專利名稱：用于確定車輛中的車輛縱向速度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的用于在車輛中確定車輛縱向速度的方法。
背景技術(shù)：
在DE 102 59 272 Al中說明了一種用于確定車輛基準(zhǔn)速度的方法，對于該方法來說在用傳感器檢測到的加速度值的基礎(chǔ)上選取不同的計(jì)算途徑，用于得到暫時的用于車速的單個值。對所述用于車速的單個值進(jìn)行加權(quán)，其中作為所加權(quán)的單個速度的平均值來形成所尋找的車輛基準(zhǔn)速度。從DE 199 36 710 Al中知道，在電子穩(wěn)定程序(ESP)的包括一個橫向加速度傳感器、一個駛偏傳感器和四個車輪轉(zhuǎn)速傳感器的傳感裝置的基礎(chǔ)上求得用于單個的車輪速度值的加權(quán)參量并且根據(jù)所加權(quán)的車輪速度值來形成代表著支撐參量的平均值。所尋找的車速作為所述支撐參量的函數(shù)來計(jì)算。不僅在DE 102 59 272 Al中而且在DE 199 36 710 Al中都在自由滾動的車輪速度的基礎(chǔ)上計(jì)算有待求得的速度大小，所述自由滾動的車輪速度從數(shù)學(xué)模型中獲取，但是數(shù)學(xué)模型僅僅擁有受限制的有效性。對于更加復(fù)雜的可以用更高的質(zhì)量來求得車速的模型來說，通常使用非線性的模型或者說非線性的算法，但是所述非線性的模型或者說非線性的算法只能用提高了的計(jì)算開銷來分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，以較高的質(zhì)量和降低的計(jì)算開銷在車輛中確定車輛縱向速度。該任務(wù)按本發(fā)明用權(quán)利要求1所述的特征得到解決。從屬權(quán)利要求表明有利的改進(jìn)方案。利用按本發(fā)明的方法可以在車輛中確定車輛縱向速度，并且更確切地說優(yōu)選僅僅在ESP傳感裝置(電子穩(wěn)定程序)的基礎(chǔ)上確定車輛縱向速度，所述ESP傳感裝置每個車輪包括轉(zhuǎn)速傳感器、駛偏傳感器和橫向加速度傳感器。所述方法僅僅需要較小的計(jì)算開銷并且盡管如此允許以較高的質(zhì)量求得車輛縱向速度。所述方法的基礎(chǔ)是，根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速在估算方程式中確定車輪所獨(dú)有的車輪縱向作用力并且隨后作為相應(yīng)的車輪縱向作用力的函數(shù)來求得車輛縱向速度。所述車輪縱向作用力取決于若干參量，尤其取決于路面摩擦系數(shù)、通過輪胎上的縱向滑移引起的縱向滑移摩擦系數(shù)和車輪支承力。所述車輪支承力本身已知，它要么作為從車輛質(zhì)量中計(jì)算的穩(wěn)定的數(shù)值而存在，要么從保存在車輛中的調(diào)整儀或者說控制儀中的估算方程式中計(jì)算。所述縱向滑移摩擦系數(shù)作為車輪轉(zhuǎn)速和車輛縱向速度的函數(shù)來求得，路面摩擦系數(shù)一般不是通過測量技術(shù)來檢測而是根據(jù)車輪力矩和車輪作用力從微分方程組中來計(jì)算。此外，作為測量方法的補(bǔ)充也有利地通過計(jì)算來確定車輪轉(zhuǎn)速，其中在觀測方程組中利用所測量的與所估算的數(shù)值之間的差。車輪上的驅(qū)動的和制動的力矩同樣可以通過計(jì)算來求得或者從所測量的參量比如發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩或者制動回路中的制動壓力中來確定。描繪車輪動力的方程式有利地用作觀測程序的基礎(chǔ)尤其用作非線性的 Luenberger觀測程序的基礎(chǔ)，其中觀測程序方程式在觀測程序部分中包括具有在刻度上讀出的放大系數(shù)的放大矢量，所述放大系數(shù)要么作為恒定的數(shù)值來預(yù)先給定要么根據(jù)車輛的狀態(tài)參量來求得。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述放大系數(shù)中的至少一個放大系數(shù)取決于相對的車輪速度，所述相對的車輪速度作為與所計(jì)算的車輪轉(zhuǎn)速之間的差以和車輪半徑及所計(jì)算的車速相乘的方式來求得。比如將第一放大系數(shù)設(shè)置到一個至少近似恒定的正值上，相反放大矢量中的第二放大系數(shù)在車輪受到制動時并且在車輪受到驅(qū)動時則設(shè)置到不同的數(shù)值上。在車輪受到制動時，所述第二放大系數(shù)有利地占據(jù)一個近似恒定的正值，在車輪受到驅(qū)動時則占據(jù)一個至少近似恒定的負(fù)值。在正值朝負(fù)值轉(zhuǎn)變時，所述放大系數(shù)至少近似線性地根據(jù)相對的車輪速度來變化。這些方程式以足夠的方式描繪車輪動力。從所述車輪動力的方程式中可以確定車輪縱向作用力，所述車輪縱向作用力用作車輪縱向速度的計(jì)算的基礎(chǔ)。在此，有利地設(shè)立用于車輛縱向速度的微分方程式，該微分方程式取決于每個車輪的單個車輪縱向作用力的總和除以車輛質(zhì)量得出的結(jié)果?？傊?，通過這種方式得到微分-代數(shù)的方程組，該方程組包括觀測程序，其中所述方程組可以以較高的精度和較少的計(jì)算時間來解。相應(yīng)地，在車輛中的調(diào)整儀或者說控制儀中實(shí)施時可以較快地并且以較高的質(zhì)量來求得車輛縱向速度，并且更確切地說原則上僅僅在ESP傳感裝置的基礎(chǔ)上來求得。在所述調(diào)整儀或者說控制儀中執(zhí)行所述方法，該調(diào)整儀或者說控制儀有利地是駕駛員輔助系統(tǒng)比如電子穩(wěn)定程序或者防抱死系統(tǒng)的組成部分或者分配給這樣的駕駛員輔助系統(tǒng)。


其它的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施方式可以從其它的權(quán)利要求
及附圖中獲知。 附圖示出如下
圖1是具有取決于車輪縱向滑移的縱向滑移摩擦系數(shù)的簡化的示意圖的曲線圖； 圖2是具有在觀測程序中使用的取決于相對的車輪速度的第一放大系數(shù)的曲線圖； 圖3是同樣取決于相對的車輪速度的第二放大系數(shù)的曲線圖，所述二放大系數(shù)是所述觀測程序的組成部分；并且
圖4是車輛縱向速度的估算程序的方框圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例以具有四個比如來自標(biāo)準(zhǔn)ESP傳感裝置的車輪轉(zhuǎn)速傳感器的車輛為基礎(chǔ)，所述標(biāo)準(zhǔn)ESP傳感裝置此外具有駛偏傳感器以及橫向加速度傳感器，從而可以用傳感器來在車輛中確定每個車輪上的車輪轉(zhuǎn)速、偏轉(zhuǎn)比率和橫向加速度。用于實(shí)施所述方法的前提是車輪轉(zhuǎn)速傳感器的信息，其中可選可以使用所述駛偏傳感器及橫向加速度的信息，用于改進(jìn)精度。除此以外，各個車輪的驅(qū)動力矩和制動力矩也應(yīng)該作為估算值來提供， 其中必要時可以在車輛的制動系統(tǒng)中個別地測量車輪制動缸中的制動壓力，由此來改進(jìn)車輪力矩的估算。
首先對描繪車輪動力的關(guān)聯(lián)進(jìn)行解釋
在輪胎與路面之間的接觸面中有效地得到利用的縱向作用力Fw,x取決于若干因數(shù)。為估算縱向速度Vx可以近似地通過
權(quán)利要求
1.用于在車輛中確定車輛縱向速度的方法，其中車輛縱向速度(Vx)的計(jì)算以通過傳感器檢測到的車輪轉(zhuǎn)速(ωψ)為基礎(chǔ)，其特征在于，在估算方程式中根據(jù)所述車輪轉(zhuǎn)速(ωψ) 來確定車輪縱向作用力(Fw,x)并且作為所述車輪縱向作用力(Fw,x)的函數(shù)來求得車輛縱向速度(vx)。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)車輪支承力(Fw,z)、路面摩擦系數(shù)(μ Mad)和取決于車輪縱向滑移(k)的縱向滑移摩擦系數(shù)(μ w)來求得所述車輪縱向作用力(Fw’x):=匪i,"w，. Wl· f^。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述車輪縱向滑移(k)取決于車輪轉(zhuǎn)速 (ωψ)、輪胎半徑(rw)和車輛縱向速度(Vx)
4.按權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述縱向滑移摩擦系數(shù)(μw)隨著車輪縱向滑移(k)線性地上升并且隨著達(dá)到極限值而留在恒定的數(shù)值上。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，車輪轉(zhuǎn)動運(yùn)動根據(jù)車輪慣性矩 (Jw)、車輪驅(qū)動力矩(MpX車輪制動力矩(Mb)和車輪縱向作用力(Fwx)通過微分方程式
6.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，路面摩擦系數(shù)(μraad)根據(jù)車輪驅(qū)動力矩(Mp)、車輪制動力矩(Mb)和車輪支承力(Fw,z)通過微分方程式
7.按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，對于描繪車輪動力的方程式
8.按權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述放大矢量)
9.按權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，將所述放大矢量(gt,的第一放大因數(shù)(Ic1)設(shè)置到至少近似恒定的正值上。
10.按權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述放大矢量(對先“)的第二放大系數(shù)(k2)在車輪受到制動時設(shè)置到至少近似恒定的正值上并且在車輪受到驅(qū)動時設(shè)置到至少近似恒定的負(fù)值上，其中在從正值到負(fù)值的轉(zhuǎn)變中所述第二放大系數(shù)(、)至少近似線性地取決于所述相對的車輪速度)。
11.按權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所計(jì)算的車輛縱向速度( )作為車輪上的所計(jì)算的車輪縱向作用力(Ajs )的函數(shù)從運(yùn)動方程式
12.調(diào)整儀或者說控制儀，用于實(shí)施按權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的方法。
13.車輛中的駕駛員輔助系統(tǒng)，具有按權(quán)利要求12所述的調(diào)整儀或者說控制儀。
14.電子穩(wěn)定程序(ESP)，具有按權(quán)利要求12所述的調(diào)整儀或者說控制儀以及傳感裝置，該傳感裝置包括駛偏傳感器、橫向加速度傳感器和每個車輪一個車輪轉(zhuǎn)速傳感器。
全文摘要
在一種用于在車輛中確定車輛縱向速度的方法中，在估算方程式中根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速來確定車輪縱向作用力并且作為車輪縱向作用力的函數(shù)來求得車輛縱向速度。
文檔編號B60T8/172GK102470835SQ201080038244
公開日2012年5月23日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者克勒格 P., 安托諾夫 S. 申請人:羅伯特·博世有限公司