CN101341381A - 验证求出的机动车质量的可信性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种检测机动车装载状态的方法，其中，在没有转弯行驶时求出所有车轮的第一车轮负载，在有转弯行驶时测出至少弯道内侧的后轮和弯道内侧的前轮的第二车轮负载，而且取决于弯道内侧的车轮的第一和第二车轮负载求出有关机动车装载状态的信息。

Description

验证求出的机动车质量的可信性的方法
技术领域
本发明涉及一种检测机动车装载状态的方法。
背景技术
机动车的性能，例如关于纵向动力或横向动力方面的性能，受其质量和重心位置的影响很大。例如理想的制动力分配很大程度上取决于各自轴的负载。
当机动车具有较大的可能的负荷量时，会使机动车的总重量由于负荷量而翻番。纵向方向上的重心位置可以在后知的方向上移动几十厘米。由于总重量的不同就影响到了行驶动力调节器和车轮滑移调节器的性能。例如加载的机动车需要有高得多的驱动力矩，来实现令人满意的加速。同时加载的驱动轴可以接收更多的转矩，而不会发生使从动轮以过高的驱动滑移行驶的危险。
当时已知的估计质量的方案具有以下缺点：它们对于输入信号和系统参数的干扰或变动相对来说反应比较敏感。
因为可以确定作为基础的模型的精度不足够，因此单单通过模型就不可能立即识别出所估计的质量有错。根据执行的情况可以使质量估计形成参数化，因而只有当超过确定的纵向加速度阈值和/或力阈值时，才使这种质量估计激活起作用。按此方式虽然有所述的干扰参量，但可以保持质量估计的精度。然而这种估计的可利用性则降低，这是因为允许进行这种估计的事件随着对精度要求的提高而减少了。
由DE 103 07 511 A2公开了一种用于对机动车质量进行计算机辅助估计的方法和装置。这种估计基于在驱动力F与惯性力和驱动阻力之和的平衡方程，在这方程式中，质量作为参量为m并包含了路面的坡度角。
发明内容
本发明涉及一种检测机动车装载状态的方法，其中
-当没有转弯行驶时，求出所有四个车轮的第一车轮负载，或者至少求出至少后来的弯道内侧后轮和后来的弯道内侧前轮的第一车轮负载，
-在有转弯行驶时，求出至少弯道内侧的后轮和弯道内侧前轮的第二车轮负载，并且
-取决于第一和第二车轮负载求出有关机动车装载状态的信息。因此可以以简单的形式和方式得到装载信息，这些信息例如可以被用来验证质量估计的可信性。
本发明的一种有利设计方案的特点在于，对于有关装载状态的信息来说就是指求出，看机动车是否空载或者被加载。通过这种信息就可以粗略验证质量估计的可信性。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，以下情况时机动车被检测为空载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载比弯道内侧前轮的第一车轮负载小了第一量值，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载比弯道内侧后轮的第一车轮负载小了第二量值，
-其中第二量值大于第一量值。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，以下情况时机动车被检测为空载：
-弯道内侧后轮的第二车轮负载比弯道内侧前轮的第一车轮负载只是略微小，而且
-弯道内侧的后轮的第二车轮负载远小于弯道内侧后轮的第一车轮负载。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，以下情况时机动车被检测为受载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载比弯道内侧前轮的第一车轮负载小了第一量值，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载比弯道内侧后轮的第一车轮负载小了第二量值，
-其中第二量值小于第一量值。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，以下情况时机动车被检测为受载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载远小于弯道内侧前轮的第一车轮负载，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载只是略小于弯道内侧后轮的第一车轮负载。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，上述第一和第二车轮负载的求取这样进行，使得在上述两种求取之间机动车的负载或者装载分布没有变化。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，车轮负载可以由轮胎纵向力和轮胎和路面之间接触的摩擦系数求得。
本发明的一种有利设计方案的特征在于，
-附加地将后轴上的车轮负载与前轴上的车轮负载进行比较，并且
-如果后轴上的车轮负载明显大于前轴上的车轮负载，那么机动车被检测为受载。
如果例如后轴上的车轮负载之和与前轴上的车轮负载之和的差值超出预先规定的阈值，那么就检测为机动车受载。
此外本发明还包括了一种装置，它包含有用于实施所述上列方法的机构。
按照本发明的方法的有利设计方案也表述为按照本发明的装置的有利设计方案，反之亦然。
附图说明
附图包括图1至3。
图1表示μ滑移曲线。
图2用框图形式表示了用于验证质量估计可信性的本发明的应用。
图3表示按照本发明方法的流程。
具体实施方式
本发明的核心在于以下事实：机动车的负荷量反映于车轮负载的变化。反之就可以从静态的和动态的车轮负载推断出装载。车轮负载可以由车轮对已知轮胎纵向力的滑转反应来计算出。车轮负载的计算取决于一些其它的下面所说明的参数(例如轮胎纵向刚度)。因为这些参数在车辆运行时可能发生变化，并可能在车轮负载计算时产生相应的错误，因此要使车轮负载的变化相互之间建立关系。如果认为这些参数虽然在很大程度上是未知的，但在所有车轮上都是同样大小的，那么参数就减少了并且不再是误差源了。
由车轮静载荷相互之间的比较例如可以推断出首先是沿着纵向轴的瞬间的重心位置。
由重心的移动，例如与空载车辆相比，可以反推出瞬间的装载。例如一种轻型载货车的重心或多或少在前后轴之间距离的一半处。此外装料面通常位于机动车的后面部分。若给机动车装载，那么总质量的重心向后轴方向移动。后轴上的车轮负载提高大于前轴上的负载。通过各自车轮性能的分析处理并通过车轮相互之间的比较，可以了解到重心的移动并推断出已有的装载。
重心位置估计或车轮动力学分析的结果不会总是明确肯定地推断出装载状态。如果例如重心的位置不变化的话，不能强制地推断出空载的机动车；也就是说可以考虑，机动车已经准确地在机动车重心处被加载了。但是另一方面重心朝着后轴方向有明显的移动则表示了装载肯定增大了。这种说法的明确肯定性在意义尺度上取决于机动车几何特征，尤其是装载面的位置和尺寸大小。由于这种局限，这里所述的本发明并不替代一种详尽的质量估计，但以结构方式用于验证存在的质量算法的结果的可信性。
除了分析处理静态的车轮负载之外，动态的车轮负载也适合于求出重心位置。例如人们可以观察到：弯道内侧的后轮在空载机动车时在轻度至中度转弯行驶期间被大大地卸载或者甚至被抬起，而弯道内侧前轮被卸载就没有如此强烈地卸载。相反对于加载了的机动车来说，其特征正好相反：
弯道内侧的后轮几乎不卸载，而弯道内侧前轮则被大大地卸载。这种特性可以以分布在两个轴上的高度重心为理由。空载机动车的后部具有相对较高的重心，这在适度的横向加速度时用于提供高的动态车轮负载。机动车并不翻倒的原因在于：机动车的前面部分由于其通常低的重心适合用于提供足够的滚动稳定性。后轴上重心的降低可以推断出机动车被加载了。
个体的车轮负载可以借助于两个基本的公式来计算。在规定的摩擦系数和轮胎纵向力Fb时如下来计算车轮负载FN：FN＝Fb/μ。
瞬时摩擦系数μ由轮胎的所谓μ滑移曲线得出，该曲线表示于图1中。在此图中，横座标方向为车轮滑移λ，纵座标方向为摩擦系数μ。
在曲线的线性段(左面部分)里，当纵向滑移λ和轮胎纵向刚度C已知时，如下来计算摩擦系数μ：μ＝C*λ。
轮胎纵向力Fb在驱动情况下可以由驱动转矩，在制动情况下可以由制动力求得。轮胎纵向滑移λ由所测量的车轮转速和机动车速度得出。轮胎纵向刚度C是与轮胎有关的特征参数。
由所列的方程得出车轮负载分析的结果，或者分析地直接作为纵向滑移，或者通过启发式地分析输入信号(“在轻度转弯行驶时抬起的弯道内侧的后轮”)以及负荷量概率的输出(“机动车未受载”)。
由静态和动态的车轮负载变化的分析得出的各自结果现在相应于可能的推断，被用于验证质量估计的可信性。这种可信性验证可以通过所估计质量的上、下限来转换。如果例如了解到重心有移动，那么推论就是：“机动车并不是空载的”。可以这样实现上述可信性验证，亦即所估计质量的最小下限，例如对应于部分加载的机动车，提高到可信的值。在图2的方块200里进行对机动车的质量估计。用这种质量估计求出机动车质量ml。在方块201里进行对车轮负载的分析。用这些车轮负载可以在方块202里按照本发明获得其它有关质量的信息。这例如可以是一种有关机动车是否受载或者空载的信息。在方块203里根据这种有关质量的信息进行检验，即在方块200里所求出的机动车质量是否可信或者不可信。
图3中表示了按照本发明的方法的流程。在方块300里用于检测机动车的装载状态的方法起动之后，在方块301里在没有转弯行驶时求出至少是弯道内侧后轮和弯道内侧前轮的第一车轮负载。接着在方块302里在有转弯行驶时求出至少是弯道内侧后轮和弯道内侧前轮的第二车轮负载。取决于第一和第二车轮负载，在方块303里求出有关机动车装载状态的信息。在方块304里本方法结束。

Claims (10)

1.用于检测机动车的装载状态的方法，在此方法中：
-在没有转弯行驶时求出所有车轮的第一车轮负载(301)，
-在有转弯行驶时求出至少弯道内侧的后轮和弯道内侧前轮的第二车轮负载(302)，而且
-取决于弯道内侧车轮的第一和第二车轮负载，求出有关机动车装载状态的信息(303)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，对于有关装载状态的信息是指要求出机动车是空载还是受载。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，以下情况时机动车被检测为空载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载比弯道内侧前轮的第一车轮负载小了第一量值，
-弯道内侧后轮的第二车轮负载比弯道内侧后轮的第一车轮负载小了第二量值，
-其中第二量值大于第一量值。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，以下情况时机动车被检测为空载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载只略小于弯道内侧前轮的第一车轮负载，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载远小于弯道内侧后轮的第一车轮负载。
5.按权利要求2所述的方法，其特征在于，以下情况时机动车被检测为空载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载比弯道内侧前轮的第一车轮负载小了第一量值，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载比弯道内侧后轮的第一车轮负载小了第二量值，
-其中第二量值小于第一量值。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，以下情况时机动车被检测为受载：
-弯道内侧前轮的第二车轮负载远小于弯道内侧前轮的第一车轮负载，而且
-弯道内侧后轮的第二车轮负载只是略小于弯道内侧后轮的第一车轮负载。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第一和第二车轮负载的求取这样进行，使得在上述两种求取之间机动车的装载或者装载分布没有变化
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由轮胎纵向力(Fb)和轮胎与路面之间接触的摩擦系数(μ)求出车轮负载。
9.按权利要求1所述的方法，其特征在于，
-附加地将后轴上的车轮负载与前轴上的车轮负载进行比较，并且
-如果后轴上的车轮负载明显大于前轴上的车轮负载，那么机动车被检测为受载。
10.一种装置，包含有用于实施按上述权利要求中任一项所述方法的机构。
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