用于評估掛車軸距長度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于評估包括牽引車輛和至少一個被牽引掛車的車輛組合的至 少一個掛車的軸距長度的方法。該方法尤其適合于具有多于一個被牽引掛車的車輛組合。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了減少道路上重型車輛的數(shù)量，在一些國家針對在規(guī)則道路上的使用提出包括 多于一個的被牽引掛車的較長車輛組合。除減少對于特定道路的牽引車輛的所需數(shù)量，與 傳統(tǒng)的車輛組合相比，將還可以減少能量消耗和廢氣排放。通常，車輛組合的長度和重量受 法律法規(guī)控制。目前在一些歐洲國家允許的一種車輛組合是卡車-推車-半掛車組合，其 比通常的卡車-掛車組合稍長。這種組合允許卡車使用通常稱為推車或推車掛車的小掛車 來牽引半掛車。推車是可以聯(lián)接到卡車或掛車以便支撐半掛車的小掛車。推車配備有半掛 車所聯(lián)接到的第五輪子。
[0003] 在一些國家，較長的和/或較重的車輛組合也在受限條件下被允許。這種車輛可 以包括多個掛車且可以是超過50米長以及更長。它們通常在遙遠(yuǎn)區(qū)域且針對特定目的使 用。在澳大利亞，在一些州且在一些道路上使用包括多于4個的掛車的拖掛列車。在例如 美國、加拿大和阿根廷也使用較長的組合車輛（LCV)。所有這些LCV在嚴(yán)格規(guī)定下使用。
[0004] 當(dāng)使用較長的且變化的車輛組合時可能出現(xiàn)的一個問題是確定每一個被牽引掛 車的有效軸距。有效軸距的知識例如在車輛組合的慢速驅(qū)動由自主或半自動功能輔助時， 例如當(dāng)編組以便簡化在裝載坡道處車輛組合的定位時具有是有利的。當(dāng)實(shí)施自動或半自動 反向時知道有效軸距尤其重要。
[0005] 有效軸距是眾所周知的表述。當(dāng)車輛在一端處設(shè)置有多于一個軸時，這些軸可以 用僅一個虛擬軸來估計。僅具有該虛擬軸的車輛在理想情況下將以與具有更多軸的原始車 輛幾乎確切地相同的方式行為。對于車輛組合，即，牽引車輛后面是一個或多個被牽引單 元，每一個車輛單元因此將具有一個有效軸距。在圖1中，示出了包括卡車2、推車3和半 掛車4的車輛組合1。有效軸距是掛車的連接點(diǎn)和虛擬輪子軸之間的距離。對于推車3,有 效軸距是掛車聯(lián)接件5和推車的虛擬軸6之間的距離L 2，虛擬軸6從推車的常規(guī)軸7得到。 對于半掛車4,有效軸距是半掛車的中樞銷8和半掛車的虛擬軸9之間的距離L 3，虛擬軸9 從半掛車的常規(guī)軸10得到。在圖1中，用虛線示出虛擬輪子軸。
[0006] 確定掛車的有效軸距的最容易方式是測量從連接點(diǎn)到輪子軸的距離并確定輪胎 特性和軸載荷。然后可以使用可利用的顯式公式計算有效軸距。這在排他地使用相同的掛 車且相同的掛車在相同的載荷的情況下運(yùn)行時或者當(dāng)掛車軸縱向位置、輪胎性能和載荷對 于需要信息的所有控制單元連續(xù)地可利用時可能是可靠的方法?，F(xiàn)實(shí)中，經(jīng)常不是這樣的 情況。有效軸距，即虛擬軸的位置，取決于每一個軸載荷和輪胎特性，這意味著有效軸距可 以根據(jù)掛車被如何加載而變化。而且，對于具有可提升的軸的掛車，軸距將在軸被升高時改 變。
[0007] US 6, 301，548公開了一種用于確定當(dāng)轉(zhuǎn)彎時可轉(zhuǎn)向車輛的軸距的方法，其中軸距 從至少一個限定的軌道寬度、測量的輪子圓周速度和/或測量的轉(zhuǎn)向角來確定。在該方法 中，曲線半徑作為對方法的輸入而使用，這意味著車輛必須通過具有恒定半徑的曲線來驅(qū) 動。
[0008] EP 2 324 323 Bl公開了一種用于確定具有至少兩個軸的車輛的軸距的方法，借 此，至少在車輛通過曲線行駛期間記錄車輛的測量信號且其中至少從測量的信號確定軸 距。用于確定輪子速度的輪子的偏航速率和旋轉(zhuǎn)速度被測量并且從幾何計算確定軸距。在 該方法中，曲線放入半徑被用作對方法的輸入，這意味著車輛必須通過具有恒定半徑的曲 線驅(qū)動。
[0009] 這些方法主要地適于確定包括行駛通過連續(xù)曲線的一個牽引車輛和一個被牽引 掛車的車輛組合的軸距。因此，仍存在適于具有至少一個被牽引掛車并且其中轉(zhuǎn)向不限于 穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)彎的車輛組合的改進(jìn)方法和裝備的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于評估包括牽引車輛和至少一個被牽引掛車的 車輛組合中的掛車的有效軸距長度的改進(jìn)方法。本發(fā)明另外的目的是提供一種用于評估包 括牽引車輛和至少一個被牽引掛車的車輛組合中的掛車的有效軸距長度的改進(jìn)裝備。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的問題的解決方案在用于方法的權(quán)利要求1中和用于裝備的權(quán)利要 求11的特征部分中描述。其它權(quán)利要求包含本發(fā)明的方法和裝備的有利的進(jìn)一步發(fā)展。
[0012] 在用于評估包括牽引車輛和至少一個被牽引掛車的車輛組合中的掛車的有效軸 距長度的方法中，包括以下步驟：向前驅(qū)動車輛組合，記錄車輛組合的速度，記錄牽引車輛 的轉(zhuǎn)向角，記錄牽引車輛的偏航速率和被牽引掛車的偏航速率、或者記錄每一個被牽引掛 車的鉸接角，記錄每一個被牽引掛車的轉(zhuǎn)向角，以及使用確定的值計算每一個被牽引掛車 的有效軸距的值。
[0013] 通過該方法的該第一實(shí)施例，該方法可以評估至少一個被牽引掛車的有效軸距。 有效軸距的評估在車輛組合被向前驅(qū)動預(yù)定的時間間隔時完成，其中時間間隔可以在幾秒 直到幾分鐘。時間間隔的持續(xù)時間可以例如取決于車輛組合被驅(qū)動的道路的類型。因?yàn)檗D(zhuǎn) 向角和偏航速率和/或鉸接角被用于評估，所以有利的是，車輛組合至少驅(qū)動穿過道路的 一個彎曲部分。在時間間隔期間，不同的值被確定且以預(yù)定的采樣頻率被記錄，使得獲得可 以以矩陣布置的一系列記錄的值集合。然后使用這些記錄的值集合或矩陣中的一個或多個 來計算車輛組合的被牽引掛車的有效軸距。
[0014] 在計算有效軸距之前對值集合進(jìn)行分類是可能的。當(dāng)車輛組合絕對筆直地行駛 時，對于例如被牽引掛車的轉(zhuǎn)向角或鉸接角的記錄的值將基本上為零，這意味著在使用這 些值集合計算有效軸距中沒有點(diǎn)。因此，這樣的值集合可以在有效軸距被計算之前被撤銷。 也可能的是，這樣的值不被記錄。例如，可能的是，一些或所有值在記錄值集合之前與閾值 比較。如果這些值中的一個低于或高于臨界水平，則不記錄值集合。當(dāng)車輛組合已經(jīng)行駛 預(yù)定的時間間隔時，多個值集合已經(jīng)被記錄。使用這些值集合中的一個或多個來計算有效 軸距?？梢允褂貌煌闹导嫌嬎愣鄠€軸距以及取這些有效軸距值的平均。
[0015] 有效軸距的評估優(yōu)選地通過使用最小二乘條件擬合車輛模型來完成。這樣，使用 的值中的偏差最小化。值中的偏差可以例如來自測量信號中的干擾或噪聲。這可以例如由 可能不總是完美的道路條件引起。坑洞可以例如影響卡車的偏航速率或掛車的轉(zhuǎn)向角值。 其它類型的道路缺陷也可能影響評估。通過使用最小二乘逼近法，且通過執(zhí)行不同值集合 的多次評估，可以獲得與實(shí)際有效軸距值相差百分之幾或更少的有效軸距評估。
[0016] 通過使用傳感器直接測量值或者通過利用其它測量信號評估需要的值而獲得不 同的記錄值。
[0017] 可以被評估的一個測量是偏航速率。車輛的偏航速率例如與后面的車輛的鉸接角 耦合。第一被牽引掛車的偏航速率可以例如通過使用牽引車輛的偏航速率且加上牽引車輛 和第一被牽引掛車之間的鉸接角的時間導(dǎo)數(shù)來估計。
[0018] 牽引車輛的偏航速率可以例如通過評估或通過測量來確定。可以通過使用評估方 法基于車輛組合性能（諸如車輛的輪子速度、車輛質(zhì)量、車輛長度、轉(zhuǎn)向角等）來完成評估。 通過使用偏航速率傳感器來完成偏航速率測量。
[0019] 在用于評估包括牽引車輛和至少一個被牽引掛車的車輛組合中的掛車的有效軸 距長度的裝備中，包括：用于獲得車輛組合的速度的裝置、用于獲得牽引車輛的轉(zhuǎn)向角的裝 置、用于獲得每一個被牽引掛車的轉(zhuǎn)向角的裝置，本發(fā)明的目的被解決在于，該裝備還包括 用于獲得牽引車輛和每一個被牽引掛車的偏航速率或用于獲得每一個被牽引掛車的鉸接 角的裝置、用于在數(shù)據(jù)集合中記錄獲得的值的裝置、以及用于計算每一個被牽引掛車的有 效軸距的值的裝置。
[0020] 通過該裝備的該第一實(shí)施例，該裝備包括用于評估