用于调适车辆中的巡航控制系统的设备和方法
【专利摘要】一种用于调适车辆中的巡航控制系统的设备，其中所述设备包括连接到巡航控制系统的巡航控制修改器单元，其中巡航控制修改器单元包括适于从位置源接收实际位置信息的位置输入装置、适于从地图数据库接收关于车辆的前方预定区段的道路信息的地图输入装置，其中所述设备适于根据接收的位置信息和地图信息为预定区段内的路段修改巡航控制参数。本发明的优点在于车辆的巡航控制的行为能够适应于将要出现的道路路形变化，使得能够最优化车辆的燃料消耗。
【专利说明】用于调适车辆中的巡航控制系统的设备和方法【技术领域】
[0001]根据权利要求1的前序部分，本发明涉及用于调适车辆的巡航控制系统的设备和方法。此外本发明涉及在计算机上运行计算机程序时适于在巡航控制系统中执行这种方法的所述程序，以及包括存储在计算机可读介质中的这种程序代码装置的计算机程序产品。该设备适合不同类型的车辆。
【背景技术】
[0002]为了改善驾驶员的舒适度，现代车辆通常设置有巡航控制系统。有些巡航控制系统设置有其他功能，诸如自适应控制系统，其使用距离测量工具来监测与自己车辆前方的车辆的距离，使得能够使巡航速度适应于前方车辆的速度。因为与前方车辆的最小距离将保持不变，所以这样的系统将改善巡航控制系统的安全性。如果不能保持最小距离，或者如果与前方车辆的距离以一定速率减小，有些系统也会制动车辆。巡航控制系统可以被适应，使得仅通过使用车辆的加速器或者还通过使用制动器来保持设定的速度。这在配备有辅助制动器一诸如发动机制动器和缓速器一的重型车辆中特别常见。
[0003]巡航控制系统具有调节范围，实际速度值被保持在该范围中。对于仅使用加速器保持速度的系统，可以允许百分之几的超速。通常，当速度设定为70km/h，速度可以在68km/h至72km/h之间变化。也可以为车辆设置最大允许超速值。通过这种方式，在某些情况下，例如在小下坡上行驶时，系统可以允许车辆以一定超速行驶。
[0004]当制动系统也用于保持车辆的速度时，称为制动巡航系统，对于在相当陡峭的下坡驶下的车辆，也可以允许规定的超速。允许的超速可能通过使用车辆的动量有助于保持能量。当然，必须把允 许超速的限制设定为不危及其他车辆的值。
[0005]但是有这样的情况，其中，巡航控制系统的传统调节方法不以燃料有效的方式工作。这种情况例如可能是在车辆在上坡和下坡行驶时，或者需要步速的突然变化时。
[0006]为了保存能量并改善车辆的驾驶性能，从US6374173得知使用有关地形的信息来调适车辆的巡航控制系统的系统，US6374173公开了一种监测车辆参数并计算诸如加速度这样的变量以确定车辆何时到达山顶的电子车辆系统。采取动作以改变巡航控制的操作，以避免消耗过量燃料或者在车辆下顺坡时制动。可以向驾驶员显示消息，指示驾驶员应当复位巡航设定速度。系统还可以自动复位巡航设定速度，而无需驾驶员干预。系统可以自动复位巡航设定速度，并在车辆加速时自动增加设定速度。
[0007]这种系统通过感测车辆的减速度来检测车辆到达山顶。设定巡航速度因此改变，以使车辆在到达山顶时不会尝试加速。在普通的巡航控制调节中，车辆的实际速度在到达山顶时将会降低，这将导致车辆的加速。这种系统在某些情况下可能工作良好，但是仍有改进空间。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供一种用于调适车辆的巡航控制系统的操作的改进的设备。本发明的另一目的是提供一种用于调适车辆的巡航控制系统的操作的改进的方法。
[0009]根据本发明的对问题的解决方案对于设备在权利要求1的特征部分以及对于方法在权利要求10的特征部分中描述。其他权利要求包含本发明的创造性的设备和方法的
进一步发展。
[0010]在用于调适车辆中的巡航控制系统的设备中，为了使车辆行为适应于周围环境，巡航控制修改器单元可以临时修改巡航控制参数。当巡航控制修改器单元检测到车辆前方的特定环境时，其中临时修改巡航控制参数可能有利，计算巡航控制参数的临时修改。根据修改的类型，修改可以由系统直接使用，或者修改被提供给驾驶员。驾驶员相应地选择接受修改、拒绝修改或改变修改。如果驾驶员接受建议的修改，则巡航控制将通过使用用于预定路段的修改的参数来调节。如果驾驶员拒绝建议的修改，则巡航控制将用标称设定参数继续调节。如果驾驶员改变参数，则巡航控制将通过使用用于预定路段的改变的参数来调节。
[0011]通过本设备的第一实施例，巡航控制修改器单元从定位装置接收车辆的实际位置。此外，巡航控制修改器单元从包括路况和道路特征的地图数据库接收地图信息，地图信息包括道路的高度，优选为平均海平面上的海拔高度，但是也可以使用相对高度测量。重要的是，巡航控制修改器单元能够根据高度数据来评估道路路形即将出现的变化。道路的其他条件，例如即将出现的弯道或速度限制，也可以被用于巡航控制参数的调适。接收的地图信息覆盖车辆前方的预定区段。预定区段的尺寸可以固定于合适的尺寸，也可以例如根据车辆的实际速度来设定。然后巡航控制修改器单元对预定区段内的路段计算最优化车辆行为的预测。因为巡航控制参数的修改的目的是在道路特征有较大变化时优化车辆的燃料消耗，如果预定区段较大，至少覆盖车辆前方几公里，则是有利的。然后，对于该预定区段内的路段，预测和建议对巡航控制参数的建议的修改。路段的长度是变化的，并且将依赖于路况的下一个变化。巡航控制参数的临时修改将只对于选定的路段有效。通过该路段以后，临时修改不再有效，并且巡航控制将使用标称设定巡航控制参数来继续调节。或者，可通过巡航控制修改器单元建议新的巡航控制修改。
[0012]在本发明的设备的有利发展中，设备包括用户界面，建议的修改通过该用户界面提供给驾驶员，驾驶员能够通过该用户界面给出对巡航控制修改器单元的输入。用户界面可以是车辆的驾驶员信息系统中现有的用户界面，也可以是语音操作系统。用户界面还可以设置有让驾驶员调整建议的修改的装置。通过这种方式，驾驶员不仅可以接受或拒绝建议的修改，而且驾驶员也能够使建议的修改适应驾驶员的喜好。
[0013]在用于调适车辆的巡航控制系统的方法中，包括如下的步骤:获得车辆的实际位置，对车辆前方的预定区段接收关于道路特征和道路拓扑的道路信息，通过使用实际位置和道路信息对于预定区段中的路段预测车辆行为，对于该路段计算修改的巡航控制参数，以及将计算的修改的巡航控制参数作为巡航控制系统的临时设定参数。
[0014]通过本发明的方法，能够获得车辆的巡航控制系统的最优化行为，其中巡航控制系统适应于道路特征。通过这种方式，与使用标称设定参数来调节车辆操作的巡航控制相t匕，能够降低燃料消耗。
[0015]在本发明的方法的有利发展中，
【专利附图】
【附图说明】[0016]下面将参照附图更详细地描述本发明，其中
[0017]图1示出用于调适巡航控制系统的操作的设备的示意性图示，并且
[0018]图2示出用于调适车辆的巡航控制系统的创造性方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0019]具有下述进一步发展的本发明的实施例仅视作示例，并且绝不限制由权利要求所设定的保护范围。该设备适合于各种类型的车辆，但特别适合于重型车辆，如大货车和大客车，因路况一特别是道路路形(road profile)——会在更大程度上影响重型车辆的燃料消耗。
[0020]图1示出用于根据车辆位置和地理信息调适车辆的巡航控制系统的示意性设备。设备I包括与巡航控制系统通信的巡航控制修改器装置10。巡航控制修改器装置10既可以是连接到巡航控制系统的独立控制单元，也可以例如作为软件模块集成在车辆的巡航控制系统或其他电子控制系统(ECU)中。在所述示例中，巡航控制修改器装置将被描述为经由分立的线路与其他单元通信的巡航控制修改器单元，即使是该单元实际上将通过车辆数据总线通信。通常，巡航控制系统集成在ECU中作为巡航控制程序模块。巡航控制修改器单元经由输入/输出2与巡航控制系统通信。巡航控制修改器单元还包括位置输入3和地图输入4。位置输入3用于接收车辆实际位置的信息。实际位置优选地从诸如GPS的基于卫星的定位系统来获得，但是也可以使用其他类型的位置信息。这些系统可包括基于电信基站的定位系统或者跟踪车辆行驶的系统。地图输入4用于接收地理信息，包括诸如高度和道路信息的地形学信息。该信息例如可以存储在车辆的驾驶员信息系统的地图数据库中，也可以从外部地图数据库接收。重要的是，用于向巡航控制修改器单元提供信息的地图数据库包括地形学信息，以使得能够获得车辆在实际位置的高度以及将要到达的路段的高度。
[0021]位置信息和地图信息用于评估地图上车辆的位置，以及评估路况(例如道路的路形)中即将出现的变化，速度限制的变化或者即将出现的道路弯曲。通过使用这些信息，能够评估车辆前方的路况，使得巡航控制修改器单元能够对于即将出现的路段预测最佳驾驶配置。该信息用于使巡航控制系统的行为适应前方的路况，以使得车辆的燃料消耗对应实际的路况为最优化。通过这种方式，能够预测即将出现的路况，并通过巡航控制系统以效仿有经验的驾驶员驾驶车辆的方式来调适。因为系统能够预测车辆前方的条件，所以即使是驾驶员不可见的状况也可以应对。通过这种方式，巡航控制系统的行为将效仿有经验的驾驶员在熟悉路线行驶的行为方式，其中，驾驶员也熟悉即将出现的路况。
[0022]巡航控制修改器单元也可以接收关于巡航控制系统是否激活、设定巡航速度以及设定制动巡航速度的信息。巡航控制修改器单元能够连续地计算修改的巡航控制参数并将它们发送给巡航控制系统，如果巡航控制活动(active)，则巡航控制系统可以使用它们，或者如果巡航控制非活动(deactivated),则巡航控制系统可以丢弃它们。也可能是,巡航控制修改器单元接收关于巡航控制是否活动的信息，如果前方的路况使得修改的巡航控制参数有用，才计算修改的巡航控制参数。当启动巡航控制系统时，巡航控制修改器单元将使用位置信息和地图信息来修改车辆的设定巡航速度和设定制动巡航速度。
[0023]在设备的第一示例中，激活巡航控制系统且巡航速度设定为70km/h。在本示例中，位置信息和地图信息指示车辆将通过相对小的山。根据车辆的实际速度、车辆的负荷、选择的档位和即将出现的路况，可能有以燃料有效方式通过小山的不同可能性。在本示例中，巡航控制修改器单元计算以燃料节约方式通过小山的两种不同的可能性。
[0024]对于第一种可能性，巡航控制修改器单元确定如果在上坡开始之前达到5km/h的超速，则车辆能够使用额外的动量累积来通过小山，而不必使用过量燃料或换挡。在山顶时，巡航控制修改器单元也将允许设定巡航速度低于标称值。
[0025]对于第二种可能性，不允许超速。作为代替，巡航控制修改器单元将允许用于换挡的引擎速度值临时降低，以使得不会发生自动换挡。因为巡航控制修改器单元能估计出在弓I擎速度下降过多之前会到达山顶，所以这能够被允许。
[0026]第一种可能性可能最节能，但是前方可能有其他车辆而使得不允许超速。因此，重要的是，在这种情况下巡航控制修改器单元不通过自己选择和执行动作。前方车辆的检测可通过距离测量系统执行，例如由自适应巡航控制所使用的雷达系统。也可以让车辆的驾驶员确定是否要执行建议的动作。在这种情况下，可以给驾驶员消息，例如通过显示器或语音消息。消息例如可以说:200米内超速5km/h。现在驾驶员能够通过接受建议，例如通过说“是”或者通过按按钮，来决定允许该动作。如果驾驶员没有响应建议，则其被丢弃。如果第一建议没有被接受，巡航控制修改器单元可以向驾驶员建议第二种可能性。例如根据时间压力，驾驶员可能接受这种可能性，也可能不接受。如果驾驶员拒绝巡航控制修改器单元的所有建议，则巡航控制系统将以普通方式继续工作。
[0027]不必向驾驶员提供所有建议动作。有些建议，例如涉及超速的那些建议，应当由驾驶员判定，因为他/她负责驾驶车辆。其他建议不一定都要提供给驾驶员，例如用于换挡的引擎速度或加速度变化率。在菜单系统中可能预设将哪些建议提供给驾驶员。
[0028]当车辆接近山顶时，可以向驾驶员提供新的建议。在本示例中，位置信息和地图信息指示在山脚有相对急的弯道。当通过山顶时，建议可以是允许较低的设定巡航速度，例如临时使用60km/h的设定巡航速度，以及临时允许+5km/h的制动巡航速度。通过这种方式，车辆将能够驶下山，而不必为了处理弯道而制动。驾驶员可以根据条件接受这些建议。驾驶员也可以例如根据车辆的负荷和经验决定应当修改该建议。如果负荷的重心低且路况干燥，驾驶员可以决定在通过小山时选择65km/h的临时巡航速度以及临时允许+8km/h的制动巡航速度。驾驶员可以通过使用菜单系统来输入新值。驾驶员也可能判定建议值太高，并且可以输入较低的值，例如55km/h的临时巡航速度。
[0029]能够通过巡航控制修改器单元调整的合适参数是上坡时的超速、在山顶时的低速、过度的制动巡航速度、用于自动换挡的引擎速度、在弯道时的速度，以及当车辆惯性滑行时，在所谓的eco roll功能中，在道路基本上水平时通过松离的离合器驶下时，允许比设定速度更低的速度。
[0030]该设备的优点是，车辆的操作能够适应于地理情况，并且驾驶员能够接受或拒绝每个提议的修改。通过这种方式，可能通过避免不必要的油门使用和制动来保存燃料，同时让驾驶员控制车辆。
[0031]在本发明的发展中，驾驶员接受的建议、驾驶员丢弃的建议和/或来自驾驶员的输入连同位置信息存储在存储器中。通过这种方式，能够将这些保存的值用作下一次驾驶员再次行驶相同路线时的建议。对于以相同负荷行驶相同路线的驾驶员，因此将可以个性化车辆的巡航控制系统的调适以适合于驾驶员偏好。存储的修改的巡航控制参数连同用于特定路线的车辆位置信息可以存储在路线专用存储器中。通过这种方式，可以使得数据库具有用于不同路线的修改参数。如果驾驶员再次行驶特定路线，就可以调出用于该特定路线的修改参数。
[0032]通过将用于不同特定路线的修改值存储在数据库中，至少如果车辆来自同一制造商，则对于一运输公司可以将修改值用于车队中所有车辆的特定路线。也可以存储修改值，使得可以在不同品牌的车辆中使用它们。这样做的一个优点是，车辆的操作不取决于特定驾驶员，这意味着驾驶常规路线的新驾驶员或替代驾驶员能够像常规驾驶员一样实现相同的燃料消耗。使用存储值的其他优点是，在存储了这些值时，巡航控制修改器单元不需要地图信息。通过这种方式，得到新路线合同的运输公司，为了最优化巡航控制系统的调适，可以让有经验的驾驶员在该路线行驶一次或几次。之后，任何驾驶员都可以用基本上相同的燃料消耗在该路线行驶。此外，对于运输公司或者对于独立公司，可以为特定路线提供适应表。
[0033]在进一步的发展中，巡航控制修改器单元还可以在巡航控制系统非活动时向驾驶员提供信息。通过使用上述示例，系统可以给予驾驶员关于即将出现的小山和下坡之后的弯道的信息，使得驾驶员能够使用该信息来调适车辆的速度。对于首次行驶该路线的驾驶员，以及对于路段要做出速度判定时有些状况或障碍不可见的情况下，这是有利的。通过这种方式，有经验的驾驶员也可以降低燃料消耗。巡航控制修改器单元也可以给出对于给定的上坡使用哪个档位的信息，使得驾驶员能够提前准备上坡。当巡航控制系统非活动时给予驾驶员的信息也可以基于为特定路线存储的修改参数。
[0034]图2示出根据本发明用于调适车辆中的巡航控制系统的方法的示意性流程图。
[0035]在步骤100中，获得车辆的实际位置。可以从诸如GPS的基于卫星的定位系统或者其他位置信息系统获得实际位置。
[0036]在步骤110中，获得车辆前方预定区段的地理信息，包括诸如高度和道路特征的地形学信息。该信息例如可以从车辆的驾驶员信息系统中存储的地图数据库获得，也可以从外部地图数据库获得。重要的是，地图数据库包括地形学信息，使得能够获得实际位置中车辆的高度以及将要到达的路段的高度。
[0037]在步骤120中，对于预定区段中的路段预测车辆行为。预测基于例如连同车辆的实际速度和车辆负荷一起获得的位置信息和地理信息来计算。计算的车辆行为的预测与用于巡航控制系统的设定速度参数相比较。
[0038]根据计算的预测，获得巡航控制参数的修改。在步骤130中，该修改既可以由巡航控制系统直接使用，也可以提供给车辆的驾驶员。如果计算的修改不同于标称巡航控制参数，则可以直接丢弃该修改。有些修改可以由巡航控制系统直接使用，有些要求提供给驾驶员。
[0039]在步骤140中，驾驶员给出关于建议修改的输入。使用驾驶员信息系统的菜单系统，驾驶员可以接受、拒绝或改变建议的参数。如果在规定的时间间隔里驾驶员没有给出输入，系统把这种情况检测为拒绝。驾驶员可以通过使用菜单系统调整建议的参数，使得驾驶员能够精细调节车辆的行为。
[0040]在步骤150中，如果驾驶员接受建议的修改，或者如果通过巡航控制系统直接使用修改，对于即将出现的路段，把建议的参数用作巡航控制系统的临时设定参数。如果驾驶员调整参数，对于该路段，把调整的参数用作巡航控制系统的临时设定参数。如果驾驶员拒绝该建议，对于该路段，将使用巡航控制系统的标称设定参数。
[0041]在步骤160中，当车辆已经通过该路段时，即，对于该路段，已经使用临时设定参数修改车辆行为时，临时巡航控制参数被复位并且标称设定巡航控制参数被再次使用。系统将同时获得新的地理信息和新的位置信息。如果前方的路况使得标称巡航控制参数够用，就继续使用它们。
[0042]系统将继续接收地理信息以及车辆的位置。当检测到巡航控制参数的修改是有利的新情况时，系统会向驾驶员建议新的修改。
[0043]在步骤170中，在存储器中存储修改的巡航控制参数和车辆位置。修改的巡航控制参数既可以是系统建议的参数，也可以是驾驶员给出的调整值。通过存储车辆位置和巡航控制参数，获得用于特定路线的数据库。该数据库能够在下一次车辆行驶相同的路线时使用。
[0044]这使得系统考虑由驾驶员做出的修改，并改进将来的建议。
[0045]本发明不应视为限于上述实施例，在后附权利要求的范围内可以有很多附加的变化和修改。
[0046]附图标记列表:
[0047]1:用于调适巡航控制参数的设备
[0048]2:用户界面
[0049]3:位置输入装置
[0050]4:地图输入装置
[0051]5:存储器
[0052]6:巡航控制
[0053]7:位置数据
[0054]8:地图数据
[0055]10:巡航控制修改器单元
【权利要求】
1.一种用于调适车辆中的巡航控制系统的设备(1)，其中所述设备包括连接到巡航控制系统(6)的巡航控制修改器单元(10)， 其中所述巡航控制修改器单元(10)包括适于从位置源(7)接收实际位置信息的位置输入装置(3)、适于从地图数据库(8)接收关于所述车辆的前方预定区段的道路信息的地图输入装置(4)， 所述设备的特征在于:所述设备适于根据接收的位置信息和地图信息为所述预定区段内的路段修改巡航控制参数。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于:所述设备还包括用户界面装置(2)，所述用户界面(2)适于向驾驶员提供建议的修改以及接收来自所述驾驶员的输入。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于:所述用户界面(2)设置有使所述驾驶员调整所述建议的修改的装置。
4.根据前述权利要求任一项的设备，其特征在于:所述巡航控制参数包括巡航速度、制动巡航速度、加速度以及换挡引擎速度。
5.根据前述权利要求任一项的设备，其特征在于:所述设备还包括用于存储修改的巡航控制参数以及车辆位置信息的装置。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于:用于特定路线的存储的修改的巡航控制参数以及车辆位置信息被存储在路线专用存储器中。
7.根据权利要求5或6的设备，其特征在于:存储的修改的巡航控制参数以及车辆位置信息适于由运输车队中的若干不同车辆使用。
8.包括根据前述权利要求任一项所述设备的车辆。
9.一种用于调适车辆的巡航控制系统的方法，包括以下步骤: 获得所述车辆的实际位置， 对所述车辆的前方的预定区段，接收关于道路特征和道路拓扑的道路信息， 通过使用所述实际位置和所述道路信息，对所述预定区段内的路段预测车辆行为， 对所述路段计算修改的巡航控制参数， 把所计算的修改的巡航控制参数用作所述巡航控制系统的临时设定参数。
10.根据权利要求9的方法，进一步包括以下步骤: 向所述驾驶员提供计算的巡航控制参数的修改， 获得来自所述驾驶员的输入， 如果所述驾驶员同意建议的修改，则把所述建议的修改用作所述巡航控制系统的临时设定参数。
11.根据权利要求10的方法，进一步包括以下步骤: 读取来自所述驾驶员的包含调整的修改参数的输入， 把调整的修改用作所述巡航控制系统的临时设定参数。
12.根据权利要求9至11任一项的方法，其特征在于:在所述车辆已经通过所述路段之后，所述临时设定参数被复位。
13.根据权利要求9至12任一项的方法，其特征在于:所述方法进一步包括存储所述修改的巡航控制参数以及车辆位置的步骤。
14.一种计算机程序，所述计算机程序包括在计算机上运行所述程序时用于执行权利要求9至13任一项的所有步骤的程序代码装置。
15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的、在计算机上运行所述程序产品时用于执行权利要求9至13任一项的所有步骤的程序代码装置。
【文档编号】B60W30/14GK103813952SQ201180073289
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2011年9月6日 优先权日:2011年9月6日
【发明者】安德斯·埃里克松, 约翰·比耶内顿 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司