CN109383503A - 通过使用推进转矩减少装置差错的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

减少装置差错的系统和方法包括控制器，该控制器包括处理器和其上记录有指令的有形非瞬时存储器。推进源配置为响应于控制器的指令而生成推进转矩。控制器配置为确定是否满足至少一个预先定义的使能条件。如果满足至少一个预先定义的使能条件，则控制器配置为确定车辆的速度是否处于目标速度。至少部分地基于装置的速度来控制装置的操作。如果装置的速度超过或低于目标速度，则控制器配置为确定推进转矩足以使装置达到目标速度。经由推进源将推进转矩传递到装置。

Description

通过使用推进转矩减少装置差错的系统和方法
引言
本发明涉及通过使用推进转矩减少装置差错的系统和方法。在各时间，运输装置可能需要减轻动作，包括使装置减慢以允许后续的永久性固定。在这些时间，摩擦制动可能不能够或者不足以起作用来控制装置的操作。
发明内容
本文公开了减少装置差错的系统和方法。系统包括控制器，该控制器包括处理器和其上记录有用于执行方法的指令有形非瞬时存储器。推进源配置为响应于控制器的指令而将推进转矩施加到装置。由处理器执行指令致使控制器确定是否满足至少一个预先定义的使能条件。如果满足至少一个预先定义的使能条件，则控制器配置为确定装置的速度是否处于目标速度。控制器配置为至少部分地基于装置的速度来控制装置的操作。如果装置的速度超过或低于目标速度，则控制器配置为至少部分地基于来自至少一个外力传感器的反馈来确定推进转矩足以使装置达到目标速度。经由推进源传递推进转矩以使装置加速或减速。
在一个实施例中，目标速度为大约零。控制器可以配置为生成速度轨迹以使装置达到目标速度。推进源可包括一个或多个电动马达。装置可包括配置为对推进源提供动力的能量存储单元。外力传感器可以是配置为检测风相对于装置的风力和方向的风传感器。外力传感器可以是配置为检测表面相对于装置的倾斜度的坡度传感器。
装置可包括在第一凹入区域、第二凹入区域和第三凹入区域之间可移动的踏板。装置配置为当踏板在第一凹入区域时减速。装置配置为当踏板在第二凹入区域时以恒定速度移动。装置配置为当踏板在第三凹入区域时加速。
该装置可包括电子停车制动器，该电子停车制动器与控制器通信并配置为选择性地指导至少一个电动马达以使第一摩擦元件压靠于第二摩擦元件。控制装置的操作可包括如果装置的速度处于目标速度，则经由控制器禁用自电子停车制动器。该装置可包括自适应巡航控制模块。控制装置的操作可包括如果装置的速度处于目标速度，则经由控制器禁用自适应巡航控制模块。
车辆包括控制器，该控制器包括处理器和其上记录有用于执行减少差错的方法的指令有形非瞬时存储器。推进源配置为响应于控制器的指令而将推进转矩施加到车辆。自适应巡航控制模块与控制器通信通信。由处理器执行指令致使控制器：确定是否满足至少一个预先定义的使能条件。如果满足至少一个预先定义的使能条件，则确定车辆的速度是否处于目标速度。至少部分地基于车辆的速度来控制车辆的操作。如果车辆的速度超过或低于目标速度，则控制器配置为至少部分地基于来自至少一个外力传感器的反馈来生成速度轨迹和足以使车辆达到目标速度的推进转矩。如果车辆的速度超过目标速度，则经由控制器对推进源的命令施加推进转矩以使车辆加速或减速。如果车辆的速度处于目标速度，则控制器配置为禁用自适应巡航控制模块。
当结合附图时，从用于实施本发明的最佳模式的详细描述中，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将容易显而易见。
附图说明
图1是减少装置差错的系统的示意图，其中该装置具有控制器；
图2是由图1的控制器执行的方法的示意性流程图；以及
图3是针对图1的装置的速度对时间的示意图，包括由控制器生成的速度轨迹。
具体实施方式
参照附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1示意性地示出了减少装置12的差错的系统10。装置12可以是移动平台诸如但不限于标准客车、运动型多用途车、轻型卡车、重载车辆、ATV、小型货车、公交车、过境车辆、自行车、机器人、农具、运动相关设备、船、飞机、列车或其他运输装置。车辆12可采取许多不同的形式并且包括多个和/或备选的部件和设施。在一个实施例中，装置12是自主车辆，本文定义为配置为自主地执行控制功能而无直接的操作员命令的车辆。
参照图1，装置12包括配置为生成推进转矩以使装置12加速或减速的推进源14。推进源14可包括一个或多个电动马达，诸如第一马达14A和第二马达14B。推进源14可以配置为沿前向和后向方向提供反作用力。例如，推进源14可以配置为经由第一马达14A沿第一纵向方向L1提供第一推进源，以及经由第二马达14B沿第二纵向方向L2提供第二推进源。
装置12可包括内燃机16。推进源14可以是作为例如马达/发电机的装置12的现有布局的一部分，其中装置12是混合车辆或电动车辆。可选地，推进源14可以是来自装置12的现有布局的马达/发电机的单独源，其中该装置12是混合车辆或电动车辆。
推进源14可以由能量存储单元18提供动力。能量存储单元18配置为存储动力并将动力传递到推进源14且可以包括但不限于电池、燃料电池、电或电化学能量源。推进转矩可以传递到装置12的一个或多个车轮，诸如示于图1的车轮20A、20B、20C和20D。
参照图1，控制器C可以配置为经由踏板22接收转矩请求。踏板22在对应于踏板22的0％和100％压缩的最小踏板位置24和最大踏板位置26之间可移动。参照图1，在非限制性实施例中，踏板22配置为使得当踏板22被推到第一凹入区域28时，再生制动使装置12减速。参照图1，当踏板22被推到第二凹入区域30时，装置12可以配置为以相对恒定的速度巡航。当踏板22被推到第三凹入区域32时，装置12可以配置为加速。踏板22可以配置为在一些范围调节转矩(从0至100％)(其中凹入区域28、30、32是该范围的副产品)以及装置12上的外力。
参照图1，装置12可包括自适应巡航控制模块34。自适应巡航控制模块34可以与控制器C分开或者嵌入控制器C。自适应巡航控制模块34配置为维持装置12的设定速度，同时维持与周围元件的预定距离。自适应巡航控制模块34可以应用本领域技术人员可获得的接近度检测传感器(未示出)以确定与周围元件的接近度。例如，可以应用基于雷达的装置。
参照图1，装置12包括操作地连接到推进源14或者与推进源14电子通信的控制器C。控制器C包括至少一个处理器P和其上记录有用于执行方法100的指令的至少一个存储器M(或者非瞬时有形计算机可读存储介质)。在某些预定差错的情况下，方法100将由推进源14生成的推进转矩用作减轻动作以控制装置12。例如，装置12可以达到蠕变速度或者完全停止以允许后续的永久性固定。在另一实例中，装置12可以非常缓慢地移动或者静止，且期望使速度增加到目标速度。因此，系统10(和方法100的执行)改进装置12的功能。
存储器M可存储控制器可执行指令集，且处理器P可执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。方法100在以下方面提供灵活控制，装置12可以以各种速率加速或减速，其中两者之间平稳切换。在某些情况下，方法100提供合意的减轻动作，诸如当自主或半自主特征不能起作用时。方法100可应用前馈或者反馈控制。
现参照图2，示出了存储在图1的控制器C上并由其可执行的方法100的流程图。方法100不需要以本文所述的特定顺序应用。此外，应当理解，可以省略一些步骤。参照图2，方法100可开始于框102，其中控制器C编程或配置为确定是否满足至少一个预先定义的使能条件。预先定义的使能条件可包括自适应巡航控制模块34的运行差错。预先定义的使能条件可包括自主或半自主特征的故障。在一个实例中，预先定义的使能条件是摩擦制动单元不可用或者不足以起作用，诸如在可能出现制动转子冷冻的冷温下。可以基于手头的应用选择预先定义的使能条件。
如果满足至少一个预先定义的使能条件，则方法100前进到图2的框104，其中控制器C配置为确定装置12的速度是否处于目标速度(图2中的“ST”)。控制器可经由速度传感器40或者以其他方式来确定装置12的速度，包括经由基于其他测量方法的“虚拟传感”和建模以及使用处于各位置的传感器。在一个实施例中，目标速度为大约零。在另一实施例中，目标速度为大约10km/h。根据框106，控制器C配置为至少部分地基于装置12的速度来控制装置12的操作。
如果装置12的速度超过或低于目标速度，则方法100前进到图2的框108，其中控制器C配置为至少部分地基于来自至少一个外力传感器的速度和反馈来确定推进转矩(图2中的“PT”)足以使装置12达到目标速度。另外，在框108中，控制器C可以配置为速度轨迹(诸如速度轨迹206，以下参照图3所述)用于装置12达到目标速度。
控制器C可接收来自本领域技术人员可获得的各外力传感器的输入，包括但不限于：速度传感器40、风传感器42和坡度传感器44，如图1所示。参照图1，风传感器42配置为检测风W相对于装置12的风力和方向。坡度传感器44与控制器C通信并配置为检测其上设置有装置12的道路表面46相对于装置12的倾斜度。
在图2的框110中，推进转矩(图2中的“PT”)经由控制器C对推进源14的命令被传递或施加到装置12。根据线112，方法100从框110前进到104以重新确定装置12的速度是否超过目标速度。如果装置12的速度处于或低于目标速度，则方法100前进到图2的框114，其中控制器C配置为固定装置12。
在一个实施例中，装置12可以通过禁用一个或多个特征，诸如禁用自适应巡航控制模块34而固定。在另一实施例中，装置12可以通过应用电子停车制动器48而固定，如图1所示。装置12可包括机械地连接到车轮20A、B、C和D中的至少一个的第一摩擦元件52和第二摩擦元件54。电子停车制动器48与控制器C通信并配置为选择性地指导至少一个电动马达50以使第一摩擦元件52压靠于第二摩擦元件54。车轮20A、B、C和D中的每一个可包括单独的各摩擦元件。
控制装置12的操作可包括通过控制器C生成诊断信号，如框116所示。诊断信号可以采用许多格式。例如，诊断信号可包括由控制器C生成的诊断报告或者显示在装置12的仪表盘上的信息。诊断报告可以作为无线信号通过控制器C发送到远程服务器60。远程服务器60可以由装置12的车队管理者访问。控制器C可包括用于执行无线通信的一个或多个无线收发器和用于执行有线通信的一个或多个通信端口。远程服务器60可包括处理装置、通信装置和存储器装置。
图3示出了由控制器C生成的使装置12达到目标速度(垂直轴线上的ST)的实例性速度轨迹206。图3是用于装置12的速度(垂直轴线上的S)对时间(水平轴线上的T)的示意图。在图3的时间步骤202处，装置12由自主特征控制。在时间步骤204处，故障或差错随着自主驱动特征而发生，从而满足预先定义的使能条件之一并触发方法100的框104。在时间t1和t2之间，控制器C(经由方法100的执行)配置为使用由推进源14生成的推进转矩使装置12达到目标速度(ST)。速度轨迹206的形状可基于手头的应用而变化，包括但不限于抛物形、椭圆形和线性(直线)。
总之，方法100包括将用于闭环速度控制的推进转矩用作减轻动作，其允许装置12停止或降低到目标速度。方法100可以动态地执行。如本文所使用，术语“动态的”和“动态地”描述了这种步骤和过程，其被实时执行并且特征在于在执行例程期间或者执行例程的迭代之间监控和以其他方式确定参数的状态以及规则地或周期地更新该参数的状态。
图2中的流程图显示了根据本发明的各实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现指定的逻辑功能的可执行指令。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合可以通过执行指定功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。还可将这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质可指导控制器或其它可编程数据处理设备以特定方式工作，从而存储在计算机可读存储器中的指令生成制造产品，其包括用于实现流程图和/或框图的块或若干块中指定的功能/动作的指令部件。
图1的控制器C可以是装置12的其他控制器的整体部分，或者是操作地连接到其的单独模块。控制器C包括计算机可读介质(还称为处理器可读介质)，其包括参与提供数据(例如指令)的非瞬时(例如，有形)介质，所述数据可以通过计算机(例如计算机的处理器)读取。这种介质可采用许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。例如，非易失性介质可包括光盘或磁盘以及其它持久存储器。例如，易失性介质可包括可构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这种指令可以通过一种或多种传输介质来传送，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤(包括包含耦接到计算机的处理器的系统总线的线缆)。计算机可读介质的一些形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、磁带、其他磁介质、CD-ROM、DVD、其他光学介质、穿孔卡片、纸带、带有孔样式的其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、其他存储芯片或盒，或者计算器可读取的其他介质。
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详细描述和附图或图支持和描述本发明，但本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已经详细描述了用于实施所要求保护的本发明的一些最佳模式和其他实施例，但存在用于实践所附权利要求中限定的本发明的各种备选设计和实施例。此外，附图中所述的实施例或者说明书中提及的各实施例的特征不必理解为彼此独立的实施例。而是，可能的是，实施例的实例之一中描述的特征中的每一个可以与来自其他实施例的其他所需特征中的一个或多个组合，从而导致其他实施例不以文字描述或者参照附图描述。因此，这种其他实施例落在所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种减少装置差错的系统，所述系统包括：
控制器，其包括处理器和其上记录有用于执行方法的指令的有形非瞬时存储器；
推进源，其配置为响应于所述控制器的指令将推进转矩施加到所述装置；
其中由所述处理器执行所述指令致使所述控制器：
确定是否满足至少一个预先定义的使能条件；
如果满足所述至少一个预先定义的使能条件，则确定所述装置的速度是否处于目标速度；以及
至少部分地基于所述装置的所述速度来控制所述装置的操作，其包括如果所述装置的所述速度超过或低于所述目标速度，则：
至少部分地基于来自至少一个外力传感器的反馈来确定所述推进转矩足以使所述装置达到所述目标速度；以及
经由对所述推进源的所述命令施加所述推进转矩以使所述装置加速或减速。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置为如果所述装置的所述速度超过或低于所述目标速度则生成速度轨迹以使所述装置达到所述目标速度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述推进源包括一个或多个电动马达；且
所述装置包括配置为对所述推进源提供动力的能量存储单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述装置包括在第一凹入区域、第二凹入区域和第三凹入区域之间可移动的踏板，所述装置配置为当所述踏板在所述第一凹入区域时减速；
所述装置配置为当所述踏板在所述第二凹入区域时以恒定速度移动；且
所述装置配置为当所述踏板在所述第三凹入区域时加速。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：
电子停车制动器，其与所述控制器通信并配置为选择性地指导至少一个电动马达以使第一摩擦元件压靠于第二摩擦元件；
控制所述装置的操作包括如果所述装置的所述速度处于所述目标速度，则经由所述控制器应用所述电子停车制动器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述装置包括自适应巡航控制模块；且
控制所述装置的操作包括如果所述装置的速度处于所述目标速度，则经由所述控制器禁用所述自适应巡航控制模块。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个外力传感器包括配置为检测风相对于所述的装置的风力和方向的风传感器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个外力传感器包括配置为检测表面相对于所述装置的倾斜度的坡度传感器。
9.一种用于减少装置差错的方法，所述装置具有推进源和带有处理器和有形非瞬时存储器的控制器，所述方法包括：
确定是否满足至少一个预先定义的使能条件；
如果满足所述至少一个预先定义的使能条件，则确定所述装置的速度是否处于目标速度；
至少部分地基于所述装置的所述速度来控制所述装置的操作，其包括如果所述装置的所述速度超过或低于所述目标速度，则：
至少部分地基于来自至少一个外力传感器的反馈来确定所述推进转矩足以使所述装置达到所述目标速度；
经由来自所述控制器的对所述推进源的命令生成所述推进转矩；以及
经由对所述推进源传递所述推进转矩以使所述装置加速或减速。
10.一种车辆，其包括：
控制器，其包括处理器和其上记录有用于执行减少差错的方法的指令的有形非瞬时存储器；
推进源，其配置为响应于所述控制器的指令将推进转矩施加到所述车辆；
与控制器通信的自适应巡航控制模块；
其中由所述处理器执行所述指令致使所述控制器：
确定是否满足至少一个预先定义的使能条件；
如果满足所述至少一个预先定义的使能条件，则确定所述车辆的速度是否处于目标速度；以及
至少部分地基于所述车辆的所述速度来控制所述车辆的操作，其包括：
如果所述车辆的所述速度超过或低于所述目标速度，则至少部分地基于来自至少一个外力传感器的反馈来生成速度轨迹和足以使所述车辆达到所述目标速度的推力转矩，以及经由对所述推进源的所述命令施加所述推进转矩以使所述车辆加速或减速；以及
如果所述车辆的所述速度处于所述目标速度，则经由所述控制器禁用所述自适应巡航控制模块。
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