用于巡航控制速度跟踪的方法及系统技术方案

提供了用于巡航控制速度跟踪的方法及系统。在一个示例中，所述方法或系统可以经由速度控制器产生扭矩命令输出，所述扭矩命令输出允许误差在界限内以减少燃料消耗量，所述扭矩命令输出选自主从对策的结果。

Method and system for speed tracking of cruise control

【技术实现步骤摘要】
用于巡航控制速度跟踪的方法及系统
本说明书总体上涉及用于控制车辆扭矩输出以进行能量效率巡航控制的方法及系统。
技术介绍
标准巡航控制器试图将车辆的速度保持在设定点速度。通常，巡航控制器使用基于设定点速度和当前车速的跟踪误差以确定所需车轮扭矩。然而，将车辆的速度保持在设定点速度可能会导致燃料消耗量增加，这是由于扭矩需求发生大幅变化才能使车辆的速度保持在设定点速度。用于解决在巡航控制模式下与过量燃料消耗相关的问题的其他尝试包括使多个车辆模型适应非线性模型预测控制程序。D'Amato等人在美国专利第9,849,880号中示出了一种这样的示例性方法。其中车辆动力学模型和车辆燃料消耗模型适于提供包括模型预测巡航控制方法的非线性模型预测控制程序。然而，本文的专利技术人已经认识到此类方法的潜在问题。作为一个示例，由于技术上的困难，可能无法调谐用于巡航控制的此类先前模型中的权重。未能对这些模型的权重进行这种调谐可能会导致在降低燃料消耗同时将车辆的速度保持在设定点速度的阈值速度内的方面是低效的。或者，在调谐权重的情况下，可以通过在车辆的控制器上引起相当大的计算负荷的方式来执行这种权重调谐。因此，为了至少部分地解决上述问题，专利技术人已经开发了一种用于动态地和自适应地调谐巡航控制模型的成本函数的不同项上的权重的方法。在至少一个示例中，用于动态地和自适应地调谐权重的方法确保将车速的滤波后值限制在预定范围内。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于经由速度控制器产生扭矩命令输出的方法来解决，所述扭矩命令输出允许误差在界限内以减少燃料消耗量，所述扭矩命令输出选自主从对策(leaderandfollowergame)的结果(层次结构中可能面临类似问题)。所述误差例如可以是界限内的速度跟踪误差。作为一个示例，所述主从对策可以包括主代理(leaderagent)，所述主代理将成本权重输出到从代理(followeragent)，其中所述从代理使用所述成本权重来解决优化问题。然后分析所述主从对策中的所述主代理和所述从代理中的所述结果以选择并产生扭矩命令输出。在至少一个示例中，所述扭矩命令输出是基于所述结果以最小燃料消耗量来进行选择的，同时仍将所述车辆的速度保持在设定点速度周围的预定间隔内。通过这种方式，可以策略性方式来求解所述扭矩命令，这与先前方法相比提高了效率。具体地，通过利用本文公开的主从对策方法，可以实现调谐巡航控制权重并产生扭矩命令输出的技术结果，从而导致提高巡航控制期间的总体车辆效率。巡航控制期间这种提高的总体车辆效率包括对于燃料消耗和将所述车速保持在预定速度界限内提高了效率。此外，与可以执行巡航控制权重调谐的先前方法相比，所述主从对策方法可以实现在巡航控制中改善计算效率以执行权重调谐并产生扭矩命令。例如，与同时执行权重调谐和扭矩命令产生的方法相比，所述主从对策方法可以实现对于巡航控制权重调谐和产生扭矩命令提高计算效率。所述主从对策方法与试图在不利用主从决策制定的情况下使服从若干约束的成本函数最小化的方法相比可以进一步实现提高计算效率。此外，上述方法可以有利地导致减少燃料消耗，这是由于在产生扭矩命令时权重调谐提高了精确度，所述扭矩命令将所述车速保持在所述设定点速度周围的所述预定间隔内，同时减少燃料消耗量。应注意，这种减少燃料消耗可以对应于提高燃料经济性，其中燃料经济性被定义为燃料消耗量与车辆行驶距离的比率。消耗燃料量可以例如按质量或按体积计。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由在具体实施方式之后的权利要求唯一地界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于车辆的示例性推进系统的示意图。图2示出了根据本公开的一个或多个实施例的包括在图1的推进系统中的示例性发动机的示意图。图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例性处理流动路径的示意图。图4示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例性巡航控制方法的流程图。图5示出了示出根据本公开的一个或多个实施例的斯塔克尔伯格对策(Stackelberggame)的示意图。具体实施方式以下描述涉及用于巡航控制平均速度跟踪的系统及方法。在至少一个示例中，所述系统及方法可以经由诸如图1和图2中所示的车辆来执行。用于巡航控制平均速度跟踪的系统及方法可以包括处理流动路径，所述处理流动路径使用主从对策方法(例如，斯塔克尔伯格对策)来计算扭矩命令，如图5中所述。例如，如图4中所讨论的，可以基主函数(leaderfunction)和从函数(followerfunction)来计算扭矩命令。主函数(诸如MPCC权重调谐函数(tuningfunction))可以输出要在从函数中使用的成本权重。在至少一个示例中，主函数可以使除燃料消耗成本权重之外的所有成本权重最小化，因此使燃料经济性最大化。然后，经由主函数计算的成本函数然后可以输出以便经由从函数(诸如MPCC成本函数)进行处理。从函数是使用由主函数输出的成本权重来求解的。此外，界限(诸如车速和/或燃料消耗界限)经由MPCC权重调谐函数和/或MPCC成本函数强制执行以确保扭矩命令将车辆的速度保持在设定点速度周围的预定间隔内。在至少一个示例中，所述界限可以包括松弛变量。即，可以通过包括松弛变量来建立界限，其中松弛变量可以对界限产生附加限制。经由包括松弛变量，可以改善模型的适应性以使得在可能无法严格遵守界限的条件期间能够输出扭矩命令。此外，车辆的速度可以是滤波后车速。在至少一个示例中，这种滤波后车速可以基于车速的指数加权移动平均值(EWMA)。利用车辆的滤波后速度可以有利地避免车速的过度校正。此外，继而可以通过避免车速的过度校正来实现车辆的燃料经济性。此外，主函数和从函数本身可以闭环控制方式基于车辆的传感器输出进行更新。此外，对主函数(例如，MPCC权重调谐函数)的处理和对从函数(MPCC成本函数)的处理可以在单独的控制器模块中发生，如图3中所示。例如，主函数可以经由控制器的主代理来处理，而从函数可以经由控制器的MPCC来处理。通过这种方式，可以对扭矩命令进行实时更新，从而导致改善对速度设定点的跟踪并提高燃料经济性。现在转到图1，它示出了车辆推进系统100的示例。车辆推进系统100可以包括燃料燃烧发动机110和马达120。作为非限制性示例，发动机110包括内燃发动机并且马达120包括电动马达。因此，车辆推进系统100可以是用于混合动力车辆的推进系统。然而，车辆推进系统也可以是用于混合动力车辆或具有电动马达且没有内燃发动机的电动车辆的推进系统。马达120可以被配置为利用或消耗与发动机110不同的能量源。例如，发动机110可以消耗液体燃料(例如，汽油)来产生发动机输出，而马达120可以消耗电能来产生马达输出。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的方法，其包括：/n在巡航控制模式中，经由速度控制器产生扭矩命令输出，所述扭矩命令输出允许误差在界限内以减少燃料消耗量，所述扭矩命令输出选自主从对策的结果；以及/n响应于所述扭矩命令输出而调整车辆扭矩致动器的操作。/n

【技术特征摘要】
20181127 US 16/202,0141.一种用于车辆的方法，其包括：
在巡航控制模式中，经由速度控制器产生扭矩命令输出，所述扭矩命令输出允许误差在界限内以减少燃料消耗量，所述扭矩命令输出选自主从对策的结果；以及
响应于所述扭矩命令输出而调整车辆扭矩致动器的操作。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述主从对策的所述结果是基于由主代理计算的成本权重和由所述主从对策的从代理计算的预测燃料消耗。


3.如权利要求2所述的方法，其中由所述从代理计算的所述预测燃料消耗是基于由所述主代理计算的所述成本权重。


4.如权利要求2所述的方法，其中所述主代理经由模型预测控制器(MPCC)权重调谐函数来计算所述成本权重，并且其中所述从代理...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚卡尔·纳拉扬·默汉，约翰·奥塔维奥·米其里尼，史蒂文·J·斯沃博斯基，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US