具有質(zhì)量和坡度響應(yīng)的巡航控制的車輛的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛控制領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及響應(yīng)于車輛質(zhì)量和坡度變化的 巡航控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了減輕駕駛員負(fù)擔(dān)并改善燃料經(jīng)濟(jì)性，很多車輛配備有巡航控制特征。當(dāng)駕駛 員啟用巡航控制時(shí)，控制器主動(dòng)調(diào)節(jié)功率水平以保持目標(biāo)速度。當(dāng)速度減小到目標(biāo)速度以 下時(shí)（比如在上坡時(shí)可能發(fā)生），控制器增加功率水平以增加速度。另一方面，當(dāng)速度增加 到目標(biāo)水平以上時(shí)，控制器減小功率水平。當(dāng)存在其它車輛時(shí)，駕駛員偶爾必須干預(yù)以確保 車輛不會(huì)離前面的車太近。如果巡航控制特征自動(dòng)修改功率水平以保持適當(dāng)?shù)母嚲嚯x， 駕駛員負(fù)擔(dān)將進(jìn)一步減小并且安全得到改善。跟車距離應(yīng)該足夠大使得如果前車迅速停車 駕駛員能在碰撞前車之前停車。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)和配置用于調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)功率以保持跟車距離的控制器?？梢允褂?距離傳感器（range sensor)確定當(dāng)前跟車距離。響應(yīng)于車輛質(zhì)量的變化而調(diào)節(jié)跟車距離。 還可以響應(yīng)于當(dāng)前道路坡度的變化而調(diào)節(jié)目標(biāo)跟車距離?？梢酝ㄟ^(guò)比較來(lái)自加速度傳感器 的讀數(shù)與測(cè)量的車速的導(dǎo)數(shù)來(lái)計(jì)算當(dāng)前道路坡度?？梢曰跔恳?、車輛加速度和當(dāng)前坡 度的估算來(lái)估算質(zhì)量?？梢曰诘溳喤ぞ亍⒆兯倨鱾鲃?dòng)比、主減速比（final drive ratio) 和輪胎半徑的估算來(lái)估算牽引力?？梢曰诒幂喓蜏u輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量來(lái)估算渦輪扭矩?？梢?基于寄生損失（parasitic loss)的估算調(diào)節(jié)牽引力。
[0004] 運(yùn)轉(zhuǎn)車輛的方法包括定期地測(cè)量車輛和另一輛車輛之間的距離、調(diào)節(jié)功率設(shè)置以 保持該距離等于目標(biāo)跟車距離以及基于泵輪轉(zhuǎn)速、渦輪轉(zhuǎn)速和車輛加速度之間關(guān)系的變化 而調(diào)節(jié)目標(biāo)跟車距離。可以通過(guò)讀取加速器傳感器、采用速度傳感器讀數(shù)的導(dǎo)數(shù)或者這些 方法的組合來(lái)確定車輛加速度。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種運(yùn)轉(zhuǎn)車輛的方法，包含：定期測(cè)量車輛和另一輛車 輛之間的距離、車輛加速度、泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速；調(diào)節(jié)功率設(shè)置以保持該距離基本上等于 目標(biāo)跟車距離；以及響應(yīng)于指示車輛質(zhì)量或道路坡度的變化的泵輪轉(zhuǎn)速、渦輪轉(zhuǎn)速和車輛 加速度之間關(guān)系的變化而改變目標(biāo)跟車距離。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，定期測(cè)量車輛加速度包含定期讀取加速度傳感器。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，定期測(cè)量車輛加速度包含：定期讀取速度傳感器；以 及計(jì)算不同時(shí)間采用的速度傳感器讀數(shù)之間的差異。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含定期讀取加速度傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是具有質(zhì)量和坡度響應(yīng)的巡航控制系統(tǒng)的車輛的示意代表；
[0010] 圖2是控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率以響應(yīng)于質(zhì)量和坡度而保持目標(biāo)速度和目標(biāo)跟車距離兩 者的方法的流程圖；
[0011] 圖3是基于當(dāng)變矩器打開時(shí)泵輪轉(zhuǎn)速和渦輪轉(zhuǎn)速的測(cè)量值估算牽引力的方法的 流程圖；
[0012] 圖4是上坡車輛的自由體受力圖（free body diagram)。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 本說(shuō)明書描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開的實(shí)施例僅為示例，其可以多 種替代形式實(shí)施。附圖無(wú)需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。 所以，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以 多種形式實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，參考任一【附圖說(shuō)明】和描 述的多個(gè)特征可以與一個(gè)或多個(gè)其它附圖中說(shuō)明的特征組合以形成未明確說(shuō)明或描述的 實(shí)施例。說(shuō)明的組合特征提供用于典型應(yīng)用的代表實(shí)施例。然而，與本發(fā)明的教導(dǎo)一致的 特征的多種組合和變型可以根據(jù)需要用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0014] 圖1示意地說(shuō)明了具有巡航控制系統(tǒng)的車輛10。通過(guò)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)12提供推進(jìn)車 輛的功率。通過(guò)變矩器16將功率傳輸至變速箱14。變矩器16提供兩種可選擇的功率流 路徑。當(dāng)旁通離合器18接合時(shí)可以傳輸功率。當(dāng)旁通離合器18打開時(shí)，通過(guò)泵輪20和渦 輪22流體動(dòng)力（hydro-dynamically)傳輸功率。禍輪扭矩是泵輪轉(zhuǎn)速和禍輪轉(zhuǎn)速的函數(shù)。 僅在泵輪旋轉(zhuǎn)得比渦輪快時(shí)功率從泵輪傳輸至渦輪。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速的比率足夠高 時(shí)，渦輪扭矩是泵輪扭矩的倍數(shù)。變速箱14以多個(gè)傳動(dòng)比（speed ratio)將功率從變矩器 傳輸至差速器24。車速較低時(shí)，變速箱放大渦輪扭矩。車速較高時(shí)，變速箱可以使用增加速 度并減小扭矩的超速傳動(dòng)比（overdrive ratio)。變矩器16、變速箱14和關(guān)聯(lián)的控制共同 形成傳動(dòng)裝置26。差速器24進(jìn)一步通過(guò)固定的比率放大扭矩并且將旋轉(zhuǎn)軸線改變90度。 差速器24向左輪和右輪28和30傳輸大約相等的扭矩同時(shí)在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)適應(yīng)車輪之間的 輕微轉(zhuǎn)速差異。車輪28和30將扭矩轉(zhuǎn)換成相對(duì)于道路表面的牽引力。牽引力的量與扭矩 成正比而與車輪的半徑成反比。盡管圖1說(shuō)明縱置的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，還可以橫置設(shè)置動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)，這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)軸線與車輪軸線平行但是偏置。
[0015] 控制器32發(fā)送信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)12以控制產(chǎn)生的功率量。這些信號(hào)可以影響例如燃 料流、節(jié)氣門開度和火花正時(shí)?？刂破?2也從發(fā)動(dòng)機(jī)12接收信號(hào)（比如曲軸轉(zhuǎn)速）?？刂?器32也發(fā)送信號(hào)至傳動(dòng)裝置26以控制旁通離合器18和變速箱14內(nèi)的多個(gè)離合器以及制 動(dòng)器的接合或釋放的狀態(tài)?？商娲兀瑐鲃?dòng)裝置26可以是無(wú)級(jí)傳動(dòng)裝置（CVT)，其中變速箱 14是變速器（variator)并且來(lái)自控制器32的信號(hào)控制變速器傳動(dòng)比?？刂破?2接收來(lái) 自傳動(dòng)裝置26的信號(hào)，比如渦輪轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速?？刂破?2還接收來(lái)自加速度傳感器 34、距離傳感器36和駕駛員啟用的控制（比如加速器踏板、制動(dòng)器踏板和傳動(dòng)裝置范圍傳 感器（PRNDL))的信號(hào)?？刂破?2可以實(shí)施為單個(gè)控制器或多個(gè)通信的控制器。
[0016] 當(dāng)駕駛員啟用巡航控制特征時(shí)，控制器執(zhí)行圖2中說(shuō)明的方法。在40處控制器測(cè) 量車速。例如可以通過(guò)測(cè)量傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速并乘以差速器的已知主減速比和已知的車輪半徑 來(lái)測(cè)量車速。在42處將啟用巡航控制特征時(shí)測(cè)量的速度設(shè)置為目標(biāo)速度。在一些實(shí)施例 中，可以提供駕駛員界面特征以調(diào)節(jié)目標(biāo)速度。
[0017] 在44處，基于車速來(lái)計(jì)算目標(biāo)跟車距離。例如，目標(biāo)跟車距離可以與車速成比例、 可以是車速的更加復(fù)雜的函數(shù)或者可以通過(guò)查值表確定。在46處，如下文更詳細(xì)地描述 的，估算牽引力。在48處，如下文更詳細(xì)地描述的，估算當(dāng)前車輛質(zhì)量和當(dāng)前坡度。在50 和52處，分別基于當(dāng)前坡度和當(dāng)前車輛質(zhì)量調(diào)節(jié)目標(biāo)跟車距離。當(dāng)車輛下坡時(shí)，目標(biāo)跟車 距離可以增加以處理如果突然需要急剎車時(shí)重力將減小可實(shí)現(xiàn)的減速度的事實(shí)。從而，在 下坡坡度上目標(biāo)跟車距離增加。該增加可以與當(dāng)前坡度成比例或者可以非線性關(guān)聯(lián)。該坡 度調(diào)節(jié)可以取決于當(dāng)前的車速。類似地，當(dāng)車輛負(fù)荷較重時(shí)，減速需要的距離可能增加。從 而，當(dāng)估算的車輛質(zhì)量高于閾值時(shí)可以增加目標(biāo)跟車距離。該增加可以是非線性的并且可 以根據(jù)車速和當(dāng)前坡度而變化。
[0018] 在54處，使用距離傳感器36測(cè)量離另一輛前車的距離。當(dāng)在相同車道上沒有車 輛時(shí)可以使用較大距離作為默認(rèn)值。在56處，將該測(cè)量距離與目標(biāo)跟車距離比較。如果測(cè) 量的距離小于目標(biāo)跟車距離，在58處減小指令的發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平。在一些實(shí)施例中，如果 功率水平已經(jīng)處于怠速（idle)，可以應(yīng)用制動(dòng)器。一些實(shí)施例中，還可以考慮測(cè)量距離的 變化速率。如果測(cè)量的距離高于目標(biāo)跟車距離，那么在60處控制器比較測(cè)量的速度與目標(biāo) 速度。如果測(cè)量的速度小于目標(biāo)速度，那么在62處控制器指令發(fā)動(dòng)機(jī)的功率增加。另一方 面，如果測(cè)量的速度高于目標(biāo)速度，在58處控制器可以指令功率減小。一些實(shí)施例中還可 以考慮測(cè)量的速度的變化速率。在任一情況下，在64處采用修改的速度測(cè)量值并且該程序 重復(fù)。
[0019] 圖3說(shuō)明用于