用于求出汽车重心的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于求出汽车重心的方法和设备。在此，求出汽车的至少一个车轮的两个不同的驱动力值（Ｆ，Ｔ）。此外，求出属于所求的驱动力值（Ｆ，Ｔ）的纵向加速度值（ａｘ）和属于所求的驱动力值（Ｆ，Ｔ）的车轮滑动值（λ）。根据求得的驱动力值（Ｆ，Ｔ）、相关的纵向加速度值（ａｘ）和相关的车轮滑动值（λ）中求出汽车重心的坐标（ｈ、ｌｒ、ｙ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于求出汽车重心的方法和设备。
技术介绍
汽车通常配设有安全性函数和/或行车动态调节函数，例如配备有ESP。因为尤其是有高负载变量的汽车，例如商用车，在负载状态下可以具有与未负载状态极为不同的行驶特性，在许多调节函数中，汽车的重心的位置，尤其是在负载状态下，作为输入参数非常重要。DE 10 2004 056 108 Al公开了一种用于近似地求出车辆重心位置的方法。在此， 从车轮的纵向力、道路的坡度角、车辆的纵向加速度和和车轮间距中确定车辆在纵向的重心位置的估计值。在这种以及其它公开的方法中，前提条件是基本上重心的至少一个空间坐标是已知的并且固定给出。但可以根据汽车和汽车的负载使汽车中央的重心强烈地朝所有三个空间方向移动。这尤其适用于小货车和/或车顶行李架上有负载物的车辆。
技术实现思路
因此本专利技术所要解决的技术问题是，创造用于求出汽车重心的一种方法和一种设备，用这种方法或设备可以简单且精确地求出重心。按照本专利技术，该技术问题通过在权利要求1中给出的特征解决。本专利技术其它的设计方案由从属权利要求得出。本专利技术的一个主要方面在于，分别求出汽车的至少一个车轮的两个代表驱动力的不同的值(下文中为驱动力值)，以及相关的纵向加速度值和相关的车轮滑动值 (Radschlupfwerte)。从这些状态参数中可以简单且精确地计算出质量重心的所有三个坐标。不再需要预先规定某一坐标。此处，相关的值指的是与驱动力值同时的或时间上接近地测量所得的值。质量重心优选是包含负载物以及必要时包含一个或多个乘客的汽车的总重心。优选使用重心到汽车后桥的间距，重心的高度和重心与汽车中央纵轴线的偏差作为重心的坐标。对重心的精确的认识使行驶安全系统和/或行驶调节系统能够适应不同的负载状况并且因而改善行驶安全性。优选在不同的时间点求出不同的驱动力值。时间点优选彼此间隔较远，优选至少几秒。行驶状况越是不同，原则上结果就越精确。作为备选，也可以时间上连续地求出不同的驱动力值。在另一种优选的设计方案中，重心坐标借助递推识别算法求出。这有助于特别快速而精准地求出坐标。因此特别有利的是，用最小二乘法(RLQ、卡尔曼滤波和/或UKF(无味卡尔曼滤波)求出坐标。卡尔曼滤波基本上根据多个状态参数，例如驱动力值、车轮滑动值和/或纵向加速度值求出函数的优选最佳的参量化。最佳参量化的特征例如在于最小方差。UKF优选用于非线性函数。重心坐标优选作为输入参数输送给汽车的安全和/或调节算法。 附图说明接下来借助附图示例性地详细说明本专利技术。附图中图1表示一种用于求出汽车重心的设备；图2表示用于求出重心两个坐标的第一个方程；图3表示用于求出重心坐标的方程组；图4表示用于求出重心坐标的程序的流程图；图5示出了 6张图表。具体实施例方式图1示出了用于求出汽车重心的设备2 (图1)，例如控制器。设备2包括递推辨识算法，例如最小二乘法RLS、卡尔曼滤波或无味卡尔曼滤波UKF。这些算法通过与多个输入参数相关的递推辨识来计算一个或多个输出参数，其中，输出参数逐步接近最优值。输出参数在此优选是被递推求出的公式的参数。至少(发动机控制器的)驱动力值F、车轮滑动值λ和纵向加速度值 (或代表这些参数的值)被作为输入参数输送给设备2。例如驱动力矩或制动力矩T代表驱动力值 F。驱动力值F也可以是负值，在这种情况下相当于制动力。设备2提供总共三个重心的空间坐标作为输出参数，例如重心到汽车后桥的间距 Ir,重心的高度h和重心与汽车中央纵轴线的侧向偏差y。可选地，也可以选择其它参考坐标系。重心坐标h、1E, y作为输入参数优选输送给汽车的安全和/或调节算法。因此所述函数(例如ESP、ABS、ASR等)可以适应不同的负载状态。在精确已知间距Ik时，可以例如改善ABS系统的函数，从而改善行驶安全性。第一个方程(图2、示出了根据测量值求出的在汽车前桥或后桥的一个车轮上的驱动力值Ff、!^与之相关的车轮滑动值λ F、λ κ和汽车的纵向加速度值\与重心的其中两个坐标，特别是间距Ik和高度h，之间的简单的相互关系。此外，第一个方程中涉及汽车前桥和后桥之间的间距1和重力加速度g。第一个方程因此具有两个未知值，即间距Ik和高度h。用一次性求出的输入参数，特别是驱动力值Ff、!^与之相关的车轮滑动值λΡ、λκ* 汽车的纵向加速度值\，无法解第一个方程。因此这样来解方程，即，求出在至少两个或两个以上不同时间点的驱动力值&、Fk，与之相关的车轮滑动值λ” λ κ和汽车的纵向加速度值\。由此生成一个可解的、优选超定的方程组，用该方程组能够非常精确地求出所需的坐标。优选当重心在y方向大约位于汽车中央时使用该方程组。此外可以使用另一个方程， 其包含y坐标和另一个坐标作为参数，借助该方程可以求出侧向偏差y。按照图3，例如使用一个由四个差分方程构成的方程组，这四个差分方程分别描述汽车四个车轮各自的旋转加速度。从每个差分方程分别可以求出重心的所有三个坐标h、 lK、y。但若例如借助递推算法解出至少两个，优选所有的方程时，结果会更加精确。在这些方程中，驱动力矩或制动力矩T，尤其是左前或右前或左后或右后的驱动力矩或制动力矩TF1、TFr, TE1, Tto、代表驱动力值F。在所有差分方程中出现的分式项 (v(t)-( (t)Xr))/v(t)代表车轮滑动值λ，其中，在分式中涉及到车速ν、车轮角速度ω和车轮半径r。在此，各个车轮角速度ωη、ωΡΓ> ωκ1、《^又涉及到左前或右前或左后或右后车轮。在此，在方程式中还涉及到前轮和后轮的惯性力矩JF、Jk，车轮角速度 η、C0Fr、C0R丨、C0Rr，纵向刚度c，汽车的质量m，车轮半径r，优选横向加速度、和轮距W。纵向刚度c是用于描述驱动力和车轮滑动值λ之间比例关系的比例常数。优选将用于求出重心坐标h、1E, y的程序储存在设备2的存储介质上(图4)。程序在步骤Sl中启动，例如时间上接近汽车内燃机的发动机启动，其中，在步骤Sl中于必要时初始化变量。在步骤S2中可以检验是否满足预定的条件CON。预定的条件CON在汽车处于受控的行驶状态下，车轮滑动也例如小于预定的阈值时，优选得到满足。若步骤S2的条件被满足(如果是)，则优选同时或至少时间上接近地实施步骤 S3、S4和S5。若步骤S2的条件没有被满足，则在必要时重新实施步骤S2。在步骤S3中根据第一车轮转矩Tl求出第一驱动力值Fl。第一车轮转矩Tl例如可以用转矩传感器测量。在步骤S4例如借助加速度传感器求出属于第一驱动力值Fl的第一纵向加速度值 。作为备选，可以通过速度ν的时间导数确定第一纵向加速度值 。在步骤S5中测量或用已知方式估算属于第一驱动力值Fl的第一车轮滑动值λ 1。在步骤S3、S4和S5之后以相应方式执行步骤S6、S7和S8，其中在步骤S6、S7和 S8中求出与第二车轮转矩Τ2相关的第二驱动力值F2、相关的第二纵向加速度a2和第二车轮滑动值入2。在步骤S9中根据驱动力值F1、F2，纵向加速度值al、a2和车轮滑动值λ 1、λ 2求出重心坐标h、lK、y。这优选基于在图2和图3示出的公式完成。随之可以另外测量驱动力、纵向加速度和车轮滑动。在步骤S9后可以重新执行步骤S3至S8。作为备选，可以用步骤SlO终止本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于求出汽车重心的方法，在该方法中－针对汽车的至少一个车轮求出两个不同的驱动力值（Ｆ，Ｔ），－以及求出相关的纵向加速度值（ａｘ）并且－求出相关的车轮滑动值（λ），其特征在于，从求出的驱动力值（Ｆ，Ｔ）、相关的纵向加速度值（ａｘ）和相关的车轮滑动值（λ）中求出重心的至少两个坐标（ｈ、ｌｒ、ｙ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克罗格，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE