CN105270402A - 用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法 - Google Patents

用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法，其中，为了在考虑到前方行驶路段的情况下调整额定速度(vsoll)，从不同控制方案中做出选择。在此，依赖于前方行驶路段的坡度型廓进行选择。现在，为了用很低的成本实现在考虑到油耗的情况下最优的、预见性的控制，坡度型廓通过与依赖于额定速度(vsoll)获知的坡度范围的配属关系来划分节段。此外，根据坡度型廓的至少一个节段分别选定适当的控制方案。

Description

用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法
技术领域
本发明涉及一种用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法，其中，为了在考虑到前方行驶路段的情况下调整额定速度，从不同控制方案中做出选择，并且其中，依赖于前方行驶路段的坡度型廓(Steigungsprofil)进行选择。
背景技术
速度调节设备用于机动车中，以便尤其是在较长的行驶路段上尽量对由车辆驾驶员预先给定的额定速度进行自动调节，从而使车辆驾驶员接下来除了必要时在此期间进行的匹配制动之外只需要执行转向运动。在传统的速度调节设备中将相应的机动车的状态变量考虑在内，以便使速度在调节运行中自动根据各调整出的期望速度进行匹配，并且在此保持在预先给定的速度范围之内，而在速度调节设备的更先进的控制中部分地还将前方行驶路段的信息考虑在内，以便能够实现预见性的控制。在此，往往考虑到前方行驶路段的坡度型廓，以便在自动的速度调节过程中可以最优地，尤其是在以经济和生态为着眼点的情况下驶过前方行驶路段的坡度。
由DE102009040682A1公知了一种用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法。在此，主要尤其是将前方行驶路段的路段参数考虑在内，其包括该前方行驶路段的坡度型廓。于是，根据路段参数还有当前的车辆参数从速度调节设备的不同的控制方案中做出选择，其中，在此首先确定粗略的预见性视界，随后基于坡度将该预见性视界划分成节段。然后，在每个节段针对一个或多个应用情况对各选定的控制方案的影响及其对速度调节设备的符合需求的控制的适应性进行检查。
发明内容
从前述现有技术出发，现在本发明的任务是提供一种方法，其中，可以用很低的成本实现对速度调节设备的考虑到油耗的最优的、预见性的控制。
该任务基于权利要求1的前序部分结合其表征性的特征来解决。随后的从属权利要求分别反映了本发明的有利改进方案。此外，由权利要求8得知一种机动车的控制系统，该控制系统包括根据本发明的可控的速度调节设备。关于计算机程序产品以及包含该计算机程序产品的存储介质参引权利要求9和10。
根据本发明，在一种用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法中，从不同控制方案中做出选择，以便在考虑到前方行驶路段的情况下调整额定速度。在此，依赖于前方行驶路段的坡度型廓进行选择。在此，在本发明的意义下，优选存在有形式为具体操作建议的控制方案，也就是说，在各选定的控制方案的框架内预先给定机动车的动力总成的具体运行方式。尤其优选地，通过选择机动车变速器的具体换挡策略来对机动车的驱动装置的运行点做出调整。
根据本发明，前方行驶路段的坡度型廓尤其经由预见性软件获知，该预见性软件对机动车的导航仪的数据进行分析。如果在此借助导航仪将车辆驾驶员向具体目的地引导，则可以直接将计划好的路段走向的坡度型廓考虑在内。而如果不经由导航仪来实现导航，则将路段走向尤其作为最可能路径(most-likely-path)来获知，其中，在针对其他路段走向的多个备选的可行方案中，根据车辆驾驶员的驾驶方式推断出最可能的行驶路段。尤其优选地，将7公里范围内的前方行驶路段区段作为前方行驶路段来考虑，由此一方面可以完成对速度调节设备的可靠控制，而另一方面将所要考虑的数据保持在最少程度。
现在，本发明包括如下技术教导，坡度型廓通过与依赖于额定速度获知的坡度范围的配属关系来划分节段，并且根据坡度型廓的至少一个节段分别选定控制方案的适当的方案。换而言之，前方行驶路段的坡度型廓也就是通过与坡度范围的配属关系来进行归类，其中，这些坡度范围依赖于所期望的额定速度来获知。在此，坡度型廓通过与这些范围的配属关系根据走向的不同被划分成一个或多个节段，其中，在划分成唯一节段的情况下，坡度型廓完全通过该唯一节段来绘制。于是在从不同控制方案中进行选择时，考虑至少一个节段，并且根据该节段或甚至多个节段来选定具体控制方案。
借助用于控制速度调节设备的这种方法可以首先获知要调整出的额定速度的最优的轨迹，其中，该获知可以在几个单个步骤中并且进而以很低的成本来实现。那么对于选择来说，基本上仅发生将坡度型廓与不同的坡度范围进行配属。总而言之，由此可以实现对速度调节设备的预见性的控制，在该控制中可以实现油耗最优地驶过前方行驶路段。
DE102009040682A1的方法相比之下要更复杂，这是因为在此首先要确定粗略的预见性视界，随后将该预见性视界划分成更精确的节段。因为之后还要针对每个节段来检查在一个或多个应用情况和各选定的控制方案中是否可以实现符合需求的控制，也就是分别进行模拟，所以需要相应的计算成本。
在本发明意义下，坡度型廓的节段优选通过如下方式形成，即，使其完全位于其中一个坡度范围内，也就是通过两个范围过渡部限定，或者说在第一节段的情况下通过自获知开始直至第一范围变换部的走向来限定。
根据本发明的一种实施方式，与四个坡度范围进行配属。在此，通过第一坡度范围代表即使在机动车的驱动装置全负荷的情况下也无法再保持要调整出的额定速度的车道坡度，而在驱动装置的牵引运行下，也就是在其全负荷运行或部分负荷运行下可以到达要调整出的额定速度的车道坡度配属于第二坡度范围，通过第三坡度范围代表在机动车溜滚(Rollen)时能够保持或者甚至增加了额定速度的车道坡度，而在驱动装置的滑行运行(Schubbetrieb)时能够达到或者甚至增加了额定速度的车道坡度配属于第四坡度范围。
借助对能想到的车道坡度的这种划分，通过前方行驶路段的坡度型廓与坡度范围的配属关系可以从控制方案中做出适当的选择。在此尤其优选地，在前期通过对在范围之间的边界坡度进行计算来确定四个坡度范围，其中，在将要调整出的额定速度考虑在内的情况下，这借助行驶阻力公式和机动车的驱动装置的本身已知的最大和最小发动机力矩来进行。在此，从已知的车辆质量(例如通过具体称重或估计)以及在前方行驶路段上基本恒定的溜滚阻力出发。
在本发明的一种改进方案中，在坡度型廓的各个节段内分别获知平均坡度，由此可以达到对方法的进一步简化，并且进而也可以达到减少成本。
根据本发明另一设计可行方案，在获知针对前方行驶路段的坡度型廓的三个或多个节段的情况下，分别考虑前三个相继跟随的节段，用以分别获知适当的控制方案。通过考虑三个相继跟随的节段可以形成样本，借助该样本可以针对不同控制方案中的一个做出判断。在此，在将坡度型廓与四个坡度范围进行配属时，优选从保存的4×4×4矩阵中分别选定适当的控制方案。在此，优选通过示例性地如下所示的表格来展开4×4×4矩阵，这些表格在四个坡度范围中的一个坡度范围中分别配属于一个开始节段：
在此，在表格内竖直轴线分别相应于第二节段的范围，水平轴线分别相应于第三节段的范围。就此而言，根据三个相继跟随的节段可以分别读出具体操作建议。
在本发明意义下，在获知针对前方行驶路段的坡度型廓的少于三个节段的情况下，根据其中一个节段或根据其中两个相继跟随的节段分别选定适当的控制方案。如果在预见性视界范围内仅得到坡度型廓的一个或两个相继跟随的节段(例如这是因为坡度型廓在视界的范围内仅微不足道地变化或者始终保持在一个坡度范围内)，那么尽管如此仍然可以选定适当的控制方案。尤其优选地，通过从保存的表格中读出控制方案来实现。针对获取两个相继跟随的节段以及在仅获取唯一节段的情况下可以示例性地考虑如下表格：
在此，竖直轴线分别相应于第一节段的范围，以及水平轴线分别相应于第二节段的范围。
1 在全负荷下行驶
2 通过在部分负荷下行驶保持vref
3 通过溜滚加速至vmax，之后借助滑行保持速度
4 通过滑行加速至vmax，之后保持速度
在本发明的改进方案中，驶过第一节段或唯一节段之后，更新坡度型廓以及重新划分节段。由此，可以始终更新借助其预见性地调整额定速度的视界，并且进而确保了适当选定控制方案。
在此，根据本发明的方法尤其可以通过机动车的控制设备来完成，其中，控制设备在此包括要控制的速度调节设备。在此，根据本发明的解决方案也可以表现为计算机程序产品，当该计算机程序产品在处理器，例如控制仪(如变速器控制仪)的处理器上运行时，其以软件方式指导处理器执行配属的为本发明主题的方法步骤。在此，计算机可读取的介质也属于本发明的主题，在该介质上可调取地存储有前述计算机程序产品。
本发明并不局限于并列的权利要求或从属于其的权利要求的所说明的组合。此外，也可以得到如下可能性，即，将从权利要求、以下对本发明优选实施方式的说明或直接从附图得到的各个特征彼此组合。权利要求通过应用附图标记参引附图不应限制权利要求的保护范围。
附图说明
在附图中示出了接下来要阐述的本发明的有利设计方案。其中：
图1示出根据本发明优选实施方式的用于控制机动车的速度调节设备的方法的流程图；
图2示出前方行驶路段的坡度型廓的图表及其与不同坡度范围的配属关系；和
图3示出所获知的平均坡度的图表及其与不同坡度范围的配属关系。
具体实施方式
由图1得知了根据本发明优选实施方式的用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法的流程图。在此，借助该方法实施在考虑前方行驶路段的情况下对额定速度vsoll进行调整，其中，在第一步骤S1中读入要调整出的额定速度vsoll。之后在步骤S2中将前方行驶路段的坡度型廓考虑在内，其中，这优选借助预见性软件通过询问导航仪方面的相应的参数来实现。在此，可以在经由该导航仪导航的情况下考虑计划好的行驶路段的相应的坡度型廓，而针对没有计划经由导航仪来引导的情况，通过计算模型“最可能路径”获知可能的行驶路段。在本发明中，从图2的图表可以看到示例性的坡度型廓。
在另一步骤S3中，借助要调整出的额定速度vsoll借助行驶阻力公式和机动车的驱动装置的本身已知的最大和最小的发动机力矩获知四个不同的坡度范围，其中第一坡度范围1反映出即使在驱动装置全负荷的情况下也无法再保持额定速度vsoll的车道坡度。而之后的第二坡度范围2代表在驱动装置的牵引运行下可以达到额定速度vsoll，也就是在部分负荷或全负荷驱动下可以实现额定速度vsoll的行驶情况下的车道坡度。此外，在机动车溜滚，也就是说，与驱动装置脱开的情况下，可以保持或者甚至增加了额定速度vsoll的车道坡度配属于第三坡度范围3。最后，第四坡度范围4代表在驱动装置的滑行运行的情况下获得或者甚至增加了额定速度vsoll的车道坡度。四个坡度范围1至4也在图2的图表中绘出。
在步骤S3之后的步骤S4中，如同样可以由图2看到的那样，坡度型廓通过与坡度范围1至4的配属关系被划分成节段5至10。除了节段5之外，节段6至10在此分别通过两个范围过渡部的限界来限定。在节段5的情况下，通过所获取的坡度型廓的开始直至第一范围变换部为止的限界来实现。
然后为了简化，在另一步骤S5中，由其中每个节段5至10中的坡度获知平均坡度，如在图3的图表中可以看到的那样。随后在步骤S6中询问节段数是否≥3，其中，在是的情况下向步骤S7过渡。而如果是否的情况，则在步骤S8中询问节段数是否>1，紧接着在是的情况下向步骤S9过渡，在否的情况下向步骤S10过渡。
在步骤S9和S10中，分别由表格读出控制方案，如其在说明书的前部分已经示例性说明的那样，而在步骤S7中根据前三个相继跟随的节段形成样本，并且从保存的4×4×4矩阵中选定适当的控制方案。在此，该矩阵例如通过在上述说明中已提到的表格来形成。在图2和图3的坡度走向的情况下，对获知样本来说节段5、6和7是意义重大的。在要获知的样本中，按顺序第一节段配属于第二坡度范围2，第二节段配属于第一坡度范围1，而第三节段又配属于第二坡度范围2。与此相应地，在通过示例性的表格限定的矩阵作为控制方案情况下，通过在全负荷或部分负荷下的行驶，在第一节段内加速至Vmax。
然后，在步骤S7、S9和S10之后的步骤S11中选定控制方案，在随后的步骤S12中询问第一节段是否已经完全驶过。如果是否的话，跳回步骤S12之前并重新进行询问，而在是的情况下，返回步骤S2之前并实现对前方行驶路段的坡度型廓的更新。于是，可以在下面的步骤S2至S11中选定另外的控制方案。
借助根据本发明的用于控制机动车速度调节设备的方法可以用较低的成本在考虑到机动车的油耗最优的运行的情况下实现预见性的控制。
附图标记列表
1第一坡度范围
2第二坡度范围
3第三坡度范围
4第四坡度范围
5节段
6节段
7节段
8节段
9节段
10节段
vsoll额定速度
S1至S12单个步骤

Claims (10)

1.用于预见性地控制机动车的速度调节设备的方法，其中，为了在考虑到前方行驶路段的情况下调整额定速度(vsoll)，从不同控制方案中做出选择，并且其中，依赖于前方行驶路段的坡度型廓进行选择，其特征在于，所述坡度型廓通过与依赖于额定速度(vsoll)获知的坡度范围(1至4)的配属关系来划分节段，并且根据所述坡度型廓的至少一个节段(5、6、7)分别选定适当的控制方案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与四个坡度范围(1至4)进行配属，其中，通过第一坡度范围(1)代表即使在机动车的驱动装置全负荷的情况下也不能再保持额定速度的车道坡度，在驱动装置的牵引运行情况下能达到额定速度的车道坡度配属于第二坡度范围(2)，通过第三坡度范围(3)代表在机动车溜滚时能保持或者甚至增加了额定速度的车道坡度，以及在驱动装置的滑行运行时能达到或者甚至增加了额定速度的车道坡度配属于第四坡度范围(4)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述坡度型廓的各个节段(5至10)内分别获知平均坡度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获知针对前方行驶路段的坡度型廓的三个或多个节段(5至10)的情况下，分别考虑前三个相继跟随的节段(5、6、7)，用以分别获知适当的控制方案。
5.根据权利要求2和4所述的方法，其特征在于，从保存的4×4×4矩阵中分别选定适当的控制方案。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获知针对前方行驶路段的坡度型廓的少于三个节段的情况下，根据一个节段或根据两个相继跟随的节段分别选定适当的控制方案。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，驶过第一节段(5)或唯一节段之后，更新所述坡度型廓并且重新划分节段。
8.机动车的控制系统，所述控制系统包括速度调节设备，所述速度调节设备能按照根据权利要求1至7中一项或多项所述的方法进行控制。
9.根据权利要求8所述的控制系统的计算机程序产品，所述计算机程序产品能根据权利要求1至7中任一项所述的方法运行，其中，坡道型廓通过与依赖于额定速度(vsoll)获知的坡度范围(1至4)的配属关系来划分节段，以及根据所述坡度型廓的至少一个节段(5、6、7)通过相应的存储在软件内的控制指令分别选定适当的控制方案。
10.具有根据权利要求9所述的计算机程序产品的数据载体。
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