CN104010860A - 与确定参考值时的模式选择相关的模块和方法 - Google Patents

Abstract

一种被设置用于确定至少一个参考值的方法，所述至少一个参考值指示要如何影响车辆速度，并能够用于控制车辆中的至少一个控制系统，该方法的特征在于执行下述步骤：-从至少两个可选驱动模式中进行模式选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响至少一个参考值的计算；-进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，而所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc；-将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较；以及-基于所述模式选择并且基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，使得所述至少一个参考值处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

Description

与确定参考值时的模式选择相关的模块和方法

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于确定用于车辆控制系统的至少一个参考值的模块和方法。

背景技术

巡航控制当今在机动车辆(例如轿车、卡车、以及巴士)中常见。巡航控制的目的是实现均匀的预定速度。这通过下述方式完成：调节发动机转矩以避免减速，或在车辆由其自身重量加速的下坡行驶中施加制动作用。巡航控制的更一般性的目的是为车辆的驾驶员提供方便的驾驶和更好的舒适性。配备有巡航控制的车辆的驾驶员通常选择设定速度v_set作为他/她希望车辆在水平道路上维持的速度。巡航控制于是向车辆的发动机系统提供用于控制发动机的参考速度v_ref。设定速度v_set从而可被视为到巡航控制的输入信号，而参考速度v_ref可被视为来自巡航控制的输出信号且被用于控制发动机。

当今的传统巡航控制(CC)维持通常由车辆驾驶员以设定速度v_set形式设定的不变的参考速度v_ref，该设定速度因而在此是例如由他/她选择的期望速度，并且对于当今的传统巡航控制而言，参考速度是不变的并且等于设定速度，即v_ref＝v_set。参考速度v_ref的值仅在由驾驶员在车辆运动时进行调节时才改变。然后，参考速度v_ref被发送到控制车辆的控制系统，使得车辆速度在可能时对应于参考速度v_ref。在车辆配备有自动换挡系统的情况下，可通过该系统基于参考速度v_ref来换挡，以使车辆能够维持参考速度v_ref，即：使车辆能够维持期望设定速度v_set。

在斜坡地带，巡航控制系统将会试图在上坡和下坡时维持设定速度v_set。这尤其将导致车辆加速越过斜坡顶部并进入随后的下坡。于是，车辆将需要被制动以避免超过设定速度v_set或将会到达恒速制动被启动的速度v_kfb，这对驾驶车辆而言是费油的方式。在车辆越过斜坡顶时不加速的情况下，可能也需要在下坡时制动，以避免超过设定速度v_set或恒速制动的启动速度v_kfb。

为降低燃料消耗，特别是降低在斜坡道路上的燃料消耗，经济型巡航控制(比如斯堪尼亚的)已被开发。这种巡航控制试图估计车辆的当前行驶阻力，并且还具有关于车辆的历史行驶阻力的信息。经济型巡航控制还可以被提供包括地形信息的地图数据。于是例如可借助于GPS在地图上定位车辆，并估计沿前方道路的行驶阻力。因此，可针对不同类型的道路来优化车辆的参考速度v_ref以节省燃料，在这种情况下参考速度v_ref可能不同于设定速度v_set。这种规定涉及允许参考速度v_ref与由驾驶员选择的设定速度v_set不同的巡航控制，即参考速度调节式巡航控制。

经济型巡航控制的进一步开发的示例是“前瞻型”巡航控制(LACC)，一种使用前方道路区段的信息(即前方道路特性的信息)以确定参考速度v_ref的巡航控制策略形式。因此，LACC是参考速度调节式巡航控制的示例，其中，参考速度v_ref在特定范围内被允许与由驾驶员选择的设定速度v_set不同，以便实现更多燃料节约。

前方道路区段的信息例如可包括关于当前地形、道路弧度、交通情况、道路作业、交通密度和道路状态的信息。前方道路区段的信息还可包括前方区段上的速度限度和道路旁边的交通标识。这样的信息例如能够通过下述方式得知：位置信息(例如GPS(全球定位系统)信息)、地图信息和/或地形图信息、天气报告、各个车辆之间的通讯信息以及由无线电提供的信息。所有这种信息可以以各种方式被使用。例如，关于前方道路上的速度限度的信息可被用于通过在到达低速区之前降低车辆速度来实现燃料效率。类似地，指示出例如前方弯路或交叉路口的道路标识信息还可被用于通过在车辆到达弯路或交叉口之前制动来实现燃料效率。

LACC巡航控制例如可使得在大坡度爬升之前将参考速度v_ref提高到高于设定速度v_set的水平，因为预计车辆将由于它的相对于发动机性能的高车辆总重而在进行这种爬升时失速。类似地，在大坡度下坡之前，LACC巡航控制使得参考速度v_ref被降低到低于设定速度v_set的水平，因为预计(预测)车辆将由于其高车辆总重而在这样的下坡中加速。在此的概念是，降低车辆开始下坡行驶的速度使得能够降低被制动损耗的能量和/或空气阻力损失(反映为在下坡之前被喷射的燃料量)。因此，LACC巡航控制可在不显著影响行程时间的情况下降低燃料消耗。

因此，在斜坡地带，与传统巡航控制不同，参考速度调节式巡航控制能够主动地改变车辆速度。例如，车辆速度在陡峭下坡之前将会被降低，以便能够更多地利用由下坡提供的无成本能量，而不是通过制动耗费掉能量。速度还可在陡坡爬升之前被提高，以便防止车辆损失过多速度和时间。

发明内容

不同的驾驶员通常在巡航控制应当如何表现以特别地适应于他们和他们的需求方面具有不同的需求和希望，例如驾驶员可能不总是感兴趣于并且愿意主要集中精力于节约燃料，而是可能有时反而希望实现更短的行程时间。

EP0838363描述了通过使用传统的或自适应型巡航控制来控制车辆速度的方法和装置。驾驶员能够通过变更关于车辆被允许以何种程度加速或减速的巡航控制限值来更改车辆表现的方式，以及从而在运动模式和舒适模式之间切换。这种解决方案仅应用于不具有前方道路信息的传统巡航控制和自适应型巡航控制。因此，这些解决方案不是最优的，因为迫近的斜坡、弯道、路标等不能被预见并且不能提前被顾及。此外，驾驶员对于设定巡航控制功能的范围非常受限，因为仅有两个模式供选择。

本发明的一个目的是提出用于控制车辆速度的改进的模块和方法，该模块和方法能增强驾驶员对于车辆巡航控制的认可度，并尤其顾及前方道路区段上的行驶阻力。

根据本发明的一方面，以上目的通过使用前述模块来至少部分地实现，该模块的特征在于被设置成：

-从至少两个可选驱动模式中选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响至少一个参考值的计算；

-进行沿地平线(horizon)的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc；

-将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较；以及

-基于所选择的驱动模式并且基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，使得所述至少一个参考值处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

根据本发明的一方面，以上目的通过使用前述方法来至少部分地实现，该方法的特征在于：

-从至少两个可选驱动模式中选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响至少一个参考值的计算；

-进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，而所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc；

-将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较；以及

-基于所选择的驱动模式并且基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，使得所述至少一个参考值处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

所述至少一个参考值在此优选地是参考速度v_ref、参考转矩T_ref或参考发动机速度ω_ref。

驾驶员能够通过在不同的驱动模式之间选择来影响车辆速度被维持的方式的事实使得他/她能够将车辆行为与当时交通密度和道路类型相匹配或与他的/她的情绪和/或驾驶风格相匹配，从而增强驾驶员对于使用该系统的认可度。例如有时更期望的是具有更短的行程时间而非以燃料经济性方式驾驶，在这种情况下驾驶员能够通过更改驱动模式来使得车辆基于对更短行程时间的期望来调节。

例如，在交通密度增加的情况下，对于驾驶员而言易于从可使车辆速度急剧变化的经济模式切换到正常模式，以避免通过在他的/她的车辆速度方面的较大改变而激怒其他道路使用者。正常模式在此被限定为比经济模式更像传统巡航控制，并产生对高交通密度中而言更可接受的驱动模式。驱动模式的更改可涉及变更可容许的速度范围、用于自动换挡系统的换挡点、可容许的加速度水平等。

因为驱动模式包括多个设定，该多个设定全部通过对于驾驶员而言易于实现的模式选择来调整，所以本发明使得他/她更易于设定车辆，以期实现特定驱动效果。这意味着，驾驶员必须做的事情仅为模式选择，而非分别地实现由该模式所涵盖的设定中的每个。本发明还具有改进交通安全性的效果，因为驾驶员的注意力现在能够集中在驾驶车辆上。

换言之，本发明使得能非常用户友好地设定巡航控制参数。通过一个或两个非常简单的输入，驾驶员于是能够确定车辆速度将如何被控制。

应用限定参考值大小的限度的方法、即界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和上限值v_max的方法，产生了迅速计算由车辆控制系统中的一个或多个使用的参考值的可预测和稳定的方式。

根据本发明的一个实施例，下限值v_min和上限值v_max基于驱动模式的选择来限定。这对于至少一个参考值如何被确定具有直接影响。

根据本发明的一个实施例，模式选择限定权重参数β，该权重参数接下来在确定所述至少一个参考值时被用于评估一个或多个成本函数，并且对于至少一个参考值如何被确定具有直接影响。

根据本发明的一个实施例，下限值v_min和上限值v_max和权重参数β基于驱动模式的选择来限定。

优选的实施例在从属权利要求和详细的说明书中被描述。

附图说明

本发明在下文中参照附图被描述，在附图中：

图1示出了车辆中的根据本发明的一个实施例的模块的功能性连接。

图2是根据本发明的一个实施例设置模块执行的步骤的流程图。

图3是根据本发明的一个实施例的流程图。

具体实施例

图1示出了根据本发明的一方面用于控制车辆速度的模块。该模块包括适于接收车辆的期望速度(即设定速度v_set)的输入单元。驾驶员例如可以设定他/她希望车辆维持的速度v_set。该模块还包括模式选择单元，该模式选择单元可以是输入单元的一部分。这种模式选择单元适于选择驱动模式。驱动模式的选择可基于经由输入单元进行的驱动模式KM₁、KM₂、…KM_n的输入，如图1所示。

输入单元还可以适于接收用于下限值v_min和上限值v_max的输入值(未在图中示出)。该模块还包括适于借助于地图数据和位置数据来确定行程的地平线H的地平线单元。地平线H由路线区段构成，每个路线区段都具有至少一个特征。路线区段的特征的可能示例是它们的以弧度为单位的坡度α。

本发明的说明书表述了GPS(全球定位系统)被用于确定车辆的位置数据，但是本领域技术人员将理解的是，可想到其他类型的全球或区域定位系统来提供这些数据。这样的定位系统例如可使用无线电接收器以确定车辆位置。车辆还可使用传感器来扫描周围环境并以此确定其位置。

图1示出了如何通过地图(地图数据)和GPS(位置数据)向模块提供关于行程的信息。例如，可通过CAN(控制器局域网)总线一点点地将行程传送至模块。该模块可与要使用参考值进行调节的一个或多个控制系统分开或可以是该控制系统的一部分。这样的控制系统的示例是车辆发动机控制系统。控制系统还可以是车辆的任何其他适当的控制系统，例如巡航控制、变速箱控制系统或其他控制系统。例如，地平线被拼拢起来以用于每个控制系统，因为控制系统可依据不同的参数调节。替代性地，处理地图和定位系统的单元也可以是要使用参考值进行调节的系统的一部分。于是，在模块中，行程的数据一点点地在地平线单元中被拼拢起来以构建地平线，并由处理器单元处理以形成控制系统可在上面进行调节的内部地平线。于是，地平线通过从具有GPS和地图数据的单元获得的行程的新数据持续地增补，以便保持期望的地平线长度。因此，地平线在车辆运动时持续地更新。

CAN是特别开发用于在车辆中使用的串行总线系统。CAN数据总线使得数字数据能够在传感器、调节部件、致动器、控制装置等之间交换，并且确保两个或更多控制装置能够访问来自给定传感器的信号，以便使用所述信号来控制与它们连接的部件。图1所示的单元之间的连接中的每个可采用缆线、数据总线(例如CAN(控制器局域网)总线)、MOST(媒体导向系统传输)总线或某些其他总线配置、或无线连接中的一个或多个的形式。

该模块被设置成使用模式选择单元来从至少两个可选驱动模式中选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响至少一个参考值的计算。所述选择例如可基于来自驾驶员的输入，但也可以以一些其他方式来确定。

该模块还包括适于进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}的计算单元，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，而所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc。

该模块还被设置成：能将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较。

之后，该模块基于所选择的驱动模式和相应的所述比较中的至少一个、沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，所述至少一个参考值指示出要如何影响车辆速度。根据本发明，所述至少一个参考值被确定成处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

模块还被设置成：能将调节车辆所依据的所述至少一个参考值(例如通过发送)提供至车辆的控制系统。如何进行速度的预测将会在下文中更详细地阐述。

驱动模式的选择在确定至少一个参考值方面如何被使用，以及尤其是下限值v_min和上限值v_max如何被确定，将会在下文中根据本发明的各种实施例来更详细地描述。

该模块还被设置成：能将调节车辆所依据的所述至少一个参考值(例如通过发送)提供至车辆的控制系统。

模块和/或计算单元至少包括适于根据本发明的方法进行所有计算、预测和比较的处理器和存储器单元。处理器在此是指处理器或微型计算机，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)，或具有预定的特定功能的电路(应用特定集成电路，ASIC)。计算单元被连接到存储器单元，该存储器单元向计算单元提供例如使计算单元能够进行计算所需的被存储的程序代码和/或被存储的数据。计算单元还适于在存储器单元中存储计算的部分或最终结果。

根据本发明的用于控制车辆速度的方法及其不同的实施例还可在计算机程序中实施，该计算机程序当在计算机(例如前述处理器)中被执行时使得该计算机能够应用该方法。计算机程序通常采用被存储在数字存储介质上的计算机程序产品的形式，且被包括在计算机程序产品的计算机可读介质中，该计算机可读介质包括合适的存储器，例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦PROM)、闪存存储器、EEPROM(电可擦PROM)、硬盘单元等。

图2是根据本发明的一个实施例的用于控制车辆速度的方法的流程图，包括确定根据本发明的至少一个参考值。该方法包括第一步骤A)获取v_set，作为期望车辆维持的设定速度。在适当的情况下，该第一步骤A)还可包括经由输入单元获取所选择的驱动模式KM₁、KM₂、...KM_n。

作为第二步骤B)，借助于地图数据和位置数据来确定行程的包括路线区段的地平线，每个区段都具有至少一个特征，以及确定要在模拟中应用的驱动模式。驱动模式的选择在此可以基于驾驶员输入的所选择的驱动模式KM₁、KM₂、...KM_n来进行，但是也可以基于其他参数来进行。同样地，确定第二下限和上限值v_min和v_max，以使得设定速度v_set能够在这个第二步骤B)中被确定。下限值v_min和上限值v_max可以在此基于驾驶员输入来确定和/或基于参数(诸如到前方车辆的时间间隔)来自动地确定。这将在下文中更详细地描述。

然后执行下述步骤：

C1)基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret来进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}。

C2)将车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较。因此，在此不必将所述第一预测与下限值v_min和上限值v_max都进行比较。

C3)基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc来进行沿地平线的车辆速度的第二预测v_{pred_Tnew_acc}。

C4)将车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较。因此，在此不必将所述第二预测与下限值v_min和上限值v_max都进行比较。

C5)基于模式选择并基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值。

然后，作为进一步的步骤D)，将所述至少一个参考值(例如通过经由CAN总线发送)提供至车辆的控制系统，在所述控制系统中使用所述至少一个参考值来根据所述至少一个参考值调节车辆速度。

图3中的流程图示出了如何根据本发明的一个实施例来确定所述至少一个参考值。该图示出方法在步骤S1处开始。随后在步骤21和步骤31处分别是作出沿着地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，而所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc。

根据本发明的一个实施例，沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}并行地进行，即：在如图3所示的用于该方法的流程图的不同分支中以基本上相同的时间进行。根据本发明的另一个实施例，沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}相继地进行，即一个接一个地进行。

接着，在相应的步骤S22和步骤S32中，将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max比较。这些比较在图3中的步骤S22和S32处进行。

根据一个实施例，车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与下限值v_min和/或上限值v_max的相应的比较在相应的步骤S22和S32处基本上并行地进行，如图3所示。根据另一个实施例，车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与下限值v_min和/或上限值v_max的比较相继地进行。根据本发明，下限值v_min和上限值v_max在此使得设定速度v_set处于由它们界定的范围内。

根据本发明的一个实施例，应用规则来确定依据所述至少一个参考值中的哪一个来调节车辆。因此，在此使用一组规则来确定所述至少一个参考值的值。

根据一个实施例，这种规则是：如果车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}低于下限值v_min且同时车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}高于上限值v_max，所述至少一个参考值(在此是参考速度v_ref)就被确定成代表设定速度v_set的值。这在图3中的步骤S3处示出，如果步骤S22和S32的比较的结果都是“是”，该方法就进行到该步骤S3。

相反，如果车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}不低于下限值v_min，该方法就进行到步骤S33，在该步骤S33中，评估减速(速度的下降)。

根据一个实施例，在步骤S33处，如果车辆速度的所述第一预测的最小值等于或高于下限值v_min且车辆速度的所述第一预测的最大值等于或高于与设定速度v_set相关的另一上限值v_max2，参考速度v_ref就被确定成代表车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}的值。根据一个实施例，所述另一上限值v_max2相当于设定速度加上常数c₁，即v_max2＝v_set+c₁。根据另一实施例，所述另一上限值v_max2相当于因数c₁乘以设定速度v_set，即v_max2＝v_set×c₁。该因数c₁的值例如可以是1.02，意味着所述另一上限值v_max2比设定速度v_set高2％。

根据一个实施例，在步骤S33处，如果车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}低于下限值v_min和/或低于所述另一上限值v_max2，参考速度v_ref就被确定成相当于设定速度v_set的值。

根据一个实施例，在步骤S33处，如果车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}的最小值高于或等于下限值v_min且车辆速度的所述第一预测的最大值高于或等于所述另一上限值v_max2，参考速度v_ref就被确定成相当于下限值v_min的值。这在图3中示意性地示出。

相反，如果车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}不低于下限值v_min，该方法就进行至步骤S23，在步骤S23中评估加速(速度的提高)。

根据一个实施例，在步骤S23处，如果车辆速度的所述第二预测的最大值等于或低于上限值v_max且车辆速度的所述第二预测的最小值等于或低于与设定速度相关的另一下限值v_min2，参考速度v_ref就被确定成代表车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}的值。根据一个实施例，所述另一下限值vmin2相当于设定速度v_set减去常数c₂，即v_min2＝v_set-c₂。根据另一实施例，所述另一下限值v_min2相当于因数c₂乘以设定速度，即v_min2＝v_set×c₂。该因数c₂的值例如可以是0.98，意味着所述另一下限值v_min2比设定速度v_set低2％。

根据一个实施例，在步骤S23处，如果车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}高于上限值v_max和/或高于所述另一下限值v_min2，参考速度v_ref就被确定成相当于设定速度v_set的值。

根据一个实施例，在步骤S23处，如果车辆速度的所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}的最大值低于或等于上限值v_max且车辆速度的所述第二预测的最小值低于或等于所述另一下限值v_min2，参考速度v_ref就被确定成相当于上限值v_max的值。根据本发明的一个实施例，参考速度v_ref在此还可朝着相当于所述另一上限值v_max2的值升高。

根据本发明的方法在确定所述至少一个参考值时产生恒定的和预定的处理器负载，因此，驾驶员可通过系统中的单一输入来容易地设置如何对这些参考值进行确定。根据本发明，单个模式选择直接地导致车辆的特定行为，对于驾驶员而言简化了设定并且还产生他/她期望的车辆行为。从而将会通过驾驶员更高的认可度来增加该系统的使用。

因此，设定速度v_set是与期望的巡航控制速度相关的驾驶员输入信号，且所述至少一个参考值是车辆调节所依据的值。所述至少一个参考值优选是参考速度v_ref、参考转矩T_ref或参考发动机转速ω_ref。

参考速度v_ref被传送至发动机控制单元的速度调节器。如上所述，在传统巡航控制中，参考速度v_ref等于设定速度v_set，即v_ref＝v_set。于是，速度调节器基于参考速度v_ref通过向发动机的转矩调节器要求必要的转矩来控制车辆速度。根据所述至少一个参考值是参考转矩T_ref的实施例，可将所述至少一个参考值直接发送至发动机的转矩调节器。在所述至少一个参考值是参考发动机转速ω_ref的实施例中，可将所述至少一个参考值直接发送至发动机的速度调节器。

通过使用关于车辆行程的信息，被发送至速度调节器的车辆参考速度v_ref可被调节，以满足节省燃料、加强安全性和改进舒适度的需要。本领域技术人员将理解，被发送至其他控制系统的其他参考值也可被调节。地形显著地影响尤其是载重车辆的传动系的控制，因为上坡行驶比下坡时、以及在没有换挡的情况下爬升陡峭斜坡都需要更多的转矩。

根据本发明，参考值能够以计算高效的方式被确定。适于应用根据本发明的方法的模块也可以是参考值预期要被调节的控制系统的一部分，但是也可以是与控制系统分离的独立式模块。

根据本发明的模块包括模式选择单元，该模式选择单元适于设定驱动模式，例如基于由车辆驾驶员的输入从至少两个可选模式中选择的适当模式来设定驱动模式，每个可选模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响至少一个参考值的计算。图1示出了各种驱动模式，如KM₁、KM₂...KM_n。因此可存在对于驾驶员而言可以从中选择的n个可选驱动模式。

产生的是一种能够在车辆中被实施以根据驾驶员的希望来设定参考值(例如参考速度v_ref)的计算的模块。他/她进行模式选择，例如通过按下按钮、扭转把手、操作控制装置、进行菜单选择、触碰触摸屏或实现一些其他类型的输入来进行，并以此通过单一输入来设定多个参数和/或功能。

因此，不需要驾驶员单独地进行各种设定，因为它们能够通过单一模式选择而共同地被包括。因为所述设定特别地被选择成能实现期望效果，所以驾驶员不需要特定信息来设定车辆以使得其如期望的那样被调节(即以使得其以满足他的/她的希望的方式被调节)。模块可以是设定点值预期被调节的控制系统的一部分，或是与控制系统分离的独立式模块。

根据本发明的一个实施例，所选择的驱动模式限定出下限值v_min和上限值v_max。模式选择从而在此限定出这些限度值之间的范围宽度。模式选择从而还限定参考值(例如参考速度v_ref)被允许相对于设定速度v_set改变的限度。

模式选择使得计算单元执行设定下限值v_min和上限值v_max之间的范围宽度的指令。以这种方式，参考值(例如参考速度v_ref)被允许改变的范围能够被设定，并且继而车辆将被驱动的燃料经济性程度能够被设定。宽范围提供与较窄范围相比更大的燃料节约范围。

根据一个实施例，所述范围相对于设定速度v_set不对称。根据一个实施例，所述范围的较大部分小于设定速度v_set，使得更多燃料节约成为可能，因为参考值被允许下降更多。根据另一个实施例，所述范围的较大部分大于设定速度v_set，使得更短行程时间成为可能，因为参考值被允许上升更多，从而可产生更高的平均速度。

例如，四个不同的范围宽度可以被限定，例如“最大范围宽度”、“中等范围宽度”、“最小范围宽度”以及“平均范围宽度”。这些范围的间距取决于由驾驶员选择的设定速度v_set。根据一个实施例，界定所述范围的下限值v_min和上限值v_max的值与设定速度v_set相关，例如作为该设定速度的百分比。

根据一个实施例，下限值v_min和上限值v_max的值通过以km/h为单位的绝对速度值的形式与设定速度v_set相关。设定速度为80km/h的这样的范围宽度/模式的非限制性实施例在下文中载列。

速度范围	宽度范围	示例vmin	示例vmax
				最大	13-20km/h	vset-12＝68km/h	vset+3＝83km/h
中等	6-12km/h	vset-8＝72km/h	vset+3＝83km/h
				最小	0-5km/h	vset＝80km/h	vset+5＝85km/h
平均	2-16km/h	vset-5＝75km/h	vset+5＝85km/h

“最大范围宽度”可以是13-20km/h，例如相对于80km/h设定速度-12和+3km/h。“中等范围宽度”可以是6-12km/h，例如相对于设定速度-8和+3km/h。“最小范围宽度”可以是0.5km/h，例如相对于设定速度为0和+5km/h。“平均范围宽度”可以是2-16km/h并且相对于80km/h设定速度平均地分摊，例如相对于设定速度v_set而-5和+5km/h。本领域技术人员将理解，这些范围宽度还可以表现为与以上被示例的那些不同的其他值。

根据一个实施例，所选择的驱动模式决定将如何对所述至少一个参考值进行确定。因此，用于确定例如参考速度v_ref的方法受模式选择控制。

根据一个实施例，在所述至少一个参考值是参考速度v_ref的情况下，模式选择限定车辆的可容许的加速度和/或减速度。在这种情况下，计算单元基于模式选择设定车辆的可容许的加速度和减速度，使得能够选择所期望的不利于燃料节约的舒适度的量，反之亦然。舒适度标准从而限制车辆的可容许的加速度和/或减速度。通过所选择的驱动模式的单一输入，驾驶员在此可确定此时是舒适度还是燃料节约更重要，这是他/她愿意非常积极地看待的便利性。

根据本发明的一个实施例，三个不同的设定/模式被限定用于加速度和减速度，如下文中的非限制性实施例的那样。

加速度/减速度	可容许的加速度/减速度范围
		最大	1-3m/s2
中等	0.5-1m/s2
		最小	0.02-0.5m/s2

“最大可容许的加速度和/或减速度”允许在1-3m/s²范围内的加速度/减速度。“中等可容许的加速度和/或减速度”允许在0.5-1m/s²范围内的加速度/减速度。“最小可容许的加速度和/或减速度”允许在0.02-0.5m/s²范围内的加速度/减速度。本领域技术人员将理解，各种模式还可以具有与在此被示出的那些不同的其他值。

根据一个实施例，可容许的加速度/减速度范围取决于车辆重量，这意味着，例如用于“最大可容许的加速度和/或减速度”和“中等可容许的加速度和/或减速度”模式的范围对于重型车辆而言将在特定情况下相等，因为拖曳转矩或最大发动机转矩在这些情况下可以相应地使得车辆受到大于平均减速度或加速度的影响。还可以存在影响范围宽度的物理限制。

根据本发明的一个实施例，期望的速度增大或减小通过应用Torricelli公式(公式1)来改变，以便计算恒定的加速度和减速度，车辆将会以该加速度和减速度被驱动，只要该加速度和/或减速度是可容许的。模式选择在此限定这些加速度和/或减速度的限度，以使得期望的舒适度被实现。

Torricelli公式写作：

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

其中v_i是路径区段中的车辆初始速度、v_slut是区段结束处的车辆速度、a是恒定加速度/减速度、以及s是区段长度。

根据本发明的一个实施例，所选择的驱动模式还可以限定车辆的各种其他系统(例如车辆自动挡位选择系统、巡航控制系统等)中的设定，在这种情况下，计算单元确保这些设定在相应的系统中起作用。

上文所述的参数的各种不同的设定可以被赋予特定值，以便在车辆中实现各种期望效果。驾驶员能够通过输入KM₁、KM₂…KM_n来选择的每个驱动模式均包括独特的一组设定。根据本发明的各种实施例的可想到的驱动模式的一些示例在下文中被描述，这些示例根据由相应的模式覆盖的设定而具有不同的效果，所述相应的模式限定出车辆在不同的情况下如何反应。驱动模式在此被称作经济模式、舒适模式、动力模式、以及正常模式。本领域技术人员将理解，其他名称当然也可以被用于驱动模式，且被限定用于每个驱动模式的设定是可调节的，例如根据车辆的性质、驾驶员的个性等。

经济模式包括使得车辆的行驶行为更加经济的设定。一种这样的设定限定下限值v_min和上限值v_max之间的和/或最大加速度和/或减速度之间的最大范围宽度，从燃料经济性角度，该最大范围宽度是最大可容许的。在此权重参数β也可以被赋予一值，从而使得驱动模式将优先级给予燃料经济性。例如，最大可容许的加速度和/或减速度的中值可以被限定。下限值v_min和上限值v_max之间的大范围宽度使得：可通过提供在下坡行驶中利用车辆的势能和动能方面的更大范围来在具有实体山坡的起伏道路上节约更多燃料。

选择经济模式的驾驶员从而允许在车辆速度方面的更大变化，以便节约燃料。根据一个实施例，速度范围被限制在下限值v_min和上限值v_max之间，使得仅在为了与行程时间相比将更多的优先级给予燃料节约的情况下才允许速度的降低。

根据一个实施例，在经济模式中，加速度和/或减速度也可以在加速和减速期间相应地提高和降低，该变化取决于所选择的驱动模式。

根据一个实施例，另一下限值v_min2和另一上限值v_max2基于驱动模式的选择而被限定并且与设定速度v_set相关。

舒适驱动模式包括使车辆在不背离舒适度的情况下具有经济性的设定。例如，下限值v_min和上限值v_max之间的中等范围宽度可被限定，与经济模式下相比产生了更窄的范围。在此权重参数β还可被赋予一值(β＝1)，从而给予燃料和时间基本上相等的重要性。中值也可被限定用于可容许的加速度和/或减速度，即用于Torricelli公式(公式1)中的a的值，该值比在经济模式下使用的值更低。这些设定与在经济模式相比产生了更好的舒适度。

动力驱动模式包括使车辆的行驶行为更强有力的设定。例如，最小范围宽度可限定在下限值v_min和上限值v_max之间，例如与经济模式相比产生了更宽的范围。在此权重参数β也可被赋予使时间优先级高于燃料优先级的值。最大可容许的加速度和/或减速度也可被限定。选择动力模式的驾驶员假定希望感受到车辆的“动力”，因此与其他模式下相比更少的优先级被归属于燃料节约。用于加速度和/或减速度的设定在此取决于发动机性能和/或车辆重量。在该模式下，自动挡位选择系统也优选地设定成在斜坡地带中换挡，这意味着车辆以总体上较高的发动机速度行驶。

正常驱动模式包括使得车辆既具有经济性又舒适的设定。在此下限值v_min和上限值v_max之间的范围宽度被限定为相对于设定速度v_set平均分摊。在该模式中，驾驶员假定期望舒适度和燃料节约两者的结合，因此下限值v_min和上限值v_max之间的范围相对于设定速度v_set对称地设定，例如在大约80km/h上-5和+5km。

根据一个实施例，使得车辆在不增加燃料消耗的情况下实现更短行程时间的一组设定被使用。这些设定可以例如被结合在动力模式中或由它们自身的其他模式来满足。于是，权重参数β以及下限值v_min和上限值v_max之间的速度范围使得：优先级在上坡行驶之前被给予速度增加，这对于行程时间是有利的。该设定使得：速度在陡峭下坡行驶之前被稍微降低，以便避免不得不在下坡时制动。

所述设定可使得燃料供给例如在速度降低将实现时被节流。节流燃料供给例如可通过以下方式来实现：以大到使发动机产生拖曳转矩的幅度来降低参考速度v_ref。使燃料喷射节流开始的触发点在此被选择成：使在可能的情况下实现到区段进入速度v_i的期望降低。模块的计算单元在此计算到发动机的燃料喷射将何时被节流，并且在应当将燃料供给节流时将适当的参考值发送到控制系统。

因此，这种驱动模式可限定速度的降低将实现的方式，以避免不必要的制动。将燃料供应节流与例如通过应用Torricelli公式(公式1)将其速度降低相比增加了车辆的瞬时速度。速度增加(车辆的加速)可在陡峭爬坡之前进行，使得车辆与在爬坡之前不增加速度相比不在上坡时损失过多瞬时速度。以这种方式驱动车辆使得能够在不提高燃料消耗的情况下降低行程时间。更短的行程时间还可以通过降低车辆平均速度来转化为更少的燃料消耗。

根据本发明的一个实施例，模式选择限定出权重参数β，该权重参数β被用于在确定所述至少一个参考值时评估一个或多个成本函数。

车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}以及另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}中的至少一个的成本在此可通过使用至少一个成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}、J_{Tk+new_acc}来计算。

根据一个实施例，用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的相应的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}和J_{Tk+new_acc}通过将它们相对于车辆速度的传统预测v_{pred_cc}的相应的能量减少和行程时间减少以权重参数β进行加权来确定。

于是，所述至少一个参考值可基于用于所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}和J_{Tk+new_acc}的成本函数比较来确定，以便达到最低消耗。

本发明不限于以上描述的实施例。各种替代例、改型和等同方案可以被使用。因此，上述实施例并不限制由权利要求所限定的本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种被设置用于确定至少一个参考值的模块，所述至少一个参考值指示要如何影响车辆速度，并能够用于控制车辆中的至少一个控制系统，

其特征在于，具有计算单元，所述计算单元适于：

-从至少两个可选驱动模式中选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响所述至少一个参考值的计算；

-进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc；

-将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较；以及

-基于所选择的驱动模式并且基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，使得所述至少一个参考值处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，下限值v_min和上限值v_max基于驱动模式的选择而被限定。

3.根据权利要求1和2中任一所述的模块，其特征在于，另一下限值v_min2和另一上限值v_max2基于驱动模式的选择而被限定并且与设定速度v_set相关。

4.根据权利要求1-3中任一所述的模块，其特征在于，驱动模式的选择决定将如何对所述至少一个参考值进行所述确定。

5.根据权利要求1-4中任一所述的模块，其特征在于，在所述至少一个参考值是参考速度v_ref的情况下，所述模式选择限定出车辆的可容许的加速度和/或减速度。

6.根据权利要求1-5中任一所述的模块，其特征在于，所述模式选择限定出权重参数β，所述权重参数β被用于在确定所述至少一个参考值时评估一个或多个成本函数。

7.根据权利要求6所述的模块，其特征在于，所述计算单元适于通过使用至少一个成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}、J_{Tk+new_acc}评估车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}以及另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}中的至少一个的成本来评估模拟。

8.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，所述计算单元适于：通过将车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}相对于车辆速度的传统预测v_{pred_cc}的相应的能量降低和行程时间降低以权重参数β进行加权来确定用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的相应的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}和J_{Tk+new_acc}。

9.根据权利要求8所述的模块，其特征在于，所述计算单元适于使得用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}以及J_{Tk+new_acc}经过成本函数比较，接着基于所述比较来确定所述至少一个参考值，以便达到最低消耗。

10.一种被设置用于确定至少一个参考值的方法，所述至少一个参考值指示要如何影响车辆速度，并能够用于控制车辆中的至少一个控制系统，

其特征在于，执行下述步骤：

-从至少两个可选驱动模式中进行模式选择，每个可选驱动模式均包括独特的一组设定，所述独特的一组设定影响所述至少一个参考值的计算；

-进行沿地平线的车辆速度的第一预测v_{pred_Tnew_ret}和第二预测v_{pred_Tnew_acc}，所述第一预测基于与传统巡航控制相比使车辆减速的发动机转矩T_ret，所述第二预测基于与传统巡航控制相比使车辆加速的发动机转矩T_acc；

-将车辆速度的相应的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}与界定出车辆速度应处的范围的下限值v_min和/或上限值v_max相比较；以及

-基于所述模式选择并且基于相应的所述比较中的至少一个和沿地平线的车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}和所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}来确定至少一个参考值，使得所述至少一个参考值处于由下限值v_min和上限值v_max界定的范围内。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，下限值v_min和上限值v_max基于驱动模式的选择而被限定。

12.根据权利要求10和11中任一所述的方法，其特征在于，另一下限值v_min2和另一上限值v_max2基于驱动模式的选择而被限定并且与设定速度v_set相关。

13.根据权利要求10-12中任一所述的方法，其特征在于，驱动模式的选择决定将如何对所述至少一个参考值进行所述确定。

14.根据权利要求10-13中任一所述的方法，其特征在于，在所述至少一个参考值是参考速度v_ref的情况下，所述模式选择限定出车辆的可容许的加速度和/或减速度。

15.根据权利要求10-14中任一所述的方法，其特征在于，所述模式选择限定出权重参数β，所述权重参数β被用于在确定所述至少一个参考值时评估一个或多个成本函数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，基于通过使用至少一个成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}、J_{Tk+new_acc}对用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}以及另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}中的至少一个的成本的至少一个评估来确定所述至少一个参考值。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的相应的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}和J_{Tk+new_acc}通过将车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}、所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}相对于车辆速度的传统的预测v_{pred_cc}的相应的能量减少和行程时间减少以权重参数β进行加权来确定。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，用于车辆速度的所述第一预测v_{pred_Tnew_ret}、所述第二预测v_{pred_Tnew_acc}以及所述另一第一预测v_{pred_Tk+new_ret}和所述另一第二预测v_{pred_Tk+new_acc}的成本函数J_{Tnew_ret}、J_{Tnew_acc}、J_{Tk+new_ret}和J_{Tk+new_acc}经过成本函数比较，接着基于所述比较来确定所述至少一个参考值，以便达到最低消耗。

19.一种计算机程序产品，包括程序指令，当这些指令在车辆中的计算机系统上运行时，所述指令能够使所述计算机系统执行根据权利要求10-18中任一所述的方法的步骤。

20.根据权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，所述程序指令被存储在能够由计算机系统读取的介质上。