CN115214578A - 用于调节防抱死制动系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于调节机动车（50）中的防抱死制动系统的方法，其中基于车轮（52、54、56、58）中的至少一个车轮的车轮打滑（82）来执行所述调节，其中为了计算所述车轮打滑（82），考虑车轮圆周速度和在车轮纵向方向上的对地速度，其中基于描述空间中的全部六个自由度的传感器的信号（70、72）来在数值和方向方面估计所述对地速度。

Description

用于调节防抱死制动系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于调节防抱死制动系统的方法和一种用于执行该方法的装置。本发明还涉及一种用于执行该方法的计算机程序和一种机器可读存储介质。

背景技术

防抱死制动系统（ABS）用于：在使机动车制动时通过降低制动压力来抵消车轮的抱死。为此，通常在每个车轮上、至少在每个制动的车轮上都存在用来测量相应车轮的车轮转速的接收器或传感器。在制动力恒定的情况下，车轮转速与经历的时间成比例地降低。如果制动力不再被传递到路面，则车轮的转速会急剧下降。与之相关的转速跳变被检测，并且在所涉及到的车轮处的制动压力被降低。制动力因此被调节。以这种方式可以缩短制动距离并且改善机动车的可操纵性。这有益于机动车的运行方面的安全性。

在数值和方向方面了解车辆的对地速度是一种对现今的防抱死制动系统或制动防滑调节系统的重要辅助方法。

原因在于：为了计算车轮的抱死倾向、也就是说打滑，要将车轮圆周速度、对地速度和两者之差建立关系。为此，已知不同的方案，但是在车轮纵向方向上的对地速度始终是方案的主题。抱死水平或车轮打滑进而与从轮胎传递到路面上的力相关联并且因此与对可用摩擦系数的利用相关联。

然而，在现今的机动车中，只有车轮转速作为测量参量供支配。对地速度必须由估计算法来确定。根据现有技术，这种估计算法通常使用车轮转速并且必要时使用车轮纵向加速度以及横摆率作为输入参量。

使用上述输入信号来估计对地速度是不准确的。要考虑的是：在控制技术方面在“ABS制动”工作点存在只能微弱观测的系统。由此，要么由于估计误差而错过最大附着力的状态要么通过解除个别车轮的制动来支持速度估计（“Peiseler车轮”原理）。两者都导致无法在给定的附着力条件下实现尽可能短的制动距离。

Peiseler车轮也称为第五车轮，是一种测量装置，利用该测量装置可以在车辆的情况下测量所行驶的路程。

发明内容

在该背景下，提出了一种具有权利要求1的特征的方法和一种根据权利要求7所述的装置。还提出了一种根据权利要求9所述的计算机程序以及一种具有权利要求10的特征的机器可读存储介质。实施方式根据从属权利要求并且根据说明书来得到。

所提出的方法用于调节机动车中的防抱死制动系统。在该方法中，基于车轮中的至少一个车轮的车轮打滑来执行该调节。这意味着：可以在机动车的这些车轮中的至少一个车轮、这些车轮中的一些车轮或者所有这些车轮、至少驱动车轮处执行该方法。所计算的车轮打滑通常是驱动车轮的转速与非驱动并且因而形状配合地一起旋转的车轮的转速之比。

为了计算车轮打滑，考虑车轮圆周速度和在车轮纵向方向上的对地速度，其中基于描述空间中的全部六个自由度的传感器的信号来在数值和方向方面估计对地速度。

对地速度描述了所考虑的车轮相对于车轮在其上移动或滚动的地面的速度。

在一个实施方式中，为了计算车轮打滑，使车轮圆周速度、对地速度和两者之差建立关系。

还可以基于三个加速度传感器和三个转速传感器的信号来在数值和方向方面估计对地速度。这些总共六个传感器或从这些传感器获得的信号能够描述空间中的全部六个自由度。

因此，在设计方案中，本发明规定：为了进行ABS调节，使用在数值和方向方面对该对地速度的估计，该对地速度基于6D传感装置或惯性传感装置、也就是说用于空间中的全部六个自由度的三个加速度和三个转速传感器来被确定。该估计例如可以利用龙伯格观测器、卡尔曼滤波器、粒子滤波器、神经网络或类似装置来实现。

替代6D传感装置，也可以使用雷达传感器或视频摄像机或者它们的组合。

卡尔曼滤波器是一种用于对参数的迭代估计的数学方法，这些参数进而用于描述系统状态。这在有误差的观测的基础上被实施。因此，可以估计无法直接测量的系统参量。为了确定动态参量，可以向卡尔曼滤波器添加数学模型作为辅助条件，以便以这种方式来考虑系统参量之间的动态关系。例如运动方程可以有助于对可变的位置和速度一起精确地进行估计。

观测器在控制技术中使用，并且用于根据已知的输入参量、诸如操纵参量或可测量的干扰参量以及所观测的参考系统的输出参量、诸如测量参量来重构无法测量的参量或状态。为此，所观测的参考系统作为模型来被模拟，并且使用调节器来跟踪可测量并且因此与参考系统可比的状态参量。以这种方式，旨在防止模型产生随着时间增长的误差。

龙伯格观测器基于观测器与受控系统模型的并联。在此，将受控系统的测量值与观测器的测量值之差返回到该模型。借此，观测器可以对干扰或自身的不准确做出反应。

其它传感器，诸如转向角传感器、车轮转速传感器、制动压力传感器等等，可以附加地被用于支持该算法。也可以使用其它适合的传感器。

通过以这种方式获得的对车轮打滑的准确了解，特别是作为对地速度和圆周速度的函数，缩短制动距离并且改善可操纵性。

所提出的装置用于执行所描述的方法并且例如以硬件和/或软件来实现。在ABS系统的调节回路中应用并且可包括调节器的装置可以集成在机动车的控制设备中或者被设计成这种控制设备。

本发明的其它优点和设计方案从描述以及随附的附图中得到。

易于理解的是，上文所提到的并且在下文还要阐述的特征不仅能以分别被说明的组合来应用，而且能以其它组合或者单独地来应用，而不脱离本发明的保护范围。

附图说明

图1以简化图示出了常规调节回路与按照所描述的方法的实施方案的调节回路的对比。

图2以示意图示出了机动车，其具有用于执行本文中所描述的方法的装置的实施方式。

具体实施方式

本发明依据实施方式在附图中示意性示出并且在下文参考附图详细地予以描述。

图1在左侧示出了用来执行用于调节防抱死制动系统装置12的常规方法的调节回路10。同时，该图示示出了机动车14。从机动车14将由不同传感器测量和提供的参量16、诸如一个或多个车轮速度、纵向加速度、横摆率、转向角等等输入到包括调节器的防抱死制动系统装置12中。防抱死制动系统装置输出车轮转速作为输出参量18。

在该图示的左侧示出了调节回路30，利用该调节回路可以执行本文中提出的类型的方法。该图示示出了防抱死制动系统装置32和机动车34。车辆输出如下参量作为参量36、尤其是指令参量：车轮速度、6D传感器参量、转向角等等。防抱死制动系统装置32输出车轮转矩作为输出参量38。

图2以示意图示出了机动车，该机动车整体上用附图标记50来表示。该机动车50具有两个驱动车轮52、54和两个一起旋转的车轮56、58。所提出的方法通常在一个或多个驱动车轮52、54处被执行，其中本文中为了简化该图示而仅更详细地考虑车轮52。

现在，该车轮52分配有车轮圆周传感器60，利用该车轮圆周传感器可以检测车轮圆周速度或表示该车轮圆周速度的参量。相对应的车轮圆周信号68被输出。此外，车轮52分配有三个加速度传感器64和三个转速传感器66。这些加速度传感器64提供第一信号70，这些第一信号描述了在三个空间方向上的加速度信息。相对应地，这些转速传感器提供第二信号72，这些第二信号携带绕着三个空间轴的转速信息。

替代加速度传感器64和转速传感器66，也可以使用至少一个雷达传感器和/或至少一个视频摄像机。

信号70和72以及车轮圆周信号68被输入到装置80中，该装置据此来计算车轮打滑82。该车轮打滑是调节的输入参量或指令参量并且被输入到调节器84中，该调节器据此来确定操纵参量86，利用该操纵参量来操控或作用于机动车50的防抱死制动系统。

要注意的是：基于描述空间中的全部六个自由度的传感器64和66的信号70和72来在数值和方向方面估计车轮52的对地速度。为此，在这种情况下，设置三个加速度传感器64和三个转速传感器66。

Claims (10)

1.一种用于调节机动车（50）中的防抱死制动系统的方法，其中基于车轮（52、54、56、58）中的至少一个车轮的车轮打滑（82）来执行所述调节，其中为了计算所述车轮打滑（82），考虑车轮圆周速度和在车轮纵向方向上的对地速度，其中基于描述空间中的全部六个自由度的传感器的信号（70、72）来在数值和方向方面估计所述对地速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中为了计算所述车轮打滑（82），使所述车轮圆周速度、所述对地速度和两者之差建立关系。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中基于三个加速度传感器（64）和三个转速传感器（66）的信号（72）来在数值和方向方面估计所述对地速度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使用至少一个元件来执行对所述对地速度的估计，所述至少一个元件选自：龙伯格观测器、卡尔曼滤波器、粒子滤波器、神经网络。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用至少一个其它传感器，以支持用于执行所述方法的算法。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个其它传感器选自如下集合，该集合包括：转向角传感器、车轮转速传感器、制动压力传感器。

7.一种用于调节防抱死制动系统的装置，所述装置被设立用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。

8.根据权利要求7所述的装置，所述装置包括调节器（84）。

9.一种具有程序代码装置的计算机程序，所述计算机程序被设立为：当所述计算机程序在计算单元、尤其是根据权利要求8所述的装置（80）中的计算单元上被执行时，实施根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种机器可读存储介质，其具有被存储在其上的根据权利要求9所述的计算机程序。

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