CN106716422B - 用于机动车的时间离散的建模方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于机动车的通用的建模方法，该通用的建模方法包括：提供(10)输入信号组(100)，所述输入信号组(100)具有机动车的相应的传感器的如下信号，所述信号能够对于调整机动车装置是有关的。与机动车的系统架构(200)相关地从输入信号组(100)中选择(20)建模信号组(110)。以及在考虑到建模信号组(110)的情况下借助于时间离散的选择性的状态空间模型‑建模函数(300)确定(30)输出信号组(400)。在此，输出信号组(400)作为用于操控机动车装置的相应的致动器的信号组起作用。

Description

用于机动车的时间离散的建模方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的控制器研发的方法。
背景技术
在研发车辆中的控制器时，基本上区分为相应的控制器的程序状况和数据状况。
程序状况是所谓的软件框架并且包含所有用于要实施的操作的指令，例如使两个信号相加、以固定值乘信号或者将信号写到总线系统上或者从总线系统读信号。
数据状况包含所谓的应用标签，例如包括上述固定值并且因此允许控制器软件与专门的车辆相匹配。典型的例子是匹配物理上的车辆参数，例如质量、轴距、刚性和类似的参数，或者微调机动车的显示特征的函数，例如加速踏板解释。
研发过程在程序状况和数据状况之间显著地相区别：
为了消除协同作用而尝试，通过多个项目将相同的程序状况尽可能长地保持为公共的，即所谓的模块化软件。由此协调耗费和研发周期的持续时间上升。因为改变必须通过大量团体或者升级水平(Eskalationsstufe)来确认。
与此相反，数据状况通过定义是项目特定的并且通常在没有间接费用的情况下也可以在稍后的项目时间点被改变。
在此，在模块化软件、即常规的函数框架中产生目标冲突：要么模块仅包含所有参与的项目的严格的交集。在这种情况下，特定的项目的单个要求必须构造为所谓的平台解决方案
Figure GDA0002288254030000011
要么模块包含所有项目的并集。在这种情况下必须参数化未使用的内容，由此浪费资源。
发明内容
因此值得期待的是，提供一种可能性，该可能性提供一种改善的模块化解决方案。
本发明的目标在于提出一种可能性，该可能性避免或至少减轻在现有技术中已知的缺点的一部分。
按照本发明借助于如下方法解决所述任务。
在此涉及一种用于机动车的通用的建模方法，所述通用的建模方法包括：
提供输入信号组，所述输入信号组具有机动车的相应的传感器的这样的信号，所述信号能够对于调节机动车的装置是有关的。与机动车的系统架构相关地从输入信号组中选择建模信号组。以及在考虑到建模信号组的情况下借助于时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数确定输出信号组。在此，所述输出信号组作为用于操控机动车的装置的相应的致动器的信号组起作用。
在此，所述方法步骤可以自动化地实施。
在此，信号按本发明的意义可以是由传感器检测的参量，该参量可以转变为电气值。
在此，机动车装置的调节按本发明的意义指一种过程，该过程导致操控机动车的装置。在此，优选涉及如下装置，所述装置可以对机动车的行驶行为造成影响。
在此，机动车的系统架构按本发明的意义可以是机动车的模型建造、特别是机动车方面的装置的模型建造，所述装置可以影响机动车的行驶行为。
在此，输出信号组按本发明的意义可以指多个电信号，该电信号可以是通用的建模方法的结果。在此，所述电信号组可以作为用于一个或者多个机动车方面的装置的一个或者多个致动器的输入量起作用。在最简单的情况下，输出信号组可以仅具有一个电信号，该电信号的值具有与零信号不同的值。然而，所述输出信号组也可以具有与输入信号组相同的大小。在这种情况下，可以将所有不必需的输出信号置零。
通过按照本发明的教导实现下述优点，即可以提供一种用于机动车的致动器用的调节参量的建模方法的通用的可能性。因此，所述通用的建模方法可以应用于任意的机动车类型和机动车模型。
在以下进一步说明本发明构造形式之前，首先要指出的是，本发明不局限于说明的部件或者说明的方法步骤。此外，使用的术语也不构成限制，而是仅具有示例性的特征。如果在说明书和权利要求中使用单数，只要上下文不明确排除，则在此分别一同包括复数。只要上下文不明确排除，可能的方法步骤可以自动化地实施。
以下阐述按照本发明的方法的其他示例性的构造形式。
按照第一种示例性构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述状态空间模型-建模函数具有机动车模式函数。在此，所述通用的建模方法此外包括确定用于机动车模式函数的机动车的机动车模式。并且在此在考虑到建模信号组应用于机动车模式函数的结果的情况下确定输出信号组。
在此，机动车模式函数按本发明的意义可以指如下函数，所述函数可以反映机动车的确定的运行状态。例如，机动车模式可以指机动车的振动阻尼。在此，可以使用如下函数，所述函数可以反映挡位、离合器状态、起动和类似物。在此，所有这些一起可以形成用于机动车振动阻尼的相应的机动车模式函数。
所述构造形式具有下述优点，即可以以同样的方法反映机动车的不同模式并且因此可以操控相应的机动车的相关的装置。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述状态空间模型-建模函数此外具有参考系函数，该参考系统函数相应于机动车的机动车特定的参考系。并且在此在考虑到建模信号组应用于参考系函数的结果的情况下确定输出信号组。
在此，参考系函数按本发明的意义可以指如下函数，该函数总体上可以用作用于机动车的参考。这样的函数也可以具有函数曲线簇。
所述构造形式具有下述优点，即，机动车可以在多方面反映为数学函数，由此机动车的模型建造可以更精确。
相应于另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述状态空间模型-建模函数此外具有观测器系统，该观测器系统具有机动车的估计的系统行为。在此，在考虑到建模信号组应用于观测器系统的结果的情况下确定输出信号组。
所述构造形式具有下述优点，即机动车的模型建造可以更加精确。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述输入信号组此外具有零信号。
在此，按照本发明的零信号可以是电信号，该信号可以作为零值起作用。例如，如果所述零信号作为电压提供，所述零信号可以相当于参考电位或者说零电位。如果例如信号实施为电流，所述零信号可以具有0A的值，因此是无电流的。所述零信号可以用作用于通用的建模方法的参考参量。
所述构造形式具有下述优点，即，可以使用用于通用的建模方法的参考参量，由此信号可以具有更小的公差。由此所述方法可以更精确。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即从输入信号组中选择建模信号组包括使输入信号组中的如下信号置零，所述信号对于建模信号组不是必需的。在此，所述置零借助于零信号这样进行，使得输入信号组中对于建模信号组不必需的信号等于零信号的值。
所述构造形式具有下述优点，即可以减少信号错误。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，借助于机动车的系统架构的分配表确定机动车模式。
所述构造形式具有下述优点，即因此可以以简单的方式从机动车的系统架构中可反映确定的机动车模式。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述观测器系统具有机动车的物理系统描述。
在此，物理系统描述按本发明的意义可以反映机动车的物理行为。在此，表征物理行为的物理参量例如可以是对要建模的机动车的加速行为、牵引和类似的描述。
所述构造形式具有下述优点，即所述通用的建模方法可以利用对机动车的物理事件的更加精确的反映。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，确定输出信号组包括将如下结果应用于调节函数，所述结果包括建模信号组应用于机动车模式函数的结果、建模信号组应用于参考系函数的结果以及建模信号组应用于观测器系统的结果。并且在此，调节函数作为时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数的一部分起作用。
在此，按照本发明的调节函数可以是如下函数，该函数可以在建模信号组方面提供一个或者多个相应的调节器。
所述构造形式具有下述优点，即，可以提供对于机动车的一个机动车方面的装置或者多个机动车方面的装置的调节。
按照另一种示例性的构造形式，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，用于确定建模信号组应用于机动车模式函数的结果的建模信号组与用于确定建模信号组应用于建模函数的结果的建模信号组具有偏差。这借助于针对相应的建模信号组从输入信号组中不同地选择信号进行。
所述构造形式具有下述优点，即对于机动车模式函数、参考系函数以及观测器系统能利用特定的建模信号组。因此，所述通用的建模方法可以产生更加精确的结果。
因此，本发明允许使用一种通用的建模方法来反映任意的机动车模式和机动车并且对相应的机动车方面的装置采取相应的调节。
附图说明
以下借助于附图进一步阐述本发明。图中：
图1示出按照本发明的一种示例性的构造形式所提出的方法的示意性的图示；
图2示出按照本发明的另一种示例性的构造形式所提出的方法的示意性的图示；
图3示出按照本发明的根据图1的示例性的构造形式所提出的方法的另一种示意性的图示；以及
图4示出按照本发明的根据图2的示例性的构造形式所提出的方法的另一种示意性的图示。
具体实施方式
图1示出按照本发明的一种示例性的构造形式所提出的方法的示意性的图示。
在此，图1示出一种用于机动车的通用的建模方法的示意性的图示，所述通用的建模方法包括：提供10输入信号组100，所述输入信号组100具有机动车的相应传感器的如下信号，所述信号能够对于调节机动车的装置是有关的。从输入信号组100中选择20建模信号组110。以及在考虑到建模信号组110的情况下借助于时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数300确定30输出信号组400，其中，所述输出信号组400作为用于操控机动车的装置的相应致动器的信号组起作用。
图2示出按照本发明的另一种示例性的构造形式所提出的方法的示意性的图示。
在此，图2示出相对于图1中的方法扩展的方法的示意性的图示。先前对图1的说明仍然相应地继续适用于图2。
如从图2可以得出，所述通用的建模方法此外具有下述特征，即，所述状态空间模型-建模函数300具有机动车模式函数310。并且在此，所述通用的建模方法此外包括：确定40用于机动车模式函数310的机动车的机动车模型，并且其中，在考虑到建模信号组110应用于机动车模式函数310的结果的情况下确定30输出信号组400。
图3和图4从信号路径角度示出相应的方法。椭圆的区域示出方法步骤，所述方法步骤导致相应的信号。
图3示出另一种按照本发明的根据图1的示例性的构造形式所提出的方法的另一种示意性的图示。
在此，图3示出相对于图1中的方法拓展的方法的另一种示意性的图示。先前对图1的说明相应地继续适用于图3。
在图3中与机动车的系统架构200相关地从输入信号组100中选择20建模信号组110。
图4示出按照本发明的根据图2的示例性的构造形式提出的方法的另一种示意性的图示。
在此，图4示出相对于图2中的方法拓展的方法的另一种示意性的图示。先前对图2的说明相应地继续适用于图4。
如图4可以得出，状态空间模型-建模函数300包括机动车模式函数310、参考系函数320、观测器系统330以及调节函数340。相同的或者不同的信号作为相应的建模信号组110用于机动车模式函数310、参考系函数320以及观测器系统330，以便将所述机动车模式函数、参考系函数以及观测器系统的结果提供给调节函数。所述机动车模式函数、参考系函数以及观测器系统的结果导致确定30输出信号组400。
本发明构思可以总结如下。提供一种方法，由此能够构建模块函数，该模块函数的程序代码仅提供一种或者多种抽象状态空间模型的实行。在此，所述程序代码在没有特定参数化的情况下完全没有函数。基于该基本框架，项目的实行可以仅按照数据库通过相应的系统矩阵构成。此外，以下函数类型适合于这样的实行(然而非封闭性地)：调节函数、滤波函数、协调函数和与驾驶体验开关-模式相关的函数。因此，任意数量的动态系统可以以公共的软件示出。由此可以项目特定地并且一直到后面的阶段仍促使函数拓展，而不必对基本函数做出改变。可以借助于常见的工具例如Matlab确定和调整系统矩阵，该系统矩阵储存为应用参数。因此，最后可以实现用于机动车的系统/装置的精确的调节，而不必为每个机动车提供自身的平台解决方案。因此，控制软件或者调节软件可以与特定的车辆相匹配。典型的例子是匹配物理车辆参数，例如质量、轴距、刚性和类似参数，或者微调机动车的反映特征的功能，例如加速踏板解释。
在此，状态空间模型的基本框架适合于示出基于公共的计算规则的任意的动态系统。此外，对于多个函数存在多个运行模式。所述运行模式相同通过系统矩阵的合适的转换表示。
附图标记列表
10 提供输入信号组
20 选择建模信号组
21 将信号置零
30 确定输出信号组
40 确定机动车的机动车模式
100 输入信号组
110 建模信号组
120 零信号
200 系统架构
300 状态空间模型-建模函数
310 机动车模式函数
320 参考系函数
330 观测器系统
340 调节函数
400 输出信号组

Claims (10)

1.用于机动车的通用的建模方法，该通用的建模方法包括：
-提供(10)输入信号组(100)，所述输入信号组(100)具有机动车的相应的传感器的如下信号，所述信号能够对于调整机动车的装置是有关的，
-与机动车的系统架构(200)相关地从输入信号组(100)中选择(20)建模信号组(110)，以及
-在考虑到建模信号组(110)的情况下借助于时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数(300)确定(30)输出信号组(400)，其中，所述输出信号组(400)作为用于操控机动车的装置的相应的致动器的电信号组起作用。
2.根据权利要求1所述的通用的建模方法，其中，
所述状态空间模型-建模函数(300)具有机动车模式函数(310)，并且其中，所述通用的建模方法此外包括：
-确定(40)用于机动车模式函数(310)的机动车的机动车模式，并且其中，
-在考虑到建模信号组(110)应用于机动车模式函数(310)的结果的情况下确定(30)输出信号组(400)。
3.根据权利要求2所述的通用的建模方法，其中，
所述状态空间模型-建模函数(300)此外具有参考系函数(320)，该参考系函数相应于机动车的机动车特定的参考系，并且其中，
在考虑到建模信号组(110)应用于参考系函数(320)的结果的情况下确定(30)输出信号组(400)。
4.根据权利要求3所述的通用的建模方法，其中，
所述状态空间模型-建模函数(300)此外具有观测器系统(330)，该观测器系统具有机动车的估计的系统行为，并且其中，
在考虑到建模信号组(110)应用于观测器系统(330)的结果的情况下确定(30)输出信号组(400)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的通用的建模方法，其中，所述输入信号组(100)此外具有零信号(120)。
6.根据权利要求5所述的通用的建模方法，其中，
从输入信号组(100)中选择(20)建模信号组(110)包括：
使输入信号组(100)中的如下信号置零(21)，所述信号对于建模信号组(110)不是必需的，其中，置零(21)借助于零信号(120)这样进行，使得输入信号组(100)中对于建模信号组(110)不必需的信号等于零信号(120)的值。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的通用的建模方法，其中，
借助于机动车系统架构的分配表确定(40)机动车模型。
8.根据权利要求4所述的通用的建模方法，其中，
所述观测器系统(330)具有机动车的物理系统描述。
9.根据权利要求4所述的通用的建模方法，其中，
确定(30)输出信号组(400)包括：将
-建模信号组(110)应用于机动车模式函数(310)的结果，
-建模信号组(110)应用于参考系函数(320)的结果，以及
-建模信号组(110)应用于观测器系统(330)的结果，
应用于调节函数(340)，并且其中，调节函数(340)作为时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数(300)的一部分起作用。
10.根据权利要求2至4中任一项所述的通用的建模方法，其中，
借助于针对相应的建模信号组(110)从输入信号组(100)中不同地选择信号，用于确定建模信号组(110)应用于机动车模式函数(310)的结果的建模信号组(110)与用于确定建模信号组(110)应用于时间离散的选择性的状态空间模型-建模函数(300)的结果的建模信号组(110)具有偏差。
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