用于控制车辆速度的方法和模块技术

本发明专利技术涉及一种用于控制车辆速度的方法，包括：选定所述车辆的期望速度vset；借助于地图数据和位置数据来确定计划旅程的地平线，所述地平线由针对每一段均具有至少一个特性的路线段构成；在若干模拟周期（s）的每个周期期间执行以下操作，每个模拟周期均包括以预定频率f进行的N个模拟步骤：在给出vset作为基准速度时，利用常规巡航控制对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第一预测vpred_cc，所述预测取决于所述段的特性；将所预测的车辆速度vpred_cc与界定所述车辆速度所意在的范围的vmin和vmax进行比较；在所述车辆的发动机转矩T是取决于前一个模拟周期（s-1）中的所述比较的结果的值时，对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第二预测vpred_Tnew；基于所述模拟周期（s）中的所述比较和所预测的车辆速度vpred_Tnew中的至少一个，确定表示将要如何影响所述车辆速度的至少一个基准值；向所述车辆中的控制系统发送所述至少一个基准值，随即相对于所述基准值调节所述车辆。本发明专利技术还包括用于控制车辆速度的模块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据独立权利要求的引言的、基于车辆的预测速度来控制车辆速度的方法和模块。
技术介绍
当今的传统巡航控制维持通常由驾驶员设定的恒定基准速度。仅在驾驶员他/她自己在驾驶的同时调节基准速度值时才改变该基准速度值。然后将基准速度传递给控制系统，该控制系统控制车辆，(如果可能的话)使得车辆维持基准速度。如果车辆装备有自动换挡系统，它会换挡使其能够维持期望的速度。在丘陵地带中使用巡航控制时，巡航控制系统将设法在上坡和下坡时都维持设定 速度。有时这会导致车辆在山顶加速，并可能进入接下来的下坡，然后它必须刹车以避免超过设定速度，这是一种费油的驾驶车辆方式。即使在其未在山顶加速的情况下，车辆当然也可能需要下坡时刹车，以避免超过设定速度。为了减少尤其在起伏道路上的燃油使用，已经开发出经济巡航控制，诸如斯堪尼亚的Ecocruise :,巡航控制尝试估计车辆的当前速度，并了解历史行驶阻力。还可以为经济巡航控制提供具有地形信息的地图数据。然后例如借助于GPS，在地图上定位车辆，并估计沿前方路线的行驶阻力。于是，可以针对不同类型的道路优化车辆的基准速度，以便节省燃油。在Erik HellstlOm 的题为 “Explicit use of road topography for modelpredictive cruise control in heavy trucks，，(ISRN :LiTH-ISY-EX—05/3660—SE)的文献中描述了利用地形信息的巡航控制的示例。这里巡航控制是通过实时优化实现的，并且使用成本函数来定义优化标准。计算并评估大量不同的解决方案，并采用导致最低成本的解决方案。所涉及的相当大量的计算使得必须用于具有适当大容量的处理器。在其它形式的巡航控制中，通过选择来减少可能解决方案的数目，而不是从沿车辆预期旅程的一个解决方案来迭代。不过，车道的地形、车辆的重量和发动机的性能可能导致对用于确定基准速度的处理器能力需求的差异。例如，中高发动机功率的载重卡车行驶于起伏道路上的情况比高发动机功率的轻载卡车行驶于相对平坦道路上需要更多的计算。这是因为第一种情况下卡车可能会在每个下坡上加速并在每个上坡上减速，而在第二种情况下卡车则将相当平稳地行驶。由于处理器上的负载在不同状况之间可能会有很大的变化，所以对并入系统的处理器有相对较大的需求。例如，其能力需要大到足以迅速应对必须完成大量计算的状况。因此，尽管它们仅在所用的处理器时间的有限比例期间发生，也需要被确定维数(dimension)以应对这样的状况。Anders Fltiberg 在题为 “Efficient Simulation and Optimal Control forVehicle Propulsion” (Lillkoping 2008)的论文描述了如何模拟各种控制策略，以便沿一段计划旅程实现速度分布、燃油消耗和运行时间。在此之后，基于具有参数λ的成本函数评估哪个是最有利的控制策略，该参数λ表示运行时间如何重要。不过，如果希望实现燃油消耗减少与运行时间增加之间的相同关系，则该参数取决于车辆的重量。此外，不满足舒适性要求。本专利技术的一个目的是提出一种改进的系统来控制车辆的速度，使得所用的燃油量可以最小化，具体而言，使得处理器上的负载变得更轻且更平稳。本专利技术的另一目的是能够设定巡航控制，使得能够优先较小的燃油量或较短的运行时间。
技术实现思路
以上目的中的至少一个是由用于控制车辆速度的方法实现的，所述方法包括-选定所述车辆的期望速度Vsrt;-借助于地图数据和位置数据来确定计划旅程的地平线，所述地平线由针对每一 段均具有至少一个特性的路线段构成；-在若干模拟周期(S)的每个周期期间执行以下操作，每个模拟周期均包括以预定频率f进行的N个模拟步骤-在给出Vsrt作为基准速度时，利用常规巡航控制对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第一预测Vpml。。，所述预测取决于所述段的特性；-将所预测的车辆速度Vpral。。与界定所述车辆速度所意在的范围的Vmin和Vmax进行比较；-在所述车辆的发动机转矩T是取决于前一个模拟周期(s-1)中的所述比较的结果的值时，对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第二预测Vpmltmw ；-基于所述模拟周期(S)中的所述比较和所预测的车辆速度VpralTnew中的至少一个，确定表示将要如何影响所述车辆速度的至少一个基准值；-向所述车辆中的控制系统发送所述至少一个基准值，随即相对于所述基准值调节所述车辆。根据另一方面，所述一个或多个目的是由一种用于控制车辆速度的模块实现的，所述模块包括输入单元，适于接收所述车辆的期望速度Vsrt ;地平线单元，适于借助于地图数据和位置数据来确定计划旅程的地平线，所述地平线由针对每一段均具有至少一个特性的路线段构成；以及计算单元，适于在若干模拟周期(S)的每个周期期间执行以下操作，每个模拟周期均包括以预定频率f进行的N个模拟步骤-在给出Vsrt作为基准速度时，利用常规巡航控制对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第一预测Vpml。。，所述预测取决于所述段的特性；-将所预测的车辆速度Vpral。。与界定所述车辆的速度所意在的范围的Vmin和Vmax进行比较；-在所述车辆的发动机转矩T是取决于前一个模拟周期(s-1)中的所述比较的结果的值时，对沿所述地平线的所述车辆的速度做出第二预测Vpmltmw ；-基于所述模拟周期(S)中的所述比较和所预测的车辆速度VpralTnew中的至少一个，确定表示将要如何影响所述车辆的速度的至少一个基准值。所述模块还适于向所述车辆中的控制系统发送所述至少一个基准值，随即相对于所述基准值调节所述车辆。所述方法在处理器上产生了基本恒定的负载，这是因为在每个模拟周期期间以恒定频率做出相同数量的预测。处理器负载独立于车辆发动机的功率输出、车辆重量和路线的地形。于是，相关处理器知道将需要多少处理器能力，因此一致地分配该处理器能力。于是，处理器负载将在变化地形的不同状况中是相同的并独立于车辆的发动机转矩。于是，还能够确定相关处理器的维数，而无需应对任何极端最坏情形，而是应对均匀的处理器负载。于是能够减少处理器成本。根据实施例，仅针对驾驶车辆的两种不同模式预测沿地平线前方的速度变化，导致相对较轻的处理器负载。 在优选实施例中，基准值的选择基于成本函数，其利用传统巡航控制对能耗的减少和运行时间的增加加权。然后，加权参数几乎与车辆重量、旅程长度和发动机类型无关，由此简化了计算。不同于传统巡航控制，例如，其能够在选择评估哪些控制策略时满足发动机效率和舒适性/可驾驶性的需要。在从属权利要求和详细描述中描述了优选实施例。附图说明以下参照附图描述了本专利技术，在附图中图I示出了根据本专利技术实施例的模块。图2是根据本专利技术实施例的方法的流程图。图3示出了根据本专利技术实施例的模拟周期期间的预测速度。图4示出了根据本专利技术实施例的若干模拟周期。图5示出了根据本专利技术实施例的车辆预测速度。图6示出了对于车辆速度不同预测的各种最终速度。具体实施例方式图I示出了根据本专利技术实施例的用于控制车辆速度的模块。该模块包括适于接收车辆的期望速度Vsrt的输入单元。驾驶员例如可以设定他/她希望车辆保持的期望速度Vseto该模块还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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