用于驱动车辆的方法、实施该方法的控制和/或调节装置与流程

文档序号:12007202阅读:246来源:国知局
本发明涉及一种用于驱动车辆的方法。本发明还涉及用于实施这样的方法的控制和/或调节装置以及具有这样的控制和/或调节装置的车辆。

背景技术:
由文献DE10345319A1已知一种用于驱动车辆的方法和装置,其中一种在那儿称为预测性的速度控制系统的预测的速度调节设备使用关于目前的车辆位置例如即将来临的地形,以便节省燃料并且提高行驶舒适度。车辆驱动成本功能基于多个环境参数、车辆参数、车辆驱动参数以及路段参数来限定。车辆在预定的路段上移动,在一个道路地图中对于该预定的路段存储路段参数例如道路坡度和弯曲度,而在车辆的车内的传感器确定环境和车辆驱动参数,它们至少包含车辆速度和车辆关于道路地图的位置;同时车内计算机在车辆移动期间连续地反复计算更新的车辆控制参数——所述车辆控制参数对于沿着在车辆之前的路段的预定并且随车辆继续移动的预测水平线优化车辆驱动成本功能——并且将其存储在一个存储器中,由此如此地调节最优的车辆控制参数,使得所述最优的车辆控制参数反映在旅行期间实际的车辆历史的运行经验。该车辆随后相应于其现在的位置通过从存储器读出优化的更新的车辆控制参数被控制。一个速度控制系统——其实施这样的速度控制——被称为IPPC(IPPC=集成的预测的动力系统控制)设备。由文献DE102008019174A1已知一种用于驱动车辆的方法和装置。其中获取现在的车辆位置、关于当前的路段和/或车辆速度的信息。根据获取的信息控制和/或调节车辆速度。在此,根据即将来临的路段的至少一个参数和/或根据行驶在前面的车辆的至少一个参数匹配、特别是调节和/或控制预定的车辆速度、当前的行驶速度级、当前的驱动和/或制动力矩。由文献DE102008035944A1已知一种用于基于多个参数优化机动车的运行的方法,所述方法包括以下步骤:获取所述车辆到预定的行驶目标的行驶路线;获取多个不同的、表征所述车辆的获取的在几何地点或所述车辆的一个行驶起始点与行驶目标之间的行驶路线的路段描述的路段参数,如行驶路线的高度描述、坡度和转弯半径;以及获取至少一个表征所述车辆的获取的在所述车辆的几何地点或一个行驶起始点与行驶目标之间的行驶路线的行驶条件,特别是一个速度限制。在考虑路段参数和行驶条件的情况下,确定沿着获取的行驶路线所述车辆的额定行驶速度,其中,基于路段参数和/或行驶条件将所述行驶路线分为多个部分。此外由该文献已知一种具有用于实施该方法的装置的机动车。由文献DE102009023423A1已知一种用于驱动车辆的方法,其中通过传动系和/或制动装置的控制和/或调节将车辆当前的速度匹配至预定的速度,其中在一个坡度路段上将车辆的预定的速度减小到期望速度之下并且在一个平面和一个下坡路段上预定的速度相应于期望速度,由此应该在一个仅仅不重要地延长的行驶时间上实现燃料消耗和车辆排放的减少。

技术实现要素:
本发明具有的任务在于,进一步改善所述类型的用于驱动车辆的方法和控制和/或调节装置以及具有这样的控制和/或调节装置的车辆。该任务由此解决,即在这样的方法中,其中通过对牵引装置的控制和/或调节将所述车辆的至少一个车辆驱动参数的至少一个实际值匹配至至少一个所属的预定的额定值,其中,至少根据描述所述车辆的特征的至少一个车辆参数确定所述至少一个车辆驱动参数的至少一个额定值,并且至少一个车辆参数中的至少一个是描述所述车辆的装载的特征的至少一个装载参数。在此在这一点上将概念牵引装置总结为传动系和/或制动装置,亦即发动机、变速器和制动器;其也能够包括另外的车辆构件例如可调节的弹性装置和/或缓冲器,以及其他。将所有的车辆相关的特征变量称为车辆参数,例如车辆的尺寸、重量、驱动力矩和制动力矩、特定的燃料消耗,等等。属于车辆驱动参数的特别是车辆速度以及变速器的选择的行驶速度级。按照本发明,车辆参数包括的也有车辆的装载参数,所有的装载相关的特征变量属于此。因此以简单的方式可能的是,应用自身已知的优化方法也获得装载对车辆的行驶性能的影响并且在牵引装置的控制或调节中引入上述影响。这特别是涉及装载对驱动成本例如燃料消耗的影响,或者对行驶安全性例如车辆的转弯行驶性能或制动性能的影响。本发明的有利的设计方案在优选的实施例中表示。按照依据本发明的方法的一个有利的改进,所述至少一个装载参数描述所述装载的构造上的结构。将此理解为关于是否装载例如涉及液体、散装货物或件式货物的说明。在液体情况下装载参数能够包括关于粘性的说明、在散装货物中能够包括关于粒度、聚合性或倾斜角的说明,这些装载参数通过作用于车辆的力确定可能的装载移动。按照依据本发明的方法的一个优选的改进,所述至少一个装载参数描述装载的总体状态。优选在此能够区分为固体的、气体的或液体的装载。由此考虑特别是装载移动在液体装载的情况下对车辆的行驶性能相比于在固体或气体装载的情况下对车辆的行驶性能的影响。装载移动首先影响转弯行驶性能、加速性能和制动性能并且由此影响车辆的行驶安全性并因此确定沿着一个待行驶的路段的车辆速度,亦即例如选择的缓慢滑行策略。有利地,在液体装载中,车辆速度的额定值在转弯中被减小并且以匹配的缓慢滑行策略、亦即车辆的准时地在转弯之前导入的节省燃料的缓慢滑行在牵引装置的控制时被考虑。特别是在制动亦即在加速阶段进行车辆速度的额定值的较小的改变。由此节省了驱动成本或燃料并且提高了行驶安全性。根据另一优选的设计方案,所述至少一个装载参数描述装载的填充状态。这在车辆的以液体装载的部分装载中是特别有利的,因为这通常在装载空间上具有更大的移动可能性并且因此与完全装载非常不同地作用于行驶性能。根据另一有利的设计方案,所述至少一个装载参数描述在车辆中装载的分布。这确定车辆的重心位置和惯性力矩并且因此主要在转弯中非常影响行驶性能。因此例如具有头部负荷的装载的车辆以车辆速度的较小的额定值特别是在转弯中被控制。在液体的装载中也通过装载的分布确定其移动可能性。因为装载的尺寸和重量也决定性地确定重心位置和惯性力矩并由此车辆的行驶性能,按照本发明的一个优选的改进,所述至少一个装载参数包括所述装载的至少一个空间尺寸和/或所述装载的至少一个重量说明。有利地,所述至少一个装载参数附加地包含关于装载的类型的说明。因此能够通过装载是否包含危险物质的说明实现在加速与制动过程中车辆速度的额定值或车辆速度的改变匹配至特别谨慎的行驶方式。根据另一优选的设计方案,为了优化沿着一个预定的路段的所述车辆的运行对于所述路段的位于所述车辆之前的至少一部分基于至少一个车辆参数、描述所述预定的路段的至少一个特征的至少一个路段参数、沿着所述路段的车辆位置以及沿着所述路段的位于所述车辆之前的至少一部分的所述至少一个车辆驱动参数的至少一个额定值计算车辆驱动功能。所述路段的该至少位于在车辆之前的一部分——对于该部分实施计算——也被称为预测水平线。由此沿着所述路段的位于所述车辆之前的至少一部分获取所述至少一个车辆驱动参数的至少一个最小化所述车辆驱动功能的最优的额定值以及沿着所述路段根据所述至少一个车辆驱动参数的所述至少一个最优的额定值来控制和/或调节所述牵引装置。在此在一个自身已知的结构的数字的、三维的道路地图中确定所述路段。沿着该路段的车辆位置优选通过定位方法例如全球定位系统(GPS)、通过路径/时间/速度积分的在车辆侧的计算、或者通过该方法的组合确定。路段参数在此是沿着所述路段的通过道路地图描述的并且由所述道路地图取得的高度、坡度和转弯描述、有关道路状态、通行限制和速度限制等等的说明。所述路段在此能够借助于导航装置由路线计算预定。所述路段并且优选预测水平线但是也涉及位于在车辆之前的道路部段,其由道路地图借助于车辆位置以及由车辆位置的时间上的变化产生的行驶方向是可获取的。那么涉及由车辆预测地待通行的道路部段,例如下面4—6公里。优选地,这是一个具有使用的最高的计算的概率的、由车辆位置和可选择地还有其他标准例如驾驶员的习惯获取的路径。所述路段那么代替通过路线计算通过这样的概率预定。如果车辆位于在例如高速公路上或者很好地构造的公路上,可能的是,对于该预测地待通行的道路路段优化车辆的运行。因此能够把例如位于在前面的山坡或下坡路段或转弯计划在内。在此将车辆驱动功能理解为用于获取最优的驱动控制的功能,其将驱动成本例如燃料消耗最小化和/或考虑安全方面。后者能够例如通过考虑通过路段参数确定的最高速度沿着确定的路段部段例如下坡或转弯——其必须出于车辆安全性的原因必须被遵循——实现。车辆驱动功能特别地涉及车辆驱动成本功能和/或车辆动态的计算。在车辆动态的计算中,在考虑沿着所述路段和至少预测水平线的至少一个装载参数和至少一个路段参数的情况下,确定车辆的转弯性能和/或加速性能和/或制动性能。由此能够确定速度限制,在超过所述速度限制时,不再确保沿着所述路段或至少预测水平线所述车辆的安全的驾驶。优选地车辆驱动功能涉及车辆驱动成本功能。车辆驱动成本功能描述车辆的全部驱动成本或者可选择地仅仅描述根据前述的参数沿着预测水平线的燃料消耗并且以自身已知的计算方法在沿着所述路段或至少预测水平线至少一个车辆驱动参数的额定值的变化下被最小化,由此对于车辆的牵引装置的控制建立沿着所述路段或至少预测水平线至少一个车辆驱动参数的额定值描述用于车辆的最优的运行。通过将装载参数作为附加的子功能涉及到计算中也实现了关于装载的特征的优化。沿着所述路段或至少预测水平线至少一个车辆驱动参数的额定值的变化能够在此优选考虑车辆的行驶安全性特别是转弯、加速和制动性能实现,亦即在通过转弯、加速和制动性能给出的边界中。这首先确定沿着所述路段或至少预测水平线的车辆速度作为一个车辆驱动参数。通过装载参数作用于所谓的额定值在建立用于车辆的最优的运行的额定值描述也考虑用于遵循行驶安全性的装载并且因此关于行驶安全性优化车辆的牵引装置的控制。根据本发明的一个有利的改进,其中至少一个行驶在前面的第二车辆的至少一个参数用作用于控制和/或调节所述自身车辆的牵引装置的输入变量,对此所述至少一个行驶在前面的第二车辆的所述至少一个参数借助于车辆与车辆通信和/或车辆与基本设施通信被传送,所述至少一个行驶在前面的第二车辆的至少一个参数包括所述第二车辆的至少一个装载参数。参数包括装载参数的传输可选择地交替地或组合地借助于车辆与车辆和/或车辆与基本设施通信实现。通过这种参数实现了自身车辆的行驶方式匹配至行驶在前面的第二车辆的行驶方式。根据另一优选的设计方案,由车辆自身的测量装置自动地获得车辆参数和其中的装载参数、车辆驱动参数和/或车辆位置。对于车辆位置这以自身已知的方式借助于速度和位移测量装置或通过具有例如GPS的导航装置实现。特别的传感器,例如用于车辆的每个车轮或用于装载的悬挂点或在车辆上的装载容器的一维或多维测量的重量传感器,用于获得车辆参数特别是装载参数。也能够设有例如加速度传感器。通过这些传感器除了车辆或装载的总重量之外也能够静态或动态地确定装载的分布。由此也能够对于另外的车辆和装载参数例如重心的位置和惯性力矩计算或导出数值。由动态力及其特性化的波动的分析能够获取装载的总体状态。除了车辆的运行的优化这也用于行驶安全性,因为能够引起危险的行驶情况的重要的力被立即测量和识别并且直接导致牵引装置的匹配至车辆和路段参数的控制。此外,装载的空间上的尺寸和重量通过一种与整个车辆的空间上的尺寸和重量类似的方式确定至少一个车辆驱动参数的最优的额定值描述,所述至少一个车辆驱动参数优选最优的车辆速度沿着所述路段特别是在交通障碍的范围中如急转弯、车道狭窄处或用于减速的缓冲路拱。这通过本发明同样被考虑,如沿着所述路段至少一个车辆驱动参数的最优的额定值描述匹配至关于装载的类型的说明那样。因此能够通过装载是否包含危险物质的说明进行车辆速度的额定值描述相应地匹配至在转弯中具有例如减小的车辆速度的特别谨慎的行驶方式和在制动和加速阶段车辆速度的额定值的匹配的描述。通过按照本发明的方法能够此外提高在驾驶员处的可接受性,如果沿着所述路段至少一个车辆驱动参数的额定值描述考虑装载并且因此导致车辆的平衡的移动描述。上述的任务此外通过控制和/或调节装置解决。其为了实施所述方法包括调节单元,所述调节单元与至少一个输入和/或测量装置连接,用于获得并且输送至少一个车辆参数、至少一个描述所述路段的至少一个特征的路段参数、沿着所述路段的车辆位置以及用于输出沿着所述路段的至少一个位于在所述车辆之前的部分所述至少一个车辆驱动参数的至少一个最小化车辆驱动功能的额定值。所述控制和/或调节装置此外包括用于控制和/或调节牵引装置的控制级,其中所述控制级构造为用于供给所述车辆的所述至少一个车辆驱动参数的至少一个实际值和至少一个最优的额定值以及用于输出至少一个控制信号到所述牵引装置。在前述的确定沿着所述路段最优的额定值并继而额定值描述中由控制和/或调节装置为了优化车辆的运行沿着所述路段或至少预测水平线也考虑行驶安全性。控制和/或调节装置优选地包括导航装置和其他路段获取装置,例如转速表、公里计数等等;此外用于确定例如静态和动态力并继而装载的重量和分布的传感器或测量装置。此外优选地设有用于另外的装载参数的输入装置,例如危险货物等级。通过所述的通信装置能够由车辆也例如由运输企业中心或诸如此类接收装载参数。上述的任务除此之外通过具有上述类型的控制和/或调节装置的车辆解决。附图说明依据本发明的控制和/或调节装置的实施例在附图的唯一一个图中示出并且在下文中进一步详细阐明。具体实施方式在图中控制和/或调节装置100包括一个调节单元20,其与第一传感器单元21和第一输入单元22例如键盘输入单元连接。经由第一传感器单元21和第一输入单元22将车辆参数输送给调节单元20,该车辆参数部分地由手输入,部分地通过自动化的测量获得。因此,例如经由第一传感器单元21自动地获得车辆重量,通过第一输入单元22手动地输入允许的车辆最高速度。另外的车辆参数也可以已经例如自工厂起便被存储在调节单元中。调节单元20还与用于自动测量和输送的第二传感器单元23并且与用于手动输入装载参数的第二输入单元24连接。例如通过第二传感器单元23动态地测量和供应装载重量,通过第二输入单元24输入危险物质级别。传感器单元21、23也能够设有用于数据处理的装置,其例如根据用于装载重量的测量值确定用于装载的总体状态的特征信号或者获取装载的分布,从而该特征值在调节单元20的改进的形式中是可用的。虽然出于清楚原因,在本实施例中示出了用于获取一方面车辆参数另一方面特定的装载参数的各一个分开的传感器单元和各一个分开的输入单元,但是在一个优选的改进中至少将所述输入单元22、24综合在共同的输入单元例如共同的操作区域中。此外,经由通信连接25,速度控制单元20能够与基本设施的装置或另一车辆交换数据。例如,用于卫星引导的车辆导航设置的导航装置50与用于输送路段参数和描述沿着一个路段的车辆位置的数据的调节单元20连接。转速表60测量车辆速度的实际值并且将其作为输入变量提供到调节单元20。调节单元20根据其在预测水平线的范围中的总地输送的数据获取用于车辆的最优的运行的、沿着所述路段车辆速度和车辆的牵引装置的行驶速度级别的额定值描述,其中,车辆速度和行驶速度级别形成各一个车辆驱动参数,并且这些数据经由连接26作为沿着预测水平线最小化车辆驱动成本功能的、并且在此根据上面所述也考虑行驶安全性的最优的、车辆驱动参数的额定值转交到调节回路70用于控制牵引装置。调节回路70包括用于控制和/或调节牵引装置的控制级30、车辆40连同牵引装置和转速表60。由调节单元20在车辆的各自当前的位置获取的最优的车辆速度和行驶速度级的额定值经由连接26输送给控制级30,以及车辆速度的实际值由转速表60经由线路32输送给控制级30。由这些数据控制级30获取用于可能的速度改变和在牵引装置中有待调节的行驶速度级的控制信号并且由此经过控制线路31控制车辆40的驱动。
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