專利名稱：估計車輛重心高度的方法
技術領域：
本發明涉及用于估計車輛重心高度的方法和系統的領域。
技術背景
對于越來越多的諸如控制車輛動力學的電子安全性系統(諸如制動防抱死系統、 電子穩定性程序等)的車輛應用而言，能夠確定車輛重心的位置已經成為一項重大的改進。在卡車領域中，這是更加關鍵的，在卡車中，依賴于卡車是裝載還是未裝載，車輛的重心位置可以顯著改變。
因此，已經提出了幾種方法和設備來確定重心的位置，包括重心的高度。然而，所有的這些方法均要求使用通常并不存在于車輛中的專門的傳感器，由此增加了系統的價格。例如在配備有空氣懸架的車輛上，某些方法在每一個氣墊中均要求壓力傳感器來確定在每一個車輪上的瞬時垂直載荷。這種傳感器當然不能夠在具有更加傳統的機械懸架的車輛上使用。
因此，本發明的一個目的在于提供一種用于估計車輛重心高度的新方法，該方法僅使用傳感器和/或可在大多數當今卡車上獲取的信息。發明內容
本發明提供一種估計車輛重心高度的方法，該車輛至少具有前軸和后軸，所述前軸和后軸各裝有至少兩個車輪，該方法包括以下步驟
a)確定第一制動時段和第二制動時段，該第一制動時段和第二制動時段發生在具有基本相同坡度的道路部分，但是其中第一和第二制動時段導致不同的車輛減速度，并且在兩個制動時段期間，至少估計以下變量
-車輛加速度(Acc)；
-關于前軸和后軸的車輪滑移率(WSR)；
-在前軸和后軸的每個的制動力 kf)或者制動扭矩，或者其比率(K)；和
-相應的道路部分的坡度(Slp)；
b)僅使用步驟a)的在兩個時段期間作出的估計來估計車輛重心高度(H)。
具體實施方式
本發明將被應用在車輛上，諸如用于承載沉重貨物的卡車。將在本發明的實施例中針對如附圖
中表示的雙軸卡車來描述本發明。
卡車10包括前軸12和后軸14。前軸和后軸之間的縱向距離被標記為E。通常，卡車配備有動力系(powertrain)，該動力系通過包括齒輪箱和傳動機構的傳動系 (driveline)來向例如后軸14的從動軸(一個或多個)提供發動機動力。卡車配備有制動系統，該制動系統可以在每一個軸上包括流體動力或者電動力的主制動致動器。
卡車在每一個軸上一一優選地在每一個軸的兩側上——配備有車輪旋轉速度傳CN 102548815 A感器，以確定在前軸上的車輪旋轉速度Wf和在后軸上的車輪旋轉速度fe。每一軸的車輪旋轉速度可以被確定為該軸的左車輪和右車輪的旋轉速度的平均值。車輪旋轉速度傳感器被連接到電子單元，該電子單元能夠根據車輪旋轉速度得出多個車輛操作變量。
首先，能夠通過車輪旋轉速度的求導估計車輛加速度Acc。優選地，根據至少一個非從動輪的速度得出Acc。除了在能夠發生重大的車輪滑移的重度制動條件下，能夠假設可以根據以下公式給出車輛加速度Acc的合理估計
Acc = 4-(π, Df,Wf)di
其中Df是前輪的直徑，優選地考慮輪胎由于車輛的重量而被豎直壓縮的事實，并且t是時間。這里假設前輪是非從動輪。
可以通過考慮幾個非從動輪的速度而改進車輛加速度的確定。
根據另一例程，如在文獻US-5. 265. 946中描述的，通過按照時間順序測量在特定車輪上未被施加制動力時的速度和該車輪被施加制動力時的速度，估計單個車輪的瞬時車輪滑移是可能的，本領域技術人員可以就該例程的更多細節參考該文獻。由此，通過利用在這兩個速度之間的差值除以未被施加有制動力時的車輪速度而估計車輪滑移率WSR是可能的。前軸和后軸車輪速度滑移率WSRf和WSRr可以被確定為該軸的左輪和右輪滑移率的平均值。
根據本發明，該車輛還配備有用于估計車輛質量的裝置。按或高或低的準確度確定車輛質量的各種例程都是本領域技術人員熟知的。在文獻FR-2. 641. 073中描述了這樣一種能夠使用的例程。
該例程的基本構思是比較當車輛處于慣性滑行階段時的車輛加速度和當車輛由于從車輛動力系提供已知的發動機扭矩或者牽引力而加速時在行駛階段期間的車輛加速度。確定慣性滑行階段根據這樣的事實無任何發動機扭矩并且無任何制動扭矩被提供給車輛車輪。因此可以在例如包括換檔的車輛加速階段期間執行車輛質量的確定，特別對于配備有手動變速箱的車輛而言，其中在換檔期間，由于離合器被斷開，動力系不向車輛提供任何發動機扭矩。可以因此通過檢查離合器的斷開并且檢查無任何制動發生而實現慣性滑行階段的探測。實際上，在從恰好換檔前開始延續并且包括換檔時間的短時段內，在被施加到車輛的作用力的總和中的唯一主要差異可被認為是由動力系提供的牽引力。特別地，然后可以認為氣動力、摩擦力和重力在該短時段期間是基本恒定的并且因此可以被忽略。
因此，可以根據以下公式估計車輛質量M :FT「00231 A/ =---Acc(moi) — Acc( freewheel)
其中FT是在行駛階段中在給定時間的動力系的牽引力，Acc (mot)是相應的車輛加速度并且Acc (freewheel)是當車輛處于慣性滑行階段時的車輛加速度。
通常能夠從車輛的動力系ECU得出FT。實際上，大部分現代的內燃機配備有電子控制單元，特別是用于根據發動機的瞬時操作參數控制在發動機中注入的燃料的量和定時。這類控制單元總是能夠給出關于發動機傳遞多大的凈發動機扭矩的信息。根據發動機扭矩，只要知道變速箱和傳動機構的瞬時總體速降率以及從動輪的直徑便能夠容易地確定動力系施加到車輛的牽引力。可以例如通過比較從動輪旋轉速度和發動機轉速估計變速箱和傳動機構的總體速降率。
在文獻FR-2. 641. 073中，提出了可以通過考慮包括變速箱和傳動機構的傳動系的效率，并且考慮發動機的慣性，從而實現更好的車輛質量估計，由此改進該例程。在任何情形中，將優選地當車輛直行而非曲線行駛時執行車輛質量估計。
在根據本發明的方法中，有必要估計車輛行駛的道路部分的坡度。能夠根據以下例程執行這種估計，其中坡度確定包括確定在車輛上的作用力、車輛質量M、車輛加速度 Acc，并且其中使用以下公式確定坡度Slp
權利要求
1.一種用于估計車輛重心高度的方法，所述車輛至少具有前軸和后軸，所述前軸和后軸各裝有至少兩個車輪，所述方法包括步驟a)確定第一制動時段和第二制動時段，所述第一制動時段和第二制動時段沿著具有基本相同坡度的道路部分發生，但是其中所述第一制動時段和所述第二制動時段導致不同的車輛減速度，并且在兩個制動時段期間，至少估計以下變量-車輛加速度(Acc)；-關于所述前軸和后軸的車輪滑移率(WSR)；-在所述前軸和后軸的每個的制動力 kf)或者制動扭矩，或者其比率(K)；和-相應的道路部分的坡度(Slp)；b)僅使用步驟a)的在兩個時段期間所做的估計來估計車輛重心高度(H)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，通過考慮所述第一制動時段和第二制動時段期間駕駛員在制動命令裝置上的行為和/或在流體制動啟動回路中的壓力和/或車輪的加速度而實現導致不同的車輛減速度的所述第一制動時段和第二制動時段的確定。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，坡度(Slp)確定涉及車輛上的作用力、車輛質量(M)、車輛加速度(Acc)的確定，并且使用以下公式確定坡度C7 j . “ Σ外部作用力、
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在制動時段期間，施加到所述車輛的外部作用力被認為限于制動力以及重力作用。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，由所述車輛的主制動器施加的制動力被估計為流體制動啟動回路中的壓力的函數。
6.根據權利要求4或者5所述的方法，其特征在于，可認為施加到所述車輛的所述外部作用力還包括所述車輛的氣動阻力。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述氣動阻力能夠被估計為車輛速度的線性或者二次函數。
8.根據權利要求3到7中任何一項所述的方法，其特征在于，車輛質量(M)的確定包括步驟來比較當車輛慣性滑行時的車輛加速度(Acc)和當車輛由于從車輛動力系提供已知的發動機扭矩或者牽引力而加速時的車輛加速度。
9.根據權利要求3到8中任何一項所述的方法，其特征在于，在涉及換檔的車輛加速階段期間，執行確定車輛質量(M)的步驟。
10.根據前述權利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，通過對測得的車輪旋轉速度(W)求導而執行車輛加速度(Acc)的確定。
11.根據前述權利要求中任何一項所述的方法，其特征在于，根據以下公式估計所述車輛的重心高度
全文摘要
本發明涉及一種用于估計至少具有前軸和后軸的車輛的重心高度的方法，所述前軸和后軸各裝有至少兩個車輪，該方法包括以下步驟a)確定第一制動時段和第二制動時段，該第一制動時段和第二制動時段發生在具有基本相同坡度的道路部分，但是其中第一和第二制動時段導致不同的車輛減速度，并且在兩個制動時段期間，至少估計以下變量車輛加速度(Acc)；關于前軸和后軸的車輪滑移率(WSR)；在前軸和后軸的每個的制動力(Bkf)或者制動扭矩，或者其比率(K)；和相應的道路部分的坡度(Slp)；b)僅使用步驟a)的在兩個時段期間作出的估計來估計車輛重心高度(H)。
文檔編號B60T8/1755GK102548815SQ200980161608
公開日2012年7月4日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者法布里斯·朗克, 讓-巴蒂斯特·多雷 申請人:雷諾卡車公司