用于动态车辆速度优化的系统和方法技术方案

公开了一种用于动态车辆速度优化的系统和方法。一种用于车辆系统的系统和方法。车辆系统可以包括车辆、推进装置（例如，内燃机或电动机）、和控制器。推进装置可以至少部分地为车辆提供动力。控制器可以与推进装置通信并且可以根据车辆的目标速度来控制推进装置。控制器可以包括车辆的能量平衡模型并且可以使用该模型以估计在车辆在行程界限上的能量损耗。控制器可以至少部分地基于所估计的能量损耗来优化在车辆的行程界限上的成本函数，以设置用于车辆的实际速度。所估计的能量损耗可以包括气动阻力、车辆摩擦、和来自推进装置的转换效率中的一个或多个。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年8月5日提交的美国临时专利申请No.62/201,388的权益。于2015年8月5日提交的美国临时专利申请No.62/201,388被通过引用被合并于此。
本公开有关于车辆系统，并且特别是有关于控制车辆的速度。更特别地，本公开有关于速度控制系统中的性能改进。
技术实现思路
本公开披露了用于控制车辆的速度的系统和方法。车辆系统可以包括：车辆，推进装置（诸如，内燃机或者电动机），以及与推进装置通信的控制器。推进装置可以至少部分地为车辆提供动力并且可以消耗主能量（诸如，燃料或者存储在电池中的电能）。控制器可以控制推进装置。在一些情况下，控制器可以根据车辆的目标速度来控制推进装置。控制器可以包括车辆的能量平衡模型并且可以使用模型来估计在车辆的行程界限上的能量损耗。估计在车辆的行程界限上的能量损耗的模型可以考虑与行程界限相关的参数的一个或多个测量，其中与行程界限相关的参数可以包括车辆的质量以及车辆在行程界限上所定位于的道路的道路坡度中的一个或多个，并且可以利用一个或多个其它参数。在一些情况下，控制器可以使用所估计的在车辆的行程界限上的能量损耗来优化行程界限上的成本函数并设置用于车辆的实际速度。附图说明图1是描绘从地点A到地点B的车辆的说明性行程的示意图；图2是说明性的车辆的示意框图；图3是图2中的说明性的车辆的控制器的示意框图；图4是到图3的说明性的控制器的处理单元的说明性的输入以及来自图3的说明性的控制器的处理单元的说明性的输出的示意框图；图5是用于控制车辆的速度的说明性的方法的示意流程图；以及图6是与等式中的动力对应的能量流动的图。具体实施方式如在此所描述的和/或在图中示出的当前系统和方法可以合并有在任何情况下想要的一个或多个处理器、计算机、控制器、用户接口、和/或无线的和/或有线的连接等。车辆的典型操作可以具有沿着预先确定的路线把人或货物从地点A运送至地点B的目标。车辆的操作者和/或车辆的潜在乘员（此后被称作用户）可能具有与从地点A到地点B的运送联系的某些期望和要求。说明性地，用户可能具有与如下有关的期望和/或要求：驾驶和/或乘坐的舒适性、从地点A到地点B的运送的持续时间、从地点A到达地点B所要求的燃料、和/或一个或多个其它的期望或要求。在许多情况下，真正的用户期望和/或要求可能对在界限上的用户的不同的各个期望和/或要求进行权衡，这可能超出在解决在行程界限上的优化问题的情形中实用的许多行程界限，并且这可能甚至超出从地点A到地点B的旅程的路线。用户的期望和要求可能被转变成用以最大化车辆的用户的总体满意度的优化问题。在一些情况下，驾驶和/或乘坐的舒适性期望和/或要求可以用车辆的加速度和/或加速度的改变来表达。对于燃料消耗期望和/或要求而言，可以使用一个或多个不同的术语。在许多情况下，可以使用经估量的距离特定的燃料消耗模型，但是情况并非总是这样。说明性地，在成本函数中使用的经估量的、距离特定的燃料消耗相关的优化变量可能被车辆的优化器和/或控制器最小化。在一个示例中，经估量的距离特定的燃料消耗优化模型可能不想要用于不解决针对从地点A到地点B的全部剩余路线的优化问题的优化问题中，而是相反仅用于表示到地点B的剩余路线的一部分的受限制的未来界限。这样的受限制的界限优化器（除了其它方面以外还最小化燃料消耗并且不解决针对从地点A到地点B的整个剩余旅程的优化问题）可能被期望成为用于下一代车辆系统中的真实世界可实现的车辆速度控制方案的通常方案。有关于优化用于行程界限的距离特定的燃料消耗参数的问题可以是：这样的方法不考虑消耗的能量，而是考虑消耗的燃料。特别是，优化距离特定的燃料消耗参数可能与由于高度上的改变或在该行程界限上车辆速度上的改变而在行程界限上消耗的燃料量有关。（从推进装置操作测量的或估计的）燃料量流动信号可以对应于被投入用于车辆的推进的化学能量（例如，电力）的流动。然而，该投入的化学能量流动的一部分可能未必是可优化的，因为其在优化问题的范围之外。附加地，所投入的化学能量流动的一部分可以在间隙的结束处被完全地或者至少部分地重新收集，并且因此在能量的意义上可能未必被消耗。在一般情况下，所消耗的燃料可能未必与在用户的期望和/或要求的情形下消耗的能量成比例。之所以是这样可能是因为由车辆的推进装置（例如，内燃机、电动机、或其它推进装置）消耗的燃料能量的一部分相对于势能或动能的初始水平在界限的结束处可能仍然以车辆中增加的势能或动能的形式可用。在一个示例中，（例如，当进行上坡驱动或者当加速时）在行程界限上燃料能量到车辆能量（例如，车辆的势能或动能）的投入，对于其中车辆能量在行程界限的开始和结束处相等的情况而言，在界限上的燃料消耗可能更高。如果车辆能量在优化问题中被忽略，则这种燃料消耗上的不同可能导致在用户的真实期望和/或要求之间的用户定义的权衡的偏差。在另一示例中，如果车辆能量上的改变在优化问题中未被明确考虑，则行程界限上的燃料成本可能呈现为更高，造成与期望和/或要求相关的燃料消耗的过多加权。类似地，如果车辆能量在行程界限上减小，则与期望和/或要求相关的燃料消耗可能是加权不足的。进一步地，具有给定质量的车辆的势能可能随着车辆行驶而改变。只要沿着从地点A到地点B的路线的至少一部分的界限和/或车辆质量未改变，与界限上的高度上的差异联系的车辆的势能就必须被投入并且势能是以高还是更低的动力被投入（例如，高的或低的速度）未必有关系。进一步地，由于速度（例如，动能）可能在行程界限上改变，因此与在恒定速度（例如，零加速度）的阶段中相比，在加速阶段期间燃料量流动可能更高，因为额外的化学能量流动需要被投入以加速车辆。因此，车辆的燃料消耗在加速期间可能看起来高，但是在行程界限的结束处额外的动能可能是在车辆中可用的并且可能被完全回收以用于在路线上向前移动车辆。结果，当在路线的结束（例如，行程界限的结束）处车辆的高度可能与在路线的开始（例如，行程界限的开始）处车辆的高度不同时和/或当在路线的结束（例如，行程界限的结束）处车辆的速度可能与在路线的开始（例如，行程界限的开始）处车辆的速度不同时，可能存在校正在行程界限上投入的燃料能量流动以考虑在车辆势能和动能上的改变的需要。为了解决可能在距离特定的燃料消耗参数在没有考虑车辆能量的情况下被优化时产生的偏差问题，可以使用更适当的优化方法以使得可以在优化从地点A到地点B的车辆速度轨迹时满足真实的用户期望和/或要求。解决偏差问题的更适当的优化方法可以包括使用成本函数的优化方法，成本函数通过从在行程界限上投入的燃料能量中减去车辆的动能上的改变和车辆的势能上的改变所要求的燃料能量参数来将车辆在行程界限上的能量损耗纳入考虑。也就是说，替代在优化问题的成本函数中考虑燃料能量或燃料动力（例如，燃料量流动），优化问题的成本函数可以考虑能量损耗（例如，由诸如摩擦、阻力等的损耗所消耗的燃料量流动的一部分）。在一个示例中，典型地可以被用作用于优化问题的输入的燃料量流动信号可以通过减去车辆的势能改变的比率以及通过减去车辆的动能改变的比率而被校正，两者都是通过车辆中的燃料的更低的加热值而被校正。为了利用用于控制车辆（例如，车辆速度或者其它车辆变量）的优化方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆系统，包括：车辆；推进装置，被配置为至少部分地为所述车辆提供动力；以及控制器，与所述推进装置通信以用于根据所述车辆的目标速度来控制所述推进装置，并且其中：所述控制器包括所述车辆的能量平衡模型并且被配置为使用该模型来估计在所述车辆的行程界限上的能量损耗；并且所述控制器被配置为至少部分地基于所估计的能量损耗来优化在所述车辆的行程界限上的成本函数，以设置用于所述车辆的实际速度。

【技术特征摘要】
2015.08.05 US 62/201388;2016.07.15 US 15/2118891.一种车辆系统，包括：车辆；推进装置，被配置为至少部分地为所述车辆提供动力；以及控制器，与所述推进装置通信以用于根据所述车辆的目标速度来控制所述推进装置，并且其中：所述控制器包括所述车辆的能量平衡模型并且被配置为使用该模型来估计在所述车辆的行程界限上的能量损耗；并且所述控制器被配置为至少部分地基于所估计的能量损耗来优化在所述车辆的行程界限上的成本函数，以设置用于所述车辆的实际速度。2.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所述控制器被配置为至少部分地通过最小化与所述目标速度相关的能量损耗来优化所述成本函数。3.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所述控制器包括巡航控制模块并且所述目标速度是用户规定的巡航控制速度。4.如权利要求3所述的车辆系统，其中，所设置的用于所述车辆的实际速度是在用户已经规定了所述用户规定的巡航控制速度之后所述车辆的实际速度。5.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所述车辆的行程界限是时间间隙。6.如权利要求5所述的车辆系统，其中，所述车辆的能量平衡模型包括在行程界限上所述车辆要行驶于其上的道路的道路坡度的参数。7.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所述车辆的能量平衡模型包括前道路坡度的参数，所述车辆被定位于该当前道路坡度。8.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所述车辆的能量平衡模型包括所述车辆的质量作为参数。9.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所估计的能量损耗包括由于气动阻力所致的能量损耗。10.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所估计的能量损耗包括由于摩擦所致的能量损耗。11.如权利要求1所述的车辆系统，其中，所估计的能量损耗包括由于来自所述推进装置的转换效率所致的能量损耗。12.一种用于根据用户规定的目标速度建立车辆的实际速度的方法，所述方法包括：接收用于车辆的目标速度，其中所述目标速度是在与推进装置通信的控制器处被接收的，所述推进装置被配置为至少部分地为所述车辆提供动力；至少部分地基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：F单斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US