变速器控制系统的制作方法

变速器控制系统的制作方法
【专利摘要】一种用于选择在一路段的行程内车辆中的变速器模式的方法和系统，其中，所述车辆在这一路段之前已经应用了滑行，并且其中，针对所述路段定义了所述车辆的实际速度应当保持在其下的最高容许速度Vmax。根据本发明，基于道路斜率来对所述车辆中的齿轮箱的可能齿轮位置的未来速度轮廓曲线Vsim_Gear进行模拟，其中，所述道路斜率是由地图数据与定位信息相结合获得的，并且其中，所述模拟在所述路段处于所述车辆的前方时模拟所述车辆在所述路段的行程内的实际速度。接下来，实施对是否建议中止所述滑行以支持所述可能齿轮位置的评估，其中，如果所述未来速度轮廓曲线的最高值Vsim_Gear_max超过了所述最高容许速度Vmax，那么认为所述可能齿轮位置是可取的。之后，在对变速器模式的选择中使用所述评估。
【专利说明】变速器控制系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及如专利的权利要求1的前序部分中所要求保护的选择变速器模式的方法以及涉及如专利的权利要求26的前序部分中所要求保护的选择变速器模式的系统。
[0002]本发明还涉及实施根据本发明的方法的计算机程序和计算机程序产品。

【背景技术】
[0003]对于诸如小汽车、卡车和公共汽车之类的机动车而言，燃料成本代表着车辆所有者或用户的重要开销。对于运输公司而言，例如，除了购买车辆的成本之外，车辆运行的主要支出项目由车辆驾驶员报酬、维修成本和车辆推进器的燃料构成。这里，燃料成本可能对运输公司的赢利性造成非常大的影响。因而，人们开发出了很多不同的系统来减少燃料消耗，例如，有燃料效率的发动机和节省燃料的巡航控制装置。
[0004]图1通过示意性表示示出了车辆100中的传动系。所述传动系包括内燃机101，其按照常规方式经由来自内燃机101的输出轴102，并且通常经由飞轮借助于离合器106连接至齿轮箱103的输入轴109。例如，离合器106可以由自动控制离合器构成，并且经由控制单元700 (图7)受到车辆控制系统的控制。控制单元700也可以控制齿轮箱103。
[0005]这里将齿轮箱103示意性地示作了一个单元。但是，齿轮箱103实际上也可以由多个相互作用的齿轮箱构成，例如，量程齿轮箱、主齿轮箱和分尚齿轮箱，它们沿车辆的传动系布置。齿轮箱可以包括适当数量的齿轮位置。在现代的用于重型车辆的齿轮箱中，通常具有十二个前进档，两个倒车档和一个空档位置。如果齿轮箱103实际上如上文所述由多个部分齿轮箱构成；那么这十二个前进档分布在量程齿轮箱中的两个齿轮、主齿轮箱中的三个齿轮和分离齿轮箱中的两个齿轮当中，它们一起构成了十二个齿轮位置(2X3X2 =12)。车辆100还包括驱动轴104、105，它们连接至车辆的驱动轮110、111，并且经由诸如常规差动装置的轮轴齿轮装置108受到来自齿轮箱103的输出轴的驱动。
[0006]车辆100还包括各种不同的制动系统，例如，常规的常用制动系统，其可以包括(例如)挨着每一轮布置的具有相关制动衬片(未示出)的制动盘。可以在来自巡航控制的指令的基础上对发动机101加以控制，从而保持恒定的实际车辆速度和/或改变实际车辆速度，从而获得在合理的速度限制内优化的燃料消耗。发动机101也可以受到车辆驾驶员的控制。


【发明内容】

[0007]例如，在下坡过程中，或者在车辆必须降低其实际速度的情况下，历史上是通过降低对正发动机转矩的请求或者是借助于拖滞实现燃料节约的。降低对正发动机转矩的请求是指通过(例如)降低发动机101中的燃油喷射降低内燃机经由驱动轮输送的行进方向的驱动力，由此降低燃料消耗。
[0008]拖滞是指在关闭向内燃机的燃料供应的同时采用闭合传动系，S卩，在内燃机101连接至车辆的驱动轮110、111的情况下驱动车辆。这种类型的措施的一个优点在于，由于关闭向内燃机的燃料供应，因而内燃机的消耗也等于零。但是所述措施还意味着将通过传动系由车辆的驱动轮驱动内燃机101，从而实现所谓的“拖滞”，其中，内燃机的内部损耗引起制动作用，即，对车辆进行发动机制动。
[0009]尽管降低请求的发动机转矩和拖滞降低了燃料消耗，但是这一降低并不总是优化的，首先是因为不管怎样降低的发动机转矩一般都将消耗比所需的更多的燃料，其次是因为拖滞还提供了对车辆的发动机制动，其在燃料上不经济。
[0010]另一种降低燃料消耗的方式是使车辆滑行，如下文所述，所述的滑行要么利用齿轮箱103中的空档齿轮位置，要么利用断开的离合器。
[0011]通过利用滑行实现了比拖滞更进一步的燃料消耗降低，因为在将发动机速度降至最低的同时消除了发动机制动。
[0012]能够在发动机101运行或关闭的情况下实现滑行。如果发动机101正在运行，那么在常规车辆中只有在不对车辆制动或者将不必对车辆制动的情况下滑行才是有利的，其在先前已知的解决方案中使得滑行具有次最佳有利性。
[0013]本发明的一个目的在于提供应用滑行时的有利性，因而实现对车辆驾驶的总体改口 ο
[0014]这一目的是通过根据权利要求1的特征部分所述的上述方法来实现的。这一目的还是通过根据权利要求26的特征部分的系统来实现的。所述目的还是通过上述计算机程序和计算机程序产品来实现的。
[0015]通过利用本发明实现了所述目的，即，提高应用滑行时的有利性。
[0016]在利用本发明的情况下，一旦确立了滑行是无利的和/或将是无利的就中止滑行。根据本发明，与先前已知的解决方案相比，更加确切地确定了滑行是否为无利的和/或是否将为无利的。能够对滑行加以控制，只有在实际有利时才利用滑行，其中，减少了发生滑行将会不利的情况，例如，在将对车辆制动时，车辆的驾驶员能够通过直觉正确地感觉到这一点。驾驶员对所述滑行功能的认识提高时，对所述滑行功能的利用程度也将提高，其将总从总体上降低车辆内的燃料消耗。换言之，通过使对滑行的控制更加正确而降低了燃料消耗。这一更加正确的控制还可以使得驾驶员提高对控制系统的利用，其将进一步降低燃料消耗。
[0017]通过利用本发明获得了对在车辆前方的路段的行程内是应当继续应用滑行还是应当利用某一齿轮位置的非常准确并且采用了详实的信息的选择。对滑行或齿轮位置的这一选择的目的在于尽可能降低发动机速度，因而节省燃料。由于如上文所述滑行只有在将不必对车辆制动时才有利，因而重要的是准确地预测/预见车辆在其前方的路段的行程内是否将要制动。
[0018]根据本发明，相对于可能齿轮位置实施对车辆实际速度的未来速度轮廓曲线Vsime■的模拟，其将使得所述系统对车辆在其前方路段的行程内如何运转产生非常好的控制。所述的实际速度的未来速度轮廓曲线Vsime■是以道路斜率为基础的，所述道路斜率是由地图数据和定位信息的结合获得的或者是由车辆在实施模拟时遇到的道路斜率获得的。因而，由驾驶情况是否将导致减速度而构成了非常准确的预测。这一准确的预测使得系统能够对是继续还是中止滑行做出正确的判断。
[0019]本发明尤其适用于齿轮箱中的较高档位，根据一个实施例，所述可能齿轮位置构成了齿轮箱的最高可能齿轮位置，其中，未来速度轮廓曲线Vsiy的模拟构成了基于该最高可能齿轮位置的模拟。
[0020]可以在不向车辆增添复杂性的情况下实施本发明，其至少部分原因在于本发明利用了在车辆的其他系统中已经可得的数据，例如车辆中的巡航系统可用的道路斜率信息。
[0021]本发明既可以用于踏板驾驶中(即，在驾驶员亲自调节向发动机的转矩请求的驾驶中)，也可以用于巡航控制驾驶中。这里的以及文中的踏板驾驶一词基本上包括所有类型的适于调节转矩需求的控制机制，例如，气动踏板或人工节流装置。

【专利附图】

【附图说明】
[0022]下文将基于附图更加详细地说明本发明，在附图中，将等同的附图标记用于等同的部分，并且:
[0023]图1通过示意性表示示出了示范性车辆的各个部分，
[0024]图2通过示意性表示示出了行驶情况，
[0025]图3示出了表示根据发动机速度的发动机摩擦力的曲线图，
[0026]图4示出了根据本发明的模拟的例子，
[0027]图5示出了根据本发明的方法的流程图，
[0028]图6示出了根据本发明的模拟的例子，
[0029]图7示出了根据本发明的控制单元。

【具体实施方式】
[0030]图2通过示意性表示示出了能够应用本发明的行驶情况的例子，所述行驶情况为下坡然后上坡。也可以在其他行驶情况下应用本发明，例如，假设发生了速度的提高，其可能发生在平坦路面上。但是，出于教导的原因，这里将采用图2的行驶情况描述滑行的原理。
[0031]对于图2中的车辆而言，能够针对所述行驶情况建立这样的能量关系:
[0032]mgh = (l/2mv22-l/2mv12) + (fair+Frr+Feng+Fgb+Faxle/nav).s 方程 I
[0033]其中:
[0034]-mgh是车辆的势能；
[0035]_l/2mv22是车辆上到坡顶时的动能；
[0036]_l/2mVl2是车辆处于坡底时的动能；
[0037]-Fair是车辆的空气阻力；
[0038]-Frr是车辆的滚动阻力；
[0039]4_是发动机摩擦力；
[0040]4#是齿轮箱摩擦力；
[0041 ] -Faxwnav是后轮轴、密封和轮轴轴承中的摩擦力；
[0042]-S是坡顶和坡底之间的进行距离。
[0043]从方程I可以看出，若干力Fail.、Fct、Fmg、Fgb和F axWnav阻逆着车辆的运行。
[0044]图3示出了卡车发动机的发动机摩擦力的例子。这里可以看出对应于遏制车辆的运动的发动机摩擦力Fmg的负转矩随着发动机101的转速的提高而增大(注意，y轴在图3中具有负标度)。相反，发动机的降低的转速将为发动机摩擦力Fmg赋予降低的力，即降低的负转矩，这正是本发明所利用的。
[0045]在本文中滑行的意思是车辆的发动机101与车辆的驱动轮110、111脱离，S卩，断开传动系。驱动轮110、111与发动机101的这一脱离又称为传动系的断开，例如，其可以通过将齿轮箱103设置到空档位置或者通过断开离合器106实现。换言之，在滑行过程中基本上没有力从发动机101传输至驱动轮110、110。因而本文中将车辆100处于移动当中时发动机101从车辆100的驱动轮110、111上的脱离称为滑行。
[0046]滑行使得对阻逆车辆移动的力显著降低，因为此时实现发动机摩擦力Fmg的力降到了基本等于零(O)的值。因而，滑行能够借助于这一阻逆车辆的阻力的降低显著降低燃料消耗。但是，在某些滑行情况下，必须向发动机提供空转燃料，以避免其停转，而在其他情况下则能够允许发动机停转。
[0047]结果是，从燃料的角度来讲，采用断开的传动系，即通过滑行模式驱动车辆往往比采用拖滞(dragging)，即比在断开向发动机101的燃料供应的同时使传动系闭合的时候更加有利。其原因是在使内燃机脱离时保持内燃机运行所需的有限燃料量与这样的事实相抵了，即车辆在(例如)已经越过了下坡时能够以脱离的内燃机继续行驶较长的距离。其原因尤其在于，与在无燃料供应的情况下采用闭合传动系驱动车辆的时候相比，当车辆在内燃机脱离的情况下受到驱动时将在(例如)下坡上取得更高的速度。
[0048]此外，在滑行当中，在车辆的内燃机从驱动轴上脱离时，遏制车辆的驱动的力将降低，因为没有了遏制车辆前进的发动机制动力。其使得车辆的减速更慢，例如，在车辆达到下坡的尾端时，这意味着常常能够在下坡结束之后在相对较长的距离内利用滑行。因此获得了显著的燃料消耗的降低。
[0049]根据本发明，确定何时，即在什么样的时机上应当利用某一可能的齿轮位置中止滑行，以及对于一路段而言这一滑行的中止将给车辆的实际速度轮廓曲线造成怎样的影响。
[0050]为了能够对此做出判定，在车辆中的齿轮箱的可能的齿轮位置的基础上模拟车辆前方的路段的车辆实际速度的未来速度轮廓曲线Vsim_Gear。
[0051]因而，将模拟实施为，使其建立在车辆的当前位置和状况的基础上，并且能够借由所述路段而前瞻，其中，所述模拟是在所述路段的道路斜率以及齿轮箱的可能的齿轮位置的基础上做出的。通过地图数据与定位信息相结合或者通过车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率获得所述路段的斜率。
[0052]例如，可以在车辆中按照预定的频率实施模拟，例如，按照IHz的频率，这意味着每秒都有一个新的模拟结果出炉。实施模拟的路段包括车辆前方的预定部分，例如，其可以具有l_4km的长度。可以将所述路段看作是要对其实施模拟的车辆前方的视野所及。
[0053]除了上文指出的道路斜率和齿轮箱的可能齿轮位置的参数之外，所述模拟还可以基于驾驶方法、当前实际车辆速度、发动机的至少一个特征(例如最大和/或最小发动机转矩)、车辆重量、空气阻力、滚动阻力、齿轮箱中和/或传动系的齿轮比以及车轮半径中的一者或多者。
[0054]能够通过很多种不同的方式获得模拟所基于的道路斜率。可以在地图数据(例如，来自包括地形信息的数字地图)和定位信息(例如，GPS信息(全球定位系统))的结合的基础上确定道路斜率。借助于定位信息能够建立车辆相对于地图数据的位置，因而能够从地图数据提取道路斜率。
[0055]在很多现代巡航控制系统中，都在巡航控制中采用地图数据和定位信息。因而，这样的系统能够向本发明的系统提供地图数据和定位信息，其作用在于使得确定道路斜率的所增加的复杂性降至最低。
[0056]可以通过估算车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率获得模拟所基于的道路斜率。有很多种方式估算这一电路斜率，例如，基于车辆的发动机转矩，基于车辆加速度，基于加速度计，基于GPS信息，基于雷达信息，基于摄像机信息，基于来自另一车辆的信息，基于早前存储在车辆内的道路斜率信息和定位信息或者基于获取自交通系统的与所述路段相关联的信息。在利用车辆之间的信息交换的系统中，也可以直接地或者通过诸如数据库等的中间单元使某一车辆估算出的道路斜率为其他车辆所用。
[0057]在假设利用齿轮箱的可能齿轮位置的基础上实施模拟。对于可能的齿轮位置而言，例如，对于齿轮箱103中的每一齿轮而言，存在与这一齿轮相关联的参数，例如，齿轮比、效率和最大容许转矩，还存在与根据转速的发动机拖曳转矩相关联的参数。这些参数中的一者或多者能够构成针对可能的齿轮位置所做的未来速度轮廓曲线Vsim 的模拟的输入数据。
[0058]根据本发明，使针对车辆中的齿轮箱的可能齿轮位置模拟的未来速度轮廓曲线Vsim—e_与车辆的实际速度在所述路段的行程内不应超过的最高容许速度Vmax进行比较。在图4中示意性地示出了所述比较。这里在所述路段之前，即在第一时刻Tl之前车辆已经应用了滑行。
[0059]此时在与所述最高容许速度Vmax的比较的基础上评估是否建议中止这一滑行以支持可能的齿轮位置。如果模拟的未来速度轮廓曲线Vsim—的最高值V sim_Gear_max?iiT最高容许速度Vmax，那么建议中止滑行，S卩，所述的可能齿轮位置被认为是可取的。
[0060]在图4中的非限制性例子中示出了针对齿轮箱的可能齿轮位置模拟出的未来速度轮廓曲线Vsimto,的图示，其具有的最高值Vsimto, max大于最高容许速度V_。因而，对于这一例子而言，将建议中止滑行，其还意味着将推荐使用所述可能的齿轮位置。
[0061]如果对于这一例子而言针对齿轮箱的可能齿轮位置模拟出的未来速度轮廓曲线Vsim—e_反而小于贯穿所述路段的最高容许速度Vmax，那么将建议继续滑行。
[0062]图5示出了根据本发明的方法的流程图。在所述方法的第一步骤501中，实施针对车辆100前方的路段的未来速度轮廓曲线Vsim e■的模拟，其中，所述未来速度轮廓曲线vsim—的模拟是以齿轮箱103中的可能齿轮位置和道路斜率为基础的。在所述路段处于车辆100的前方的第一时刻Tl上实施模拟，并在道路斜率的基础上计算即将到来的所述路段的行程内的车辆实际速度Vart，所述道路斜率是通过地图数据与定位信息相结合而获得的，或者是由车辆在第一时刻Tl遇到的道路斜率获得的。
[0063]根据一个实施例，在模拟当中还考虑所采取的驾驶方法，其中，驾驶方法可以包括巡航控制驾驶、采用拖曳转矩的驾驶、根据任意转矩轮廓曲线的驾驶和气动踏板驾驶。所述模拟也可以考虑一个或多个车辆参数，例如，车辆重量。
[0064]在所述方法的第二步骤502中，评估是否建议中止滑行。如果模拟的未来速度轮廓曲线Vsim fcm的最高值V sim—max超过了最高容许速度V _，那么建议中止滑行。换言之，如果模拟的未来速度轮廓曲线Vsim e■超过了最高容许速度Vmax，那么建议采用齿轮箱103的所述可能齿轮位置。也可以将其表达为应当中止滑行，因为滑行不再适用。如果所述最高容许速度Vmax在这里被模拟出的未来速度轮廓曲线V sim e_超过，那么系统将认识到即使车辆采用啮合的齿轮进行发动机制动也将超过所述最高容许速度Vmax，这是应当中止滑行的清晰指示。因而，在这种情况下建议中止滑行。
[0065]在所述方法的第三步骤中，接下来在第二方法步骤502中的评估的基础上选择变速器模式。通常这里选择在第二方法步骤502中被认为可取的变速器模式。因而，如果在评估当中认为所述的可能齿轮位置可取，那么将选择其作为所述变速器模式。如果尚未认为所述的可能齿轮位置可取，那么继续滑行。根据一个实施例，由控制系统本身选择要在车辆当中采用的变速器模式。根据另一实施例，控制系统借助于显示单元将适当的变速器模式呈现给驾驶员，尔后驾驶员将有机会选择是否将采用所呈现的变速器模式。
[0066]在本文当中，变速器模式一词包括滑行以及齿轮箱中的齿轮位置，滑行构成了想像的/假想的最高齿轮位置，选择较低的变速器模式构成了这一滑行的中止。换言之，这里实施从想象/假想最高齿轮位置向实际齿轮位置的降速变换，其中，例如，所述实际齿轮位置可以构成齿轮箱103中的较高档位中的任何一者。
[0067]根据本发明，通过使要在车辆100中采用的变速器模式的选择基于针对可能齿轮位置的未来速度轮廓曲线Vsim的模拟，能够对变速器模式做出事实晓谕的选择。通过采用本发明，还提供了正确地中止滑行的可能性，因为模拟是在较长的时间段内做出的。以前的已知解决方案一直是基于已经做出了判定的精确点上的情形，从燃料的角度其经常导致错误地中止滑行，或者中止得比最佳情况要晚。因此，与以前已知的解决方案相比，本发明能够提供更大的燃料节约。
[0068]能够在向发动机101人工请求转矩的过程当中，即，在踏板驾驶或者巡航控制驾驶当中采用根据本发明的变速器模式的选择。
[0069]可能齿轮位置在本文当中基本上可以构成齿轮箱103中任何档位，只要该档位在车辆的实际速度上和/或在针对所述驾驶情况请求的发动机转矩上可用即可。这里针对齿轮箱103中的至少一个档位实施未来速度轮廓曲线Vsim 的模拟。
[0070]但是，本发明尤其适用于齿轮箱103中的较高档位，尤其适用于其最高档，例如，如果齿轮箱103总共具有十二个用于车辆的前进行驶的档位，那么尤其适用于第十二档。
[0071]根据本发明的一个实施例，因而所述可能齿轮位置构成了该最高可能齿轮位置。这里对未来速度轮廓曲线Vsimfcm的模拟构成了基于该最高可能齿轮位置的模拟。
[0072]所述可能齿轮位置通常依赖于下述参数中的一者或多者:发动机101的转速、齿轮箱103中的齿轮比、发动机101的特征。
[0073]根据一个实施例，在实施模拟时，可以至少基于第一时刻T1上的车辆实际速度Vact确定所述可能齿轮位置。
[0074]根据另一实施例，至少在预测车辆的实际速度Vac;t将在所述路段的行程内如何变化的模拟出的未来速度轮廓曲线Vsim fcm的基础上确定可能齿轮位置。
[0075]根据本发明的一个实施例，评估模拟出的未来速度轮廓曲线Vsim fcm是否超过最高容许速度Vmax的时间窗口局限于第一时间段T 12。第一时间段T12从对于所述算法而言经常构成当前时刻并且在其上实施模拟的第一时刻T1开始延续至后面的第二时刻T 2。在根据这一实施例的评估当中，如果在这一第一时间期间T12中其高处值V siy _超过了最高容许速度Vmax，那么认为所述可能齿轮位置是可取的。对于图4中的非限制性例子而言，由于模拟未来速度轮廓曲线Vsim 在第一时间段T 12中低于最高容许速度Vmax，因而滑行因此一直没有中止。
[0076]根据一个实施例，第二时刻T2，因而第一时间段T12的末尾构成了模拟未来速度轮廓曲线Vsim fcm降至针对所述路段定义的最低容许速度Vmin以下的时刻。
[0077]根据一个实施例，如果贯穿所述路段的模拟未来速度轮廓曲线Vsim fcm大于针对所述路段定义的最低容许速度Vmin，那么第二时刻T2将构成所述路段中的最后时刻，即第一时间段T12与所述路段一样长。
[0078]根据一个实施例，最低容许速度Vmin的值(即最低容许速度Vmin的水平)与车辆的当前实际速度Vart相关联。根据一个实施例，最高容许速度Vmax的幅值与车辆的下坡速度控制速率(downhill speed control velocity)Vdhs。相关联。
[0079]根据一个实施例，可以至少部分地基于与巡航控制系统相关联的信息，例如，基于巡航控制系统的设定速度Vsrt，即驾驶员选择的速度或者基于所述巡航控制系统用来控制速度调节器的参考速度确定最低容许速度V min和/或最高容许速度V max的幅值。也可以通过巡航控制系统实现最低容许速度Vmin和/或最高容许速度Vmax的确定，并且使其可为本发明的系统所用。
[0080]根据本发明的一个实施例，使根据本发明的系统至少部分地与车辆中的巡航控制系统的巡航控制逻辑集成。因而，能够通过车辆的巡航控制逻辑控制最低容许速度Vmin和/或最高容许速度Vmax。例如，智能巡航控制在下坡之前就降低车速，因为虽然如此车辆在下坡过程中仍然会加速。根据本实施例，所述巡航控制还可以触发最低容许速度Vmin的降低，由此延长处于滑行模式和/或处于车辆的最高可能档位内的时间。例如，如果最低容许速度Vmin与参考速度V M相关联，就能够实现最低容许速度Vmin的降低，其中，所述参考速度是面对下坡的巡航控制要降低的目标值，并且所述最低容许速度Vmin的调节是自动获得的。例如，所述最低容许速度Vmin能够构成参考速度Vref的一定百分比。
[0081]一般可以基于很多种不同的方法确定本发明所采用的速度极限值，即最低容许速度Vmin和/或最高容许速度V_。例如，这些极限值可以是由驾驶员提供的，可以构成车辆实际速度U的一定百分比，可以构成车辆巡航控制系统的设定速度Vsrt的一定百分比，和/或可以基于车辆的驾驶历史。例如，可以通过利用在车辆前进过程中更新的自适应算法考虑驾驶历史。
[0082]作为非限制性例子，可以援引下述值，可以将这些值用于本文中的速度极限值:
[0083]-Vmin= 82km/h 或者 V min= 0.98 X V set km/h ；
[0084]-Vmax= 90km/h 或者 V max= 1.06 X V set km/h 或者 Vmax= 0.995 X V dhsc, km/h ；
[0085]-Vlim= 85km/h 或者 V min= IXVset km/h。
[0086]作为非限制性例子，可以援引这样的设置，即第一时间段T12可用具有长度T12 =10秒。
[0087]可以动态地改变最低容许速度Vmin和/或最高容许速度Vmax，对于不同的变速器模式它们可以具有不同的值。
[0088]如前所述，能够基于地图数据和定位信息确定道路斜率。如果这样的数据不可得，那么所述模拟可以基于车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率的估值。由于所述模拟的准确性较低，而且在幅值上存在更高的分歧性，因而其对最低容许速度Vmin和最高容许速度Vmax的幅值提出了更高的要求。此外，根据本发明的一个实施例，能够缩短视野的长度，即所述路段，以应对这些变异。
[0089]在采用车辆在所述模拟本身当中遇到的道路斜率来近似所述路段的道路斜率时，将会下坡和缓的情况下获得最佳结果。如果道路斜率(例如)使得模拟未来速度轮廓曲线Vsim—处于其容许范围内，即处于最低容许速度V min和最高容许速度V _之间，那么和缓下坡对于滑行而言将是理想的。
[0090]在当前斜率的基础上模拟未来速度轮廓曲线的一个优点在于，能够将相同的算法既用于无法取得未来道路斜率的道路和车辆，又用于能够取得将来道路斜率的道路和车辆。此外，所述模拟利用了速度相关项，例如，空气阻力和发动机转矩，因而即使不了解未来的道路斜率也能够很好地估算出车辆从这一点向前的运转状态如何。
[0091]根据本发明的一个实施例，针对车辆100前方的路段实施对未来速度轮廓曲线Vsim的一次或多次模拟已经选择了在所述路段之前，即在第一时刻T i之前就已经应用了的滑行，其中，针对至少一个未来速度轮廓曲线Vsim所做的模拟是以道路斜率以及车辆的变速器模式为基础的。图6示出了这样的模拟的例子。这里，可以实施针对齿轮箱103中的各个档位、针对断开的离合器106和/或齿轮箱103中的空档齿轮位置实施一次或多次模拟。根据一个实施例，在模拟当中还考虑所采取的驾驶方法，其中，驾驶方法可以包括巡航控制驾驶、采用拖曳转矩的驾驶、根据任意转矩轮廓曲线的驾驶和气动踏板驾驶。所述模拟也可以考虑一个或多个车辆参数，例如，车辆重量。
[0092]接下来，评估与至少一个模拟未来速度轮廓曲线Vsim相关联的变速器模式的适用性。这里，如果相关模拟未来速度轮廓曲线Vsim在整个第二时间段T i，3内大于上文所述的最低容许速度Vmin，那么认为变速器模式适用，所述第二时间段IV3从另一实施模拟时的第一时刻T1,延续至后面的第三时刻τ3。这里，所述另一第一时刻IV通常不与上文所述的第一时刻T1重合。
[0093]尔后，基于所述评估选择所要采用的变速器模式。这里通常选择被认为适于的变速器模式。根据本发明的一个实施例，这里如果某一用于滑行的变速器模式适用，那么选择这样的模式。否则选择针对被认为适用的齿轮位置的变速器模式。根据一个实施例，由控制系统本身选择要在车辆当中采用的变速器模式。根据另一实施例，控制系统借助于显示单元将适当的变速器模式呈现给驾驶员，尔后驾驶员将有机会选择是否将采用所呈现的变速器模式。适用/适当变速器模式在本文中是可用的变速器模式，而所选择的最高适用变速器模式则构成推荐变速器模式。
[0094]根据一个实施例，对第三时刻[加以选择，从而使得第二时间段Tr3对应于应当利用某一档位以避免不协调的换挡的最小/最短容许时间段。不协调的换档这里包括以相对较高的频率在不同的档位/变速器模式之间转换。因而，第二时间段IV3所具有的长度确保驾驶员不必经受不必要的频繁并且恼人的换档。
[0095]本领域技术人员将认识到也可以通过计算机程序实现根据本发明的用于选择变速器模式的方法，所述程序在计算机内运行时指示所述计算机运行所述方法。所述计算机程序通常是由存储在数字存储介质上的计算机程序产品703构成的，其中，所述计算机程序包含在计算机程序产品的计算机可读介质上。所述计算机可读介质包括适当的存储器，例如:ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦PR0M)、闪速存储器、EEPROM (电可擦PR0M)、硬盘单元等。
[0096]图7通过示意性表示示出了控制单元700。控制单元700包括计算单元701，其基本上可以由任何适当类型的处理器或微计算机构成，例如，用于数字信号处理的电路(数字信号处理器，DSP)或者具有预定的特殊功能的电路(专用集成电路ASIC)。计算单元701连接至布置在控制单元700中的存储单元702，所述存储单元为计算单元701提供(例如)计算机单元执行计算所需的存储程序代码和/或存储数据。还将计算单元701布置为将计算的部分或最终结果存储到存储单元702内。
[0097]此外，控制单元700设有接收和发送输入和输出信号的装置711、712、713、714。这些输入和输出信号可以含有波形、脉冲或其他属性，用于输入信号的接收的装置711、713能够将其作为信息进行检测，并且能够将其转换成能够由计算单元701处理的信号。之后，使这些信号可为计算单元701所用。将用于输出信号的发送的装置712、714布置为对接收自计算单元701的信号进行转换，从而通过(例如)对所述信号进行调制而建立输出信号，可以将所述信号发送至车辆当中的其他部分和/或系统。
[0098]与所述用于接收和发送输入和输出信号的装置的连接中的每者可以由电缆；数据总线，例如CAN总线(控制器区域网总线)、MOST总线(面向媒体的系统的传输总线)；或者其他某种总线构造；或者无线链接中的一者或多者构成。本领域技术人员将认识到上文所述的计算机可以由计算单元701构成，上文所述的存储器可以由存储单元702构成。
[0099]现代化车辆内的控制系统通常由含有一条或多条数据总线的通信总线系统构成，所述通信总线用于链接若干电子控制单元(ECU)或控制器以及位于车辆上的各种部件。这样的控制系统可以包括大量的控制单元，可以将具体功能的责任分配到不只一个控制单元内。因而所示类型的车辆往往包括显著多于图7所示的数量的控制单元，这是本领域技术人员所熟知的。
[0100]在所示的实施例中，在控制单元700内实施本发明。但是，本发明也可以全部或者部分地在车辆当中已经存在的一个或多个其他控制单元中实现，或者可以在某一专用于本发明的控制单元中实现。
[0101]根据本发明的一个方面，提供了一种用于在车辆当中选择变速器模式的系统，其中，所述系统包括被布置为针对齿轮箱的可能齿轮位置模拟未来速度轮廓曲线Vsimfcm的模拟单元。在所述路段位于车辆前方时实施这一模拟，这一模拟是以道路斜率为基础的，其将产生车辆在所述路段的行程内的实际速度。通过地图数据与定位信息相结合或者通过车辆在所述模拟实例中遇到的道路斜率获得所述道路斜率。
[0102]所述系统还包括评估单元，其被配置为评估是否应当推荐在所述路段之前中止所采用的滑行，以支持可能齿轮位置。如果未来速度轮廓曲线的最高值Vsim e_max超过了最高容许速度Vmax，那么所述的可能齿轮位置被认为是可取的，S卩，建议中止滑行。
[0103]所述系统还包括使用单元，其被布置为利用评估单元实施的评估为车辆选择变速器模式。
[0104]根据本发明的一个实施例，通过所述控制系统选择要由车辆采用的变速器模式。
[0105]本发明的另一实施例致力于为车辆驾驶员提供支持其在驾驶车辆时做出决定的信息，所述适用单元包括显示器。如果建议中止滑行，那么将这一显示单元布置为呈现可能齿轮位置。因此，这里做出有关驾驶员应当采用哪种变速器模式的判决。
[0106]优选将显示单元布置为与车辆内的用户接口集成或者与之相邻，结果是使适于使用的变速器模式的显示可被驾驶员清楚地看到。
[0107]指示器的显示可以具有很多种不同的设计。例如，所述显示由一个或多个用于变速器模式的指示器构成，例如，标记、数字、字母、符号、图案、图形、颜色、动画和声音。
[0108]所述系统，即所述模拟单元、评估单元、适用单元以及对于某些实施例而言的显示单元被设计为能够实现根据本发明的方法的所有上文所述的实施例。
[0109]当然，本领域技术人员将认识到本文当中已经引用的速度和速度限制值具有等价值，可以将其转换成转速或转速极限值或者转矩或转矩极限值。类似地，本领域技术人员将认识到在距离、实际和速度之间具有充分已知的关系，因而文中引用的时间和时间段在位置和距离当中具有等价值。
[0110]本领域技术人员还将认识到，可以根据本发明的方法的不同实施例修改上文的系统。本发明还涉及机动车1，例如卡车或公共汽车，其包括至少一个根据本发明的用于变速器模式的系统。
[0111]本发明不限于上文所述的本发明的实施例，而是涉及并且包括处于所附独立权利要求的范围内的所有实施例。
【权利要求】
1.一种用于选择在一路段的行程内车辆(100)中的变速器模式的方法，其中，所述车辆(100)在所述路段之前已经应用了滑行，并且其中，针对所述路段定义了最高容许速度Vmax，所述车辆(100)的实际速度应当保持在所述最高容许速度Vmax以下；其特征在于: -基于道路斜率来对所述车辆(100)中的齿轮箱(103)的可能齿轮位置的未来速度轮廓曲线Vsim 进行模拟，其中，所述道路斜率是从地图数据与定位信息的结合获得的，或者是从实施所述模拟时所述车辆(100)遇到的道路斜率获得的，并且其中，所述模拟在所述路段处于所述车辆(100)的前方时模拟所述车辆(100)在所述路段的所述行程内的实际速度； -对是否建议中止所述滑行以支持所述可能齿轮位置进行评估，其中，如果所述未来速度轮廓曲线的最高值Vsim e_ max超过了所述最高容许速度V _，则认为所述可能齿轮位置是可取的； -在所述变速器模式的所述选择中使用所述评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果在从实施所述模拟的第一时刻T1延续至后面的第二时刻T2的第一时间段T 12期间所述未来速度轮廓曲线的所述最高值V sim _超过了所述最高容许速度Vmax，则所述评估认为所述可能齿轮位置是可取的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二时刻T2构成了所述未来速度轮廓曲线Vsim—落到针对所述路段定义的最低容许速度V min以下的时刻。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，如果所述未来速度轮廓曲线Vsim 在整个所述路段内都超过了针对所述路段定义的最低容许速度Vmin，则所述第二时刻T2构成了所述路段的最后时刻。
5.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其中，至少部分地基于与所述车辆(100)中的巡航控制系统相关联的信息来确定所述最低容许速度Vmin的幅值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，对所述最低容许速度Vmin的所述幅值的所述确定是由所述巡航控制系统来实现的。
7.根据权利要求5-6中任一项所述的方法，其中，所述最低容许速度Vmin的所述幅值与由所述巡航控制系统采用的参考速度相关联。
8.根据权利要求5-6中任一项所述的方法，其中，所述最低容许速度Vmin的所述幅值与所述车辆(100)的当前实际速度vac;t相关联。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中，动态地改变所述最低容许速度Vmin的所述幅值。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述最高容许速度Vmax的所述幅值与所述车辆(100)的下坡速度控制速率Vdhs。相关联。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，可以在所述路段的所述行程内动态地改变所述最高容许速度Vmax的所述幅值。
12.根据权利要求ι-ll中任一项所述的方法，其中，当实施所述至少一次所述模拟时，所述可能齿轮位置至少取决于所述车辆在第一时刻T1的实际速度。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述可能齿轮位置至少取决于所述未来速度轮廊曲线
14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法，其中，所述可能齿轮位置取决于以下组中的至少一个参数: -所述车辆中的发动机的转速； -所述齿轮箱的齿轮比；以及 -所述车辆中的发动机的特征。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述可能齿轮位置构成了最高可能齿轮位置，并且所述未来速度轮廓曲线Vsim 是基于所述最高可能齿轮位置的模拟。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，在向所述车辆(100)中的发动机(101)人工请求转矩的情况中，采用对所述变速器模式的所述选择。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，在所述车辆(100)的巡航控制驾驶中，采用对所述变速器模式的所述选择。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中，所述道路斜率是由巡航控制系统提供的，所述巡航控制系统在所述巡航控制中采用地图数据和定位信息。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中，当所述道路斜率与所述车辆(100)实质上在实施所述模拟的第一时刻Tl处所遇到的道路斜率相对应时，基于以下组内的至少一个信息类型来确定所述道路斜率: -基于雷达的信息； -基于摄像机的信息； -从所述车辆(100)以外的车辆获得的信息； -早前存储于所述车辆(100)中的道路斜率信息和定位信息；以及 -从与所述路段相关联的交通系统获得的信息。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中，根据下述组内的至少一项来确定最低容许速度Vmin和所述最高容许速度Vmax的至少其中之一: -基于驾驶员的至少一个输入； -基于所述车辆(100)的实际速度Vact; -基于所述车辆(100)中的巡航控制系统的设定速度Vsrt;以及 -基于适用于所述车辆(100)的早前驾驶的自适应算法。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的方法，其中，所述模拟基于包括以下的组内的至少一项的驾驶方法: -巡航控制驾驶； -采用拖曳转矩的驾驶； -根据任意转矩轮廓曲线的驾驶；以及 -人工驾驶。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，其中，对所述变速器模式的所述选择是通过所述车辆(100)内的控制单元(700)在所述可能齿轮位置已经被认为是可取的情况下选择所述可能齿轮位置来实现的。
23.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，其中，对所述变速器模式的所述选择包括:所述车辆(100)中的控制单元(700)在所述可能齿轮位置被认为可取的情况下选择将所述可能齿轮位置呈现给所述车辆(100)的驾驶员。
24.一种包括程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机中被运行时，所述程序代码指示所述计算机运行如权利要求1-23中任何一项所述的方法。
25.一种计算机程序产品，其包括计算机可读介质和根据权利要求24所述的计算机程序，其中，将所述计算机程序结合到所述计算机可读介质中。
26.—种用于选择在一路段的行程内车辆(100)中的变速器模式的系统，其中，所述车辆(100)在所述路段之前已经应用了滑行，并且其中，针对所述路段定义了最高容许速度Vmax，所述车辆(100)的实际速度应当保持在所述最高容许速度Vmax以下；其特征在于: -模拟单元，所述模拟单元被布置为基于道路斜率来对所述车辆(100)中的齿轮箱(103)的可能齿轮位置的未来速度轮廓曲线Vsim 进行模拟，其中，所述道路斜率是从地图数据与定位信息的结合获得的，或者是从实施所述模拟时所述车辆(100)遇到的道路斜率获得的，并且其中，所述模拟在所述路段处于所述车辆(100)的前方时模拟所述车辆(100)在所述路段的所述行程内的实际速度； -评估单元，所述评估单元被布置为评估是否建议中止所述滑行以支持所述可能齿轮位置，其中，如果所述未来速度轮廓曲线的最高值Vsim e_max超过了所述最高容许速度V _，则认为所述可能齿轮位置是可取的； -使用单元，所述使用单元被布置为在所述变速器模式的所述选择中使用所述评估。
27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述使用单元包括显示单元，所述显示单元被布置为在所述可能齿轮位置已经被认为可取的情况下将所述可能齿轮位置呈现给所述车辆(100)的驾驶员。
【文档编号】B60W30/18GK104471288SQ201380034444
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】O·约翰松, M·奥格伦, F·罗斯 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司