CN105564430A - 用于控制车辆的加速转矩的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆的加速转矩的系统，包括：行驶信息检测单元，其检测车辆的行驶信息；前车检测器，其检测关于基本上位于所述车辆前方的另一车辆的信息；以及控制单元，其基于所检测的行驶信息在所述车辆加速时计算所述车辆的基本加速转矩和基本转换速度，基于所检测的关于所述另一车辆的信息通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度，并且输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩。

Description

用于控制车辆的加速转矩的系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于控制车辆的加速转矩的系统和方法。更具体地，其涉及可基于附近车辆的信息通过控制加速转矩提高燃油效率的用于控制加速转矩的系统和方法。

背景技术

通常，当驾驶者快速操作车辆的加速踏板时，其对车辆的燃油效率有不利的影响。为了防止此类问题，一些车辆利用被称为“ECO模式”的驾驶模式。

一般来讲，与正常模式相比，当操作加速踏板时，ECO模式通过限制加速转矩改变速率来达到提高燃油效率的效果。参考图1，在正常模式中，当驾驶者操作加速踏板时，依据行驶信息的加速转矩(即动力系统的基本加速转矩)被确定为所需的转矩，所述行驶信息例如是车辆速度、接合挡位和加速踏板的位置(即来自APS的信号值)，并且增加从动力系统输出的转矩以满足所需的转矩。该动力系统一般指的是传统车辆的发动机、混合动力车辆的发动机和电动机或电动车辆的电动机。

对于传统车辆(即有发动机的车辆)的加速，所需的转矩从发动机转矩获得，而在电动车辆中，所需的转矩仅从电动机转矩获得。对于混合动力车辆，所需的转矩从发动机转矩和电动机转矩的组合获得，并且当确定了加速转矩时，其以预先确定的比率被指定至发动机和电动机。

另一方面，当选择了ECO模式时，与正常模式相比，所需的转矩减少，并且转换速度(slewrate)受到限制。然而，ECO模式的功能用于限制转换速度，所以其会导致不必要的转矩，即使距前方车辆的距离很小时，这对于车辆的燃油效率是不利的。

在此背景技术部分中公开的上面的信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因此，其可能包含不形成本领域技术人员公知的相关信息。

发明内容

本发明已经做出努力以解决与现有技术相关的上述问题，并且提供用于控制加速转矩的系统和方法，该系统和方法可以在驾驶者操纵加速踏板时基于关于附近车辆的信息通过控制加速转矩提高车辆的燃油效率。

根据本发明的实施例，用于控制车辆的加速转矩的系统包括：行驶信息检测单元，其检测车辆的行驶信息；前车检测器，其检测关于基本上位于所述车辆前方的另一车辆的信息；以及控制单元，其基于所检测的行驶信息在所述车辆加速时计算所述车辆的基本加速转矩和基本转换速度，基于所检测的关于所述另一车辆的信息通过校正所述车辆的基本加速转矩和基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度，并且输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩。

所述行驶信息检测单元可以包括：车辆速度检测器，其检测所述车辆的车辆速度；以及加速踏板位置检测单元，其检测所述车辆的加速踏板位置。所述控制单元可以使用转矩图，基于所述车辆速度和所述加速踏板位置计算所述基本加速转矩。

所述系统还可以包括：坡度检测器，其被设置在所述车辆中检测道路坡度。所述控制单元可以基于所检测的关于所述另一车辆的信息和所检测的道路坡度，校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度。

所述关于另一车辆的信息可以包括所述车辆与所述另一车辆之间的车辆间距离以及所述车辆相对于所述另一车辆的相对速度中的一个或多个。

此外，根据本发明的实施例，控制车辆的加速转矩的方法包括以下步骤：检测车辆的行驶信息；检测关于基本上位于所述车辆前方的另一车辆的信息；基于所检测的行驶信息计算基本加速转矩和基本转换速度；基于所检测的关于所述另一车辆的信息，通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度；以及输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩。

所述检测车辆的行驶信息的步骤可以包括：检测所述车辆的车辆速度；以及检测所述车辆的加速踏板位置。可以使用转矩图基于所述车辆速度和所述加速踏板位置计算所述基本加速转矩。

所述方法可以进一步包括检测道路坡度的步骤。可以基于所检测的关于所述另一车辆的信息和所检测的道路坡度校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度。

所述方法可以进一步包括以下步骤：根据所检测的道路坡度和转矩图计算所需的加速转矩；以及根据所检测的道路坡度和转换速度图计算所述最终转换速度。

可以设置所述转矩图使得较大的道路坡度对应于较大的所需的加速转矩，并且可以设置所述转换速度图使得较大的道路坡度对应于较大的最终转换速度。

所述方法可以进一步包括根据转矩图计算所需的加速转矩的步骤。

所述方法可以进一步包括根据转换速度图计算所述最终转换速度的步骤。

所述关于另一车辆的信息可以包括所述车辆与所述另一车辆之间的车辆间距离、以及所述车辆相对于所述另一车辆的相对速度中的一个或多个。

所述方法可以进一步包括根据转矩图计算所需的加速转矩的步骤。可以设置所述转矩图使得较大的道路坡度对应于较大的所需的加速转矩。

所述方法可以进一步包括根据转换速度图计算所述最终转换速度的步骤。可以设置所述转换速度图使得较大的道路坡度对应于较大的最终转换速度。

此外，根据本发明的实施例，包含用于控制车辆的加速转矩的程序指令的非暂时性计算机可读介质包括：基于所检测的所述车辆的行驶信息计算基本加速转矩和基本转换速度的程序指令；基于所检测的关于基本上位于所述车辆前方的另一车辆的信息，通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度的程序指令；以及输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩的程序指令。

因此，根据本发明的用于控制加速转矩的系统和方法，当驾驶者操作加速踏板时，基于关于车辆间距离和相对于附近车辆(例如，在驾驶车辆的前方)的相对速度的信息通过控制加速转矩增加燃油效率是可能的。

以下讨论本发明的其他方面和实施例。

附图说明

现在将参考在附图中例示的某些实施例详细描述本发明的上述和其他特征，其中在附图中例示的某些实施例在下文仅以举例的方式给出，因而不限制本发明，并且其中：

图1是例示根据现有技术的加速转矩控制的图示；

图2是例示根据本发明实施例的用于控制加速转矩的系统的配置的框图；

图3是例示根据本发明实施例的用于控制加速转矩的系统中用于计算加速转矩的配置的框图；

图4是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的过程的流程图；

图5A和图5B是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的方法中所需的加速转矩相对车辆间距离和相对速度的图示；以及

图6A和图6B是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的方法中转换速度相对车辆间距离和相对速度的图示。

在附图中示出的附图标记包括对下面进一步讨论的下列元件的标引：

11：车辆速度检测器12：加速踏板位置检测器

13：前车检测器14：坡度检测器

20：控制单元

应当理解，附图未必按比例绘制，其呈现一定程度上说明本发明的基本原理的各种优选的特征的简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、取向、位置和形状将部分由特定的预期应用和使用环境确定。在附图中，附图标记在所有附图的几个图中表示本发明相同的或等同的部分。

具体实施方式

以下将具体参考本发明的各种实施例，其示例在附图中示出，并且在下面进行描述。虽然将结合实施例描述本发明，但应当理解，该具体实施方式不旨在将本发明限制于这些实施例。相反，本发明旨在不仅覆盖实施例，而且还覆盖各种替代型式、修改、等同物和其他实施例，所述各种替代型式、修改、等同物和其他实施例可以被包括在由权利要求书所限定的本发明的精神和保护范围内。

本文所使用的术语仅用于描述特定的实施例，而不旨在限制本发明。如本文所使用的单数形式“一种/个(a/an)”、以及“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有说明。应当进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”限定了所述特征、整数、步骤、操作、元素、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/或其集合的存在或添加。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和所有的组合。

应当理解，在此使用的术语“车辆”或者“车辆的”或者其他类似的术语总体上包括机动车辆，诸如包括运动型多功能车(SUV)的乘用汽车、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种船艇和舰船的船只，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，燃料来自石油以外的资源)。在此提到的混合动力车辆是具有两个或者更多个动力源的车辆，例如，汽油电动车辆。

此外，应当理解，以下方法中的一个或者多个或者其方面可以由至少一个控制单元来执行。术语“控制单元”可以指包括存储器和处理器的硬件设备。所述存储器配置成用于存储程序指令，而所述处理器专门编程用于执行所述程序指令来完成一个或者多个处理，该处理将在下面进行进一步地描述。此外，应当理解，可以由包括所述控制单元连同一个或者多个其他部件的装置执行以下方法，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的。

此外，本发明的控制单元可以实施为在计算机可读介质上的非暂时性计算机可读媒介，其包含可执行的程序指令，该程序指令由处理器、控制器等执行。计算机可读介质的示例包括但不局限于ROM、RAM、光盘(CD)、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可以分布在网络联接的计算机系统中，使得所述计算机可读媒介例如通过远程信息处理服务器或者控制器局域网(CAN)以分布式方式进行存储和执行。

现在参考本发明的实施例，图2是例示根据本发明实施例的用于控制加速转矩的系统的配置的框图，并且图3是例示根据本发明实施例的用于控制加速转矩的系统中用于计算加速转矩的配置的方框图。

如图2和图3所示，根据本发明实施例的用于控制车辆的加速转矩的系统包括行驶信息检测单元，其检测行驶信息；运行信息检测单元，其检测运行信息；以及控制单元20，当车辆加速时，控制单元20在所述行驶信息和所述运行信息的基础上计算所需的加速转矩和转换速度(slewrate)。

所述行驶信息检测单元包括用于检测车辆速度的车辆速度检测器11，以及用于检测加速踏板位置的加速踏板位置传感器(APS)12。所述运行信息检测单元被提供用于检测车辆间距离和相对于基本上位于所述车辆前方的另一个车辆的相对速度，其中用于控制加速转矩的系统被安装在所述车辆中，所述运行信息检测单元可以包括前车检测器13，其用于检测关于所述前方的另一个车辆的信息。除了前车检测器13，所述运行信息检测单元可以进一步包括坡度检测器14，其用于检测道路的坡度。前车检测器13包括车辆间距离传感器，并且所述车辆间距离传感器可以是实时检测与所述前方的另一个车辆的车辆间距离的雷达传感器(例如，如图3所示)。坡度检测器14被提供用于检测道路坡度(即，倾斜度)，所述道路坡度是对车辆的运行阻力，坡度检测器14可以是车辆中的重力传感器(G-sensor)，其用于获得车辆和道路坡度的倾斜角度，所述倾斜角度可以被用于确定运行阻力，其在来自所述重力传感器的信号值的基础上确定。

控制单元20从车辆速度检测器11和前车检测器13的检测数据获取车辆间距离和相对于前方车辆的相对速度，并且在关于车辆速度和接合挡位、加速踏板位置(例如，来自APS的信号值)的信息以及关于车辆间距离和相对速度的信息的基础上，确定所需的加速转矩和转换速度。控制单元20还计算与转矩相关的顺序，用于根据所述转换速度将来自动力系统的转矩输出增加到所需的加速转矩。控制单元20可以是单个集成的控制单元，并且可以是用于具有发动机的通用车辆的通用发动机控制单元、或车辆控制单元(VCU)或混合动力控制单元(HCU)21，其是用于混合动力车辆和电动车辆的最高级别控制单元。

当前车检测器13是雷达传感器时，控制单元20可以进一步包括雷达控制器24，雷达控制器24由所述雷达传感器的检测数据计算车辆间距离和相对速度，如图3所示。当雷达控制器24将车辆间距离和相对速度传输给车辆控制单元21时，车辆控制单元21考虑所述车辆间距离和所述相对速度确定所需的加速转矩和转换速度。车辆控制单元21的加速转矩确定器22接收关于车辆速度、接合挡位和加速踏板位置的信息，在所述信息的基础上确定基本加速转矩，并且根据所述车辆间距离和所述相对速度通过校正所述基本加速转矩确定最终所需的加速转矩。车辆控制单元21的速度限制器23根据车辆间距离和相对速度通过校正基本转换速度确定所述最终转换速度，并且为所需的加速转矩和转换速度输出与转矩相关的顺序。

以下描述根据本发明实施例的控制加速转矩的过程。

图4是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的过程的流程图，图5A和图5B是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的方法中所需的加速转矩相对车辆间距离和相对速度的图示，并且图6A和图6B是例示根据本发明实施例的控制加速转矩的方法中转换速度相对车辆间距离和相对速度的图示。

当驾驶者操作加速踏板时，控制单元20从来自加速踏板位置检测单元12的检测信号(即，APS信号)识别加速踏板的操作(S11)，并且从关于车辆速度、接合挡位和加速踏板位置的信息计算基本加速转矩，所述关于车辆速度、接合挡位和加速踏板位置的信息由车辆速度检测单元11检测。所述基本加速转矩是在现有技术中的D挡接合时车辆速度和加速踏板位置的基础上获得的加速转矩，并且例如当从根据车辆速度的最小转矩(或爬行转矩)的最小转矩线和根据车辆速度的最大转矩(即，来自动力系统的可用的最大输出转矩)的最大转矩线获得当前车辆速度的最小转矩和最大转矩时，所述基本加速转矩可以通过将最小转矩和最大转矩的和乘以对应于加速踏板位置的值(例如，基于APS值)获得。然而，可以使用对于本领域技术人员所理解的任何适合的方法计算所述基本加速转矩。

当如上所述计算了所述基本加速转矩时，所述控制单元在所述车辆间距离和所述相对速度的基础上通过校正所述基本加速转矩确定最终所需的加速转矩(S13)。设置转矩图，使得可以在作为输入因子的车辆间距离、相对速度和基本加速转矩的基础上提取所需的加速转矩，并且该转矩图可以被用于在考虑车辆间距离和相对速度的基础上确定所需的加速转矩。

图5A例示了所需的加速转矩相对车辆间距离的图示，图5B例示了所需的加速转矩相对相对速度的图示，并且在实际应用中可以使用为车辆间距离和相对速度设置的所需的加速转矩的3D图。当提供了为基本加速转矩构建的多个3D图，并且为特定的基本加速转矩选择了所述多个3D图中的一个时，从选择的图为对应的车辆间距离和相对速度获得所需的加速转矩是可能的。

如图5A和5B所示，随着车辆间距离增加，所需的加速转矩增加接近基本加速转矩(图5A)，并且随着相对速度增加(即，随着前方的车辆速度增加)，所需的加速转矩增加接近所述基本加速转矩(图5B)，所以根据这些趋势确定转矩图中的值。当以该方式通过校正基本加速转矩获得所需的加速转矩时，控制单元20根据车辆间距离和相对速度，通过校正具有车辆驾驶系统特征的基本转换速度，确定最终转换速度。设置转换速度图，使得可以在作为输入因子的车辆间距离、相对速度和基本转换速度的基础上提取转换速度，并且该转换速度图可以被用于在考虑车辆间距离和相对速度的基础上确定最终转换速度。

图6A例示了转换速度相对车辆间距离的图示，图6B例示了转换速度相对相对速度的图示，并且在实际应用中可以使用为车辆间距离和相对速度设置的转换速度的3D图。当提供了为基本转换速度构建的多个3D图，并且为特定的基本转换速度选择了所述多个3D图中的一个时，从选择的图为对应的车辆间距离和相对速度获得最终转换速度是可能的。

如图6A和6B所示，随着车辆间距离增加，最终转换速度增加接近基本转换速度(图6A)，并且随着相对速度增加(即，随着前方的车辆速度增加)，最终转换速度增加接近基本转换速度(图6B)，所以根据这些趋势设置转换速度图中的值。因此，当确定了所需的加速转矩和转换速度时，控制单元20在所需的加速转矩和转换速度的基础上输出与转矩相关的顺序(S15)，并且根据与转矩相关的顺序控制来自动力系统的转矩输出，使得产生车辆的加速转矩(S16)。

虽然在上面的描述中根据车辆间距离和相对速度通过校正基本加速转矩和基本转换速度确定了所需的加速转矩和转换速度，但是除了车辆间距离和相对速度，为了校正还可以额外地考虑由坡度检测器14所检测的道路坡度。当考虑了道路坡度时，其与车辆间距离和相对速度以相同的方式进行校正，因此，可以实现额外考虑了车辆的运行阻力的加速转矩控制。上坡路的坡度越大，所述运行阻力越大，所以分别设置用于校正的转矩图和转换速度图，使得上坡路的坡度越大，所需的加速转矩越大，并且使得坡度越大，最终转换速度越大。

鉴于以上所述，根据本发明的控制加速转矩的系统和方法基于关于附近车辆的信息而控制加速转矩是可能的，所以提高了车辆的燃油效率。当车辆正常行驶时，可以不需要驾驶者选择而完成上述本发明的加速转矩控制，并且上述本发明的加速转矩控制也可以由驾驶者有选择地操作开关来执行，诸如当选择了ECO模式时。

以上已参考实施例对本发明进行了详细描述。然而，本领域技术人员应当理解，可以对这些实施例作变更而不偏离本发明的原理和精神，其保护范围在权利要求书及其等同物中限定。

Claims (15)

1.一种用于控制车辆的加速转矩的系统，其包括：

行驶信息检测单元，其检测车辆的行驶信息；

前车检测器，其检测关于位于所述车辆前方的另一车辆的信息；以及

控制单元，该控制单元基于所检测的行驶信息在所述车辆加速时计算所述车辆的基本加速转矩和基本转换速度，基于所检测的关于所述另一车辆的信息通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度，并且输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述行驶信息检测单元包括：

车辆速度检测器，其检测所述车辆的车辆速度；以及

加速踏板位置检测单元，其检测所述车辆的加速踏板位置，

其中所述控制单元使用转矩图，基于所述车辆速度和所述加速踏板位置计算所述基本加速转矩。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

坡度检测器，其被设置在所述车辆中检测道路坡度，

其中所述控制单元基于所检测的关于所述另一车辆的信息和所检测的道路坡度，校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述关于另一车辆的信息包括所述车辆与所述另一车辆之间的车辆间距离以及所述车辆相对于所述另一车辆的相对速度中的一个或多个。

5.一种控制车辆的加速转矩的方法，其包括以下步骤：

检测车辆的行驶信息；

检测关于位于所述车辆前方的另一车辆的信息；

基于所检测的行驶信息计算基本加速转矩和基本转换速度；

基于所检测的关于所述另一车辆的信息，通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度；以及

输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述检测车辆的行驶信息的步骤包括：

检测所述车辆的车辆速度；以及

检测所述车辆的加速踏板位置，

其中使用转矩图基于所述车辆速度和所述加速踏板位置计算所述基本加速转矩。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

检测道路坡度，

其中基于所检测的关于所述另一车辆的信息和所检测的道路坡度校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：

根据所检测的道路坡度和转矩图计算所需的加速转矩；以及

根据所检测的道路坡度和转换速度图计算所述最终转换速度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中：

设置所述转矩图使得较大的道路坡度对应于较大的所需的加速转矩，并且

设置所述转换速度图使得较大的道路坡度对应于较大的最终转换速度。

10.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

根据转矩图计算所需的加速转矩。

11.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：

根据转换速度图计算所述最终转换速度。

12.根据权利要求5所述的方法，其中所述关于另一车辆的信息包括所述车辆与所述另一车辆之间的车辆间距离以及所述车辆相对于所述另一车辆的相对速度中的一个或多个。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：

根据转矩图计算所需的加速转矩，

其中设置所述转矩图使得较大的道路坡度对应于较大的所需的加速转矩。

14.根据权利要求12所述的方法，还包括以下步骤：

根据转换速度图计算所述最终转换速度，

设置所述转换速度图使得较大的道路坡度对应于较大的最终转换速度。

15.一种包含用于控制车辆的加速转矩的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

基于所检测的所述车辆的行驶信息计算基本加速转矩和基本转换速度的程序指令；

基于所检测的关于位于所述车辆前方的另一车辆的信息，通过校正所述基本加速转矩和所述基本转换速度计算所需的加速转矩和最终转换速度的程序指令；以及

输出与转矩相关的顺序以根据所述最终转换速度将来自所述车辆的动力系统的转矩输出调整到所需的加速转矩的程序指令。