用于控制车辆上的车轮的控制单元和方法技术

本发明专利技术涉及用于控制车辆上的车轮的控制单元和方法。公开了一种用于控制向设置有轮胎的车辆车轮施加的扭矩的控制单元，其中，控制单元包括或可操作地连接到数据存储设备，该数据存储设备具有用于轮胎的所存储的轮胎模型，其中，在该轮胎模型中，纵向轮胎力至少表示为纵向车轮滑移的函数，纵向车轮滑移取决于车轮的转速和车辆的速率。控制单元被配置成：基于轮胎参数输入校正所述函数，并且基于经校正的函数将车轮扭矩请求转换成车轮转速请求；以及将车轮转速请求发送到致动器，以提供与所述车轮转速请求相对应的车轮转速。本发明专利技术也涉及一种方法和一种套件。种方法和一种套件。种方法和一种套件。

【技术实现步骤摘要】
用于控制车辆上的车轮的控制单元和方法


[0001]本公开涉及一种用于控制施加到车辆上的一个或多个车轮的扭矩的控制单元。本公开还涉及一种包括这样的控制单元的车辆。此外，本公开涉及一种用于控制施加到车辆上的一个或多个车轮的扭矩的方法。此外，本公开还涉及一种计算机程序、一种计算机可读介质和一种套件。
[0002]本专利技术可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将关于诸如半挂车和卡车之类的货物运输车辆来描述本专利技术，但是本专利技术不限于这种特定车辆，而是也可以用于诸如小汽车的其他车辆。

技术介绍

[0003]重型车辆的制动系统是车辆安全运行的关键。制动系统不仅在需要时限制车辆速度，而且在维持车辆稳定性方面也起着重要作用。例如，如果车辆的左轮在道路的结冰区域上行驶，导致摩擦力和抓地力降低，而相应的右轮在道路的不滑部分上行驶，则可以激活制动系统以补偿和抵消出现的滑移情况。
[0004]请求特定轮胎力的常用方法是在致动器级别使用扭矩控制。然而，这种方法具有显著的性能限制。如果出现安全危急或过度滑移情况，则相关的安全功能(牵引力控制、防抱死制动等)介入并请求扭矩超控，以便使滑移恢复控制。这样做的问题在于，由于致动器的主要控制和滑移控制通常分配给两个不同的控制器，所以它们之间的通信所涉及的延迟显著限制了滑移控制性能。因而，在控制施加到车辆车轮上的扭矩方面存在改进的余地。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目标在于提供一种减轻现有技术的缺点的控制单元和方法。该目标通过如下限定的控制单元和方法实现。
[0006]本专利技术的概念基于这样的认识，即通过在与滑移控制相同的车辆子系统处提供扭矩控制可以避免延迟问题。与传统上发送扭矩请求的车辆控制单元相比，这样的子系统的响应时间相对较短。更具体地，专利技术人已经认识到，通过使用其中纵向轮胎力是至少纵向车轮滑移的函数的轮胎模型，滑移控制子系统可以用于提供对应于期望纵向滑移力的滑移请求。特别地，专利技术人已经认识到，除了提供快速响应时间的优点之外，为了使这种控制变得准确，轮胎模型应当那能够基于影响轮胎滑移刚度的一个或多个参数进行校正。因而，一般而言，通过使基于力/滑移的轮胎模型适应轮胎的当前状态或当前行驶条件，能够实现对车轮的准确且快速的控制。下面将讨论不同的方面和例证性实施例。
[0007]根据本公开的第一方面，提供了一种用于控制设置有轮胎的车辆车轮的控制单元，其中，所述控制单元包括或可操作地连接到数据存储设备，所述数据存储设备具有用于所述轮胎的所存储的轮胎模型，其中，在所述轮胎模型中，纵向轮胎力至少表示为纵向车轮滑移的函数，纵向车轮滑移取决于所述车轮的转速和所述车辆的速率，
[0008]其中，所述控制单元被配置成：
[0009]‑
接收至少一个轮胎参数输入，所述轮胎参数输入包括影响所述轮胎的所述纵向滑移刚度的至少一个参数的测得值，
[0010]‑
基于所接收到的轮胎参数输入校正所存储的轮胎模型中的所述函数，
[0011]‑
获得或生成车轮扭矩请求，
[0012]‑
基于经校正的函数将所获得或生成的车轮扭矩请求转换成车轮转速请求，以及
[0013]‑
将所述车轮转速请求发送到致动器，以提供与所述车轮转速请求相对应的所述车轮的转速。
[0014]因而，通过基于影响轮胎的纵向滑移刚度的参数更新轮胎模型并基于更新的轮胎模型来控制车轮的转速，能够实现快速且准确的滑移控制。
[0015]控制单元可以适当地设置在自主车辆或驾驶员操作的车辆中。
[0016]数据存储设备可以是车辆中可用的车载数据存储设备或车外数据存储设备，诸如基于云的数据存储设备。在一些例证性实施例中，数据存储设备的内容可以下载到车载处理器(例如，控制单元的一部分)，其中，轮胎模型可以在车辆上车载地存储和更新。
[0017]应理解，虽然轮胎模型在其最基本的形式下可以是仅表示为纵向车轮滑移的函数的纵向轮胎力，但是在至少一些例证性实施例中，轮胎模型中还可以包括其他变量。例如，轮胎模型还可以包括其他输入，诸如横向车轮滑移、轮胎上的竖直力等。
[0018]纵向车轮滑移可以是正车轮滑移或负车轮滑移。例如在加速期间，总是获得正推进滑移，即，车轮转速与其半径的乘积大于车辆在车轮方向上的速率。在制动期间，获得负滑移，即，车轮转速与其半径的乘积低于车辆在车轮方向上的速度。
[0019]根据至少一个例证性实施例，在其将所述车轮扭矩请求转换成所述车轮转速请求时，所述控制单元被配置成基于经校正的函数来计算滑移请求，并且使用以下滑移公式将所述滑移请求转换成所述车轮转速请求：
[0020][0021]其中λ为纵向车轮滑移，其中Rω为所述车轮的转速，其中R为以米为单位的所述车轮半径，ω为所述车轮的角速度，并且其中v
x
为所述车轮的纵向速度(在车轮的坐标系中)。因而，能够从公式和轮胎模型的函数方便地获得车轮转速请求。
[0022]因而，λ介于
‑
1和1之间，并量化了车轮关于路面的滑移程度。控制单元可以适当地维持关于v
x
(在车轮的参考系中)的最新信息，而车轮速度传感器等可用于确定ω。
[0023]轮胎的纵向滑移刚度可以表示为作为纵向车轮滑移的函数的纵向轮胎力的曲线图的任何给定点处的梯度，特别是从零力开始的梯度。因而，较大的纵向滑移刚度产生从零力开始的较陡峭的梯度。一些参数，诸如轮胎的年龄和轮胎的磨损，会增加纵向滑移刚度，而其他参数会降低纵向滑移刚度。
[0024]轮胎参数输入可由控制单元以各种方式接收。例如，可以提供一个或多个传感器来测量和传送某些参数(诸如温度、充气压力、法向载荷等)的值。与诸如轮胎年龄、轮胎磨损等参数相关的输入可以通过计数器等提供，计数器累积数值(诸如通过时钟/计时器、行驶记录仪等)。一些参数值也可以由诸如车辆驾驶员或机械师的操作人员手动输入。
[0025]由上可知，根据至少一个例证性实施例，所述至少一个参数可以选自由以下参数组成的组：
[0026]轮胎的年龄，
[0027]环境温度，
[0028]轮胎的充气压力，
[0029]轮胎上的法向载荷，以及
[0030]轮胎的磨损，所述轮胎的磨损适当地被近似为轮胎行驶的距离。
[0031]应明白，上述参数中的一个或多个的任何选择组合是可能的并且被认为是在本文中明确公开的。
[0032]因而，应理解，可以使用一个或多个参数来校正存储的轮胎模型中的函数。例如，轮胎模型可以按需校正，诸如当已经获得了或生成了车轮扭矩请求时校正。然而，在其他例证性实施例中，可以连续地或以特定间隔更新轮胎模型。例如，可以取决于校正所基于的是参数中的哪一个或哪些参数从而以不同的间隔来校正轮胎模型。例如，基于轮胎的年龄的校正可以比例如基于环境温度的校正更不频繁地进行，这是因为环境温度可能在一天内并且还取决于驾驶情况而快速变化。
[0033]根据至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制设置有轮胎(302)的车辆车轮(102)的控制单元(110)，其中，所述控制单元包括数据存储设备(118)或可操作地连接到数据存储设备(118)，所述数据存储设备具有用于所述轮胎的存储的轮胎模型(120)，其中，在所述轮胎模型中，纵向轮胎力(Fx)至少表示为纵向车轮滑移(λ)的函数，纵向车轮滑移取决于所述车轮的转速和所述车辆的速率，其中，所述控制单元被配置成：
‑
接收至少一个轮胎参数输入(124)，所述轮胎参数输入包括影响所述轮胎的纵向滑移刚度的至少一个参数的测得值，
‑
基于所接收到的轮胎参数输入来校正所存储的轮胎模型中的所述函数，
‑
获得或生成车轮扭矩请求，
‑
基于经校正的函数将所获得或生成的车轮扭矩请求转换成车轮转速请求，以及
‑
将所述车轮转速请求发送到致动器(114、116)，以提供与所述车轮转速请求相对应的所述车轮的转速。2.根据权利要求1所述的控制单元(110)，其中，所述至少一个参数选自由以下参数组成的组：
‑
所述轮胎的年龄(t
act
)，
‑
环境温度(T
act
)，
‑
所述轮胎的充气压力(P
act
)，
‑
所述轮胎上的法向载荷，以及
‑
所述轮胎的磨损，所述轮胎的磨损被适当地近似为所述轮胎行驶的距离(d
act
)。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的控制单元(110)，其中，所述控制单元被配置成通过对所述函数应用滑移刚度校正因子(c
p
,c
T
,c
a
,c
w
)来校正所存储的轮胎模型(120)中的所述函数，所述滑移刚度校正因子关于所述参数具有变化。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制单元(110)，其中，所述控制单元被配置成接收多个不同的轮胎参数输入(124)，每个轮胎参数输入包括影响所述轮胎的所述纵向滑移刚度的多个参数中的相应一个参数的测得值，其中，所述控制单元被配置成通过对所述函数应用组合校正因子来校正所存储的轮胎模型(120)中的所述函数，所述组合校正因子是多个滑移刚度校正因子的函数，其中，每个滑移刚度校正因子相对于所述多个参数中的相应一个具有变化。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制单元(110)，其中，所述至少一个轮胎参数输入(124)是主要轮胎参数输入并且所述至少一个参数是主要参数，其中，所述控制单元被进一步配置成基于至少一个次要轮胎参数输入来校正所存储的轮胎模型(120)中的所述函数，所述次要轮胎参数输入包括至少一个次要参数的测得值，所述至少一个次要参数选自由下列参数组成的组：
‑
滚动半径，
‑
标称峰值摩擦，以及
‑
滚动阻力系数。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的控制单元(110)，其中，在其将所述车轮扭矩请求转换成所述车轮转速请求时，所述控制单元被配置成基于经校正的函数来计算滑移请求，并且使用以下滑移公式将所述滑移请求转换成所述车轮转速请求：
其中λ为纵向车轮滑移，其中Rω为所述车轮的转速，其中R为以米为单位的车轮半径，ω为所述车轮的角速度，并且其中v
x
为所述车轮的纵向速...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿迪耶，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：