CN101535081A

CN101535081A - 用于预测性地提高汽车电网电压的方法和汽车电器网络

Info

Publication number: CN101535081A
Application number: CN200680056296A
Authority: CN
Inventors: O·莱姆克; M·豪席尔德
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2009-09-16
Also published as: EP2069161B1; US20090267413A1; EP2069161A1; US8933581B2; WO2008055512A1

Abstract

本发明涉及一种用于减小汽车的能量消耗的方法，汽车具有至少一个连接有至少一个电气负载的汽车电器网络。为了实现高效率的车载网络，并且还有助于减小汽车的能量消耗，提议汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第一运行状态中被保持在低的第一水平，汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第二运行状态中被临时设置到较高的第二水平，以及汽车中设置的行驶状况获取装置基于驾驶者以前在控制汽车时的行为(102，104，105，107，108，110，111，201，205，206，210，212，213，302，303，401，403)和/或汽车以前的行为，提前识别几乎紧接着即将发生的特殊行驶状况(304)，并且促使汽车电器网络的电压水平和/或功率水平被临时设置到较高的第二水平。

Description

用于预测性地提高汽车电网电压的方法和汽车电器网络

技术领域

本发明尤其涉及一种用于减小汽车的能量消耗的方法，该汽车具有至少一个连接有至少一个电气负载的汽车电器网络。

背景技术

汽车中电气负载的数量已经显著增多。为了减少汽车中的CO₂排放，用电气负载代替液压工作的负载。从而，必要时例如用电动转向装置(EPS)代替汽车的液压转向装置。但是，这样的电气负载可能短暂地对汽车电器网络提出很高的功率要求。由此也导致对汽车的汽车电网稳定性提出很高的要求。尤其地，在短暂出现高负荷时，必须提供足够高的电压或电功率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种方法，使得能够实现高效率的汽车电器网络，并且还使得能够降低汽车的能量消耗。

该技术问题通过具有相关独立权利要求的特征的方法或汽车电器网络解决。本发明的优选实施方式是从属权利要求的内容。

本发明的一个重要方面在于，汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第一运行状态中被保持在低的第一水平。在该第一运行状态中，能量消耗被降低，并因此减少了CO₂排放。

在第二运行状态中，汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第二运行状态中被临时设置到较高的第二水平。在该第二运行状态中，从汽车电器网络尤其是向“对功率的需求强烈的(leistungshungrig)”负载提供足够高的电压和/或电功率。由此，这些负载以期望的、尤其是舒适的方式进行反应。例如，如果电动转向装置在转弯操纵(Wendemanoever)时或在转弯过程(Wendevorgang)中仅以第一运行状态的低电压水平和/或功率水平运行，则转向装置反应迟钝(schwergaengig)，这使得驾驶者尤其是在通常要快速执行的转弯操纵时失去把握，并且意味着明显的舒适性损害。

根据本发明，为了足够早地、但是由于第一运行状态中很少的CO₂排放而仅在需要时才导致第二运行状态，设置在汽车中的行驶状况获取装置基于驾驶者以前在控制汽车时的行为，提前识别几乎紧接着即将发生的特殊行驶状况，并且促使汽车电器网络的电压水平和/或功率水平被临时设置到高的第二水平。表述“足够早”尤其意味着如此及时，以至于第二运行状态在期望的转弯过程开始的时刻被设置。表述“临时”优选意味着持续时间被确定为使得在相应的电气负载的参与下，即将发生的行驶状况可以由驾驶者安全地和不损害舒适性地完成。

在本发明的一种实施方式中，电气负载是汽车的电气操作的转向装置，几乎(weitgehend)紧接着即将发生的特殊行驶状况是转弯过程。这是一种行驶状况，在该行驶状况中，汽车电器网络中的低电压对于驾驶者而言可能尤其是不舒服地被感觉到。

在本发明的一种实施方式中，加速踏板或油门踏板的位置被行驶状况获取装置获得，而且如果加速踏板或油门踏板基本上位于其静止位置并且出现至少一个其它行驶状况，则提高电压和/或电功率。这对于即将发生的转弯过程来说是特征性的，并因此对于提早识别转弯过程是尤其有说服力的。

在本发明的一种扩展方案中，汽车的加速度和速度被行驶状况获取装置获得，而且如果汽车的加速度为负，速度低于预定的阈值，以及出现至少一个其它行驶状况，则提高电压和/或电功率。这对于即将发生的转弯过程也是特征性的，并且提供了对即将发生的转弯过程的重要标志。

在本发明的另一实施方式中，汽车的电动转向装置的转向角被行驶状况获取装置获得。如果转向角的绝对值大于预定的阈值，并且出现至少一个其它行驶状况，则提高电压和/或电功率。这可以是对于驾驶者开始急转弯(Schlenker)行驶和/或转弯操纵行驶的标志。由于大量驾驶者在转弯操纵之前急转弯行驶，因此在可能的情况下，这是另一个用于足够早地识别即将发生的转弯过程的辅助标准。

在本发明的另一实施方式中，汽车的电动转向装置的转向角被行驶状况获取装置获得，并且如果转向角的绝对值大于预定的、与速度有关的转向阈值或转向角阈值，并且出现至少一个其它行驶状况，则提高电压和/或电功率。如果驾驶者在转弯过程之前没有急转弯行驶，则即将发生的转弯过程的这个特征标准可以代替“急转弯标准”，而且可以提高预测即将发生的转弯过程的可靠性。

在本发明的一种扩展方案中，行驶状况获取装置检查制动压力是否高于预定的制动压力或容许压力，并且还检查速度是否小于预定的、与加速度有关的速度值或动态转弯阈值。由此，可以进一步提高预测转弯过程的可靠性。

此外，本发明还提出一种汽车的汽车电器网络，该汽车电器网络具有程序控制的行驶状况获取装置，该行驶状况获取装置执行根据本发明的方法。另外，提出一种程序控制的行驶状况获取装置，其执行根据本发明的方法或者促使该方法的执行。

附图说明

下面借助流程图以转弯过程为例详细解释本发明。相同的附图标记表示相同或作用相同的功能。其中：

图1示出根据本发明的方法的主功能1或第一部分；

图2示出根据本发明的方法的主功能2或第二部分；

图3示出根据本发明的方法的主功能3或第三部分；

图4示出根据本发明的方法的子功能“转向阈值”；以及

图5示出子功能“动态转弯阈值”。

具体实施方式

根据本发明的方法的出发点如下。汽车配备有电动转向装置。电动转向装置在手动执行转弯操纵或转弯过程时需要足够高的电压。如果出于汽车运行期间CO2减少的原因而在降低的汽车电网电压的情况下执行转弯操纵，则转向装置反应迟钝。这对于驾驶者来说-尤其是在要快速执行的转弯操纵时-是非常不舒适的。通过根据本发明的方法，可以非常可靠地识别转弯操纵的紧接着即将发生，然后在转弯操纵之前不久提高汽车电网电压直到转弯操纵之后不久，然后又降低汽车电网电压以重新减少CO₂。

图1示出根据本发明的方法的第一部分100(主功能1)，用于识别汽车是否马上要进行转弯操纵。在步骤101中开始根据本发明的方法。在步骤102中比较汽车是否超过预定速度x。如果没有，则重新执行该比较。如果超过，则启动根据本发明的用于识别即将发生的转弯过程的方法，如在状态103中所示。

在步骤104中比较是否操作加速踏板或油门踏板，即踏板的角度是否是0度(静止位置)。如果不是，则在步骤105中检查汽车的速度是否大于预定速度x。如果是，则重新执行步骤104。如果不是，则该方法以步骤101重新开始。如果在步骤104中的比较结果是正面的，则出现状态“未踩油门踏板(Fuss vom Gas)”，如在状态106中给出的。

在步骤107中比较汽车的加速度是否为负(a<0)，以及速度是否小于或等于预定速度(v<＝速度阈值)。如果不是，则在步骤108中重新获得油门踏板的位置。如果油门踏板或加速踏板不处于静止状态，则方法从步骤101开始。如果油门踏板或加速踏板未偏移或未被操作，则被视为状态106，并且比较107重新开始执行。如果比较107的结果为“是”，则汽车的状态是“汽车减速”(状态109)。

下面所使用的概念“曲线调整的(kurvenbereinigt)转向角”要应当作如下理解。如果汽车在直的街道上行驶，则转向角或转向盘的位置为0度，即直线行驶。如果汽车以曲线行驶，则转向角不等于0度。如果例如是均匀的左转弯，则转向角在驶过该均匀的左转弯的持续时间段期间例如是-10度。根据本发明，为了在转弯行驶的情况下也能将转向盘的这种偏转(非有意的转向)与实际的转向过程(有意的转向过程)区分开来，确定在过去的短的时间段(例如3秒)中的平均转向角是多大，并且确定转向角当前是多大。然后求该平均转向角和当前转向角之差。该差就是曲线调整的转向角。

在步骤110中，比较曲线调整的转向角的绝对值是否大于容许值，即“Abs(曲线调整的转向角)>容许值”。驾驶者将在行驶过程中始终来回旋转转向盘，而不是打算因此就转向。

如果不是，则在步骤111中检查油门踏板或加速踏板是否没有偏转，以及汽车的速度是否大于预定的最小速度。如果是，则汽车处于状态109。如果不是，则该方法重新开始于状态101“开始”。如果步骤110的结果为“是”，则在状态112中保持当前的转向角y，而且假定“急转弯”的第一部分可能已经由驾驶者引起。下面以图2示出的主功能2来继续。

图2示出根据本发明的方法的第二部分200(主功能2)。在第二部分200中，在步骤201至211中确定驾驶者是否进行“急转弯”行驶，这在可能的情况下是用于即将发生的转弯过程的另一标志。很多驾驶者(但不是所有驾驶者)在转弯过程之前都进行急转弯行驶。

首先对于直的街道的情况来解释对概念“急转弯”的理解。如果驾驶者跟随直的街道路线行驶，则转向盘基本上保持在其静止位置。在急转弯的第一种形式中，首先向右转向明显超过转向盘的静止位置，然后向左转向明显超过该静止位置。在此，驾驶者在靠右行驶的情况下到达右边的公路边缘，并且汽车的前端已经表现为与直线行驶情况相比更多地进入反方向。在急转弯的第二种形式中，驾驶者首先向左转向明显地超过转向盘的静止位置，然后向右转向明显地超过该静止位置。

如果在汽车例如在左转弯运动时急转弯行驶，则所谓在汽车下面的路面向左运动一这与直的街道是不同的。在正常的转弯行驶的过程中，转向盘对应于曲线的曲率而相对于0位置旋转，即转向角在左转弯时小于0度，在右转弯时大于0度。

为了在转弯行驶的情况下也能识别急转弯，在步骤201中检查转向角y是否大于0度。如果不是，则转向角反向(Gegenseite)＝转向角+(2＊容许值)，即状态202。如果是，则转向角反向＝转向角-(2＊容许值)，即状态203。在这两种情况下，“状态＝已识别转向”204。

在步骤205中重新检查加速踏板是否未偏转，以及速度是否大于预定的最小速度。如果不是，则根据本发明的方法重新开始于“开始”，即状态101。

如果是，则在步骤206中检查当前的转向角y是否小于“转向角反向”(参见状态202和203)。如果不是，则在步骤207中检查转向角反向是否小于等于当前的转向角。如果是，则视为急转弯，如在状态211“已识别急转弯”中给出的。

如果是，则在步骤208中检查“转向角反向”是否大于等于当前的转向角。如果是，则视为急转弯，如在状态211中给出的。如果步骤207或208中的比较结果为“否”，则在根据本发明的方法的框架下执行子功能“转向阈值”209。

图4示出根据本发明的方法的子功能“转向阈值”400，其中为进一步的方法步骤预先给定与速度相关、并因此动态的转向阈值。在步骤401中检查汽车在确定的时间段期间的平均速度是否小于8km/h。该时间段例如可以在3到10秒之间。如果是，则动态转向阈值被确定为450度(状态402)。在汽车直线行驶时，即在转向盘没有偏离该位置时，角度等于0度或360度。如果不是，则在步骤403中检查汽车的该平均速度是否小于15km/h，即与步骤401组合地确定平均速度是否在8km/h和15km/h之间。如果是，则动态转向阈值被确定为300度(状态404)。如果不是，即速度大于15km/h，则动态转向阈值被确定为200度。

在步骤210中检查当前转向角的绝对值是否大于当前汽车速度的动态转向阈值。如果不是，则方法重新开始于状态204，即“已识别转向”。如果是，则根据本发明的方法继续图3中的主功能3。

急转弯被视为被识别(步骤211)，则在步骤212中重新检查加速踏板或油门踏板是否未被操作(角度＝0度)，以及速度是否大于预定的最小速度。如果不是，则根据本发明的方法重新开始于“开始”，即从状态101开始。如果是，则在步骤213中检查当前转向角的绝对值是否大于动态转向角阈值。如果不是，则重复步骤212中的比较。如果是，则出现状态“已识别反向转向”301，并且方法以图3中所示的主功能3继续。

在根据本发明的方法的在图3中所示的第三部分中，现在在步骤302中再次检查油门踏板或加速踏板是否未被操作，以及汽车的速度是否大于预定的最小速度。如果不是，则方法重新开始于“开始”，即从步骤101开始。如果是，则执行在图5中示出的子功能“动态转弯阈值”501。

在图5中所示的子功能“动态转弯阈值”501中，在步骤502中检查汽车在最近几秒中的平均负加速度是否在0m/s²和-2m/s²之间。如果是，则在步骤503中确定动态转弯阈值的值是6km/h。如果不是，则在步骤504中检查负加速度是否在一2m/s²和-4m/s²之间。如果是，则在步骤505中将动态转弯阈值的值确定为加速度的绝对值乘以3.6。结果是速度值。如果不是，则在步骤506中将动态转弯阈值的值确定为15km/h。

在步骤501之后，在图3中所示的步骤303中检查制动压力是否高于预定的容许制动压力。此外还检查当前的汽车速度v是否小于在子功能“动态转弯阈值”中所确定的动态转弯阈值。如果不是，则根据本发明的方法重新开始于图3中的步骤301。

如果是，则在步骤304中是“识别即将转弯的状态”。通过步骤304，汽车电网电压和/或汽车电网功率及时地、即在实际的转弯操纵之前被提高到转弯所需要的电压水平和/或功率水平。于是，在转弯过程中，向汽车的电动转向装置提供足够高的电压和/或电功率，并且否则存在的对于驾驶者而言不舒服的转向装置的反应迟钝由于根据本发明的方法而不出现。

应当理解，本发明也可以在更为恶劣的实施方式中实现，其中已经提早在根据本发明的方法的运行过程中提高了电压水平和/或功率水平。但是，于是在可能的情况下，“错误报警”的风险提高了，即电压水平和/或功率水平于是有时在实际上稍后没有需要时也被提高，并且降低了能量节约。

Claims

1.一种用于减小汽车的能量消耗的方法，其中所述汽车具有至少一个连接有至少一个电气负载的汽车电器网络，其特征在于，

-所述汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第一运行状态中被保持在低的第一水平，

-所述汽车电器网络的电压水平和/或功率水平在汽车的第二运行状态中被临时设置到较高的第二水平，以及

-设置在所述汽车中的行驶状况获取装置基于驾驶者以前在控制汽车时的行为(102，104，105，107，108，110，111，201，205，206，210，212，213，302，303，401，403)和/或汽车以前的行为，提前识别几乎紧接着即将发生的特殊行驶状况(304)，并且促使所述汽车电器网络的电压水平和/或功率水平被临时设置到较高的第二水平。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电气负载是汽车的电气操作的转向装置，所述几乎紧接着即将发生的特殊行驶状况(304)是转弯过程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加速踏板或油门踏板的位置被所述行驶状况获取装置获得，并且如果所述加速踏板或油门踏板基本上位于其静止位置(104，108，111，205，212，302)并且出现至少一个其它行驶状况(107，110，111，205，210，212，213，302，303)，则提高电压和/或电功率。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述汽车的加速度和速度被所述行驶状况获取装置获得，并且如果所述汽车的加速度为负、速度低于(107)预定的阈值、并且出现至少一个其它行驶状况(110，111，205，210，212，213，302，303)，则提高电压和/或电功率。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述汽车的电动转向装置的转向角被所述行驶状况获取装置获得，并且如果所述转向角的绝对值大于(110)预定的阈值，并且出现至少一个其它行驶状况(107，111，205，210，212，213，302，303)，则提高电压和/或电功率。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述汽车的电动转向装置的转向角被所述行驶状况获取装置获得，并且如果所述转向角的绝对值大于预定的、与速度相关的转向阈值或转向角阈值(210，213)，并且出现至少一个其它行驶状况(102，104，105，107，108，110，111，201，205，206，212，302，303，401，403)，则提高电压和/或电功率。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述行驶状况获取装置检查所述汽车是否急转弯(211)行驶。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述行驶状况获取装置检查制动压力是否高于预定的制动压力或容许压力，并且还检查速度是否小于预定的、与加速度相关的速度值或动态的转弯阈值(303，502，503，504，505)。

9.一种汽车的汽车电器网络，其特征在于，所述汽车电器网络包括程序控制的行驶状况获取装置，所述行驶状况获取装置执行根据上述权利要求之一所述的方法。

10.一种程序控制的行驶状况获取装置，其特征在于，所述行驶状况获取装置执行根据权利要求1至8之一所述的方法或者促使所述方法的执行。