CN114312827A - 智能驾驶被动踏板控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配交通工具控制的方法(400)包括:接收(402)指示交通工具(10)的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据,以及基于目标交通工具速度和混合扭矩分配确定(404)针对路线的最佳交通工具配置。该方法进一步包括:接收(406)驾驶员请求的扭矩值,以及基于路线数据和交通工具动力总成数据来确定(408)被动踏板扭矩值。该方法进一步包括:基于驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值,将对交通工具的控制选择性地分配(410)给交通工具系统或交通工具(10)的驾驶员。

Description

智能驾驶被动踏板控制
关于联邦政府赞助的研究或开发的声明
本发明是在由美国能源部高级研究计划局(ARPA-E)授予的合同DE-EE0006839下在政府支持下作出的。美国政府具有本发明中的某些权利。
技术领域
本公开涉及交通工具(vehicle)路线优化,尤其涉及用于优化沿路线的交通工具何时由驾驶员控制以及交通工具何时由交通工具的一个或多个系统控制的系统和方法。
背景技术
诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车(crossover)、小型货车、商用交通工具、军用交通工具、或其他合适的交通工具之类的交通工具包括动力总成(powertrain)系统,该动力总成系统包括例如,推进单元、变速器、驱动轴、轮、以及其他合适的部件。推进单元可包括内燃机、燃料电池、一个或多个电动机等等。混合动力交通工具可以包括包含不止一个推进单元的动力总成系统。例如,混合动力交通工具可以包括协作地操作以推进交通工具的内燃机和电动机。交通工具还可包括插电式混合动力电动交通工具(PHEV)或电池电动交通工具(BEV)。
交通工具的操作者可与计算设备(诸如,个人计算设备、移动计算设备、或集成到交通工具中的计算设备)交互,以选择交通工具的当前位置(例如,或者其他起始或初始位置)与期望的目的地位置之间的路线。例如,操作者可以向计算设备提供信息(例如,地址、全球定位坐标等),该信息指示起始位置(例如,或初始位置或起点)和期望的目的地。附加地或替代地,交通工具的当前位置可由计算设备来确定,并且期望的目的地可由计算设备(例如,基于行驶历史、一天中的时间等)来建议或提供,或者操作者可提供期望的目的地。计算设备可标识起始位置或(例如,使用全球定位系统或其他合适的系统确定的)交通工具的当前位置与期望的目的地之间的路线,并向操作者展现所标识的路线。典型地,所标识的路线与诸如所标识的路线的总距离或穿过所标识的路线的总时间之类的附加信息一起被展示。
发明内容
本公开总体上涉及交通工具路线选择系统和方法。
所公开的实施例的一方面是一种用于分配交通工具控制的方法。该方法包括:接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据,以及基于路线数据确定该路线的交通工具行驶配置。该方法进一步包括:接收驾驶员请求的扭矩值,以及基于路线数据和交通工具动力总成数据来确定被动踏板扭矩值。该方法进一步包括:基于驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值,将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。
所公开的实施例的另一方面是一种用于分配交通工具控制的装置,该装置包括处理器和存储器。存储器包括指令,该指令当由处理器执行时使处理器:接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据。该指令进一步使处理器:基于路线数据确定针对路线的交通工具行驶配置。该指令进一步使处理器:接收驾驶员请求的扭矩值,并基于交通工具动力总成数据确定被动踏板扭矩值。该指令进一步使处理器:基于驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值,将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。
所公开的实施例的另一方面是一种非瞬态计算机可读存储介质,包括指令,该指令当由处理器执行时使处理器:接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据。该指令当由处理器执行时,进一步使处理器:基于路线数据确定针对路线的交通工具行驶配置。该指令当由处理器执行时,进一步使处理器:接收驾驶员请求的扭矩值。该指令当由处理器执行时,进一步使处理器:基于路线数据和交通工具动力总成数据确定被动踏板扭矩值。该指令当由处理器执行时,进一步使处理器:基于驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值,将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。
在以下的实施例的具体实施方式、所附权利要求以及附图中提供本公开的这些和其他方面。
附图说明
当与所附附图结合来阅读时,本公开从下列具体实施方式而被最佳地理解。所强调的是,根据惯例,附图的各种特征不是按比例的。相反,为了清楚起见,各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。
图1大体上示出了根据本公开的原理的交通工具。
图2大体上示出了根据本公开的原理的交通工具系统的框图。
图3A大体示出了根据本公开的原理的、用于将对交通工具的控制选择性地分配给驾驶员或交通工具的子系统的系统。
图3B和图3C大体示出了根据本公开的原理的、由系统的控制器用于将对交通工具的控制选择性地分配给驾驶员或交通工具的子系统的逻辑。
图4是大体上示出根据本公开的原理的交通工具控制分配方法的流程图。
具体实施方式
下列讨论涉及本发明的各种实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可能是优选的,但是所公开的实施例不应当被解释为或以其他方式被用作对包括权利要求书在内的本公开的范围的限制。另外,本领域技术人员将会理解,下列实施方式具有广泛的应用,并且对任何实施例的讨论仅旨在成为该实施例的示例,并且不旨在暗示包括权利要求书在内的本公开的范围被限制于该实施例。
诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、小型货车、商用交通工具、军用交通工具、或其他合适的交通工具之类的交通工具包括动力总成系统,该动力总成系统包括例如,推进单元、变速器、驱动轴、轮、以及其他合适的部件。推进单元可包括内燃机、燃料电池、一个或多个电动机等等。混合动力交通工具可以包括包含不止一个推进单元的动力总成系统。例如,混合动力交通工具可包括协作地操作以推进交通工具的内燃机、电池和电动机。
交通工具的操作者可与计算设备(诸如,移动计算设备、个人计算设备、或集成到交通工具中的计算设备)交互,以选择交通工具的当前位置(例如,或者起始或初始位置)与期望的目的地位置之间的路线。例如,操作者可以向计算设备提供指示期望目的地的信息(例如,地址、全球定位坐标等)。替代地,计算设备可以(例如,基于行驶历史、一天中的时间等)向操作者建议或提供目的地。计算设备可标识(例如,使用全球定位系统或其他合适的系统确定的)交通工具的当前位置或(例如,由操作者提供的)起始位置与期望的目的地之间的路线,并向操作者展现所标识的路线。典型地,所标识的路线与诸如所标识的路线的总距离或穿过所标识的路线的总时间之类的附加信息一起被展示。
在某些情况下,自主交通工具或部分自主交通工具可穿过路线。在这些情况下,计算设备(例如,使用巡航控制系统)可以基于交通工具速度、加速度和混合扭矩分配来标识最佳路线,从而使得交通工具可以使用目标交通工具速度、加速度、制动和混合扭矩分配以类似自主的方式穿过该路线。
然而,可能并不总是期望自主驾驶。例如,如果交通工具受到自主驾驶系统无法考虑的交通状况的影响,如果驾驶员必须快速应用制动以避免事故,如果驾驶员必须在交通拥堵期间频繁地停车和启动,和/或类似的情况,则驾驶员可能希望手动地控制交通工具。因此,可能期望诸如本文所述的系统和方法之类的系统和方法,该系统和方法被配置成:提供对交通工具的控制在驾驶员与交通工具的系统(例如,自主驾驶系统)之间的无缝转换。
在一些实施例中,本文描述的系统和方法可以被配置成:将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。例如,系统和方法可以接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据。该系统和方法可以基于路线数据确定针对路线的最佳配置。该系统和方法可以接收驾驶员请求的扭矩值。该系统和方法可以基于路线数据和/或交通工具动力总成数据确定被动踏板扭矩值。交通工具动力总成数据可包括以下各项中的至少一项:驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值、或飞轮扭矩值。该系统和方法可以将驾驶员请求的扭矩值与被动踏板扭矩值进行比较,并且可以基于哪个值较低来选择性地分配对交通工具的控制。例如,如果驾驶员请求的扭矩值小于被动踏板扭矩值,则系统和方法可以将对交通工具的控制分配给驾驶员。如果被动踏板扭矩值小于驾驶员请求的扭矩值,则系统和方法可以将对交通工具的控制分配给交通工具系统。
以这种方式,控制器在交通工具穿过路线时选择性地分配对交通工具的控制。相对于在某些情况下将过多控制分配给交通工具子系统或将过多控制分配给驾驶员的交通工具配置,这降低了资源(例如,交通工具的燃料、控制器的处理资源等)的利用。此外,通过以本文所述的方式选择性地分配对交通工具的控制,可以在没有巡航控制机制的情况下实施交通工具。这降低了制造、操作和/或维护成本,并创建了一种轻量级(light-weight)和可扩展(scalable)的控制分配方案。此外,选择性地分配对交通工具的控制允许驾驶员利用自主或部分自主驾驶的好处,同时维持驾驶员和任何乘客的安全。
图1大体上示出了根据本公开的原理的交通工具10。交通工具10可包括任何合适的交通工具,诸如,汽车、卡车、运动型多功能车、小型货车、跨界车、任何其他客运交通工具、任何合适的商用交通工具、任何合适的军用交通工具、或任何其他合适的交通工具。尽管交通工具10被示出为具有轮并且用于在道路上使用的客运车,但本公开的原理可以应用于其他交通工具,诸如飞机、轮船、火车、无人机或其他合适的交通工具。交通工具10包括交通工具主体12和发动机盖(hood)14。交通工具主体12的一部分限定乘客舱18。交通工具主体12的另一部分限定发动机舱20。发动机盖14可以可移动地附接到交通工具主体12的一部分,使得当发动机盖14处于第一位置或打开位置时该发动机盖14提供到发动机舱20的通道,并且当发动机盖14处于第二位置或关闭位置时该发动机盖14覆盖发动机舱20。
乘客舱18可以被设置在发动机舱20的后方。交通工具10可以包括任何合适的推进系统(该任何合适的推进系统包括内燃机、一个或多个电动机(例如,电动交通工具)、一个或多个燃料电池),包括内燃机、一个或多个电动机的组合的混合式(例如,混合动力交通工具)推进系统,和/或任何其他合适的推进系统。在一些实施例中,交通工具10可以包括石油(petrol)或汽油(gasoline)燃料发动机,诸如火花点火发动机。在一些实施例中,交通工具10可以包括柴油燃料发动机,诸如,压燃式发动机。发动机舱20容纳和/或封围交通工具10的推进系统的至少一些部件。附加地或替代地,诸如加速器致动器(例如,加速器踏板)、制动致动器(例如,制动踏板)、方向盘、以及其他此类部件之类的推进控制件(control)被设置在交通工具10的乘客舱18中。推进控制件可以由交通工具10的驾驶员致动或控制,并且可以分别直接连接到推进系统的对应部件,诸如油门、制动器、交通工具轮轴、交通工具变速器等等。在一些实施例中,推进控制件可以将信号传送给交通工具计算机(例如,由电线驱动),该交通工具计算机进而可以控制推进系统的对应推进部件。
在一些实施例中,交通工具10包括变速器,该变速器经由飞轮、离合器或液力耦合件与曲轴连通。在一些实施例中,变速器包括手动变速器。在一些实施例中,变速器包括自动变速器。在内燃机或混合动力交通工具的情况下,交通工具10可以包括一个或多个活塞,该一个或多个活塞与曲轴协作地操作以生成力,该力通过变速器被平移至使轮22转动的一个或多个轮轴。
当交通工具10包括一个或多个电动机时,交通工具电池和/或燃料电池向电动机提供能量以使轮22转动。在交通工具10包括向一个或多个电动机提供能量的交通工具电池的情况下,当电池耗尽时,可以(例如,使用壁式插座)将该电池连接到电网以对电池单元进行再充电。附加地或替代地,交通工具10可以采用再生制动,该再生制动将交通工具10的一个或多个电动机用作用于将由于减速而损失的动能转换回电池中所存储的能量的发生器。
交通工具10可以包括自动交通工具推进系统,诸如巡航控制、自适应巡航控制模块或机制、自动制动控制、其他自动交通工具推进系统、或它们的组合。交通工具10可以是自主或半自主交通工具、或者其他合适类型的交通工具。交通工具10可以包括比在本文中大体上示出和/或公开的特征更多或更少的特征。
图2大体上示出了根据本公开的原理的系统100的框图。系统100可被设置在诸如交通工具10之类的交通工具内。系统100可被配置成用于选择性地控制对交通工具10的推进,并且在一些实施例中,系统100被配置成用于:基于各种输入信息(例如,路线信息、交通工具特性信息、交通信息、其他合适的信息、或它们的组合)来确定目标交通工具速度和/或目标交通工具扭矩分配的简档(profile)。
在一些实施例中,目标交通工具速度和/或目标交通工具扭矩分配的简档对应于这样的交通工具速度:以该交通工具速度,交通工具10关于由交通工具10穿过的路线的一部分实现最优能耗效率。在一些实施例中,简档对应于一个或多个其他因素,诸如,到达目的地位置的总时间、燃料优化、总体驾驶员安全性等。
在一些实施例中,系统100可以包括扭矩控制器102、人机界面(HMI)控制件104、驾驶员踏板106、交通工具传感器108、扭矩控制器102、扭矩分配控制器110、推进系统112和显示器114。在一些实施例中,显示器114可包括交通工具10的仪表板或控制台的一部分、交通工具10的导航显示器、或者交通工具10的其他合适的显示器。在一些实施例中,显示器114可被设置在诸如由操作者使用的移动计算设备之类的计算设备上。
在一些实施例中,系统100可包括推进调整控制器(PAC)122、与测绘(mapping)特性模块(未示出)通信的导航系统118(例如,该导航系统118可以包括一个或多个全球定位系统(GPS)部件)、高级驾驶员辅助系统(ADAS)模块122、以及交通工具至其他系统(V2X)通信模块128。V2X通信模块128可被配置成用于与如下各项进行通信:其他交通工具、其他基础设施(例如诸如,交通基础设施、移动计算设备、和/或其他合适的基础设施)、远程计算设备(例如,远程计算设备130)、其他合适的系统、或它们的组合。
如将描述的,系统100可与一个或多个远程计算设备130进行通信。在一些实施例中,系统100的部件中的至少一些可被设置在推进控制模块(PCM)中或其他机上(onboard)交通工具计算设备中。例如,PAC122可被设置在PCM内。在一些实施例中,系统100可至少部分地被设置在PCM内,而系统100的其他部件可被设置在独立式计算设备上,该独立式计算设备具有存储指令的存储器,这些指令在由处理器执行时使得该处理器执行这些部件的操作。例如,PAC 122可被设置在存储器上并由处理器执行。应当理解,如将描述的,系统100可包括在本地设置在交通工具10中的计算设备和/或被远程地设置的计算设备(包括移动计算设备)的任何组合。
一个或多个实施例,诸如以下描述的实施例,涉及扭矩控制器102的特征或功能。应当理解,这些实施例是作为示例提供的,并且在实践中,系统的任何其他部件或系统的部件的组合可以实现所描述的特征或功能。在一些实施例中,扭矩控制器102可以与HMI控制件104通信。HMI控制件104可包括任何合适的HMI。例如,HMI控制件104可包括多个开关,这些开关被设置在交通工具10的方向盘上,被设置在交通工具10的仪表板或控制台上,或者被设置在交通工具10上的任何其他合适的位置。在一些实施例中,HMI控制件104可被设置在移动计算设备上,该移动计算设备诸如,智能电话、平板、膝上型计算机、或其他合适的移动计算设备。
在一些实施例中,交通工具10的操作者可与HMI控制件104交互,以使用扭矩控制器102来控制扭矩控制器102的交通工具推进和/或其他特征。例如,操作者可以致动被设置在交通工具10的方向盘上的HMI控制件104的HMI开关。HMI控制件104可将信号传送给扭矩控制器102。信号可指示由操作者选择的期望的交通工具速度。扭矩控制器102生成与期望交通工具速度相对应的扭矩需求并且与推进系统112和/或交通工具10的其他交通工具推进系统通信。扭矩控制器102使用扭矩需求来选择性地控制推进系统112和/或其他交通工具推进系统,以实现期望的交通工具速度。操作者可通过致动HMI控制件104的附加开关来增大或减小期望的交通工具速度。扭矩控制器102可调整扭矩需求,以实现期望的交通工具速度的增大或减小。
扭矩控制器102可连续地调整扭矩需求,以便维持期望的交通工具速度。例如,扭矩控制器102可与交通工具传感器108进行通信。交通工具传感器108可包括相机、速度传感器、接近度传感器、如将描述的其他合适的传感器、或它们的组合。扭矩控制器102可从交通工具传感器108接收指示当前的交通工具速度的信号。当信号指示当前的交通工具速度与期望的交通工具速度不同时,扭矩控制器102可调整扭矩需求以调整交通工具速度。例如,交通工具10可穿过使得交通工具10降低当前的交通工具速度的斜坡(例如,因为由扭矩控制器102施加的扭矩需求不足以维持在该斜坡上时的交通工具速度)。扭矩控制器102可增大扭矩需求以便调整当前的交通工具速度,由此实现期望的交通工具速度。
在一些实施例中,诸如当扭矩控制器102包括自适应巡航控制机制时,扭矩控制器102可基于前方交通工具(例如,紧接在交通工具10的前方的交通工具)的接近度来调整扭矩需求。例如,扭矩控制器102可从交通工具传感器108接收指示前方交通工具的存在的信息。可由交通工具传感器108使用相机、接近度传感器、雷达、V2X通信模块128、其他合适的传感器或输入设备、或它们的组合来捕获该信息。扭矩控制器102可确定是要维持期望的交通工具速度还是要增大或减小扭矩需求以便增大或减小当前的交通工具速度。例如,操作者可使用HMI控制件104来指示维持前方交通工具的步伐,同时保持交通工具10与前方交通工具之间的安全停止距离。如果前方交通工具正在比交通工具10更快地行驶,则扭矩控制器102可选择性地增大扭矩需求,并且如果前方交通工具正在相对于交通工具10更慢地行驶,则扭矩控制器102可选择性地减小扭矩需求。
当前方交通工具变得完全停止时,扭矩控制器102可使得交通工具10完全停止。例如,扭矩控制器102可与制动控制器112进行通信,以在一时间段内发送对制动控制器112进行指示的多个信号以控制交通工具制动(例如,扭矩控制器102可使得交通工具在一时间段内停止以免使该交通工具突然停止,然而,在前方交通工具突然停止的情况下,扭矩控制器102使得交通工具10突然停止以避免与前方交通工具碰撞)。制动控制器可以与制动系统通信。制动系统可包括多个制动部件,这些制动部件响应于制动控制器基于来自扭矩控制器102的多个信号实现制动程序而被致动。
在一些实施例中,扭矩控制器102可通过调整扭矩需求以允许交通工具10在不使用刹车系统的情况下达到停止、从而通过再生制动系统来实现发动机制动和/或经由一个或多个电动机的制动,或者扭矩控制器102可使用再生制动和刹车系统的组合来使得交通工具10完全停止。为了恢复交通工具推进控制,操作者指示使用HMI控制件104来恢复交通工具推进控制(例如,扭矩控制器102不被配置成用于在没有来自操作者的交互的情况下恢复交通工具推进控制)。在一些实施例中,交通工具10可包括更高水平的自动化,该更高水平的自动化包括更高水平的推进控制,如所描述的,并且交通工具10可包括用于使得交通工具10完全停止而不与交通工具10的操作者交互的合适的控制件。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以向扭矩分配控制器110提供扭矩需求。扭矩分配控制器110可以确定扭矩分配以便利用第一推进单元112-1和第二推进单元112-2。在一些实施例中,第一推进单元112-1可以包括电动机并且第二推进单元112-2可以包括内燃机。应当理解,尽管仅描述了内燃机和电动机,但交通工具10可包括任何合适的交通工具发动机和电动机的任何混合式组合。扭矩分配指示扭矩需求中要施加到第一推进单元112-1的部分以及扭矩需求中要施加到第二推进单元112-2的部分。例如,当扭矩需求低于阈值时,可单独使用电动机来进行交通工具推进。然而,内燃机可以提供交通工具推进中的至少一部分以辅助电动机。扭矩分配控制器110与推进系统112通信,并且因此与第一推进单元112-1和第二推进单元112-2通信,以施加扭矩分配。
在一些实施例中,扭矩控制器102包括多个安全控制件。例如,扭矩控制器102可基于来自安全控制件的输入来确定是否增大或减小扭矩需求,由此增大或减小期望的交通工具速度或当前的交通工具速度。安全控制件可从交通工具传感器108接收输入。例如,安全控制件可接收接近度传感器信息、相机信息、其他信息、或它们的组合,并且安全控制件可生成向扭矩控制器102指示执行一个或多个安全操作的安全信号。例如,在前方交通工具变得突然停止的情况下,安全控制件可基于来自交通工具传感器108的接近度信息生成向扭矩控制器102指示立即使得交通工具10完全停止的安全信号。在一些实施例中,扭矩控制器102可基于来自安全控制件的信号来判定是否应用由操作者使用HMI控制件104设置的期望的交通工具速度。例如,操作者可增加期望的交通工具速度,这可使得交通工具10更靠近于前方交通工具(例如,如果期望的交通工具速度被实现,则交通工具10将比前方交通工具行驶更快)。扭矩控制器102可确定不应用期望的交通工具速度,并且替代地,可向显示器114提供向操作者指示增加期望的交通工具速度可能是不安全的指示,或者扭矩控制器102可忽略期望交通工具速度的增加。在一些实施例中,扭矩控制器102可与变速器控制器模块(TCM)进行通信。扭矩控制器102可接收来自TCM的信息(例如,自动地选择的齿轮),并且可基于从TCM接收的信息来确定和/或调整总扭矩需求。
在一些实施例中,系统100可以包括交通工具推进控制器(VPC)。在一些实施例中,VPC可包括自动交通工具推进系统。例如,VPC可包括巡航控制机制、自适应巡航控制机制、自动制动系统、其他合适的自动交通工具推进系统、或它们的组合。附加地或替代地,VPC可包括或可以是自主交通工具系统的如下的部分:该部分控制交通工具推进、转向、制动、安全、路线管理、其他自主特征、或它们的组合中的全部或一部分。在一些实施例中,VPC可以执行被描述为由扭矩控制器102执行的一个或多个操作或功能。
在一些实施例中,系统100包括个人计算设备。个人计算设备可以包括任何合适的计算设备,诸如移动计算设备(例如,智能电话、平板电脑、膝上型电脑等),或任何其他合适的计算设备。个人计算设备可以包括至少一个处理器和至少一个存储器。至少一个处理器可以包括任何合适的处理器,诸如本文描述的那些处理器。至少一个存储器包括任何合适的存储器或存储设备,并且可以包括在由至少一个处理器执行时使处理器执行各种功能的指令,诸如本文描述的那些功能。
个人计算设备可被配置成用于接收各种输入信息,诸如交通工具输入信息、交通工具起始位置、交通工具期望目的地、路线特性信息、能量成本信息、操作者人工成本信息、其他合适的输入信息、或它们的任何组合。个人计算设备被配置成用于:确定与起始位置和期望的目的地位置相对应的多条路线,并将多条路线作为可选择的选项提供给交通工具10的操作者。如将描述的,多条路线可包括附加信息,诸如总路线距离、总路线驾驶时间、总路线能量成本、总路线人工成本、其他合适的信息、或它们的组合。虽然个人计算设备被描述为被配置成用于生成多条路线并将多条路线提供给交通工具的操作者,但是PAC 122可以被配置成生成多条路线并向操作者提供多条路线,个人计算设备可以与PAC 122协作地操作以接收各种输入信息并生成多条路线,或者任何其他合适的计算设备、交通工具部件、或它们的任何组合可以接收各种输入并向操作者提供多条路线。
在一些实施例中,个人计算设备可接收路线特性信息(例如,描述道路坡度特性、路线距离、以及路线方向)、交通工具参数信息、交通特性信息、天气特性信息、交通工具对交通工具参数信息、其他信息或特性、或它们的组合。个人计算设备可基于来自导航系统118的位置信息从测绘特性模块接收路线特性中的至少一些。测绘特性模块可被设置在交通工具10内(例如,被设置在系统100内),或者可被设置在诸如远程计算设备130之类的远程计算设备上。
在一些实施例中,测绘特性模块或其他合适的模块可被设置在个人计算设备上。导航系统118可以被设置在交通工具10内或个人计算设备内,并且可以从各种全球定位卫星或其他机构捕获各种全球定位信号。导航系统118可将所捕获的信号传送给测绘特性模块。测绘特性模块可基于从导航系统118接收的信号或基于由操作者提供的路线特性信息来生成路线特性。例如,个人计算设备可以接收与交通工具10的起始位置(例如,或当前位置)和交通工具10的期望目的地位置相对应的路线特征。
路线特征可以包括路线距离、路线方向、路线的道路坡度(grade)信息、其他路线特征、或它们的组合。个人计算设备可以从远程计算设备130接收路线特征。在一些实施例中,PAC 122可从基于来自导航系统118的位置信息的测绘特性模块接收交通信号位置信息、交通停止标志位置信息、发布的速度限制信息、车道变换信息、其他路线特性或信息、或它们的组合。PAC 122可以将信息传送给个人计算设备。
个人计算设备可接收来自ADAS模块120的路线特性信息中的至少一些。ADAS模块120可以帮助交通工具10的操作者提高安全性。ADAS模块120可被配置成用于出于安全性和更好的驾驶而使交通工具系统自动化和/或适配并增强交通工具系统。ADAS模块120可被配置成用于向交通工具10的操作者警示即将到来的交通状况或不能运转(disabled)的交通工具,和/或被配置成用于向交通工具10警示接近交通工具10的交通工具,以便避免碰撞和事故。进一步地,ADAS模块120可通过实现安全措施并接管对交通工具10的控制来自主地避免碰撞,诸如,通过自动照明、发起自适应巡航控制(例如,经由扭矩控制器102)和碰撞避免(例如,通过使用扭矩控制器102或者直接使用制动控制器112控制交通工具10的轨迹或使得交通工具10完全停止)。PAC 122可从ADAS模块120接收诸如交通特性、交通工具接近度信息、不能运转的交通工具信息、其他合适的信息、或它们的组合之类的信息,并将接收到的路线特性传送给个人计算设备150。在一些实施例中,个人计算设备可以省略从ADAS模块120接收路线特征。
个人计算设备可接收来自V2X通信模块128的路线特性信息中的至少一些。如所描述,V2X通信模块1280被配置成用于与接近于交通工具10或远离交通工具10定位的其他系统进行通信,以获得并共享信息,该信息诸如是交通信息、交通工具速度信息、施工信息、其他信息、或它们的组合。PAC 122可从V2X通信模块128接收其他交通工具速度信息、其他交通工具位置信息、其他交通信息、施工信息、其他合适的信息、或它们的组合,并且PAC 122可以将该信息传送给个人计算设备。在一些实施例中,个人计算设备可以省略从V2X通信模块128接收路线特性。
个人计算设备可从交通工具传感器108接收进一步的交通工具参数信息。例如,交通工具传感器108可包括能量水平传感器(例如,燃料水平传感器或电池电荷传感器)、油料传感器、速度传感器、重量传感器、其他合适的传感器、或它们的组合。PAC 122可从交通工具传感器108接收交通工具10的能量水平、交通工具10的当前重量、交通工具10的油料状况、交通工具10的轮胎充气信息、当前的交通工具速度、发动机温度信息、交通工具10的其他合适的交通工具参数、或它们的组合,并且PAC 122可以将接收到的信息传送给个人计算设备。
在一些实施例中,交通工具传感器108可包括天气传感器,诸如,降水传感器或湿度传感器、气压传感器、环境温度传感器、其他合适的传感器、或它们的组合。PAC 122可以从交通工具传感器108接收当前天气信息,诸如降水信息、气压信息、环境温度信息、其他合适的天气信息、或它们的组合,并且PAC 122可以将接收到的信息传送给个人计算设备。在一些实施例中,个人计算设备可以省略从交通工具传感器108接收信息。
个人计算设备可接收来自远程计算设备130的路线特性信息中的至少一些。例如,个人计算设备可从远程计算设备130接收与以下各项有关的信息:路线距离、路线方向、路线的道路坡度信息、交通信息、施工信息、其他交通工具位置信息、其他交通工具速度信息、交通工具10的交通工具保养信息、其他路线特性、或它们的组合。附加地或替代地,个人计算设备可从远程计算设备130接收交通工具参数,诸如交通工具10的品牌、交通工具10的型号、交通工具10的推进配置、交通工具10的制造商提供的能耗效率、交通工具10的重量、其他交通工具参数、或它们的组合。
在一些实施例中,个人计算设备可从远程计算设备130接收交通信号位置信息、交通停止标志位置信息、发布的速度限制信息、车道变换信息、其他路线特性或信息、或它们的组合。远程计算设备130可以包括一个或多个任何合适的计算设备,诸如云计算设备或系统、位于远程的一个或多个服务器、位于远程或附近的移动计算设备或向个人计算设备提供信息的应用服务器。远程计算设备130远离交通工具10定位,诸如被定位在数据中心或其他合适的位置中。
在一些实施例中,个人计算设备可从远程计算设备130接收能量成本信息。例如,个人计算设备可以与远程计算设备130通信,以获得或接收当前每加仑燃料价格和/或每单位电力价格(例如,靠近交通工具10(诸如,靠近交通工具的位置或靠近交通工具的家庭位置)的区域中的平均价格)。在一些实施例中,操作者可以向个人计算设备提供当前的每加仑燃料价格和/或每单位电力价格(例如,操作者最近支付的燃料和/或电力的价格、或者在操作者的行驶区域附近的区域中的通常的每加仑价格和/或每单位电力价格)
个人计算设备可从交通工具10的操作者接收路线特性、交通工具特性、和/或能量成本信息。例如,操作者可诸如使用个人计算设备的显示器或使用交通工具的显示器114来与个人计算设备的接口交互,以提供交通工具10的交通工具参数,诸如,交通工具重量、交通工具品牌和型号、交通工具年龄、交通工具保养信息、交通工具识别号、乘客的数量、负载信息(例如,行李量或其他负载信息)、其他交通工具参数、或它们的组合。附加地或替代地,操作者可向个人计算设备提供诸如路线图、路线距离、其他路线特性、或它们的组合之类的路线特性。
在一些实施例中,个人计算设备学习交通工具10的操作者的行为。例如,个人计算设备监测操作者的相对于发布的速度限制的交通工具速度。在一些实施例中,操作者可提供与操作者相关联的人工成本。例如,操作者可以提供操作者的小时工资或薪水。附加地或替代地,操作者可以提供个人时间价值或每单位时间成本的其他合适的表示。如将描述的,个人计算设备可使用操作者的人工成本来确定针对交通工具10的路线的时间成本。
在一些实施例中,个人计算设备可以学习(例如,标识、使用机器学习处理等)由交通工具10穿过的已知路线的交通模式。例如,PAC 122可在交通工具10例行地或定期地穿过一条或多条路线时跟踪交通状况。个人计算设备可基于所监测到的交通状况来确定该路线的交通模式。在一些实施例中,如所描述的,个人计算设备从远程计算设备130接收、或者从基于来自导航系统118的信号的测绘特性模块接收交通工具10正在穿过的路线的交通模式。
应当理解,个人计算设备可从本文中描述或未描述的部件中的任何部件接收与路线、交通、标牌和信号、其他交通工具、交通工具10的交通工具参数相关联的任何特性或信息、任何其他合适的特性或信息,包括本文描述或未描述的那些特性或信息。附加地或替代地,个人计算设备可被配置成用于学习本文中描述或未描述的任何合适的特性或信息。
典型地,诸如交通工具10之类的交通工具包括信息娱乐系统,诸如(例如,被集成到交通工具仪表板、移动计算设备上的应用、或它们的组合中的)交通工具信息娱乐系统。信息娱乐系统可被配置成用于提供信息娱乐服务,诸如导航服务、娱乐服务(例如,电影或音乐回放、对互联网的访问等等)、或其他合适的信息娱乐服务。信息娱乐系统可以被配置成用于向显示器114或交通工具10内的其他合适的显示器显示信息娱乐服务。
在一些实施例中,信息娱乐系统可被配置成用于给交通工具10的操作者提供如下的能力:在针对期望的目的地位置(例如,交通工具10的操作者向信息娱乐系统或个人计算设备提供作为输入的目的地)的路线替代方案之间进行选择的能力。此类路线替代方案典型地与行驶时间和/或行驶距离一起显示,以使得交通工具10的操作者可基于将花费多长时间来穿过路线、路线的总可穿过距离、或这两者的组合来选择路线。附加地或替代地,交通工具10的操作者可以能够提供偏好信息,以使得个人计算设备可基于该偏好(例如,为了避免收费道路、在可用的情况下使用高速公路等等)来提供路线替代方案。在一些实施例中,个人计算设备可以与信息娱乐系统通信并且可以使用信息娱乐系统、个人计算设备的显示器、或它们的组合向操作者提供路线替代方案。
个人计算设备可以从交通工具10的操作者接收目的地输入。如所描述的,交通工具10的操作者可以访问个人计算设备上的应用程序以提供各种输入信息,和/或可以从本文描述的交通工具10的各种部件接收各种输入。例如,操作者可以向个人计算设备上的应用程序提供起始位置和目的地位置。个人计算设备可以与本文描述的交通工具10的部件通信以接收交通工具信息、路线信息、其他合适的信息、或它们的组合。在一些实施例中,个人计算设备可以接收输入信息并与远程计算设备130通信以接收各种交通工具信息、路线信息、其他合适的信息、或它们的组合(例如,个人计算设备可以与交通工具10的各种部件断开连接)。
如所描述的,个人计算设备与测绘特性模块进行通信,并且可向该测绘特性模块提供目的地输入。测绘特性模块可返回在交通工具10的当前位置或所提供的交通工具10的起始位置与目的地之间的多条路线。多条路线可以包括路线特性,诸如多条路线中的每条路线的行驶时间和行驶距离。在一些实施例中,如所描述的,个人计算设备可以从远程计算设备130接收路线信息,并且可以基于路线信息生成多条路线。
如所描述,个人计算设备可接收交通工具10的交通工具参数信息。例如,交通工具10的操作者可以在个人计算设备上设置或安装应用程序期间提供交通工具参数信息。如所描述的,个人计算设备可接收针对多条路线中的每条路线的路线特性信息(例如,包括道路坡度、交通量、速度限制、停止标志、交通信号、其他路线特性、或它们的组合)。个人计算设备可以被配置成用于生成交通工具10的能耗简档,如所描述的。例如,能耗简档可使用以上所描述的信息来生成,并且可指示针对各种路线特性的交通工具10的最优能耗,这些路线特性诸如是道路坡度、交通量、速度限制、停止标志、交通信号、其他路线特性、或它们的组合。
个人计算设备可使用交通工具10的能耗简档来生成针对多条路线中的每条路线的能耗。例如,个人计算设备可将能耗简档应用于针对多条路线中的每条路线的特定路线特性,以生成针对相应路线的能耗。
个人计算设备可针对多条路线中的每条路线确定能量成本。例如,如所描述的,当交通工具10使用燃料(诸如汽油、柴油或其他合适的燃料)来推进交通工具10时,能量成本可以包括燃料成本。个人计算设备可通过确定针对多条路线中的相应路线的能耗与当前每单位燃料成本的乘积,来确定相应路线的燃料成本。当交通工具10包括电动交通工具时,能量成本可包括电力成本。个人计算设备可通过确定针对多条路线中的相应路线的能耗与当前每单位电力成本的乘积,来确定相应路线的电力成本。当交通工具10包括混合动力交通工具时,能量成本可包括燃料成本和电力成本。个人计算设备可以针对多条路线中的相应路线确定燃料成本和电力成本。个人计算设备可以通过确定相应路线的燃料成本和电力成本的总和,来确定相应路线的能量成本。
在一些实施例中,个人计算设备针对多条路线中的每条路线确定时间成本。例如,个人计算设备通过确定多条路线中的相应路线的行驶时间与(例如,由交通工具10的操作者提供的)操作者的人工成本之间的乘积,来确定相应路线的时间成本。时间成本可表示与穿过相应路线(而不是赚取操作者的小时工资或薪水)相关联的机会成本。
在一些实施例中,个人计算设备可针对多条路线中的每条路线确定总成本。例如,个人计算设备可通过确定多条路线中相应路线的能量成本与时间成本的总和,来确定相应路线的总成本。
个人计算设备可输出多条路线,包括该多条路线中的每条路线的行驶距离、行驶时间、生成的能耗、能量成本、时间成本、和/或总成本。个人计算设备可以将多条路线输出到路线选择界面。可在个人计算设备的显示器上、在信息娱乐系统上、或在它们的组合上将路线选择界面提供给交通工具的操作者。
交通工具10的操作者可从多条路线中选择路线。个人计算设备可以接收指示所选择的路线的路线信息。在一些实施例中,个人计算设备可生成导航输出并将该导航输出传送至信息娱乐系统(例如,或其他合适的显示设备,如所描述的),可将该导航输出提供至个人计算设备的显示器,或它们的组合。导航输出可包括所选择的路线的部分(例如,所选择的路线中紧接在交通工具10前方的部分)以及用于穿过所选择的路线的指令。个人计算设备可以在交通工具10穿过所选择的路线时继续调整和/或更新导航输出(例如,个人计算设备可以在交通工具10穿过所选择的路线时改变所选择的路线的该部分以及用于穿过所选择的路线的指令)。
在一些实施例中,交通工具10的操作者可遵循由个人计算设备输出的指令,以便利用交通工具10穿过所选择的路线。个人计算设备可在交通工具10穿过所选择的路线时监测所选择的路线的路线特性。个人计算设备可以向交通工具10的操作者提供反馈(例如,使用信息娱乐系统、个人计算设备的显示器、或它们的组合)。如果例如路线特性指示所选择的路线上交通量已经增加、在所选择的路线上发生事故、或者发生所选择的路线的路线特性的其他显著的改变,则反馈可向交通工具10的操作者推荐替代路线。
在一些实施例中,交通工具10的操作者可向个人计算设备提供路线选择偏好。例如,操作者可以指示对具有较低总成本、较低能量成本、较低时间成本、较低能耗、较短行驶时间、较短距离、或它们的任意组合的路线的偏好。个人计算设备可以根据操作者的偏好输出多条路线。附加地或替代地,个人计算设备可以基于操作者的偏好自动地选择多条路线中的路线。
图3A大体示出了根据本公开的原理的用于将对交通工具10的控制选择性地分配给驾驶员或交通工具10的子系统的系统(例如,系统100)。例如,系统100(例如,使用扭矩控制器102和/或另一类型的控制器)可以将对交通工具10的控制选择性地分配给驾驶员或交通工具10的子系统。子系统可以包括交通工具10的自主驾驶系统、部分自主驾驶系统、和/或另一子系统。在一些实施例中,扭矩控制器102可以在交通工具10正穿过到目的地位置的路线时选择性地分配对交通工具10的控制。
在一些实施例中,交通工具10可以包括结合图2描述的一个或多个部件。在一些实施例中,交通工具10可以不包括巡航控制机制。典型地,巡航控制机制可包括用于确定目标交通工具速度(例如,当交通工具正穿过路线时)的智能驾驶模块。通过使用本文描述的特征选择性地分配对交通工具10的控制,交通工具10不需要在穿过该路线时依赖巡航控制机制来确定目标交通工具速度。
在一些实施例中,扭矩控制器102(或系统100的另一部件)可确定最佳交通工具配置(例如,在选择性地分配对交通工具10的控制之前)。例如,扭矩控制器102可以接收指示交通工具10要穿过的路线的路线数据、指示交通工具10的一个或多个交通工具特性(例如,交通工具重量、形状、型号等)的交通工具数据、指示一个或多个交通状况的交通数据、指示给定时间的天气预报的天气数据、和/或能够用于确定针对路线的最佳交通工具配置的任何其他数据。这可以允许扭矩控制器102处理相应数据类型中的一种或多种以确定最佳交通工具配置。在一些实施例中,最佳交通工具配置可包括指示交通工具10要在路线的一个或多个点处行驶的目标交通工具速度的速度数据、指示基于交通工具速度和/或其他因素推荐交通工具10被定位在的档位的档位配置数据、指示与交通工具10有关的一个或多个诊断更新的诊断数据等等。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以确定最终扭矩值以提供给扭矩分配控制器110。如将描述的,如果扭矩控制器102提供给扭矩分配控制器110的最终扭矩值是驾驶员要求的扭矩值,则驾驶员将维持对交通工具的控制。如果扭矩控制器102提供给扭矩分配控制器110的最终扭矩值是被动踏板扭矩值,则交通工具10的子系统将维持控制,诸如自主驾驶系统、部分自主驾驶系统、或另一类型的驾驶系统。
在一些实施例中,如附图标记302所示,扭矩控制器102可以确定交通工具10的牵引力。例如,为了在交通工具10沿着路线运动时确定要被施加到电动机和/或发动机的最终扭矩值,扭矩控制器102可以首先确定交通工具10的牵引力。牵引力表示交通工具10与交通工具10正沿其穿过的道路或表面之间的力,并且包括允许交通工具10沿路线保持或维持目标交通工具速度的力、将交通工具10从当前速度带到目标交通工具速度的力、和/或考虑各种实时状况的闭环力。交通工具10的牵引力可用于确定被动踏板扭矩值。
在一些实施例中,扭矩控制器102可基于条件被满足而被触发以确定交通工具10的牵引力。例如,扭矩控制器102可基于如下项而被触发以确定牵引力:接收到指示交通工具发动机被启动的信号、接收到指示交通工具10处于运动中的信号、接收到驾驶员请求的扭矩值、接收到请求(例如,来自用户可访问的应用程序(诸如全球定位系统(GPS)应用程序)的请求)等等。扭矩控制器102可基于传感器数据和/或从一个或多个数据源接收的其他相关输入数据来确定牵引力,如结合图3B所描述的。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以接收驾驶员请求的扭矩值。例如,由驾驶员施加到驾驶员踏板308的力可以导致生成驾驶员请求的扭矩值并将该驾驶员请求的扭矩值提供给控制器。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以接收被动踏板扭矩值。被动踏板扭矩值表示可被施加以在整个路线中维持目标交通工具速度的扭矩(例如,作为最终扭矩值),如将结合图3C进一步描述的。在一些实施例中,扭矩控制器102可以基于牵引力确定被动踏板扭矩值。
在一些实施例中,如附图标记304所示,扭矩控制器102可选择被动踏板扭矩值或驾驶员请求的扭矩值。例如,扭矩控制器102可以将被动踏板扭矩值与驾驶员请求的扭矩值进行比较并且可以选择两个值中的最低者。如果驾驶员请求的扭矩值小于被动踏板扭矩值,则扭矩控制器102可将驾驶员请求的扭矩值选择用作提供给扭矩分配控制器110(例如,扭矩分配控制器110可以是发动机控制单元(ECU)的一部分)的最终扭矩值。如果被动踏板扭矩值小于驾驶员请求的扭矩值,则扭矩控制器102可选择被动踏板扭矩值作为最终扭矩值。
在一些实施例中,并且如附图标记306所示,扭矩控制器102可以确定一个或多个超控(override)条件是否被满足。例如,扭矩控制器102可以被配置有允许驾驶员维持对交通工具10的控制(例如,即使被动踏板扭矩值小于驾驶员请求的扭矩值)的一个或多个超控条件。在这种情况下,扭矩控制器102可以接收驾驶员请求的扭矩值并且可以被配置有扭矩超控值。在这种情况下,扭矩控制器102可以将驾驶员请求的扭矩值与扭矩超控值进行比较。例如,如果驾驶员请求的扭矩值大于配置的扭矩超控值,则扭矩控制器102可选择驾驶员请求的扭矩值。例如,如果扭矩超控值大于驾驶员请求的扭矩值,则超控条件被满足并且扭矩控制器102可以选择驾驶员请求的扭矩值。
在一些实施例中,如附图标记308所示,扭矩控制器102可以向系统100的另一部件、设备或子系统提供所选择的最终扭矩值(例如,驾驶员请求的扭矩值或被动踏板扭矩值)例如,扭矩控制器102可以向扭矩分配控制器110提供所选择的最终扭矩值。在一些实施例中,与系统100相关联的开关可执行检查以确定超控条件是否被满足。在这种情况下,开关可选择最终扭矩值并将最终扭矩值提供给扭矩分配控制器110。
以此方式,扭矩控制器102利用牵引力和被动踏板扭矩值来在交通工具10正穿过路线时选择性地分配对交通工具10的控制。
图3B示出了扭矩控制器102确定牵引力。如所描述的,牵引力可以包括:允许交通工具10沿路线保持或维持目标交通工具速度的力、将交通工具10从当前速度带到目标交通工具速度的力、和/或考虑各种实时状况的闭环力。在一些实施例中,另一控制器可以被配置成用于确定牵引力。这可允许另一控制器专用于处理与牵引力确定相关联的较重负载要求,从而释放扭矩控制器102的处理和存储资源并提高本文所描述的一个或多个实施例的效率。
在一些实施例中,扭矩控制器102可接收可用于确定牵引力的输入数据。如图3B的左侧所示,扭矩控制器102可以接收指示交通工具10的当前交通工具速度的第一速度数据、指示目标交通工具速度的第二速度数据、指示交通工具的一个或多个特性的交通工具数据、指示交通工具10正在其上行驶的道路或表面的坡度的坡度数据等。交通工具数据可以包括:指示交通工具的质量的质量数据、表示在平坦道路上在稳定状态下的阻力的交通工具滑行曲线参数(显示为A[N]、B[N/Mps]和C[N/Mps2])等等。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以确定允许交通工具10沿路线保持或维持目标交通工具速度的力。例如,扭矩控制器102可以基于道路负载力和道路坡度力来确定允许交通工具10维持目标交通工具速度的力。这可以使用数据模型来确定,例如,可以使用交通工具滑行曲线参数和以下等式生成该数据模型:
F=a+(b*速度)+(c*速度2)+Frg(等式1)
在等式1中,变量a、b和c分别表示交通工具10的无量纲总阻力函数中速度的零次方、一次方和二次方的系数。该力可以是以下各项的总和:变量a、变量b*交通工具速度的输出、变量c*交通工具速度的平方的输出、以及Frg,Frg表示允许交通工具10登上或走下当前道路坡度的力。可以使用以下等式计算Frg
Frg=sin(atan(坡度))*9.81*交通工具质量(等式2)
在等式2中,交通工具10的质量可以乘以重力常数和三角函数的输出,三角函数的输出取坡度数据的反正切的正弦。这允许扭矩控制器102确定允许交通工具10沿路线保持或维持交通工具速度的力。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以确定将交通工具10从当前速度带到目标交通工具速度的力。例如,扭矩控制器102(例如,使用加法或减法模块)可以通过确定当前交通工具速度与目标交通工具速度之间的速度差并通过基于该速度差计算(例如,使用目标加速度校准模块)目标加速力,来确定目标加速力。扭矩控制器102随后可以使用以下等式确定将交通工具10带到目标交通工具速度的力:
F=期望加速度*交通工具质量(等式3)
在一些实施例中,扭矩控制器102可以确定考虑到各种实时状况的闭环力。例如,扭矩控制器102可以通过将积分项添加到用于随着时间使交通工具达到目标交通工具速度的牵引力来确定闭环力。例如,积分项可以考虑实时道路状况、天气变化等。可以使用闭环反馈技术来实现积分项。
以此方式,扭矩控制器102确定牵引力,该牵引力将允许控制器准确地确定是将对交通工具10的控制分配给驾驶员还是分配给交通工具10的子系统。
图3C示出了扭矩控制器102确定被动踏板扭矩值。在一些实施例中,扭矩控制器102可以使用动力总成数据确定被动踏板扭矩值。动力总成数据可包括驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值和飞轮扭矩值。可以基于配置数据和/或接收到的输入数据来确定动力总成数据。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以基于牵引力和轮胎滚动半径值来确定驱动轴扭矩值。例如,扭矩控制器102可以被配置有指示轮胎半径的轮胎滚动半径值并且可以(例如,使用乘法模块)将轮胎滚动半径值与牵引力相乘以确定驱动轴扭矩值。
在一些实施例中,扭矩控制器102可基于驱动轴扭矩值和最终驱动比校准值来确定变速器输出扭矩值。例如,扭矩控制器102可以被配置有指示交通工具10的差动齿轮传动比的最终驱动比校准值并且可以(例如,使用除法模块)将最终驱动比校准值与驱动轴扭矩值相乘以确定变速器输出扭矩值。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以基于变速器输出扭矩值和指示交通工具10的变速器的当前档位的档位数据,来确定变速器输入扭矩值。例如,扭矩控制器102(例如,使用齿轮传动比子系统)可以将变速器输出扭矩值与当前档位值进行比较并且可以基于该比较确定变速器输入扭矩值。
在一些实施例中,扭矩控制器102可以基于变速器输入扭矩值和传动系(drivetrain)效率校准值来确定飞轮扭矩值。例如,扭矩控制器102可以计算传动系效率校准值或可以被配置有传动系效率校准值。这可以允许扭矩控制器102(例如,使用除法模块)将变速器输入扭矩除以传动系效率校准值,以便确定飞轮扭矩值(在本文其他地方被称为最终扭矩)。在一些实施例中,飞轮扭矩可以被提供给扭矩分配控制器110或系统100的另一部件。
在一些实施例中,个人计算设备可以生成图形表示,该图形表示绘制对扭矩控制器102选择性地分配对交通工具10的控制的模拟。例如,计算设备可以执行第一模拟以监测交通工具10,其中交通工具10从静止位置开始,具有每小时100公里(km/h)的目标速度,并且在一间隔内穿过路线。当交通工具10沿着到目的地的路线行驶时,一个或多个交通工具传感器可以捕获驾驶员施加到踏板的力。计算设备可以生成第一图,该第一图示出了展示交通工具10线性增加交通工具速度直到达到100km/h的目标速度的交通工具速度曲线。计算设备可以生成第二图,该第二图示出驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值。具体地,第二图可以示出驾驶员请求的扭矩值总是大于被动踏板扭矩值。因此,被动踏板扭矩值总是被选择作为提供给扭矩分配控制器110的最终扭矩值。计算设备可以生成第三图,该第三图示出了当最终扭矩值与交通工具10的目标路线对齐时使直线变平的最终扭矩曲线。计算设备可以生成第四图,该第四曲线示出了驾驶员在整个该间隔的持续时间内或在沿路线行驶时维持特定踏板位置(例如,踏板被压下总下压行程(way down)的80%)。
在一些实施例中,计算设备可以执行第二模拟以监测交通工具10,其中交通工具10从静止位置开始,具有每小时100公里的目标速度,并且在一间隔内穿过路线。当交通工具10沿着到目的地的路线行驶时,一个或多个交通工具传感器捕获驾驶员施加到踏板的力。计算设备可以生成示出交通工具速度曲线的第一图,该交通工具速度曲线示出交通工具10增加交通工具速度直到达到100km/h的目标速度并且稍微过度调整(overadjusting)(例如,使得交通工具10以小于100km/h的速度行驶)。计算设备可以生成第二图,该第二图示出驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值。具体而言,最终扭矩值在约125秒时从驾驶员请求的扭矩值切换到被动踏板扭矩值。计算设备可以生成第三图,该第三图示出了当最终扭矩值与交通工具10的目标路线对齐时使直线变平的最终扭矩曲线。计算设备可以生成第四图,该第四图示出了驾驶员以线性速率改变踏板位置,开始于将踏板向下压下该下压行程的10%,并以将踏板向下压下该下压行程的70%结束。
在一些实施例中,计算设备可以执行第三模拟以监测交通工具10,其中交通工具10从静止位置开始,具有每小时100公里的目标速度,并且在一间隔内穿过路线。当交通工具10沿着到目的地的路线行驶时,一个或多个交通工具传感器记录驾驶员施加到踏板的力。计算设备可以生成示出交通工具速度曲线的第一图,该交通工具速度曲线示出交通工具10增加交通工具速度直到达到100km/h的目标速度,在该目标速度点处,对交通工具10的控制从驾驶员切换到交通工具10的子系统。在一定时间段后,驾驶员生成小于被动踏板扭矩值的驾驶员请求的扭矩值,从而将交通工具速度降低到低于100km/h的目标速度的速度。这导致对交通工具10的控制切换回驾驶员,直到交通工具速度再次达到100km/h,此时对交通工具10的控制被切换到交通工具10的子系统。
计算设备可以生成第二图,该第二图示出了在上文结合第一图讨论的场景中驾驶员请求的扭矩值与被动踏板扭矩值之间的关系。计算设备可以生成第三图,该第三图示出了当控制在驾驶员和交通工具10的子系统之间来回转换时的最终扭矩值。计算设备可以生成第四图,该第四图示出了在交通工具10行驶到目的地时被施加到驾驶员踏板的力。
在一些实施例中,计算设备可以执行第四模拟以监测交通工具10,其中交通工具10从静止位置开始,具有每小时100公里的目标速度,并且在一间隔内穿过路线。当交通工具10沿着到目的地的路线行驶时,一个或多个交通工具传感器记录驾驶员施加到踏板的力。计算设备可以生成示出交通工具速度曲线的第一图,该交通工具速度曲线示出交通工具10增加交通工具速度直到达到100km/h的目标速度,在该目标速度点处,触发允许驾驶员维持对交通工具的控制的超控模式(例如,即使交通工具速度大于目标交通工具速度)。
计算设备可以生成第二图,该第二图示出了在上文结合第一图讨论的场景中驾驶员请求的扭矩值与被动踏板扭矩值之间的关系。计算设备可以生成第三图,该第三图示出了当控制在驾驶员和交通工具10的子系统之间来回转换时(例如,包括当超控模式被触发时)的最终扭矩值。计算设备可以生成第四图,该第四图示出了在交通工具10行驶到目的地时被施加到驾驶员踏板的力。
以此方式,扭矩控制器102基于多个不同因素选择性地分配对交通工具10的控制。
在一些实施例中,控制器(例如,扭矩控制器102)和/或交通工具系统(例如,系统100)可以被配置成用于执行方法400。然而,如由控制器和/或系统执行的方法400并非旨在是限制性的,并且在控制器上执行的任何类型的软件可以执行方法400而不背离本公开的范围。例如,作为交通工具系统的一部分的另一控制器(例如,不同于扭矩控制器102),诸如在计算设备内执行软件的处理器,可以执行本文所述的方法。
图4是大体上示出根据本公开的原理的交通工具控制分配方法400的流程图。在402处,方法400接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据。例如,扭矩控制器102可以接收指示交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据。
在404处,方法400基于路线数据确定针对路线的最佳交通工具配置。例如,控制器可以基于路线数据确定路线的最佳交通工具配置。在一些实施例中,控制器可基于路线数据或来自一个或多个交通工具传感器的传感器数据中的至少一者来确定最佳交通工具配置。传感器数据可以包括本文描述的任何数据类型,诸如交通工具数据、天气数据、坡度数据等。
在406处,方法400接收驾驶员请求的扭矩值。例如,控制器可以基于驾驶员向交通工具的踏板施加力来接收驾驶员请求的扭矩值。在这种情况下,传感器可以测量踏板位置并且可以将踏板位置提供给智能驾驶模块以允许智能驾驶模块(或系统100的另一部件)将踏板位置值映射到驾驶员请求的扭矩值。智能驾驶模块可以向控制器提供驾驶员请求的扭矩模块。
在408处,方法400基于路线数据和/或交通工具动力总成数据,确定被动踏板扭矩值。例如,控制器可以基于路线数据和/或交通工具动力总成数据来确定被动踏板扭矩值,该交通工具动力总成数据包括以下各项中的至少一项:驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值、或飞轮扭矩值。在一些实施例中,交通工具动力总成数据可包括驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值和飞轮扭矩值中的每一个。
在一些实施例中,控制器可以基于交通工具的牵引力和轮胎滚动半径校准值来确定驱动轴扭矩值。在一些实施例中,可以基于以下各项中的至少一项来确定牵引力:与操作交通工具同时维持目标交通工具速度相关联的第一力、表示用于将交通工具速度从当前交通工具速度调整到目标交通工具速度的加速度的第二力、或考虑一个或多个实时状况的第三闭环力。在一些实施例中,可以基于表示在平坦道路上在稳定状态下的阻力的第四力和表示导致交通工具登上或走下道路的扭矩的第五力来确定第一力,其中,第二力是基于经校准的加速度和交通工具的质量来确定的,并且其中第三力是基于表示当前交通工具速度与目标交通工具速度之间的差值的积分项来确定的。
在一些实施例中,控制器可基于驱动轴扭矩值和最终驱动比校准值来确定变速器输出扭矩值。在一些实施例中,控制器可以基于变速器输出扭矩值和指示交通工具的当前档位的值来确定变速器输入扭矩值。在一些实施例中,控制器可以基于变速器输入扭矩值和传动系效率校准值来确定飞轮扭矩值。
在410处,方法400基于驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩,将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。例如,响应于被动踏板扭矩值大于驾驶员请求的扭矩值,控制器可以将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或交通工具的驾驶员。可被分配控制的交通工具系统可包括系统100、交通工具10内的子系统、系统100的特定部件、或子系统等。例如,交通工具系统可包括自主或部分自主驾驶子系统,当被分配控制时,该自主或部分自主驾驶子系统将施加控制交通工具所需的适当的扭矩量。
在一些实施例中,控制器在选择性地分配对交通工具的控制时可以将驾驶员请求的扭矩值和被动踏板扭矩值进行比较。这可以允许驾驶员基于对驾驶员请求的扭矩值与被动踏板扭矩值的比较,将对交通工具的控制选择性地分配给交通工具系统或驾驶员。可以基于被动踏板扭矩值大于驾驶员请求的扭矩值将控制分配给交通工具系统,或者可以基于被动踏板扭矩值小于驾驶员请求的扭矩值将控制分配给驾驶员。
以上讨论旨在说明本发明的原理和各实施例。一旦完全领会了以上公开,则众多的变型和修改对本领域内技术人员而言将变得显而易见。所附权利要求旨在被解释为包括所有此类变型和修改。
本文中使用词语“示例”来意指用作示例、实例、或说明。本文中被描述为“示例”的任何方面或设计并不一定要被解释为相比其他方面或设计是优选或有利的。相反,词语“示例”的使用旨在以具体的方式来呈现概念。如本申请中所使用,术语“或”旨在意指包含性的“或”而非排他性的“或”。也就是说,除非另有规定或从上下文清楚的,否则“X包括A或B”旨在意指自然的包含性排列中的任一者。也就是说,如果X包括A;X包括B;或X包括A和B两者,则在前述实例中的任何实例下“X包括A或B”均被满足。另外,如本申请以及所附权利要求中所使用的冠词“一(a/an)”一般应解释为意指“一个或多个”,除非另有规定或从上下文清楚是指单数形式。而且,贯穿全文对术语“实现”或“一种实现”的使用并不旨在意指同一实施例或实现,除非如此描述。
本文中所描述的系统、算法、方法、指令等实现方式可以以硬件、软件或它们的任何组合来实现。硬件可以包括例如,计算机、知识产权(IP)核、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、微控制器、服务器、微处理器、数字信号处理器、或任何其他合适的电路。在权利要求中,术语“处理器”应当被理解为涵盖前述硬件中的任何硬件,不论是单个的还是组合的。术语“信号”和“数据”可互换地使用。
如本文中所使用,术语模块可以包括封装功能硬件单元,该封装功能硬件单元被设计成用于与其他部件、可由控制器(例如,执行软件或固件的处理器)执行的一组指令、被配置为用于执行特定功能的处理电路系统、以及与更大的系统交互的自含式硬件或软件组件一起使用。例如,模块可以包括专用集成电路(ASIC);现场可编程门阵列(FPGA);电路;数字逻辑电路;模拟电路;分立的电路、门、以及其他类型的硬件的组合;或它们的组合。在其他实施例中,模块可以包括存储器,该存储器存储由控制器可执行以实现该模块的特征的指令。
进一步地,在一个方面,例如,可以使用通用计算机或通用处理器来实现本文中所描述的系统,该通用计算机或通用处理器具有在被执行时实施本文中所描述的相应方法、算法和/或指令的计算机程序。附加地或替代地,例如,可以利用专用计算机/处理器,该专用计算机/处理器可以包含用于实施本文中所描述的方法、算法或指令中的任一者的其他硬件。
进一步地,本公开的实现的全部或部分可以采取可从例如计算机可使用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式。计算机可使用或计算机可读介质可以是可以例如有形地包含、存储、传送、或传输程序以供任何处理器使用或结合任何处理器来使用的任何设备。介质可以是例如,电子设备、磁设备、光学设备、电磁设备、或半导体设备。其他合适的介质也是可用的。
以上所描述的实施例、实现和各方面已被描述,以便允许对本发明的容易的理解,并且不限制本发明。相反,本发明旨在覆盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等效布置,其范围应被赋予最宽泛的解释以涵盖如法律之下所允许的全部此类修改和等效结构。

Claims (20)

1.一种用于分配交通工具控制的方法(400),所述方法(400)包括:
由与交通工具(10)相关联的一个或多个处理器接收(402)指示所述交通工具(10)的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据;
由所述一个或多个处理器基于所述路线数据,确定(404)针对所述路线的最佳交通工具配置;
由所述一个或多个处理器接收(406)驾驶员请求的扭矩值;
由所述一个或多个处理器基于所述路线数据和交通工具动力总成数据,确定(408)被动踏板扭矩值;以及
由所述一个或多个处理器基于所述驾驶员请求的扭矩值和所述被动踏板扭矩值,将对所述交通工具(10)的控制选择性地分配(410)给交通工具系统或所述交通工具的驾驶员。
2.如权利要求1所述的方法(400),其特征在于,所述交通工具动力总成数据包括驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值、和飞轮扭矩值。
3.如权利要求2所述的方法(400),其特征在于,进一步包括:基于所述交通工具(10)的牵引力和轮胎滚动半径校准值,来确定所述驱动轴扭矩值。
4.如权利要求3所述的方法(400),其特征在于,基于以下各项中的至少一项来确定所述牵引力:与操作所述交通工具(10)同时维持目标交通工具速度相关联的第一力、表示用于将交通工具速度从当前交通工具速度调整到所述目标交通工具速度的加速度的第二力、以及考虑一个或多个实时状况的第三闭环力。
5.如权利要求4所述的方法(400),其特征在于,所述第一力是基于表示在平坦道路上在稳定状态下的交通工具轮胎阻力的第四力和表示导致所述交通工具登上或走下道路的扭矩的第五力来确定的,其中,所述第二力是基于经校准的加速度和所述交通工具(10)的质量来确定的,并且其中所述第三闭环力是基于表示所述当前交通工具速度与所述目标交通工具速度之间的差值的积分项来确定的。
6.如权利要求2所述的方法(400),其特征在于,进一步包括:
基于所述驱动轴扭矩值和最终驱动比校准值,确定所述变速器输出扭矩值;
基于所述变速器输出扭矩值和指示所述交通工具的当前档位的值,确定所述变速器输入扭矩值;以及
基于所述变速器输入扭矩值和传动系效率校准值,确定所述飞轮扭矩值。
7.如权利要求1所述的方法(400),其特征在于,选择性地分配(410)对所述交通工具的控制包括:
将所述驾驶员请求的扭矩值与所述被动踏板扭矩值进行比较;以及
响应于所述被动踏板扭矩值大于所述驾驶员请求的扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配给所述交通工具系统;以及
响应于所述被动踏板扭矩值小于所述驾驶员请求的扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配给所述驾驶员。
8.一种用于分配交通工具控制的装置,包括:
一个或多个处理器;以及
存储器,所述存储器包括指令,所述指令当由所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器:
接收(402)指示所述交通工具的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据;
基于所述路线数据或来自一个或多个交通工具传感器的传感器数据中的至少一者,确定(404)针对所述路线的最佳交通工具配置;
接收(406)驾驶员请求的扭矩值;
基于交通工具动力总成数据确定(408)被动踏板扭矩值;以及
基于所述驾驶员请求的扭矩值和所述被动踏板扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配(410)给交通工具系统或所述交通工具的驾驶员。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述交通工具动力总成数据包括驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值、和飞轮扭矩值。
10.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述一个或多个处理器进一步用于:
基于所述交通工具的牵引力和轮胎滚动半径校准值,确定所述驱动轴扭矩值。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述牵引力是基于以下各项来确定的:与操作所述交通工具同时维持目标交通工具速度相关联的第一力、表示用于将交通工具速度从当前交通工具速度调整到所述目标交通工具速度的加速度的第二力、以及考虑一个或多个实时状况的第三闭环力。
12.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述一个或多个处理器进一步用于:
基于所述驱动轴扭矩值和最终驱动比校准值,确定所述变速器输出扭矩值;并且
基于所述变速器输出扭矩值和指示所述交通工具的当前档位的值,确定所述变速器输入扭矩值。
13.如权利要求9所述的装置,其特征在于,所述一个或多个处理器进一步用于:
基于所述变速器输入扭矩值和传动系效率校准值,确定所述飞轮扭矩值。
14.如权利要求8所述的装置,其特征在于,当选择性地分配(410)对所述交通工具的控制时,所述一个或多个处理器用于:
将所述驾驶员请求的扭矩值与所述被动踏板扭矩值进行比较;并且
响应于所述被动踏板扭矩值大于所述驾驶员请求的扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配给所述交通工具系统或所述驾驶员。
15.一种非瞬态计算机可读存储介质,包括指令,所述指令当由一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器:
接收(402)指示交通工具(10)的起始位置与目的地位置之间的路线的路线数据;
基于所述路线数据确定(404)针对所述路线的最佳交通工具配置;
接收驾驶员请求的扭矩值(406);
基于所述路线数据和交通工具动力总成数据,确定(408)被动踏板扭矩值;以及
基于所述驾驶员请求的扭矩值和所述被动踏板扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配(410)给交通工具系统或所述交通工具(10)的驾驶员。
16.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读存储介质,其特征在于,所述交通工具动力总成数据包括驱动轴扭矩值、变速器输出扭矩值、变速器输入扭矩值、和飞轮扭矩值。
17.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读存储介质,其特征在于,所述指令在由所述一个或多个处理器执行时,进一步使得所述一个或多个处理器:
基于所述交通工具的牵引力和轮胎滚动半径校准值,确定所述驱动轴扭矩值。
18.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读存储介质,其特征在于,所述指令在由所述一个或多个处理器执行时,进一步使得所述一个或多个处理器:
基于所述驱动轴扭矩值和最终驱动比校准值,确定所述变速器输出扭矩值;并且
基于所述变速器输出扭矩值和指示所述交通工具的当前档位的值,确定所述变速器输入扭矩值。
19.如权利要求16所述的非瞬态计算机可读存储介质,其特征在于,所述指令在由所述一个或多个处理器执行时,进一步使得所述一个或多个处理器:
基于所述变速器输入扭矩值和传动系效率校准值,确定所述飞轮扭矩值。
20.如权利要求15所述的非瞬态计算机可读存储介质,其特征在于,使得所述一个或多个处理器选择性地分配(410)对所述交通工具的控制的所述指令使得所述一个或多个处理器:
将所述驾驶员请求的扭矩值与所述被动踏板扭矩值进行比较;并且
响应于所述被动踏板扭矩值大于所述驾驶员请求的扭矩值,将对所述交通工具的控制选择性地分配给所述交通工具系统。
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