用于确定针对机动车辆的有效风速的方法和系统技术方案

用于基于起作用的驱动功率来确定机动车辆在行驶期间所暴露于的有效风速的方法和系统。所述驱动功率对应于用于克服必要的行驶阻力的功率，所述行驶阻力还包括空气阻力。所确定的风速被发送到后端、进行评估并被存储。所存储的数据可以提供给其他联网车辆。

Method and system for determining effective wind speed for motor vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定针对机动车辆的有效风速的方法和系统
本专利技术涉及一种用于确定针对机动车辆的有效风速的方法和系统，一种用于收集关于风速的数据的方法以及一种具有关于风速的数据的数据库。
技术介绍
电动车辆（EV）具有有限的行驶里程，从而对于驾驶员来说，能耗估计或行驶里程预测非常重要。为了进行精确的行驶里程预测，需要了解与能耗相关的所有影响因素。由于空气动力阻力，风速会影响驱动能量需求并且特别是在陆路路程的情况下必须加以考虑。文献来源说明了风速的影响高达16.4％（来源：Viehl,A.,CakarE.,EnglerM.,Köhler.S:WetterdateninderReichweitenprognosefürElektrofahrzeuge,ATZ05/2016,28-34页）。对于能耗预测来说，需要具有高分辨率的气象服务的详细和最新的数据（例如每5公里的风速）。气象数据（风速和风向）通过后端连接来提供给车辆。基于车辆的行驶方向来确定作用在所述车辆的上游流表面上的风速。从精确的气象数据中不能充分确定作用在电动车辆上的风速。气象数据提供了针对确定地区的平均风速和风向，所述平均风速和风向尤其是针对平坦地区提供了很好的预测。通过地形（山谷，山脉）极大地改变了风速和风向。小气候影响（例如蒸发）同样影响风速并且难以预测。另外，沿着路程的建筑和种植（例如森林）对作用在所述车辆上的有效风速具有显著影响。此外，由于防护噪声的原因，在道路两侧通常设置有墙，从而气象服务的预测不能应用于道路上的状况。DE102012001649A1公开了一种用于通过车辆内部的传感系统确定作用在机动车辆上的侧风的速度的方法和设备。DE102014211273A1公开了一种车辆质量估计方法。在这种背景下，应当改善对作用在车辆上的有效风速的预测。
技术实现思路
该任务利用独立权利要求的主题加以解决。在从属权利要求中说明了有利的扩展。根据第一方面，本专利技术涉及一种用于基于起作用的驱动功率来确定机动车辆在行驶期间被暴露于的有效风速的方法。优选地，在行驶期间确定所述机动车辆的起作用的驱动功率。该方法可以优选地用于电动车辆，即用于具有电驱动马达的车辆。在电动车辆的情况下，如果电动马达的效率特征曲线和机动车辆传动系中（例如在变速箱等中）的损耗是已知的，则可以通过测量电动马达上的电流和电压来精确确定起作用的机械驱动功率Pm。所述效率特征曲线和所述损耗通常在批量制造车辆时给定的。由于带有电驱动马达的传动系通常也不必通过多速变速器中断，因此得到其他优点，即一般来说可以连续确定所述电动马达的驱动功率，并且可以在行驶期间通过车辆内部的传感器和控制装置连续检测所述电动马达的驱动功率。通常，所述起作用的机械驱动功率Pm对应于克服行驶阻力所需的功率：。所述行驶阻力包括加速阻力Fa（取决于车辆质量、质量附加系数和加速度）、坡度阻力Fst（取决于车辆质量和道路的坡度）和滚动阻力Fr（取决于车辆质量和滚动阻力系数）以及空气阻力。空气阻力Fl取决于车辆特征值、车辆速度v和有效风速W。A是有效车辆截面积（垂直于行驶方向）。是空气密度。因此，在根据本专利技术的方法的优选的实施变型中，从起作用的空气阻力Fl中计算出有效地作用在所述车辆上的风速W。所述空气阻力本身是通过从起作用的驱动功率Pm中减去已知的和/或估计的行驶阻力来计算出的。可以使用上述方法确定的作用在所述车辆上的有效风速W在此特别是涉及作用在行驶方向上或与所述行驶方向相反的风速分量。因此没有检测横向（即垂直）于所述行驶方向的风分量，即所谓的侧风。已知的行驶阻力是上述的行驶阻力，其输入变量是固定的并且是已知的或可测量的。所提到的输入变量中的一些是可变的并且不能被简单地测量，例如车辆质量，所述车辆质量根据有效负载和所载人数而变化。可以使用本身已知的方法来估计所有不可测量的车辆参数。为此，可以通过已知的质量估计器、滚动阻力系数和车辆特征值（例如在窗户开着的情况下或在有车顶行李的情况下变化）来估计所述车辆质量。作为各个参数的估计方法，例如滤波器方法（例如，卡尔曼滤波器）和最小二乘估计方法是合适的。作为用于所述估计方法的输入变量，使用测得的行驶动力变量（速度、加速度）、所述车辆参数和过去时刻的估计值。然后可以从估计的车辆参数中估计出相应的行驶阻力。所述估计方法还提供关于估计值品质的声明。因此为了计算空气阻力，优选地使用来自车辆内部的传感系统的数据、来自车辆的环境传感系统的数据、车辆的位置数据、数字地图的数据、基础设施数据、从其他车辆接收的数据和/或从后端接收的数据。如果存在精确的坡度数据，例如基于数字地图的坡度数据以及所述车辆的位置数据，则除风速外，所有用于行驶阻力的输入参数都是已知的。由此可以计算或估计风速。为此合适的滤波器方法（例如卡尔曼滤波器或最小二乘估计器）同样是适用的。其他估计变量（质量、滚动阻力系数和车辆特征值）不会像风速那样动态变化，从而风速估计器的适配速度要快于其他滤波器的适配速度。各个滤波器可以彼此组合，使得例如当估计的质量值变化时，所确定的风速的品质降低并且可能被标记为无效。因此，根据本专利技术的方法的有利变型，基于所使用的数据附加地确定所确定的空气阻力或所确定的有效风速的品质。在此，所述品质说明了所确定的值有多可靠。根据另一优选的实施变型，借助于环境传感系统、车辆内部的传感系统和/或车辆到车辆的通信来识别超车过程和/或在所述机动车辆之前行驶的车辆。例如，借助于雷达传感器可以确定所述车辆是否在另一车辆之后、特别是在卡车之后行驶。超车过程也可以利用车辆内部的传感器来加以确定。例如，确定的转向运动、转向灯设置和加速度值可以表示超车过程。优选降低在超车过程期间以及在卡车后面的尾随行驶期间确定的风速的品质，因为在这些行驶状况下确定的有效风速值只能被有限地使用。利用根据本专利技术的方法，优选地基于地点确定作用在机动车辆上的（在道路上的）有效风速。也就是说，利用根据本专利技术的方法确定在确定地点处的有效风速。由于该方法优选地在行驶期间连续地执行，因此可以确定风速及其沿着行驶过的路程的变化。在此，确定与能耗预测相关的风速影响。因此，有效风速涉及在行驶方向上或与行驶方向相反的各自风分量。对风向进行单独评估不是绝对必要的，因为有效风速以地理坐标参考的方式对确定的道路段有效。可以优选附加地通过相应的传感器（例如车辆上的超声传感器）来检测侧风，即垂直于车辆行驶方向的风分量。例如转向角传感器的转向信号也可以用于探测侧风，例如当强侧风使得需要恒定的反转向时。对有效风速W的实际计算可以通过所述车辆中的计算单元基于在所述车辆中确定、估计或接收的数据来进行。有利地，根据本专利技术的方法在所述车辆中确定的有效风速经由无线通信连接从所述车辆传输到后端。在此，优选地也将所述车辆的地点位置和/或品质和/或时间信息传输到所述后端。也就是说，将所确定的有效风速以地理坐标参考的方式并带有时间戳地发送到所述后端。在此，所述后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定（30）车辆（50）在行驶期间所暴露于的有效风速（W）的方法，所述确定是基于起作用的驱动功率来进行的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171012 DE 102017218218.01.一种用于确定（30）车辆（50）在行驶期间所暴露于的有效风速（W）的方法，所述确定是基于起作用的驱动功率来进行的。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在行驶期间确定（10）所述车辆（50）的所述起作用的驱动功率（Pm）。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述车辆（50）具有电驱动马达，并且通过测量驱动所述车辆的电驱动马达上的电流和电压来确定在行驶期间起作用的机械驱动功率（Pm）。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，从空气阻力中计算有效地作用在所述车辆上的风速（W），所述空气阻力是通过从所述起作用的驱动功率（10）中减去已知的和/或估计的行驶阻力来计算（20）的。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用来自车辆内部的传感系统的数据、来自所述车辆的环境传感系统的数据、所述车辆的位置数据、来自数字地图的数据、基础设施数据、从其他车辆接收的数据和/或从后端接收的数据来计算（20）所述空气阻力。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于环境传感系统、车辆内部的传感系统和/或车辆到车辆的通信来识别（14）超车过程和/或在前行驶的车辆。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于所使用的数据来确定所确定的空气阻力（21）或所确定的有效风速（W）的品质（31）。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所确定的有效风速（W）经由无线通信连接（41）从所述车辆传输到后端（40）。


9.一种用于收集（45）关于风速的数据并且存储在数据库（42）中的方法，所述关于风速的数据是在考虑到在行驶期间由联...

【专利技术属性】
技术研发人员：S格鲁布温克勒，
申请(专利权)人：维特思科科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE