用于控制机动车辆的方法与流程

本发明涉及用于控制机动车辆的方法和设备。本发明还涉及计算机程序、计算机可读介质和机动车辆。

背景技术：

现代机动车辆通常设有用于控制车辆速度的巡航控制。通常，车辆的驾驶员选择设定速度，此后自动维持该设定速度。旨在通过根据前方道路的特性来调整驾驶以降低油耗的节油巡航控制变得越来越普遍。例如，通过考虑关于车辆前方路段的地形信息，可以在例如上坡坡道之前暂时增加车辆速度，从而可以避免或延迟降档至较低的变速器模式。以这种方式，可以降低总能量消耗。也可以考虑关于沿车辆前方路段的道路曲率和法定速度限制的信息。

一些机动车辆还装备有下坡速度控制，即，被配置成自动接合辅助制动器的速度控制，并且在有利的情况下，当车辆速度在下坡坡道中超过设定制动速度时，启动向较低档位的换挡，其中设定制动速度应被理解为定义的阈值速度，在在下坡中行进时，超过该阈值速度将自动制动机动车辆。通常，制动速度被设定为略高于调节车辆速度的巡航控制的设定速度的值。例如，如果巡航控制的设定速度是80km/h，则制动速度可以设定为83km/h。如果机动车辆正在下坡中行进并加速以使得达到制动速度，则接合一个或多个辅助制动器(诸如，减速器或形式为压缩释放制动器或排气制动器的引擎制动器)，以使得车辆速度被维持在制动速度处或以下。以这种方式，就可以避免在下坡坡道中对机动车辆进行手动制动。

然而，在某些下坡坡道中，机动车辆的辅助制动器的制动功率不足以防止车辆速度增加到制动速度以上。相反，机动车辆将加速并达到过高的车辆速度。在这样的情况下，驾驶员可能被迫使用车辆的主制动器(通常是车轮制动器)手动制动车辆。因此，自动速度控制被中断，这可能导致能量消耗增加，因为驾驶员可能会将机动车辆制动到低于必要的车辆速度。此外，使用车轮制动器的手动制动在某些情况下可能会导致车轮制动器过热的风险增加，而这与安全风险有关。这还可能导致车轮制动器的磨损增加。

如果驾驶员想要在下坡坡道中重新启动自动速度控制，则必须首先达到期望的车辆速度。为了避免再次发生相同的情况，驾驶员还必须手动地将下坡速度控制的制动速度降低到可以在当前下坡坡道中维持的合适值。

技术实现要素：

实现用于控制机动车辆的方法和设备是合期望的，所述方法和设备克服或至少减轻了上述问题。特别地，有利的是，提供这种可用于控制机动车辆的制动和/或车辆速度的方法和设备，以使得可以将车辆速度自动维持在下坡坡道中的期望车辆速度以下，从而可以更容易地避免手动制动，并由此可以改善驾驶舒适性。

为了更好地解决这些问题，提供了如独立权利要求中所限定的方法和设备。

根据一个方面，提供了用于控制机动车辆的方法，该方法包括：

-检索与沿着机动车辆的预期行进路线的道路坡度有关的道路坡度数据，

-至少基于检索到的道路坡度数据和机动车辆的质量，模拟制动功率相关变量的所需值，需要该所需值以防止机动车辆的车辆速度在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上，

-确定机动车辆的至少一个辅助制动器的制动功率相关变量的可用值，

基于制动功率相关变量的确定可用值和制动功率相关变量的模拟所需值，在进入下坡坡道之前控制机动车辆的车辆速度和/或至少一个制动致动器，以使得车辆速度不会在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上。

根据另一方面，提供了被配置用于控制机动车辆的设备，该设备被配置成：

-检索与沿着机动车辆的预期行进路线的道路坡度有关的道路坡度数据，

-至少基于检索到的道路坡度数据，模拟制动功率相关变量的所需值，需要该所需值以防止机动车辆的车辆速度在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上，

-确定机动车辆的至少一个辅助制动器的制动功率相关变量的可用值，

基于制动功率相关变量的确定可用值和制动功率相关变量的模拟所需值，控制机动车辆的车辆速度和/或至少一个制动致动器，以使得车辆速度不会在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上。

通过根据本发明的方法和设备，可以预测机动车辆的一个或多个辅助制动器的可用制动功率(或制动力或制动扭矩)将是否足以防止车辆速度在即将到来的下坡坡道中增加到期望车辆速度以上。如果不足，则自动地控制机动车辆，以使得可以将车辆速度保持在该期望车辆速度以下，优选地不必使用机动车辆的车轮制动器。以这种方式，降低了驾驶员需要在下坡坡道中或进入下坡坡道之前干预和手动制动机动车辆的风险。除了改善驾驶舒适性之外，由于降低了车轮制动器退化的风险，根据本发明的方法和设备还有助于改善车轮制动器的安全性和使用寿命。

特别地但非排他性地，根据本发明的方法和设备适用于重型货车，诸如卡车或公共汽车。

在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。

将认识到的是，参考本发明的方法方面描述的所有实施例也可适用于本发明的设备方面。也就是说，该设备可以被配置成执行所述实施例的方法步骤中的任何一个方法步骤。

从以下描述中，将会出现本发明的实施例的其他有利特征以及优点。

定义

本文中所指的机动车辆是指由内燃机和/或电动机驱动的机动车辆。

制动功率相关变量是指制动功率、制动力或制动扭矩。为了便于理解，在示例中，该变量将被称为制动功率，但应当理解的是，它可以是上述变量中的任何一个。

附图说明

下面将通过示例并参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的方法的流程图，

图2图示出根据本发明的实施例的方法的示例，以及

图3示意性地示出用于执行根据本发明的实施例的方法的控制单元。

具体实施方式

在图1中示意性地图示出了根据本发明的实施例的用于控制机动车辆的方法。

在步骤101中，检索与沿着机动车辆的预期行进路线的道路坡度有关的道路坡度数据。由此可以确定沿着预期行进路线(例如，车辆紧前方的路段或距离较远的路段)的道路坡度。可以以各种不同的方式获得道路坡度数据。例如，可以基于地图数据(例如，包含地形信息的数字地图)并结合定位信息(例如，gps(全球定位系统)信息)来确定道路坡度。该定位信息可以用于确定机动车辆相对于地图数据的定位，从而可以从地图数据中提取道路坡度。当今各种巡航控制系统都使用地图数据和定位信息。然后，这样的系统可以提供根据本发明的方法所需的地图数据和定位信息，从而最小化确定道路坡度所涉及的附加复杂度。还可基于雷达信息、相机信息或来自另一车辆的信息来获得道路坡度数据。也可以从先前存储在车上的定位信息和道路坡度信息中，或者从与预期行进路线有关的交通系统获得的信息中检索道路坡度数据。在车辆之间存在信息交换的系统中，还可以使由一辆车辆估得的道路坡度直接或经由诸如数据库等的中间单元对其他车辆可用。

在步骤102中，至少基于检索到的道路坡度数据和机动车辆的质量，模拟制动功率相关变量的所需值，需要该所需值以防止机动车辆的车辆速度v在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上。在这种情况下，机动车辆的质量可以是测量出的或以其他方式确定的，例如可以是估得的机动车辆的总质量。通常可以基于来自车辆悬架的信息或者基于机动车辆的测得或估得的惯性矩，通过质量估计算法来确定质量。在模拟所需的制动功率时，还可以考虑其他变量，诸如空气阻力、滚动阻力和动力传动系摩擦。

在步骤103中，确定机动车辆的至少一个辅助制动器的制动功率相关变量的可用值。例如，如果在步骤102中模拟出了所需的制动功率，则在该步骤中确定一个或多个辅助制动器的可用制动功率。(一个或多个)辅助制动器可以是减速器、压缩释放制动器和/或排气制动器。所述辅助制动器也可以是机动车辆的可逆电动机，当用作发电机时，该可逆电动机对机动车辆具有制动作用。该可用制动功率应当优选是被确定为在即将到来的下坡坡道中可用的制动功率。可以基于车辆数据来确定制动功率相关变量的可用值，该车辆数据至少包括引擎速度和机动车辆的冷却系统内的至少一个温度。车辆速度v可以影响可用制动功率，并且由此也可将车辆速度v考虑在内，例如，通过基于机动车辆在下坡坡道中的模拟车辆速度v来确定可用制动功率。对于某一车辆速度，可以通过选择合适的档位来控制引擎速度。

在步骤104中，基于制动功率相关变量的确定可用值和制动功率相关变量的模拟所需值，控制机动车辆的车辆速度v和/或至少一个制动致动器，以使得车辆速度v不会在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上。所述至少一个制动致动器在本文中优选地是控制所述至少一个辅助制动器的至少一个制动致动器。

控制车辆速度v和/或至少一个制动致动器可以优选地包括：在进入下坡坡道之前，自动调整机动车辆的自动速度控制的设定点，其中自动速度控制可以是巡航控制或下坡速度控制。因此，在没有驾驶员干预的情况下，可以将设定点设置为确保车辆速度v可以在下坡坡道中维持在预设期望车辆速度处或以下。优选地，考虑到制动功率相关变量的确定可用值，可以将设定点设置为与可能的最高车辆速度相对应的值，以便实现尽可能节能的制动。也就是说，将设定点设置为在这样的情况下尽可能高的值。

控制机动车辆的车辆速度v和/或至少一个制动致动器可以包括：在进入下坡坡道之前，降低车辆速度v。如果制动功率相关变量的确定可用值小于制动功率相关变量的模拟所需值，则优选地执行上述步骤，以便降低所需的制动功率。在进入下坡坡道之前降低车辆速度v在许多情况下是优选的，这使得当机动车辆开始在没有来自机动车辆传动系的驱动扭矩的情况下加速时，车辆速度相对较低。以这种方式，可以延迟或者在一些情况下可以避免下坡坡道中的制动。

在本文中，“在进入下坡坡道之前”可以被解释为：在进入机动车辆前方的与机动车辆当前行进的路段相比下坡倾斜角度更大的路段之前。例如，当确定在机动车辆前方的特别陡峭的路段上可用制动功率将小于所需制动功率时，机动车辆可能已经进入了倾斜角度相对小的下坡坡道中。在这种情况下，可以在进入特别陡峭的路段之前降低车辆速度v。

降低车辆速度v可以例如包括：启动所述至少一个制动致动器、使机动车辆凭惯性前进(即断开机动车辆的引擎)和驱动(motoring)机动车辆中的至少一个。可使用所述至少一个制动致动器来将一个或多个辅助制动器或车轮制动器(如必要的话)用于制动机动车辆。可以基于例如所需的制动量和与即将到来的下坡坡道相距的距离来选择用于降低车辆速度的适当方法。

降低车辆速度v还可以包括：

-确定低到足以防止车辆速度在即将到来的下坡坡道中增加到预设期望车辆速度以上的下坡坡道入口速度，

-自动将车辆速度控制到所确定的下坡坡道入口速度。

该下坡坡道入口速度应理解为机动车辆进入下坡坡道时的车辆速度v。在这种情况下，可以通过自动速度控制或通过另一电子控制单元来控制车辆速度v。

降低车辆速度v还可以包括：至少基于制动功率相关变量的模拟所需值和制动功率相关变量的确定可用值，确定将车辆速度控制到所确定的下坡坡道入口速度的位置或时间点。从而可以改善速度降低的时机。在所确定的位置、时间点处，将车辆速度控制到所确定的下坡坡道入口速度。

将车辆速度v自动控制到所确定的下坡坡道入口速度可以包括：将所确定的下坡坡道入口速度设置为控制车辆速度的巡航控制的参考速度vref。巡航控制的参考速度vref应理解为巡航控制将车辆速度v控制到的实际速度设定点。参考速度vref可以偏离由车辆驾驶员设定的设定速度vset，偏离量取决于例如车辆的性能模式。在所确定的位置或时间点处，参考速度可以被设置为所确定的下坡坡道入口速度。根据例如机动车辆的所选性能模式，参考速度也可以逐渐降低。

预设期望车辆速度可以对应于机动车辆的下坡速度控制的预设制动速度vdhsc，其中该预设制动速度是在其以上则下坡速度控制自动启动至少一个制动致动器的速度。下坡速度控制被配置成当车辆速度在下坡坡道中超过预设制动速度时，通过自动接合至少一个辅助制动器来控制下坡车辆速度。制动速度vdhsc既可以由诸如距离控制器或旨在最小化燃料消耗的预测控制器的系统自动设置，也可以经由一些接口由机动车辆的驾驶员手动设置。制动速度vdhsc通常通过其自己的专用按钮或开关进行设置。制动速度也可以被设置为相对于巡航控制的设定速度vset具有一偏移量。在这种情况下，如果改变巡航控制的设定速度，则绝对制动速度会自动改变以保持该偏移量。如果制动功率相关变量的确定可用值小于制动功率相关变量的模拟所需值，则该方法可以包括将下坡速度控制的预设制动速度vdhsc降低到调整制动速度值。由此，如果发现制动功率不足以将车辆速度v维持在当前的预设制动速度以下，则调整制动速度。由此增加了使用辅助制动器将车辆速度v维持在预设期望车辆速度以下的可能性，因为在制动致动器被启动之前仅允许机动车辆加速到调整制动速度。当机动车辆接近下坡坡道的终点时，制动速度vdhsc可被再次重置为其原始较高的值，以使得机动车辆可以以尽可能大的车辆速度离开下坡坡道，从能量效率的角度来看，这是有益的。因此，该方法可以包括：确定将制动速度重置为其原始值的合适时间点。该时间点应当被选择成使得车辆速度可以被维持在制动速度的原始值处或以下，而不必手动制动机动车辆。

降低预设制动速度vdhsc可以包括：

-确定调整制动速度值，所述调整制动速度值低到足以防止车辆速度在即将到来的下坡坡道中增加到所述调整制动速度值以上，

-确定将预设制动速度vdhsc降低到调整制动速度值的位置或时间点。

可以立即或经过一定延迟将制动速度vdhsc设置为调整制动速度值。如果可能，也可以将制动速度缓慢地调整到较低的制动速度值。可以根据例如机动车辆的性能模式来设置用于降低制动速度的合适策略。

该方法可以进一步包括：

-确定将启动所述至少一个制动致动器的位置或时间点，

-在所确定的位置或时间点处，启动所述至少一个制动致动器。

如果制动功率相关变量的确定可用值至少等于制动功率相关变量的模拟所需值，则可以优选地执行上述步骤。在这种情况下，预计制动功率足以在即将到来的下坡坡道中制动机动车辆。因此，启动制动致动器时的位置或时间点可以在下坡坡道内。通过以这种方式控制接合(一个或多个)制动致动器的位置或时间点，可以实现机动车辆的最佳制动。此外，如果制动功率相关变量的确定可用值小于制动功率相关变量的模拟所需值，则确定启动制动致动器的位置或时间点可以是有用的。在这种情况下，可以在进入下坡坡道之前的位置或时间点处启动制动致动器。

在图2所示的示例中，根据本发明的实施例的方法是在行进在道路5上并接近下坡坡道2的机动车辆1中执行的，其中机动车辆1包括设备6，该设备6被配置用于执行根据本发明的实施例的方法。在图2中，上部曲线描述了车辆速度v，而下部曲线示出了道路的高度h，两者都是行进距离d的函数。

机动车辆1装备有具有80km/h的设定速度vset的巡航控制。机动车辆进一步装备有下坡速度控制，其预设制动速度vdhsc为90km/h(虚线)。当机动车辆在平坦路段3上行进时，巡航控制将车辆速度v(实线)控制到80km/h，即巡航控制的参考速度vref(点划线)与其设定速度vset一致。机动车辆1还装备有形式为减速器和引擎制动器(未示出)的辅助制动器。

在步骤101中，在机动车辆1的设备6中检索道路坡度数据，并且确定机动车辆1正在接近下坡坡道2。在步骤102中，模拟所需的制动功率，即，将车辆速度v维持在下坡坡道2中的90km/h的制动速度以下所需的制动功率。在步骤103中，在机动车辆1以其当前车辆速度进入下坡坡道的情况下，确定辅助制动器的可用制动功率。将可用制动功率和所需制动功率相比较，并且发现，如果机动车辆1继续以80km/h的当前车辆速度行进到下坡坡道2中，则可用制动功率不足以将车辆速度v维持在90km/h的制动速度vdhsc以下。在这种情况下，当机动车辆进入坡道时，车辆速度v将开始增加，并且当车辆速度v达到90km/h时，将启动制动致动器，从而接合辅助制动器。然而，辅助制动器的制动功率不足以维持车辆速度v，因此，车辆速度v将继续增加到90km/h以上。因此，驾驶员将不得不使用车轮制动器来手动制动机动车辆。因此，通过将车辆速度v控制到机动车辆1的设定速度vset和性能模式下的最低可能值，即，通过将巡航控制的参考速度vref设置为尽可能低的值(即，设置为低到足以能够将车辆速度v维持在下坡坡道2中的制动速度vdhsc处或以下的下坡坡道入口速度)，在进入下坡坡道之前降低车辆速度。在下坡坡道2中，当机动车辆1达到制动速度vdhsc时，制动致动器被启动，并且机动车辆1可以安全地沿着坡道2往下行进而不会超过制动速度vdhsc。

机动车辆1现在接近第二更陡的坡道4。确定了，如果机动车辆1继续以80km/h的当前车辆速度行进到下坡坡道中，则可用制动功率不足以将车辆速度v维持在90km/h的预设制动速度vdhsc以下。因此，通过降低巡航控制的参考速度vref，在到达下坡坡道4之前降低车辆速度v。此外，将预设制动速度vdhsc降低到制动速度(虚线)的调整值，该值低到足以能够在下坡坡道4中维持车辆速度v。例如，可以将制动速度vdhsc设置为85km/h的调整值。由此，在下坡坡道4中，制动致动器将被更早启动，并且车辆速度v将停止增加并且维持在85km/h的制动速度vdhsc的调整值以下。随着车辆接近下坡坡道4的终点，制动速度vdhsc再次被设置为90km/h的原始值，以使得机动车辆可以以尽可能大的车辆速度v(即90km/h)离开下坡坡道4。无需手动制动。

本领域技术人员将认识到，根据本发明的实施例的方法可以在计算机程序中实现，该计算机程序包括当在计算机中执行时致使计算机执行该方法的指令。该计算机程序通常采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品包括在上面存储有计算机程序的合适的计算机可读数字存储介质。所述计算机可读数字存储介质包括合适的存储器，例如，rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除prom)、闪速存储器、eeprom(电可擦prom)、硬盘单元等。

根据本发明的设备6，其适于执行根据本发明的方法的上述步骤，其可以包括一个电子控制单元或被配置成控制机动车辆1的不同部分的两个或更多个协作的电子控制单元。图3非常示意性地图示出了形成根据本发明的实施例的设备的一部分的这种电子控制单元30。控制单元30包括用于执行计算机程序的执行装置31，诸如中央处理器单元(cpu)。执行装置31通过数据总线33与例如ram类型的存储器32通信。控制单元30还包括例如形式为闪速存储器或rom、prom、eprom或eeprom类型的存储器的非暂时性数据存储介质34。执行装置31通过数据总线33与数据存储介质34通信。包括用于实现根据本发明的实施例的方法的计算机程序代码的计算机程序被存储在数据存储介质34上。

当然，本发明不以任何方式限制于上述实施例，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离如所附权利要求中定义的本发明的范围的情况下，对实施例进行修改的许多可能性是显而易见的。