CN105730436A - 拖曳时的自适应巡航控制 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种拖曳时的自适应巡航控制。一种车辆包括动力传动系统、巡航控制系统和控制器。控制器，响应于制动器温度大于阈值同时巡航控制系统是激活的并且车辆被连接到拖车，而操作动力传动系统，使得车辆的速度降低以降低制动器温度。

Description

拖曳时的自适应巡航控制
技术领域
本专利申请总体上涉及用于机动车辆的自适应巡航控制系统。
背景技术
车辆(包括汽车和卡车)可设置有自适应巡航系统，所述自适应巡航系统可保持驾驶员选定的车速。所述自适应巡航控制系统可具有传感器，所述传感器对车辆前方的车辆的速度进行检测并对驾驶员选定的车速进行调节以确保足够的跟车距离。
发明内容
在至少一个实施例中，提供一种包括动力传动系统、速度控制系统和控制器的车辆。控制器可被配置为：响应于对速度控制系统的激活而且存在指示车辆正在拖曳对象的条件，基于车辆和对象的总长度来操作动力传动系统以保持车辆与目标车辆之间的跟车距离。
在至少一个实施例中，提供一种包括动力传动系统、巡航控制系统和控制器的车辆。控制器可被配置为：响应于制动器温度大于阈值同时巡航控制系统是激活的并且车辆被连接到拖车，操作动力传动系统，使得车辆的速度降低以降低制动器温度。
根据本发明的一个实施例，控制器还被配置为：响应于制动器温度大于阈值同时巡航控制系统是激活的并且车辆被连接到拖车，停用巡航控制系统，并且进行输出以显示巡航控制警告。
根据本发明的一个实施例，控制器还被配置为：响应于满足动力传动系统命令的总时间量超过阈值，进行输出以显示需用户输入总车辆长度的请求。
根据本发明的一个实施例，控制器还被配置为：响应于制动踏板下压量大于阈值制动踏板位置并且车辆减速度小于阈值减速度，进行输出以显示需用户输入总车辆长度的请求。
根据本发明的一个实施例，控制器还被配置为：响应于车辆惯性响应大于阈值，进行输出以显示需用户输入总车辆长度的请求。
在至少一个实施例中，提供一种控制车辆的方法。所述方法可包括：响应于车速控制系统的激活以及存在指示存在被拖曳的对象的条件，经由显示界面提示用户输入车辆和被拖曳的对象的组合长度。所述方法还可包括：操作车辆以保持车辆与前方车辆之间的跟车距离，所述跟车距离是基于所述组合长度和制动器温度的。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于制动器温度大于阈值，进行输出以显示指示制动器温度的警告。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：响应于制动器温度大于阈值，操作车辆以降低车速。
根据本发明的一个实施例，操作车辆以降低车速的步骤包括：阻滞输出轴，至少直到制动器温度小于阈值为止。
根据本发明的一个实施例，操作车辆以降低车速的步骤包括：应用车辆紧急制动器。
根据本发明的一个实施例，操作车辆以降低车速的步骤包括：制动发动机，至少直到制动器温度小于阈值为止。
根据本发明的一个实施例，操作车辆以降低车速的步骤包括：限制动力传动系统命令，至少直到制动器温度小于阈值为止。
附图说明
图1是连接到对象的车辆的示意图；
图2是控制车辆的示例性方法的流程图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅是本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种方式利用本发明的代表性基础。
参照图1，根据本公开的实施例示出了车辆10的示意图。车辆10内的组件的物理布置和取向可以改变。尽管将具体描述图1的动力传动系统，但是根据本公开的实施例的策略可应用到其它动力传动系统结构。车辆10可包括动力传动系统12。动力传动系统12可包括发动机14，所述发动机14由输入轴18可操作地连接到变速器16。在一些构造中，动力传动系统12可包括电机，所述电机经由分离离合器选择性地连接到发动机。变速器16可包括分离离合器、电机(诸如电动马达-发电机)、相关联的牵引电池、输入轴、起动离合器或变矩器以及齿轮箱。
为了实现变速器传动比变化，变速器16可被构造为使用多个摩擦元件的阶梯比(step-ratio)变速器。变速器16可被构造成经由设置在变速器16的齿轮箱内的多个齿轮传动(gearing)元件来产生多个前进挡位和倒车挡位。
变速器齿轮箱(未示出)可设置有多个齿轮组，所述多个齿轮组通过摩擦元件(诸如包括具有离合器元件的离合器和制动器的换挡元件(未示出))的选择性接合而以不同的传动比选择性地布置，通过齿轮组提供的不同的传动比可建立可与不同的整体变速器传动比对应的多个传动比(driveratio)。
输出轴20可从变速器16延伸并且可以可操作地连接到差速器22。后桥24可以可操作地连接到差速器并且可旋转地支撑后车轮总成26。差速器22可将扭矩提供给后桥24并将扭矩最终地提供给后车轮总成26以推进车辆10。
车辆10可包括与后桥24间隔开的前桥28。前桥28可旋转地支撑前车轮总成30。前桥28可被构造为驱动桥，该驱动桥可从前差速器(未示出)接收扭矩并将扭矩提供给前车轮总成30以推进车辆10。在至少一个实施例中，前桥28可被构造为转向轴。转向轴可铰接(articulate)前车轮总成30以使车辆10转弯。
车辆10可设置有制动系统。制动系统可包括与制动器踏板42、后制动器总成44、前制动器总成46和温度传感器48进行通信的制动器控制单元40。制动器控制单元40可将制动器踏板42的下压解释为通过后制动器总成44阻碍(retard)后车轮总成26的转动或通过前制动器总成46阻碍前车轮总成30的转动的请求。
后制动器总成44可以可操作地连接到后车轮总成26。前制动器总成46可以可操作地连接到前车轮总成30。后制动器总成44和/或前制动器总成46可被构造为设置在转子附近的一对刹车片(pad)组件。刹车片组件的致动可对转子提供夹紧力，使得刹车片组件摩擦地接合转子。刹车片组件与转子的摩擦接合可阻碍转子的转动并使后车轮总成26和/或前车轮总成30的旋转减慢。
在至少一个实施例中，后制动器总成44和/或前制动器总成46可被构造为设置在制动鼓内的一对制动蹄。制动蹄的致动可使得制动蹄摩擦地接合制动鼓的表面。制动蹄与制动鼓的摩擦接合可阻碍制动鼓的转动并使后车轮总成26和/或前车轮总成30的旋转减慢。
刹车片组件与转子的摩擦接合或制动蹄与制动鼓的摩擦接合可产生摩擦热。所产生的热可使后制动器总成44和前制动器总成46的温度上升。由于制动器总成的温度增大时，后制动器总成44和/或前制动器总成46的摩擦材料的摩擦系数可能会减小。摩擦材料的摩擦系数减小可导致制动力减小随后使车辆所经历的制动距离增大。
温度传感器48可被布置在后制动器总成44和前制动器总成46附近。温度传感器48可与制动器控制单元40进行通信。温度传感器48可被构造成监测后制动器总成44和前制动器总成46的温度。
制动器温度可基于特定情况下制动器踏板的下压量由制动器控制单元来估计。在车辆10具有向下的俯仰状态(pitch)时车辆制动器的应用会比车辆10在较小等级下运转时导致更高的制动器温度。多维查找表可被设置为制动器控制器单元40的一部分以估计制动器温度。制动器温度的估计可以是基于环境温度、后制动器总成44或前制动器总成46的材料属性、制动器踏板下压量或制动器踏板位置以及车辆俯仰角的组合。
车辆10可设置有控制器50。控制器50可与动力传动系统12、制动器控制单元40和各种其它车辆组件进行通信。尽管被示出为一个控制器，但是控制器50可以是更大的控制系统的一部分，并且可由整个车辆10中的多种其它控制器(诸如车辆系统控制器(VCS))来控制。因此，应当理解的是，控制器50和一个或更多个控制器可被统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号来控制各种致动器，以控制诸如起动/停止发动机14、调节发动机点火正时、调节发动机制动、选择或调度变速器换挡、操作后制动器总成44和前制动器总成46等的功能。
控制器50可包括至少一个微处理器或中央处理单元(CPU)，所述至少一个微处理器或中央处理单元(CPU)与各种类型的计算机可读存储装置或介质进行通信。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(ROM)中的易失性存储和非易失性存储、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)。KAM是可被用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久存储器或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用任意数量的已知存储装置(诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)，闪存或任何其它能够存储数据的电、磁、光、或组合存储装置)来实现，其中一些数据表示控制器50在控制动力传动系统12或车辆10时所使用的指令。
控制器50可包括巡航控制模块或巡航控制系统。巡航控制系统可尝试操作动力传动系统12，以保持操作者经由用户界面60输入的指定车速。控制器50可从车速传感器62接收车速，并可尝试使操作者指定的车速与由车速传感器测量的车速之间的任何差异最小化。
巡航控制系统可以是控制器50的自适应巡航控制系统。控制器50的自适应巡航控制系统可操作动力传动系统12和其它车辆子系统，以保持车辆10和目标车辆70之间的目标跟车距离。目标车辆70可以是位于车辆10前方的预定范围内或车辆10后方的预定范围内的另一车辆。
控制器50的自适应巡航控制系统可调节或校正操作者指定的车速。操作者指定的车速可基于目标跟车距离和目标车辆70的速度中的至少一个来校正。控制器50的自适应巡航控制系统可校正操作者指定的车速并使得动力传动系统12操作而保持目标跟车距离。控制器50的自适应巡航控制系统还可以操作后制动器总成44或前制动器总成46，以满足所调节的操作者指定的车速。
控制器50的自适应巡航控制系统可以与车速传感器62、前方对象传感器80、后方对象传感器82和车辆惯性传感器84进行通信。
前方对象传感器80可被构造为检测目标车辆70是否是在车辆10的前方。前方对象传感器可监测车辆10和目标车辆70之间的前方距离和/或横向距离。前方对象传感器80可被布置在车辆保险杠、前导流板、或车辆10上的其它前方位置。前方对象传感器80可以是雷达、射频传感器、光学传感器、激光发射器和相应的接收器等。
后方对象传感器82可被构造为检测对象是否是在车辆10的后方。后方对象传感器82可监测车辆10和对象之间的后方距离和/或横向距离。在至少一个实施例中，后方对象传感器82可被构造为监测车辆10是否连接到或正在拖曳对象90。后方对象传感器82可被布置在车辆后保险杠、后挡板、行李厢或车辆10上的其它后方位置。后方对象传感器82可以是雷达、射频传感器、光学传感器或激光发射器和相应的接收器、后视相机等。
在车辆10连接到拖车或正在拖曳对象90的情况中，控制器50的自适应巡航控制系统可估计车辆10和目标车辆70之间的目标跟车距离。可计算目标跟车距离，使得其符合针对车辆拖曳对象的跟车距离管理(government)要求。控制器50的自适应巡航控制系统可采用基于车速、目标车辆70的速度以及车辆10和被拖曳的对象90的总长度的跟车距离算法。
控制器50的自适应巡航控制系统50可操作动力传动系统12和/或制动系统，以便例如针对车速小于40英里每小时(mph)的情况每10英尺(ft)的总车辆长度保持至少一秒的跟车距离。控制器50的自适应巡航控制系统可操作动力传动系统12和/或制动系统，以便针对车速大于40mph的情况每10ft的总车辆长度保持一秒加至少一秒的跟车距离。其它方案也是可行的。
控制器50可被构造为确定条件是否指示车辆10以各种方式拖曳对象90。一种直接的方法可包括操作者激活拖曳开关或拖运开关或经由用户界面60启动拖曳/拖运模式。
控制器50可与后方对象传感器82进行通信。后方对象传感器82可被构造为检测被拖曳的对象90是否在车辆10后方的预定范围内或是否连接到车辆10。
控制器50可与设置在车辆10上的拖车电连接器92进行通信。拖车电动连接器92可被构造为将对象电连接器92与车辆10连接。车辆10和被拖曳的对象90之间的电连接可指示车辆正在拖曳对象。
控制器50可与加速踏板100进行通信。控制器50可被配置为从加速踏板100接收加速踏板位置并将加速踏板位置解释为动力传动系统命令。动力传动系统12可随后操作以尝试满足动力传动系统命令。动力传动系统命令可包括发动机扭矩或变速器扭矩的请求。控制器50可将发动机扭矩的请求关联到发动机节气门位置，所述发动机节气门位置可协助动力传动系统12满足动力传动系统命令。
控制器50还被可配置为确定针对动力传动系统12满足动力传动系统命令所需的总的时间量。控制器50可将总的(已流逝的)时间量与动力传动系统12可满足动力传动系统命令的预期时间量或预期时间段作比较。如果满足动力传动系统命令所需的总的时间量小于或等于满足动力传动系统命令的预期时间量，则控制器50可确定车辆10没有在拖曳对象。如果用于满足动力传动系统命令所需的总的时间量大于用于满足动力传动系统的预期时间量，则控制器50可确定车辆10正在拖曳对象90。
控制器50可与制动器控制单元40进行通信。制动器控制器单元40可被配置为接收制动踏板位置并被配置为将制动踏板位置解释为操作后制动器总成44和前制动器总成46的命令。通常，制动踏板位置越大，施加到车辆车轮总成的制动力越大。如果车辆10正在拖曳对象90，则因拖曳的对象90可能需要更大的制动力使后车轮总成26和前车轮总成30的转动减慢。在控制器50确定制动踏板位置大于阈值制动踏板位置且车辆减速度小于阈值减速度量时，控制器50可确定车辆10正在拖曳对象90。
控制器50可与包含车辆惯性传感器84的约束控制模块或电子稳定控制模块进行通信。车辆惯性传感器84可被构造为测量车辆10操作时的车辆惯性响应。车辆惯性传感器84可包括偏航传感器(其被构造为测量车辆转弯速率或偏航率)、加速度计(其被构造为测量横向加速度/减速度或纵向加速度/减速度)、俯仰传感器(其被构造为测量车辆俯仰角或姿态)、侧倾传感器(其被构造为测量车辆侧倾角)和车辆负载传感器(其被构造为测量车辆负载)。响应于由车辆惯性传感器84测量的车辆惯性响应大于阈值，控制器50可确定车辆10是否正在拖曳对象90。
响应于条件指示车辆10正在拖曳对象90，控制器50可经由用户界面60进行输出以显示提示。所述提示可请求车辆操作者输入车辆10的总长度。车辆10的总长度可包括车辆10的长度和被拖曳的对象90的长度。在至少一个实施例中，车辆10的长度可以是已知的，并且所述提示可请求操作者输入被拖曳的对象90的长度。
控制器50可响应于操作者激活控制器50的自适应巡航控制系统而经由用户界面60提示用户输入期望车速。动力传动系统12可进行操作以满足期望车速。响应于前方对象传感器80检测到车辆10前方的目标车辆70，控制器50的自适应巡航控制系统可计算目标跟车距离。目标跟车距离可以是基于期望车速、目标车速以及包括被拖曳的对象90的长度的车辆10的总长度。
动力传动系统12、后制动器总成44和/或前制动器总成46可进行操作以保持车辆10和目标车辆70之间的目标跟车距离。当控制器50的自适应巡航控制系统是激活的时，控制器50和/或控制器50的自适应巡航控制系统可监测后制动器温度和前制动器温度。
当控制器50的自适应巡航控制系统是激活的时，后制动器总成44和/或前制动器总成46可进行操作以降低车速，以保持目标跟车距离。被拖曳的对象90可能需要通过后制动器总成44和/或前制动器总成46施加更大的制动力来降低车速。更大的制动力可能使后制动总成44和/或前制动器总成46的温度上升至阈值制动器温度之上。
响应于制动器温度大于阈值制动器温度，可通过用户界面60输出车辆制动器温度警告进行显示。控制器50的自适应巡航控制系统还可被停用，并且还可通过用户界面60输出控制器50的自适应巡航控制系统警告进行显示。
车辆制动器温度警告可请求车辆10的操作者降低后制动器总成44温度和/或前制动器总成46温度。在至少一个实施例中，控制器50可被配置为响应于制动器温度大于阈值制动器温度而操作动力传动系统12，使得制动器温度降低和/或车速降低。
控制器50可在不应用车辆制动器的情况下采用各种策略来降低车速。所述策略可包括：1)关闭或限制发动机节气门来创建部分真空以减小车速的发动机制动，2)在压缩行程的上止点时致动发动机排气门来释放发动机气缸内的压缩空气的压缩-释放制动，3)阻碍变速器16的输入轴18或输出轴20的转动(如果车辆10被如此装备的话)的变速器制动或阻滞(retard)，4)降低发动机速度的发动机点火延迟，或5)在车辆排气系统内施加限制以增加排气背压(如果车辆10被如此装备的话)的排气制动。
参照图2，示出了控制车辆的示例性方法的流程图。如将本领域普通技术人员中的一个所理解的，流程图表示可以以硬件、软件或硬件和软件的组合来实现的控制逻辑。例如，各种功能可由编程的微处理器来实现。所述控制逻辑可使用任意数量的已知编程和处理技术或实施方案来实现，并且不限于示出的顺序或序列。例如，中断或事件驱动的处理可在实时控制应用(而不是如示出那样的纯粹的顺序策略)中被采用，同样地，并行处理、多任务或多线程系统和方法可被使用。
控制逻辑可独立于用于开发和/或实现示出的控制逻辑而使用的特定编程语言、操作系统、处理器或电路之外。同样地，根据特定编程语言和处理策略，各种功能可在完成控制方法的同时以示出的序列、在大致相同的时间或以不同的序列来执行。可在不脱离预期的范围的情况下修改所示出的功能或在某些情况下省略所示出的功能。
在至少一个实施例中，该方法可由控制器50来执行，并且可被实现为闭环控制系统。为简便起见，以下将在单个方法迭代的情况下描述该方法。此外，以下将针对控制第一桥总成和第二桥总成描述该方法，但是将理解的是，可利用本方法控制其它桥总成。
在框200处，该方法可估计自适应巡航控制系统是否被激活。例如，如果自适应巡航控制系统未激活和/或自适应巡航控制系统不起作用，则该方法可结束。如果自适应巡航控制系统被激活，则该方法可继续到框202。
在框202处，该方法可估计条件是否指示存在被拖曳的对象90。被拖曳的对象90可以是连接到车辆10的拖车。如果条件并未指示车辆10正在拖曳对象90，则该方法可结束。如果条件指示车辆10正在拖曳对象90，则该方法可继续到框204。
在框204处，该方法可经由用户界面60提示用户输入车辆10和被拖曳的对象90的组合长度。在至少一个实施例中，车辆10的长度可以是已知的并且该方法可提示用户仅输入被拖曳的对象90的长度。
在框206处，该方法可估计目标车辆是否是在车辆10的前方，如果前方对象传感器80在预定范围内未检测到目标车辆70，则该方法可继续到框208。在框208处，该方法可操作车辆10以保持操作者设定的车速。如果前方对象传感器检测到位于预定范围内的目标车辆70，则该方法可继续到框210。
在框210处，该方法可操作车辆以保持车辆10与目标车辆70之间的跟车距离。跟车距离可以是基于车辆10和被拖曳的对象90的组合长度、期望车速、实际车速或制动器温度。
在框212处，该方法可估计后制动器总成44和/或前制动器总成46的制动器温度是否大于阈值制动器温度。如果后制动总成44和前制动器总成46两者的制动器温度小于阈值制动器温度，则该方法可返回到框210。在框210，该方法可继续操作车辆10，以保持车辆10与目标车辆70之间的跟车距离。如果后制动器总成44或前制动器总成46的制动器温度大于阈值制动器温度，则该方法可继续到框214。
在框214处，该方法可输出显示制动器温度大于阈值制动器温度的警告。在框216处，该方法可停用自适应巡航控制系统，并输出指示停用自适应巡航控制系统的警告。
在框218处，该方法可以操作车辆，以在不应用后制动总成44或前制动器总成46的情况下降低车速至少直到制动器温度小于阈值制动器温度为止。该方法可限制动力传动系统命令，使得加速踏板输入被限制。限制动力传动系统命令也可减少至发动机14或发动机气缸的燃料输送。
在至少一个实施例中，可应用车辆紧急制动器来降低车速。在另一示意性实施例中，该方法可以命令变速器降挡到更低的传动比或变速器比率，以降低车速。
虽然以上描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。此外，可将各种实施的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (7)

1.一种车辆，包括：
动力传动系统；
速度控制系统；
控制器，被配置为：响应于速度控制系统被激活而且存在指示车辆正在拖曳对象的条件，基于车辆和对象的总长度来操作动力传动系统，以保持车辆与目标车辆之间的目标跟车距离。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于制动器温度大于阈值，停用速度控制系统，并且进行输出以显示车辆制动器温度警告。
3.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于存在所述条件，经由用户界面提示用户输入所述对象的长度。
4.如权利要求1所述的车辆，其中，控制器还被配置为：响应于动力传动系统不是在预期的时间段内满足动力传动系统命令的，经由用户界面提示用户输入车辆的长度。
5.如权利要求2所述的车辆，其中，制动器温度从环境温度和车辆俯仰角导出。
6.如权利要求2所述的车辆，其中，制动器温度由被设置在制动器总成附近的温度传感器来提供。
7.如权利要求3所述的车辆，其中，所述条件包括拖曳开关的激活、对象电连接器被连接到拖车电连接器以及后方对象传感器检测到位于车辆后方的预定范围内的对象中的至少一个。
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