DE102009050777A1 - Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln zumindest einer ein Kraftfahrzeug oder einen Zustand des Kraftfahrzeugs kennzeichnenden Größe.The The invention relates to a method for determining at least one Motor vehicle or a state of the motor vehicle characterizing Size.
Verfahren
zum Ermitteln einer Größe sind bekannt. Es kann
sich dabei beispielsweise um eine messbare Größe,
eine indirekt messbare Größe oder eine Zustandsgröße
handeln, die nicht direkt messbar ist. Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Ermitteln zumindest einer ein Kraftfahrzeug oder einen Zustand des Kraftfahrzeugs kennzeichnenden Größe zu ermöglichen, insbesondere ein verbessertes Ermitteln des Zustands zu ermöglichen.task The invention is an improved determination of at least one a motor vehicle or a condition of the motor vehicle characterizing size to enable, in particular, an improved determination of the state.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Ermitteln zumindest einer ein Kraftfahrzeug oder einen Zustand des Kraftfahrzeugs kennzeichnenden Größe durch die Schritte Ermitteln einer eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs beeinflussenden Steuergröße und Ermitteln der Größe in Abhängigkeit von der Steuergröße gelöst. Vorteilhaft kann die bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs bzw. zum Betreiben des Kraftfahrzeugs ohnehin notwendige Steuergröße gemessen bzw. abgegriffen werden um in Abhängigkeit von dieser die gewünschte Größe zu ermitteln. Vorteilhaft ist kein zusätzlicher Messsensor erforderlich um die Größe in Abhängigkeit von der Steuergröße zu ermitteln. Vorteilhaft ist lediglich eine entsprechende Messstrecke zum Ermitteln und Verarbeiten der Steuergröße notwendig. Die als Eingangsgröße der Messstrecke dienende Steuergröße fällt beim Betrieb des Kraftfahrzeugs vorteilhaft ohne weiteres sowieso an. Mittels der Steuergröße wird ein zum Betrieb des Kraftfahrzeugs notwendiges Aggregat angesteuert. Mittels der Steuergröße wird eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges beeinflusst bzw. gesteuert, so dass die Steuergröße zwangsläufig zum Führen des Kraftfahrzeugs stets vorliegt.The Task is in a method for determining at least one Motor vehicle or a state of the motor vehicle characterizing Size through the steps of finding one Driving direction of the motor vehicle influencing control variable and Determine the size depending on the tax size solved. Advantageously in a driving operation of the motor vehicle or for operating the Motor vehicle anyway necessary control variable measured or to be tapped in order depending on this to determine the desired size. Advantageous No additional measuring sensor is required by the size depending on the control size too determine. It is advantageous only a corresponding measuring section for determining and processing the tax quantity necessary. The as input of the measuring section serving tax code falls during operation the motor vehicle advantageously without further notice anyway. through the control variable becomes an operation of the motor vehicle necessary aggregate controlled. By means of the tax code a direction of travel of the motor vehicle is influenced or controlled, so the tax code is inevitable always present for guiding the motor vehicle.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln der Steuergröße als einen zum Stellen zumindest eines gelenkten Rads des Kraftfahrzeugs mittels einer elektrischen Lenkung erforderlichen Strom vorgesehen. Mittels der Steuergröße wird die elektrische Lenkung zum Führen des Kraftfahrzeugs angesteuert. Die elektrische Lenkung kann dazu entsprechende Elektromotoren, beispielsweise bürstenlose Elektromotoren aufweisen. Die Ansteuerung der elektrischen Lenkung kann mittels einer entsprechenden Servoregelung oder mittels einer Vorsteuerung erfolgen. In beiden Fällen kann vorteilhaft der elektrische Strom des die Lenkung ansteuernden Elektromotors aus einer entsprechenden Steuerung des Elektromotors abgegriffen werden. Dazu kann ein entsprechendes Übertragungsverhalten des Elektromotors ausgenutzt werden, um von dem Strom auf eine Ausgangsgröße des Elektromotors zu schließen, insbesondere mittels einer geeigneten Transformationsberechnung.at An embodiment of the method is the step of determining the tax size as one place at least a steered wheel of the motor vehicle by means of an electric Steering required electricity is provided. By means of the tax code is the electric steering for guiding the motor vehicle driven. The electric steering can corresponding electric motors, For example, have brushless electric motors. The control the electric steering can by means of a corresponding servo control or by means of a pilot control. In both cases can advantageously the electric current of the steering-driving Electric motor from a corresponding control of the electric motor be tapped. This can be a corresponding transfer behavior of the electric motor to be used by the current to an output to close the electric motor, in particular by means of a suitable transformation calculation.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln eines auf das zumindest eine gelenkte Rad des Fahrzeugs wirkenden elektrischen Lenkmoments in Abhängigkeit von dem Strom vorgesehen. Vorteilhaft kann als Ausgangsgröße der elektrischen Lenkung bzw. eines des entsprechenden Elektromotors der elektrischen Lenkung das auf das gelenkte Rad wirkende Lenkmoment ermittelt werden. Es ist möglich, das Lenkmoment für nur ein einzelnes Rad, bevorzugt jedoch für paarweise zusammenwirkende Räder einer Achse zu ermitteln.at Another embodiment of the method is the step Determining one on the at least one steered wheel of the vehicle acting electric steering torque depending on the current provided. Advantageously, as an output variable the electric steering or one of the corresponding electric motor the electric steering the steering torque acting on the steered wheel be determined. It is possible to change the steering torque for only a single wheel, but preferred for pairwise cooperating To determine the wheels of an axle.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln eines von einem Fahrer des Fahrzeugs manuell erzeugten manuellen Lenkmoments mittels eines Momentensensors vorgesehen. Je nach Auslegung der elektrischen Lenkung ist es möglich, das diese noch, insbesondere aus Sicherheitserwägungen, noch einen direkten mechanischen Durchgriff auf das zumindest eine gelenkte Rad aufweist. In diesem Fall liegt an dem zumindest einen gelenkten Rad das elektrische Lenkmoment und zusätzlich das von dem Fahrer mittels Muskelkraft aufgebrachte manuelle Lenkmoment an.at Another embodiment of the method is the step Determining a manually generated by a driver of the vehicle Manual steering torque provided by means of a torque sensor. Depending on the design of the electric steering, it is possible this still, especially for security reasons, still a direct mechanical penetration on the at least one steered wheel has. In this case, there is at least one steered wheel the electric steering torque and in addition the manual steering torque applied by the driver using muscle power at.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln einer auf das zumindest eine Rad wirkenden Seitenkraft mittels eines Übertragungsverhaltens der Lenkung und in Abhängigkeit von dem manuellen und dem elektrischen Lenkmoment vorgesehen. Unter dem Übertragungsverhalten der Lenkung kann das Übertragungsverhalten des Elektromotors der Lenkung und/oder eine entsprechende Getriebeübersetzung eines Lenkgetriebes der elektrischen Lenkung verstanden werden. Zusammen mit einer Fahrzeugaufhängung bzw. einer bekannten Geometrie entsprechender Lenker zum Anlenken des zumindest einen gelenkten Rads lässt sich aus dem insgesamt anliegenden Lenkmoment die auf das zumindest eine Rad wirkende Seitenkraft berechnen. Zusätzlich ist es denkbar, eine Reibung der elektrischen Lenkung mit zu berücksichtigen. Gegebenenfalls ist es jedoch vereinfachend möglich, dass die Reibung im Vergleich zu dem auftretenden Gesamtlenkmoment vernachlässigbar klein ist und daher bei einer entsprechenden Berechnung der Seitenkraft außer Acht gelassen werden kann.In a further embodiment of the method, the step of determining a lateral force acting on the at least one wheel by means of a transmission behavior of the steering and in dependence on the manual and the electric steering torque is provided. Under the transmission behavior of the steering, the transmission behavior of the electric motor of the steering and / or a corresponding gear ratio of a steering gear of the electric steering can be understood. Together with a vehicle suspension or a known geometry corresponding handlebar for articulating the at least one steered wheel can be calculated from the total applied steering torque acting on the at least one side wheel force. In addition, it is conceivable to take friction of the electric steering into consideration term. If necessary, however, it is possible in a simplistic manner that the friction is negligibly small in comparison to the total steering torque that occurs and can therefore be ignored in the case of a corresponding calculation of the lateral force.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln der Größe mittels einer die Steuergröße oder die daraus berechnende Seitenkraft aufweisenden Messgleichung vorgesehen. Vorteilhaft kann aus der Seitenkraft in Kenntnis weiterer Parameter des Fahrzeugs die Größe rechnerisch in Abhängigkeit der Steuergröße oder der daraus berechnenden Seitenkraft berechnet werden. Als Berechnungsgrundlage kann ein entsprechendes Modell des Fahrzeugs, beispielsweise ein Einspurmodell des Kraftfahrzeugs dienen.at Another embodiment of the method is the step Determine the size by means of a control variable or the measuring equation having lateral force calculating them intended. Advantageously, from the side force in the knowledge of others Parameter of the vehicle the size calculated depending on the tax rate or the resulting lateral force can be calculated. As calculation basis may be a corresponding model of the vehicle, for example a Serve single-track model of the motor vehicle.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln der Größe als eine Fahrzeuggiergeschwindigkeit mittels der Messgleichung vorgesehen. Vorteilhaft kann die Messgleichung der Fahrzeuggiergeschwindigkeit als Grundlage für eine Zustandsbestimmung des Kraftfahrzeugs dienen. Vorteilhaft steht diese Messgleichung zusätzlich zur Verfügung und kann insbesondere anstelle einer Messgleichung verwendet werden, in die eine Gierbeschleunigung eingeht, die üblicherweise mittels Differenzieren ermittelt werden müsste. Vorteilhaft treten die bei einem Differenzieren auftretenden Signalstörungen bzw. bei einer Filterung Phasenstörungen nicht auf.at Another embodiment of the method is the step Determining the size as a vehicle yaw rate provided by the measurement equation. Advantageously, the measurement equation the vehicle yaw rate as the basis for a Determine the state of the motor vehicle serve. Is advantageous this measurement equation is additionally available and can be used in particular instead of a measurement equation, into which a yaw acceleration usually enters would have to be determined by differentiating. Advantageous occur when occurring in a differentiating signal interference or in a filtering phase disturbances not on.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln einer auf Vorderräder und auf Hinterräder wirkenden vorderen Seitenkraft und hinteren Seitenkraft mittels des Übertragungsverhaltens der Lenkung und in Abhängigkeit von dem manuellen und dem elektrischen Lenkmoment vorgesehen. Vorteilhaft kann das Kraftfahrzeug eine Vorderachslenkung und eine Hinterachslenkung aufweisen, so dass sowohl die auf die Vorderräder wirkende Seitenkraft und die auf die Hinterräder wirkende Seitenkraft ermittelt werden kann.at Another embodiment of the method is the step Determining one on front wheels and on rear wheels acting front side force and rear side force by means of the transmission behavior of the steering and in dependence provided by the manual and the electric steering torque. Advantageous the motor vehicle can be a front axle steering and a rear axle steering so that both the lateral force acting on the front wheels and determines the side force acting on the rear wheels can be.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Ermitteln einer Fahrzeugmasse und einer Massenträgheit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Seitenkräften vorgesehen. Vorteilhaft können in Kenntnis der vorderen Seitenkraft und der hinteren Seitenkraft mittels bekannten physikalischen Zusammenhängen die Fahrzeugmasse und die Massenträgheit rechnerisch ermittelt werden.at Another embodiment of the method is the step Determining a vehicle mass and a mass inertia of the vehicle as a function of the lateral forces intended. Advantageously, knowing the front Side force and rear side force using known physical The vehicle mass and the mass inertia are related be determined by calculation.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt Verwenden der mittels der Messgleichung ermittelten Fahrzeuggiergeschwindigkeit in einem Messvektor eines Beobachters und bei einem Kalmanfilter zum Ermitteln des Zustands des Fahrzeugs vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels der Messgleichung der Fahrzeuggiergeschwindigkeit ein entsprechendes Beobachtermodell bzw. der Kalmanfilter aufgrund der mittels einer hohen Signalgüte ermittelbaren Fahrzeuggiergeschwindigkeit den Zustand des Fahrzeugs mit einer besonders hohen Güte ermitteln.at Another embodiment of the method is the step Use the vehicle yaw rate determined by the measurement equation in a measurement vector of an observer and a Kalman filter provided for determining the condition of the vehicle. Advantageous can by means of the measurement equation of the vehicle yaw rate corresponding observer model or the Kalman filter due to vehicle yaw rate which can be determined by means of a high signal quality the condition of the vehicle with a particularly high quality determine.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug, eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The Task is also in a motor vehicle, set up, designed and / or designed to perform an advance solved described method. It results in the advance described advantages.
Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass eine mittels einer Steuergröße ansteuerbare Vorrichtung zur Beeinflussung einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit der Steuergröße eine das Kraftfahrzeug oder einen Zustand des Kraftfahrzeugs kennzeichnende Größe ermittelbar ist. Vorteilhaft fällt die Steuergröße zum Ansteuern der Vorrichtung bei einem Fahren des Kraftfahrzeugs ohnehin an, wobei vorteilhaft in Abhängigkeit der Steuergröße die Größe mit einer hohen Güte ermittelbar ist.The The object is further achieved in a motor vehicle characterized that one controllable by means of a control variable Device for influencing a direction of travel of the motor vehicle is provided, depending on the control variable a motor vehicle or a state of the motor vehicle characterizing Size can be determined. Advantageously, the falls Control variable for driving the device at a Driving the motor vehicle anyway, with advantageous depending the size of the control size a high quality can be determined.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:Further Advantages, features and details emerge from the following Description in which, where appropriate with reference to the Drawing - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated Characteristics form for themselves or in any other, more meaningful Combination the subject of the invention, optionally also independently from the claims, and in particular in addition also Be the subject of one or more separate applications. Same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Show it:
Vorteilhaft
kann in Kenntnis der Steuergröße
Im
Folgenden wird anhand fahrdynamischer Betrachtungen für
das Kraftfahrzeug
Im
Folgenden wird beispielhaft bezogen auf ein lineares Einspurmodell,
das die in
Dazu werden folgende Größen zur Beschreibung des Gleichungssystem verwendet:
- t
- = zeitlicher Verlauf
- [k]
- = Zeitschritte eines zeitdiskreten Systems
- δL
- = Lenkradwinkel
- δV
- = Lenkwinkel vorne
- β(t)
- = Schwimmwinkel
- αV(t)
- = Schräglaufwinkel der Reifen an der Vorderachse
- FyV(t)
- = Seitenkraft Vorderachse
- AH(t)
- = Schräglaufwinkel der Reifen an der Hinterachse
- cαH
- = wirksame Schräglaufsteifigkeit der Reifen an der Vorderachse
- FyH(t)
- = Seitenkraft Hinterachse
- cαH
- = wirksame Schräglaufsteifigkeit der Reifen an der Hinterachse
- aYSens
- = die von einem Sensor gemessene Querbeschleunigung
- aYquer
- = Querbeschleunigungsanteil aus der Radialkraft
- aYgravi
- = Querbeschleunigungsanteil aus der gravimetrischen Kraft
- vx(t)
- = Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
- vy(t)
- = Fahrzeugquergeschwindigkeit
- vx(t)
- = Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (typ. aus Raddrehzahlen ermittelt)
- Ψ'(t)
- = Fahrzeuggiergeschwindigkeit
- Ψ''(t)
- = Fahrzeuggier'beschleunigung
- mFzg
- = Fahrzeugmasse
- JFzg
- = Massenträgheit Fahrzeug
- l
- = Radstand
- lv
- = Abstand Schwerpunkt zur Vorderachse des Fahrzeug
- lh
- = Abstand Schwerpunkt zur Hinterachse des Fahrzeug
- ΘStr
- = Strassenquerneigung
- µStr
- = Strassenreibwert
- t
- = time course
- [K]
- = Time steps of a time-discrete system
- δ L
- = Steering wheel angle
- δ V
- = Steering angle front
- β (t)
- = Float angle
- α V (t)
- = Slip angle of the tires on the front axle
- F yV (t)
- = Lateral force front axle
- AH (t)
- = Slip angle of the tires on the rear axle
- c αH
- = effective skew stiffness of the tires on the front axle
- F yH (t)
- = Lateral force rear axle
- c αH
- = effective skew stiffness of the tires on the rear axle
- a ysens
- = the lateral acceleration measured by a sensor
- a Yquer
- = Lateral acceleration component from the radial force
- a ygravi
- = Lateral acceleration component from the gravimetric force
- v x (t)
- = Vehicle longitudinal speed
- v y (t)
- = Vehicle lateral speed
- v x (t)
- = Vehicle reference speed (typically determined from wheel speeds)
- Ψ '(t)
- = Vehicle yaw rate
- Ψ '(t)
- = Fahrzeuggier'beschleunigung
- m veh
- = Vehicle mass
- J vehicle
- = Inertia vehicle
- l
- = Wheelbase
- l v
- = Distance center of gravity to the front axle of the vehicle
- l h
- = Distance center of gravity to the rear axle of the vehicle
- Θ Str
- = Street bank
- μ Str
- = Road friction value
Für
die Fahrzeugeigenbewegung des Kraftfahrzeugs
Ferner lassen sich die folgenden Kräfte- und Momentenbilanzen der Fahrzeugeigenbewegung aufstellen.Furthermore, the following forces and moment balances of the vehicle's own motion can be determined put up.
Für
ein Kräftegleichgewicht der Fahrzeugeigenbewegung gilt:
Für
eine kinematische Beziehung für Schräglaufwinkel
von Rädern des Kraftfahrzeugs
Für
eine Momentenbilanz in einer Querrichtung des Kraftfahrzeugs
Hieraus
können an den Vorderrädern und an den Hinterrädern
wirkenden Seitenkräfte gemäß den Gleichungen
Die
Schräglaufsteifigkeiten cV und
CH der Vorderräder bzw. der Hinterräder
des Kraftfahrzeugs
Es
gilt der folgende Zusammenhang:
Es ist zu erkennen, dass sich ein nichtlinearer und zeitvarianter Zusammenhang ergibt.It it can be seen that there is a non-linear and time-variant relationship results.
Zur
Bestimmung von Größen der Fahrzeugeigenbewegung
und insbesondere eine Abweichung eines tatsächlichen Fahrkurses
(Ist-Kurs) von einem durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs
Ferner
wird im Folgenden zunächst eine Vorgehensweise beschrieben,
die ohne den in
Zunächst sind Voraussetzungen dafür, eine genaue Kenntnis eines zu jedem Zeitpunkt wirkenden Kraftschlusses zwischen der Fahrbahn und den Reifen und einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Querbeschleunigung.First are prerequisites for an accurate knowledge of a at any time acting adhesion between the road and the tire and a lateral acceleration acting on the motor vehicle.
Für eine Lösung dieser Fragestellungen kann üblicherweise zur Ermittlung des Kraftschlusses ein Reifenmodell angenommen werden, welches in einer geeigneten Form Reifeneigenschaften beschreibt und für die wirkende Querbeschleunigung eines an einem Ay-Sensor bzw. eines Querbeschleunigungssensors gemessenen Signals als Ersatzgröße herangezogen werden kann.For a solution to these questions can usually for determining the frictional connection a tire model is assumed, which describes in a suitable form tire properties and for the acting lateral acceleration one at one Ay sensor or a transverse acceleration sensor measured signal can be used as a substitute size.
Hierzu
kann eine diskretisierte Zustandsgleichung einer kinematischen Beziehung
der Fahreigenbewegung verwendet werden. Vorteilhaft ist eine Art
einer numerischen Lösung der folgenden Gleichung unerheblich.
Beispielhaft gilt also der Zusammenhang:
Die
Lösung der Gleichung 2.1 ist in der oben dargestellten
Form nur in Kenntnis des Signals des Ay-Sensors grundsätzlich
nicht möglich, da dieser nicht eine benötige Querbeschleunigung
des Fahrzeugs misst, sondern eine Aussage über eine Summe
der an den Fahrzeugreifen auftretenden Seitenkräfte ermöglicht.
Eine ähnliche Problemstellung bleibt bestehen, wenn nicht
kinematische Beziehungen sondern Kräfte und Momentengleichgewichte zum
Aufstellen von Zustandsgleichungen wie folgt verwendet werden:
Insbesondere
eine Straßenneigung, Wankbewegungen des Kraftfahrzeugs
Um
diese Problematik zu lösen, muss das Signal des Ay-Sensors
in einzelne Größen aufgetrennt werden. Hierzu
kann der Zusammenhang
Zusätzlich
zu den vorab genannten Zustandsgleichungen können basierend
auf Sensorsignalen zwei nachfolgende Messgleichungen, insbesondere
für kleine Winkel, angegeben werden. Vorteilhaft kann das
angegebene System mittels eines Beobachters oder mittels eines Kalmanfilters
erfolgen. Der Beobachter kann eine dynamische Polplatzierung aufweisen.
Die Zustandsgleichungen werden wie folgt angegeben:
Das Gleichungssystem der Gleichungen 2.41 bis 2.52 ist vorteilhaft grundsätzlich beobachtbar.The Equation system of equations 2.41 to 2.52 is advantageous in principle observable.
Zusammen
mit kinematischen Beziehungen des Einspurmodells können
die Messgleichungen 2.51 und 2.52 in Abhängigkeit von Zustands-
und Eingangsgrößen wie folgt angegeben werden:
Zusätzlich
ist es möglich, aus einer Kenntnis über einen
Krümmungsverlauf einer von dem Kraftfahrzeug
Vorteilhaft
kann in Kenntnis bzw. bei einer Berechnung des aktuellen Kurvenradius,
beispielsweise aus Raddrehzahlen, die mittels den Radsensoren des
Kraftfahrzeugs
Vorteilhaft
kann eine Lösung gefunden werden, ohne dass die Seitenkraft
Dies
kann vorteilhaft auch unter vergleichsweise schwierigen Bedingungen
zu einem besonders guten Ergebnis führen. Das vorab beschriebene
zeitvariante nichtlineare Gleichungssystem liefert zusammen mit
den, wie in
Üblicherweise ist
ein Reibwert der Straße nicht bekannt oder nur in gewissen
Grenzen abschätzbar, wobei das vorab beschriebene Gleichungssystem um
eine Zustandsschätzung für den Straßenreibwert erweitert
werden kann.This can advantageously lead to a particularly good result even under comparatively difficult conditions. The previously described time-variant non-linear equation system, together with the, as in
Usually, a friction value of the road is not known or can only be estimated within certain limits, whereby the system of equations described above can be extended by a state estimation for the road friction coefficient.
Ferner sind die Zustandsgleichungen 2.41 bis 2.43 und die Messgleichungen 2.51 bis 2.52 miteinander wie folgt verkoppelt: β = f(αv, αh) = f(vx).Further, the state equations 2:41 to 2:43 and the measurement equations are 2:51 to 2:52 coupled to each other as follows: β = f (α v, α h) = f (v x).
Ferner ist zu berücksichtigen, dass Eigenschaften der Reifen des Kraftfahrzeugs wechseln, beispielsweise für einen Sommer- und einen Winterbetrieb.Further is to take into account that properties of the tires of the Changing motor vehicles, for example for a summer and a winter operation.
Außerdem
unterliegen die Masse des Kraftfahrzeugs sowie das Trägheitsmoment Änderungen, beispielsweise
durch eine Beladung des Kraftfahrzeugs
Außerdem
muss, falls die in
Die
obengenannte große Anzahl nicht exakter Parameter bzw.
verzögerter Signalinformationen bedingen, dass das obengenannte
Modell einer gewissen Unschärfe unterliegt. Vorteilhaft
kann mittels Einrechnen der Seitenkraft
Vorteilhaft
kann das oben beschriebene Verfahren, also die Zustands- und Messgleichungen
dahingehend erweitert werden, dass diese mittels Einrechnen der
Seitenkraft
Vorteilhaft
kann in Kenntnis der Vorderachsseitenkraft gemäß der
Gleichung 3.11 und der Hinterachsseitenkraft gemäß der
Gleichung 3.12 auch die Fahrzeugmasse sowie die Fahrzeugträgheit
des Kraftfahrzeugs
Im
Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Modell beschrieben,
in das die in
Das
von dem Elektromotor der elektrischen Lenkung
Das
vom Fahrer gestellte manuelle Lenkmoment
Damit
gilt für die zu ermittelnde Seitenkraft
Alternativ
ist es denkbar, für die elektrische Lenkung
Erfindungsgemäß kann
für die Lösung der Bewegungsgleichungen die folgende
Messgleichung aufgestellt werden:
Für
die Zustandsgleichungen ergibt sich damit:
Für
die Messgleichungen ergibt sich:
Vorteilhaft ist die Messgleichung 4.42 anstelle der vorab beschriebenen Messgleichung 2.52 vorgesehen. Alternativ ist es denkbar, zusätzlich auch die Messgleichung 2.52 vorzusehen.Advantageous is the measurement equation 4.42 instead of the previously described measurement equation 2.52 provided. Alternatively, it is conceivable in addition also to provide the measurement equation 2.52.
Das
Gleichungssystem 4.31 bis 4.42 weist vorteilhaft eine vergleichsweise
geringere Abhängigkeit von Fahrzeugparametern auf. Vorteilhaft
kann die Giergeschwindigkeit direkt als Messgleichung abgebildet
werden. Vorteilhaft kann die Giergeschwindigkeit mittels des Gierratensensors
sehr zuverlässig gemessen werden, wobei im Vergleich zu
der Messgleichung 2.52 eine deutlich höhere Genauigkeit
erreicht werden kann, da der Schritt der Differentation der Giergeschwindigkeit
entfallen kann. Vorteilhaft kann die Fahrzeugdynamik des Kraftfahrzeugs
Vorteilhaft
können entweder die Seitenkraft
Vorteilhaft
kann mittels der elektrischen Lenkung
Vorteilhaft können sonst nicht messbare Zustandsgrößen, wie beispielsweise der Schwimmwinkel oder die Straßenneigung sowie gegebenenfalls Reifenparameter mit einer hohen Genauigkeit ermittelt werden. Vorteilhaft kann dies trotzt sich ändernder Parameter des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Beladung und/oder einer Änderung von Fahrbahneigenschaften mit einer hohen Genauigkeit erfolgen. Vorteilhaft können, mittels der zusätzlichen Messgleichungen dem Beobachter mehr Größen zur Verfügung gestellt werden, um das Modell des Beobachters entsprechend zu verbessern.Advantageous can not otherwise measurable state variables, such as the slip angle or the road inclination and optionally tire parameters with high accuracy be determined. Advantageously, this can defies changing Parameter of the motor vehicle, such as a load and / or a change of ride properties with a high Accuracy done. Advantageously, by means of the additional measurement equations the observer more sizes available to improve the observer's model accordingly.
Insbesondere
der Schwimmwinkel und/oder die Quergeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs
Dabei stehen: für den Zustandsvektor zum Abtastzeitpunkt k, für den Zustandsvektor zum Abtastzeitpunkt k + 1, für den Eingangsvektor mit den gemessenen Eingangsgrößen und A, B für Systemmatrizen mit den Parametern des Modells.There are: for the state vector at the sampling time k, for the state vector at the sampling time k + 1, for the input vector with the measured input quantities and A, B for system matrices with the parameters of the model.
Die
Gleichungen
Analog dazu stellt einen gemessenen Messvektor dar, der die gemessenen Messgrößen als Komponenten enthält.Analogously provides a measured measurement vector containing the measured quantities as components.
Die Parameter des mathematischen Modells (Parameter der Gleichungen) werden derart korrigiert, dass die Differenz ΔY = Yberechnet – Ygemessen minimal wird.The parameters of the mathematical model (parameters of the equations) are corrected so that the difference ΔY = Y calculated - Y measured measured minimum.
Erfindungsgemäß kann
mittels der Steuergröße
Vorteilhaft erhält man somit die Gleichungen 4.31 bis 4.33 als Zustandsgleichungen und die Gleichungen 4.41 bis 4.42 als Messgleichungen, wobei der erfindungsgemäße Vektor nun die besser messbare Gierrate wie folgt als Messgröße enthält: The equations 4.31 to 4.33 are thus advantageously obtained as equations of state and the equations 4.41 to 4.42 as measurement equations, whereby the vector according to the invention now contains the better measurable yaw rate as a measured variable as follows:
Vorteilhaft
kann bei Fahrzeugen mit einer zusätzlichen Hinterachslenkung
in gleicher Weise wie die Seitenkraft
Vorteilhaft kann bei dem Beobachter durch eine Polstellenplatzierung festgelegt werden, ob die Minimierung von ΔY eher schnell abläuft, wobei die Zustandsgleichungen dominieren oder eher langsam abläuft, wobei die Messgleichungen dominieren.Advantageous can be set by the observer by a pole position whether the minimization of ΔY is rather fast, where the equations of state dominate or rather run slowly, where the measurement equations dominate.
Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können
die Polstellen des Beobachters dynamisch in Abhängigkeit
des Zustands bzw. eines Fahrzustands des Kraftfahrzeugs
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 33
- elektrische Lenkungelectrical steering
- 55
- Mensch-/MaschinenschnittstelleHuman / machine interface
- 77
- elektrischer Unterstützungsantriebelectrical support drive
- 99
- RadanlenkungRadanlenkung
- 1111
- elektrisches Lenkmomentelectrical steering torque
- 1313
- manuelles Lenkmomentmanual steering torque
- 1515
- Messvorrichtungmeasuring device
- 1717
- Steuergrößecontrol variable
- 1919
- Seitenkraftlateral force
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE200910050777 DE102009050777A1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle |
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DE200910050777 DE102009050777A1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle |
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DE200910050777 Withdrawn DE102009050777A1 (en) | 2009-10-27 | 2009-10-27 | Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010033530A1 (en) * | 2010-06-24 | 2011-12-29 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Method for guiding center lane of motor car, involves providing driving dynamic model for transverse control with state variables e.g. course angle mistake and transverse deviation, which are set as measured variable for state return |
DE102021208814A1 (en) | 2021-08-12 | 2023-02-16 | Continental Autonomous Mobility Germany GmbH | Method and system for controlling a vehicle |
DE102010062549B4 (en) | 2010-12-07 | 2023-12-21 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Method for determining the mass of a motor vehicle |
Citations (1)
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DE10307848A1 (en) | 2003-02-25 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Determination of the movement situation of a traffic object within the vicinity of a vehicle by measuring relative movement values and inputting the values to a computer mathematical model |
-
2009
- 2009-10-27 DE DE200910050777 patent/DE102009050777A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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