利用确定车辆相对于地面的瞬时速度控制车辆的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种控制车辆的系统，所述系统包括确定车辆的瞬时对地速度，所述车辆包括每一个都设有能够基于车轮的运动提供测量的传感器（１１）的至少两个车轮。所述系统包括基于所述相应的传感器指示所述车轮中的每一个的圆周速度（Ｖｒ）的模块、基于至少一个车轮的来自所述模块的指示值生成车辆相对于地面的总体速度的估算值的第一车辆速度指示器、基于所述车辆的至少一个纵向加速度分量（γ测量）提供测量的（２８５）车载的加速度传感器、以及能够在由所述第一指示器所获得的估算值无效时通过来源于所述加速度传感器的加速度指示值的积分而生成车辆相对于地面的总体速度的估算值的第二车辆速度指示器。所述系统还包括能够在给定时刻基于所述相应车轮的状态测试来自所述模块的每一个指示值的可靠性的诊断级以及估算器，所述估算器基于所述加速度传感器的测量并且基于从所述车轮传感器中获得的至少一个加速度测量（Ωｒ）而估算相对于地面（２８０）的车辆运动加速度（γ运动），特别地以便于考虑车辆行驶地面相对于水平面的坡度δｙ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及陆地交通工具，特别是道路车辆。其特别地针对用于控制这种车辆的 技术以及为此而作出的所述车辆相对于地面的速度的确定，以便于调节确定其性能的参数 且改善运行状态和安全性。其特别地适用于车辆在地面上的运动通过一个或多个与驱动轮 联接的特定电机控制以根据需要将驱动扭矩或制动扭矩施加到所述驱动轮的情况。
技术介绍
近年来已经提出了大量的电动车辆的建议。可以引用例如专利US 5418 437，其描 述了串联混合型的四轮车辆，每个车轮由对于其特定的电机驱动，一控制器使得可以控制 结合在车轮中的马达以及处理从交流发电机或电池到所述马达的能量供给的管理。当能量 供给中断时，车轮在车辆的惯性作用下的运动可以反过来驱动电机以及通过然后将所谓的 再生制动扭矩施加到所述车轮而使所述电机能够作为到电负载的发电机运行。所述专利没有提及所获得的电力制动的管理，但是现有技术确实包含这种管理的 实例以补充传统的基于摩擦的机械制动控制。因此，例如，以文献号GB 2344799在英国公 布的专利申请描述了一种车辆，所述车辆能够产生来自电力牵引马达的多个再生制动，从 而除了传统的机械制动功能之外，还提供一种功能，所述功能模拟通过压缩进行的制动或 通常利用内燃发动机可用的发动机制动。一般地，已经提出使用通过车辆车载的电机提供的设备以灵活地且精确地控制施 加到装有车轮的车辆的车轮上的扭矩。这种可能性例如已经用于车轮防抱死系统。专利us 6 709 075描述了一种装配有电动机牵引系统的车辆。来源于作为发电机的所述马达的运 行的制动功能可以依据由车辆所装配的ABS系统(防抱死制动系统)决定的其性能被添加 到施加到每个车轮的摩擦制动扭矩上。装置被配置为防止再生制动干涉用于调整摩擦制动 的ABS系统的正确运行。更一般地，通过制动扭矩单独调整或与发动机扭矩一起进行的调整，所述用于精 确地控制施加到车轮上的扭矩的设备非常适用于稳定性控制系统。以文献号W0 01/76902 公布的PCT专利申请描述了一种车辆推进和制动系统，其中可以由内燃发动机驱动的每个 车轮还与电机联接，所述电机能够选择性地依据响应于横摆传感器运行的车辆稳定性控制 系统的控制将额外的发动机扭矩或制动扭矩施加到所述车轮。最后，以文献号GB 2 383 567在英国公开的专利申请还描述了一种系统，其中提 供了电机以将扭矩提供到设有内燃发动机的车辆的某些车轮。所述额外力矩的水平依据通 过横摆传感器提供的数据而被调整。因此，公知的是，使用通过电机提供的发动机扭矩或制动扭矩以调节通过内燃发 动机施加到车辆车轮的力。还已知的是，使用通过这种电机产生的扭矩以使得施加到电力 牵引车辆的车轮上的摩擦制动力适应需求。在前面的两个实例中，在车辆上车载使用横摆传感器以确定将被施加到或将被添 加到车辆的某些车轮上的扭矩水平，从而获得期望的性能的效果。为此可以测量和使用其它的参数。欧洲专利申请EP 0 881 114给出了一种用于带有四个车轮的车辆的控制系统， 所述车轮中的每一个都与独立的电动机联接，不管该车轮是否为导向轮，所述电动机都能 够将发动机扭矩或制动扭矩施加到每个车轮。还提供了一种传统的盘式制动器系统，并且 转向角传感器使得可以知道导向轮在每个瞬时(时刻)的方向。每个车轮马达都装有车轮 速度感传器。通过结合从来自车轮传感器的信号中获得的信息，系统的控制单元获得车辆 相对于地面的速度的一指示值(indication)。表示出的是(没有更多的细节)，利用从车 载加速度计和从卫星导航系统获得的信息，可以指定所述指示值。系统的控制单元连续地 追踪施加到每个车轮的扭矩水平、所述车轮的速度和转向角、以及车辆的估算对地速度。还 计算横摆角速率，并且根据所有的所述信息确定每个车轮的瞬时滑率。控制单元依据对于 每个车轮确定的所述滑率的值控制牵引扭矩和制动扭矩，并且以这样的方式响应于来自驾 驶员的命令使制动、加速度和转向角最优化。实际上，根据所述文献所建议的那样，车辆的对地速度的所述指示值是控制系统 必需的数据。并不存在靠其自身就可以不仅容易地而且尤其节省成本地和可靠地使用所述 数据的车辆车载的直接测量，所述数据对表征车辆性能来说十分重要。因此其必须通过基 于更容易直接获得的其它测量的计算而确定。已知每个车轮的瞬时速度都是大致可变的因 素，所述因素在外部受地面状态的影响，在内部受车轮所接受的命令和车辆本身的动态反 应的影响，所述地面状态关于地面轮廓的平坦度和地面的表面状态，所述命令影响车轮的 方向和施加到其上的扭矩，所述动态反应经由车辆的悬架传递到所述车辆上。因此，简单地结合单个车轮传感器产生的测量信号不足以获得对于车辆及其车轮 的性能来说足够精确、动态且有效的车辆相对于地面的速度的有效确定。此外，为了在实际 应用中值得被接受，一种方案必须在车辆上容易地且便宜地实施。已经提出了各种方案以试图改善所述问题的解决。例如，已公布的法国专利申请 FR 2 871 889描述了一种系统，所述系统基于由连接在车轮上的传感器提供的旋转速度执 行车轮的纵向速度的每次瞬时测量的质量的诊断，并且根据由来源于先前的诊断的质量指 数所获得和所加权的纵向车轮速度的平均值计算车辆的纵向速度。所述诊断还包括检查 所考虑的每个车轮的纵向速度是否处于保证该专利的主题的计算方法可适用的数值范围 (速度不低于15公里每小时并且不高于250公里每小时)之内。所述诊断还包括检查所考 虑的每个车轮的旋转速度的导数是否处于表示所述车轮既不固定也不滑动的一定范围内， 以便排除不合要求的指示值。因此，所述方法不能应用于所述各个范围之外。所述计算在 用于提供特定的滑率的测量的极限值之外不再有效。在处于给定瞬时处完全没有任何符合 条件的指示值的情况下，系统提供从先前的瞬时处确定的值推断的车辆速度值。与关于所 提出的方法在所有情况下的适用性的任何讨论无关，所提出的外推技术不适于通过连续的 系统监视车辆性能、或者在可以持续几秒钟的过渡阶段期间监视车辆性能，这不同于间断 运行的情况，例如在防抱死制动控制的情况下，其中在故障检测接下来的零点几秒钟之后， 系统常规地允许包括新的有效速度测量的道路抓地力恢复。用于克服以上困难的另一个建议由公布的法国专利申请FR 2 894 033说明，其 中通过结合从测量车轮旋转速度的传感器获得的某些选定的车轮的纵向速度的估算值，从 而计算车辆的纵向速度。所述计算方法适于每一种车辆驱动模式。每个车轮的纵向速度依 据转向时车轮的可能的位置被校正，然后车轮的状态(固定不动或滑动)依据施加到所述车轮的扭矩值被测试。然后对从在之前获得的纵向速度中获得的加速度值和由车辆车载加 速度计提供的纵向加速度测量值之间的一致性进行测试。如果一致性检验无误，则保留所 计算的纵向速度。否则，其为通过对来自所采用的加速度计的测量值积分而获得的值。实际上，根据车辆在其上运动的地面可能有的坡度，来自加速度计的测量值受到 由于地球加速度的分量引起的误差的影响。由此可见，一方面，在所提出的用于车轮的纵向 速度测量上作出的有效性测试没有呈现足够的精确性以提供关于所述车辆速度的可靠的 指示值，而且另一方面，用于测试加速度一致性以及在发生一致性故障的情况下用于确定 速本文档来自技高网...

【技术保护点】
车辆控制系统，其包括车辆（２８５）的瞬时对地速度的确定，所述车辆具有每一个都装配有被设计以提供依据车轮的运动而变化的测量值的传感器（１１）的至少两个车轮，所述车辆控制系统包括：ａ）模块（２３Ｂ），所述模块（２３Ｂ）适于在每个瞬时提供依据来自相应传感器的所述车轮中的每一个的圆周速度而变化的指示值，ｂ）第一车辆速度指示器（３１３），所述第一车辆速度指示器（３１３）适于依据至少一个车轮的来源于所述模块ａ）的指示值生成车辆相对于地面的总速度估算值，ｃ）车辆车载的加速度传感器（３４），所述加速度传感器（３４）适于提供依据所述车辆的至少一个纵向加速度分量而变化的测量值，以及ｄ）第二车辆速度指示器（３１７），所述第二车辆速度指示器（３１７）适于在所述第一指示器获得的估算值无效时，通过将来源于所述加速度传感器ｃ）测量值的加速度指示值积分生成车辆相对于地面的总体速度的估算值，其特征在于，所述车辆控制系统还包括：ｅ）诊断级（３０３到３０９），所述诊断级（３０３到３０９）适于在所考虑的瞬时依据相应车轮的状态测试来源于所述模块ａ）的所述指示值的可靠性，ｆ）估算器，所述估算器依据来自所述加速度传感器ｃ）的测量值和至少从所述车轮传感器中获得的至少一个角加速度测量值估算车辆运动相对于地面的加速度（γ↓［运动］），以考虑到车辆碾压地面的坡度，并且所述第一车辆速度指示器（３１３）适于仅仅根据由所述诊断级ｅ）验证为可靠的指示值生成所述车辆总体速度估算值（Ｖ↓［ｘ］），以提供在所述相应车轮的位置处相对于地面的车辆速度的可接受的近似值，并且第二车辆速度指示器（３１７）适于当对于所考虑的瞬时在所述诊断级的输出处没有车轮速度的指示值已经被验证为可靠时，根据在先前的瞬时处车辆总体速度的确定将由所述运动加速度估算器ｆ）提供的所述指示值积分，以通过加速度的积分生成相对于地面的车辆总体速度的所述估算值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-11-9 0758948车辆控制系统，其包括车辆(285)的瞬时对地速度的确定，所述车辆具有每一个都装配有被设计以提供依据车轮的运动而变化的测量值的传感器(11)的至少两个车轮，所述车辆控制系统包括a)模块(23B)，所述模块(23B)适于在每个瞬时提供依据来自相应传感器的所述车轮中的每一个的圆周速度而变化的指示值，b)第一车辆速度指示器(313)，所述第一车辆速度指示器(313)适于依据至少一个车轮的来源于所述模块a)的指示值生成车辆相对于地面的总速度估算值，c)车辆车载的加速度传感器(34)，所述加速度传感器(34)适于提供依据所述车辆的至少一个纵向加速度分量而变化的测量值，以及d)第二车辆速度指示器(317)，所述第二车辆速度指示器(317)适于在所述第一指示器获得的估算值无效时，通过将来源于所述加速度传感器c)测量值的加速度指示值积分生成车辆相对于地面的总体速度的估算值，其特征在于，所述车辆控制系统还包括e)诊断级(303到309)，所述诊断级(303到309)适于在所考虑的瞬时依据相应车轮的状态测试来源于所述模块a)的所述指示值的可靠性，f)估算器，所述估算器依据来自所述加速度传感器c)的测量值和至少从所述车轮传感器中获得的至少一个角加速度测量值估算车辆运动相对于地面的加速度(γ运动)，以考虑到车辆碾压地面的坡度，并且所述第一车辆速度指示器(313)适于仅仅根据由所述诊断级e)验证为可靠的指示值生成所述车辆总体速度估算值(Vx)，以提供在所述相应车轮的位置处相对于地面的车辆速度的可接受的近似值，并且第二车辆速度指示器(317)适于当对于所考虑的瞬时在所述诊断级的输出处没有车轮速度的指示值已经被验证为可靠时，根据在先前的瞬时处车辆总体速度的确定将由所述运动加速度估算器f)提供的所述指示值积分，以通过加速度的积分生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL琳达，D沃尔泽，
申请(专利权)人：米其林技术公司，米其林研究和技术股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]