【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于借助控制装置求取车辆的不可直接测量的行驶状态变量的方法，其中控制装置分别具有至少一个计算装置、传感器装置以及执行器装置，其中在第一步骤中，由传感器装置读入以下数据并且传输给计算装置：-每个车轮的车轮转速，-车辆的转向角度，-偏航角率，-车辆的车道纵向倾斜度，以及-车辆的车道横向倾斜度；其中在随后的步骤中，由计算装置借助于计算模型计算行驶状态变量，使得可以根据所计算的行驶状态变量求取难测量或不可直接测量的其他行驶变量，并且其中在随后的步骤中，计算装置将所计算的行驶状态变量和所求取的行驶变量传送给执行器装置，使得可以根据所述行驶状态变量和所述行驶变量有利地对车辆进行开环控制和/或闭环控制。
技术介绍
1、存在许多车辆变量，提供所述车辆变量不仅可以显著改进行驶动态的调节质量，而且可以改进主动动力总成部件如离合器的调节质量，然而这些车辆变量的测量是非常耗费的，从而在现生产的车辆中是不经济的。如下车辆变量通常属于此：如车辆在车道上的速度、车辆的浮动角、传递的车轮力矩、车辆的偏航力矩、车轮载荷、车辆的滚转角和俯仰角。
2、在车辆的行驶动态调节中，浮动角的感知可以用于为驾驶员示出有利的车辆特性，而车轮载荷的可用性和车身角度可以增加行驶安全性。此外，在全轮驱动车辆中，车轮载荷的感知可以用于暂时停止不需要的车轴(所谓的“断开”系统)，由此可以降低燃料消耗。可以通过进行传递的扭矩的近似感知来简化主动动力总成部件的、如分动箱中的离合器的调节，由此可以降低开发成本。
3、从文献de 10 2004 006
4、-利用单轨模型求取车辆的水平动态；
5、-基于车辆的所求取的水平动态：利用多轨道模型求取车辆的竖直动态；
6、-通过将车辆的水平动态与车辆的竖直动态耦合，求取用于每个车轮的个体化的总动态；
7、-从所求取的用于每个车轮的个体化的总动态中推导出至少一个调节值，其中所推导出的调节值被输送到控制单元和/或执行器，以用于影响或改变车辆的行驶动态状态。
8、上述调节方法的缺点是没有包括和考虑随着环境条件变化的摩擦系数，其中随后也不进行摩擦系数的适配。就此而言必须假设，在不同环境条件下，上述调节方法无法足够好地起作用。
技术实现思路
1、根据本专利技术，根据权利要求1实现提供用于求取用于机动车辆的行驶动态调节和部件调节的不可直接测量的行驶状态变量的改进方法的目的，其特征在于，计算模型包括车辆模型、轮胎模型以及车轮悬架模型，并且所述车辆模型、轮胎模型和车轮悬架模型在计算装置中根据以下微分方程系一起求解：
2、
3、根据本专利技术的状态矢量
4、
5、在广义坐标中包括：
6、-在惯性车辆坐标系中在相应轴线的方向上的速度
7、-在车辆固定坐标系中围绕z轴、y轴和x轴的旋转速度
8、-围绕车辆的y轴的左前、右前、左后和右后的车轮旋转速度ωvl，ωvr，ωhl，ωhl。
9、依据本专利技术，为了求取不可直接测量的行驶状态变量，使用用于描述动态特性的用作车身的车辆模型的十自由度模型、车轮悬架模型以及轮胎模型。三个子模型组合成根据本专利技术的且统一的计算模型，使得可以避免子模型的结果的可能的数据融合和由此产生的不一致。在此，借助指标i对车辆的各个体部进行建模和记录，其中
10、-借助m分别表示质量矩阵，
11、-借助表示状态矢量的导数，
12、-借助表示陀螺力，以及
13、-借助表示施加的力和力矩。
14、如果在四轮的机动车辆中在典型应用情况中使用根据本专利技术的方法，则计算模型包括具有五个体部的多体模型、车轮悬架的建模以及使用完整的轮胎建模。
15、为了在车辆中的控制装置上的实时计时应用，可以有利的是，锁定车辆模型的一个自由度如围绕车辆的z轴的旋转速度以及车轮的四个自由度如车轮旋转速度，并且从车辆总线接收所述自由度，作为用于根据本专利技术的计算模型的输入——车辆总线在此使计算装置、传感器装置以及执行器装置彼此以引导信号的方式连接。因此，传递的车轮力矩以及车辆的偏航力矩可以作为输出变量产生。
16、因此，来自车辆总线的用于计算装置和根据本专利技术的计算模型的可行的输入信号可以是：
17、-用于车辆的每个车轮的车轮旋转速度ωvl，ωvr，ωhl和ωhr，
18、-转向轮处的转向角度δ，
19、-作为围绕z轴的旋转速度的车辆的偏航率
20、-车辆在其上行驶的车道的坡度θ，以及
21、-车辆在其上行驶的车道的横向倾斜度φ。
22、借助所述输入信号，可以计算技术地数值求解根据本专利技术的计算模型并且其微分方程系可以积分。因此，可以实时地求取在实际车辆中仅借助非常高的耗费才可测量的以下车辆变量：
23、-在地面上的车辆参考速度。
24、-车辆的浮动角。
25、-车辆的滚转率和滚转角。
26、-车辆的俯仰率和俯仰角。
27、-车轮的车轮载荷。
28、-传递的车轮力和车轮力矩。
29、-车辆的偏航力矩。
30、-车辆在其上行驶的车道的摩擦系数。
31、-车辆的车轮处的滑移角，所述滑移角可以被评估作为用于转向趋势的可靠指标。
32、所述输出信号可以用于改进行驶动态的、行驶安全的和车辆部件的多个调节功能的工作方式。
33、车轮悬架模型优选地可以将车轮悬架的建模表示为用于车辆的每个车轮的竖直弹簧和竖直阻尼器，其中可以假设车轮水平地站在车道上，假设车身进行侧倾和俯仰运动，并且可以假设在车辆固定的z轴方向上的偏转。在此，每个车轮可以优选地使用以下力元件：
34、-具有恒定的刚度的弹簧或其弹簧特征曲线；
35、-具有恒定的阻尼的阻尼器或其阻尼特征曲线；
36、-具有恒定扭转刚度的稳定器。
37、根据本专利技术的方法在控制装置上实时工作，并且提供难以求取的行驶状态变量。此外，根据本专利技术的方法可以在车辆调节中实现新的方法。例如，浮动角的感知可以实现示出出乎意料的行驶特性，所述行驶特性可以通过车轮载荷或车身角度的可用性保持在安全界限内。此外，车轮载荷的感知允许有效地计量车轴力矩从而节约燃料。传递的车轮力矩的定性感知可以实现主动动力总成部件的调节中的新的可行性。因此，例如可以减少用于确保限定的调节精度的开发耗费(测试运行、制造公差等)。
38、相对于已知的方法，根据本专利技术的方法和根据其所使用的计算模型尤其在复杂性方面不同，其中已知的方法缺少精确地和高质量地求取的车辆变量。
39、为了更好地补偿车辆模型或轮胎模型中的偏差以及磨损现象，根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于借助控制装置求取车辆(9)的不可直接测量的行驶状态变量(2)的方法(1)，其中所述控制装置分别具有至少一个计算装置(3)、传感器装置(6)以及执行器装置(5)，其中在第一步骤中，由所述传感器装置(6)读入以下数据并且传输给所述计算装置(3)：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算装置(3)中由所述计算模型使用用于所述轮胎模型(11)的摩擦系数估计器(14)，借助所述摩擦系数估计器能够跟踪在所述轮胎模型(11)中估计的摩擦系数(15)。
3.一种用于借助控制装置求取车辆(9)的不可直接测量的行驶状态变量(2)的设备，其中所述控制装置分别具有至少一个计算装置(3)、传感器装置(6)以及执行器装置(5)，其特征在于，所述计算装置(3)适用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法(1)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于借助控制装置求取车辆(9)的不可直接测量的行驶状态变量(2)的方法(1)，其中所述控制装置分别具有至少一个计算装置(3)、传感器装置(6)以及执行器装置(5)，其中在第一步骤中，由所述传感器装置(6)读入以下数据并且传输给所述计算装置(3)：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算装置(3)中由所述计算模型使用用于所述轮胎模型(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·哈林，米凯尔·科尔曼，克里斯蒂安·普雷滕霍费尔，扬·维希曼，
申请(专利权)人：麦格纳动力系有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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