地方并连续地添加到视野中，以使得视野的长度保持恒定。根据实施例，当行程的终点在视野长度之内时，则不再对视野进行添加，这是由于超过终点的行驶是不相关的。

视视野由线路分段构成，该线路分段具有与其相关联的其长度和坡度形式的特性。在此，以矩阵的形式对视野进行举例说明，其中，每列包含分段的特性。覆盖路线前方80m的矩阵可以采用下列形式：

$\left[\begin{array}{cc}\mathrm{dx}& \%\\ 20,& 0.2\\ 20,& 0.1\\ 20,& -0.1\\ 20,& -0.3\end{array}\right]$

其中，第一列是以米为单位的每个分段的长度(dx)，而第二列是每个分段以％表示的坡度。采用该矩阵来表示从车辆的当前位置到前方20米的坡度为0.2％，在此之后的20米的坡度为0.1％等。分段和坡度的值不需要以相对值来表示，而是替代的可以用绝对值来表示。矩阵有利地是矢量形式，但是替代的可以是数据分组等形式的指针结构。存在各种其它可能想到的特性，例如，曲率半径、交通标志、各种障碍物等。

此后，在步骤B)中将视野中的分段置于各种类别中，其中，根据一个或多个车辆特定值来针对分段的坡度来计算阈值，该阈值充当用于将分段分配到各种类别的边界。根据本发明的实施例，通过一个或多个车辆特定值(例如，当前传动比、当前车辆重量、发动机的最大扭矩曲线、当前速度下的机械摩擦和/或车辆的行驶阻力)来计算针对所关心的特性的阈值。控制系统内部的车辆模型用于估计当前速度下的行驶阻力。在车辆的控制系统中，传动比和最大扭矩是已知大小的，而车辆重量是即时估计的。

下面是分段可以被置于的五个不同的类别的示例：

平坦的道路：具有0±公差的坡度的分段。

陡峭的上坡：具有对以当前的档位保持速度的车辆来说过于陡峭的坡度的分段。

平缓的上坡：具有公差和急剧的上坡的阈值之间的坡度的分段。

陡峭的下坡：具有使得由坡度来加速车辆的陡峭的下坡坡度的分段。

平缓的下坡：具有负公差和急剧的下坡的阈值之间的下降的坡度的分段。

将分段置于上面描述的类别中，因此以两个坡度阈值l_min和l_max的形式计算阈值，其中l_min是车辆由下坡坡度加速的最小坡度，而l_max是车辆在不换挡上坡的情况下能够保持速度的最大坡度。因此，可以根据前方道路的坡度和长度来调节车辆，以使得能够依靠巡航控制在起伏的地形上以节约燃料的方式驱动车辆。例如，当车辆以80km/h行驶时，“平坦的道路”类别的公差优选地在0.05％和-0.05％之间。基于该相同的速度(80km/h)，通常将l_min计算成大约-2到-7％，而l_max通常为1到6％。然而，这些值很大程度上取决于当前传动比(档位+固定的后轴比)、发动机性能以及总重量。

在下一个步骤C)中，本方法将每个分段的坡度和阈值进行比较，并且根据比较的结果将视野内的每个分段置于类别中。

在视野中的每个分段被置于类别中之后，可以基于分段的分类和视野来构建控制系统的内部视野。步骤D)根据与视野内分段被置于的类别相关的规则，计算跨越视野的车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；内部视野包括针对每个分段的控制系统必须遵守的进入速度v_i。每个分段还具有最终速度v_slut，其与下一个分段的进入速度v_i相等。因此，这些进入速度v_i和最终速度v_slut是速度设置点值v_ref，车辆的控制系统通过该速度设置点值v_ref来进行调节。

根据实施例，对两个进入速度v_i之间所请求的速度改变进行渐变(ramp)，以便为控制系统提供带来车辆速度的逐步增加或减小的设置点值v_ref。对速度改变进行渐变导致需要进行逐步速度改变的计算以便实现速度改变。换句话说，通过渐变实现线性的速度增加。连续地逐步通过视野内的所有分段，并且由于新的分段被添加到视野中，因此在需要时在分段中在车辆的参考速度v_set的范围内调节进入速度v_i。v_set是由驾驶员设置的，并且当车辆在运动时期望由车辆的控制系统保持在范围内。该范围由两个速度v_min和v_max界定，所述v_min和v_max可以由驾驶员手动设置，或者通过优选地在调节模块中计算的适当的范围的计算来自动设置。

因此，针对分段类别的各种规则对如何调整每个分段的进入速度v_i进行调节。如果分段被置于“平坦的道路”类别中，则在该分段的进入速度不发生改变。驾驶车辆以使得满足舒适度要求涉及使用如下的Torricelli方程来计算需要施加到车辆的恒定加速度或减速度：

$v_{\mathrm{slut}}^2=v_i^2+2\·a\·s---\left(1\right)$

其中，v_i是分段的进入速度，v_slut是在分段末端的车辆速度，a是恒定加速度/减速度以及s是分段的长度。

如果分段属于“陡峭的上坡”或者“陡峭的下坡”类别，那么通过求解下面的方程来预测分段的最终速度v_slut：

${v_{\mathrm{slut}}}^2=(a\·v_i^2+b)\·(e^{(2\·a\·s/M)}/b)/a---\left(2\right)$

其中

a＝-C_d·ρ·A/2                                 (3)

b＝F_track-F_roll-F_α                             (4)

F_track＝(T_eng·i_final·i_gear·μ_gear)/r_wheel    (5)

$F_{\mathrm{roll}}=\mathrm{flatCorr}\·M\·g/1000\·(C_{\mathrm{rrisoF}}+C_b\·(v_i-v_{\mathrm{iso}})+C_{\mathrm{aF}}\·({v_i}^2-{v_{\mathrm{iso}}}^2))---\left(6\right)$

F_α＝M·g·sin(arctan(α))                      (7)

$\mathrm{flatCorr}=1/\sqrt{(1+r_{\mathrm{wheel}}/2.70)}---\left(8\right)$

因此，根据本实施例，基于分段的进入速度v_i，在分段的末端之后计算车辆的最终速度v_slut，F_track是来自发动机扭矩的沿着车辆的运动方向作用的力，F_roll是来自作用在车轮上的滚动阻力的力，以及F_α是来自由于分段的坡度α而作用在车辆上的力。此外，C_d是空气阻力系数，ρ是空气密度，A是车辆的最大横截面积，T_eng是发动机扭矩，i_final是车辆的主传动齿轮，i_gear是变速箱中的当前传动比，μ_gear是齿轮系统的效率，r_wheel是车辆的车轮半径，M是车辆的重量，C_aF和C_b是与车轮的滚动阻力有关的速度依赖系数，C_rrisoF是与车轮的滚动阻力相关的常数项，而v_iso是ISO速度，例如，80km/h。

在“陡峭的上坡”类别中的分段上，之后，将最终速度v_slut与v_min相比较，并且如果v_slut＜v_min，则必须增加v_i以使得

v_i＝min(v_max，v_i+(v_min-v_slut))                  (9)

否则v_i不发生改变，因为v_slut满足在参考速度的范围之内的要求。

在“陡峭的下坡”类别中的分段上，将最终速度v_slut与v_max相比较，并且如果v_slut＞v_max，则必须减小v_i以使得

v_i＝max(v_min，v_i-(v_slut-v_max))                  (10)

否则v_i不发生改变，因为v_slut满足在参考速度的范围之内的要求。

在“平缓的上坡”类别中的分段上，当包含新的分段时，允许设置点值v_ref在v_min与v_set之间变化，即v_min≤v_ref≤v_set。如果v_ref≥v_min，则不产生车辆的加速度。然而，如果v_ref＜v_min，则在该分段期间将v_ref应用于v_min，或者如果v_ref＞v_set，则通过方程(1)将v_ref渐变到v_set。在“平缓的下坡”类别中的分段上，当包含新的分段时，允许v_ref在v_set与v_max之间变化，即v_set≤v_ref≤v_max，并且如果v_ref≤v_max，则不产生车辆的减速度。然而，如果v_ref＞v_max，则在该分段期间将v_ref应用于v_max，或者如果v_ref＜v_set，则通过方程(1)将v_ref渐变到v_set。可以通过删除“平缓的上坡”和“平缓的下坡”来将上面的五种分段类别简化为三种。然后，“平坦的道路”分段将覆盖由计算出的阈值l_min和l_max所界定的更大的范围，因此该分段上的坡度必须小于l_min(如果坡度为负)或者大于l_max(如果坡度为正)。

当处于“平缓的上坡”或“平缓的下坡”的类别中的视野内的分段之后的一个分段造成那些类别中的分段的进入速度的改变时，它可能意味着进入速度以及由此控制系统的设置点速度被修改并变得高于或低于由上面的“平缓的上坡”或“平缓的下坡”的类别的规则所指示的速度。因此，这适用于当根据后续的分段修改分段的进入速度时。

通过连续地逐步通过视野中的所有分段，使得可以确定提供针对每个分段的预测的进入值v_i的内部视野。连续地逐步通过视野中的分段涉及连续地计算每个分段的进入值v_i，因此计算进入值v_i可能需要改变内部视野中前方和后方两者的进入值。例如，在分段中的预测的速度在设置范围之外的情况中，所期望的是修改之前分段中的速度。

图3描绘了与路线相关的内部视野。内部视野如由向前移动的虚线内的视野所指示地连续地向前移动。图4描绘了内部视野的示例，其中在该内部视野中的各个分段被置于类别中。在该图中，“LR”表示“平坦道路”，“GU”表示“平缓的上坡”，“SU”表示“陡峭的上坡”，而“SD”表示“陡峭的下坡”。速度初始为v₀，如果其不是v_set，则在具有可接受的舒适度的前提下根据Torricelli方程(1)将设置点值从v₀渐变到v_set，因为该类别是“平坦道路”。下一分段为“平缓的上坡”，并且只要v_min≤v_ref v_set，则v_ref不发生改变，因为在该分段中不需要施加加速度。下一分段为“陡峭的上坡”，因此通过公式(2)来预测针对该分段的最终速度v₃，如果v₃＜v_min，则根据公式(9)必须增加v₂。下一分段为“平坦道路”，因此在具有舒适度要求的限制的情况下，根据Torricelli方程(1)使v_ref向v_set改变。此后进入“陡峭的下坡”的分段，因此通过公式(2)来预测最终速度v₅，如果v₅＞v_max，则根据公式(10)必须减小v₄。一旦内部视野中的后方速度改变，则对内部视野中的其余的后方速度进行调节以能够达到进一步的前方速度。在每次需要进行速度改变的地方，根据本发明的方法通过Torricelli方程(1)来计算是否能够在具有舒适度要求的情况下实现速度改变。如果不能，则对该分段的进入速度进行调节以使得能够保持舒适度要求。

因此，根据与分段类别相关的前述规则来预测内部视野。车辆沿着路线不断地向前行驶，并且向控制系统提供速度设置点值，控制系统通过速度设置点值控制车辆的速度。当车辆在指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别中的分段中时，步骤E)向所计算的速度设置点值增加偏移v_offset。根据速度设置点值v_ref利用偏移v_offset调节车辆(步骤F)，直到陡峭的上坡或者陡峭的下坡的末端为止。其后，再一次从所预测的内部视野中提取速度设置点值。因此，可以通过快速地获得来自上坡开始处的较大调节误差或者在下坡上的较小调节误差，来补偿在其他控制系统而不是EMS中的巡航控制逻辑。v_offset的典型值是5km/h，但是其他值也是可能的。然后，最大发动机扭矩在陡峭的上坡上是可用的，并且还保证在下坡时需要尽可能少地制动车辆。

根据实施例，当车辆在陡峭的上坡上时，将偏移增加到所计算的速度设置点值v_ref。然后车辆的控制系统的速度设置点值被施加为v_ref加上当车辆在陡峭的上坡上时由控制系统计算的v_offset。之后的分段或者多个分段是“陡峭的上坡”。因此，当在陡峭的上坡上出发时，确保了最大可用的发动机扭矩。

类似地，当车辆在陡峭的下坡上时，负偏移v_offset被增加到所计算的速度设置点值v_ref。然后车辆的控制系统的速度设置点值被施加为v_ref加上当车辆在陡峭的下坡上时由控制系统计算的-|v_offset|。之后的分段或者多个分段是“陡峭的下坡”类型。因此，当在陡峭的上坡上出发时，保证了阻力扭矩或者零扭矩以避免在下坡时需要制动。

根据实施例，所述偏移v_offset是随着时间的变化值，以便实现合适的性能和舒适度标准。例如，为了防止由于快速的设置点值变化而引起的颤动，在陡峭的上坡的末端偏移v_offset被减小到接近零。类似地，在陡峭的下坡的末端偏移v_offset被减小到接近零。

当在第一陡峭的上坡或者第一陡峭的下坡之后的特定距离L内为陡峭的上坡或者陡峭的下坡时，为了避免不必要地消耗大量燃料，实施例不允许车辆在区段L内的加速和减速二者。在下一个坡之前，只有到所期望的速度v_ref的仅加速或者仅减速可以发生。在图5和图6中说明了该实施例。用点划线表示传统的巡航控制，并且点线表示根据本实施例的巡航控制。这里，区段L被计算为覆盖比预定阈值小的特定距离。根据实施例的阈值是250m-500m。例如可以通过将位于山坡之间的分段的长度加在一起来计算L。在图5中，当车辆已经爬上坡时，在下一个坡之前将v_ref设置为它的期望速度，在该情况中是v_min。其后，贯穿区段L维持该速度，即，直到车辆例如在陡峭的下坡上时为止。因此，避免车辆提高速度的任何需要，因为它将尽力维持速度v_set，以便之后降低速度并且从而在下坡时利用可用的能量，即，通过避免必须制动车辆。当使用传统巡航控制驾驶车辆时，因此在下坡时将由于需要制动而消耗更多的能量，如图所说明。这里v_kfb代表减速器脚踏闸设置(恒定的速度制动设置)，即当在下坡时制动车辆时起作用的车辆的辅助制动巡航控制。车辆被制动以避免超过该速度设置。因此如图6所说明的，通过在区段L期间维持恒定速度来节省能量。在图6中，当车辆已经沿着下坡行驶时，在下一坡前将v_ref设置为它的期望速度，在该情况中为v_max。其后，在贯穿区段L维持该速度，即，直到车辆例如在陡峭的上坡上时为止。因此，避免车辆提高速度的任何需要，因为它将尽力维持速度v_set。

本发明还涉及用于确定车辆的控制系统的速度设置点值的模块，如图1所描述的。该模块包括视野单元，其适用于通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性。该模块还包括处理器单元，其适用于执行如上所描述的步骤B)到步骤E)，在此之后，根据速度设置点值v_ref调节车辆。结果是可以在车辆中被使用来在模块是除了车辆的ECU(即，其EMS)之外的ECU的情况中以可靠的方式来调节速度设置点值的模块。该模块可以是旨在为其调节设置点值的控制系统的一部分，或者可以是与控制系统分离的独立模块。

根据实施例，当车辆在陡峭的上坡上时，处理器单元适用于向所计算的速度设置点值v_ref增加正偏移。然后车辆的控制系统的速度设置点值被增加为v_ref加上当车辆处于陡峭的上坡上时由控制系统计算的v_offset。因此，当在陡峭的上坡上出发时，确保了最大可用的发动机扭矩。

根据另外的实施例，当车辆在陡峭的下坡上时，处理器单元适用于向所计算的速度设置点值v_ref增加负偏移v_offset。然后车辆的控制系统的速度设置点值被增加为v_ref加上当车辆在陡峭的下坡上时由控制系统计算的-|v_offset|。因此，当在陡峭的下坡上出发时，确保了阻力扭矩或者零扭矩。

根据图5和图6所说明的实施例，当在第一陡峭的上坡或者第一陡峭的下坡之后的特定距离L内是陡峭的上坡或者陡峭的下坡时，处理器单元适用于不允许车辆在区段L内的加速和减速二者。在下一个坡之前，只有到所期望的速度v_ref的加速或者减速才可以发生。因此，通过避免在之后将必须降低车辆速度的对车辆速度的增加或者在之后将必须增加速度的对车辆速度的减小，可以节省燃料。

在处理器单元中优选地确定当前传动比、当前车辆重量、发动机的最大扭矩曲线、当前速度下的机械摩擦和/或车辆的行驶阻力的车辆特定值。因此，可以基于此刻的车辆状态来确定阈值。可以从CAN获取或者由适当的传感器检测确定这些值所需的信号。

根据实施例，分段的特性为其长度和坡度，并且处理器单元适用于以坡度阈值l_min和l_max的形式计算阈值。因而，可以根据路线的起伏来调节车辆的速度，以便以节省燃料的方式行驶。

根据另一个实施例，视野单元适用于通过使用来自GPS系统的位置数据来确定视野。因此，可以连续地确定车辆的地理位置。

视野单元优选地适用于只要视野没有超出车辆的计划路线就连续地确定视野，并且处理器单元优选地适用于针对内部视野的整个长度连续地执行用于计算和更新控制系统的设置点值的步骤。在实施例中，当车辆沿着路线行驶时，渐进地逐个构建视野。由于要计算的设置点值还取决于车辆的车辆特定值如何沿着路线而改变，因此不考虑是否添加了新的分段而连续地计算和更新控制系统的设置点值。。

本发明还包括计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序指令，该计算机程序指令用于使得车辆中的计算机系统在所述计算机程序指令在所述计算机系统上运行时执行根据本方法的步骤。所述计算机程序指令优选地存储在可由计算机系统读取的介质上，例如，CD ROM、USB存储器、或者可以将它们无线地或通过线路发送到计算机系统。

本发明不限于上面描述的实施例。可以使用各种替代、修改和等价形式。因此，前述实施例不限制由所附权利要求所定义的本发明的范围。

Claims (17)

1.一种用于确定车辆的控制系统的速度设置点值v_ref的方法，其特征在于所述方法包括：

A)通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；

B)根据一个或者多个车辆特定值来计算分段的所述坡度的阈值，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；

C)将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中；

D)根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越所述视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；

E)当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref；

F)根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述车辆在陡峭的上坡上时，将正偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref。

3.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，当所述车辆在陡峭的下坡上时，将负偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref。

4.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，所述偏移v_offset是随着时间变化的值。

5.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，当在第一陡峭的上坡或者第一陡峭的下坡之后的特定距离L内为陡峭的上坡或者陡峭的下坡时，在所述距离L内不允许所述车辆的加速和减速二者。

6.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，通过当前传动比、当前车辆重量、发动机的最大扭矩曲线、当前速度下的机械摩擦和/或所述车辆的行驶阻力来确定所述车辆特定值。

7.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，以坡度阈值1_min和1_max的形式计算所述阈值。

8.根据权利要求1和2中任何一项所述的方法，其中，通过使用来自GPS的位置数据来确定所述视野。

9.一种用于确定车辆的控制系统的速度设置点值的模块，其特征在于所述模块包括：

视野单元，其适用于通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；

处理器单元，其适用于根据一个或者多个车辆特定值，来计算分段的所述坡度的阈值，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中；根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越所述视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref；以及适用于当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref，在此之后根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆。

10.根据权利要求9所述的模块，其中，所述处理器单元适用于，当所述车辆在陡峭的上坡上时，将正偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref。

11.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，所述处理器单元适用于，当所述车辆在陡峭的下坡上时，将负偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref。

12.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，所述偏移v_offset是随着时间变化的值。

13.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，当在第一陡峭的上坡或者第一陡峭的下坡之后的特定距离L内为陡峭的上坡或者陡峭的下坡时，所述处理器单元适用于在所述距离L内不允许所述车辆的加速和减速二者。

14.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，通过当前传动比、当前车辆重量、发动机的最大扭矩曲线、当前速度下的机械摩擦和/或所述车辆的行驶阻力来确定所述车辆特定值。

15.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，所述处理器单元适用于以坡度阈值1_min和1_max的形式计算所述阈值。

16.根据权利要求9和10中任何一项所述的模块，其中，所述视野单元适用于通过使用来自GPS的位置数据确定所述视野。

17.一种用于确定车辆的控制系统的速度设置点值v_ref的装置，其特征在于所述装置包括：

用于通过由线路分段构成的路线的位置数据和地图数据来确定视野的模块，其中，所述线路分段具有针对每个分段的长度和坡度特性；

用于根据一个或者多个车辆特定值来计算分段的所述坡度的阈值的模块，其中，所述阈值充当用于将分段分配到各种类别中的边界；

用于将每个分段的所述坡度和所述阈值进行比较，并且根据所述比较的结果将所述视野内的每个分段置于类别中的模块；

用于根据与所述视野内的分段被置于的类别相关的规则，计算跨越所述视野的所述车辆的控制系统的速度设置点值v_ref的模块；

用于当所述车辆处于指示陡峭的上坡或者陡峭的下坡的类别的分段中时，将偏移v_offset增加到所计算的速度设置点值v_ref的模块；

用于根据所述速度设置点值v_ref调节所述车辆的模块。