本發(fā)明涉及一種用于機動車輛縱向控制的方法和裝置。
背景技術：
：在機動車輛的縱向控制的情況下，例如，在諸如具有“停止和起動功能”的自動間隔控制系統(tǒng)這樣的駕駛輔助系統(tǒng)中使用的情況下，需要以非常平緩和無抖動的方式在低車輛速度下實現這種縱向控制，因為在低車輛速度下，對抖動行駛的靈敏度增加。抖動行駛是加速度快速變化的結果。迄今為止，縱向控制的無抖動實施代表了艱巨的挑戰(zhàn)，因為這種縱向控制不能僅借助于制動系統(tǒng)來實現，導致最終需要更精細或更精確的控制。在操作中，常規(guī)的制動系統(tǒng)表現出階梯狀的壓力變化，這導致抖動的操縱響應。為了使用制動系統(tǒng)實現盡可能平緩的縱向控制，重要的是壓力的變化盡可能緩慢地或逐漸地發(fā)生。在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)中，由于現有的設計缺陷，這通常是不可能的。因此，在實踐中會發(fā)生問題，即在低車輛速度下無抖動的縱向控制一般是不可能使用常規(guī)的制動系統(tǒng)來實現。上述情況導致發(fā)動機必須用于更精細或更精確的控制。在這方面，用于扭矩需求的常規(guī)方法——其中計算發(fā)動機扭矩并乘以傳動系中的后續(xù)部件的傳遞函數——是不準確的。更精細的扭矩控制需要更直接和魯棒的計算方法。此外，發(fā)動機的不正確控制導致速度的低頻波動和發(fā)動機轉速的持續(xù)上升和下降，對于車輛的駕駛員以及任何其他乘員來說，這可能是可聽見的和讓人不快的。此外，“停止和起動功能”需要附加的控制結構，因為負責連續(xù)速度控制的控制器不足以滿足此要求。技術實現要素：本發(fā)明的目的是提供一種用于機動車輛縱向控制的方法和裝置，其能夠在相對較低的車輛速度下實現盡可能無抖動的行駛模式。該目的通過根據獨立權利要求1的特征的方法以及根據并列的權利要求7的特征的裝置來實現。一種用于機動車輛縱向控制的方法，該機動車輛具有發(fā)動機和制動系統(tǒng)，方法包括以下步驟：——從用于控制車輛速度的控制器接收扭矩需求；和——基于該扭矩需求提供扭矩，由此，根據扭矩需求的值，將由發(fā)動機提供的扭矩和由制動系統(tǒng)提供的扭矩進行聯系。根據本發(fā)明，利用車輛的扭矩模型，通過該模型，基于給定的扭矩需求，在發(fā)動機與制動系統(tǒng)之間進行合適的和適當的聯系，以便在不同的情況下分別提供所需的扭矩。通過這種方式，也可以在低速范圍內實現特別無抖動的操縱響應。根據一個實施例，該聯系以如下方式至少間歇地進行，即，使得發(fā)動機和制動系統(tǒng)關于相應提供的扭矩彼此反作用。根據一個實施例，用于控制車輛速度的控制器已經被配置為比例積分微分(pid)控制器。在這種情況下，特別地，可以采用具有不同特殊控制結構的pid控制器，以便實現起動控制以及平緩的停止過程。根據一個實施例，如果車輛速度的控制偏差的值在預定公差范圍內，則pid控制器的積分器(integrator)部件被停用，由此可以減小車輛速度的波動。根據一個實施例，如果車輛速度的控制偏差的值在預定公差范圍之外，則控制偏差的代數表示(vorzeichen)乘以放大系數，在pid控制器的積分器部件中被積分。通過這種方式，可以使得抖動響應與速度的控制偏差無關。在這種情況下，在車輛速度的控制偏差的較大值下，可以防止出現引起明顯的抖動響應的受控輸出量或扭矩的過快增加或減小。根據一個實施例，在pid控制器的微分部件中，控制偏差的導數被提供給積分器，減去該積分器的反饋放大信號。通過這種方式，可以確保在控制偏差不存在相對快速或動態(tài)變化的情況下，穩(wěn)定(也就是說，有助于穩(wěn)定速度響應)積分器的信號逐漸趨于零。本發(fā)明還涉及一種用于機動車輛縱向控制的裝置，該機動車輛包含發(fā)動機和制動系統(tǒng)，該裝置被設計為實現具有上述特征的方法。本發(fā)明的其它配置可以從說明書和從屬權利要求中獲得。附圖說明下面將參照附圖以示例性實施例為基礎更詳細地闡述本發(fā)明。附圖中：圖1是用于闡明能夠在本發(fā)明中使用的用于控制車輛速度的pid控制器的比例部件(p-部件)的示意圖；圖2是用于闡明能夠在本發(fā)明中使用的用于控制車輛速度的pid控制器的積分部件(i-部件)的示意圖；和圖3a-b用于闡明能夠在本發(fā)明中使用的用于控制車輛速度的pid控制器的微分部件(d-部件)的示意圖。具體實施方式在下文中，將關于(內部)扭矩模型和關于(外部)速度控制闡述根據本發(fā)明的控制設計。內部扭矩模型從(外部)速度控制接收扭矩需求，并且適當地連接內燃發(fā)動機和制動系統(tǒng)，以便提供必要的扭矩。對于驅動扭矩，在這種情況下使用液力變矩器的模型。在液力變矩器中，輸出扭矩由輸入軸或驅動軸的速度或泵輪轉速以及輸出軸或從動軸的速度或渦輪轉速確定。在這種情況下，變矩器的特征在于所謂的k因子和扭矩比數據，其分別取決于速度比(也就是說，渦輪轉速與泵輪轉速的比率)。該模型被提供以為了計算存在于預定車輛速度下的扭矩需求所需的發(fā)動機轉速所需的所有參數。制動扭矩可以通過制動扭矩接口直接傳遞。在下文中，將闡述用于確定對于給定扭矩需求的必要發(fā)動機轉速和必要制動扭矩的可能方法。首先，計算由控制器請求的扭矩的泵輪轉速(其對應于發(fā)動機轉速)。如果泵輪轉速低于發(fā)動機的空轉速度，則在發(fā)動機轉速接口處請求空轉速度。然后計算該空轉速度的驅動扭矩。如果驅動扭矩大于由控制器請求的扭矩，則計算的驅動扭矩和由控制器請求的扭矩之間的差經由制動系統(tǒng)來補償。此外，在發(fā)動機和制動系統(tǒng)能夠彼此“相互”反作用的情況下，還利用關于驅動扭矩和制動扭矩的一定重疊。這種重疊使得可以通過發(fā)動機實現精細控制，以及通過發(fā)動機和制動系統(tǒng)進行較粗略的控制。下面將更詳細地描述在提供請求的輸出扭矩的過程中在發(fā)動機和制動系統(tǒng)之間的根據本發(fā)明的聯系。如果重疊扭矩(moverlap)被指定為發(fā)動機和制動系統(tǒng)能夠相互反作用的扭矩范圍，則在給定情況下發(fā)送到制動系統(tǒng)的扭矩需求mbrake通過由發(fā)動機提供的扭矩mengine從表1明顯地確定，也就是說，以取決于在給定情況下當前獲得的關于當前獲得所請求的輸出扭矩mreq的偏差δ的值的方式：表1：δ＝mreq–menginembrakeδ≥2*moverlappmbrake＝0moverlapp≤δ<2*moverlappmbrake＝2*moverlapp-δ-moverlapp≤δ<moverlappmbrake＝moverlappδ<-moverlappmbrake＝-δ(外部)速度控制實現為pid控制。在這種情況下，對控制器的速度要求在速度上升率和速度下降率方面都受到限制。通過最小速度，例如可以允許0.2千米/小時的值。在這種情況下，將下面描述的pid控制的三個部件(p-部件、i-部件和d-部件)的總和提供給扭矩模型。在比例部件(p項)10中，根據圖1，速度的控制偏差乘以小的放大系數，以便保持穩(wěn)定的操縱響應。理想地，使用扭矩作為輸入量的速度控制不應引起波動。然而，由于等待周期和致動延遲，加速度相對于所請求的扭矩表現出延遲，由此引起波動。因此，在比例控制過程中的放大應該選擇為低的。還需要根據圖2的積分部件(i項)20(盡管已經安裝了用于基于扭矩輸入的速度控制的積分器)，因為出現了外部扭矩擾動——例如傳輸損耗、制動片的摩擦系數中的波動等。然而，如果用于速度的控制偏差在小公差范圍(例如，±0.1千米/小時)內，則通過將積分器的輸入信號設置為零，來將輸入量設置為零以停用積分控制，由此可以減小車輛速度的波動。在用于速度的較大的控制偏差的情況下，傳統(tǒng)的積分部件將過快地增大或者根據控制偏差的代數表示減小所控制的輸出量(也就是說扭矩)，在這種情況下扭矩的快速變化又將導致加速度的快速變化，并且因此導致明顯的抖動響應。為了使抖動響應與速度的控制偏差無關，在積分部件中不是所使用的速度本身的控制偏差，而是將控制偏差的代數表示乘以合適的放大系數，其結果是可以監(jiān)測抖動響應。積分器的極限指定了所請求的合成扭矩(控制輸出信號)可能有多大。在本發(fā)明的實施例中，可以對對應于約3-5度(在任何方向上)的道路坡度的值進行限制。由于對應的俯仰波動通常也在該范圍內，所以在適當選擇積分器極限的情況下，可以保證魯棒響應。根據圖3a-b的微分部件(d項)以這樣的方式實現，即控制偏差的導數被提供給積分器35，來減去積分器的反饋放大信號。通過這種方式，保證在不存在控制偏差的較快或動態(tài)變化的情況下，穩(wěn)定(也就是說，有助于穩(wěn)定速度響應)積分器的信號逐漸趨于零。將上述三個部件(p-部件、i-部件和d-部件)的總和提供給扭矩模型。該信號被提供給控制器的i-部件20中的積分器，其與乘以如上所述的速度的控制偏差的合適的放大系數的代數表示相加。在這種情況下，在啟動和停用起動控制的過程中的邏輯順序如下：如果所請求的速度超過0.2千米/小時并且當前速度低于0.1千米/小時，則設置觸發(fā)器。該觸發(fā)器的輸出乘以可調參數(抖動)，并被發(fā)送到控制的積分項。將抖動信號立即添加到積分項確保了在抖動消失之后，控制器能夠再次開始平緩的控制。如下所述，可以使用發(fā)動機獲得平緩的停止響應的實現。如果駕駛員請求零速度(發(fā)動機轉速)，則發(fā)動機的最小轉速(空轉速度)從700轉每分鐘的值緩慢地增加到900轉每分鐘的值。如果由于先前的控制動作，發(fā)動機轉速已經達到大于每分鐘900轉，則不發(fā)生變化，否則發(fā)動機轉速隨時間線性地或成比例地增加。增加的發(fā)動機轉速對應于較高的驅動扭矩。由于平緩的控制干預，所請求的扭矩變化相當緩慢，這意味著已經由于發(fā)動機轉速增加而增加的驅動扭矩由制動系統(tǒng)根據聯系計算(階段1)來補償。在上述的階段1完成之后，當車輛速度低于0.3千米/小時并且所請求的速度(設定速度值)等于零時，發(fā)生第二階段。在這種情況下，發(fā)動機轉速以每分鐘200轉的速度緩慢降低。由于這發(fā)生在扭矩模型之外，并且扭矩模型不知道這一點，因此不發(fā)生所請求的制動扭矩的變化。在階段1中，已經確保驅動扭矩和制動扭矩良好平衡，使得在階段2中減小的過程中，制動壓力足夠高以停止車輛，但是足夠低以確保無抖動和無旋轉停止。為了保證車輛保持靜止，如果速度需求為零并且車輛速度在0.1千米/小時以下持續(xù)5秒的時間，則復位積分器。這用作車輛已經停止的確認。設定速度值以大于0.2千米/小時的變化導致積分器的復位結束并且開始重啟動。即使車輛經過一些平緩的停止階段并且停止需求被撤銷(對應于大于0.2千米/小時的設定速度值)，來自階段1和/或階段2的發(fā)動機轉速修改被取消，這可以以大體更高的速率發(fā)生。結果，利用根據本發(fā)明的方法可以實現極端無抖動的操縱響應。當前第1頁12