CN102781708A - 控制车辆巡航控件的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于控制车辆巡航控件的方法和巡航控制系统，该方法包括以下步骤：-在所述巡航控件活动并设定成维持车辆设定的目标速度（v_{cc设定的目标速度}）的情况下驾驶所述车辆；-记录当前车辆状况，当前车辆状况至少包括当前车辆位置（A）、当前接合的传动比、可用传动比、当前车辆速度、可用最大推进扭矩以及即包括下一即将到达的上坡的将行驶到的道路的道路地形；-基于所述当前车辆状况来预测在所述即将到达的上坡的即将到达的车辆位置（C）处的由于车辆速度下降而引起的降档并选择导致可以延迟或避免所述降档的至少一种动作；-根据所述选择的动作来控制所述巡航控件，使得例如从直接档延迟或避免降档并由此节省燃油。

Description

控制车辆巡航控件的方法和系统

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于控制车辆中的巡航控件的方法。本发明还涉及根据权利要求8的前序部分的针对用于控制所述巡航控件的这样的方法的车辆巡航控制系统。

本发明还涉及供与计算机一起使用的计算机程序，计算机程序产品以及用于计算机的存储介质，用以执行所述方法。

背景技术

诸如轿车，货车，牵引车和大客车的机动车辆通常配备有所谓的巡航控制系统，也被称作为速度控制系统，用于自动控制车辆速度。这样的巡航控制系统包括诸如速度传感器的装置，用以监视实际车辆速度。巡航控制系统将实际车辆速度与设定的目标速度进行比较。在驾驶员驱动设定开关时，例如可将目标速度输入巡航控制系统中作为实际车辆速度。巡航控制系统通过将实际车辆速度与目标速度做比较来生成误差信号。误差信号然后例如用于控制耦合至燃油泵或车辆节流阀的传动器以改变引擎转速，直至误差信号基本上为零，即直至实际车辆速度等于目标速度。

EP1439976以及US6990401公开了现有技术的两个实例，其中已经进一步开发了巡航控制系统。这里的巡航控制系统是一种预测巡航控制系统，该系统利用与当前的车辆位置以及即将到达的道路地形有关的信息，也就是例如即将到达的道路的倾斜度或海拔值，从而以提高燃油效率这样的方式来控制节流阀的开启。

现有技术的巡航控制中存在的问题是在某些车辆行车状况下会出现不必要的降档。图1至3中公开了这样的车辆行驶状况的三个实例。所述附图中的每一个都公开了可能发生这样的不必要降档的道路截面轮廓1、21和31的典型实例。图1中的道路截面轮廓1公开了下坡以及之后的上坡。上方的曲线2公开了在行驶在所述道路截面轮廓1时车辆速度怎样改变以及对目标速度v_{cc设定的目标速度}的巡航控制设定。在所公开的实例中，最大可允许过速v_bcc被设定用于制动巡航将启动所述车辆的辅助制动和/或脚踏闸时，使得在下坡行驶时不会超过所述v_bcc。在占主导地位的车辆状况的情况下，所述车辆的变速箱中接合某一档位，且当降档（v_降档速度）至低速档（具有较高传动比）将发生时确定车辆速度下限。所述接合的档位可以是直接档或通过传动装置（变速箱）中的齿轮对传输扭矩的档位。在图1中，当车辆处于位置A时，车辆正在加速，并且在位置A之后最终加速到略微超过v_{cc设定的目标速度}。当车辆处于位置B时，开始上坡，并且车辆速度会降低。在所示实例中，倾角非常陡，以致车辆的可用牵引功率不足以使当前接合的档位保持v_{cc设定的目标速度}。在位置C处，车辆速度已经降至所述v_降档速度且执行了降档。在所示实例中，所述降档导致车辆速度开始提高。缺点是损失了燃油效率，这是因为在所述降档期间会发生牵引功率中断。如果所述降档是从直接档开始的降档，则甚至会损失更大的燃油效率，这是因为，与通过齿轮对传输扭矩的档位相比，利用接合的直接档行驶更具燃油效率。

图2和3中公开的实例公开了对于另外两种不同的可能道路截面轮廓21和31来说的对应降档C。道路截面轮廓21开始于水平道路且随后是上坡倾斜。道路截面轮廓31开始于略微的上坡倾斜，且随后是上坡倾斜。

本发明的目的是进一步开发这样的巡航控制系统，其中与当前车辆位置和即将到达的道路地形有关的信息由巡航控件使用，用于控制车辆速度。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提出一种用于巡航控制的改进方法，其可避免在上坡时发生不必要的降档。这可通过权利要求1前序部分所述的方法实现，且其特征由权利要求1定义。本发明的目的还可通过权利要求8前序部分所述的系统实现，且其特征由权利要求8定义。

根据本发明的方法是一种用于在车辆行驶期间控制巡航控件的方法。所述方法包括（包括但不一定限于）以下步骤：

-在所述巡航控件活动并设定成维持车辆设定的目标速度的情况下，驾驶所述车辆；

-记录当前车辆状况，所述当前车辆状况至少包括当前车辆位置、当前接合的传动比、可用传动比、当前车辆速度、可用最大推进扭矩以及包括下一即将到达的上坡的即将行驶到的道路的道路地形；

-基于所述当前车辆状况，预测在所述即将到达的上坡的即将到达的车辆位置处的由于车辆速度下降而引起的降档，并选择导致可以延迟或避免所述降档的至少一种动作；

-根据所选择的动作来控制所述巡航控件。

根据所述发明的第一替换实施例，所述动作包括以下步骤：

-以预定可能量将所述当前接合的档位的降档界限临时降低至降低的降档速度界限。

根据所述发明的所述方法的另一实施例，所述动作还包括以下步骤：

-预测是否将充分延迟或避免所述降档；

-如果预测到将不充分延迟或不避免所述降档，则执行所述降档界限的所述临时降低；

-以及另外基于所述当前车辆状况来计算第一车辆位置的最低车辆速度，在该位置处车辆将开始在所述上坡减速，并且这导致可充分延迟或避免所述降档；

-基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，以便在车辆朝所述第一车辆位置行驶期间提高车辆速度以当所述车辆最终到达所述第一车辆位置时达到所述最低车辆速度。

在本发明的另一实施例中，所述动作包括如下步骤：

-基于所述当前车辆状况，计算第一车辆位置的最低车辆速度，在该位置处车辆将在所述上坡中开始减速，这导致可以延迟或避免所述降档；

-基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，以便在车辆朝所述第一车辆位置行驶期间提高车辆速度以当所述车辆最终到达所述第一车辆位置时达到所述最低车辆速度。

在本发明的另一实施例中，仅当所述车辆设定目标速度以及所述最低车辆速度之间的差小于预定值时，才允许所述将车辆速度提高到所述最低车辆速度。

本发明还涉及一种车辆巡航控制系统，其包括（包括但不一定限于）控制单元、驾驶员输入界面、车辆位置识别设备、道路地形识别设备。所述系统的特征在于所述控制单元被布置成执行所述第一实施例的上述方法步骤。

从专利权利要求1之后的从属专利权利要求显现了本发明的其他有利实施例。

附图说明

以下将参考附图详细描述本发明，出于示例的目的，附图示出本发明的其他优选实施例并且还示出了背景技术，其中：

图1至3概略地示出车辆速度示意图以及对应的行车状况，且其中所述速度视图公开了根据现有技术的巡航控制。

图4至9概略地示出车辆速度视图以及对应的行车状况，且其中所述速度视图公开了根据本发明不同实施例的巡航控制。

图10公开了应用于计算机环境下的本发明的实施例。

具体实施方式

根据现有技术，用于自动控制车辆速度的巡航控制系统可被布置在车辆中。所述巡航控制系统包括控制单元，其用于持续处理输入信号并将输出信号递送到例如用于控制推进单元的推进单元控件，且如果还安装了用于控制所述车辆中的制动设备的制动控制单元，则将输出信号递送到制动单元，以便维持设定的车辆速度。所述制动设备可以是脚踏闸和/或辅助制动器和/或电动机/发电机（例如，如果车辆配备有混合推进系统的话）。所述车辆巡航控制系统至少还包括驾驶员输入界面。所述控制单元被布置成在使用与当前车辆状况有关的信息的情况下执行下述发明的功能的步骤。

所述推进单元控件可被布置成控制推进单元，其至少包括经由自动机械传动（AMT）驱动地连接至驱动轮的推进单元。当所述AMT处于自动模式时，（在若干档位当中）自动选择最合适的档位并在所述车辆行驶期间接合至该档位。

所述车辆中的巡航控件被设定成维持v_{cc设定的目标速度}。这可由驾驶员进行设定。因此，所述巡航控制系统中的所述控制单元被布置成维持所述v_{cc设定的目标速度}。最大车辆过速V_bcc也可由驾驶员设定，以便在车辆速度接近所述V_bcc时使控制单元启动所述车辆的制动。这种功能是公知的且还可被称为制动巡航控制。用于所述车辆巡航控制的所述最大车辆过速V_bcc也可被设定为至少等于或高于所述v_{cc设定的目标速度}。在以下描述的发明实施例中，V_bcc被设定为高于v_{cc设定的目标速度}。

根据本发明实施例，所述巡航控制系统中的所述控制单元被编程为在所述巡航控件活动的情况下驱动所述车辆并执行以下步骤：

●在所述巡航控件活动的情况下驱动所述车辆并设定成维持车辆设定目标速度（v_{cc设定的目标速度}）；

●记录当前车辆状况，所述当前车辆状况至少包括当前车辆位置（A）、当前接合的传动比、可用传动比、当前车辆速度、可用最大推进扭矩以及即包括下一即将到达的上坡的将行驶到的道路的道路地形；

●基于所述当前车辆状况，预测在所述即将到达的上坡的即将到达的车辆位置（C）处的由于车辆速度下降而引起的降档并选择导致可以延迟或避免所述降档的至少一种动作；

●根据所述选择的动作来控制所述巡航控件。

因此，当车辆处于位置A时预测即将到达的上坡中的即将进行的降档，且选择动作以延迟或避免所述降档。以此方式，可在行驶在所述上坡期间至少延迟或完全避免不必要的降档。如果所述当前接合的档位是直接档且如果在接合的直接档的情况下行车时间增加，则将会节省燃油。如果所述当前接合的档位是经由齿轮对传输扭矩的档位且如果可以避免降档，则将会节省燃油。

参考图4，公开了与图1中相同的下坡之后是上坡的轮廓。而且以与图1中所示实例相同的方式来控制车辆的速度。根据本发明的一个实施例，所述动作包括以下步骤：

●以预定量将所述当前接合的档位的降档界限临时降低至降低的降档速度界限（v_{低降档速度}）。

在图4中，所述降低的降档速度界限通过线v_{低降档速度}公开。如可以看出的，在该示出的实例中的降低的降档速度界限在所述上坡过程中低于最低预测车辆速度42。因为降低的降档速度界限低于最低预测车辆速度，所以不会在位置C处发生降档。可以预定所述最低预测车辆速度和所述降低的降档速度界限之间的差。所述差可例如取决于推进单元配置、取决于所述上坡处的车辆行驶阻力以及取决于正常降档速度和降低的降档速度之间区域的引擎效率（如果引擎效率应当显著降低，则其对降低引擎速度来将没有意义，因为其会消耗额外的燃油）。所述降档速度的降低量可取决于例如引擎以低于所述（正常）降档界限v_降档速度的旋转速度旋转的估计时间。v_降档速度和v_{低降档速度}之间的典型差可以是100rpm。以对应方式，降低的降档速度可用于道路分段轮廓21和31。图6示出道路轮廓21，图8示出道路轮廓31。因此，在图6和8的实施例中，使用图4中的对应的V_{低降档速度}。

在本发明的另一实施例中，所述动作替换地包括以下步骤：

●基于所述当前车辆状况来计算第一车辆位置（B）的最低车辆速度，在该位置处车辆将在所述上坡中开始减速，这导致可以延迟或避免所述降档；

●基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，从而在车辆朝所述第一车辆位置（B）行驶期间提高车辆速度以当所述车辆最终到达所述第一车辆位置（B）时达到所述最低车辆速度。

本实施例在图5中公开，其中车辆速度曲线52分别等同于图4和图1中的车辆速度曲线42和2。车辆速度曲线55公开了在知道当前车辆状况的情况下来预测的车辆速度曲线，其中如果车辆在最小车辆速度v斜坡的情况下经过所述位置B，则其将可能在车辆速度没有降至小于v_降档速度的情况下行驶通过所述上坡。以此方式可避免在位置C处的降档。如图5中可以看出的，一旦例如在位置A处预测到在位置B中需要v_斜坡的最小车辆速度以避免降档，则车辆将因此在所述位置A和B之间加速，以便在位置B处达到v_斜坡。可以在当前车辆状况的情况下使用模拟作为输入数据，以求出v_斜坡的最小车辆速度。如果当前车辆状况导致不能充分避免或延迟所述降档并产生比不能加速至v_斜坡更差的燃油效率，则所述控制单元可被编程为根据曲线52来控制车辆速度，也就是，不执行加速至v_斜坡。以对应方式，v_斜坡可用于道路分段轮廓21和31。对于道路轮廓21，在图7中将其公开，且对于道路轮廓31，在图9中将其公开。因此，在图7和9的实施例中，如图5中使用对应的v_斜坡。

在本发明的另一实施例中，所述控制单元可被编程为将图4和5或者6和7或者8和9中描述的所述动作组合。因此，所述控制单元可被编程为执行以下步骤：

●预测是否将充分延迟或避免所述降档；

●如果预测到将不充分延迟或不避免所述降档，则执行所述降档界限的所述临时降低步骤；

●以及另外基于所述当前车辆状况，计算车辆速度将开始在所述上坡减速的第一车辆位置的最低车辆速度，且这导致可充分延迟或避免所述降档；

●基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，以使得在车辆朝所述第一车辆位置行驶期间提高车辆速度，从而当所述车辆最终到达所述第一车辆位置时达到所述最低车辆速度。

较之车辆速度提高到所述最低车辆速度v_斜坡，临时降低降档速度的动作更具燃油效率。因此首先预测临时降低的降档速度是否充分，且如果不充分，则可使用这两种动作。

在本发明的另一实施例中，仅当车辆设定目标速度v_{cc设定的目标速度}和最低车辆速度v_斜坡之间的差低于预定值时，才允许所述车辆速度提高到所述最低车辆速度。所述控制单元还可被编程为不允许v_斜坡超过预定值，例如v_bcc。

在所述发明的另一实施例中，在行驶在所述上坡期间，所述当前接合的档位的降档界限的所述临时降低是活动的，这意指例如从位置B到坡顶（未示出）或到车辆速度再次开始加速且引擎旋转速度已经增至超过v_降档速度的位置。

在另一实施例中，车辆可配备有自适应巡航控件（ACC）。ACC将记录当例如以上述车辆状况中的一种行驶时另一车辆是否相对接近所述车辆的前方。所述控制单元可被编程为只要所述ACC记录所述另一车辆相对接近所述车辆的前方，则根据上述实施例中的一个不启动所述车辆速度增加到所述最低车辆速度v_斜坡。

图10示出根据本发明一个实施例的装置500，装置500包括非易失性存储器520、处理器510以及读和写存储器560。存储器520具有第一存储器部件530，其中存储用于控制装置500的计算机程序。存储器部件530中用于控制装置500的计算机程序可以是操作系统。

装置500可封装在例如控制单元中，诸如所述巡航控制系统中的上述控制单元。数据处理单元510可包括例如微型计算机。

存储器520还具有第二存储部件540，其中存储用于根据本发明控制车辆巡航控件的程序。在替代实施例中，用于控制所述车辆巡航控件的程序存储在分离的非易失性数据存储介质550中，其诸如是CD或可交换半导体存储器。可以可执行形式或压缩状态来存储程序。

当下文指出数据处理单元510运行特定功能时，应当理解，数据处理单元510正运行存储在存储器540中的程序的特定部分或存储在非易失性记录介质550中的程序的特定部分。

数据处理单元510被定制用于通过数据总线514与存储器550通信。数据处理单元510还被定制用于通过数据总线512与存储器520通信。此外，数据处理单元510被定制用于通过数据总线511与存储器560通信。数据处理单元510还被定制用于通过使用数据总线515与数据端口590通信。

根据本发明的方法可由数据处理单元510来执行，可由运行存储在存储器540中的程序或存储在非易失性记录介质550中的程序的数据处理单元510来执行。

本发明不应当被认为限于上述实施例，而是在以下专利权利要求的范围内可以进行多种进一步变型和修改。

Claims (11)

1.一种用于控制车辆巡航控件的方法，包括以下步骤：

-在所述巡航控件活动并设定成维持车辆设定的目标速度（v_{cc设定的 目标速度}）的情况下驾驶所述车辆；

-记录当前车辆状况，所述当前车辆状况至少包括当前车辆位置（A）、当前接合的传动比、可用传动比、当前车辆速度、可用最大推进扭矩以及包括下一即将到达的上坡的即将行驶到的道路的道路地形；

-基于所述当前车辆状况来预测在所述即将到达的上坡的即将到达的车辆位置（C）处的由于车辆速度下降而引起的降档并选择导致能够延迟或避免所述降档的至少一种动作；

-根据所述选择的动作来控制所述巡航控件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述动作包括以下步骤：

-以预定可能量把所述当前接合的档位的降档界限临时降低至降低的降档速度界限（v_{低降档速度}）。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述动作还包括以下步骤：

-预测是否将充分延迟或避免所述降档；

-如果预测到将不充分延迟或不避免所述降档，则执行所述降档界限的所述临时降低；

-以及另外基于所述当前车辆状况来计算第一车辆位置（B）的最低车辆速度（v_斜坡），在所述第一车辆位置（B）处的车辆将开始在所述上坡减速，并且这导致能够充分延迟或避免所述降档；

-基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，使得在车辆朝所述第一车辆位置（B）行驶期间提高车辆速度，从而当所述车辆最终到达所述第一车辆位置（B）时达到所述最低车辆速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述动作包括以下步骤：

-基于所述当前车辆状况来计算第一车辆位置（B）的最低车辆速度，在所述第一车辆位置（B）处车辆将在所述上坡开始减速，这导致能够延迟或避免所述降档；

-基于所述当前车辆状况来控制所述巡航控件，使得在车辆朝所述第一车辆位置（B）行驶期间提高车辆速度，从而当所述车辆最终到达所述第一车辆位置（B）时达到所述最低车辆速度。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中仅当所述车辆设定的目标速度（v_{cc设定的目标速度}）与所述最低车辆速度（v_斜坡）之间的差低于预定值时，才允许所述车辆速度至所述最低车辆速度（v_斜坡）的所述提高。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其中驾驶在所述上坡期间，所述当前接合的档位的降档界限的所述临时降低是活动的。

7.根据前述权利要求中的一个所述的方法，其中所述预测的降档是从直接档的降档。

8.一种巡航控制系统，包括被布置用于维持车辆设定的目标速度（v_{cc设定的目标速度}）的控制单元、驾驶员输入界面、车辆位置识别设备、道路地形识别设备，其特征在于所述控制单元被编程来执行权利要求1的步骤。

9.一种计算机程序，包括用于当在计算机上运行该程序时执行权利要求1的所有步骤的程序代码装置。

10.一种计算机程序产品，包括存储在计算机可读介质上用于当在计算机上运行所述程序产品时执行权利要求1的所有步骤的程序代码装置。

11.一种用于在计算环境中使用的存储介质，诸如计算机存储器（520）或非易失性数据存储介质（550），所述存储器包括用于执行权利要求1的方法的计算机可读程序代码。

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