与驾驶员命令的速度重新设定相互作用的巡航控制

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示范性的并且决不意在限制本公开、其应用或使用。出于清楚的目的，在附图中将使用相同的标号指代相似的元件。如在此处所使用的，使用非排他的逻辑或，措辞A、B和C中的至少一个应该被解释为表示逻辑的(A或B或C)。应该理解的在不改变本公开原理的情况下可按不同的次序执行方法中的步骤。

如在此处所使用的，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其它适当部件。

下面描述的实施例克服了由于使用传统的校准窗口所引起的不希望的巡航控制系统响应。实施例提供了技术，该技术基于各种输入和参数，比如车辆的目标速度、当前测量的车辆速度、巡航控制命令的电子节气门控制(ETC)和其它的车辆操作者输入和车辆参数。实施例改进了性能调节和巡航控制目标速度的设定。在不牺牲安全和保障的情况下这改进了车辆操作者的满意度。

现在参考图1，示出了结合有示范性巡航控制系统12的车辆11的车辆系统10的功能结构图。车辆系统10包括通过联接装置30驱动变速器16的发动机14。巡航控制系统12包括基于各种车辆运行参数调节发动机14和变速器16的运行的控制模块20。巡航控制系统12具有活动状态和不活动状态。活动状态是指当巡航控制系统12为”“开”、设定了巡航控制的目标速度、并且巡航控制系统12主动地尝试维持车辆11以目标速度行驶时的状态。不活动状态是指当巡航控制系统12为“开”但不主动地将车辆11维持在目标速度时的状态。当巡航控制系统12不活动时可设定目标速度。当巡航控制系统12处于活动状态时，在接收到操作者的命令信号时，控制模块20维持正常的巡航控制运行并且评估使重新设定有效的条件。换句话说，控制模块20评估是否允许车辆操作者的请求改变和/或重新设定目标速度。这在下面详细描述。

在使用中，车辆系统10通过节气门22将空气吸进进气歧管24，其将空气分配到发动机14的汽缸。空气和燃料以希望的空气燃料(A/F)比混合，并且A/F混合物在汽缸中燃烧以生成驱动扭矩。燃烧产物通过排气歧管26从发动机14排出并且在释放到大气之前在催化式排气净化器28中处理。

在自动变速器的情况下，在发动机14和变速器16之间的联接装置30可为包括变扭器离合器(TCC)的变扭器。TCC可运行在解锁模式(即，释放)和锁定模式下，该解锁模式将从发动机14传递来的扭矩倍增到变速器16上，而锁定模式使得能够从发动机14将扭矩直接传递到变速器16上。更具体地，在解锁模式中，变扭器提供在发动机输出和变速器输入轴之间的液力联轴器。在锁定模式中，TCC联接发动机输出和变速器输入轴以共同旋转。在手动变速传动的情形下，联接装置30可为由车辆操作者手动致动的离合器，以选择性地将发动机输出和变速器输入轴从共同旋转脱开。

除了控制模块20以外，巡航控制系统12还包括车辆传感器，比如空气质量流量(MAF)传感器40、节气门位置传感器42、歧管绝对压力(MAP)传感器44、发动机RPM传感器46、车辆速度传感器48、以及车辆操作者输入装置和传感器50。巡航控制系统12还包括校准定时器51。

MAF传感器40被联接到进气口52并且生成表示空气流量的MAF信号。节气门位置传感器42生成表示节气门22的节流板54的位置的节气门位置信号，其经由车辆操作者输入装置50中的一个，比如加速器踏板来控制。MAP传感器44生成表示在进气歧管24中的压力的MAP信号。发动机速度传感器46可生成表示发动机14的曲轴的旋转速度的RPM信号。车辆速度传感器48可包括安装在变速器上的传感器48A和/或某些其它车辆速度传感器48B，比如响应车轮的旋转的ABS传感器。车辆速度传感器48或控制模块20基于来自该处的输出信号生成表示当前所测量的车辆速度的当前车辆速度信号V_VEH。还可预期的是可包括车辆加速度传感器以监测车辆的加速度(a_VEH)。备选地，控制模块20基于其它检测到的运行条件可计算车辆的加速度a_VEH。

控制模块20电气地控制节流板54的位置以调整空气流动到发动机14中。控制模块20还基于操作者的输入调整巡航控制模式(自适应的或标准的)中的发动机14的运行。更具体地，当操作者使巡航控制接合(即，开)时，控制模块20调整发动机14和变速器16的运行以维持目标速度。在巡航期间并且在自动变速传动的情形下，控制模块20基于车辆的运行条件调整传动齿轮的换档和TCC模式。更特别地，基于节气门的位置和车辆的速度信号V_VEH使用预编程的换档图或表可确定换档。

节气门控制评估车辆运行参数以确定是否需要换档(例如，调低速档)。车辆运行参数可包括车辆速度误差V_ERR、车辆加速度a_VEH、MAP、发动机扭矩储备和起始性能富集(performance enrichment onset)。对于给定的齿轮速比发动机扭矩储备限定为可获得的发动机扭矩的数量，在该数量之上的扭矩被提供到车辆车轮。

在手动变速器的情形下，节气门控制不会引起或阻止变速器16的换档。相反，巡航节气门控制启动可视的、可听的或二者兼具的换档指示器，其建议车辆操作者应该执行换档。

控制模块20可具有中央处理单元、存储器(RAM和/或ROM)、以及关联的输入和输出总线或具有某些其它的模块形式。控制模块20可为中央车辆主控制单元的一部分、交互式的车辆动态模块、功率控制模块、点火控制器、发动机控制模块(ECM)、变速器控制模块(TCM)、具有电源的结合到单个一体的控制器中的控制电路或如所示的可为独立的控制器。

车辆操作者输入装置和传感器50包括一个或多个加速装置60和减速装置62，比如加速器踏板和刹车踏板。加速和减速装置60，62可包括相应的加速和减速传感器64，66，比如加速踏板位置传感器或刹车踏板位置传感器。车辆操作者输入装置和传感器50包括巡航控制界面68，以及其它的操作者输入装置和传感器70。

巡航控制界面68包括开/关控制装置80、设定/滑行控制装置82以及恢复/加速控制装置84。控制装置80，82，84可为开关、按钮、滑块或某些其它的形式。控制装置80，82，84可提供“高”或“低”的控制信号。例如，当为“关”时，开/关装置80的控制信号为“低”(即，0)，而当为“开”时，开/关装置80的信号为“高”(即，1)。相似地，设定/滑行装置82和恢复/加速装置84的控制信号通常为“低”(即，0)，而当致动或压下时为“高”(即，1)。

开/关装置80使得车辆操作者能够激励巡航控制系统12。设定/滑行装置82使得车辆操作者能够在存储器中设定目标速度(S_MEM)或当巡航控制系统12为“开”的时候滑行。通过轻敲设定/滑行装置82，车辆操作者将目标速度S_MEM设定在当前的车辆速度。通过将设定/滑行装置82保持在“开”的位置，车辆滑行。

当在巡航控制系统12为“开”的状态下运行时，恢复/加速装置84使得车辆操作者能够从另一个速度恢复到目标速度S_MEM或从目标速度S_MEM加速。例如，巡航控制系统12“开”并且车辆操作者压下刹车踏板，因此将巡航控制系统12置于不活动的状态下。恢复/加速装置84使得车辆操作者能够激活巡航控制系统12并且加速到先前的目标速度S_MEM，以及调整车辆的运行以维持先前的目标速度S_MEM。当巡航控制系统12活动时，车辆操作者可保持将恢复/加速装置84压下以将车辆11从目标速度S_MEM加速。此外，车辆操作者可轻敲恢复/加速装置84从而以预定的速度值，比如1英里/时来增加目标速度S_MEM，或轻敲设定/滑行装置82从而以1英里/时减小目标速度S_MEM。下面要描述其它巡航控制系统运行模式。

现在参考图2，示出了对于第一示例条件的第一当前车辆速度图，其图解了通过传统的巡航控制系统改变目标速度。第一图以及下面所描述的每一个其它的当前车辆速度图都提供了随时间的当前车辆速度曲线。图2实施例的当前车辆速度由实线90表示。传统的巡航控制系统尝试将当前车辆速度90维持在大约第一或先前的目标速度100，该速度第一设定时间S_t1被设定。传统的巡航控制系统具有校准窗口94，其关于目标速度居中并且具有宽度W₁。

当接收到来自车辆操作者的大于巡航控制命令信号的车辆操作者的请求命令信号并且车辆速度在校准窗口94之内时，当推动设定按钮时重新设定目标速度并且将该目标速度以大约1mph减小。如图所示，校准窗口94随着目标速度的改变而移动。当车辆操作者生成设定命令信号以重新设定目标速度时，点96与第二设定时间S_t2对应。

车辆操作者的请求命令信号是指由车辆操作者致动除了“设定”装置以外的加速装置或减速装置以使车辆加速或减速而生成的信号。巡航控制命令信号是指由车辆控制系统生成的以维持设定的目标速度的信号，并且该信号可与节气门位置、发动机扭矩或某些其它的目标速度维持参数相关联。巡航控制命令信号可与目标速度直接成比例。可生成巡航控制命令信号以改变发动机的输出功率，这可经由ETC或节气门位置的调节被改变。

车辆操作者想要的目标速度的重新设定由虚线98表示。巡航控制的目标速度由实线100表示。巡航控制的目标速度100具有第一段102和第二段104。第一段102与最初设定的目标速度相关联，而第二段104与新设定的目标速度相关联。校准窗口随着目标速度而移动，并且被标示为W₁′。因此，由于车辆操作者想要增加目标速度却发生了速度减小，所以对请求命令信号和设定命令信号的响应是不希望的。

现在参考图3。示出了对于第二示例条件的第二当前车辆速度图，其图解了通过传统的巡航控制系统改变目标速度。根据传统的巡航控制系统，当没有接收到车辆操作者的请求命令信号时，在巡航控制为“开”，并且当前车辆速度110在校准窗口94之外时，将目标速度重新设定到由“设定”命令信号所请求的速度下。当车辆操作者生成设定命令信号以重新设定目标速度时，点114与第二设定时间St2对应。巡航控制的目标速度由实线112表示。巡航控制的目标速度112还具有第一段116和第二段118，其分别与最初的目标速度和新的目标速度相关联。想要的目标速度由虚线120表示。因此，由于车辆操作者想要减小目标速度，所以该巡航控制系统对设定命令信号的响应是不希望的。

现在参考图4，示出了根据本公开实施例的命令控制图表。示出了在给定的设定目标速度下，车辆控制系统可具有设定或标称巡航控制命令目标130、在其目标130周围的当前巡航控制命令信号132以及车辆操作者的请求命令信号134。巡航控制命令信号的一个示例是节气门控制信号。车辆操作者的请求命令信号或车辆操作者的输入信号134具有：与没有接收到操作者的输入信号相关联的第一阶段136；与接收到操作者的输入信号相关联的第二阶段138；以及也与没有接收到操作者的输入信号相关联的第三阶段140。

对于示出的示例，在第二阶段138期间，接收到操作者的请求命令输入信号134并且增加到希望的值142，在该值处保持持有时期H_p，然后减小。在第二阶段138期间并且当操作者的输入信号134增加到高于巡航控制命令目标130或当前巡航控制命令信号132时，将巡航控制的越过模式触发为“开”。用垂直的虚线144表示越过模式被触发为“开”的时刻。当将越过模式触发为“开”时，新的目标速度可设定成与所接收到的“设定”命令信号相关联的速度。在图5和图6中示出了目标速度变化和相关的当前车辆速度响应。在使越过模式有效的期间，当操作者的输入信号134减小到小于巡航控制命令目标130或先前的巡航控制命令信号132时，开始“关”的延迟时间间隔D_o，如由垂直虚线146所示。如由垂直虚线147所示，延迟时间间隔D_o结束。当操作者的输入信号134小于目标130或先前的巡航控制命令信号132时，在“关”的延迟时间间隔D_o期间可设定新的目标速度。

现在参考图5，示出了根据本公开实施例的第三当前车辆速度图，其图解了目标速度的变化。示出了当前车辆速度149。根据本公开的实施例，巡航控制系统，比如巡航控制系统12，具有关于目标速度居中的校准窗口150并且其具有宽度W₂。由实线152表示巡航控制的目标速度。校准窗口150具有第一校准系数Cf1和第二校准系数Cf2。第一校准系数Cf1与校准窗口150的上部部分154相关联。第二校准系数Cf2与校准窗口150的下部部分156相关联。上部部分154是在巡航控制的目标速度152之上的窗口150的部分。校准窗口150的下部部分156是在巡航控制的目标速度152之下的窗口150的部分。上部部分154和下部部分156可在大小上不同。在一个实施例中，部分154，156在大小上是相等的。在另一个实施例中，上部部分154和下部部分156被设定为近似等于5mph。如示出的，校准窗口150随着目标速度的改变而移动。

当巡航控制系统接收到来自车辆操作者的大于巡航控制命令信号的请求命令信号并且车辆速度在校准窗口150之内时，重新设定目标速度并且将该目标速度增加到与请求命令信号相关联的速度。点160与生成设定命令信号以重新设定目标速度时的时刻相关联。巡航控制的目标速度152具有分别与最初的目标速度和新的目标速度相关联的第一段162和第二段164。车辆操作者想要的目标速度和新的目标速度相同。分别由154′和156′来指代校准窗口150的移动的上部和下部部分。因此，对请求命令信号和设定命令信号的响应与车辆操作者想要的是相同的。

现在参考图6，示出了根据本公开另一个实施例的第四当前车辆速度图，其图解了目标速度的变化。当包括在图4中示出的时间D_o的越过模式为“开”时，不论当前车辆速度168在窗口150之内或之外，当推动“设定”按钮时都将目标速度重新设定到当前速度下。目标速度可被重新设定和/或增加到目标速度173或重新设定和/或减小到目标速度172。基于何时推动“设定”按钮，目标速度被设定在目标速度173或目标速度172。当重新设定发生时，目标速度172与目标速度171不会相隔1mph，但可等于当前速度。因此，对设定命令信号的响应是车辆操作者所想要的。图5和图6的上述示例的车辆运行条件和情况以及其它都将由以下描述的图7的方法所覆盖。

现在参考图7，示出了图解了根据本公开的实施例运行巡航控制系统的方法的逻辑流程图。尽管主要相对于图1的实施例来描述下面的步骤，但是这些步骤可易于被修改以适用于本发明的其它实施例。

在步骤200中，初始化巡航控制系统12。可将巡航控制“开/关”开关80切换到“开”的状态。在步骤202中，控制模块20确定是否存在活动的系统故障。当没有故障存在时，执行步骤204，否则控制模块20返回到步骤200。在步骤204中，控制模块20确定巡航控制系统12是否活动。当初始化及活动时，巡航控制系统12以正常的状态运行。当控制模块20活动时，执行步骤206，否则执行步骤200。

在步骤206中，控制模块20确定是否接收到车辆操作者的输入。车辆操作者的输入可为请求命令信号和/或设定命令信号的形式。车辆操作者的输入可来自输入装置50中的任一个。当还没接收到车辆操作者的输入时，执行步骤208，否则执行步骤210。

在步骤208中，巡航控制系统12以正常的状态运行。当在正常的状态下时，巡航控制系统12将当前车辆速度维持在设定的目标速度。控制模块20重复步骤202-208。

在步骤210中，控制模块20检查使重新设定有效的条件以确定是否以越过模式运行，尽管下面步骤描述了若干使重新设定有效的条件，但是也可包括其它使重新设定有效的条件。在步骤210A中，控制模块20将所接收到的请求命令信号与巡航控制的命令信号做比较。当请求命令信号大于巡航控制命令信号时，执行步骤210B，否则执行步骤210F。

在步骤210B中，控制模块20将越过模式触发为“开”。控制模块20还设定和启动定时器51。定时器51被设定到预定的校准值C_v。校准值C_v可基于加速器踏板信号、ETC命令信号、巡航控制的ETC命令信号、测量的或当前的车辆速度、目标速度或某些其它参数的函数，并且本质上为加速或减速。例如，本质上为加速的校准值C_v可为用ETC命令信号除已滤波的加速器踏板信号再减去巡航控制的ETC命令信号的函数。作为另一个示例，本质为减速的校准值C_v可为测量的车辆速度减去目标速度的函数。

在步骤210C中，控制模块20确定请求命令信号是否小于或等于巡航控制命令信号。当请求命令信号小于或等于巡航控制命令信号时，执行步骤210D，否则执行步骤210E。在步骤210D中，以预定的循环率减小关断延时定时器51并对其进行监测。当定时器51终止时，执行步骤210F，否则执行步骤210E。在步骤210E中，使目标速度的越过重新设定有效。这允许在步骤214中改变当前目标速度的设定。在步骤210F中，使目标速度的越过重新设定无效且控制模块20返回到步骤208。目标速度被维持在当前设定。

在步骤212中，控制模块20确定是否接收到车辆操作者的重新设定请求。当接收到来自车辆操作者的“设定”命令信号时，执行步骤214，否则执行步骤208。

上述步骤意在为说明性示例；取决于应用，这些步骤可连续地、同步地、同时地或以不同的次序被执行。

上述方法将巡航控制命令信号与车辆操作者的请求命令信号做比较，并且当车辆操作者的请求大于巡航控制命令时触发目标速度的侵入控制。当触发侵入控制时，定时器被初始化到校准值。在车辆操作者的请求小于巡航控制命令之后，定时器51被用于使重新设定有效的关断延时。当驾驶员压下“设定”按钮时，并且当包括定时器51没有终止的越过模式为“开”时，将新的目标速度设定在当前的车辆速度。

再次参考图1，巡航控制系统12还可以下面不同的模式中的任一种模式运行，该不同的模式包括：无效、备用无效、备用有效、接合中、恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用有效中加速、滑行、轻敲增速和轻敲降速。恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用中加速、接合中、滑行、轻敲增速和轻敲降速的模式都是瞬变模式。

在无效的模式中，“开/关”开关80处于“关”的状态，巡航控制不运行并且清除目标速度S_MEM。在备用无效的模式中，当“开/关”开关80处于“开”的状态并且在巡航安全特征之前实现制动时巡航控制退出无效的模式。在巡航安全特征之前的制动确保将制动输入适当地读入到PI控制中。在备用有效的模式中，“开/关”开关80处于“开”的状态并且设定/滑行和恢复/加速信号是零。

在设定/滑行信号的下降沿上，巡航控制从备用有效的模式转换到接合中的模式。换句话说，在设定/滑行或恢复/加速信号的下降沿上，巡航控制从任何瞬变模式(即，恢复、超速恢复、从接合中加速、从备用有效中加速、滑行、轻敲增速或轻敲降速)进入到接合中的模式。在接合中的模式中，PI控制将车辆速度S_VEH维持在目标速度S_MEM。当从备用有效、从接合中加速、滑行或从备用有效中加速的模式进入接合中的模式时，将目标速度S_MEM设定等于车辆速度S_VEH。

在恢复的模式中，PI控制恢复(即，加速到)最后的目标速度S_MEM。如果定时器小于恢复到加速转换时间(T_RESACC)并且车辆速度S_VEH小于目标速度S_MEM(即，降速条件)，那么从加速的模式或从备用有效的模式进入恢复的模式。如果定时器大于或等于T_RESACC并且出现恢复/加速信号的下降沿，那么从超速恢复的模式进入恢复的模式。备选地，如果定时器小于T_RESACC、出现恢复/加速信号的下降沿并且车辆速度S_VEH小于目标速度S_MEM，那么从超速的模式进入恢复的模式。

在超速恢复的模式中，PI控制将车辆减速到最后的目标速度S_MEM。当对于巡航控制S_ERROR大于最大分配误差(E_MAX)时，在恢复/加速信号的下降沿上从备用有效的模式进入超速恢复的模式，以从备用有效的模式进入加速。

当压下“恢复/加速”开关84并且定时器大于轻敲增速到加速时间极限(T_TAPUPTRANS)时，进入到从接合中加速的模式。在从接合中加速的模式中，PI控制车辆加速直到释放“恢复/加速”开关84为止。从接合中加速的模式不影响目标速度S_MEM。

在从备用有效中加速的模式中，PI控制保持这种模式直到释放“恢复/加速”开关84为止。一旦释放“恢复/加速”开关84，PI控制进入恢复模式并且使车辆加速直到获得目标速度S_MEM为止。如果S_ERROR小于最大误差(S_ERRORMAX)，那么在恢复/加速开关信号的上升沿上进入从备用中加速的模式。从备用有效中加速的模式不影响S_MEM。

在设定/滑行开关信号的下降沿上从恢复的模式进入到滑行模式。如果设定/滑行信号为“高”并且定时器大于轻敲降速到滑行转换时间极限(T_TAPDWNCST)，则从轻敲降速的模式进入滑行模式。在滑行模式中，减小节气门的面积并且车辆减速直到释放“设定/滑行”开关为止。滑行模式不影响目标速度S_MEM。

轻敲增速的模式以1英里/时增加车辆的速度。如果出现“恢复/加速”开关84信号的上升沿，则从超速恢复、轻敲降速、从接合中加速、轻敲增速、接合中或滑行模式进入轻敲增速的模式。PI控制还以一英里/时增加目标速度S_MEM。相反地，轻敲降速的模式以1英里/时减小车辆的速度。如果发生设定/滑行开关信号的上升沿，那么从轻敲降速、轻敲增速、接合中、从接合中加速或从备用有效中加速的模式进入轻敲降速的模式。PI控制还以一英里/时减小目标速度S_MEM。轻敲增速和轻敲降速以1秒的增量发生。在已轻敲了相应的开关过了1秒之后，巡航控制模式返回以与S_MEM±1英里/时的目标速度接合。

通过在前的描述本领域技术人员现在理解本公开的主要教导可以各种形式执行。所以，尽管本公开包括特定的示例，但是本公开的真实范围不应如此有限，因为通过对附图、说明书以及如下权利要求的研究，对熟练的从业者而言其它的修改都将是显而易见的。