專利名稱：用于確定車輛軸距的方法和用于使用這種方法的車輛控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于確定車輛軸距的方法和一種用于使用這種方法的車輛控制 系統，尤其是行駛動力學控制系統(Fahrdynamikregelungssystem)。
背景技術：
在帶有兩根軸(也就是說轉向軸或者前軸和驅動軸或者后軸)的車輛中，將轉向 軸的中點至驅動軸的中點的間距定義為軸距。在帶有三根軸的車輛中，同樣可運用該方法。 在不轉向的附加軸的情形中，在此將轉向軸或者前軸的中點至兩個后軸之間的中點的間距 近似地假定為軸距。在轉向的附加軸的情形中，只要該軸是自由旋轉的或者在強制轉向的 軸的情形中該附加軸在轉彎半徑(Kurvenradius)上運轉，則該轉向的附加軸沒有影響。對于車輛的不同功能或控制系統尤其是穩定性控制系統而言，軸距是重要的輸入 量，以便可以估計并評價車輛的行駛動力學特性。此外，在制動期間，與帶有較小軸距的車 輛相比，帶有較大軸距的車輛在行駛動力學和轉向特性方面更穩定。因此，例如在轉向軸上 確定最大可實現的制動與獲得易操縱性之間的折衷。在此，易操縱性主要受到穩定側偏力 (Seitenfuhrungskraftft)的影響，其中，產生的力矩與軸距成比例地增加。軸距的確定通常由相應的車輛的數據頁或者制造商說明來實現。當然，在這種情 況下可能出現不同裝備中的變化和由制造引起的公差。在目前所使用的控制系統尤其是穩定性控制系統(其中軸距被用作輸入量)中， 部分地僅確定帶有小的、中等的或大的軸距的車輛種類并且因此粗略地對控制特性進行匹 配，以便確定和描述車輛的行駛動力學特性；因此，此類確定方法和基于此類確定方法的控 制系統不精確。
發明內容
本發明的目的是，能夠精確地確定車輛的軸距。該目的通過根據權利要求1的方法和根據權利要求17的車輛控制系統來實現。從 屬權利要求描述了優選的改進方案。本發明基于如下思想，S卩，由測量信號尤其是車輛的行駛動力學測量信號來動態 地測定車輛行駛期間的軸距。有利地，為此使用至少兩個車輪尤其是所述前軸的以及后軸的車輪的車輪速度以 及車輛在轉彎行駛期間所測量的或所測定的橫擺角速度。這基于如下想法，S卩，在轉彎行駛時，在各個車輪不同的轉彎半徑的情形中存在車 輛車輪共同的橫擺角速度并且由這些值可以推導出軸距。為了測定各個車輪速度，根據本發明尤其可以將對于不同的穩定性控制而言總歸 被測量的車輪的車輪轉速用作測量信號，其中，各個車輪速度可以由車輪轉速通過在直線 行駛期間校準來測定。隨后，由車輪速度和共同的橫擺角速度得出各個車輪的轉彎半徑，由轉彎半徑又可以在幾何上推導出軸距。在此，在轉向軸的轉彎外側的車輪與后軸的轉彎內側的車輪之間出現車輪速度上 的很大的差，從而使得這兩個車輪尤其可以被用于測定軸距。此外，同樣可以使用單側的 (也就是說轉彎內側的或轉彎外側的)車輪。根據本發明，在使用以該方法所確定的軸距的情形下，可以例如基于軸地 (achsweise)進行依賴于軸距的制動力分配。此外，能夠使制動力水平與車輛的軸距成比例 地匹配。由此可以獲得對制動的改善。除了用于制動系統或者制動控制系統之外，根據本發明，軸距同樣可以用于確定 轉向傳動比、控制系統的單輪基準或理論橫擺特性中。根據本發明，橫擺角速度可以通過橫擺角速度傳感器來測量；此外，同樣可以由其 它的測量值，例如由前輪的速度差來確定；此外，橫擺角速度原則上同樣可以間接地來測定 或者估計。因此，軸距根據本發明可以由如下測量信號來測定，這些測量信號在車輛或大多 數車輛尤其是商用車中本來就存在。因此，尤其還可以不需要用于實施根據本發明的方法 的其它硬件成本，從而使得其可以通過額外的編程來調設。
下面結合附圖借助于實施方式對本發明進行說明。其中圖1示出左轉彎中的根據本發明的車輛；圖2示出右轉彎中的車輛；圖3示出車輛的俯視圖。
具體實施例方式車輛1以帶有其車輪的俯視圖在圖3中較詳細地且在圖1和圖2中示出；該車輛 1具有帶有左前輪FL和右前輪FR的轉向的前軸FA以及帶有左后輪RL和右后輪RR的后軸 RA ；因此，轉向的前軸FA是轉向軸，后軸RA是驅動軸。此外，車輛1具有車輛控制系統尤其是行駛動力學控制系統的控制裝置2、用于測 量橫擺角速度ω的橫擺角速度傳感器3、有利地還有用于測量橫向加速度q的橫向加速 度傳感器4以及在其車輪上測量各自的車輪轉速r^、nFK、rEL, rEE的各一個車輪轉速傳感器 5. 1,5. 2,5. 3,5. 4，這些車輪轉速以本身公知的方式用于行駛動力學控制系統，尤其是用于 打滑控制系統，例如防抱死制動系統(ABS)、加速防滑系統(ASR)、電子穩定程序系統(ESP) 或電子穩定控制系統(ESC)。在這種兩軸的車輛1中，如所畫的那樣，將軸距L規定為兩根軸FA、RA在其中間區 域內的間距。圖1示出帶有相應地偏轉的前輪FL、FR的左轉彎。在此，畫出的是四個車輪至共 同的轉彎中心Ml的轉彎半徑，其中，左前輪FL具有轉彎半徑r%，轉彎外側的右前輪FR具有 轉彎半徑rFK，轉彎內側的左后輪RL具有轉彎半徑而轉彎外側的右后輪RR具有轉彎半 徑、。在后輪RL與RR之間的輪距s的情形中，在該左轉彎中相應地適用的是、=rEL+So在圖2的右轉彎中，轉彎半徑r%、rFE, rEL和、又繞轉彎中心M2畫出，其中，在右
5轉彎中適用的卻是I^l = h+s。對于車輛1且因此對于其四個車輪FL、FR、RL、RR而言，繞相應的轉彎中心Ml或 M2存在共同的橫擺角速度ω。各個車輪FL、FR、RL、RR各自具有特有的車輪速度v%、Vfk、Vi^和νκκ，這些車輪速度 在直線行駛的情形中與車輛速度V1相應，也就是說在橫擺角速度ω = 0的情形中適用的 是Va = vFE = vEL = vEE = V1。在轉彎行駛也就是說ω φ 0的情形中，對于每個車輪速度 vx(x出自(FL、FR、RL、RI ))而言在足夠低的側向偏離角度的情形中適用如下方程νχ = ω *rx側向偏離角度可以通過使用由車輛控制系統尤其是穩定性控制系統所測定的值 來估計。在此，尤其還可以額外地測量車輛的橫向加速度q并且將根據本發明的計算限制 在帶有足夠小的q也就是說q在某一閾值之下的狀態下，因此即使在穩定的行駛狀態而無 側滑等等的情形中同樣存在很小的側向偏離角度。軸距L在圖1和2中原則上相等；在下面的計算中，在由左轉彎進行測定時首先測 定的是軸距1^，在由右轉彎進行測定時測定的是軸距LK。在圖1的左轉彎中，由于在一方面是軸距L與另一方面是后面的轉彎半徑 之間構成直角三角形以及由此得出的幾何上的求和，適用如下方程組
權利要求
1.用于確定帶有至少兩根軸(FA、RA)的車輛(1)的軸距(L)的方法，其中，在所述車 輛(1)的至少一段轉彎行駛期間記錄所述車輛(1)的測量信號(ω ^…、、!^、^、。，并 且由至少所述測量信號(ω ；nFL,nFE,nEL,nEE)來測定所述軸距(L)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量信號是所述車輛(1)的行駛動力 學測量信號(ω ；nFL、nFE> nEL> nEE> q)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，測量第一軸(FA)的車輪的和第二軸 (RA)的車輪的車輪轉速Oifl、！1- . )或車輪速度(&、％、^和^)，作為測量信號。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，測量所述車輛(1)的所述車輪轉速(n%、 nFK、r^、nKK)，并且在所述車輛(1)的直線行駛期間，由所述車輪轉速( 、！iFK、&、ηκκ)的比 較來測定換算因子(r%、rFK、rEL, rEE)，以便由所述車輪轉速測定所述車輪速度(VfL、vFK、vEL 和 Vrr) ο
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，測量或估計所述車輛(1)在 所述轉彎行駛期間的橫擺角速度(ω)，作為測量信號。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述直線行駛由所述橫擺角速度(ω)和 /或方向盤角度信號和/或橫向加速度信號來探明。
7.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將轉彎行駛中的所述軸距 (L,Ll,Le)測定為所述第一軸(FA)的車輪的和所述第二軸(RA)的車輪的轉彎半徑(i^、rFK、 rEL>rEE)的幾何差或測定為所述轉彎半徑(ι^、ι>κ、ι^、Γκκ)的平方差開根號。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，將轉彎內側的、后面的車輪(RL;RR)和轉 彎外側的、前面的車輪(FR ；FL)用于計算，其中，尤其是所述第二軸(RA)的輪距(s)被補充 地采納到所述計算中。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，使用一側例如轉彎外側的車輪中的前面 的和后面的車輪(FL、RL ；FR, RR)。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的方法，其特征在于，將所述車輪的各自的所述 車輪速度(Vp^Vp^VpV。與所述車輛(1)的橫擺角速度(ω)的商用于所述車輪的所述轉 % 半徑 0 、rFR、rRL、rRR) 0
11.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在至少一段左轉彎和至少一 段右轉彎期間實施對所述軸距的測定，并且隨后測定所述軸距(L)的平均值。
12.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一軸是所述車輛(1) 的前軸(FA)，優選是所述車輛(1)的轉向軸，而所述第二軸(RA)是所述車輛(1)的后軸 (RA)，優選是所述車輛(1)的驅動軸，其中，將所述軸距測定為所述軸(FA、RA)的中間區域 內的間距。
13.根據權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述車輛(1)具有兩根后 軸，并且將所述軸距測定為所述前軸至所述兩根后軸之間的中點的間距。
14.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述車輛(1)的用于確定所 述軸距的所述測量信號(ω ；nFL,nFE,nEL,nEE,q)僅在不存在車輛控制的情形中被記錄。
15.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述車輛(1)的用于確定所 述軸距的所述測量信號(ω ；nFL, nFE, nEL, nEE, q)僅在穩定行駛狀態而無車輪打滑且無所述 車輛(1)側滑的情形中被記錄。
16.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，測量所述車輛的橫向加速度 (q)，并且所述車輛⑴的用于確定所述軸距的所述測量信號(ω ；nFL, nFK、nEL, nEE)僅在為 了界定側向偏離角度，被測量的橫向加速度(q)不超過閾值時被記錄。
17.用于車輛(1)的車輛控制系統，所述車輛控制系統記錄測量信號(ω；nFL, nFE, nEL, nEE,q)并且實施車輛控制，其中，使用所述車輛(1)的通過根據前述權利要求中任一項所述 的方法來確定的軸距(L)。
18.根據權利要求17所述的車輛控制系統，其特征在于，所述車輛控制系統具有控制 裝置O)、用于測量橫擺角速度(ω)的橫擺角速度傳感器3、用于測量車輪轉速(r^、！iFK、 nEL> nEE)的車輪轉速傳感器(5. 1,5. 2,5. 3,5. 4)和用于測量橫向加速度(q)的橫向加速度 傳感器。
19.根據權利要求17或18所述的車輛控制系統，其特征在于，所述車輛控制系統是穩 定性控制系統或制動控制系統，例如ABS、ASR、ESP或ESC。
20.根據權利要求17至19中任一項所述的車輛控制系統，其特征在于，將所測定的所 述軸距(L)用于確定轉向傳動比、控制系統的單輪基準或橫擺特性。
全文摘要
本發明涉及一種用于確定帶有至少兩根軸(FA、RA)的車輛(1)的軸距(L)的方法，其中，在車輛(1)的至少一段轉彎行駛期間記錄車輛(1)的測量信號(ω；nFL、nFR、nRL、nRR、q)，并且由至少這些測量信號(ω；nFL、nFR、nRL、nRR)來測定軸距(L)。在此，尤其測量用于確定車輪速度的車輪轉速和橫擺角速度，并且由幾何的計算來測定軸距。此外，設置有用于使用該方法的車輛控制系統。
文檔編號G01B21/16GK102138058SQ200980133931
公開日2011年7月27日 申請日期2009年5月26日 優先權日2008年8月29日
發明者烏爾里希·馮·貝倫, 克勞斯·普蘭, 托馬斯·沃爾夫, 迪爾克·沃爾特曼 申請人:威伯科有限公司