專利名稱：機動車輛的巡航管理方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的巡航的管理方法以及設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，加速器通過線纜而與化油器或燃油噴射控制系統(tǒng)直接地機械相連；在這種情況下，駕駛?cè)藛T對由發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩具有完全的控制，從而對車輛的速度具有完全的控制。
最近提出了稱為“電傳線控(dive by wire)”的系統(tǒng)，其中加速器連接到一個位置傳感器，該位置傳感器讀取加速踏板的位置并把此信息傳遞到一個控制單元，該控制單元根據(jù)駕駛?cè)藛T通過作用在加速踏板上而表達的意愿以及基本上根據(jù)取決于車輛安全要求(例如防滑和穩(wěn)定性控制)的參數(shù)而對發(fā)動機所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進而對車輛的速度進行管理。換句話說，當使用了“電傳線控”系統(tǒng)時，駕駛?cè)藛T不再對發(fā)動機所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩從而對車輛的速度具有完全的控制，相反地，駕駛?cè)藛T通過作用在加速踏板上而表達的意愿始終根據(jù)車輛的安全要求而被一個控制單元過濾。
根據(jù)“電傳線控”系統(tǒng)的介紹，為了對發(fā)動機所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩從而對車輛的速度進行最優(yōu)化管理，提出了不同的控制方法；而且，當存在一個自動變速箱或伺服器輔助變速箱時，這些控制方法必須把對發(fā)動機產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩所進行的管理以及對最佳傳動比的選擇結(jié)合起來。
在美國專利說明書6 819 996 B2中揭示了一個示例，其公開了一種用于機動車的控制方法，其中基于車輛的當前速度而計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及變速箱傳動比的最佳組合，以把燃油消耗降到最低。在德國專利申請DE 1 025 1653 A中揭示了另一個示例，其公開了一種機動車的控制方法，其中通過換到低檔而不是啟動剎車來降低車輛的速度。
然而，現(xiàn)有的控制方法具有某些缺點，因為駕駛?cè)藛T通過作用在加速踏板上而表達的意愿并不總是得到了正確的解譯；而且，并沒有總是對由路面載荷(例如，由于路面的正負梯度或風(fēng)的存在)所引起的動態(tài)效應(yīng)加以充分的考慮，其導(dǎo)致可能選擇了一個不適當?shù)膫鲃颖取?br> DE4425957A1揭示了一種機動車輛巡航的控制設(shè)備，其中將數(shù)據(jù)輸入到一個包含在調(diào)速器內(nèi)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，其包含了也是在行駛狀態(tài)上的期望速度和實際速度之間的瞬時差異。
DE4301292A1揭示了一種完全手動操作的機動車輛，其中機動車輛的操作使用了一個用于發(fā)動機節(jié)流閥的EM致動器；一個微處理器存儲有一個速度設(shè)置點，用于與實際速度作比較；并且一個三位數(shù)的顯示器把速度顯示出來。一個傳感器對實際速度進行測量。而通過位于方向盤上的按鈕來增大該設(shè)置點，這個新的值也顯示在顯示器上。
DE10157255A1揭示了一種內(nèi)燃機車輛中用于改善駕駛?cè)藛T指令、巡航控制系統(tǒng)以及牽引力控制系統(tǒng)之間的交互作用的方法；根據(jù)上述的輸入以及車輛的操作狀態(tài)而調(diào)整所期望的發(fā)動機輸出扭矩。
EP0983894A1揭示了一種車輛速度控制系統(tǒng)，響應(yīng)駕駛?cè)藛T的輸入，此控制系統(tǒng)以一種改進的方式工作來對車速進行控制。當被啟動時，加速器的位置確定了一個目標速度，從而控制車輛的速度使之達到目標速度。
US6104976A1揭示了一種車輛速度控制系統(tǒng)，其包括一個用于計算使感測到的車速等于預(yù)先設(shè)定的指令車速所需要的指令驅(qū)動力的部分、一個用于根據(jù)上述的指令驅(qū)動力以及指令車速而計算一個指令發(fā)動機輸出的部分、一個用于計算一個與上述的指令發(fā)動機輸出相對應(yīng)的指令發(fā)動機轉(zhuǎn)速的部分、以及一個用于根據(jù)所述指令發(fā)動機轉(zhuǎn)速而計算指令傳動比的部分，所述的指令發(fā)動機轉(zhuǎn)速通過一個在發(fā)動機約束狀態(tài)下預(yù)定的發(fā)動機扭矩與速度特征關(guān)系而計算，所述的發(fā)動機約束狀態(tài)為當指令驅(qū)動力為負時節(jié)流閥調(diào)定最小且禁止燃料停止輸送。
US6178371A1揭示了一種速度控制方法，其用于具有內(nèi)燃機的車輛，其平滑地控制發(fā)動機的扭矩而對車速進行控制。
US2003176256A1揭示了一種動力輸出裝置以及一個移動體，該動力輸出裝置安裝在所述移動體上；此發(fā)明技術(shù)設(shè)定了節(jié)流閥開度(對應(yīng)于油門開度)、車輛速度、驅(qū)動軸桿的目標扭矩之間的關(guān)系，從而可以在一個巡航控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)下輸出一個更大的制動扭矩，其大于在巡航控制系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)下當加速器開口處于完全關(guān)閉位置時輸出到驅(qū)動軸桿的制動扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于機動車輛的巡航的管理方法以及設(shè)備，其不具有上述的缺點，并且還可容易、經(jīng)濟地實現(xiàn)。
本發(fā)明涉及一種用于機動車的巡航管理方法，該方法包括以下的步驟檢測加速控制裝置的位置，檢測車輛的當前速度，檢測當前的傳動比，確定期望速度，以及使用該期望速度來對由車輛的至少一個發(fā)動機所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制；所述方法的特征在于通過根據(jù)加速控制機構(gòu)的位置、車輛的當前速度以及當前的傳動比來解譯駕駛?cè)藛T所想要獲得的車輛向前運動的速度而確定所述的期望速度；通過將當前速度和一個校正系數(shù)代數(shù)地結(jié)合而計算所述的期望速度，所述的校正系數(shù)由該加速控制裝置的位置以及當前傳動比來確定。


現(xiàn)在將參照附圖而描述本發(fā)明，附圖顯示了本發(fā)明的一個非限制性的實施例，其中圖1概略地圖示了一個設(shè)置有依據(jù)本發(fā)明的巡航管理設(shè)備的機動車輛；圖2為圖1中巡航管理設(shè)備所采用的控制的框圖；圖3概略地圖示了一個圖1中機動車輛的儀表盤。
具體實施例方式
在圖1中，一個機動車輛總體上以1表示，且包括一個設(shè)置在前方位置處、并容置有一個內(nèi)燃機3的發(fā)動機艙2。內(nèi)燃機3包括一個驅(qū)動軸桿4，該驅(qū)動軸桿4通過一個傳動機構(gòu)6把運動傳遞到前驅(qū)動輪5。傳動機構(gòu)6包括一個伺服助力的離合器7，該離合器7設(shè)置在驅(qū)動軸桿4和個伺服助力的變速箱8之間，通過位于其間的一個差速器(未示)和對車軸(未示)而把該變速箱8的輸出永久地連接到前輪5。
機動車輛1進一步包括一個乘客艙9、一個加速控制裝置11(特別地為一個加速踏板11)、一個制動控制裝置12(特別地為一個制動踏板12)以及一個儀表盤13，該乘客艙9設(shè)置有一個駕駛?cè)藛T的前座椅和一個方向盤10，所述的儀表盤13包括有多個儀表以及按鈕/開關(guān)控制機構(gòu)(未詳細地顯示)。
依據(jù)一個優(yōu)選的實施例，伺服助力的變速箱8可以完全自動的方式操作、或以手動的方式操作，在完全自動的方式中，除了倒車檔的選擇之外均自動地選擇檔位而沒有駕駛?cè)藛T的參與，而在手動的方式中，駕駛?cè)藛T通過一對設(shè)置在方向盤10處的控制桿(未詳細地顯示)而要求換檔。
加速踏板11設(shè)置有一個位置傳感器(未示)，該位置傳感器可實時地計算加速踏板11的位置并把此位置信息轉(zhuǎn)換成一個模擬或數(shù)字類型的電信號。制動踏板12也設(shè)置有一個位置傳感器(未示)，該位置傳感器可實時地計算制動踏板12的位置并把此位置信息轉(zhuǎn)換成一個模擬或數(shù)字類型的電信號。
一個控制單元14安裝在機動車輛1的車身上，且可接收指示加速踏板11和制動踏板12的位置的電信號作為輸入，以對內(nèi)燃機3和伺服助力離合器7以及變速箱8進行管理。根據(jù)加速踏板11和制動踏板12的位置，特別地，控制單元14設(shè)法解譯駕駛?cè)藛T的速度意愿，即其設(shè)法解譯駕駛?cè)藛T所試圖獲得的機動車輛1向前運動的速度或所期望的速度DS，然后設(shè)法實現(xiàn)這一期望速度，即其設(shè)法對內(nèi)燃機3和伺服助力變速箱8進行管理以在與安全要求、舒適度和節(jié)能相兼容的情況下，以最可能短的時間使機動車輛1獲得期望速度DS。
依據(jù)一個優(yōu)選實施例，儀表盤13還設(shè)置有一個巡航控制設(shè)備15，其可被駕駛?cè)藛T用作一個加速踏板11的替換方案，且允許駕駛?cè)藛T輸入一個期望速度DS，不通過在加速踏板11上的施加任何作用就可以保持住該期望速度DS。
儀表盤13還包括一個由控制單元14控制的屏幕16，以實時地顯示由控制單元14所解譯的期望速度DS。換句話說，根據(jù)加速踏板11和制動踏板12的位置，控制單元14設(shè)法通過計算一個期望速度DS而解譯駕駛?cè)藛T所期望的速度DS，該期望速度DS用于對由內(nèi)燃機3所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制；此期望速度DS也顯示于屏幕16上，使得駕駛?cè)藛T明了其傳遞至加速踏板11和制動踏板12的指令的最終效果。
依據(jù)另一個實施例(未示)，控制單元14僅僅通過計算期望速度DS而解譯駕駛?cè)藛T所期望的速度并把此期望速度DS顯示在屏幕16上；然而，此期望速度DS并沒有被控制單元14用來對內(nèi)燃機3和伺服助力變速箱8進行管理，而僅僅是駕駛?cè)藛T所傳遞的指令的最終效果的一個預(yù)測。
圖2顯示了控制單元14所執(zhí)行的控制的框圖。
如圖2所示，來自于加速踏板11和制動踏板12的位置信號輸送到一個解譯模塊17，該解譯模塊可以解譯駕駛?cè)藛T所期望的速度。在該解譯模塊17中，根據(jù)加速踏板11的位置、制動踏板12的位置、車輛1的當前速度CS以及當前傳動比(即變速箱8中的檔位)而計算期望速度DS。特別地，期望速度DS介于零和車輛1所能獲得的最大速度值之間且始終是正的(即使在變速箱8掛上了倒檔也是如此)；而且，期望速度DS與加速踏板11的位置相對應(yīng)地增加，而與制動踏板12的位置相對應(yīng)地減少。
依據(jù)一個優(yōu)選實施例，通過將當前速度CS和一個校正系數(shù)代數(shù)地結(jié)合(特別是相加)而計算期望速度DS，該校正系數(shù)是加速踏板11的位置、制動踏板12的位置、以及當前傳動比的函數(shù)。
依據(jù)一個實施例，制動踏板12的位置僅通過一個布爾信號來表達，其僅采取一個第一值以及一個第二值，所述的第一值對應(yīng)于未被壓下的制動踏板12，而所述的第二值對應(yīng)于一個被壓下的制動踏板12。
由解譯模塊17所計算出的期望速度DS與巡航控制設(shè)備15所產(chǎn)生的一個速度信號一起輸送至一個協(xié)調(diào)器18。巡航控制設(shè)備15所產(chǎn)生的速度信號始終為零，除非駕駛?cè)藛T明白無誤地致動了巡航控制設(shè)備15。協(xié)調(diào)器18決定是否采用由解譯模塊17所計算出的期望速度DS，或是否采用由巡航控制設(shè)備15所產(chǎn)生的速度信號。在一個優(yōu)選實施例中，協(xié)調(diào)器18僅僅應(yīng)用了一個取最大值的功能，并且提供一個輸出，該輸出是由解譯模塊17所計算出的期望速度DS和由巡航控制設(shè)備15所產(chǎn)生的速度信號中的最大值。
協(xié)調(diào)器18把期望的速度值DS輸送至屏幕16和一個模擬模塊19，該屏幕16僅僅顯示了期望速度DS的值，而所述的模擬模塊19計算為了使得當前速度CS與期望速度DS相符合，目標速度OS隨時間的變化。
依據(jù)一個優(yōu)選實施例，屏幕16設(shè)置有一個低通濾波器，以在顯示之前對期望速度DS進行低通濾波，從而避免所顯示內(nèi)容過于快速地變動。
通過使用車輛1的一個動態(tài)模型而計算目標速度OS隨時間的變化，該動態(tài)模型僅模擬了車輛1的縱向運動并把期望速度DS、車輛1的當前速度CS、當前傳動比、車輪的阻力負載的估算值、可作用在驅(qū)動輪5上的最小扭矩、以及可作用在驅(qū)動輪5上的最大扭矩作為輸入。可作用在驅(qū)動輪5上的最大扭矩和最小扭矩根據(jù)當前傳動比、根據(jù)可由內(nèi)燃機3所提供的最大和最小扭矩的值、以及根據(jù)由傳動機構(gòu)6而引起的扭矩損失的估計值而計算。
可以理解，目標速度OS的變動始終與期望速度DS的變動相一致，從而，當期望速度DS增加時，目標速度OS也增加，而當期望速度DS減小時，目標速度OS也減小。也可以理解，目標速度OS的變動始終慢于期望速度DS的變動。隨著傳動比的任何變動，目標速度OS總是被設(shè)定為等于車輛1的當前速度CS的值。
車輪上的阻力負載的估算由一個估算模塊20執(zhí)行，其首先基于一個狀態(tài)觀測器并借助于漸進估計的方法計算車輪阻力負載的變動速率，該觀測器是發(fā)動機3所提供的當前驅(qū)動扭矩、變速箱8輸入軸桿轉(zhuǎn)速、車輛1的當前速度CS以及當前傳動比的函數(shù)；通過把車輪阻力負載估算值隨時間的變化速率對時間進行積分而計算車輪上的阻力負載估算值。需要注意在對觀測器合成所使用的模型中包括了傳動機構(gòu)的彈性特征中的主非線性。
目標速度OS隨時間的變化從模擬模塊19傳送到控制模塊21，該控制模塊21計算車輪處目標扭矩OT隨時間的變化，以與目標速度OS隨時間的變化相匹配；車輪處的目標扭矩OT然后用于控制內(nèi)燃機3。
根據(jù)目標速度OS隨時間的變化、車輛1的當前速度CS、當前傳動比、車輪上的阻力負載的估算值、可作用在驅(qū)動輪5上的最小扭矩、以及可作用在驅(qū)動輪5上的最大扭矩而計算車輪處目標扭矩OT隨時間的變化。
車輪處目標扭矩OT隨時間的變化從控制模塊21傳送到一個車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器22，該協(xié)調(diào)器產(chǎn)生一個車輪上所需要的扭矩值RT，其被用于直接地對內(nèi)燃機3進行控制。優(yōu)選地，車輪處所需要的扭矩值RT始終限制在一個介于可作用于驅(qū)動輪5處的最小扭矩和最大扭矩之間的范圍內(nèi)。
車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器22從控制模塊21接收車輪的目標扭矩OT隨時間的變化、從一個牽引和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)23接收一個穩(wěn)定扭矩ST隨時間的變化、以及從一個阻尼系統(tǒng)24接收阻尼扭矩DT隨時間的變化以作為輸入。
穩(wěn)定扭矩ST中含有這樣的數(shù)據(jù)其指示一個增大或減小驅(qū)動扭矩的操作；如果要求一個減小操作，則考慮車輪目標扭矩OT和穩(wěn)定扭矩ST中的最小者，而在要求一個增大操作時，則考慮車輪處目標扭矩OT和穩(wěn)定扭矩ST中的最大者。
如果牽引和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)不起作用——即穩(wěn)定扭矩ST不取有效值——則阻尼扭矩DT與車輪處的目標扭矩OT代數(shù)地相加；阻尼扭矩DT與車輪處的目標扭矩OT都可能是正的或負的。特別地，在需要對車輛1進行減速時——例如在當前速度CS大于目標速度OS時——車輪的目標扭矩OT取負值；在此情況下，車輪上目標扭矩OT的負值被轉(zhuǎn)換成一個發(fā)動機的制動操作，并且如果需要的話，被轉(zhuǎn)換成變速箱8中的一個換低檔操作。
牽引和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)23計算在危險狀況下——尤其是在驅(qū)動輪不抓緊地面時以及車輛1的穩(wěn)定性存在問題時(例如當其有左右擺動的危險時)——確保車輛1安全所需要的穩(wěn)定扭矩ST。穩(wěn)定扭矩ST的目的在于消除或限制前驅(qū)動輪5的打滑和/或重置車輛1的穩(wěn)定性；為了確保牽引和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)23的操作盡可能地有效，穩(wěn)定扭矩ST始終優(yōu)先于阻尼扭矩DT與目標扭矩OT。特別地，如果穩(wěn)定扭矩ST取有效值，則協(xié)調(diào)器22會忽略阻尼扭矩DT。
為了降低生產(chǎn)成本且獲得足夠的機械強度，傳動機構(gòu)6通常并不受到過多的阻尼；阻尼扭矩DT的作用在于在傳動機構(gòu)6上施加一個受控的阻尼，該阻尼遠大于傳動機構(gòu)6自身的固有阻尼。由此，由于車輛1的縱向加速被緩沖——即其無論在傳動比固定時還是在傳動比改變步驟和啟動步驟中都不會或幾乎不會發(fā)生振動現(xiàn)象——車輛1的駕駛?cè)藛T所感受到的舒適度極大地增加了。
阻尼扭矩DT隨時間的變化由阻尼系統(tǒng)24計算，以使得在車輛1傳動機構(gòu)6中的振動現(xiàn)象最小化。特別地，阻尼系統(tǒng)24通過將傳動機構(gòu)6扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率與一個負的系數(shù)相乘而計算阻尼扭矩24隨時間的變化，該負的系數(shù)取決于此扭轉(zhuǎn)角度的值。
傳動機構(gòu)6扭轉(zhuǎn)角度的值以及此扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率由估算模塊20估算。傳動機構(gòu)6扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率是基于狀態(tài)觀測器并借助于一個漸近估算的方法而計算的，該觀測器是發(fā)動機3所提供的當前驅(qū)動扭矩、變速箱8輸入軸桿的轉(zhuǎn)速、車輛1當前速度CS以及當前傳動比的函數(shù)；通過將傳動機構(gòu)6的扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率對時間進行積分而計算此扭轉(zhuǎn)角度。傳動機構(gòu)6彈性特征中的主非線性包括于一個用于對觀測器進行合成的模型中。
車輪所需要的扭矩值RT由車輪處扭矩需要協(xié)調(diào)器22以及發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25提供，所述的協(xié)調(diào)器25計算一個目標傳動比以及從而計算在一個變速箱8輸入處所需要的扭矩值TT。特別地，發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25首先計算所要施加的傳動比，從而可獲得盡可能精確的驅(qū)動輪5處的扭矩；隨后，由于目標傳動比是已知的，發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25計算在變速箱8輸入端需要的扭矩值TT。
設(shè)在傳動比計算上的一個限制為其持續(xù)一最小時間以避免任何不期望的傳動比的改變或者避免太過于接近的傳動比一起改變。換句話說，發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25這樣地工作保持住目前的檔位不短于一個預(yù)定最小值(其可能根據(jù)驅(qū)動類型而改變)的時間。
在變速箱8輸入端所需要的扭矩值TT由發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25傳遞到驅(qū)動扭矩需要協(xié)調(diào)器26，該協(xié)調(diào)器26產(chǎn)生一個控制信號輸出，用于對致動器進行控制，所述致動器對內(nèi)燃機3所產(chǎn)生的扭矩進行調(diào)節(jié)。驅(qū)動扭矩需要協(xié)調(diào)器26所產(chǎn)生的控制信號包括一個第一值以及一個第二值，該第一值指示瞬時扭矩的控制值并用于控制對驅(qū)動扭矩的形成具有迅速效果的致動器，該第二值指示預(yù)定扭矩的控制值并用于控制對驅(qū)動扭矩的形成具有緩慢效果的致動器。
目標傳動比輸送到變速箱8的控制器27，該控制器27使用這個信號來計算實際的傳動比。根據(jù)圖2所示的實施例，目標傳動比還輸送到屏幕17以顯示這個信息。自動操作變速箱8時以及手動地操作變速箱8時均會進行該顯示。在后一種情況下，此信息是對駕駛員的一個提示。
依據(jù)另一個實施例(未示)，車輪所需的扭矩值RT由車輪扭矩請求協(xié)調(diào)器22直接地提供至驅(qū)動扭矩請求協(xié)調(diào)器26；在手動地操作變速箱8時采用這個實施例。
依據(jù)不同的實施例(未示)，內(nèi)燃機3由一個等同的可逆電動馬達替代。
依據(jù)另一個實施例，車輛1還設(shè)置有至少一個可逆電動馬達28，該可逆電動馬達可與內(nèi)燃機3一起運作或替代內(nèi)燃機3運作。電動馬達28的軸桿可直接或通過其自身的離合器而機械地連接到變速箱8，或者，電動馬達28的軸桿可與前驅(qū)動輪5直接地機械連接。在此情況下，發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25在內(nèi)燃機3和電動馬達28之間分配變速箱8輸入端所需要的扭矩值RT。為此分配，需要考慮下述的數(shù)據(jù)內(nèi)燃機3的當前轉(zhuǎn)速；內(nèi)燃機3的燃燒狀態(tài)(即是否在進行燃燒)；內(nèi)燃機3的負載測量(例如壓力或進氣)；電動馬達28的轉(zhuǎn)速；電動馬達28的致動狀態(tài)(即電動馬達28的動力致動是打開的還是關(guān)閉的)；
電動馬達28的負載測量(例如電動馬達28動力致動所消耗的電流)；內(nèi)燃機3所提供的當前扭矩；內(nèi)燃機3所能提供的最小扭矩；內(nèi)燃機3所能提供的最大扭矩；電動馬達28所提供的當前扭矩；電動馬達28所能提供的最小扭矩；電動馬達28所能提供的最大扭矩。
變速箱8輸入端所需要的扭矩值RT的分配邏輯的目的可以是使得每個發(fā)動機工作在與發(fā)動機類型最適合的動態(tài)狀態(tài)下，以使得其效率最優(yōu)化從而使得消耗最低。典型地，內(nèi)燃機3由一個其變化梯度相對有限的目標扭矩控制，而電動馬達28由一個變化迅速的目標扭矩控制。換句話說，發(fā)動機3/傳動機構(gòu)6單元的協(xié)調(diào)器25將內(nèi)燃機3的動力學(xué)特性與電動馬達28的動力學(xué)特性獨立開來。由此，每個發(fā)動機都始終根據(jù)其自身的動態(tài)性能而盡最大可能地實現(xiàn)其自身的目標。
作為一個替換方案，變速箱8輸入端所需要的扭矩值RT的分配邏輯可以是優(yōu)先使用電動馬達28而限制內(nèi)燃機3的應(yīng)用，僅在絕對需要的場合才應(yīng)用內(nèi)燃機，以使得由車輛1所形成的污染排出最少(典型地，在交通受到限制的市內(nèi)區(qū)域行駛時)。
如圖2中的虛線所示，當上述的控制鏈故障時，提供了緊急操作，其中根據(jù)加速踏板11的位置而直接地控制由車輛1的內(nèi)燃機3所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩。換句話說，單獨地且直接地根據(jù)加速踏板11的位置而計算車輪處目標扭矩OT隨時間的變化，這與當前市售車輛中的情形基本相同。
圖3顯示了儀表盤13的一個可能實施例，該儀表盤13包括一個設(shè)置在方向盤10后方、面對著駕駛?cè)藛T的平面板29，該平面板29承載有四個模擬式儀表。這四個模擬式儀表特別地為一個油位指示器30、個轉(zhuǎn)速表31、一個速度表32以及一個內(nèi)燃機3冷卻液溫度的溫度計33。面板29還承載有一個指示了期望速度DS的屏幕16(特別是一個LCD屏幕)以及另一個屏幕34(特別是一個LCD屏幕)，該屏幕34在上部區(qū)域指示了當前變速箱8的檔位，而在下部區(qū)域指示了所建議的變速箱8的檔位。屏幕16和屏幕34豎直對齊地設(shè)置，使得其中一個位于另一個的上方。屏幕16和屏幕34還設(shè)置在轉(zhuǎn)速表31和速度表32之間。
上述的巡航管理方法以及設(shè)備具有許多的優(yōu)點，因為其在任何場合下都可以正確地解譯駕駛?cè)藛T通過作用在加速踏板11以及制動踏板12上而表達的對車輛1速度的意愿。而且，通過在速度表32上顯示的實時速度以及在屏幕16上顯示的期望速度DS，駕駛?cè)藛T得到了足夠的輔助以及信息。應(yīng)該注意由于期望速度DS的顯示，對車輛1的駕駛更為簡單和富有樂趣。而且，極大地減少了無意中超出法定限速的可能性。
上述的巡航管理方法以及設(shè)備可以在任意情形下都可最優(yōu)化變速箱8自動操作中的傳動比的選擇，特別地，不管由于路而坡度、風(fēng)或車輛載重(例如由乘客的不同數(shù)量、容置于行李箱中負載或設(shè)置在車頂上的負載的變化而產(chǎn)生)而導(dǎo)致的車輛載荷的程度如何，都可使傳動比的選擇得到最優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種用于機動車輛(1)的巡航管理方法，該方法包括以下的步驟檢測一個加速控制裝置(11)的位置，檢測車輛(1)的當前速度(CS)，檢測當前傳動比，確定期望速度(DS)，以及使用該期望速度(DS)來對由車輛(1)的至少一個發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制；所述方法的特征在于通過根據(jù)該加速控制裝置(11)的位置、車輛(1)的該當前速度(CS)以及該當前傳動比來解譯駕駛?cè)藛T所想要獲得的車輛(1)向前運動的速度而確定所述的期望速度(DS)；通過將該當前速度(CS)和一個校正系數(shù)代數(shù)地結(jié)合而計算所述的期望速度(DS)，所述的校正系數(shù)由該加速控制裝置(11)的位置以及該當前傳動比來確定。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過一個設(shè)置在車輛(1)的儀表盤(13)中的特定顯示儀表(16)而顯示所述的期望速度(DS)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述期望速度(DS)在由所述顯示儀表(16)顯示之前，由一個低通濾波器進行濾波。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定制動控制裝置(12)的位置，所述的期望速度(DS)也根據(jù)該制動控制裝置(12)的位置而計算。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定由巡航控制設(shè)備(15)所設(shè)定的一個速度，所述期望速度(DS)也根據(jù)該由巡航控制設(shè)備(15)所設(shè)定的速度而計算。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述期望速度(DS)為等于由巡航控制設(shè)備(15)所設(shè)定的速度和根據(jù)加速控制裝置(11)、車輛(1)的當前速度(CS)以及當前傳動比而計算出的速度中的最大值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述使用該期望速度(DS)來對由車輛(1)的發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制的步驟包括以下子步驟利用車輛(1)的動態(tài)模型來計算目標速度(OS)隨時間的變化而使當前速度(CS)與期望速度(DS)相符合；計算車輪處目標扭矩(OT)隨時間的變化以匹配該目標速度(OS)隨時間的變化；對車輛(1)的發(fā)動機(3)進行控制以匹配車輪處目標扭矩(OT)隨時間的變化。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，利用車輛(1)的動態(tài)模型來計算目標扭矩(OT)隨時間的變化，所述動態(tài)模型僅代表了車輛(1)的縱向運動并接收該期望速度(DS)、車輛(1)的當前速度(CS)、當前傳動比以及車輪處的阻力負載估算值而作為輸入。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述車輛(1)的動態(tài)模型還接收可作用在車輛(1)的輪子上的最小扭矩以及可作用在車輛(1)的輪子上的最大扭矩而作為輸入。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的車輪處阻力負載的變化率是基于一狀態(tài)觀測器而通過漸進估計的方法而進行計算的，該觀測器是發(fā)動機(3)所提供的當前驅(qū)動扭矩、變速箱(8)輸入軸桿的轉(zhuǎn)速、車輛(1)的當前速度(CS)以及傳動比的函數(shù)，通過把車輪處的阻力負載估算值隨時間的變化率對時間進行積分而計算所述車輪的阻力負載的估算值。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中車輛(1)的傳動機構(gòu)(6)的彈性特征中的主非線性包含在用于合成該觀測器的模型中。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，目標速度(OS)的變動始終與期望速度(DS)的變動相一致，從而，當期望速度(DS)增大時，目標速度(OS)也增加，而當期望速度(DS)減小時，目標速度(OS)也減小。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，目標速度(OS)的變動始終慢于期望速度(DS)的變動。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，隨著傳動比的每次變動，總是將目標速度(OS)設(shè)定為車輛(1)當前速度(CS)的值。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其中根據(jù)目標速度(OS)隨時間的變化、車輛(1)的當前速度(CS)、當前傳動比、以及車輪處的阻力負載估算值而計算所述車輪處目標扭矩(OT)隨時間的變化。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述的車輪處阻力負載的變化率是基于一狀態(tài)觀測器而通過漸進估計的方法而進行計算的，該觀測器是發(fā)動機(3)所提供的當前驅(qū)動扭矩、變速箱(8)輸入軸桿的轉(zhuǎn)速、車輛(1)的當前速度(CS)以及傳動比的函數(shù)，通過把車輪處的阻力負載估算值隨時間的變化率對時間進行積分而計算所述車輪的阻力負載的估算值。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中車輛(1)的傳動機構(gòu)(6)的彈性特征中的主非線性包含在用于合成該觀測器的模型中。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中根據(jù)可作用在車輛(1)的輪子上的最小扭矩、以及可作用在車輛(1)的輪子上的最大扭矩而計算車輪處目標扭矩(OT)隨時間的變化。
19.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將車輪處目標扭矩(OT)隨時間的變化傳送到一個車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器(22)中，該協(xié)調(diào)器產(chǎn)生一個車輪所需要的扭矩值(RT)，該扭矩值用于對車輛(1)的發(fā)動機(3)進行控制。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中計算阻尼扭矩(DT)隨時間的變化而使得在車輛(1)傳動機構(gòu)(6)中的振動現(xiàn)象最小，阻尼扭矩(DT)隨時間的變化傳送到車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器(22)中，從而與車輪的目標扭矩(OT)隨時間的變化代數(shù)地相加。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中估算車輛(1)傳動機構(gòu)(6)的扭轉(zhuǎn)角度，并估算車輛(1)傳動機構(gòu)(6)的扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率，通過將扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率與一個負的系數(shù)相乘而計算阻尼扭矩(DT)隨時間的變化，該負的系數(shù)取決于該扭轉(zhuǎn)角度的值。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率是基于一狀態(tài)觀測器而通過漸進估計的方法而進行計算的，該觀測器是發(fā)動機(3)所提供的當前驅(qū)動扭矩、變速箱(8)輸入軸桿的轉(zhuǎn)速、車輛(1)的當前速度(CS)以及傳動比的函數(shù)；通過將車輛(1)傳動機構(gòu)(6)扭轉(zhuǎn)角度隨時間的變化率對時間進行積分而計算此扭轉(zhuǎn)角度。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中車輛(1)的傳動機構(gòu)(6)的彈性特征中的主非線性包含在用于合成該觀測器的模型中。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中牽引和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)產(chǎn)生一個穩(wěn)定扭矩(ST)隨時間的變化，該穩(wěn)定扭矩(ST)隨時間的變化傳送至車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器(22)中，以與車輪的目標扭矩(OT)隨時間的變化相結(jié)合。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，如果穩(wěn)定扭矩(ST)取有效值，則車輪扭矩需要協(xié)調(diào)器(22)忽略該阻尼扭矩(DT)。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其中車輪處所需要的扭矩值(RT)輸送至一個驅(qū)動扭矩需要協(xié)調(diào)器(26)中，所述協(xié)調(diào)器產(chǎn)生一個控制信號輸出，用于對致動器進行控制，所述致動器對發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行調(diào)節(jié)。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其中車輪所需要的扭矩值(RT)輸送至發(fā)動機(3)/傳動機構(gòu)(6)單元的一個協(xié)調(diào)器(25)中，該協(xié)調(diào)器計算在一個變速箱(8)輸入端所需要的扭矩值(TT)以及一個目標傳動比。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中變速箱(8)輸入端所需要的扭矩值(RT)被輸送至一個驅(qū)動扭矩需要協(xié)調(diào)器(26)中，該協(xié)調(diào)器產(chǎn)生一個控制信號輸出，用于對致動器進行控制，所述致動器對發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行調(diào)節(jié)。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中由驅(qū)動扭矩需要協(xié)調(diào)器(26)所產(chǎn)生的控制信號包括一個第一值以及一個第二值，該第一值指示瞬時扭矩的控制值并用于控制對驅(qū)動扭矩的形成具有迅速效果的致動器，該第二值指示預(yù)期扭矩的控制值并用于控制對驅(qū)動扭矩的形成具有緩慢效果的致動器。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其中設(shè)置有多個發(fā)動機(3、28)，在這該多個發(fā)動機之間分配變速箱(8)輸入端所需要的扭矩值(RT)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中在所述發(fā)動機(3、28)之間分配變速箱(8)輸入端所需要的扭矩值(RT)，將這些發(fā)動機(3、28)的動力學(xué)特性獨立開來。
32.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在緊急情形下，根據(jù)加速控制機構(gòu)(11)的位置而直接地控制由車輛(1)的內(nèi)燃機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩。
33.一種用于機動車輛(1)的巡航管理方法，該方法包括以下的步驟檢測加速控制裝置(11)的位置，檢測車輛(1)的當前速度(CS)，檢測當前的傳動比，確定期望速度(DS)，以及使用該期望速度(DS)來對由車輛(1)的至少一個發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制；所述方法的特征在于其還包括另外的步驟通過一個設(shè)置在一個車輛(1)儀表盤(13)中的特定顯示儀表(16)來顯示所述期望速度(DS)。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述期望速度(DS)在由所述顯示儀表(16)顯示之前，由一個低通類型的濾波器進行濾波。
35.一種用于機動車輛(1)的巡航管理設(shè)備，該設(shè)備包括用于檢測加速控制裝置(11)的位置、用于檢測車輛(1)的當前速度(CS)、用于檢測當前傳動比的探測裝置，所述設(shè)備的特征在于其包括計算裝置，適于根據(jù)加速控制裝置(11)的位置、車輛(1)的當前速度(CS)、以及當前傳動比來計算期望速度(DS)，一個顯示儀表(16)，其設(shè)置在車輛(1)的儀表盤(13)中并與上述的計算裝置相連接以顯示所述期望速度(DS)。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中一個低通濾波器設(shè)置在所述顯示儀表(16)的上游，以在顯示所述期望速度(DS)之前對該期望速度(DS)進行濾波。
37.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中儀表盤(13)設(shè)置有一個模擬轉(zhuǎn)速表(31)，且設(shè)置有一個模擬速度表(32)，所述的顯示儀表(16)設(shè)置在儀表盤上介于所述的模擬轉(zhuǎn)速表(31)和模擬速度表(32)之間的位置。
38.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中設(shè)置有另一個顯示儀表(34)，該顯示儀表設(shè)置在顯示儀表(16)的下方并顯示一個建議的機動車(1)變速箱(8)的檔位。
39.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述的另一個顯示儀表(34)同時顯示當前變速箱(8)的檔位以及所建議的變速箱(8)的檔位。
40.一種機動車輛(1)，具包括一個發(fā)動機(3)、一個設(shè)置有一儀表盤(13)、一個加速控制裝置(11)和一個制動控制裝置(12)的乘客艙、以及一個巡航的管理設(shè)備，該設(shè)備包括用于檢測加速控制裝置(11)的位置、用于檢測車輛(1)的當前速度(CS)、用于檢測當前傳動比的檢測裝置，所述機動車輛(1)的特征在于所述的巡航管理設(shè)備包括有計算裝置，其適于根據(jù)加速控制裝置(11)的位置、車輛(1)的當前速度(CS)、以及當前傳動比來計算期望速度(DS)，一個顯示儀表(16)，其設(shè)置在車輛(1)的一個儀表盤(13)中并與上述的計算裝置相連接以顯示所述的期望速度(DS)。
41.如權(quán)利要求37所述的機動車輛(1)，其中一個低通濾波器設(shè)置在所述顯示儀表(16)的上游，以在顯示所述期望速度(DS)之前對該期望速度(DS)進行濾波。
42.如權(quán)利要求40所述的機動車輛(1)，其中儀表盤(13)設(shè)置有一個模擬轉(zhuǎn)速表(31)，且設(shè)置有一個模擬速度表(32)，所述的顯示儀表(16)設(shè)置在儀表盤上介于所述的模擬轉(zhuǎn)速表(31)和模擬速度表(32)之間的位置。
43.如權(quán)利要求42所述的機動車輛(1)，其中設(shè)置有另一個顯示儀表(34)，該顯示儀表設(shè)置在顯示儀表(16)的下方并顯示一個建議的用于機動車(1)變速箱(8)的檔位。
44.如權(quán)利要求43所述的機動車輛(1)，其中所述的另一個顯示儀表(34)同時顯示變速箱(8)的當前檔位以及所建議的變速箱(8)檔位。
全文摘要
一種用于機動車輛(1)的巡航的管理方法以及設(shè)備，其中檢測加速控制裝置(11)的位置、檢測車輛(1)的當前速度(CS)、以及檢測當前傳動比；根據(jù)所述加速控制裝置(11)的位置、車輛(1)的當前速度(CS)、以及當前傳動比來計算期望速度(DS)，且利用該期望速度(DS)來對由車輛(1)的發(fā)動機(3)所產(chǎn)生的驅(qū)動扭矩進行控制，而且通過一個設(shè)置在車輛(1)儀表盤(13)上的特定顯示儀表(16)來顯示所述的期望速度(DS)。
文檔編號B60K31/04GK1827417SQ20061000192
公開日2006年9月6日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者薩維諾·路易吉·盧波 申請人:瑪涅蒂瑪瑞利動力系公開有限公司