CN104691547A - 用于机动车的模块化构造的速度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车的速度调节装置。用于参照机动车的预定的额定速度来调节实际速度的调节设备具有模块化构造：调节器核心模块和至少一个调节器附加模块。调节器核心模块设计用于，基于预定的额定速度和所获取的实际速度来获取待作用到机动车上的额定纵向力并且将该额定纵向力传送给至少一个调节器附加模块。调节器附加模块设计用于，基于所述额定纵向力操控机动车中适合于产生额定纵向力的致动器。通过模块化构造能够在调节器核心模块中提供为了实现不同的速度控制功能所必需的功能，而在调节器附加模块中能够实现仅在确定的速度控制功能中所需要的功能。这种模块化构造可减少研发开支和对硬件资源的需求并且简单地实现越野中的需求。

Description

用于机动车的模块化构造的速度调节装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的速度调节装置，该速度调节装置有时也称为速度控制器。

背景技术

已知不同的驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统在机动车中应当调节其速度并且因此能够在确定的驾驶状况中辅助驾驶员。这样的驾驶员辅助系统为了实现速度控制功能使用速度调节装置，所述速度调节装置基于机动车的预先给定的额定速度和有待测量的实际参量来适当地操控例如机动车的马达或者机动车的制动设备，从而以调节的方式使机动车的实际速度与额定速度相匹配。

已经研发出例如在街道交通中使用的驾驶员辅助系统。这样的驾驶员辅助系统通常在较高的速度范围内调节机动车的速度。还研发出专门考虑了越野行车中的要求的驾驶员辅助系统。这样的驾驶员辅助系统通常设计用于在低速度范围内调节速度。

为了影响机动车的实际速度，速度调节装置能够使用不同的致动器、也就是调整器。例如在DE 4 439 424 C1和US 6 078 859中描述了速度控制功能，其中操控用于调节机动车的速度的驱动调整器。在EP 0 992 412 B1中描述了速度控制功能，所述速度控制功能例如为了影响下坡时的车辆速度仅仅操控制动调整器。在WO 2004/007230 A1中描述了用于控制车辆速度的方法，其中不仅操控驱动调整器而且还操控制动调整器。在Gen Inoue等的著作“Development of Crawl Control”（爬坡控制的研发），SAE Technical Paper Series 2008-01-1227，（ISBN 978-0-7680-1631-4），2008 World Congress，Detroit， Michigan，April 14-17，2008中描述了多种速度控制功能，所述速度控制功能专门为越野用途（非公路用）而匹配和/或组合。根据相应的速度控制功能的使用范围和所操控的调整器，使得驾驶员在特定的驾驶状况中至少部分时间从在加速踏板和/或制动踏板上做功解脱出来并且能够更好地将注意力集中在机动车的转向上。

发明内容

本发明的实施方式能够以有利的方式实现速度调节装置，借助其不同的速度控制功能能够以与迄今的情况相比更简单的方式来实施。所描述的速度调节装置的实施方式尤其能够实现，所述速度调节装置能够简单地与不同的使用目的相匹配，其中研发开支和/或对硬件资源的要求能够保持得较低。

根据本发明的一个方面提出用于机动车的速度调节装置，所述速度调节装置具有用于参照车辆的预先给定的额定速度来调节实际速度的调节设备。在此，所述速度调节装置的特征在于，所述调节设备模块化地构造并且具有调节器核心模块和至少一个调节器附加模块。所述调节器核心模块设计用于，基于预先给定的额定速度和所获取的实际速度来获取有待作用到机动车上的额定纵向力并且将所述额定纵向力传送给所述调节器附加模块。所述调节器附加模块设计用于，基于额定纵向力操控在机动车中适合于产生额定纵向力的致动器。

关于在此提出的速度调节装置的实施方式的构思尤其能够视作基于下面描述的想法和认识：

传统的速度调节装置通常专门为唯一的使用目的来研发。在此为不同的速度控制功能通常使用不同的调节算法，所述速度控制功能的使用范围限定于相应的速度控制功能的调节算法。

例如用在街道交通中并且在速度相对较高时的传统的速度控制器大多仅设计用于，如此调节由机动车的马达提供的驱动扭矩，使得所测得的实际速度与预先给定的额定速度相匹配。反之在下坡速度控制时不是操控马达，而是操控机动车的制动系统，从而防止机动车的实际速度超过预先给定的额定速度。在专门为低速时越野使用而设计的速度控制功能中，尤其考虑到通常在越野行车时出现的影响、例如车轮上更多的打滑。

每个这种传统地为了实现速度控制功能而研发的速度调节装置在此都具有专门适配于期望的速度控制调节功能的组件，但也具有实施与所有速度调节装置共同的功能的组件。此外，每个这种速度调节装置关于车辆中的实施和应用都必须单独研发并且必须设置一定的硬件资源例如传感器、处理器和/或存储器，其中例如在研发时必须考虑对硬件资源的要求、例如硬件组件之间的信号延迟。

在此提出，速度调节装置模块化构造。因此所述速度调节装置应具有调节器核心模块以及至少一个调节器附加模块。

所述调节器核心模块应设计用于能够实施在实现最不相同的速度控制功能时所需要的功能。所述调节器核心模块尤其应设计用于，基于预先给定的额定速度和所获取的机动车实际速度来获取、尤其来计算有待作用到机动车上的额定纵向力。换句话说，所述调节器核心模块应能够获取机动车的实际速度并且通过与例如由驾驶员预先给定的额定速度的比较来获取应将哪种额定纵向力施加到机动车上，从而使实际速度与额定速度适当地匹配。在获取这样的额定纵向力时调节器核心模块能够考虑到不同的影响参量、例如关于机动车的当前的重量的信息，关于当前行驶的路段的上升或者下降的信息等等。这样获取的额定纵向力能够传送给所述调节器附加模块或者说多个调节器附加模块。

在上下文中指出，“额定参量”、例如“额定纵向力”通常在这里不理解为所述参量、也就是所述力本身，而是理解为关于所述参量的信息。也就是说，必须从语言上正确地说成传送额定纵向力的信息，为了语言上的简化在这里相应说成传送额定纵向力。

在调节器核心模块应实施为了实现不同的速度控制功能所需要的基本功能时，其中每个调节器附加模块则应该设计用于，基于由调节器核心模块传送的额定纵向力来操控在机动车中适合于产生额定纵向力的致动器。在此，调节器附加模块能够专门适配用于实现特殊的速度控制功能，也就是说适当地操控例如机动车的作为致动器起作用的制动器，来实现下坡速度控制。

在速度调节装置中尤其能够设置多个调节器附加模块，所述调节器附加模块关于在其中实施的调节原则相互不同。在此，“调节原则”能够被理解为例如对输入参量、调整参量和/或影响参量的不同种类的考量以及用于处理这些参量而使用的不同的算法。所述调节原则能够专门适配用于实现特别的速度控制功能。

速度调节装置能够具有多个调节器附加模块，其中每个调节器附加模块设计用于，操控多个在机动车中适合于产生额定纵向力的致动器中的另一个致动器。例如第一调节器附加模块设计用于，操控例如形式为制动系统的第一致动器，相对地，第二调节器附加模块能够设计用于，操控形式为机动车的驱动器、例如内燃机的第二致动器，用以产生期望的额定纵向力。一般来说，在这里“致动器”能够被理解为下述装置：该装置能够在机动车中适当地起作用，用以将纵向力作用到所述机动车上。

至少一个调节器附加模块例如能够设计用于，操控机动车的制动系统的致动器，用以实现例如下坡速度控制的功能。

作为替代方案或者作为补充方案，其他调节模块能够设计用于，操控机动车的制动系统的致动器，用以实现例如用于尤其在平路或者上升路段上保持车辆速度的传统的速度控制功能。

在特别的设计方案中，能够专门为越野行车期间的速度调节来设计至少一个调节器附加模块。这样的调节器附加模块能够例如设计用于，检测和/或分析附加的测量参量，用以改善例如在越野行车中使用的速度控制器的鲁棒性。例如在这样的调节器附加模块中能够考虑到，车辆在越野行车中通常非常缓慢地行驶和/或在车辆的车轮和地面之间会出现大幅提高的打滑现象和/或越过障碍物，所述障碍会突然强烈地影响当前的机动车速度。

至少一个调节器附加模块能够设计用于，获取车辆的实际速度并且将其传送给调节器核心模块。例如调节器附加模块能够确定机动车的一个或者多个车轮的转速并且从中获取机动车当时的实际速度并且传送给调节器核心模块。作为替代方案，也能够将相应的测量参量直接传送给调节器核心模块并且直接在调节器核心模块中获取实际速度。

在特别的设计方案中，调节器附加模块能够尤其设计用于，在考虑测量参量的情况下获取实际速度，所述测量参量与机动车的车轮之一的转速不相关。换句话说，速度调节装置的调节器附加模块中的至少一个调节器附加模块专门设计用于，不以传统的方式或者至少不仅仅以传统的方式来获取机动车的实际速度，也就是说基于机动车的车轮中的至少一个车轮的转速来获取机动车的实际速度，甚至作为替代方案或者补充方案，也在考虑到一个或者多个其他测量参量的情况下来获取实际速度。例如实际速度也能够或者作为补充方案在考虑到GPS信号、加速度传感器的信号的情况下通过例如光学测量与定点对象和类似物的变化的间距来获取。尤其当用于越野行驶时，在机动车的车轮经常以较高的打滑而“滑行”并且因此不允许可靠地确定速度的情况下，这种考虑到用于获取实际速度的其他测量参量的措施能够显著地改善所实现的速度控制功能的鲁棒性。

在另一设计方案中，至少一个调节器附加模块能够设计用于，操控不止一个而是至少两个起不同作用的、在机动车中适合于产生额定纵向力的致动器。例如调节器附加模块不仅能够操控制动系统也能够操控机动车的驱动器，以例如用于速度控制功能，所述速度控制功能在行驶上坡并且接下来在低速下继续行驶（这在越野行驶中经常出现）辅助驾驶员。所述制动系统应该在该实施例中例如与当前的由驱动器提供的驱动力矩同步地降低制动力矩，从而实现在之前不回退的情况下驱动车辆。

调节器核心模块和至少一个调节器附加模块能够在速度调节装置中通过至少一个能够松开的接口相互连接。所述接口在此能够设计用于，使得调节器附加模块能够可逆地连接到调节器核心模块上，从而例如能够在这两个模块之间交换数据和信号。调节器附加模块能够通过所述能够松开的接口又与调节器核心模块重新分开，从而例如能够单独测试和/或必要时代替其中的每个模块。

在此指出，根据本发明的速度调节装置的可能的特征和优点在这里参照不同的实施方式来描述。本领域技术人员已知，不同的特征能够以合适的方式来组合或者说代替，用以获得关于本发明的其他实施方式。

附图说明

下面参照附图来说明本发明的实施方式，其中无论是说明书还是附图都不局限本发明。

图1至图3示出了按照本发明的速度调节装置的不同的实施方式；

图4示出了装备有按照本发明的速度调节装置的机动车。

所述附图仅仅是示意性的并且不是按比例的。相同的附图标记在不同的附图中表示相同的或者说作用相同的特征。

具体实施方式

在图1到图3中示出了按照本发明的实施方式的速度调节装置1的不同的设计方案，它们分别具有可普遍使用的用于速度控制功能的调节器核心模块3连同伺服的和/或依使用情况的调节器附加模块5、7、9、11，所述调节器附加模块尤其还能够用于越野行驶。在不同的示图中展示了关于确定的速度控制功能的不同的结构分级。

图1示出了例如下坡速度控制的速度调节装置的实施方式。通过调节器附加模块7仅仅操控机动车的作为制动调整器起作用的致动器。因此所实现的功能仅仅能够用于下坡。在平的或者说爬升的车道上不能保持车辆的速度。针对越野行驶的使用情况，补充了带有另外的调节器附加模块5的调节器核心模块3。在调节器附加模块5中能够执行例如鲁棒性措施，所述鲁棒性措施考虑了在具有较高的制动打滑、驱动打滑和/或车道不平性的典型越野使用中的要求。

调节器附加模块5、7能够通过接口13与调节器核心模块3连接。数据或者信号能够通过接口或者接头15来交换、也就是说来发送或者接收，所述接口或者接头15能够从外部接触速度调节装置1。通过接口或者接头15能够操控例如机动车中的致动器或者接收机动车中的传感器的信号。调节器核心模块3也能够通过接口或者接头17来向外部交换数据。

在图2中示出了速度调节装置1的其他示例性的实施方式。在该实施例中实现的速度控制功能既具有使机动车加速的可能性，也具有使机动车制动的可能性。在此通过调节器附加模块9能够控制例如驱动系统的致动器，用以使机动车加速并且因此使所测得的过低的实际速度提升到额定速度。相反地能够通过调节器附加模块7操控机动车的制动系统，从而能够降低例如过高的实际速度。机动车的速度因此能够独立于街道的斜度而得到保持。在这种速度控制功能的前景中舒适的速度调节通常很重要，所述舒适的速度调节尤其由中央的调节器核心模块提供。在图2中示出的实施例中没有对越野行驶实施扩展，因为常规的速度控制功能通常对于越野中出现的驱动打滑或者说制动打滑自动地解除激活。

在图3中示出了速度调节装置的另一实施方式、例如越野速度控制器。不仅驱动调整器还有制动调整器在此都通过合适的调节器附加模块7、9来操控。作为补充方案，调节器核心模块3通过另外的调节器附加模块5、11来扩展，用于在越野行驶和从静止状态起动时有用的功能。对用于低速、较高驱动打滑或制动打滑时或者车道不平时的越野用途而言，调节器附加模块5又能够实现例如鲁棒性措施。借助调节器附加模块11能够采取措施，用以避免例如在爬升行驶中的车辆回退。驾驶员能够通过这个功能进一步地或者甚至完全从车辆驾驶中的踏板做功中解脱，上述措施尤其能够在难以通行的地带中驾驶时不仅显示出舒适的好处也显示出安全性的好处。通过使用舒适性得到改进的调节器核心模块3，所述功能能够同样地用于街道交通中。

图4示出了机动车21，其具有其中使用的按照本发明的速度调节装置1。速度调节装置1或者说在其中设计的调节器附加模块与车辆中不同的致动器或者说控制这些致动器的控制器连接。例如能够控制驱动系统23，所述驱动系统包括例如车辆的内燃机或者电动机。此外，能够控制制动系统25，所述制动系统与机动车的车轮27共同作用。此外，在机动车中例如在所谓的控制器中或者也借助附加的传感器或控制器来实现能够确定机动车的实际速度的功能。在此能够获取例如车轮27中至少一个车轮的转速。作为替代方案，为了确定实际速度并且为了提高确定的鲁棒性也能够动用其他的测量参量，用以尤其在越野用途中在可能较高的车轮打滑时实现可靠地获取实际速度。驾驶员例如能够通过输入装置29为机动车预先给定有待维持的额定速度。

Claims (10)

1.用于机动车（21）的速度调节装置（1），具有用于参照机动车的预先给定的额定速度来调节实际速度的调节设备，

其特征在于，

所述调节设备具有调节器核心模块（3）和至少一个调节器附加模块（5、7、9、11），其中所述至少一个调节器核心模块（3）设计用于，基于预先给定的额定速度和所获取的实际速度来获取作用到所述机动车（21）上的额定纵向力并且将所述额定纵向力传送给至少一个调节器附加模块（5、7、9、11），并且其中所述至少一个调节器附加模块（5、7、9、11）设计用于，基于所述额定纵向力操控在所述机动车（21）中适合于产生所述额定纵向力的致动器（23、25）。

2.按照权利要求1所述的速度调节装置，具有多个调节器附加模块（5、7、9、11），其中所述调节器附加模块（5、7、9、11）关于其中实施的调节原则彼此不同。

3.按照权利要求1或2所述的速度调节装置，具有多个调节器附加模块（5、7、9、11），其中所述调节器附加模块（5、7、9、11）中的每个调节器附加模块设计用于，操控多个在所述车辆（21）中适合于产生所述额定纵向力的致动器中的另一个致动器（23、25）。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的速度调节装置，其中至少一个调节器附加模块（5、7、11）设计用于，操控所述机动车（21）的制动系统的致动器（25）。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的速度调节装置，其中至少一个调节器附加模块（5、9、11）设计用于，操控所述机动车（21）的驱动系统的致动器（25）。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的速度调节装置，其中至少一个调节器附加模块（5、11）专门为越野行车期间进行速度调节而设计。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的速度调节装置，其中至少一个调节器附加模块（5、7、9、11）设计用于，获取所述机动车（21）的实际速度并且将其传送给所述调节器核心模块（3）。

8.按照权利要求7所述的速度调节装置，其中所述调节器附加模块（5、7、9、11）设计用于，在考虑测量参量的情况下获取实际速度，所述测量参量与所述机动车（21）的车轮（27）之一的转速不相关。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的速度调节装置，其中至少一个调节器附加模块（5、7、9、11）设计用于，操控至少两个起不同作用的、在所述机动车（21）中适合于产生所述额定纵向力的致动器（23、25）。

10.按照权利要求1至9中任一项所述的速度调节装置，其中所述调节器核心模块（3）和所述至少一个调节器附加模块（5、7、9、11）经由至少一个能够松开的接口（13）相互连接。