用于控制车辆的轮轴载荷分布的方法技术

用于控制车辆的轮轴载荷分布的方法，尤其是用于控制重型车辆的在操纵期间的轮轴载荷分布的方法，该车辆包括多个轮轴和一个或多个运动支持设备，该运动支持设备被布置成调节轮轴的相对轮轴载荷，该方法包括：获得车辆模型和轮胎模型，该车辆模型和轮胎模型被联合配置成根据车辆状态来预测轮胎侧偏力，该车辆状态包括在所述操纵期间的相对轮轴载荷分布；基于该车辆模型和轮胎模型，确定在所述操纵期间的针对当前相对轮轴载荷分布的标称轮胎侧偏力；基于该车辆模型和轮胎模型，确定与和标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布；和控制该运动支持设备，以提供在所述操纵期间的改进的相对轮轴载荷分布。对轮轴载荷分布。对轮轴载荷分布。

【技术实现步骤摘要】
用于控制车辆的轮轴载荷分布的方法


[0001]本公开涉及用于确保重型车辆的安全和有效的车辆运动管理的方法和控制单元。具体而言，本公开涉及用于控制重型车辆的在操纵期间的轮轴载荷分布的方法。
[0002]这些方法特别适合于包括多个车辆单元的卡车和半挂车。然而，本专利技术也可以应用于其它类型的重型车辆，例如应用于建筑设备和采矿车辆。

技术介绍

[0003]重型车辆(例如卡车和半挂车车辆)被设计成用于承载重载荷。重载的车辆必须能够在上坡条件下从静止启动，在各种类型的路面上加速，最重要的是能够始终以可控且可靠的方式降低速度(即，制动)。同样重要的是，该车辆能够以节能的方式运行，而不会造成不必要的部件磨损。实现这一功能的关键特性是一组设计良好的轮胎。因此，为重型车辆开发轮胎已经做了大量工作，其中，设计良好的轮胎提供了高摩擦和低滚动阻力的组合。设计良好的轮胎还具有低磨损率，即，它是机械耐用的并且持续很长一段时间。
[0004]当对轮轴或车轮施加了与道路摩擦相比过大的扭矩时，会发生过度的车轮滑移。过度的车轮滑移是不希望的，为它会导致不可预测的车辆行为，并且还会导致能量效率低下的运行。
[0005]根据其摘要，US 2018/186208 A1公开了一种用于分析和管理车辆承载的车辆载荷的方法。该方法包括：确定一组加载准则；对一组流体压力进行采样；基于所述一组流体压力确定第一载荷布置，其中，所述第一载荷布置包括坐标映射；基于所述一组加载准则确定第二载荷布置；基于所述第二载荷布置和第一载荷布置确定加载指令组；以及将所述加载指令组提供给车辆的用户。
[0006]然而，在重型车辆中的车辆运动管理方面，仍然需要进一步改进。

技术实现思路

[0007]本公开的目的是提供减轻或克服至少一些上述问题的技术，以及提供一种改进的、用于控制车辆的在操纵期间的轮轴载荷分布的方法。该目的通过根据第一方面的方法来实现。
[0008]根据第一方面，提供了一种用于控制重型车辆的在操纵期间的轮轴载荷分布的方法，其中，所述重型车辆包括多个轮轴和一个或多个运动支持设备，所述一个或多个运动支持设备被布置成调节所述多个轮轴中的一个或多个轮轴的相对轮轴载荷。所述方法包括：
[0009]获得车辆模型和轮胎模型，其中，该车辆模型和轮胎模型被联合配置成根据车辆状态来预测轮胎侧偏力(tyre scrubbing force)，该车辆状态包括在所述操纵期间的相对轮轴载荷分布；基于该车辆模型和轮胎模型来确定在所述操纵期间的针对当前相对轮轴载荷分布的标称轮胎侧偏力；基于该车辆模型和轮胎模型来确定与和标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布；以及控制所述一个或多个运动支持设备以提供在所述操纵期间的改进的相对轮轴载荷分布。
[0010]由此，可以提供一种改进的车辆运动管理系统，其中能够动态地调节车辆上的轮轴载荷，以便减小轮胎侧偏力。这至少部分地是由于基于车辆轮胎模型和车辆模型来确定用于给定操纵的轮轴载荷分布的特征。
[0011]通过根据车辆状态对轮胎侧偏力进行建模，车辆控制功能能够被配置成通过确定和调节相对轮轴载荷分布来提高车辆的可控性。所提出的方法通常也可能会对轮胎寿命有积极影响。比如，可以以最小化或至少减小轮胎侧偏为目标来执行车辆控制。举例来说，该方法可以包括如下的可选步骤：协调该重型车辆的一个或多个运动支持设备以在包括满足运动请求的约束条件下减小轮胎侧偏。
[0012]如本文所描述的，轮胎模型通常定义了当前或未来车辆运动状态与轮胎侧偏之间的关系。这意味着轮胎模型可以视为车辆运动状态与轮胎侧偏之间的函数或映射。
[0013]可以通过从与重型车辆上的轮胎的至少一个参数相关的输入数据获得的一个或多个轮胎参数来对轮胎模型参数化。
[0014]所述方法可以进一步包括从被布置成测量轮胎的一个或多个运行参数的一个或多个传感器获得与重型车辆上的轮胎的所述至少一个参数相关的输入数据。这些传感器可以被配置成提供来自轮胎的实时数据，从而使得能够实现轮胎模型的实时动态自适应，这对轮胎性能的变化做出快速反应。因此，如果轮胎性能变化，则轮胎模型也将变化，这是一个优点。
[0015]与所测量到的一个或多个运行参数相关的输入数据可以包括以下项中的任一项：车辆速度、车轮旋转速度、轮胎压力、轮胎温度、轮胎加速度、轮胎应变、轮胎GPS定位、天气、环境温度、雨水分类数据、道路上的水量、法向载荷、滑移角、转向角以及在一个或多个车轮上施加的扭矩。因此，该轮胎模型能够调节到许多不同的运行参数，这是一个优点。
[0016]该输入数据可以包括从与轮胎设计相关的存储器获得的数据。不同类型的轮胎可能具有不同的性能并且可能对诸如低道路摩擦、高温、下雨等事件做出不同的反应。通过考虑轮胎设计，能够使该模型更准确。与轮胎设计相关的数据包括以下项中的任一项：轮胎标称尺寸、轮胎结构特性、轮胎化学成分、轮胎历史。
[0017]所述一个或多个估计出的轮胎参数可以包括以下项中的任一项：轮胎磨损、轮胎纵向刚度、轮胎横向刚度、轮胎滚动阻力、轮胎峰值摩擦、轮胎滚动半径、轮胎接地印迹属性、轮胎平衡性能和车轮定位性能。一个优点是，能够通过该轮胎模型捕获所有这些不同的轮胎参数。通过具有关于这些参数中的一个或多个参数的准确信息，有助于高效和/或安全的车辆控制。
[0018]所述方法可以包括基于更新后的输入数据重复地更新所述一个或多个轮胎参数的至少一部分。因此，尽管例如运行条件和轮胎状态发生变化，但该轮胎模型仍保持最新(up to date)。
[0019]所述方法可以进一步包括基于重型车辆的在操纵期间的期望有效轴距来确定用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布。通过不仅在确定所述改进的相对轮轴载荷分布时考虑轮胎侧偏力，还可以实现甚至更先进的车辆运动管理。通过根据轮胎侧偏力对轮胎模型建模并且基于所期望的有效轴距进一步确定用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布，还能够相对于期望的有效轴距来改进车辆控制，这是一个额外的优点。在这种背景下，所期望的有效轴距与改进的操纵性相关联。
[0020]因此，根据一个示例，“确定与和标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布”的特征进一步包括：确定与重型车辆的在所述操纵期间的期望有效轴距相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布。同样，“基于车辆模型和轮胎模型来确定与和标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布”的特征进一步包括：确定与和标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联并且进一步与重型车辆的在所述操纵期间的期望有效轴距相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布。
[0021]在本示例中，所确定的改进的相对轮轴载荷分布可以通过应用成本函数识别出对减小轮胎侧偏力和提高操纵性都有利的相对轮轴载荷分布来确定。作为一个示例，该成本函数可以针对不同的有效轴距和轮胎侧偏力评估可能的相对轮轴载荷分布配置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制重型车辆(100)的在操纵期间的轮轴载荷分布的方法，其中，所述重型车辆包括多个轮轴和一个或多个运动支持设备，所述一个或多个运动支持设备被布置成调节所述多个轮轴中的一个或多个轮轴的相对轮轴载荷，所述方法包括：获得车辆模型和轮胎模型，其中，所述车辆模型和所述轮胎模型被联合配置成根据车辆状态来预测轮胎侧偏力，所述车辆状态包括在所述操纵期间的相对轮轴载荷分布；基于所述车辆模型和所述轮胎模型来确定在所述操纵期间的针对当前相对轮轴载荷分布的标称轮胎侧偏力；基于所述车辆模型和所述轮胎模型来确定与和所述标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布；以及控制所述一个或多个运动支持设备以提供在所述操纵期间的所述改进的相对轮轴载荷分布。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过从与所述重型车辆(100)上的轮胎(150、160、170)的至少一个参数相关的输入数据(561、562)获得的一个或多个轮胎参数来对所述轮胎模型参数化。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：从被布置成测量所述轮胎的一个或多个运行参数的一个或多个传感器(510)获得与所述重型车辆(100)上的轮胎(150、160、170)的所述至少一个参数相关的输入数据(561、562)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，与所测量到的一个或多个运行参数相关的所述输入数据包括以下项中的任一项：车辆速度、车轮旋转速度、轮胎压力、轮胎温度、轮胎加速度、轮胎应变、轮胎GPS定位、天气、环境温度、雨水分类数据、道路上的水量、法向载荷、滑移角、转向角以及在一个或多个车轮上施加的扭矩。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中，所述输入数据包括从与轮胎设计相关的存储器(565)获得的数据，其中，与轮胎设计相关的所述数据包括以下项中的任一项：轮胎标称尺寸、轮胎结构特性、轮胎化学成分和轮胎历史。6.根据权利要求2至4中的任一项所述的方法，其中，所述一个或多个轮胎参数包括以下项中的任一项：轮胎磨损、轮胎纵向刚度、轮胎横向刚度、轮胎滚动阻力、轮胎峰值摩擦、轮胎滚动半径、轮胎接地印迹属性、轮胎平衡性能和车轮定位性能。7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，进一步包括：基于所述重型车辆的在所述操纵期间的期望有效轴距来确定用于所述操纵的所述改进的相对轮轴载荷分布。8.根据权利要求7所述的方法，其中，基于所述车辆模型和所述轮胎模型来确定与和所述标称轮胎侧偏力相比减小的轮胎侧偏力相关联的、用于所述操纵的改进的相对轮轴载荷分布包括...

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