ES2665810T3

ES2665810T3 - Método, control y sistema para controlar un pedal de realimentación de fuerza de acelerador (AFFP) como sistema de asistencia para control de distancia o velocidad en el tráfico por carretera

Info

Publication number: ES2665810T3
Application number: ES14747816.8T
Authority: ES
Inventors: Frank Drews; Carmelo Leone
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: EP3016814A2; WO2015000480A3; EP3016814B1; WO2015000480A2; US20160096431A1; DE102013213050A1; DE112014003113A5; US9802483B2

Abstract

Procedimiento para la regulación de la fuerza de recuperación de una unidad de control de automóviles, en el que en la unidad de control se trata de un pedal de acelerador o de un puño de acelerador, en el que una activación de la unidad de control a través de la aplicación de una fuerza de activación provoca una desviación de la unidad de control, en el que una fuerza de recuperación actúa sobre la unidad de control, en el que la fuerza de recuperación se opone a la fuerza de activación y está dirigida en la dirección de la posición de partida de la unidad de control, y en el que la unidad de control es articulada alrededor de un ángulo de desviación (φ), con las siguientes etapas: - determinar un ángulo de referencia (φsoll) de la desviación de la unidad de control a través de un circuito de regulación, - determinar una desviación real (φist) de la unidad de control, - en función de la diferencia de la desviación real (φist) y del ángulo de referencia (φsoll), modular la fuerza de recuperación en la unidad de control, en el que un circuito de regulación detemina el ángulo de referencia, sobre la base de una velocidad (vact) del automóvil, de una velocidad relativa (vrel) del automóvil con respecto al automóvil precedente, de una distancia de referencia (dsoll) con respecto al automóvil precedente y de una distancia real (dist) con respecto al automóvil precedente, caracterizado por que a) el circuito de regulación contiene un regulador-PD, en el que el regulador-PD genera un primer valor del ángulo de referencia (17) sobre la base de la diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real (dist), y b) por que el circuito de regulación contiene un control previo (21) paralelo al regulador-PD, en el que el control previo genera sobre la base de la velocidad (vact), de una velocidad relativa (vrel) y de una desviación ponderada de la distancia real (dist) de la distancia de referencia (dsoll) un segundo valor del ángulo de referencia (16) y c) por que en un sumador (28) se determina el ángulo de referencia (φsoll) al menos a partir de estos dos valores del ángulo de referencia.

Description

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DESCRIPCION

Método, control y sistema para controlar un pedal de realimentación de fuerza de acelerador (AFFP) como sistema de asistencia para control de distancia o velocidad en el tráfico por carretera

La invención se refiere a un procedimiento para regular la fuerza de recuperación de una unidad de control de automóviles. En una unidad de control se puede tratar, por ejemplo, de un pedal de aceleración como encuentra aplicación en el automóvil o camión, o de un puño de acelerador como se utiliza, por ejemplo, en motos o quads. Para activar una unidad de control de este tipo, debe aplicarse, en general, una fuerza de activación sobre la unidad de control. Por ejemplo, debe pisarse el pedal del acelerador con el pie o debe girarse un puño de acelerador con la mano. Si la fuerza de activación aplicada es suficientemente grande, se articula la unidad de control desde una posición de reposo. El grado de desviación se transmite por vía mecánica o electrónica a una unidad de control del motor y se convierte allí en una carga correspondiente del motor.

Normalmente, las unidades de control descritas anteriormente contienen medios, que provocan una fuerza de recuperación sobre las unidades de control. La fuerza de recuperación contrarresta en este caso, en general, la fuerza de activación y actúa en la dirección de la posición de partida de la unidad de control. Por ejemplo, tal fuerza de recuperación puede ser provocada por un mecanismo de resorte o por vía eléctrica a través de un motor de par, que está acoplado con la unidad de control. Los mecanismos de recuperación habituales están configurados de manera que la fuerza de recuperación es constante sobre toda la zona de desviación o se incrementa hacia articulaciones mayores de la unidad de control.

La desviación de la unidad de control desde la posición de reposo se puede describir por un ángulo de desviación ^. Por ejemplo, el ángulo de desviación ^ puede estar definido de tal manera que para la posición de reposo de la unidad de control el ángulo de desviación ^ es igual a cero, mientras que el ángulo de desviación para una desviación máxima de la unidad de control está definido en un valor fijo. La desviación de la unidad de control puede dscribirse, por ejemplo, también en porcentaje de la desviación máxima. En este caso, la posición de partida de la unidad de control corresponde a una desviación de 0 %, mientras que la desviación máxima de la unidad de control, designada también como ''a todo gas“, corresponde a una desviación de 100 %.

Los componentes clásicos de regulación de la distancia intervienen en virtud de la distancia reconocida por medio de sensores de entorno, en caso necesario en el control del motor, en particular regulan la alimentación de combustible y con ello finalmente el número de revoluciones y el par motor del motor directamente y sin tener en cuenta o incluso influyendo en la posición de la unidad de control manual.

Ya se puede deducir a partir del documento WO 2005/105508 una indicación para influir en un llamado pedal de realimentación de fuerza, es decir, una unidad de control con dispositivo de recuperación, activamente en la posición de la unidad de control, que actúa entonces naturalmente indirectamente también de nuevo sobre el control del motor.

Además, en el documento DE 10 2010 031 080 A1 se presenta un concepto de regulador para un dispositivo para la generación de una fuerza de recuperación en un pedal de acelerador, en el que para diferentes situaciones operativas, en particular para una marcha de avance como también para una marcha atrás está previsto, respectivamente, un regulador separado. Los reguladores separados posibilitan una parametrización individual del regulador y, por lo tanto, de su relación de regulación en la situación operativa respectiva, pero elevan el gasto, incluso cuando actualmente los reguladores se construyen con frecuencia como control de software, puesto que en software deben tenese en cuenta espacio de memoria y tiempo de cálculo.

El cometido de la invención es crear un regulador mejorado, una unidad de control parta un automóvil con un regulador de este tipo así como un procedimiento para su funcionamiento, que se puede emplear como sistema asistente, entre otras cosas, para una regulación de la distancia en el tráfico por carretera.

La solución del cometido se realiza según la invención a través de las características de las reivindicaciones independientes. Las configuraciones ventajosas, desarrollos y variantes de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

Según una forma de realización de la invención, a través de un circuito de regulación se determina un ángulo de referencia ^Soll de la desviación de la unidad de control.

A tal fin está previsto un regulador, que presenta entradas para la alimentación de señales de una velocidad vact del automóvil, de una velocidad relativa vrel del automóvil con relación al automóvil precedente, una distancia de referencia dsoll con relación al automóvil precedente y una distancia real dist con relación al automóvil precedente. Los sensores correspondientes no son, en general, componentes del propio regulador, es decir, por ejemplo, de una unidad electrónica de regulación correspondiente.

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El regulador contiene un regulador-PD, para generar un primer valor del ángulo de referencia 17 sobre la base de la diferencia entre la distancia de referencia dsoll y la distancia real dist y un control previo 21 paralelo al regulador-PD, para generar sobre la base de la velocidad vact, de la velocidad relativa vrei y de la desviación ponderada de la distancia real dist respecto de la distancia de referencia dsoll un segundo valor del ángulo de referencia 16.

Además, está previsto un sumador 28, para determinar el ángulo de referencia al menos a partir de estos dos valores del ángulo de referencia.

El regulador se puede realizar como una unidad electrónica de regulador separada del miembro de ajuste o, en cambio, integrada en la construcción en el miembro de ajuste y, dado el caso, se puede manipular por separado de forma correspondiente.

En una configuración preferida, el regulador está configurado, además, para detectar el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) como diferencia entre la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real (dist) y en el caso de que se exceda un valor umbral de esta desviación de regulación de la distancia (u), elevar el valor del ángulo de referencia (^soii) a través de un tercer valor del ángulo de referencia (18 ), cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es negativo, o reducirlo cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es positivo. De esta manera, en caso de desviaciones mayores de la regulación de la distancia, se puede intervenir con una dinámica de regulación más elevada.

En otra configuración preferida, el regulador está configurado, además, para elevar el valor del ángulo de referencia (^soll) en el caso de una velocidad (vact) reducida del automóvil y en el caso de una distancia (dist) reducida del automóvil con respecto a un automóvil precedente, como suceden en situaciones de marcha, por medio de otros valores del ángulo de referencia (19). Por lo tanto, también aquí en la situación especial de tráfico, no se activa completamente otro regulador, sino sólo un valor adicional del ángulo de referencia.

En una configuración especialmente preferida, estos dos conceptos se combinan entre sí, de tal manera que se integra un reacoplamiento, de manera que, en efecto, se reacopla a la unidad para la generación del tercer valor del ángulo de referencia la suma de los otros valores del ángulo de referencia (16, 17, 19) como variable de entrada adicional y en función de la desviación de regulación de la distancia (u) y de otros valores del ángulo de referencia se calcula el tercer valor del ángulo de referencia (18).

Además, para la realización del procedimiento en el sistema general se calcula igualmente la desviación actual ^t de la unidad de control, por ejemplo a través de sensores adercuados. En función de la diferenciade la desviación actual ^st yh del ángulo de referencia ^Soll se modula entonces la fuerza de recuperación sobre la unidad de control. En una fuerza de recuperación se puede tratar tanto de una fuerza como también de un par motor.

El ángulo de referencia ^Soll puede ser determinado, por ejemplo, de manera que a través de una desviación de la unidad de control a éste ángulo ^Soll se adapta la carga del motor del automóvil de manera que se evita aproximarse a un vehículo precedente a una distancia de seguridad predefinida del automóvil. La modulación de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control se puede representar en este caso de tal manera que para una desviación de la unidad de control, que es menor que el valor de referencia ^Soll, la fuerza de recuperación permanece constante. Sin embargo, si la desviación ^t excede el ángulo de referencia ^Soll i, se eleva fuertemente la fuerza de recuperación sobre la unidad de control. De esta manera, el conductor del vehículo debería aplicar para otra activación de la unidad de control más allá del ángulo de referencia ^soii una fuerza de activación claramente elevada sobre la unidad de control. El gasto elevado de fuerza sería percibido consciente o inconscientemente por el conductor del vehículo, de manera que a través de la modulación descrita anteriormente de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control se realiza una transmisión de un reconocido háptico o bien señal en el conductor del vehículo. No obstante, queda a la libertad del conductor del vehículo articular la unidad de control a través de una elevación adicional de la fuerza de activación para elevar la carga del motor, por ejemplo para iniciar un proceso de recuperación.

La modulación de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control se puede caracterizar, además, por que poco antes de alcanzar el ángulo de referencia ^soii se reduce la fuerza de recuperación sobre la unidad de control y se eleva fuertemente cuando se alcanza el ángulo de referencia ^Soii. A través de tal bajada en la curva de la fuerza de recuperación, el reconocimiento háptico mencionado anteriormente sería percibido más fácilmente por el conductor del vehículo.

Igualmente es posible que la modulación de la fuerza de recuperación esté configurada de tal forma que el conductor del vehículo perciba una vibración de la unidad de control cuando se excede el águlo de referencia ^Soii. De esta manera, el conductor del vehículo es informado, en efecto, de que existe el peligro extremo de que no se alcance la distancia de referencia.

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A este respecto, hay que procurar que las etapas del procedimiento de la determinación de un ángulo de referencia ^soii, de la determinación de una desviación real ^t y de la modulación de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control en función de la diferencia de la desviación actual ^t y la desviación de referencia ^Son se realicen según la invención siempre de nuevo a intervalos de tiempo muy cortos, con lo que se regula continuamente la fuerza de recuperación de la unidad de control.

El procedimiento descrito anteriormente es especialmente ventajoso, puesto que en los automóviles modernos existe con frecuencia el problema de que se presentan al conductor del vehículo una pluralidad de informaciones. Esto puede conducir a una inundación de estímuilos del conductor del vehículo a través de señales acústicas y ópticas, con lo que el conductor del vehículo se puede desviar del acontecer del tráfico durante la conducción del vehículo en el tráfico por carretera. Por consiguiente, el conductor del vehículo tiende a no percibir ya algunas señales o a no asociarlas ya correctamente. Este problema se soluciona por el procedimiento según la invención, puesto que la transmisión de informaciones al conductor del vehículo se realiza a través de señales hápticas, que pueden ser percibidas inconscientemente por el conductor del vehículo y, por lo tanto, no influyen o sólo muy poco en la percepción de otras señales.

Además, especialmente en virtud del tráfico cada vez más denso, es ventajoso implementar una regulación automática de la distancia de un vehículo precedente en el control del vehículo, que no requeire señales ópticas o acústicas. Especialmente en situaciones de tráfico afectadas con estrés, como por ejemplo tráfico denso por carretera en tiempos de choque, las señales ópticas o acústicas adicionales pueden conducir a que se pasen por alto o se interpreten erróneamente otras informaciones. Por lo tanto, es ventajoso asistir al conductor en la selección de una distancia opcional de un vehículo precedente a través de informaciones hápticas claras sobre la unidad de control del automóvil.

Según una forma de realización de la invención, el circuito de regulación determina el ángulo de referencia sobre la base de una velocidad vact del automóvil, de una velocidad relativa vrel del automóvil desde un automóvil precedente, de una distancia de referencia dsoll desde el automóvil precedente y de una distancia real dist desde el automóvil precedente. Esto tiene la ventaja de que todas las variables mencionadas anteriormente se pueden determinar con gasto técnico reducido. Así, por ejemplo, la velocidad actual vact del automóvil se puede determinar a través de un tacómetro, como se encuentra habitualmente en cada automóvil. La distancia del automóvil desde un automóvil precedente dist se puede calcular por un radar de distancia. A partir de la modificación temporal de la distancia dist se puede determinar la velocidad relativa vrel del automóvil desde un automóvil precedente. La distancia de referencia dsoll es una bvariable definible libremente. Por ejemplo, la distancia de referencia se puede determinar según las regulaciopnes de la legislación predominante en función de la velocidad vact del automóvil o a través de un modo de marcha seleccionado del automóvil.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un sistema de control para un automóvil con:

• una unidad de control, en la que en la unidad de control se trata de un pedal de acelerador o de un puño de

aceleración y en la que la unidad de control es articulable desde una posición de partida a través de la

aplicación de una fuerza de activación sobre la unidad de control,

• un sensor de desviación, en el que el sensor de artioculación puede generar una señal de desviación, a partir de la cual se puede determinar la desviación actual ^t de la unidad de control,

• un mecanismo de recuperación, en el que el mecanismo de recuperación puede provocar una fuerza de

recuperación sobre la unidad de control, de manera que la fuerza de recuperación contrarresta la fuerza de

activación,

• un actuador, en el que el actuador está acoplado con la unidad de control de talo manera que puede modular la fuerza de recuperación sobre la unidad de control a través de la aplicación de una fuerza de recuperación o fuerza de activación adicional en función de la señal de desviación.

En otra forma de realización ventajosa del sistema de control según la invención, el regulador está configurado, además, para elevar el valor del ángulo de referencia en el caso de que se exceda un valor umbral para el valor de una desviación de regulación de la distancia, cuando la desviación de regulación de la distancia es negativa, o para reducirlo cuando la desviación de regulación de la distancia es positiva, de manera que la desviación de regulación de la distancia se da por la diferencia de la distancia de referencia y la distancia real.

Por lo demás, se explican en detalle formas de realización de la invención con referencia a los dibujos.

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema de control.

La figura 2 muestra una representación esquemática de una unidad de control, que es adecuada para la realización del procedimiento según la invención.

La figura 3 muestra un diagramja de bloques de un circuito de regulación según la invención para la regulación del

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ángulo de referencia del pedal ^Son.

Por lo demás, los elementos de las siguientes formas de realización, que se corresponden o son idénticos entre sí están provistos, respectivamente, con los mismos signos de referencia.

En la figura 1 se representa un diagrama de bloques de un sistema de control según la invención. En la forma de realización representada, en la unidad de control 1 se trata de un pedal de acelerador como se utiliza, por ejemplo, en el automóvil o camión. En el pedal de acelerador representado se trata de una llamada unidad de pedal de acelerador colgante. No obstante, en principio, el procedimiento descrito aquí se puede aplicar también para las llamadas unidades de pedal de marcha fijas o para puños de acelerador.

En la figura 2 se representa esquemáticamente una unidad de control, en la que se puede realizar el procedimiento según la invención. En la unidad de control 1 representada en la figura 2 se trata de un pedal de acelerador como se emplea, por ejemplo, en el automóvil o en el camión. En este caso, una placa de pedal 5 está alojada giratoria sobre una palanca de pedal 6 en un punto de giro P. A través de una presión sobre la placa de pedal 5 se puede desviar la palanca de pedal 6 hacia abajo. Si la palanca de pedal es desviada fuera de la posición cero, un muelle de recuperación del pedal (no representado) provoca una fuerza de recuperación sobre la palanca del pedal 6, de manera que ésta, cuando no se activa la placa del pedal 5 a través del muelle de recuperación del pedal, es articulada de retorno a su posición de partida. El muelle de recuperación del pedal puede estar configurado, por ejemplo, como muelle de patas.

El pedal del acelerador 1 está alojado giratorio alrededor de un punto de giro P. Además, el pedal del acelerador está conectado con un actuador 2 de manera que a través del actuador 2 se puede ejercer una fuerza sobre el pedal del acelerador 1. El actuador 2 está conectado con un miembro de ajuste 3 de manera que el miembro de ajuste 3 puede controlar la fuerza ejercida por el actuador 2 sobre el pedal del acelerador 1, por ejemplo a través de una corriente correspondiente, si en el actuador se trata de un actuador electromecánico, como por ejemplo un motor de par.

Para el control del actuador 2, el miembro de ajuste 3 utiliza las variables de entrada ^t,, es decir, el ángulo de desviaciíon real del pedal del acelerador 1 así como el ángulo de referencia del pedal del acelerasor 1 ^Soll. El ángulo de referencia ^Soll se determina a través de un regulador 4. Según la invención, el regulador 4 según la invención y explicado en detalle todavía en la figura 3 determina el ángulo de referencia ^Soll a partir de cuatro variables de entrada:

• la distancia real dist del automóvil con respecto a un vehículo precedente;

• la velocidad relativa vrel del automóvil con respecto a un vehículo precedente;

• la velocidad actual vact del automóvil;

• la distancia de referencia dsoll del automóvil con respecto a un vehículo precedente.

La velocidad actuall vact del automóvil puede ser recibida por el regulador, por ejemplo, desde un tacómetro del automóvil. La distancia real dist del automóvil con respectio a un automóvil precedente se puede calcular, por ejemplo, a través de un sensor de radar. A partir de la modificación de la distancia dist se puede determinar la velocidad relativa vrel del automóvil con respecto a un automóvil precedente. El regulador 4 puede obtener la distancia de referencia dsoll del automóvil con respecto a un automóvil precedente, por ejemplo, desde un generador de señales. A partir de las cuatro variables de entrada mencionadas anteriormente, el regulador 4 determina durante la marcha continuamente el ángulo de referencia ^Soll.

El ángulo de referencia ^Soll así como la desviación real del pedal del acelerador ^t se transmiten al miembro de ajuste 3. El miembro de ajuste 3 determina a partir de la diferencia del ángulo de referencia ^Soll con respecto al ángulo real ^t una señal, que se transmite al actuador 2 y provoca una modulación de la fuerza de recuperación sobre el pedal del acelerador 1 a través del actuador 2. La desviación real del pedal del acelerador 1 ^t se puede detectar, por ejemplo, a través de un sensor angular y transmitir a un miembro de ajuste 3.

Además, la unidad de control 1 contiene un actuador 2, que puede estar configurado, por ejemplo, como motor de par. Los motores de par son especialmente adecuados para una unidad de control para la realización del procedimiento según la invención, puesto que pueden proporcionar momentos de torsión muy altos. Sobre el eje de giro M del actuador 2 está fijado un árbol de accionamiento 7. A través del árbol de accionamiento 7, el actuador 2 puede ejercer, por medio del rodillo de accionamiento 8 o de otros dispositivos adecuados, como por ejemplo superficies deslizantes de forma libre, una fuerza sobre un brazo 9, que se encuentra en la prolongación de la palanca del pedal 6. El acuador 2 está acoplado, por lo tanto, indirectamente con el pedal del acelerador, de manera que se puede transmitir una fuerza sobre el pedal del acelerador. En el ejemplo de realización descrito aquí, los puntos de giro P y M de la palanca de pedal 6 y del actuador 2 están separados localmente. Pero también es concebible una unidad de control, en la que colaboran los dos puntos de giro P y M.

Los elementos descritos anteriormente están integrados en una carcasa 10. Además, la unidad de control 1

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comprende un miembro de ajuste 3 así como una interfaz 11. Como se ha indicado ya anteriormente, el miembro de ajuste 3 está configurado para activar el actuador 2 en función de la diferencia de un ángulo de referencia del pedal ^soll y de un ángulo real del pedal ^t, de manera que el actuador 2 modula la fuerza de recuperación sobre la palanca del pedal 6 a través de la aplicación de una fuerza adicional.

La interfaz 11 comprende una alimentación de corriente de la electrónica, es decir, por ejemplo la alimentación de corriente del actuador 2 electromecánico. Además, la interfaz 11 está configurada para el intercambio de señales entre el miembro de ajuste 3 y otros aparatos de control fuera de la unidad de control 1 a través de un bus de comunicación en el automóvil, como por ejemplo un bus-CAN.

En el actuador 2 está dispuesto un muelle de recuperación 12 del actuador, de tal manera que el árbol de accionamiento 7 del actuador 2 presiona por medio de rodillo de accionamiento 8 la palanca del pedal 6 en la dirección de su punto cero y en concreto especialmente también cuando el actuador electromecánico 2 no es alimentado con corriente. En este caso, respectivamente, un extremo del muelle de recuperación del pedal así como el muelle de recuperación 12 del actuador están conectados al menos en la dirección de presión del muelle fijamente con la carcasa 10, de manera que en el ejemplo representado en la figura 2, uno de los extremos del muelle de recuperación 12 del actuador está colocado en el pivote 13 de la carcasa 10. El otro extremo del muelle de recuperación del pedal actúa sobre la palanca del pedal 6 o bien el muelle de recuperación 12 del actuador sobre el disco de accionamiento 7. La zona angular, que está determinada por las posiciones cero y las posiciones finales respectivas de los dos muelles (muelle de recuperación del pedal y muelle de recuperación del actuador 12) es en el muelle de recuperación del actuador 12, tanto con respecto a la posición cero como también con respecto a la posición final, mayor que en el muelle de recuperación del pedal. De esta manera, se garantiza que el árbol de accionamiento 7 se apoye a través del rodillo de accionamiento 8 en cada instante en el brazo 9 de la palanca del pedal 6. El muelle de recuperación del actuador 12 está de esta manera siempre pretensado.

Para la activación del actuador 2, especialmente a través del miembro de ajuste 10 integrado en la unidad de control 1, es ventajoso detectar la posición angular a del actuador 2 a través de un sensor correspondiente, por ejemplo un sensor Hall. Sensores correspondientes no se muestran en las figuras. De manera alternativa, economizando el sensor que se acaba de mencionar, a través del miembro de ajuste 3 con la ayuda de software adecuado, a partir de la posición de la palanca del pedal 6 se puede deducir la posición angular del actuador 2, si la posición de la palanca del pedal 6 es proporcionada al miembro de ajuste 3 como señal. Esto se puede realizar, por ejemplo, a través de la inscripción de la posición de la palanca del pedal 6 desde el bus de comunicación del vehículo en el miembro de ajuste 3 sobre la interfaz 11.

El presente procedimiento propone ahora emplear la unidad de control activa descrita anteriormente para la regulación de la distancia de dos vehículos que circulan en el tráfico por carretera.

La distancia entre dos vehículos es, en general, sólo constante cuando ambos vehículos circulan con la misma velocidad. Las modificaciones de la velocidad a través de procesos de frenado o de aceleración modifican la distancia entre los dos vehículos. Por lo tanto, la distancia entre dos vehículos sólo se puede mantener aproximadamente constante cuando en un concepto de regulación se tienen en cuenta estas modificaciones de la velocidad y, por lo tanto, de la distancia.

Por lo tanto, sólo se puede mantener o bien suponer una distancia de referencia dsoll deseada con respecto a un vehículo precedente cuando la velocidad del propio vehículo conducido por el conductor del vehículo corresponde a una velocidad de referencia vsoll determinada. Esta velocidad vsoll está correlacionada con una desviación de la unidad de control 1 con respecto a un ángulo de referencia ^Soll. La consecución del ángulo de referencia ^Soll se comunica al conductor a través del actuador 2, realizando en este valor a través de la activación correspondiente del actuador 2 una modulación de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control 1. El conductor detecta esta modulación de la fuerza en su pie o bien en su mano y de esta manera le es señalizado que no debe activar ya la unidad de control 1, sino que debe mantener esta posición o debe modificarse para desviaciones más pequeñas.

Sin embargo, si el vehículo precedente modifica ahora su velocidad, entonces se modifica también la distancia dist entre los dos vehículos. Para establecer de nuevo una distancia de referencia dsoll entre los vehículos, debe incrementarse o reducirse esta distancia. La distancia dist con respecto a un vehículo precedente depende de la velocidad del vehículo precedente, de manera que el conocimiento de la velocidad del vehículo precedente es necesario para el mantenimiento de la distancia de referencia dsoll.

Dentro del procedimiento según la invención descrito aquí, se calcula la velocidad del vehículo precedente a partir de la velocidad vact del vehículo propio y la velocidad relativa vrel del vehículo precedente, añadiendo la velocidad relativa vrel a la velocidad del vehículo propio vact.

Si la velocidad relativa vrel es cero, entonces ambos vehículos se mueven a la misma velocidad y no se modifica la distancia entre los vehículos. Para la determinación de la velocidad relativa, el vehículo está provisto con sensores correspondientes como sensores de radar y una electrónica.

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El concepto de regulación según la invención del regulador 4 para la determinación del ángulo de referencia ^soii se representa en la figura 3. Una variable de entrada de la regulación es la distancia real dist, qie se calcujla entre el vehículo propio y un vehículo precedente, por ejemplo, por medio de un sensor de radar. Si no se moviese ningún vehículo delante del vehículo propio, entonces el concepto de regulación no tiene aplicación. Desde una unidad de control, que no se representa aquí en detalle, se prepara una distancia de referencia, que se designa como dsoll. A partir de la distancia real dist y la distancia de referencia dsoll deseada resulta un valor diferencial, en el que debe reducirse o aumentarse la distancia real dist frente a la distancia de referencia dsoll y que se designa como diferencia de regulación 14. La diferencia de regulación 14 representa una de las señales de entrada del concepto de regulación.

La variable de salida del concepto de regulación según la invención es el ángulo de referencia ^Soll 15, que comprende según la invención varios valores diferentes del ángulo de referencia 16, 17, 18 y 19. Estos valores 16, 17, 18 y 19 se pueden calcular con la ayuda de diferentes algoritmos.

El primer valor del ángulo de referencia 16 representa la situación, en la que un vehículo precedente se mueve a velocidad constante y el vehículo propio debe seguir a este vehículo con la misma velocidad (vrel=0). Para esta porción de regulación 16 sólo es decisiva la velocidad del vehículo precedente, que resulta a partir de la velocidad del vehículo propio vact y la velocidad relativa vrel. A esta velocidad calculada se añade una desviación 20, que resulta a partir de la diferencia de la regulación y de un factor constante calculado empíricamente. Una desviación de la unidad de control con respecto a un ángulo de desviación, que corresponde al valor del ángulo de referencia aislado 16, conduciría, por lo tanto, a que se adaptase la carga del motor del vehículo para que el vehículo adopte la misma velocidad que el vehículo precedente. El primer valor del ángulo de referencia 16 forma la base del concepto de regulación según la invención. La sección correspondiente del circuito de regulación se designa como control previo 21. Para la regulación siguiente de la distancia está previsto un regulador-PD 22, que proporciona el segundo valor del ángulo de referencia 17 y está constituido por una porción proporcional 23 y una porción diferencial 24.

En la porción proporcional 23 se amplifica la señal de entrada proporcionalmente a una señal de salida 25. Sin embargo, el factor de amplificación no es un factor constante, sino que sigue una curva característica. La variable de entrada de esta curva característica es el valor de la diferencia de regulación 14. Su variable de salida es el llamado factor de amplificación.

El miembro-D 24 es un diferenciador, que reacciona a la modificación temporal de la diferencia de regulación 14, es decir, a la derivación temporal de esta variable de entrada, que se modifica dinámicamente. Según la invención, en este caso está previsto que en función de la variable de la derivación temporal de la diferencia de regulación 14 se realice adicionalmentre una amortiguación o amplificación de este valor del ángulo del pedal. De esta manera, se evita durante la conversión del valor diferencial en el segundo valor del ángulo de referencia una regulación inestable para transmitir al conductor del vehículo un comportamiento armónico de la unidad de control 1 durante la activación.

A partir del miembro-P y el miembro-D resulta entonces el segundo valor del ángulo de referencia 17 a través de superposición o bien adición de los valores.

Además de los primeros y segundos valores del ángulo de referencia 16, 17 está previsto un tercer valor de referencia 18, que tiene en cuenta la forma de las curvas y el gradiente de la guía del recorrido. Si el vehículo sigue una curva de trayectoria ascendente, como es el caso, por ejemplo, en un paisaje de colinas o montañas, el conductor del vehículo debe elevar adicionalmente la carga del motor de su vehículo, para mantener su velocidad o bien reducir la carga del motor cuando la curva de la trayectoria se extiende descendente.

Esto se tiene en cuenta a través de la unidad de regulación 26 o bien a través del valor correspondiente del ángulo de referencia 18. En este caso, se compara el valor de la diferencia de regulación 14 continuamente con un valor umbral determinado y sólo en el caso de que se exceda este valor umbral preajustado, se activa la unidad de regulación 26 para la determinación de otro valor del ángulo de referencia 18. El valor del ángulo de referencia 18 resultante da como resultado, frente a los otros valores del ángulo de referencia 16, 17 una desviación, pudiendo ser ésta o bien una adición o una sustracción en etapas incrementales.

En otro circuito de regulación 27 se tienen en cuenta situaciones de arranque, como aperecen, por ejemplo, en semáforos de tráfico, a través de una modulación del ángulo de referencia ^Soll. Durante el arranque del vehículo, por ejemplo cuando el semáfoco cambia de rojo a verde, se puede reducir claramente la distancia entre dos vehículos frente a la distancia de referencia dsoll. No obstante, puesto que se producirían retrasos no deseados cuando el vehículo propio comienza con el arranque sólo cuando ha alcanzado la distancia de referencia dsoll que debe mantener frente al vehículo precedente, está previsto según la invención realizar para estas situaciones del tráfico un desplazamiento del ángulo de referencia ^Soll 15 en la dirección del ángulo de referencia mayor a través del circuito de regulación 27. De ello resulta otro valor del ángulo de referencia 19.

Todos los valores del ángulo de referencia 16, 17, 18 y 19 se agrupan en una suma 28 y 29 y dan como resultado

5

10

15

20

25

30

35

entonces el ángulo de referencia ^soii 15.

Dentro del concepto de regulación según la invención se asegura, por lo tanto, a través de diferentes algoritmos que se calcule un ángulo de referencia 15, que corresponde a una distancia de referencia dsoll predeterminada con respecto al vehículo precedente de la manera descrita anteriormente. La regulación de la distancia de referencia se consigue como última consecuencia a través de la variación selectiva de la velocidad del vehículo propio vact o bien a través de una adaptación de la carga del motor.

Puesto que la velocidad relativa vrel con respecto al vehículo precedente se modifica continuamente en el tiempo, en función de la velocidad real vact del vehículo propio y de la velocidad del vehículo precedente, se modifica también la distancia de referencia dsoll y, por lo tanto, el valor del ángulo de referencia ^Soll a ajustar a través del proceso de regulación dinámica descrito.

En este caso, el procedimiento está diseñado para que exista siempre la posibilidad, en una situación de tráfico correspondiente, de que el conductor del vehículo pueda ignorar la modulación de la fuerza de recuperación y pueda activar la unidad de control 1 para desviaciones mayores.

Lista de signos de referencia

1. Unidad de control (pedal del acelerador)

2. Actuator

3. Miembro de ajuste

4. Regulador

5. Placa de pedal

6. Palanca de pedal

7. Árbol de accionamiento

8. Rodillo de accionamiento

9. Brazo

10. Carcasa

11. Interfaz

12. Muelle de recuperación

13. Pivote

14. Diferencia de regulación

15. Ángulo de referencia

16. Valor del ángulo de referencia

17. Valor del ángulo de referencia

18. Valor del ángulo de referencia

19. Valor del ángulo de referencia

20. Desviación

21. Control previo

22. Regulador-PD

23. Regulador-P

24. Regulador-D

25. Señal de partida

26. Desviación

27. Modulación

28. Suma

29. Suma

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. - Procedimiento para la regulación de la fuerza de recuperación de una unidad de control de automóviles, en el que en la unidad de control se trata de un pedal de acelerador o de un puño de acelerador, en el que una activación de la unidad de control a través de la aplicación de una fuerza de activación provoca una desviación de la unidad de control, en el que una fuerza de recuperación actúa sobre la unidad de control, en el que la fuerza de recuperación se opone a la fuerza de activación y está dirigida en la dirección de la posición de partida de la unidad de control, y en el que la unidad de control es articulada alrededor de un ángulo de desviación (^), con las siguientes etapas:

- determinar un ángulo de referencia (^Soll) de la desviación de la unidad de control a través de un circuito de regulación,

- determinar una desviación real (^t) de la unidad de control,

- en función de la diferencia de la desviación real (^t) y del ángulo de referencia (^soll), modular la fuerza de recuperación en la unidad de control, en el que

un circuito de regulación detemina el ángulo de referencia, sobre la base de una velocidad (vact) del automóvil, de una velocidad relativa (vrel) del automóvil con respecto al automóvil precedente, de una distancia de referencia (dsoll) con respecto al automóvil precedente y de una distancia real (dist) con respecto al automóvil precedente, caracterizado por que

a) el circuito de regulación contiene un regulador-PD, en el que el regulador-PD genera un primer valor del ángulo de referencia (17) sobre la base de la diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real

(dist), y

b) por que el circuito de regulación contiene un control previo (21) paralelo al regulador-PD, en el que el control previo genera sobre la base de la velocidad (vact), de una velocidad relativa (vrel) y de una desviación ponderada de la distancia real (dist) de la distancia de referencia (dsoll) un segundo valor del ángulo de referencia (16) y

c) por que en un sumador (28) se determina el ángulo de referencia (^Soll) al menos a partir de estos dos valores del ángulo de referencia.
2. - Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el circuito regulador para, en el caso de que se exceda un valor umbral de esta desviación de regulación de la distancia (u), elevar el valor del ángulo de referencia (^Soll) a través de un tercer valor del ángulo de referencia (18), cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es negativo, o para reducirlo cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es positivo, de manera que la desviación de regulación de la distancia (u) se da a través de la diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia (dist).
3. - Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el circuito reghulador está configurado, además, elevar el valor del ángulo de referencia (^Soll) en el caso de una velocidad (vact) reducida del automóvil y en el caso de una distancia (dist) reducida del automóvil con respecto a un automóvil precedente, como suceden en situaciones de marcha, por medio de otros valores del ángulo de referencia (19).
4. - Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que se reacopla a la unidad para la generación del tercer valor del ángulo de referencia (18) la suma de los otros valores del ángulo de referencia (16, 17, 19) como variable de entrada adicional y en función de la desviación de regulación de la distancia (u) y de otros valores del ángulo de referencia se calcula el tercer valor del ángulo de referencia (18).
5. - Regulador (4) para un sistema de control para un automóvkil para determinar un ángulo de referencia (^Soll) para una unidad de control, en el que en la unidad de control se trata de un pedar de acelerador o de un puño de acelerador y en el que la unidad de control se puede articular desde una posición de partida a través de la aplicación de una fuerza de activación sobre la unidad de control y

a) en el que el regulador (4) presenta entradas para la alimentación de señales de una velocidad (vact) del automóvil, de una velocidad relativa (vrel) del automóvil con respecto al automóvil precedente, de la distancia de referencia (dsoll) con respecto al automóvil precedente y de una distancia real (dist) con respecto al vehículo precedente, caracterizado por que

b) el regulador (4) contiene un regulador-PD para generar un primer valor del ángulo de referencia (17) sobre la base de la diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real (dist) y

c) contiene un control previo (21) paralelo al regulador-PD, para generar sobre la base de la velocidad (vact), de una velocidad relativa (vrel) y de una desviación ponderada de la distancia real (dist) de la distancia de referencia (dsoll) un segundo valor del ángulo de referencia (16), y

d) sumador (28) para determinar el ángulo de referencia (^Soll) al menos a partir de estos dos valores del ángulo de referencia.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50
6. - Regulador según la reivindicación 5, en el que el regulador está configurado, además, para detectar el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) como diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real (dist) y en el caso de que se exceda un valor umbral de esta desviación de regulación de la distancia (u) el elevar el valor del ángulo de referencia (^Soll) a través de un tercer valor del ángulo de referencia (18) cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es negativo, o reducirlo cuando el valor de una desviación de regulación de la distancia (u) es positivo.
7. - Regulador según una de las reivindicaciones 5 ó 6, en el que el circuito de regulación está configurado para, en el caso de una velocidad (vact) reducida del automóvil y en el caso de una distancia (dist) reducidea del automóvil desde un automóvil precedente, como aparecen en situaciones de marcha, elevar el valor del ángulo de referencia (^soll) por medio de otro valor del ángulo de referencia (19).
8. - Regulador según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que se reacopla a la unidad para la generación del tercer valor del ángulo de referencia (18) la suma de los otros valores del ángulo de referencia (16, 17, 19) como variable de entrada adicional y en función de la desviación de regulación de la distancia (u) y de otros valores del ángulo de referencia se calcula el tercer valor del ángulo de referencia (18).
9. - Sistema de control para un automóvil con un regulador según una de las reivindicaciones 5 a 8 para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4.
10. - Sistema según la reivindicación 9, con:

- una unidad de control, en la que en la unidad de control se trata de un pedal de acelerador o de un puño de aceleración y en la que la unidad de control es articulable desde una posición de partida a través de la aplicación de una fuerza de activación sobre la unidad de control,

- un sensor de desviación, en el que el sensor de artioculación genera una señal de desviación, a partir de la cual se puede determinar la desviación actual (^t) de la unidad de control,

- un mecanismo de recuperación, en el que el mecanismo de recuperación puede provocar una fuerza de recuperación sobre la unidad de control, de manera que la fuerza de recuperación contrarresta la fuerza de activación,

- un actuador, en el que el actuador está acoplado con la unidad de control de talo manera que puede modular la fuerza de recuperación sobre la unidad de control a través de la aplicación de una fuerza de recuperación o fuerza de activación adicional en función de la señal de desviación,

- además, con un miembro de ajuste, en el que el miembro de ajuste está configurado para determinar a partir de la señal de desviación la desviación real ^t de la unidad de control y en el que el miembro de ajuste está acoplado con el actuador de tal manera que puede controlar la modulación de la fuerza de recuperación a través del actuador en función de la desviación real ^t, en el que el miembro de ajuste controla la modulación de la fuerza de recuperación sobre la unidad de control a través del actuador en función de la diferencia entre la desviación real (^t) y un ángulo de referencia (^soll),

en el que está previsto un regulador (4)

a) que presenta entradas para la alimentación de señales de una velocidad (vact) del automóvil, de una velocidad relativa (vrel) del automóvil con respecto al automóvil precedente, de la distancia de referencia (dsoll) con respecto al automóvil precedente y de una distancia real (dist) con respecto al vehículo precedente, y

b) que contiene un regulador-PD para generar un primer valor del ángulo de referencia (17) sobre la base de la diferencia de la distancia de referencia (dsoll) y la distancia real (dist) y

c) contiene un control previo (21) paralelo al regulador-PD, para generar sobre la base de la velocidad (vact), de una velocidad relativa (vrel) y de una desviación ponderada de la distancia real (dist) de la distancia de referencia (dsoll) un segundo valor del ángulo de referencia (16), y

d) sumador (28) para determinar el ángulo de referencia (^Soll) al menos a partir de estos dos valores del ángulo de referencia.