车辆速度控制的改进的制作方法
【专利说明】车辆速度控制的改进
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]同时待审的英国专利申请GB1214651.0和GB1202879.1的内容通过引用并入本文。美国专利号US7349776和同时待审的国际专利申请PCT/EP2013/053385的内容通过引用并入本文。英国专利申请GB1111288.5、GB1211910.3和GB1202427.9的内容也通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于控制车辆速度的系统。具体地，但并非排它地，本发明涉及用于控制陆基(land-based)车辆的速度的系统，该陆基车辆能够在各种不同且极端的地形和条件下驾驶。
【背景技术】
[0004]在通常称为巡航控制系统的已知车辆速度控制系统中，一旦用户设置了车辆速度并且在用户没有进一步干预的情况下，在路上该车辆速度被保持，以便通过减少工作量来改善用户的驾驶体验。巡航控制可以在车辆处于所期望的速度时由车辆驾驶员通常通过按压按钮来设置。加号按钮和减号按钮提供增量速度变化，同时设置巡航控制。通常在小于预定速度例如30kph的情况下无法启用巡航控制，以避免用于非公路(non-highway)驾驶中，如在城市环境中。
[0005]当用户已选择车辆要保持的速度时，只要用户不施加制动或者在具有手动变速器的车辆的情况下不压下离合器踏板，车辆一直保持处于该速度。巡航控制系统获得来自传动轴速度传感器或车轮速度传感器的速度信号。当制动器或离合器被压下时，巡航控制系统被禁用，从而用户可以在没有来自系统的阻力的情况下覆盖(override)巡航控制系统以改变车辆速度。如果用户压下加速器踏板，则车辆速度增大，但是一旦用户从加速器踏板移开他的脚，车辆则通过惯性滑行(coasting)而回复到预先设置的巡航速度。
[0006]这样的系统通常仅能够在高于一定速度，典型地为约15kph至20kph，的情况下进行操作，并且在车辆在稳定的交通状况下以及特别是在公路或高速公路上行驶的情况下是理想的。然而，在车辆速度趋于广泛变化的拥挤交通状况下，巡航控制系统是低效率的，特别是在由于最小速度要求而导致系统无法操作的情况下。常常对巡航控制系统施加最小速度要求，以便在例如停车时减小低速碰撞的可能性。因此，这样的系统在某些驾驶条件(例如低速度)下是低效率的，并且在用户可能认为不期望这样做的情况下，系统被设置成自动被禁用。
[0007]更复杂的巡航控制系统被结合到引擎管理系统中，并且该巡航控制系统可以包括使用基于雷达的系统来考虑与前面车辆的距离的自适应功能。例如，车辆可以设置有前瞻性雷达检测系统，使得能够检测前面车辆的速度和距离，并且能够自动保持安全的跟车速度和距离，而无需用户输入。如果前方车辆减速，或者如果通过雷达检测系统检测到另一目标，则系统向引擎或制动系统发送信号，以使车辆相应地减速，从而保持安全的跟车距离。
[0008]在检测到车轮滑移，需要牵引力控制系统(TCS)或稳定性控制系统(SCS)的干预的情况下，也取消了已知的巡航控制系统。因此，已知的巡航控制系统不很适合于在这些事件可能相对常见的越野条件下驾驶时保持车辆行进。
[0009]一些车辆适于越野使用，并且期望针对这样的车辆提供低速巡航控制，以使得在崎岖地形上允许保持行进。在越野条件下巡航控制可以使得驾驶员特别是新手驾驶员能够专注于诸如转向等动作。
[0010]在实践中非公路状况大不相同，从而期望的是，能够自适应方式来应用巡航控制，最好能够允许适当的最大行驶速度。
[0011]正是在这种背景下，提出了本发明。本发明的实施方式可以提供一种解决上述问题的装置、方法或者车辆。根据下面的描述、权利要求书和附图，本发明的其他目的和优点将变得明显。
[0012]还已知的是提供了一种用于控制一个或更多个车辆子系统的机动车辆的控制系统。US7349776公开了一种包括多个子系统控制器的车辆控制系统，该多个子系统控制器包括引擎管理系统、变速器控制器、转向控制器、制动控制器以及悬架控制器。子系统控制器各自能够以多个子系统功能模式进行操作。子系统控制器连接至车辆模式控制器，该车辆模式控制器控制子系统控制器采取所需的功能模式，从而向车辆提供多个驾驶模式。每个驾驶模式对应于特定的驾驶条件或一组驾驶条件，并且在每个模式下，每个子系统被设置成最适于这些条件的功能模式。这些条件与车辆驾驶经过的地形类型相关，例如草地/砂石乐/雪地、泥抒地、岩石爬行、沙地和被称为“特殊程序关闭(special programs off，SP0)”的公路模式。车辆模式控制器可以被称作地形响应(TR) (RTM)系统或控制器。驾驶模式还可以被称为地形模式、地形响应模式或控制模式。
【发明内容】
[0013]在本发明请求保护的一个方面，提供了一种用于车辆的速度控制系统，该速度控制系统包括:用于自动使车辆根据目标速度值进行操作的装置；用于接收与车辆主体的至少一部分的移动或者乘员身体的至少一部分相对于车辆的移动有关的信息的装置；以及用于根据所述信息来自动调节目标速度值的值的装置。
[0014]乘员身体的部分可以是头或任何其他合适的部分。
[0015]可选地，用于自动地使车辆根据目标速度值进行操作的装置包括被配置成自动地使车辆根据目标速度值进行操作的电控制器。
[0016]可选地，用于接收与车辆的至少一部分的移动或者乘员身体的至少一部分相对于车辆的移动有关的信息的装置包括所述电控制器，所述电控制器被配置成接收表示车辆的至少一部分的移动或者乘员身体的至少一部分相对于车辆的移动的电信号。
[0017]用于根据所述信息来自动地调节目标速度值的值的装置可以包括所述电控制器，所述电控制器被配置成输出用以自动地调节所述目标速度值的值的信号。
[0018]要理解的是，控制器可以包括多个计算装置、电控制单元等。也就是说，落在所附权利要求书的范围内的本发明的实施方式包括控制系统，在该控制系统中，根据本发明的所需功能分布在多个控制器之间。
[0019]有利地，所述控制器被配置成至少部分地根据表示所测量舒适水平的信号来确定目标速度值，所述表示所测量舒适水平的信号是至少部分地根据车辆主体的至少一部分的移动或者乘员身体的至少一部分的移动来确定的。
[0020]在一些实施方式中，表示舒适水平的信号可以被称为舒适度参数或刺激度参数。舒适度参数或刺激度参数可以提供乘员身体移动的直接量度或者提供参照车辆主体移动的间接量度。
[0021]所述控制器可以被进一步配置成至少部分地根据表示所测量舒适水平的信号来确定应当将目标速度从当前值进行调节的量。
[0022]有利地，所述控制器可以被配置成至少部分地根据车辆主体俯仰角加速度、车辆主体侧倾角加速度和车辆主体起伏加速度来确定所述目标速度值。
[0023]所述控制器可以被配置成至少部分地根据车辆主体俯仰角加速度、车辆主体侧倾角加速度和车辆主体起伏加速度来确定所述表示舒适水平的信号的值。
[0024]所述控制器可以被配置成还根据与车辆在地形上的移动相关联的、选自下述参数中的至少一个参数来确定所述目标速度值:转向角；车辆速度；作为车辆速度的函数的转向角；驾驶表面侧坡的值；驾驶表面坡度；以及车辆悬架铰接或悬架扭曲的量。
[0025]所述控制器可以被配置成确定得自舒适度的最大速度值和至少一个另外的最大速度值，所述得自舒适度的最大速度值取决于所述表示所测量舒适水平的信号，所述系统能够进行操作以使目标速度的值被设置成所述得自舒适度的最大速度值和所述至少一个另外的最大速度值中的较小者。
[0026]有利地，所述至少一个另外的最大速度值包括与用户期望行驶的最大速度相对应的用户定义速度值。
[0027]可选地，所述至少一个另外的最大速度值包括这样的速度值:所述速度值是适合于与车辆在地形上的移动相关联的至少一个另外的参数的即时值的最大速度。
[0028]所述至少一个参数可以包括例如转向角、车辆速度、作为车辆速度的函数的转向角、驾驶表面侧坡的值、驾驶表面坡度以及车辆悬架铰接或悬架扭曲的量。
[0029]所述一个或更多个最大速度值可以是针对一个或更多个参数的给定值经验性地确定的值。
[0030]可选地，所述控制器被配置成迭代地调节目标速度的值，以减小所述表示所测量舒适水平的信号与规定值或规定值范围之间的差。
[0031]有利地，所述控制器可以被配置成根据所述表示所测量舒适水平的信号的值来计算期望车辆加速度或速度改变的值，从而调节目标速度的值以减小所述表示所测量舒适水平的信号与规定值或规定值范围之间的差。
[0032]所述系统可以计算出可以施加于车辆的车辆加速度的目标值，以使车辆以如下速度行驶:在该速度下，所述舒适度参数具有规定值或者在规定值范围内。
[0033]车辆加速度的值可以被设置成:当表示所测量舒适水平的信号在第一值范围内时为正，以及当表示所测量舒适水平的信号在与第一范围不同的第二值范围内时为负。
[0034]本发明的实施方式具有如下优点:可以根据车辆主体移动或者乘员身体移动来调节车辆控制器使车辆进行操作的速度，从而试图使表示所测量舒适水平的信号的值保持为规定值或在规定值范围内。
[0035]正如上面所指出的，本申请人已确定了车辆主体移动是非常有用的乘员舒适度指标，因为乘员身体移动与车辆主体移动直接相关。
[0036]所述电控制器可以被配置成接收用户输入电信号，并且基于所述用户输入电信号，所述控制器可以被进一步配置成操纵所述目标速度值被调节的量。
[0037]用以操纵目标速度值被调节的量的用户输入电信号可以通过控制旋钮、触摸屏、按钮或任何其他合适的装置来输入。
[0038]可选地，基于所述用户输入电信号，所述控制器被配置成操纵所述表示所测量舒适水平的信号的值，从而控制所述目标速度值被调节的量。
[0039]因此，所述系统可以允许系统提高车辆乘员所享受的舒适水平，或者降低舒适水平。在一些实施方式中，该特征可以因此被描述为舒适度设置。
[0040]代替直接改变表示舒适水平的信号的值，所述系统可以改变参考舒适度值的值。所述系统可以被配置成将表示所测量舒适度的信号与参考舒适度值进行比较，以确定将目标速度值调节多少。
[0041]因此，基于所述用户输入电信号，所述控制器可以被配置成操纵参考信号的值，所述控制器被进一步配置成将所述参考信号与表示所测量舒适度的信号进行比较，从而控制所述目标速度值被调节的量。
[0042]所述控制器可以被配置成根据所述参考信号的操纵值与所述表示所测量舒适度的信号之间的差来控制所述目标速度值被调节的量。
[0043]所述控制器可以被配置成根据与座位占用有关的数据来调节所述目标速度值。
[0044]所述系统可以操作为:如果除了驾驶员之外还存在乘员，则例如参照座位中的乘客检测器、参照安全带带扣状态或者任何其他合适的装置将目标速度的值调节至较低值。
[0045]在一个实施方式中，所述系统还设置有存储器。速度控制系统可以操作为:记录与用户对用于自动调节目标速度值的装置调节了多少有关的数据；以及在特定条件满足时调用该数据。例如所述系统可以将数据与特定用户相关联，并且在识别出用户是车辆的乘员例如驾驶员时调用该数据。所述系统可以操作为通过面部识别系统或任何其他合适的装置，基于与钥匙坠存储器(key fob)相关联的特有标识在用户之间进行区分。
[0046]在操作中，所述系统可以被配置成将用户如何调节速度控制舒适度设置记录在存储器中。例如，针对车辆驾驶经过的地形所引起的车辆主体移动或振动的给定幅度或频率，用户如何调节舒适度设置。
[0047]如果用户覆盖系统以通过调节用于自动调节目标速度值的装置来使车辆速度增大或减小，则可以将系统已被覆盖的事实存储在存储器中。可以更新查找表，或者可以生成与该驾驶员相关联的特定查找表。查找表包含与用户所请求的车辆速度有关的数据，作为例如车辆振动特征数据的函数。在一些实施方式中，速度控制系统仅在用户重复覆盖系统的情况下更新所存储的数据。
[0048]要理解的是，在用户在单独驾驶时通常使用越野速度控制系统的情况下，用户可以选择接受较小的车辆稳定度(并且因此，较高水平的车辆主体移动或乘员身体移动)，以便在给定表面上以较快速度驾驶车辆。当用户对车辆进行控制时，车辆的移动很可能被用户视为符合他们的预期并且因此能够接受。此外，驾驶员可以倚靠方向盘使他或她自身稳定，并且因此驾驶员可以容忍比乘客可能会感到舒适的车辆主体移动更大的车辆主体移动。没有对车辆进行控制的乘客可能会将相同的车辆移动或振动视为不能接受地不舒适的。为了弥补这一点，在一些实施方式中，当系统检测到车辆承载一个或更多个乘客时，系统默认舒适度和稳定度导向的速度调节模式，除非并且直到用户手动地覆盖该设置成止。
[0049]在用户覆盖速度控制系统的情况下，这表示他们感觉速度太高，系统可以确定用户选择覆盖系统是因为车辆驾驶经过的地形的特征还是因为影响车辆主体移动的另外的因素。这样的因素的示例可以是驾驶员的动作，例如在不会引起用户过度不适的地形上的方向盘的急转。在一些实施方式中，系统可以考虑车辆侧倾角；例如，如果车辆驾驶穿过斜坡，则用户可能对以下事实更敏感:车辆关于其纵向轴倾斜，并且即使地形相对平滑也需要系统减小设置速度。
[0050]因此，要理解的是，速度控制系统可以配置成记录表示方向盘角度、可转向行走轮角度、或者方向盘角度和可转向行走轮角度中的一者或二者的改变率、可选地车辆侧倾角、横向加速度等的数据，并且能够确定用户选择覆盖速度控制系统以减小设置速度是单独因为地形粗糙度还是因为地形粗糙度和影响主体移动的一个或更多个其他参数的组合。系统可以配置成考虑在用户进行干预以减小设置速度时是否正载有乘客。在未载有乘客的情况下，车辆可以确定如果将来载有乘客时遇到类似的情形，则可以将设置速度减小至比用户是单独乘员时设置速度所减小到的水平更低的水平。此外，系统可以操作为在将来检测到影响车辆主体侧倾的一个或更多个参数的减小值时减小设置速度，这符合乘客可能会比驾驶员更不能容忍某些主体移动的预期。此外，这样的动作可能是谨慎的，还因为在存在一个或更多个乘客时车辆的重心可能会上升，结果是当在某些地形上行驶时车辆主体移动的趋势增大。以此方式，当车辆在速度控制系统(例如，低速行进(LSP)控制系统和/或巡航控制系统)的控制下时，可以至少部分地管理车辆主体移动，以对保持良好的越野行进的需求与管理某些因素的需要进行平衡，所述某些因素可能影响或对车辆的每个乘员的舒适度起作用。
[0051]在一个实施方式中，LSP控制系统操作为接收表示车辆的座位占用的数据。也就是说，数据表示除了驾驶员座位之外的车辆的给定座位是否被占用。例如，LSP控制系统可以接收与每个座位相关联的安全带带扣中所嵌入的开关的状态所对应的数据。如果开关的状态表示带扣被扣紧，则LSP控制系统认为与该带扣相关联的座位被占用。如果开关的状态表示带扣被解开，则LSP控制系统可以认为与该带扣相关联的座位未被占用。座位占用可以通过每个座位中的传感器来确定，或者借助于设置成观察乘员舱(例如车厢)内部的红外或可见光相机来确定。用于确定座位占用的其他装置也是有用的。LSP控制系统的存储器或与LSP控制系统相关联的存储器可以被划分成存储与多个已知驾驶员和他们的相关联偏好有关的数据。系统可以布置成通过识别从座位调整位置、用户特定钥匙坠存储器身份或其他已知装置中选择的一者来识别驾驶员。在一个布置中，可以提供相机以确定乘员相对于车辆的移动，并且这样的信息包含在车辆相关信息的定义中。可以通过乘员相对于车辆的移动的幅度和频率中的一个或更多个来确定舒适水平。
[0052]在一些实施方式中，根据对车辆主体加速度超过预定阈值的确定，由系统自动施加的目标速度或最大速度(设置速度限制)可以由系统基于持续时间和车辆行为来自动地调整。这可以用于提高车辆的稳定度并且用作为独立于一个或更多个车轮速度传感器的输出来确定车辆移动的装置。这在没有两个车轮速度读数彼此匹配的情况下是有用的。
[0053]所述特征可以用在具有不同悬架弹簧/阻尼器设置的多个车辆变型上，并且可以用在其特性随时间变化的车辆中。采用车辆主体加速度测量可以使速度控制系统不被束缚于特定车辆或悬架变型。