[发明专利]用于控制至少一个速度调节器的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制根据权利要求1的前序部分的至少一个速度调节器的方法以及用于控制根据权利要求24的前序部分的至少一个速度调节器的系统。

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

在机动车(例如，小汽车、卡车和公共汽车)中，通常通过调节器，即所谓的速度调节器来控制发动机系统，所述调节器可以位于车辆的发动机控制单元内，但是也可以位于车上的别处。速度调节器调节发动机系统所需的转矩且所述转矩通常随着时间的推移而变化，例如，在不得不改变车辆速度时或者车辆将要上坡或下坡时。

图1a示意性地示出了重型车辆100(例如，卡车、公共汽车等)的例子。所示出的车辆包括前面的一对轮子111、112以及后面的一对牵引轮113、114。所示出的车辆还包括具有发动机系统130的动力传动系，其以常规方式通过来自所述发动机系统的输出轴102(例如经由离合器106)连接至齿轮箱103。

来自齿轮箱103的输出轴107通过诸如常规差速器的末端齿轮118以及连接至所述末端齿轮的驱动轴104、105驱动牵引轮113、114。发动机系统130可以配备有涡轮单元131。

现在，巡航控制在诸如小汽车、卡车和公共汽车之类的机动车中很常见。巡航控制的一个作用在于通过调整发动机转矩而避免减速度或者在车辆因其自身重量而加速的情况下向下坡运行施加制动作用，由此获得均匀的预定车辆速度。巡航控制的更为一般的目的在于为车辆驾驶员提供方便的驾驶和更高的舒适性。

图1a和图1b示意性地示出了巡航控制系统及其功能的部分，其中，具有巡航控制110的机动车的驾驶员通常选择他/她希望车辆在平路上保持的设定速度v_set。之后，巡航控制110将参考速度v_ref，即目标速度v_des传送至速度调节器120，其中，可以将所述速度看作是车辆速度的设定点值。速度调节器采用参考速度v_ref来确定向车辆的发动机系统130要求的转矩M。所要求的该转矩M的结果是车辆因此而采取的实际速度v_act。

因此，可以将设定速度v_set看作是巡航控制的输入信号，并将参考速度vref看作是巡航控制的输出信号，所述参考速度v_ref被用作通过速度调节器对发动机加以控制的目标速度v_des。换言之，这里的参考速度v_ref起着车辆速度的设定点值的作用，且文中又将其称为目标速度v_des。

本领域技术人员将认识到还可以通过驾驶员的命令替代巡航控制110。因而，作为驾驶员操作车辆的控制，例如，诸如加速踏板等之类的加速控制的结果，也可以将目标速度v_des传送至速度调节器120。

在今天的常规巡航控制(CC)当中，参考速度v_ref与系统的用户(例如，车辆的驾驶员)选择的设定速度v_set等同。因此，这些CC抱持对应于驾驶员选择的设定速度v_set的恒定参考速度v_ref。这里，参考速度v_ref的值只有在行程当中受到用户调整时才发生变化。

现在有被称为经济巡航控制的巡航控制，例如，Ecocruise等，其尝试估算当前行驶阻力，还知道历史行驶阻力，并允许参考速度v_ref不同于驾驶员所选择的设定速度v_set。文中将允许这样的差异的巡航控制称为参考速度调节巡航控制。

存在各种类型的调节器。这里，我们将描述PID调节器的功能和算法，但是本领域技术人员将认识到其他类型的调节器或者调节器变型将按照类似的方式工作。可以针对所有这样的其他类型的调节器或者调节器的变型来实施本发明。

PID调节器是在预期输出信号r(t)和实际输出信号y(t)之间的差e(t)的基础上向系统(例如发动机系统130)提供输入信号u(t)的调节器，其中，预期输出信号r(t)在本说明书中对应于目标速度v_des，实际输出信号y(t)在本说明书中对应于实际速度vact。在下文参考的情况当中，根据下式e(t)＝r(t)-y(t)：