車輛控制器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于啟用車輛滑行模式的車輛控制器。本發(fā)明還涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、車輛系統(tǒng)、車輛、方法以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]提供具有慣性行駛功能的車輛是已知的，該慣性行駛功能允許車輛減少在車輛超越情形期間的動(dòng)力傳動(dòng)系損失。由于這些策略在駕駛員完全釋放節(jié)氣門踏板時(shí)實(shí)施，因此在本文中被稱為超越空轉(zhuǎn)慣性行駛。超越空轉(zhuǎn)慣性行駛控制系統(tǒng)目前可從保時(shí)捷汽車公司購(gòu)得。當(dāng)加速踏板被釋放時(shí)，變速器可以選擇性地與動(dòng)力傳動(dòng)系斷開連接，從而允許車輛在無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的情況下慣性行駛。當(dāng)變速器與動(dòng)力傳動(dòng)系斷開連接時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以減小至發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)速度以減小燃料消耗量。當(dāng)下壓節(jié)氣門(加速器)或制動(dòng)踏板時(shí)，合適的傳動(dòng)齒輪嚙合以使變速器聯(lián)接至動(dòng)力傳動(dòng)系。慣性行駛功能可以例如在下坡坡度上使用，從而允許車輛保持恒定速度。
[0003]在有利的行駛條件下(通常在車輛行駛在緩慢傾斜的坡度上時(shí))，這些超越空轉(zhuǎn)慣性行駛控制系統(tǒng)允許車輛在不存在可察覺的減速的情況下保持運(yùn)動(dòng)。因此，可以減少燃料消耗量。然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的慣性行駛控制系統(tǒng)可能與其他車輛系統(tǒng)比如設(shè)法捕獲并利用在同樣的有利行駛條件期間的能量的安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的再生電池充電系統(tǒng)存在沖突。
[0004]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的超越空轉(zhuǎn)慣性行駛控制系統(tǒng)在駕駛員釋放節(jié)氣門踏板時(shí)被啟用。然而，由于慣性行駛功能在節(jié)氣門踏板被釋放時(shí)并非總是在使用中，因此，車輛減速行為可能根據(jù)慣性行駛功能是否啟用而變化。駕駛員因而會(huì)經(jīng)歷來自車輛的不期望的或不一致的響應(yīng)，這種響應(yīng)可能不利地影響駕駛員的信心。
[0005]US5794170B公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的下坡慣性行駛情形檢測(cè)裝置，該下坡慣性行駛情形檢測(cè)裝置包括:用于檢測(cè)節(jié)氣門的開度的傳感器；用于計(jì)算車輛速度的一階導(dǎo)數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算裝置;用于計(jì)算車輛速度的二階導(dǎo)數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)計(jì)算裝置以及用于判斷機(jī)動(dòng)車輛是否已經(jīng)開始下坡慣性行駛的下坡慣性行駛情形判斷裝置;在下坡慣性行駛中，節(jié)氣門開度為零;上述一階導(dǎo)數(shù)為正，并且上述二階導(dǎo)數(shù)幾乎等于零。因此，在下坡慣性行駛情形下可以自動(dòng)執(zhí)行用于獲得進(jìn)一步發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的變速器齒輪降檔。
[0006]US2010/0185368A1公開了一種用于控制車輛的慣性行駛運(yùn)動(dòng)以使得車輛可以以平穩(wěn)的方式慣性行駛或停止的方法及裝置。
[0007]至少在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明力圖克服或減輕與現(xiàn)有技術(shù)布置相關(guān)聯(lián)的至少一些限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的各個(gè)方面涉及用于啟用車輛滑行模式的車輛控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、車輛系統(tǒng)、車輛、方法以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于啟用車輛滑行模式的車輛控制器，該控制器配置成接收車輛操作數(shù)據(jù)，所述車輛操作數(shù)據(jù)包括:
[0010]表示扭矩請(qǐng)求的扭矩請(qǐng)求數(shù)據(jù)；
[0011 ]表示車輛加速度的加速度數(shù)據(jù)；以及
[0012]表示輸出扭矩的輸出扭矩?cái)?shù)據(jù)；
[0013]其中，控制器配置成分析所述車輛操作數(shù)據(jù)以識(shí)別車輛滑行機(jī)會(huì);控制器配置成在已經(jīng)識(shí)別到所述車輛滑行機(jī)會(huì)并且扭矩請(qǐng)求為正時(shí)生成用于啟用車輛滑行模式的啟用信號(hào)。因此，車輛控制器可以在扭矩請(qǐng)求大于零時(shí)的負(fù)載情景期間建立車輛滑行模式。這通常與駕駛員部分下壓節(jié)氣門踏板的情景一一例如，當(dāng)駕駛員的腳以部分下壓狀態(tài)(即，釋放位置與完全下壓位置之間的某一位置)接合節(jié)氣門踏板時(shí)一一對(duì)應(yīng)。因此，車輛控制器的操作不同于在節(jié)氣門踏板完全釋放時(shí)建立慣性行駛模式的現(xiàn)有技術(shù)布置。為了強(qiáng)調(diào)這些操作狀況之間的不同，在本文中使用術(shù)語(yǔ)“滑行”來描述本發(fā)明。
[0014]車輛滑行機(jī)會(huì)可以對(duì)應(yīng)于當(dāng)察覺的車輛行為(S卩，駕駛員察覺到的汽車響應(yīng))在滑行模式被啟用時(shí)基本不變時(shí)的情景?？刂破骺梢耘渲贸稍谂c車輛滑行模式的啟用相關(guān)聯(lián)的車輛動(dòng)力學(xué)狀況(例如，車輛速度和/或加速度)的任何變化至少基本不可察覺時(shí)識(shí)別到操作狀況。至少在一些實(shí)施方式中，車輛控制系統(tǒng)可以在不考慮駕駛員采取的駕駛方式的情況下提供車輛的操作效率方面的潛在提高。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的控制器特別應(yīng)用在包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中。當(dāng)啟用車輛滑行模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的操作速度會(huì)例如減小至發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)速度。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是控制器也適用于包括電動(dòng)牽引馬達(dá)的車輛，例如電動(dòng)車或混合動(dòng)力電動(dòng)車。
[0016]在使用中，車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系的至少一部分可以在車輛滑行模式被啟用時(shí)斷開。在使用中，啟用信號(hào)可以控制聯(lián)接機(jī)構(gòu)如離合器的操作以使車輛動(dòng)力系統(tǒng)的一部分?jǐn)嚅_連接。例如，離合器可以布置在車輛變速器中。變速器控制模塊可以操作成根據(jù)啟用信號(hào)使車輛動(dòng)力傳動(dòng)系的至少一部分?jǐn)嚅_連接。至少在一些實(shí)施方式中，控制器可以通過啟用車輛滑行模式減少燃料或能量消耗。車輛滑行機(jī)會(huì)可以對(duì)應(yīng)于當(dāng)察覺的車輛行為在所述車輛動(dòng)力傳動(dòng)系斷開連接(取決于系統(tǒng)，部分或完全地?cái)嚅_連接)時(shí)將不變化時(shí)的情景。
[0017]車輛操作數(shù)據(jù)包括輸出扭矩?cái)?shù)據(jù)。輸出扭矩?cái)?shù)據(jù)可以表示車輛傳動(dòng)裝置如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)牽引馬達(dá)產(chǎn)生的輸出扭矩?？刂破骺梢耘渲贸蓪⑤敵雠ぞ嘏c參考扭矩進(jìn)行比較。參考扭矩可以表示在參考情形下實(shí)現(xiàn)限定的車輛動(dòng)力學(xué)狀態(tài)、例如在基本水平的路面上保持基本恒定的車輛速度(B卩，穩(wěn)定狀態(tài)操作)所需的輸出扭矩?？刂破骺梢耘渲贸稍谟糜谲囕v的穩(wěn)定狀態(tài)操作的參考扭矩大于輸出扭矩時(shí)識(shí)別到車輛滑動(dòng)機(jī)會(huì)?？梢允褂貌煌膮⒖寂ぞ乩鐏韺?shí)現(xiàn)在水平路面上的預(yù)定車輛加速度(正的或負(fù)的)。
[0018]參考扭矩可以與車輛速度相關(guān)?？刂破骺梢岳缗渲贸稍L問參考扭矩曲線(或查詢表)以鑒于當(dāng)前車輛速度確定合適的參考扭矩?？刂破骺梢源_定車輛當(dāng)前道路負(fù)載與車輛加速度之間的關(guān)系。對(duì)于給定的輸出扭矩，車輛應(yīng)能夠保持速度并且參考扭矩曲線限定在該水平處或剛剛低于該水平。如果車輛能夠在動(dòng)力系統(tǒng)輸出等于或低于該曲線的扭矩的同時(shí)保持恒定的速度或加速，則可以假定車輛具有外部阻力或具有極低的路面負(fù)載。假設(shè)重力和道路坡度有助于車輛。扭矩參考曲線可以在高車輛速度和低車輛速度處微調(diào)以提高精細(xì)度，例如以提供車輛滑行模式的改進(jìn)的接合/斷開。
[0019]車輛操作數(shù)據(jù)包括加速度數(shù)據(jù)?？刂破骺梢耘渲贸稍谙率銮闆r時(shí)識(shí)別到所述車輛滑行機(jī)會(huì):車輛加速度與限定的加速度曲線基本匹配;或車輛加速度位于參照限定的加速度曲線所限定的上加速度閾值與下加速度閾值之間。車輛滑行機(jī)會(huì)可以在車輛加速度位于由所述上加速度閾值和下加速度閾值限定的加速度范圍內(nèi)時(shí)被識(shí)別。限定的加速度曲線可以映射至車輛速度。例如，限定的加速度曲線可以選自基于測(cè)量的車輛速度的查詢表。替代性地，可以使用算法來限定基于車輛速度的加速度曲線?？刂破骺梢耘渲贸稍谲囕v加速度為正或基本一致時(shí)識(shí)別到所述車輛滑行機(jī)會(huì)。
[0020]為了減少或最小化車輛行為方面的任何可察覺的變化，上加速度閾值和下加速度閾值可以限定成表示一般的駕駛員可察覺的閾值(即，作為一般的駕駛員可察覺的變化的極限的加速度變化)。通過使用這些閾值來識(shí)別車輛滑行機(jī)會(huì)，可以減少在車輛滑行模式啟用時(shí)在車輛響應(yīng)方面的任何可察覺的變化。因此，至少在一些實(shí)施方式中，可以相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)空轉(zhuǎn)慣性行駛系統(tǒng)改進(jìn)車輛響應(yīng)的一致性。
[0〇21 ]車輛加速度曲線可以緩緩地傾斜(例如加速度小于±0.25m/s2、±0.5m/s2或± Im/S2 )，通常在負(fù)方向(S卩，車輛減速)上緩緩地傾斜。當(dāng)輸出扭矩小于參考輸出扭矩時(shí)，對(duì)車輛加速度(正的或負(fù)的)進(jìn)行檢查以評(píng)估有效車輛道路負(fù)載。輸出扭矩因而可以被控制器用作進(jìn)入條件。如果車輛加速度為零或相對(duì)緩和并且存在正的扭矩請(qǐng)求(例如，由于駕駛員下壓節(jié)氣門踏板一小段距離)，則控制器確定駕駛員對(duì)當(dāng)前車輛進(jìn)程是滿意的。這表示車輛滑行模式可以被啟用的情景(即，車輛滑行機(jī)會(huì))。如果測(cè)得的車輛加速度對(duì)于給定輸出扭矩來說過高，則控制器可以確定道路坡度過大并且禁止車輛滑行模式。如果控制器確定加速度高于正的閾值，則這可以表示車輛正在向過于陡峭的坡中向下行駛。相反地，如果控制器確定加速度高于負(fù)的閾值，則這可以表示車輛正在上坡行駛。
[0022]在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器可以配置成在下述情況時(shí)識(shí)別到車輛滑行機(jī)會(huì):輸出扭矩小于參考扭矩；以及車輛加速度位于限定的上加速度閾值與限定的下加速度閾值之間。上加速度閾值和下加速度閾值可以可選地與輸出扭矩相關(guān)，例如基于針對(duì)給定輸出扭矩限定的車輛加速度曲線。替代性地，或另外地，上加速度閾值和下加速度閾值可以與車輛速度相關(guān)。
[0023]至少在一些實(shí)施方式中，控制器也可以檢查扭矩請(qǐng)求的變化率。在扭矩請(qǐng)求的變化率基本為零(g卩，基本一致的扭矩請(qǐng)求)和/或位于預(yù)定容差范圍內(nèi)，即通常表示扭矩請(qǐng)求的相對(duì)緩和的變化時(shí)，可以識(shí)別到車輛滑動(dòng)機(jī)會(huì)。這表示如下情景:駕駛員沒有正在試圖增大車輛加速度或?qū)υ龃蟮钠露冗M(jìn)行補(bǔ)償并且因而駕駛員感到車輛處于其理想速度或可能地在理想速度之上。
[0024]扭矩請(qǐng)求可以是駕駛員產(chǎn)生的扭矩請(qǐng)求。扭矩請(qǐng)求可以直接或間接地做出。當(dāng)直接請(qǐng)求時(shí)，駕駛員扭矩請(qǐng)求可以通過操作車輛節(jié)氣門踏板而做出。駕駛員扭矩請(qǐng)求依賴于節(jié)氣門踏板的致動(dòng)而增大。與零扭矩請(qǐng)求相對(duì)應(yīng)的踏板行進(jìn)位置在本文中被稱為中間踏板位置并且可以因不同車輛而異。例如，中間踏板位置可以與踏板釋放時(shí)的位置相對(duì)應(yīng)。替代地，中間踏板位置可以對(duì)應(yīng)于踏板部分下壓時(shí)的踏板位置(并且釋放踏板對(duì)應(yīng)于負(fù)的扭矩請(qǐng)求)。由于這種可變性，本文中參照扭矩請(qǐng)求而非踏板位置描述車輛控制器。
[0025]扭矩請(qǐng)求可以通過巡航控制模塊或自適應(yīng)巡航控制模塊做出?？刂破骺梢耘渲贸煽刂栖囕v滑行模式的啟用/停用以匹配由巡航控制模塊確定的目標(biāo)車輛速度。巡航控制模塊可以生成正的扭矩請(qǐng)求以保持或匹配目標(biāo)車輛速度。目標(biāo)車輛速度可以用于控制車輛滑行模式的啟用和/或停用?？梢赃M(jìn)行當(dāng)前車輛速度與目標(biāo)車輛速度之間的比較以確定何時(shí)啟用和/或停用車輛滑行模式。目標(biāo)車輛速度可以由駕駛員指定或可以由巡航控制模塊一一例如在以自適應(yīng)巡航控制模式操作時(shí)一一設(shè)定。
[0026]車輛操作數(shù)據(jù)包括表示輸出扭矩的扭矩?cái)?shù)據(jù)。輸出扭矩可以對(duì)應(yīng)于在變速器輸出端處輸送的輸出扭矩。替代性地，輸出扭矩可以對(duì)應(yīng)于車輛分動(dòng)箱或車輛差速器處的輸入或輸出扭矩。輸出扭矩可以對(duì)應(yīng)于