用于确定车辆控制系统的至少一个参考值的方法和模块技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定用于车辆的控制系统的参考值的方法，该方法包括：确定用于车辆的设定速度；为由路线区段构成的预期行程确定地平线；在多个仿真周期sj的每个期间执行以下步骤，其中每个仿真周期包括以预定速率f实施的N个仿真步骤：通过常规巡航控制对沿地平线的车辆速度进行第一预测vpred_cc；在第一比较中将所预测的车辆速度vpred_cc与Vlim1和Vlim2进行比较，所述比较用于限定出要在随后的仿真周期sj+1中使用的发动机转矩T；当车辆的发动机转矩T的值是取决于前一仿真周期sj-1中的所述比较的结果时，对沿地平线的车辆速度进行第二预测vpred_Tnew；在第二比较中将所预测的车辆速度vpred_Tnew与界定出车辆速度预期所处的范围的vmin和Vmax1比较；基于该仿真周期sj中的所述第二比较和车辆速度的所述第二预测中的至少一个来确定参考值；以及，根据所述参考值来控制车辆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定车辆控制系统的至少一个参考值的方法和模块
本专利技术涉及根据独立权利要求的前序部分的一种用于确定车辆中的控制系统的至少一个参考值的模块和方法。
技术介绍
巡航控制当今在机动车辆(例如汽车、卡车、以及公共汽车)中常见。巡航控制的一个目的是实现均匀的预定速度。这通过下述方式实现:调整发动机转矩以避免减速，或在车辆由于其自身重量而加速的下山运行时施加制动动作。巡航控制的一个更普遍的目的是为车辆驾驶员提供驾驶的方便性和更优越的舒适性。配备有巡航控制的车辆的驾驶员通常选定设定速度Vsrt作为他/她想要车辆在平路上维持的速度。巡航控制继而为车辆的发动机系统提供用于控制发动机的参考速度V&。设定速度Vsrt因此可以被当做向巡航控制输入的信号，而参考速度Vm可以被当做从巡航控制输出的信号，并且被用于控制发动机。当今传统的巡航控制(CC)维持通常由车辆驾驶员以设定速度Vsrt的形式设定的恒定参考速度vMf，因此，所述设定速度在此是例如由他/她选定的所需速度，并且对于当今的常规巡航控制，参考速度是恒定的并且等于设定速度，即= Vseto参考速度Vref的值仅在驾驶员在车辆运动的同时进行调整时改变。参考速度继而被发送到控制车辆的控制系统，以使得车辆速度在可能时对应于参考速度Vref。在车辆配备有自动换档系统的情况下，档位可以由所述系统基于参考速度来改变，以使得车辆能够维持参考速度VMf，即，以使得车辆能够维持期望的设定速度vsrt。在山丘地带，巡航控制系统将尝试在上山和下山时维持设定速度Vsrt。这尤其可能引起车辆加速越过山顶并且进入随后的下坡中。所述车辆继而需要被制动以避免超过设定速度Vsrt或者车辆将达到恒速制动被启动的速度Vkfb,这是一种较为消耗燃料的驱动车辆方式。在车辆没有加速越过山顶的情况下，所述车辆也可能需要在下山时被制动以避免超过设定速度Vsrt或恒速制动的启动速度Vkfb。为减小燃料消耗，尤其是减小在山路上的燃料消耗，已经开发出经济型巡航控制，诸如斯堪尼亚的O这种巡航控制尝试评估车辆的当前运行阻力，并且也具有与其历史运行阻力有关的信息。经济型巡航控制也可以设有包括地形学信息的地图数据。车辆继而例如借助于GPS来在地图上定位，以及沿前方道路的运行阻力被评估。因此，车辆的参考速度vMf能够对于不同类型的道路来优化，从而节省燃料，在这种情况下，参考速度Vref可能与设定速度Vsrt不同。此说明是指允许参考速度Vref与由驾驶员选定的设定速度Vsrt不同的巡航控制，即，参考速度调节型巡航控制。经济型巡航控制的另一开发的实施例是“前瞻型”巡航控制(LACC)，即，一种使用前方区段信息(即，前方路况信息)以确定参考速度的巡航控制的策略形式。因此，LACC是参考速度调节型巡航控制的实施例，借此允许参考速度在一定范围内不同于由驾驶员选定的设定速度Vsrt，从而实现更多的燃料节省。前方区段信息可以例如包括与主要地形、道路弯曲程度、交通情况、道路施工、交通密度、以及道路状况有关的信息。前方区段信息还可以包括在前方区段上的速度限制、以及在道路旁边的交通标识。这些信息例如能够从位置信息、天气预报、在各车辆之间通讯的信息、以及由无线电提供的信息中获得，所述位置信息例如GPS (全球定位系统)信息、地图信息、和/或地形学地图信息。所有这些信息可以以多种方式来利用。例如，与在前方道路上的速度限制有关的信息可以被用于通过在到达较低速度限制之前降低车辆速度来实现燃料效率。类似地，指示出例如前方绕道或十字路口的道路标识的信息也可以被用于通过在车辆到达绕道或十字路口之前制动来实现燃料效率。LACC巡航控制确实例如使得参考速度vMf在陡峭上坡之前能够上升到高于设定速度Vsrt的水平，因为车辆将被预期在这样的爬坡时由于相对于发动机性能的高车重而损失速度。类似地，在陡峭下坡之前，LACC巡航控制使得参考速度Vref能够降低到低于设定速度Vsrt的水平，因为车辆将被预期(预测)在这样的下坡时由于其高车重而加速。在此的构思是，减小车辆开始下山运行时的速度使得能够减小被制动损耗的能量和/或空气阻力损失(如同在下坡之前被喷射的燃料量反映出的)。因此，LACC巡航控制从而可以在基本不影响行程时间的情况下减少燃料消耗。因此，在山丘地带，不像常规巡航控制，参考速度调节型巡航控制从而能够主动改变车辆速度。例如，车辆速度将在陡峭的下坡之前被减小，以使得其能够利用更多的由下坡提供的无成本能量，而不是将车辆制动。速度也可以在爬陡坡之前被增加，以防止车辆损失过多的速度和时间。
技术实现思路
参考速度调节式巡航控制的一个问题是，控制系统难以确定要允许巡航控制在多大程度上改变参考速度vMf。这是因为，外部参数(例如交通状况、驾驶员性格和地形)也可影响适合于允许参考速度Vref在特定情况下改变的范围。较宽的速度范围通常形成较多的燃料节省，但是也形成可能干扰周围交通的大的速度变化。在前述斯堪尼亚的1?济巡舶:?—功能中，在卡车的速度极限(通常为89km/h)和较低速度(其低于设定速度20km/h，但从不低于60km/h)之间存在严格指定的速度范围。US-2003/0221886涉及一种设置有速度范围的巡航控制。系统可预计下坡和上坡并将它们包括到计算中，但是说明书没有对这在实际中如何进行给出详细说明。DE-10 2005 045 891涉及一种用于车辆的巡航控制系统，其设置有允许车辆速度改变的范围。其目的尤其是顾及到车辆受到风况的影响。JP-2007276542涉及这样一种巡航控制，在该巡航控制中，允许车辆速度相对于预定速度波动，以降低燃料消耗。本专利技术的目的是提出一种用于巡航控制的改进的模块和方法，所述模块和方法在调节车辆的速度时考虑前方道路的区段，本专利技术的目的尤其是提出能简化车辆操纵并能用户友好地协助驾驶员的模块和方法。本专利技术涉及一种用于这样的功能的用户界面。根据本专利技术的一个方面，上述目的至少部分地通过使用前述模块来实现，其特征在于:-地平线单元，其适于借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述行程包括针对每个区段都具有至少一个特性的路线区段；-计算单元，其适于在多个仿真周期\_的每个期间执行以下步骤，其中每个仿真周期包括以预定速率f实施的N个仿真步骤:-当设定速度Vsrt被赋予为参考速度vMf时，根据常规巡航控制对沿地平线的车辆速度进行第一预测vpral—。。，所述第一预测取决于所述路线区段的特性；[0021 ]-将车辆速度的第一预测Vpral。。与第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一个进行第一比较，所述第一比较用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的发动机转矩T ;-当车辆的发动机转矩T是取决于前一仿真周期Sp1中的所述第一比较的结果的值时，对沿地平线的车辆速度进行第二预测Vpmltmw ；-将车辆速度的第二预测VpredTnOT与界定出车辆速度应处的范围的第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个进行第二比较；和-基于这个仿真周期h中的所述第二比较和/或车辆速度的第二预测Vpral—Tnew来确定沿地平线的至少一个参考值，所述至少一个参考值指示出要如何改变车辆速度，所述设定速度处于由第二下限和上限值Vmin和Vmax本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定用于车辆的控制系统的至少一个参考值的模块，包括适于接收车辆的设定速度vset的输入单元，其特征在于，‑地平线单元，其适于借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述行程包括针对每个区段都具有至少一个特性的路线区段；‑计算单元，其适于在多个仿真周期sj的每个期间执行以下步骤，其中每个仿真周期包括以预定速率f实施的N个仿真步骤：‑当设定速度vset被赋予为参考速度vref时，根据常规巡航控制对沿地平线的车辆速度进行第一预测vpred_cc，所述第一预测取决于所述路线区段的特性；‑将车辆速度的第一预测vpred_cc与第一下限和上限值vlim1和vlim2中的至少一个进行第一比较，所述第一比较用于限定在下一仿真周期sj+1中使用的发动机转矩T；‑当车辆的发动机转矩T是取决于前一仿真周期sj‑1中的所述第一比较的结果的值时，对沿地平线的车辆速度进行第二预测vpred_Tnew；‑将车辆速度的第二预测vpred_Tnew与界定出车辆速度应处的范围的第二下限和上限值vmin和vmax中的至少一个进行第二比较；和‑基于这个仿真周期sj中的所述第二比较和/或车辆速度的第二预测vpred_Tnew来确定沿地平线的至少一个参考值，所述至少一个参考值指示出要如何改变车辆速度，所述设定速度处于由第二下限和上限值vmin和vmax界定的范围内；和‑提供单元，其适于向车辆的控制系统提供所述至少一个参考值，随后车辆依据所述至少一个参考值来调节。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.22 SE 1151248-01.一种用于确定用于车辆的控制系统的至少一个参考值的模块，包括适于接收车辆的设定速度Vsrt的输入单元，其特征在于， -地平线单元，其适于借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述行程包括针对每个区段都具有至少一个特性的路线区段； -计算单元，其适于在多个仿真周期\_的每个期间执行以下步骤，其中每个仿真周期包括以预定速率f实施的N个仿真步骤: -当设定速度Vsrt被赋予为参考速度时，根据常规巡航控制对沿地平线的车辆速度进行第一预测VpMd—。。，所述第一预测取决于所述路线区段的特性； -将车辆速度的第一预测VpMd—。。与第一下限和上限值Vliml和Vlim2中的至少一个进行第一比较，所述第一比较用于限定在下一仿真周期Sp1中使用的发动机转矩T ; -当车辆的发动机转矩T是取决于前一仿真周期Sp1中的所述第一比较的结果的值时，对沿地平线的车辆速度进行第二预测vpMd—τ_ ; -将车辆速度的第二预测Vptoltmw与界定出车辆速度应处的范围的第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个进行第二比较；和 -基于这个仿真周期Sj中的所述第二比较和/或车辆速度的第二预测Vpmltmw来确定沿地平线的至少一个参考值，所述至少一个参考值指示出要如何改变车辆速度，所述设定速度处于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范围内；和 -提供单元，其适于向车辆的控制系统提供所述至少一个参考值，随后车辆依据所述至少一个参考值来调节。2.如权利要求1所述的模块，其特征在于，用于所述范围的第二下限和上限值Vmin和Vfflax由驾驶员通过输入单元手动地设置。3.如权利要求1或2所述的模块，其特征在于，预定数量的不同宽度被限定用于所述范围。4.如权利要求3所述的模块，其特征在于，用于每个范围宽度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分别采用相应地低于和高于设定速度Vsrt的第一和第二预定km/h数的形式。5.如权利要求3所述的模块，其特征在于，用于每个范围宽度的第二下限和上限值Vmin和Vmax分别采用相应地低于和高于设定速度Vset的第一和第二预定百分比的形式。6.如权利要求1所述的模块，其特征在于，第二下限和上限值Vmin和Vmax基于计算适当的范围宽度被自动地设置。7.如权利要求6所述的模块， 其特征在于，用于所述范围的宽度基于相对于前方车辆的时间间隙被自动地调节，使得范围宽度对于短的时间间隙而言较小，而对于较长的时间间隙而言较大。8.如权利要求1-7中任一所述的模块，其特征在于，所述第二比较评估车辆速度的第二预测Vpmltmw是否满足以下标准中的至少一个: -所预测的车辆速度Vprad—TMW低于或等于所述第二上限值ν_，即Vprad—TnOT≤Vmax ;和 -所预测的车辆速度Vpradjrmw高于或等于所述第二下限值Vmin,即Vpradjrmw≥VminO9.一种用于确定用于车辆的控制系统的至少一个参考值的模块，其特征在于， -获取用于车辆的设定速度Vsrt ; -借助于地图数据和位置数...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·约翰松，M·瑟得格伦，F·罗斯，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE