车辆控制器及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于启用车辆滑行模式的车辆控制器。本发明还涉及发动机控制模块、车辆系统、车辆、方法以及计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]提供具有惯性行驶功能的车辆是已知的，该惯性行驶功能允许车辆减少在车辆超越情形期间的动力传动系损失。由于这些策略在驾驶员完全释放节气门踏板时实施，因此在本文中被称为超越空转惯性行驶。超越空转惯性行驶控制系统目前可从保时捷汽车公司购得。当加速踏板被释放时，变速器可以选择性地与动力传动系断开连接，从而允许车辆在无发动机制动的情况下惯性行驶。当变速器与动力传动系断开连接时，发动机转速可以减小至发动机空转速度以减小燃料消耗量。当下压节气门(加速器)或制动踏板时，合适的传动齿轮啮合以使变速器联接至动力传动系。惯性行驶功能可以例如在下坡坡度上使用，从而允许车辆保持恒定速度。
[0003]在有利的行驶条件下(通常在车辆行驶在缓慢倾斜的坡度上时)，这些超越空转惯性行驶控制系统允许车辆在不存在可察觉的减速的情况下保持运动。因此，可以减少燃料消耗量。然而，根据现有技术的惯性行驶控制系统可能与其他车辆系统比如设法捕获并利用在同样的有利行驶条件期间的能量的安装在发动机上的再生电池充电系统存在冲突。
[0004]根据现有技术的超越空转惯性行驶控制系统在驾驶员释放节气门踏板时被启用。然而，由于惯性行驶功能在节气门踏板被释放时并非总是在使用中，因此，车辆减速行为可能根据惯性行驶功能是否启用而变化。驾驶员因而会经历来自车辆的不期望的或不一致的响应，这种响应可能不利地影响驾驶员的信心。
[0005]US5794170B公开了一种用于机动车辆的下坡惯性行驶情形检测装置，该下坡惯性行驶情形检测装置包括:用于检测节气门的开度的传感器；用于计算车辆速度的一阶导数的一阶导数计算装置;用于计算车辆速度的二阶导数的二阶导数计算装置以及用于判断机动车辆是否已经开始下坡惯性行驶的下坡惯性行驶情形判断装置;在下坡惯性行驶中，节气门开度为零;上述一阶导数为正，并且上述二阶导数几乎等于零。因此，在下坡惯性行驶情形下可以自动执行用于获得进一步发动机制动的变速器齿轮降档。
[0006]US2010/0185368A1公开了一种用于控制车辆的惯性行驶运动以使得车辆可以以平稳的方式惯性行驶或停止的方法及装置。
[0007]至少在一些实施方式中，本发明力图克服或减轻与现有技术布置相关联的至少一些限制。
【发明内容】
[0008]本发明的各个方面涉及用于启用车辆滑行模式的车辆控制器、发动机控制模块、车辆系统、车辆、方法以及计算机程序产品。
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种用于启用车辆滑行模式的车辆控制器，该控制器配置成接收车辆操作数据，所述车辆操作数据包括:
[0010]表示扭矩请求的扭矩请求数据；
[0011 ]表示车辆加速度的加速度数据；以及
[0012]表示输出扭矩的输出扭矩数据；
[0013]其中，控制器配置成分析所述车辆操作数据以识别车辆滑行机会;控制器配置成在已经识别到所述车辆滑行机会并且扭矩请求为正时生成用于启用车辆滑行模式的启用信号。因此，车辆控制器可以在扭矩请求大于零时的负载情景期间建立车辆滑行模式。这通常与驾驶员部分下压节气门踏板的情景一一例如，当驾驶员的脚以部分下压状态(即，释放位置与完全下压位置之间的某一位置)接合节气门踏板时一一对应。因此，车辆控制器的操作不同于在节气门踏板完全释放时建立惯性行驶模式的现有技术布置。为了强调这些操作状况之间的不同，在本文中使用术语“滑行”来描述本发明。
[0014]车辆滑行机会可以对应于当察觉的车辆行为(S卩，驾驶员察觉到的汽车响应)在滑行模式被启用时基本不变时的情景。控制器可以配置成在与车辆滑行模式的启用相关联的车辆动力学状况(例如，车辆速度和/或加速度)的任何变化至少基本不可察觉时识别到操作状况。至少在一些实施方式中，车辆控制系统可以在不考虑驾驶员采取的驾驶方式的情况下提供车辆的操作效率方面的潜在提高。
[0015]根据本发明的各个方面的控制器特别应用在包括内燃发动机的车辆中。当启用车辆滑行模式时，发动机的操作速度会例如减小至发动机空转速度。然而，应当理解的是控制器也适用于包括电动牵引马达的车辆，例如电动车或混合动力电动车。
[0016]在使用中，车辆的动力传动系的至少一部分可以在车辆滑行模式被启用时断开。在使用中，启用信号可以控制联接机构如离合器的操作以使车辆动力系统的一部分断开连接。例如，离合器可以布置在车辆变速器中。变速器控制模块可以操作成根据启用信号使车辆动力传动系的至少一部分断开连接。至少在一些实施方式中，控制器可以通过启用车辆滑行模式减少燃料或能量消耗。车辆滑行机会可以对应于当察觉的车辆行为在所述车辆动力传动系断开连接(取决于系统，部分或完全地断开连接)时将不变化时的情景。
[0017]车辆操作数据包括输出扭矩数据。输出扭矩数据可以表示车辆传动装置如内燃发动机或电动牵引马达产生的输出扭矩。控制器可以配置成将输出扭矩与参考扭矩进行比较。参考扭矩可以表示在参考情形下实现限定的车辆动力学状态、例如在基本水平的路面上保持基本恒定的车辆速度(B卩，稳定状态操作)所需的输出扭矩。控制器可以配置成在用于车辆的稳定状态操作的参考扭矩大于输出扭矩时识别到车辆滑动机会。可以使用不同的参考扭矩例如来实现在水平路面上的预定车辆加速度(正的或负的)。
[0018]参考扭矩可以与车辆速度相关。控制器可以例如配置成访问参考扭矩曲线(或查询表)以鉴于当前车辆速度确定合适的参考扭矩。控制器可以确定车辆当前道路负载与车辆加速度之间的关系。对于给定的输出扭矩，车辆应能够保持速度并且参考扭矩曲线限定在该水平处或刚刚低于该水平。如果车辆能够在动力系统输出等于或低于该曲线的扭矩的同时保持恒定的速度或加速，则可以假定车辆具有外部阻力或具有极低的路面负载。假设重力和道路坡度有助于车辆。扭矩参考曲线可以在高车辆速度和低车辆速度处微调以提高精细度，例如以提供车辆滑行模式的改进的接合/断开。
[0019]车辆操作数据包括加速度数据。控制器可以配置成在下述情况时识别到所述车辆滑行机会:车辆加速度与限定的加速度曲线基本匹配;或车辆加速度位于参照限定的加速度曲线所限定的上加速度阈值与下加速度阈值之间。车辆滑行机会可以在车辆加速度位于由所述上加速度阈值和下加速度阈值限定的加速度范围内时被识别。限定的加速度曲线可以映射至车辆速度。例如，限定的加速度曲线可以选自基于测量的车辆速度的查询表。替代性地，可以使用算法来限定基于车辆速度的加速度曲线。控制器可以配置成在车辆加速度为正或基本一致时识别到所述车辆滑行机会。
[0020]为了减少或最小化车辆行为方面的任何可察觉的变化，上加速度阈值和下加速度阈值可以限定成表示一般的驾驶员可察觉的阈值(即，作为一般的驾驶员可察觉的变化的极限的加速度变化)。通过使用这些阈值来识别车辆滑行机会，可以减少在车辆滑行模式启用时在车辆响应方面的任何可察觉的变化。因此，至少在一些实施方式中，可以相对于现有技术空转惯性行驶系统改进车辆响应的一致性。
[0〇21 ]车辆加速度曲线可以缓缓地倾斜(例如加速度小于±0.25m/s2、±0.5m/s2或± Im/S2 )，通常在负方向(S卩，车辆减速)上缓缓地倾斜。当输出扭矩小于参考输出扭矩时，对车辆加速度(正的或负的)进行检查以评估有效车辆道路负载。输出扭矩因而可以被控制器用作进入条件。如果车辆加速度为零或相对缓和并且存在正的扭矩请求(例如，由于驾驶员下压节气门踏板一小段距离)，则控制器确定驾驶员对当前车辆进程是满意的。这表示车辆滑行模式可以被启用的情景(即，车辆滑行机会)。如果测得的车辆加速度对于给定输出扭矩来说过高，则控制器可以确定道路坡度过大并且禁止车辆滑行模式。如果控制器确定加速度高于正的阈值，则这可以表示车辆正在向过于陡峭的坡中向下行驶。相反地，如果控制器确定加速度高于负的阈值，则这可以表示车辆正在上坡行驶。
[0022]在一个实施方式中，控制器可以配置成在下述情况时识别到车辆滑行机会:输出扭矩小于参考扭矩；以及车辆加速度位于限定的上加速度阈值与限定的下加速度阈值之间。上加速度阈值和下加速度阈值可以可选地与输出扭矩相关，例如基于针对给定输出扭矩限定的车辆加速度曲线。替代性地，或另外地，上加速度阈值和下加速度阈值可以与车辆速度相关。
[0023]至少在一些实施方式中，控制器也可以检查扭矩请求的变化率。在扭矩请求的变化率基本为零(g卩，基本一致的扭矩请求)和/或位于预定容差范围内，即通常表示扭矩请求的相对缓和的变化时，可以识别到车辆滑动机会。这表示如下情景:驾驶员没有正在试图增大车辆加速度或对增大的坡度进行补偿并且因而驾驶员感到车辆处于其理想速度或可能地在理想速度之上。
[0024]扭矩请求可以是驾驶员产生的扭矩请求。扭矩请求可以直接或间接地做出。当直接请求时，驾驶员扭矩请求可以通过操作车辆节气门踏板而做出。驾驶员扭矩请求依赖于节气门踏板的致动而增大。与零扭矩请求相对应的踏板行进位置在本文中被称为中间踏板位置并且可以因不同车辆而异。例如，中间踏板位置可以与踏板释放时的位置相对应。替代地，中间踏板位置可以对应于踏板部分下压时的踏板位置(并且释放踏板对应于负的扭矩请求)。由于这种可变性，本文中参照扭矩请求而非踏板位置描述车辆控制器。
[0025]扭矩请求可以通过巡航控制模块或自适应巡航控制模块做出。控制器可以配置成控制车辆滑行模式的启用/停用以匹配由巡航控制模块确定的目标车辆速度。巡航控制模块可以生成正的扭矩请求以保持或匹配目标车辆速度。目标车辆速度可以用于控制车辆滑行模式的启用和/或停用。可以进行当前车辆速度与目标车辆速度之间的比较以确定何时启用和/或停用车辆滑行模式。目标车辆速度可以由驾驶员指定或可以由巡航控制模块一一例如在以自适应巡航控制模式操作时一一设定。
[0026]车辆操作数据包括表示输出扭矩的扭矩数据。输出扭矩可以对应于在变速器输出端处输送的输出扭矩。替代性地，输出扭矩可以对应于车辆分动箱或车辆差速器处的输入或输出扭矩。输出扭矩可以对应于