CN111727467B - 用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口 - Google Patents

用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口 Download PDF

Info

Publication number
CN111727467B
CN111727467B CN201880089366.7A CN201880089366A CN111727467B CN 111727467 B CN111727467 B CN 111727467B CN 201880089366 A CN201880089366 A CN 201880089366A CN 111727467 B CN111727467 B CN 111727467B
Authority
CN
China
Prior art keywords
engine
torque
controller
vehicle
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880089366.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111727467A (zh
Inventor
V·A·苏简
C·L·希尔默
E·C·塞弗
H·R·弗罗斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cummins Inc
Original Assignee
Cummins Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cummins Inc filed Critical Cummins Inc
Publication of CN111727467A publication Critical patent/CN111727467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111727467B publication Critical patent/CN111727467B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/162—Speed limiting therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0293—Convoy travelling
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291—Fleet control
    • G05D1/0295—Fleet control by at least one leading vehicle of the fleet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0657—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/65—Data transmitted between vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9325—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for inter-vehicle distance regulation, e.g. navigating in platoons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)

Abstract

一种用于车辆的控制系统包括发动机控制器，所述发动机控制器可操作以响应于巡航控制设置命令和巡航控制偏移值而确定请求的发动机扭矩，响应于所述请求的发动机扭矩和扭矩极限而确定发动机扭矩命令，并且响应于所述发动机扭矩命令而控制发动机的操作。所述控制系统还包括队列行驶控制器，所述队列行驶控制器可操作以确定并向所述发动机控制器提供所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限以有效地使所述发动机控制器控制所述发动机以提供所述车辆与第二车辆之间的期望跟随距离。

Description

用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口
相关申请的交叉引用
本申请要求在2017年12月14日提交的第62/598,506号美国临时申请的提交日的优先权，所述美国临时申请通过引用方式结合于此。
背景技术
本申请涉及用于发动机控制器和自主控制器的接口。通过沿着路线行驶的一组车辆的协调操作，车辆队列行驶提供了减少燃料消耗和提高燃料经济性的可能性。例如，控制跟随车辆的操作以维持距引导车辆的指定跟随距离可以减少跟随车辆所经历的空气动力学损失。为了提供这样的操作，可以操作控制器以向发动机提供扭矩命令以便实现指定跟随距离。控制器所提供的命令可以超驰或优先于发动机控制器所使用的其他命令。然而，自主控制器与发动机控制器之间的接口可能产生许多意想不到的非期望后果，包括影响发动机控制器与变速器控制器之间的通信的影响或影响变速器换挡的影响。对于本文公开的独特的设备、方法和系统，仍然存在大量未满足的需求。
说明性实施例的公开内容
为了清楚、简洁和准确地描述本公开的说明性实施例、制造和使用本公开的方式和程序以及为了使得能够实践、制造和使用本公开，现在将参考某些示例性实施例，包括图中所示的那些实施例，并且将使用特定语言来描述本公开。然而，应当理解，并不由此产生对本发明的范围的任何限制，并且本发明包括并保护所属领域技术人员会想到的示例性实施例的此类改变、修改和进一步应用。
发明内容
示例性实施例包括用于发动机控制器和自主控制器的独特接口以及包括或利用此类接口的独特设备、方法和系统。根据以下描述和附图，其他实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。
附图说明
图1是示出示例性车辆队列的某些方面的示意图。
图2是示出示例性发动机控制器的某些方面的示意图。
图3是示出诸如队列行驶控制器之类的示例性自主控制器的某些方面的示意图。
图4是示出示例性驾驶员程序的某些方面的流程图。
图5是示出示例性队列行驶控制器程序的某些方面的流程图。
图6是示出示例性发动机控制器程序的某些方面的流程图。
图7是示出示例性扩展的修改后巡航控制/车辆速度消息的某些方面的表。
具体实施方式
参考图1，示出了示出用于包括多辆车辆102a、102b等(在本文中共同且单独地被称为一辆或多辆车辆102)的车辆队列100的示例性系统的某些方面。车辆队列100中的车辆102可操作以通过协调方式起作用以相对于不协调的操作减少净燃料消耗并提高净操作效率。所示的车辆队列100包括在公路长途运输状况下操作的两辆队列行驶卡车。前卡车(车辆102a)处于驾驶员扭矩控制下(例如，通过直接节气门踏板或巡航控制)。后卡车(车辆102b)使用队列行驶控制器114维持距前卡车的跟随距离D，所述队列行驶控制器被结构化为经由通信网络118与车辆电子控制系统110中的发动机控制器112对接。
尽管在图1的车辆队列100中示出了两辆车辆，但是应当明白，车辆队列100可以包括以协调方式控制或操作的任意数量的两辆或更多辆车辆102。图1中所示的车辆102是牵引拖车车辆，然而，车辆队列中的车辆可以是多种类型的车辆，诸如卡车、牵引拖车、厢式货车、公共汽车和乘用车等等。一些实施例可以预期，例如在共同管理的车队的情况下，车辆队列100中的车辆102可以各自是相同或相似类型的车辆。一些实施例可以预期，车辆队列100中的车辆102可以包括不同类型或类别的车辆，例如半牵引拖车和乘用车。
车辆队列100中的车辆102a、120b中的每一者分别包括发动机104a、104b，诸如内燃发动机或混合动力发动机-电动系统或任何合适的原动机，其被结构化为输出动力以推进相应的车辆102a、102b。一些实施例可以预期，例如在共同管理的车辆车队的情况下，发动机104、104b可以各自是相同或相似类型的原动机。一些实施例可以预期，发动机104a、104b可以包括不同类型或类别的原动机，例如具有不同尺寸、功率或类型的原动机(例如，柴油发动机动力传动系统、汽油发动机动力传动系统、天然气动力传动系统、混合-电动动力传动系统和电动动力传动系统)。为了便于描述，车辆102的发动机104a、104b(共同且单独地被称为发动机原动机104)可以是任何合适的原动机，并且术语“发动机”的使用不限于内燃发动机，并且应当理解，这些提及物也适用于并包括其他类型的原动机。
车辆队列100中的车辆102a、102b可以利用一个或多个环境传感器或传感器系统106a、106b(共同且单独地被称为传感器系统106)来确定其相对于车辆队列100中其他车辆102的定位。可以利用的传感器系统106的类型的示例包括雷达系统、激光雷达系统、接近传感器系统以及这些和/或其他传感器系统的组合。车辆队列100中的车辆102还包括无线通信系统或链路108，所述无线通信系统或链路允许车辆对车辆(V2V)通信或车辆对X(V2X)通信，其中X表示各种可能类型的外部网络。
车辆队列100中的车辆102可以各自包括车辆电子控制系统(VECS)110，所述车辆电子控制系统被结构化为控制和监视相应车辆102的操作，以及参与如本文所公开的同类模式协调操作。VECS 110通常包括多个基于集成电路的电子控制单元(ECU)或其他控制部件，所述其他控制部件可以通过通信网络可操作地彼此耦合并且被结构化为实施许多不同的控件。
例如，所示的VECS 110包括发动机控制器112、队列行驶控制器114，并且还可以包括与通信网络118可操作地耦合的一个或多个其他控制器、系统或部件116，诸如传感器和致动器。在下面的讨论中使用队列行驶控制器114，但是应当理解，队列行驶控制器114可以是任何自主控制器。这些控制器可以在一个或多个ECU中实施。例如，某些实施例包括被结构化为实施发动机控制器112以如本文所述控制和监视发动机和发动机附件的操作的发动机ECU、被结构化为实施队列行驶控制器114以如本文所述控制和监视队列行驶操作的队列行驶ECU、被结构化为控制和监视变速器(未示出)的操作的变速器ECU(未示出)、被结构化为控制车辆无线通信系统的无线通信ECU，并且可以提供被结构化为控制环境传感器系统106的操作的一个或多个环境传感器ECU。
在某些实施例中，这些控制器中的两者或更多者可以在共同的ECU中实施。还应当明白，本文公开的控制逻辑和控制程序可以由控制器或控件来执行，所述控制器或控件在VECS 110的专用控制部件中(例如，在专用ECU或其他专用控制电路中)实施或者可以通过分布式方式(例如，通过发动机ECU、变速器ECU、无线通信ECU和环境传感器ECU的协调操作)跨VECS 110的专用控制部件实施。
VECS 110的控制器、ECU和其他控制部件可以包括数字电路、模拟电路或这两种类型的混合组合。VECS 110的ECU和其他控制部件可以是可编程的、集成状态机或它们的混合组合。VECS 110的ECU和其他控制部件可以包括为了清楚起见未示出的一个或多个算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、存储器、限制器、调节器、过滤器、格式转换器等。在一种形式中，车辆电子控制系统110是可编程的种类，所述车辆电子控制系统根据由存储在非暂时性存储器介质(例如，软件或固件)中的可执行程序指令定义的操作逻辑来执行算法并处理数据。替代地或另外，用于车辆电子控制系统110的操作逻辑可以至少部分地由硬连线逻辑或其他硬件定义。
车辆102的环境传感器和无线通信能力允许使用直接和/或间接通信来协调其操作。这样的操作可以被称为协调操作或同类模式操作。例如，车辆102可以同时或通过协调顺序加速或制动，相对于彼此维持特定距离，或者相对于彼此维持特定偏移。协调操作还通过补偿或消除人类反应所需的反应距离来允许车辆之间的跟随距离更近。车辆队列100的协调操作还允许进行减少车辆燃料净消耗或提高车辆队列100的净效率的操作。在一些实施例中，车辆102中的一者或多者可以配备有产生极大地减小空气阻力的空气层流(隧道效应)的空气动力学能力(驾驶室和拖车上的导风板(wind assist panel)、空气动力学牵引车车身)。队列100中的其他车辆102可以利用防风隧道(wind break tunnel)与车辆102足够近地间隔开以提高燃料经济性。应当明白，本文公开的控件可以通过调整一个或多个车辆跟随距离和车辆偏移来缓解空气动力学损失。
参考图2，示出了示出示例性发动机控制器112的某些方面的示意图。发动机控制器112实施多个扭矩请求控制部件，包括驾驶员输入和相关联的加速踏板131、巡航控制输入和其他输入。这些控制部件中的每一者被结构化为响应于其用于一个或多个扭矩/速度控制消息151的一个或多个相应输入而提供扭矩请求。
发动机控制器112还实施多个扭矩约束，包括道路调速器136、怠速调速器138、用于烟雾控制的满载调速器140以及发动机保护调速器142。这些扭矩请求控制部件的输出信号以所示方式与多个运算器连接，所述多个运算器包括可操作以输出多个输入的最小值的最小值运算器、可操作以输出多个输入的最大值的最大值运算器以及模式控制或超驰选择。发动机控制器的最终输出是由发动机实现的实际发动机扭矩144。另外，四个发动机控制器信号被传输到通信网络118：驾驶员动力传动系统需求扭矩146、实际发动机扭矩144、标称摩擦扭矩148和发动机期望工作速度150。到达通信网络118的这些输出可以被诸如变速器控制器(未示出)之类的其他控制器利用。
应当明白，外部扭矩命令(包括例如牵引和变速器控制)也可以借助于诸如扭矩/速度控制消息152之类的直接扭矩控制信号来实现发动机控制器112对发动机的控制，所述控制消息作为输入提供给发动机控制器112的控制模式输入运算器153。可以从队列行驶控制器114接收扭矩/速度控制消息152。来自控制模式输入运算器153的命令可以通过四种控制模式来影响发动机扭矩：正常控制模式、速度控制模式、扭矩控制模式和速度/扭矩极限控制。此外，驱动扭矩命令的上述扭矩请求控制部件130、132、134可以由扭矩/速度控制信号替代，所述控制信号可以由扭矩控制模式输入运算器153选择。扭矩请求控制部件130、132、134的扭矩控制模式的替代也有一些例外，包括扭矩曲线、燃烧和充气减额以及其他更高优先级的扭矩/速度控制消息。
在所示实施例中，提供给控制模式输入运算器153的扭矩/速度控制消息152是由队列行驶控制器114提供的扭矩极限值。队列行驶控制器114还提供巡航控制设置命令(CC设置)和巡航控制偏移(CC偏移)(统称为[CC设置+CC偏移]154)作为巡航控制扭矩请求部件的输入。通过选择[CC设置和CC偏移]154的值，队列行驶控制器114可以影响发动机控制器112的操作以向控制模式输入运算器153提供扭矩请求，所述扭矩请求建立并提供与供维持或提供期望跟随距离D使用的最大加速度相对应的扭矩。来自队列行驶控制器114的扭矩/速度控制消息152中的扭矩极限可以用于补偿或减小该最大值。可以在直到发动机可以提供的最大扭矩量级的任何扭矩量级下选择[CC设置+CC偏移]154和可供队列行驶控制器114使用的对应最大加速度。
在一些形式中，可以选择[CC设置+CC偏移]154和可供队列行驶控制器114使用的对应最大加速度，以提供期望加速能力和小于发动机可以提供的最大扭矩量级的对应扭矩。这通过队列行驶控制器114提供了对发动机操作的有效或实质的完全权限控制，而无需指定所有其他扭矩请求部件的显式超驰的直接扭矩控制命令。
参考图3，示出了示出示例性队列行驶控制器114的某些方面的示意图。队列行驶控制器114被提供为反馈控制器，诸如操作以通过减小目标距离(D目标)与被接收作为反馈的实际距离(D实际)之间的误差来控制车辆跟随距离D的PID、PI或类似类型的控制器。然而，如上文所讨论的，队列行驶控制器114可以是任何合适的自主控制器，并且用于除期望跟随距离之外或取代期望跟随距离还控制任何合适的操作参数，所述操作参数包括期望的车辆加速度、期望的车辆速度或其他合适的操作参数。
队列距离(队列D)控制器部件160接收D目标与D实际之间的差值162并确定被提供给队列加速度控制部件166的加速度164。队列加速度(dV/dt)控制部件166确定被提供给动力传动系统/底盘控制部件170的目标车轮扭矩168。动力传动系统/底盘控制部件170确定扭矩极限(τeng极限172a)、巡航控制设置命令(CC设置172b)和巡航控制偏移(CC偏移172c)，它们被提供给发动机控制器112以如上所述影响发动机(或其他原动机)的控制。动力传动系统/底盘控制部件170还可以确定被提供给制动控制器176的制动扭矩极限(τ制动器174)。来自发动机控制器112和制动控制器176的输出用于确定车辆动力学178。雷达180和车辆动力学用于重复确定D实际。
可以经由通信网络118传输扭矩极限、巡航控制设置命令和巡航控制偏移。扭矩极限可以作为扭矩/速度控制消息而传输。巡航控制设置命令可以作为诸如图7中所示的修改后巡航控制/车辆速度消息或发动机特定或平台特定消息而传输。巡航控制偏移也可以作为修改后巡航控制/车辆速度消息或发动机特定或平台特定消息而传输。
队列行驶控制器114执行以下过程：(a)发动机CC设置速度将当前车辆速度建立为CC设置速度，(b)CC偏移告知发动机期望更高的巡航控制速度，如[CC设置速度+CC偏移]154所指示，(c)发动机巡航控制调速器试图通过增加发动机输出扭矩来实现[CC设置速度+CC偏移]154，(d)然而，队列行驶控制器114通过扭矩极限限制发动机输出扭矩，由此阻止车辆102实现[CC设置速度+CC偏移]154，(e)发动机巡航控制调速器继续尝试实现[CC设置速度+CC偏移]154并最终使扭矩需求的最大值达到扭矩极限曲线，以及(f)只要实际速度<[CC设置速度+CC偏移]154，基于扭矩极限的控制就具有对发动机或其他原动机的扭矩输出的实质或有效的完全权限。
参考图4，示出了示出示例性驾驶员程序的某些方面的流程图400。所示流程图大体上表示根据本公开的在队列行驶操作期间由车辆102的驾驶员执行的操作。图4的操作可以与图5和图6中的一者或两者的操作同时发生。与图4的元件相关联的操作和条件的其他方面包括在框402处驾驶员接合车辆102中的队列行驶按钮或输入以在队列100中操作并且在框404处使队列行驶按钮或输入脱离接合以在队列100外部操作。
参考图5，示出了示出示例性队列行驶控制器程序500的某些方面的流程图。所示流程图大体上表示根据本公开的在队列行驶操作期间由队列行驶控制器114执行的操作。图5的操作可以与图4和图6中的一者或两者的操作同时发生。
与图5的元件相关联的操作和条件的其他方面包括：操作框502，其中队列行驶控制器114接收车队接合命令；操作框504，其中将修改后巡航控制/车辆速度启用命令和CC设置命令发送给发动机控制器(ECM)112；操作框506，其中巡航控制偏移命令从队列行驶控制器114发送到发动机控制器112；以及操作框508，其中队列行驶控制器114响应于扭矩/速度控制消息152中的扭矩极限而限制发动机输出扭矩以实现期望的尾随车辆加速度以维持间距D。
程序500在条件框510处继续进行以检查确定完全扭矩权限是否可供扭矩极限信号使用。如果实际车辆速度接近[CC设置速度+CC偏移]154的实际速度，则可能无法获得完全扭矩权限。如果条件框510为真，则程序500返回到操作框508。如果条件框510为假，则程序500在操作框512处继续进行，其中如果没有完全权限可用，则将修改后巡航控制/车辆速度设置命令重新发送到发动机控制器112以将CC设置速度增加到当前车辆速度，并且将巡航控制偏移命令重新发送到发动机控制器112。程序500在条件框514处检查队列行驶控制器114是否接收到脱离队列命令。如果条件框514为真，则程序500在操作框516处继续进行，其中修改后巡航控制/车辆速度取消命令从队列行驶控制器114发送到发动机控制器112并且队列行驶停止。如果条件框514为假，则程序500返回到操作框508。
参考图6，示出了示出示例性发动机控制器程序600的某些方面的流程图。所示流程图大体上表示根据本公开的在队列行驶操作期间由发动机控制器112执行的操作。图6的操作可以与图4和图5中的一者或两者的操作同时发生。
与图6的元件相关联的操作和条件的其他方面包括操作框602以用于使发动机控制器112接收修改后巡航控制/车辆速度启用和设置命令。程序600在操作框604处继续进行，其中当前车辆速度变为发动机巡航控制调速器的CC设置速度。程序600在操作框606处继续进行，其中发动机控制器112接收CC偏移命令。在操作框608处，[CC设置速度+CC偏移]154成为巡航控制调速器目标。
程序600在操作框610处继续进行，其中发动机巡航控制调速器增加扭矩以努力实现[CC设置速度+CC偏移]154。程序600在操作框612处继续进行以接收扭矩/速度控制扭矩极限命令，然后在操作框614处输出CC调速器扭矩和扭矩/速度控制扭矩极限中的较低者。在条件框616处，程序600检查是否接收到修改后巡航控制/车辆速度取消。如果条件框616为假，则程序600返回到操作框602。如果条件框616为真，则程序600结束。
参考图7，示出了示出用于诸如修改后巡航控制/车辆速度、加速器(ACC)和发动机之类的参数组的示例性扩展的修改后巡航控制/车辆速度消息结构的某些方面的表700。参数组与各种特定参数相关联，所述特定参数包括巡航控制禁用命令、巡航控制恢复命令、巡航控制暂停命令和巡航控制设置命令。可以使用任何适当的车辆通信结构(诸如在表700中指示的那些车辆通信结构)传送特定参数。
在某些形式中，修改后巡航控制/车辆速度消息还可以包括CC偏移值。在某些形式中，可以使用备用消息格式或信号通过通信传输或广播CC设置命令和CC偏移值中的一者或两者。修改后巡航控制/车辆速度消息被设计为允许对启用巡航控制进行基于逻辑的决定。修改后巡航控制/车辆速度消息包括启用、设置、恢复和取消命令，所述命令允许第三方或前发动机控制器装置通过数据链路消息传递来控制巡航系统。这缓解了操作员使用仪表板开关设置巡航控制的任何需求。这也将消除直接或经由仿真数据链路消息将备用信号提供给ECM的需求。
在一个实施例中，一旦针对队列的跟随车辆发出了修改后巡航控制/车辆速度消息(例如，驶进坡道或在高速公路操作期间)，则车辆巡航速度是当前车辆速度。然后是另一个消息，所述消息可以类似于预测巡航控制(PCC)消息，所述预测巡航控制消息允许进行不同的巡航控制操作，从而提供与当前设置点速度的偏移，所述偏移足够高到使得扭矩需求会尝试增加车辆速度。偏移信息消息可以替代地被结合到修改后巡航控制/车辆速度消息中。此时，队列行驶控制器114可以基于反馈发出扭矩极限命令以根据需要调低扭矩以维持期望间距D。只要目标巡航速度足够大于维持间距D所需的速度，巡航调速器扭矩就将趋于处于峰值扭矩水平。因此，通过扭矩极限控制，理想地，扭矩输出可以在其整个范围内并且连续地受到控制。
如果目标巡航速度[CC设置点+CC偏移]154不再足够大于维持间距D所需的速度(例如，引导卡车可能已提高其速度)，则可以发出新的修改后巡航控制/车辆速度消息，然后发出CC偏移消息。这实际上会将设置点增加到当前速度并提供附加增量偏移。这可以根据需要进行多次，使得[CC设置值+CC偏移]154足够大于维持间距所需的速度。应当明白，一旦发出了修改后巡航控制/车辆速度消息，发动机就会在巡航控制调速器状态下操作车辆。这将在数据链路上向诸如变速器的其他装置提供明确的“驾驶员扭矩需求”。然后，该驾驶员扭矩需求可以用于帮助指导换挡计划。
考虑了本公开的各个方面。根据一方面，一种用于车辆的控制系统包括发动机控制器，所述发动机控制器可操作以响应于巡航控制设置命令和巡航控制偏移值而确定请求的发动机扭矩，响应于所述请求的发动机扭矩和扭矩极限而确定发动机扭矩命令，并且响应于所述发动机扭矩命令而控制发动机的操作。所述控制系统还包括自主控制器，所述自主控制器可操作以确定并向所述发动机控制器提供所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限以有效地使所述发动机控制器控制所述发动机以提供用于所述车辆的目标操作参数。
在一个实施例中，所述自主控制器是队列行驶控制器，所述队列行驶控制器被配置为响应于距第二车辆的目标跟随距离与实际跟随距离之间的差值而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。
在另一个实施例中，所述自主控制器是队列行驶控制器，所述队列行驶控制器包括队列距离控制部件，所述队列距离控制部件被配置为基于所述车辆的目标跟随距离与所述车辆的实际跟随距离之间的差值来确定加速度响应。在该实施例的改进中，所述队列行驶控制器包括加速度控制部件，所述加速度控制部件响应于所述加速度响应而确定车轮扭矩。在另一改进中，所述队列行驶控制器包括动力传动系统命令控制部件，所述动力传动系统命令控制部件被配置为响应于所述车轮扭矩而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。在另一种改进中，所述动力传动系统命令控制部件还被配置为确定制动扭矩。
在另一个实施例中，所述自主控制器可操作以经由通过通信网络广播的一个或多个消息将所述巡航控制设置命令和所述巡航控制偏移值提供给所述发动机控制器。在又一实施例中，所述自主控制器可操作以经由一个或多个扩展的修改后巡航控制/车辆速度消息将所述巡航控制设置命令和所述巡航控制偏移值提供给所述发动机控制器，所述扩展的修改后巡航控制/车辆速度消息包括巡航控制设置命令参数和巡航控制偏移参数。
在另一实施例中，所述自主控制器可操作以经由通过通信网络广播的一个或多个消息将所述扭矩极限提供给所述发动机控制器。在另一实施例中，所述自主控制器可操作以经由一个或多个扭矩/速度控制消息将所述扭矩极限提供给所述发动机控制器。在又一实施例中，所述发动机控制器可操作以通过通信网络广播所述请求的发动机扭矩以响应于所述广播的请求的发动机扭矩而控制变速器挡位选择。
另一方面，一种用于操作车辆的方法包括：利用自主控制器确定用于所述车辆的巡航控制设置命令、巡航控制偏移值和扭矩极限以有效地提供用于所述车辆的目标操作参数；响应于来自所述自主控制器的所述巡航控制设置命令和所述巡航控制偏移值，利用所述车辆的发动机控制器来确定请求的发动机扭矩；响应于来自所述自主控制器的所述请求的发动机扭矩和所述扭矩极限，利用所述发动机控制器来确定发动机扭矩命令；以及响应于所述发动机扭矩命令而控制所述车辆的发动机的操作。
在一个实施例中，所述方法包括利用所述自主控制器基于所述车辆的目标跟随距离与所述车辆的实际跟随距离之间的差值来确定加速度响应。在该实施例的改进中，所述方法包括利用所述自主控制器基于所述加速度响应来确定车轮扭矩。在所述方法的另一改进中，所述自主控制器包括动力传动系统命令控制部件，所述动力传动系统命令控制部件被配置为响应于所述车轮扭矩而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。在另一种改进中，所述动力传动系统命令控制部件还响应于所述车轮扭矩而确定制动扭矩。
在另一个实施例中，所述方法包括通过通信网络将所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限从所述自主控制器广播到所述发动机控制器。
根据另一方面，一种用于操作队列中的车辆的方法包括：在所述车辆的队列行驶控制器处接收队列接合命令；将巡航控制设置速度、巡航控制偏移和扭矩极限从所述队列行驶控制器传输到所述车辆的发动机控制器以维持所述车辆距第二车辆的目标距离；响应于所述巡航控制设置速度和所述巡航控制偏移，利用所述发动机控制器来确定巡航控制调速器目标扭矩；响应于所述巡航控制目标扭矩和所述扭矩极限而限制来自所述发动机控制器的发动机扭矩命令；以及响应于所述发动机扭矩命令而操作所述发动机。
在一个实施例中，所述队列行驶控制器经由一个或多个修改后巡航控制/车辆速度消息将所述巡航控制设置速度和所述巡航控制偏移传输到所述发动机控制器。在另一实施例中，所述队列行驶控制器利用一个或多个扭矩/速度控制消息将所述扭矩极限传输到所述发动机控制器。
尽管已经在附图和前面的描述中对本公开的说明性实施例进行了详细示出和描述，但是这在本质上被认为是说明性的而不是限制性的，应当理解，仅仅已经示出和描述了某些实施例，并且属于所要求保护的发明的精神内的所有改变和修改都受到保护。应当理解，尽管在上面的描述中利用的诸如优选的、优选地、优选或更优选的之类的词语的使用指示这样描述的特征可能是更期望的，然而可能不是必需的，并且可以预期缺少所述特征的实施例在本发明的范围内，所述范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，意图是除非在权利要求中明确有相反的说明，否则当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，无意将权利要求限制为仅一个项目。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非明确有相反的说明，否则项目可以包括一部分和/或整个项目。

Claims (18)

1.一种用于车辆的控制系统，其包括：
发动机控制器，所述发动机控制器可操作以响应于巡航控制设置命令和巡航控制偏移值而确定请求的发动机扭矩，响应于所述请求的发动机扭矩和扭矩极限而确定发动机扭矩命令，并且响应于所述发动机扭矩命令而控制发动机的操作；以及
自主控制器，所述自主控制器可操作以确定并向所述发动机控制器提供所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限以有效地使所述发动机控制器控制所述发动机以提供用于所述车辆的目标操作参数。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中所述自主控制器是队列行驶控制器，并且所述队列行驶控制器被配置为响应于所述车辆距第二车辆的目标跟随距离与实际跟随距离之间的差值而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中所述自主控制器是队列行驶控制器，并且所述队列行驶控制器包括队列距离控制部件，所述队列距离控制部件被配置为基于所述车辆的目标跟随距离与所述车辆的实际跟随距离之间的差值来确定加速度响应。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中所述队列行驶控制器包括加速度控制部件，所述加速度控制部件响应于所述加速度响应而确定车轮扭矩。
5.如权利要求4所述的控制系统，其中所述队列行驶控制器包括动力传动系统命令控制部件，所述动力传动系统命令控制部件被配置为响应于所述车轮扭矩而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中所述动力传动系统命令控制部件还被配置为确定制动扭矩。
7.如权利要求1所述的控制系统，其中所述自主控制器可操作以将所述巡航控制设置命令和所述巡航控制偏移值提供给所述发动机控制器。
8.如权利要求1所述的控制系统，其中所述自主控制器可操作以将所述扭矩极限提供给所述发动机控制器。
9.如权利要求1所述的控制系统，其中所述发动机控制器可操作以提供所述请求的发动机扭矩以响应于所述请求的发动机扭矩而控制变速器挡位选择。
10.一种用于操作车辆的方法，其包括：
利用自主控制器确定用于所述车辆的巡航控制设置命令、巡航控制偏移值和扭矩极限以有效地提供目标操作参数；
响应于来自所述自主控制器的所述巡航控制设置命令和所述巡航控制偏移值，利用所述车辆的发动机控制器来确定请求的发动机扭矩；
响应于来自所述自主控制器的所述请求的发动机扭矩和所述扭矩极限，利用所述发动机控制器来确定发动机扭矩命令；以及
响应于所述发动机扭矩命令而控制所述车辆的发动机的操作。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述目标操作参数是所述车辆距第二车辆的目标跟随距离，并且所述方法还包括利用所述自主控制器基于所述车辆的所述目标跟随距离与所述车辆的实际跟随距离之间的差值来确定加速度响应。
12.如权利要求11所述的方法，其还包括利用所述自主控制器基于所述加速度响应来确定车轮扭矩。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述自主控制器包括动力传动系统命令控制部件，所述动力传动系统命令控制部件被配置为响应于所述车轮扭矩而确定所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述动力传动系统命令控制部件还响应于所述车轮扭矩而确定制动扭矩。
15.如权利要求10所述的方法，其还包括将所述巡航控制设置命令、所述巡航控制偏移值和所述扭矩极限从所述自主控制器广播到所述发动机控制器。
16.一种用于操作队列中的车辆的方法，其包括：
在所述车辆的队列行驶控制器处接收队列接合命令；
将巡航控制设置速度、巡航控制偏移和扭矩极限从所述队列行驶控制器提供给所述车辆的发动机控制器以维持所述车辆距第二车辆的目标距离；
响应于所述巡航控制设置速度和所述巡航控制偏移，利用所述发动机控制器来确定巡航控制调速器目标扭矩；
响应于所述巡航控制调速器目标扭矩和所述扭矩极限而限制来自所述发动机控制器的发动机扭矩命令；以及
响应于所述发动机扭矩命令而操作所述发动机。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述队列行驶控制器将所述巡航控制设置速度和所述巡航控制偏移提供给所述发动机控制器。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述队列行驶控制器将所述扭矩极限提供给所述发动机控制器。
CN201880089366.7A 2017-12-14 2018-12-14 用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口 Active CN111727467B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762598506P 2017-12-14 2017-12-14
US62/598506 2017-12-14
PCT/US2018/065666 WO2019118833A1 (en) 2017-12-14 2018-12-14 Interfaces for engine controller and platooning controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111727467A CN111727467A (zh) 2020-09-29
CN111727467B true CN111727467B (zh) 2023-05-23

Family

ID=66819521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880089366.7A Active CN111727467B (zh) 2017-12-14 2018-12-14 用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11580862B2 (zh)
CN (1) CN111727467B (zh)
WO (1) WO2019118833A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12050474B2 (en) * 2013-03-15 2024-07-30 Peloton Technology, Inc. System and method for implementing precognition braking and/or avoiding or mitigation risks among platooning vehicles
US20200013292A1 (en) * 2018-07-08 2020-01-09 Peloton Technology, Inc. Systems and methods for analyzing vehicles
KR102645057B1 (ko) * 2019-04-10 2024-03-11 현대자동차주식회사 차량의 군집 주행 정보 출력 장치 및 방법
US11919516B2 (en) * 2019-04-15 2024-03-05 Peloton Technology, Inc. Systems and methods for platooning
US11181056B1 (en) * 2021-04-14 2021-11-23 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with dual path evaporative emissions system
CN113341966B (zh) * 2021-05-31 2022-05-17 广州文远知行科技有限公司 坡道车辆控制方法、装置、车辆及存储介质
WO2023235477A1 (en) * 2022-06-01 2023-12-07 Ohio State Innovation Foundation Methods and systems for controlling vehicle powertrains

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3838048B2 (ja) * 2001-04-16 2006-10-25 日産自動車株式会社 車両用走行制御装置
CN101500839A (zh) * 2005-10-07 2009-08-05 伊顿公司 用于重型车辆的自适应巡航控制
DE102006020062A1 (de) * 2006-04-29 2007-10-31 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
US8260509B2 (en) * 2007-10-31 2012-09-04 Caterpillar Inc. Vehicle speed limiting via engine control commands issued by electronic transmission controller
US9582006B2 (en) 2011-07-06 2017-02-28 Peloton Technology, Inc. Systems and methods for semi-autonomous convoying of vehicles
US9645579B2 (en) 2011-07-06 2017-05-09 Peloton Technology, Inc. Vehicle platooning systems and methods
US10254764B2 (en) * 2016-05-31 2019-04-09 Peloton Technology, Inc. Platoon controller state machine
US8649941B1 (en) * 2012-08-14 2014-02-11 Nissan North America, Inc. Method for operating a vehicle system
CN104417554B (zh) * 2013-09-09 2018-03-13 比亚迪股份有限公司 混合动力汽车及其的巡航控制方法
SE537482C2 (sv) * 2013-09-30 2015-05-12 Scania Cv Ab Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg
US10239526B2 (en) * 2015-03-30 2019-03-26 GM Global Technology Operations LLC Adaptive cruise control system
US10124784B2 (en) * 2015-04-13 2018-11-13 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling shifting of a vehicle in cruise control

Also Published As

Publication number Publication date
US11580862B2 (en) 2023-02-14
US20200301444A1 (en) 2020-09-24
WO2019118833A1 (en) 2019-06-20
CN111727467A (zh) 2020-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111727467B (zh) 用于发动机控制器和队列行驶控制器的接口
US8214124B2 (en) Cruise control system and method
US11022981B2 (en) Control architecture for predictive and optimal vehicle operations in a single vehicle environment
CN106364476B (zh) 车辆的驾驶辅助装置
CN106945664A (zh) 车辆的控制装置以及跟随行驶系统
WO2012088536A1 (en) System and method of speed-based downspeed coasting management
GB2532566A (en) Automated driving solution gateway
US11110794B2 (en) Vehicle control apparatus
US10119488B2 (en) Control of an internal combustion engine in a vehicle
WO2018173966A1 (ja) 走行制御装置、車両および走行制御方法
US20110307152A1 (en) Vehicle travel control device
US10654480B2 (en) Driver assistance system in a motor vehicle
US11220276B2 (en) Travel control device, vehicle, and travel control method
JP3832380B2 (ja) 車両の自動速度制御装置
US11352006B2 (en) Travel control device, vehicle, and travel control method
US20230278560A1 (en) Systems and methods to use tire connectivity for powertrain efficiency
US11400912B2 (en) Coasting management control of a vehicle with a road speed governor
JP2020097266A (ja) 車両の走行制御装置
Li et al. MPC based vehicular following control considering both fuel economy and tracking capability
CN115009277A (zh) 一种汽车自适应巡航系统下坡控制方法及系统
US11091142B2 (en) Dynamic powertrain trim template selection and vehicle fleet optimization
DE102020125160A1 (de) Systeme und verfahren zum steuern einer schubabschaltung als reaktion auf die detektion eines externen objekts oder standorts
US20190039619A1 (en) Traveling control device, vehicle, and traveling control method
US20240123990A1 (en) Dynamic powertrain control in coordination with adaptive cruise control
WO2019089699A1 (en) Method and apparatus for adaptive platooning of vehicles for thermal management

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant