用于预测性换挡和集成式预测性巡航控制的系统和方法技术方案

一种控制系统、设备和方法通过根据当前和前瞻路线状况确定当前和未来的发动机功率需求来集成车辆速度管理和车辆的预测性换挡，以改善所述车辆的性能、驾驶性能和/或燃料经济性，这通过经由静态校准表和常规的换挡策略的常规的挡位状态选择对于其是可实现的。车辆参考速度的选择响应于挡位选择以提供增加的燃料经济性、减少的行程时间或其组合。

System and Method for Predictive Shift and Integrated Predictive Cruise Control

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于预测性换挡和集成式预测性巡航控制的系统和方法
技术介绍
本公开涉及包括集成式预测性换挡和预测性巡航控制管理(“PGSPCCM”)的车辆系统设备、方法和系统。传统上，配备有常规自动变速器的车辆通过预先编程到变速器控制单元中的静态校准(即，查找)表来执行挡位选择。因此，在某些条件下，车辆的驾驶性能、性能、行程时间和燃料经济性可能受到校准的挡位选择的负面影响。例如，在常规的变速器控制下，当车辆开始爬坡或下坡时，变速器通常不在当前动力需求的正确挡位中。在车辆已经开始爬坡的情况下，传动装置通常过高并且因此车辆因为车辆动力不足而失去速度。作为响应，常规的变速器控制单元将使变速器降挡以获得更大的动力并恢复到期望的或设定的巡航速度。通过这种转换，当车辆动力提高以重新获得期望的速度时，车辆由于在负载下的换挡而失去额外的速度，从而进一步影响驾驶性能和燃料经济性。此外，在常规的车辆速度控制下，无论发动机是否在或将要在当前的发动机功率和转速要求下在有效区域中操作，控制器通常都试图维持车辆设定速度。已经提出了寻求改变常规变速器换挡行为的某种预测性换挡(“PGS”)。同样已经提出了寻求改变常规巡航控制行为的某些预测性巡航控制(“PCC”)提议。然而，PGS和PCC控件的集成和交互继续带来许多未满足的挑战，包括关于车辆系统的操作效率的那些挑战。仍然非常需要本文公开的设备、方法和系统。说明性实施方案的公开内容出于促进对所公开的本专利技术的原理的理解的目的，现在将参考附图中展示的实施方案，并且将使用具体语言来描述它们。然而，应理解，并非从而旨在限制本专利技术的范围。本专利技术所涉及的本领域技术人员通常会设想到，在本文中考虑具有本公开的益处的所示实施方案中的任何改变和进一步修改以及如本文所示的本专利技术原理的任何其他应用。
技术实现思路
某些实施方案包括独特的车辆系统，其包括PGSPCCM控件。某些实施方案包括独特的PGSPCCM控制方法。某些实施方案包括实施PGSPCCM控件的独特的电子控制系统。根据以下描述和附图，其他实施方案、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。附图说明图1是包括PGSPCCM控件的示例性车辆系统的示意图。图2描绘了展示了采用PGSPCCM控件的车辆的速度和挡位状态改变的曲线图。图3是示例性PGSPCCM控件的框图。图4是PGS控件与PCC控件之间的示例性交互以及操作PGSPCCM控件的车辆系统的操作行为或结果的框图。图5是可包括在示例性PGSPCCM控件中的示例性PGS控件方面的框图。图6是可包括在示例性PGSPCCM控制方法中的示例性PGS控制方法方面的流程图。图7描绘了展示了采用某些PGS控件方面的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，所述方面可包括在PGSPCCM控件中以避免预测的回拖(lugback)。图8描绘了展示了采用某些PGS控件方面的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，所述方面可包括在示例性PGSPCCM控件中以基于前瞻坡度升挡到更高挡位。图9描绘了展示了采用某些PGS控件方面的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，所述方面可包括在示例性PGSPCCM控件中以基于前瞻坡度升挡到更高挡位。图10描绘了展示了基线换挡计划对可用性能改进的影响的曲线图。图11描绘了展示了较为保守的基线换挡计划对可用性能改进的影响的曲线图。图12描绘了展示了下PCC车辆速度阈值的变化对性能和燃料经济性的影响的曲线图。图13是可在示例性PGSPCCM控件中实施的示例性PGS控件方面的框图。图14是可包括在示例性PGSPCCM控制方法中的示例性PGS控制方法方面的流程图，其中PGS控制模式的选择是基于车辆是否在不可接受的车辆速度下降的情况下被预测为功率受限。图15描绘了展示了采用示例性PGS控件方面的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，所述方面可在示例性PGSPCCM控件中实施以基于前瞻坡度提供动力传动系统效率换挡。图16描绘了展示了采用示例性PGS控件方面的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，所述方面可在示例性PGSPCCM控件中实施以基于前瞻坡度提供动力传动系统效率换挡。图17示出了用于仲裁可在示例性PGSPCCM控件中实施的示例性PGS控制策略的过程的流程图。图18描绘了展示了速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图，其中基于前瞻数据禁止挡位状态改变。图19示出了用于基于PGS请求修改PCC行为从而导致正的预测的动力储备的过程的流程图。图20描绘了展示了采用PGSPCCM控件以降低速度目标和车辆速度阈值从而转变为上坡区段的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图。图21描绘了展示了采用PGSPCCM控件以返回到默认速度目标和车辆速度阈值从而从上坡区段转变的车辆的速度和挡位状态改变以及发动机效率变化的曲线图。图22示出了用于在基于PGS请求修改标称/默认PCC行为时在节省时间与动力储备之间进行仲裁的过程的流程图。图23描绘了展示了采用PGSPCCM控件以通过修改标称PCC控制来利用由PGS节省的时间的车辆的速度和挡位状态改变的曲线图。具体实施方式参考图1，展示了根据示例性硬件架构的示例性车辆系统100。图1中所示的硬件架构仅是一个实例，并且车辆系统100可包含许多其他硬件架构。车辆系统100包括PGSPCCM控件，所述控件包括集成的PGS和PCC控件。这些控件可包括在PGSPCCM控制器110中，所述PGSPCCM控制器被配置成通过执行预测性挡位状态管理、车辆速度管理和预测性巡航控制管理来生成挡位请求120和车辆参考速度128中的一者或两者。PGSPCCM控制器110可合并到电子控制单元(ECU)112中。如图1所示，在所示实施方案中，ECU被提供为电子发动机控制模块(ECM)，所述电子发动机控制模块被配置成控制车辆的动力传动系统，包括发动机122和/或变速器124。可替代地，PGSPCCM控制器110可为被配置成与ECU112接口连接的单独控制单元。可在PGSPCCM控制器110中实施的PGS控制逻辑生成变速器挡位状态请求，下文中称为挡位请求120，所述挡位请求可传送到变速器控制单元(TCU)118。来自PGSPCCM控制器110的挡位请求120由TCU118询问，所述TCU118生成发送到变速器124的挡位命令，以将变速器124换挡到由挡位命令规定的挡位中。因此，PGSPCCM控制器110控制变速器124的挡位状态，所述变速器可为任何合适类型的变速器，包括但不限于自动、半自动、手动、无级变速、电动变速、行星齿轮组以及双离合器变速器。PGSPCCM控制器110可接受来自路线参数管理器114的输入，所述路线参数管理器可向PGSPCCM控制器110提供关于车辆所采用的路线的状况的信息，在本文称为并且在图1中示出为路线状况信息126。路线状况信息126可包括当前路线状况和前方路线状况。当前路线状况可包括沿着路线在车辆的当前位置处的路线的状况。前方路线状况可包括沿着路线在车辆前方的特定距离或时段的路线的状况。与前方路线状况相关联的路线可为预计路线。预计路线可为编程到车辆的导航系统中的路线，所述导航系统可与路线参数管理器114通信。可替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆系统，其包括：发动机，所述发动机被配置成输出扭矩；变速器，所述变速器被构造成从所述发动机接收扭矩并且输出扭矩以推进所述车辆系统；电子控制系统，所述电子控制系统与所述发动机和所述变速器操作地联接，所述电子控制系统被构造成：响应于将由所述车辆系统行驶的路线的至少一部分的前瞻路线信息来确定修改的挡位请求，所述修改的挡位请求限定了所述变速器的不同于默认换挡计划挡位状态的挡位状态，响应于所述修改的挡位请求来确定修改的预测性巡航控制(PCC)设置，所述修改的PCC设置包括修改的PCC车辆速度目标以及限定了关于PCC操作的限值的修改的PCC车辆速度阈值中的一者或两者，并且响应于所述修改的预测性巡航控制设置和所述修改的挡位请求来控制所述发动机和所述变速器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.25 US 62/4503151.一种车辆系统，其包括：发动机，所述发动机被配置成输出扭矩；变速器，所述变速器被构造成从所述发动机接收扭矩并且输出扭矩以推进所述车辆系统；电子控制系统，所述电子控制系统与所述发动机和所述变速器操作地联接，所述电子控制系统被构造成：响应于将由所述车辆系统行驶的路线的至少一部分的前瞻路线信息来确定修改的挡位请求，所述修改的挡位请求限定了所述变速器的不同于默认换挡计划挡位状态的挡位状态，响应于所述修改的挡位请求来确定修改的预测性巡航控制(PCC)设置，所述修改的PCC设置包括修改的PCC车辆速度目标以及限定了关于PCC操作的限值的修改的PCC车辆速度阈值中的一者或两者，并且响应于所述修改的预测性巡航控制设置和所述修改的挡位请求来控制所述发动机和所述变速器。2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值，并且所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值提供了所述发动机的修改的操作，所述修改的操作相对于响应于预先存在的PCC车辆速度目标和预先存在的PCC车辆速度阈值的所述发动机的未修改的操作具有提高的效率。3.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述修改的挡位请求是响应于指示增加的道路坡度的所述前瞻路线信息的所述变速器的降挡，所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值，所述修改的PCC车辆速度阈值相对于预先存在的PCC车辆速度阈值减小，所述修改的PCC车辆速度目标小于所述预先存在的PCC车辆速度阈值，并且所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值提供了所述发动机的修改的操作，所述修改的操作相对于响应于所述预先存在的PCC车辆速度目标和所述预先存在的PCC车辆速度阈值的所述发动机的未修改的操作具有提高的效率。4.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述修改的挡位请求是响应于指示减小的道路坡度的所述前瞻路线信息的所述变速器的升挡，所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值，所述修改的PCC车辆速度阈值相对于预先存在的PCC车辆速度阈值增加，所述修改的PCC车辆速度目标大于所述修改的PCC车辆速度阈值，并且所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值提供了所述发动机的修改的操作，所述修改的操作相对于响应于所述预先存在的PCC车辆速度目标和所述预先存在的PCC车辆速度阈值的所述发动机的未修改的操作具有提高的效率。5.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度，所述电子控制系统被配置成确定可归因于所述修改的挡位请求的行驶时间节省，并且所述电子控制系统被配置成通过将所述修改的PCC车辆速度动态地控制成以下各项中的至少一项来减少所述行驶时间节省：延迟启动所述车辆系统的上坡前加速，减小所述车辆系统的上坡前加速的速率，提前启动所述车辆系统的下坡前减速，增加所述车辆系统的下坡前加速的速率，延迟启动所述车辆系统的上坡后加速，以及减小所述车辆系统的上坡后加速的速率。6.根据权利要求1所述的车辆系统，其中所述电子控制系统被构造成：基于所述前瞻路线信息来确定所述发动机的预计的发动机功率需求，所述预计的发动机功率需求包括利用所述默认换挡计划将车辆速度维持在预定的路线参数内所需的发动机功率；基于所述预计的发动机功率需求来确定所述车辆速度的预计的改变；确定在所述前瞻路线的窗口上行驶所需的时间内的预计的改变；基于所述预计的发动机功率需求、所述车辆速度的预计的改变、以及所需的时间内的所述预计的改变中的至少一个来生成所述修改的挡位请求；并且响应于所述挡位请求动态地调整所述修改的PCC车辆速度目标。7.根据权利要求6所述的车辆系统，其中所述电子控制系统被构造成动态地调整所述修改的PCC车辆速度目标，以减少否则由于有效地改进所述车辆系统的燃料经济性的所述修改的挡位请求而导致的正动力储备。8.根据权利要求6所述的车辆系统，其中所述电子控制系统被构造成动态地调整所述修改的PCC车辆速度目标，以减少否则由于有效地改进所述车辆系统的燃料经济性的所述修改的挡位请求而导致的时间节省。9.一种控制车辆系统的方法，所述车辆系统包括发动机、与所述发动机联接的变速器以及与所述发动机和所述变速器联接的电子控制系统，所述方法包括操作所述电子控制系统以执行以下动作响应于将由所述车辆系统行驶的路线的至少一部分的前瞻路线信息来确定修改的挡位请求，所述修改的挡位请求限定了所述变速器的不同于默认换挡计划挡位状态的挡位状态，响应于所述修改的挡位请求来确定修改的预测性巡航控制(PCC)设置，所述修改的PCC设置包括修改的PCC车辆速度目标以及限定了关于PCC操作的限值的修改的PCC车辆速度阈值中的一者或两者，并且响应于所述修改的预测性巡航控制设置和所述修改的挡位请求来控制所述发动机和所述变速器。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值，并且所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值提供了所述发动机的修改的操作，所述修改的操作相对于响应于预先存在的PCC车辆速度目标和预先存在的PCC车辆速度阈值的所述发动机的未修改的操作具有提高的效率。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述修改的挡位请求是响应于指示增加的道路坡度的所述前瞻路线信息的所述变速器的降挡，所述修改的PCC设置包括所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值，所述修改的PCC车辆速度阈值相对于预先存在的PCC车辆速度阈值减小，所述修改的PCC车辆速度目标小于所述预先存在的PCC车辆速度阈值，并且所述修改的PCC车辆速度目标和所述修改的PCC车辆速度阈值提供了所述发动机的修改的操作，所述修改的操作相对于响应于所述预先存在的PCC车辆速度目标和所述预先存在的PCC车辆速度阈值的所述发动机的未修改的操作具有提高的效率。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：AA楚诺卡，ZA克努特森，KM富伦，VA苏简，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US