用于确定车辆控制系统的参考值的方法和模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于确定用于车辆控制系统的速度设定值vref的方法，包括如下步骤：-获取用于车辆的设定速度vset；-借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述地平线包括对每个区段都具有至少一个特性的路线区段；-在多个仿真周期sj中的每个期间都执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤：-当设定速度vset被赋予为参考速度vset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，其中在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下向所述第二下限和上限值vmin和vmax中的至少一个添加偏移量voffset；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；和-在车辆的控制系统中使用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。
【专利说明】用于确定车辆控制系统的参考值的方法和模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据独立权利要求的前序部分一种用于确定至少一个参考值的方法和模块。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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Vref = Vseto在车辆运动时，参考速度Vm的值仅在驾驶员进行调整时改变。参考速度Vref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。
[0004]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。
[0005]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，
诸如斯堪尼亚的经济巡舶^^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。
[0006]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，一种使用前方路段信息(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vMf在一定范围(vmin，vmax)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。
[0007]前方路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。前方路段信息还可以包括在前方路段上的速度限制、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。
[0008]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。
[0009]在通过具有地图数据和GPS的车辆来知晓前方地形的情况下，能够使这种巡航控制系统稳定。巡航控制系统还可前瞻性地(即在状况出现之前)改变车辆速度。
【发明内容】
[0010]车辆通常具有能控制车辆的各种电子系统的多个ECU (电子控制单元)。车辆的发动机通常受其自身的被称为EMS (发动机管理系统)的ECU来控制。巡航控制的逻辑单元可位于EMS中，但这有时在EMS的存储能力不足和/或已经具有高的处理器负载时不可行。在巡航控制的逻辑单元位于除EMS外的某些其他E⑶中的情况下，参考值(例如期望的参考速度vMf)必须通过CAN(控制器局域网)来传送至发动机控制系统的调节器，随后所述调节器依据所述参考速度来调节车辆速度。
[0011]传统的PID调节器基于所接收的参考速度vMf来工作。当该参考速度Vm由巡航控制的逻辑单元改变且通过CAN来传送时，是发动机控制系统中的PID调节器将车辆速度朝向参考速度调节。巡航控制的逻辑单元预测车辆速度，但是发动机控制系统中的调节器同时试图调节车辆速度，从而会导致问题。这例如可导致在爬坡开始时没有由发动机系统要求最大转矩，尽管巡航控制逻辑单元在参考速度的预测中已经顾及到最大转矩要求。因此存在的风险是，调节器可能以逐渐增加的误差来调节发动机系统。
[0012]US2005/0096183涉及一种用于下坡行驶车辆的速度调节器。所涉及的斜坡被描述为具有特定下降的坡度，且当驾驶员操作坡度切换开关时，在切换开关接通期间一直为车辆设置恒定速度。恒定速度从而在驾驶员指示出车辆处于斜坡上时被设置。
[0013]US6, 076，036基于速度设置、车辆当前速度、加速度以及由传感器测得的道路坡度上的变化来进行巡航控制，以便为较低的燃料消耗设置燃料流。
[0014]本发明的目的是，在车辆速度将由巡航控制逻辑单元预测且同时将由调节器调节的情况下，提出一种改进的车辆巡航控制，且尤其用以避免由于不稳定的控制信号被发送到发动机控制系统而将燃料不必要地喷射到发动机中。
[0015]根据本发明的一个方面，上述目的至少部分地通过使用上述模块来实现，其特征在于:
[0016]-获取用于车辆的设定速度Vsrt；
[0017]-借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述地平线包括对每个区段都具有至少一个特性的路线区段；
[0018]-在多个仿真周期中的每个期间都执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤:
[0019]-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vpral—。。，所述第一预测取决于所述路线区段的特性；
[0020]-将车辆速度的第一预测Vimd。。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 ;
[0021]-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 ；
[0022]-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，其中包含有在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量Vtjffsrt ;和
[0023]-基于这个仿真周期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；和
[0024]-在车辆的控制系统中使用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。
[0025]根据本发明的一个方面，如上所述的目的至少部分地通过使用上述模块来实现，所述模块的特征在于:
[0026]-输入单元，其适于接收车辆的设定速度Vsrt;
[0027]-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，所述地平线包括对每个区段都具有至少一个特性的路线区段；
[0028]-计算单元，其适于在多个仿真周期\_中的每个期间都执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤:
[0029]-当设定速度Vsrt被赋予为参考速度Vsrt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；
[0030]-将车辆速度的第一预测Vimd。。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 ;
[0031]-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 ；
[0032]-将车辆速度的第二预测VpredTnew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，其中包含有在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量Vtjffsrt ;和
[0033]-基于这个仿真周期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；和
[0034]-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。[0035]本发明确保向调节器提供正确的速度设定点值，以便使调节器能够遵循车辆速度的预测。因此，最大限度地确保在陡峭上坡时提供可用的发动机转矩且在陡峭下坡时提供零转矩/拖曳转矩。这意味着，在陡峭上坡时影响调节器的调节误差在爬坡开始时足够大以使发动机能够在该阶段提供最大转矩，以避免车辆速度过度下降。在陡峭下坡行驶时，提供低的恒定速度设定点值，以避免将燃料喷射到发动机中。
[0036]本发明还提供一种改进分布式调节系统性能的方法，在所述分布式调节系统中，不易应用直接改变调节器(例如断开或加强调节器参数)的常规方法，因为设定点值发生器和调节器位于不同的控制单元中。
[0037]本发明还提供以下优点:防止车辆速度在斜坡顶处升高，以便在接着的下坡行驶之前达到车辆的参考速度。在斜坡顶处的这种速度升高通常导致不必要的成本。
[0038]因此，本发明实现车辆速度的持续调节，S卩，在斜坡顶处速度的降低不接有速度升闻。
[0039]优选的实施例在从属权利要求和详细的说明书中描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]下面参照附图来描述本发明，在附图中:
[0041]图1示出根据本发明的一个实施例的模块；
[0042]图2是根据本发明的方法的流程图；
[0043]图3示出根据本发明的一个实施例的本发明的巡航控制和常规巡航控制之间的差另1J ;
[0044]图4示出根据本发明的一个实施例的本发明的巡航控制和常规巡航控制之间的
差另1J。
【具体实施方式】
[0045]图1示出根据本发明的一个方面的用于控制车辆速度的模块。所述模块包括适于接收车辆的期望速度Vsrt (即设定速度VsJ的输入单元。驾驶员例如可以设置他/她希望车辆保持的速度Vsrt。输入单元还可适于接收用于下限值Vmin和上限值Vmax的输入值。所述模块还包括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H的地平线单元。地平线H由对每个区段都具有至少一个特性的路线区段构成。路线区段的特性的一个可能的示例是它们的以弧度为单位的坡度α。
[0046]本发明的说明书阐述GPS (全球定位系统)被用来确定用于车辆的位置数据，但是本领域技术人员将理解的是，可能通过其他类型的全球或区域定位系统来提供这些数据。这种定位系统例如可使用无线电接收器来确定车辆的位置。车辆还可使用感测装置来扫描周围环境，并以此确定它的位置。
[0047]图1示出如何通过地图(地图数据)和GPS (位置数据)向该模块提供关于行程的信息。例如，可通过CAN(控制器局域网)总线将行程逐段传送至该模块。该模块可与要使用参考值进行调节的一个或多个控制系统分开或可以是上述控制系统的一部分。这种控制系统的一个示例是车辆的发动机控制系统。控制系统也可以是车辆的任何其他适当的控制系统，例如巡航控制、变速箱控制系统或其他控制系统。例如，地平线被拼拢以用于每个控制系统，因为控制系统可依据不同的参数调节。替代性地，处理地图和定位系统的单元也可以是要使用参考值进行调节的系统的一部分。随后在模块中，行程的各段被拼拢成地平线单元以构建地平线，并由处理器单元处理以形成控制系统可在上面进行调节的内部地平线。随后地平线通过来自具有GPS和地图数据的单元的行程的新段来持续地增补，以便保持期望的地平线长度。因此，地平线在车辆运动时被持续地更新。
[0048]CAN是专为用于车辆中而开发的串行总线系统。CAN数据总线可在感测装置、调节部件、致动器、控制装置等之间进行数字数据交换，并确保两个或更多控制装置能够从给定的感测装置获取信号，以便使用所述信号来控制与它们连接的控制部件。图1所示的单元之间的连接中的每个可采用缆线、数据总线、或无线连接中的一个或多个的形式，所述数据总线例如CAN(控制器局域网)总线、MOST(媒体导向系统传输)总线或某些其他总线配置。
[0049]该模块还包括计算单元，所述计算单元适于在多个仿真周期期间执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤:在每个仿真周期中，当设定速度Vsrt被赋予为参考速度Vsrt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。还在车辆速度的第一预测Vpral—。。与第一下限和上限值Vliml和Vlim2之间进行第一比较，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。
[0050]随后基于取决于前一仿真周期Sp1中的所述第一比较的结果的车辆发动机转矩T来对沿地平线的车辆速度进行第二预测Vpral—ΤΜ。因此，当在这个仿真周期中进行车辆速度的第二预测Vpmltmw时，这个仿真周期~在此使用前一仿真周期Sy1中的第一比较。
[0051]随后在第二比较中，将车辆速度的第二预测Vpmltmw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进行比较。
[0052]接着基于这个仿真周期h中的所述第二比较和/或车辆速度的第二预测Vpmltmw来确定至少一个参考值，所述至少一个参考值指示出要如何改变车辆速度。根据本发明，如果车辆处于包括陡坡的路线区段中，就向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量V()ffsrt。下面将根据本发明的不同的实施例更详细地描述如何确定并向极限值
添加这个偏移量VrffsertO
[0053]该模块还设置成能向车辆的控制系统提供(例如通过发送)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。
[0054]所述模块和/或所述计算单元包括适于根据本发明的方法进行所有计算、预测和比较的至少一个处理器和存储单元。处理器在此是指处理器或微型计算机，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)或具有预定的特殊功能的电路(专用集成电路，ASIC)。该计算单元连接至存储单元，所述存储单元向计算单元例如提供使计算单元能够进行计算所需的存储的程序代码和/或存储的数据。该计算单元还适于将计算的部分或最终结果存储在存储单兀中。
[0055]根据本发明的用于控制车辆速度的方法及其不同的实施例还可在计算机程序中实施，所述计算机程序当在计算机(例如前述的处理器)中执行时使得该计算机能够应用该方法。该计算机程序通常呈存储于数字存储介质上的计算机程序产品的形式，且被包括在计算机程序产品的包括合适存储器的计算机可读介质中，所述存储器例如是R0M(只读存储器)、PROM (可编程只读存储器)、EPROM (可擦PR0M)、闪存、EEPROM (电可擦PR0M)、硬盘单元等。
[0056]图2是根据本发明的一个实施例用于控制车辆速度的方法的流程图。该方法包括第一步骤A)获取Vsrt，作为车辆要保持的期望的设定速度。在第二步骤B)处，借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述地平线包括对每个区段都具有至少一个特性的路线区段。
[0057]根据该方法，随后沿地平线的长度进行多个仿真周期。仿真周期包括以预定频率f进行的N个模拟步骤，以及在仿真周期过程中执行以下步骤:
[0058]Cl)当期望速度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Vpral—。。，所述第一预测取决于所述路线区段的特性。
[0059]C2)将车辆速度的第一预测Vptol。。与第一下限和上限值Vliml和Vlim2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。
[0060]C3)当车辆的发动机转矩T取决于前一仿真周期Sp1中的所述第一比较的结果时，对沿地平线的车辆速度进行第二预测vpMd—TMW。因此，如图2所示，在仿真周期~期间，根据Cl)的预测和根据C3)的预测并行地进行。在前一仿真周期Sp1中进行的车辆速度的第一预测vpral—。。与第一下限和上限值Vliml和Vlim2的第一比较的结果确定转矩T，该转矩T用于在这个仿真周期期间进行车辆速度的第二预测vpMd—TMW。 [0061]C4)将车辆速度的第二预测Vpral TMW与在步骤B)处确定的第二下限和上限值Vmin和Vmax进行第二比较，所述第二下限和上限值界定出车辆速度应处的范围且界定出设定速度Vsrt优选也必须处于的范围。根据本发明，在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下，在此向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量Vtjffsrt ;
[0062]C5)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。
[0063]在进一步的步骤D)处，向车辆的控制系统提供(例如通过经由CAN总线发送)所述至少一个参考值，随后在所述控制系统中使用所述至少一个参考值来根据所述至少一个参考值调节车辆速度。
[0064]当车辆沿道路行驶时，向控制系统提供参考值，随后控制系统依据所述参考值来调节车辆。根据本发明，当车辆速度处于包括陡峭上坡或陡峭下坡行驶的路线区段时，在步骤C4)处向所述第二下限和上限值￥_和\?中的至少一个添加偏移量V()ffsrt。随后在步骤D)处依据参考速度Vref来调节车辆，直至陡峭上坡或陡峭下坡行驶结束。随后参考速度vMf再次取自预测的内部地平线。因此，通过在上坡行驶开始时具有大的调节误差或在下坡行驶时具有小的调节误差，可弥补巡航控制逻辑单元位于除EMS外的某些其他控制系统中的问题。应用本发明使得可在爬陡坡时具有最大发动机转矩，且可保证车辆在下坡行驶时仅需要很小的制动量。
[0065]本发明的一个实施例仅在车辆的当前速度已经处于由第二下限和上限值Vmin和Vfflax界定的范围之外时允许在第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
[0066]这种情况的一个示例是车辆在上坡行驶时失速且接近下坡行驶的情况。此时，允许vmin上的负偏移量，从而当vpMd TnOT指示出车辆将由于下坡重力而加速超过设定速度Vsrt时，车辆可暂时在下坡行驶时保持低于Vmin的速度。
[0067]偏移量Vtjffsrt的典型值的一个示例是5km/h，但是可采用任何其他合适的值，只要它们实现本发明的目的。
[0068]根据本发明的一个实施例，偏移量Vtjffsrt在车辆处于包括陡峭上坡的路线区段时为正值。根据该实施例，当车辆处于陡峭上坡行驶时，向所述下限和/或上限值Vmin和Vmax添加正偏移量。因此，当车辆处于陡峭上坡行驶时，向车辆控制系统提供的参考速度被取为:由控制系统基于所述下限和/或上限值Vmin和Vmax计算的参考速度加上偏移量Voffsef即Vnto+V—t和Vn^+VoffMt。因此，在爬陡坡时确保最大发动机转矩。
[0069]根据本发明的一个实施例，偏移量Vtjffsrt在车辆处于包括陡峭下坡的路线区段时为负值。因此，与处于陡峭上坡时类似地，当车辆处于陡峭下坡时，向所述下限和/或上限值Vmin和Vmax添加负偏移量。随后当车辆处于陡峭上坡行驶时，向车辆控制系统提供的参考速度Vref被取为:由控制系统基于所述下限和/或上限值Vmin和Vmax计算的参考速度Vref加上-1 Voffset I ,即Vniin-1 Voffset I和Vnlax-1 Voffset I。这在陡峭下坡行驶时确保零转矩或拖曳转矩，以避免不得不在下坡时制动。 [0070]根据一个实施例，偏移量Vtjffsrt的值随时间变化，以便能够满足随时间变化的性能和舒适度标准。例如，偏移量Vtjffsrt在爬陡坡结束时可降低(递减)至零，以避免由于参考速度Vref的快速变化而颠簸。类似地，偏移量Vtjffsrt在陡峭下坡行驶结束时可降低(递减)至零。
[0071]根据本发明，当第一陡峭上坡或第一陡峭下坡在某一距离L之内接有陡峭上坡或陡峭下坡时，为了避免消耗不必要的燃料量，在区段L内不允许车辆既加速又减速。
[0072]换言之，在区段L限定出陡峭上坡和相继的陡峭下坡之间的距离的情况下，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。类似地，在区段L限定出陡峭下坡和相继的陡峭上坡之间的距离的情况下，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。
[0073]根据一个实施例，区段L的长度取决于车辆速度和/或实施的驾驶模式。例如，由驾驶员选择的模式可决定区段L的长度，并由此也决定要如何调节车辆速度。
[0074]因此，根据这些实施例，在另一斜坡之前进行加速和减速中的仅一个。图3和图4示意性地示出这些实施例的非限制性示例。
[0075]常规巡航控制由点划线表示，根据本发明的这些实施例的巡航控制由虚线表示。区段L在此被规定为具有小于预定阈值的特定长度。根据一个实施例，该阈值在此是250-500m。区段L例如可通过将位于斜坡之间的路线区段的长度加总来确定。
[0076]当车辆已经爬上图3中的斜坡时，参考速度在下一斜坡之前被取为等于第二下限值Vmin。随后该速度Vmin在整个区段L中被保持，即直至车辆例如处于陡峭下坡中。这避免增加车辆速度(如常规巡航控制会发生的那样)，因为车辆此时将尽力保持设定速度Vset,随后再次降低车辆速度，以便能够利用下坡行驶中累积的能量。因此可避免车辆进行下坡制动。
[0077]当车辆以常规巡航控制(点划线)行驶时，更多能量将不得不在下坡时制动消耗掉，如图所示，其中Vkfb代表减速制动器的速度设定(恒速制动速度)。因此，车辆的恒速制动在超过该速度时起作用。
[0078]类似地，如图4所示，通过在区段L上保持恒定速度实现能量节省。当车辆已经已经驶下图4中的斜坡时，参考速度在下一爬坡之前被取为等于第二上限值vmax。于是该速度在整个区段L被保持，即直至例如车辆处于陡峭上坡中。这避免车辆速度在爬坡之前下降(如常规巡航控制会发生的那样)，因为车辆此时将尽力保持设定速度Vsrt。
[0079]本发明还包括如图1所示的用于为车辆控制系统确定参考值的上述模块。该模块设置用于实施用于本发明的各种实施例的上述所有方法步骤。因此，本发明提供这样一种模块，其能够用于车辆中，以便在该模块处于除车辆ECU (即EMS)之外的某些其他ECU的情况下可靠地并安全地调节参考值。该模块可以是控制系统(所述模块预期调节所述控制系统的参考值/设定点值)的一部分，或可以是与控制系统分离的独立式模块。
[0080]根据本发明的一个实施例，本发明所使用的阈值(例如用于区段L的上述阈值)基于车辆所特定的值(例如当前传动比、当前车辆重量、最大转矩曲线、机械摩擦和/或当前速度下的车辆行驶阻力)在计算单元中确定。本发明所使用的阈值也可至少部分地基于车辆驾驶员的驾驶模式选择来确定。因此，所述阈值可基于当时的车辆状态和/或基于驾驶员的驾驶模式选择来确定。用于确定这些值的必要的信号可从CAN获得或借助于任何合适的传感器来监控。
[0081]根据一个实施例，路线区段的特性包括它们的长度和坡度，且计算单元适于计算坡度阈值Imin和1_。因此，车辆速度可依据前方道路的起伏来调节，以便以节省燃料的方式来行驶。
[0082]地平线单元优选适于沿车辆的计划好的行程来连续地确定地平线，计算单元适于基于所述行程连续地执行步骤，以针对内部地平线的整个长度计算和更新用于控制系统的参考值。因此，在一个实施例中，地平线随着车辆沿行程行驶而逐段构建。无论是否增加新的路线区段，用于控制系统的设定点值/参考值都被连续地计算和更新，因为要计算的参考值也取决于车辆所特定的值沿行程如何变化。
[0083]本发明不限于以上描述的实施例。可使用各种替代、修改和等同物。因此，上述实施例并不限制由权利要求所限定的本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于确定用于车辆控制系统的至少一个参考值的方法，其特征在于，该方法包括: -获取用于车辆的设定速度Vsrt ; -借助于地图数据和位置数据来确定用于行程的地平线，所述地平线包括对每个区段都具有至少一个特性的路线区段； -在多个仿真周期S」中的每个期间都执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤: -当设定速度Vsrt被赋予为参考速度Vsrt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V1^nvmax中的至少一个进行第二比较，其中在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量Lffsrt ;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；和 -在车辆的控制系统中使用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所述的方法，其特征在于，当车辆处于包括陡峭上坡的路线区段中时，所述偏移量Vtxffsert是正的。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当车辆处于包括陡峭下坡的路线区段中时，所述偏移量Vrffsert是负的。
4.如权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值随时间变化。
5.如权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值至少部分地基于由车辆应用的驾驶模式。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驾驶模式由车辆的驾驶员选择。
7.如权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，当陡峭上坡在离所述陡峭上坡为区段L的长度内接有陡峭下坡时，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。
8.如权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，当陡峭下坡在离所述陡峭下坡为区段L的长度内接有陡峭上坡时，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述区段L的长度取决于: -车辆速度，和/或 -所应用的驾驶模式。
10.如权利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于，当车辆的当前速度处于由第二下限和上限值界定的范围之外时，且当车辆速度的第二预测Vpmltmw指示出设定速度Vset将通过赋予由车辆速度的第二预测Vpmltmw产生的参考值来达到时，允许在相应的第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
11.一种设置成能控制车辆速度的模块，其特征在于， -输入单元，其适于接收车辆的设定速度Vsrt ; -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，所述地平线包括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中的每个期间执行以下步骤，所述多个仿真周期每个包括以预定频率f进行的N个模拟步骤: -当设定速度Vsrt被赋予为参考速度Vsrt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V1^nvmax中的至少一个进行第二比较，其中在车辆处于包括陡坡的路线区段中的情况下向所述第二下限和上限值Vmin和Vmax中的至少一个添加偏移量Lffsrt ;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；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。
12.如权利要求11所述的模块，其特征在于，当车辆处于包括陡峭上坡的路线区段中时，所述偏移量Vtjffsrt是正的。
13.如权利要求11或12所述的模块，其特征在于，当车辆处于包括陡峭下坡的路线区段中时，所述偏移量Vtjffsrt是负的。
14.如权利要求11-13中任一所述的模块，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值随时间变化。
15.如权利要求11-14中任一所述的模块，其特征在于，所述偏移量Vtjffsrt的值至少部分地基于车辆所应用的驾驶模式。
16.如权利要求15所述的模块，其特征在于，所述驾驶模式由车辆的驾驶员选择。
17.如权利要求11-16中任一所述的模块，其特征在于，当陡峭上坡在离所述陡峭上坡为区段L的长度内接有陡峭下坡时，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。
18.如权利要求11-16中任一所述的模块，其特征在于，当陡峭下坡在离所述陡峭下坡为区段L的长度内接有陡峭上坡时，在区段L内允许加速和减速中的仅一个。
19.如权利要求17或18所述的模块，其特征在于，所述区段L的长度取决于: -车辆速度，和/或 -所应用的驾驶模式。
20.如权利要求11-19中任一所述的模块，其特征在于，所述计算单元适于基于当前传动比、当前车辆重量、车辆发动机的最大转矩曲线、机械摩擦和/或当前速度下的车辆行驶阻力中的至少一个来确定用于控制车辆速度的阈值。
21.如权利要求11-20中任一所述的模块，其特征在于，所述计算单元适于计算呈坡度阈值Imin和Imax形式的阈值。
22.如权利要求11-21中任一所述的模块，其特征在于，当车辆的当前速度处于由第二下限和上限值Vmin和Vmax界定的范围之外时，且当车辆速度的第二预测Vpmltmw指示出设定速度Vsrt将通过赋予由车辆速度的第二预测Vpmltmw产生的参考值来达到时，允许在相应的第二下限和上限值Vmin和Vmax上的偏移量。
23.一种计算机程序产品，其包括程序指令，所述指令能够当这些指令在车辆中的计算机系统上运行时使所述计算机系统执行根据权利要求1-10中任一所述方法的步骤。
24.如权利要求23所述的计算机程序产品，其特征在于，所述程序指令在所述计算机程序产品中存储在能够由计算机系统读取的介质上。
【文档编号】B60W30/14GK104010910SQ201180075675
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2011年12月22日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】O·约翰松, M·瑟得格伦, F·罗斯 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司