SE1350172A1 - Samtidig skattning av åtminstone massa och rullmotstånd - Google Patents

Abstract

Sammandrag FOreliggande uppfinning presenterar ett fOrfarande och ett system for skattning av parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft drivingres for fordonet. Syste met innefattar en modellenhet och en faststdllandeenhet. Modellenheten dr anordnad att definiera en longitudinell fordonsmodell, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid giltiga kaftan. Faststdllandeenhet är anordnad att faststdlla en skattad vikt mtest fOr fordonet och att faststdlla en representation av en skattad rullmotstandskraft Pvilken verkar pa fordonet. Faststdllandeenheten är anordnad att basera faststdllandet av vikten mrst och representationen av rullmotstandskraften Fgh pa den longitudinella fordonsmodellen tillsammans med kdnda vdrden fbr representationerna av krafterna med horisontell verkan pi fordonet for att minimera ett modellfel has fordonsmodellen.

Description

1 SAMTIDIG SKATTNING AV ATMINSTONE MASSA OCH RULLMOTSTAND Tekniskt omrade Fareliggande uppfinning avser ett fOrfarande far skattning av parametrar vilka paverkar en kOrmotstandskraft for ett fordon enligt ingressen till patentkrav 1 och ett system f6r skattning av parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft far ett fordon enligt ingressen till patentkrav 21.

FOreliggande uppfinning avser ocksa ett datorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar farfarandet enligt uppfinningen Bakgrund Foljande bakgrundsbeskrivning utgor en beskrivning av bakgrunden till f6religgande uppfinning, vilken inte maste utgora tidigare kand teknik.

Styrsystem innefattande en eller flera regulatorer utnyttjas idag for styrning av en star mangd olika typer av system i ett fordon, exempelvis system for vaxelval och farthallning. Styrningen baseras pa en mangd parametrar, vilka Or nodvandiga far att styrsystemen ska kunna gora berakningar och/eller ta ratt beslut.

En vikt m far ett fordon, dar fordonet kan utgoras av ett fordonstag, utgor en viktig parameter i manga funktioner i ett fordons styrsystem. Fordonets vikt m paverkar fordonet avsevart i manga situationer, varfar det Or mycket viktigt att korrekt kunna skatta denna vikt ra. Fordonets vikt m ingar typiskt i dynamiska modeller av fordonet, vilka exempelvis beskriver krafter verkande pi fordonet. Sadana modeller kan anvandas far ett antal olika berakningar och styrningar i fordonet, exempelvis vid styrning av bromssystem i fordonet. 2 For ett fordon vilket kan transportera stora laster, sasom bussar, vilka kan transportera ett start antal manniskor, eller lastbilar, vilka kan transportera olika typer av laster med stora vikter, kan vikten variera avsevart. Till exempel vager en olastad lastbil avsevart mindre On samma lastbil nar den Or maximalt lastad. En tom buss har ocksa avsevart mindre massa On samma buss nar den Or full med passagerare. Far till exempel en personbil är variationerna far massan mindre an for fordon avsedda att transportera stora laster, men Oven har kan skillnaden mellan en tom och en fullastad personbil, dar den fullastade personbilen Oven kan innefatta ett pakopplat och lastat slap, vara relativt stora i forhallande till personbilens laga vikt.

En rullmotstandskraft F -rou som fordonet upplever är ocksa en viktig parameter far styrsystem i fordonet. Aven vOglutningen a for ett vagavsnitt dar fordonet befinner sip och/eller far ett vagavsnitt framfor fordonet samt en luftmotstandsparameter Gar relaterad till luftmotstandskraften Fair far fordonet kan utgora viktiga parametrar for styrsystemen i flera tillOmpningar.

Fordonsmassan rn, rullmotstandskraften F luftmotstandsparametern car och vaglutningen a paverkar en karmotstandskraft Fdri, ingres far fordonet, vilket gor att en eller flera av fordonets vikt rn, rullmotstandskraften Fro, luftmotstandsparametern Gar och vaglutningen a är viktiga parametrar till exempel far automatiskt vOxelval. Automatiskt axelval gars till exempel i en automatvdxlad manuell dxellada, for vilken det Or viktigt att kunna bestOmma en aktuell karmotstandskraft Fdri, ingres och darmed vilken vOxel som skall valjas vid ett aktuellt tillfalle. 3 Hur en topografi fir ett vagavsnitt paverkar fordonet dr dven starkt beroende av vdglutningen a och fordonets massa rn, eftersom vikten m och vdglutningen a dr avgirande fir hur mycket fordonet accelereras respektive retarderas av en nedfirs- respektive uppfarsbacke. Bade fordonets vikt m och en vaglutning a fir ett vagavsnitt dr darfir viktiga parametrar dven i farthallare vilka tar hansyn till topografin fir ett vagavsnitt, sa kallade Look-Ahead-farthallare, dar storleken pa ett begdrt motormoment vid ett tillfdlle är beroende av hur kommande vagavsnitts topografi kommer att paverka fordonets hastighet.

Korrekta och robusta berdkningar av fordonets kormotstandskraft Fdriv ingres dr alltsa viktiga fir flera fordonssystem, sasom till exempel fir automatvaxelval, vilket behover veta hur tungt det gar att driva fordonet fir att kunna valja raft vaxel, eller fir Si kallad ekonomisk farthallning, vilken med hjdlp av kartdata och GPS (Global Positioning System) firsoker optimera fordonshastigheten vid backkarning, dar de korrekt skattade fordonsparameterarna behivs fir att kunna gira simuleringar av fordonets kommande hastighet. En kraft som aterkommer i exempelvis dessa applikationer fir vdxelval och farthallning dr alltsa karmotstandskraften Fdrivingresr vilken beskriver summan av de externa krafter som maste ivervinnas fir att accelerera bilen eller fir att hula konstant fart. Alltsa dr korrekta skattningar av kormotstandskraften Fdriv ingres absolut nodvdndiga fir att sakerstalla korrekt funktion fir de system i fordonet vilka utnyttjar karmotstdndskraften Fdrivingres vid sina berakningar. 4 KarmotstAndet F -drivingres är summan av rull-, luft-, och lutningsmotstAndskrafter och kan far giltiga karfall skrivas som: Fdrivingres = Fair + M. • g • sincc + m • g • Cr,(ekv. 1) eller alternativt som: Fdrivingres = Ftrac in • a•(ekv. 2) dar a är en fordonsacceleration; m är total fordonsvikt; g är gravitationskonstanten; Cr. är en rullmotstandskoefficient; Fair = Cair • V2 är luftmotstandskraften, ddr C -air är luftmotstAndsparametern; a är en aktuell vdglutning; och Ftrac dr en traktionskraft.

Oavsett hur karmotstandet Fdriv ingres bestdms, med ekvation 1 eller 2, krdvs alltsa kunskap am fordonsvikten rn, vilken i regel inte kan mdtas pa fordonet och ddrfar krdver flagon form av skattning. Om ekvation 1 utnyttjas vid bestdmmandet krdvs kunskap dven am ett antal andra parametrar an fordonsvikten rn, sisom exempelvis rullmotstAndskraften Frou, som di miste skattas.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Det finns idag flera metoder vilka tilldmpas far att skatta fordonsmassan /11. En sadan metod utnyttjar information fran ett luftfjddringssystem i fordonet. Luftfjddringssytemet miter axeltryck ph alla axlar som har luftfjddring, och rapporterar den last som motsvarar detta axeltryck till en styrenhet, vilken baserat ph denna last kan berdkna fordonets massa. Denna metod fungerar bra om alla axlar hr luftfjddrade. Dock fungerar metoden otillfredsstdllande, eller inte ails, am en eller flera axlar saknar luftfjddring. Denna metod hr till exempel sdrskilt problematiskt for fordonstig som innefattar slip eller trailers, vilka inte rapporterar axelbelastning. Detta kan relativt ofta farekomma di mer eller mindre okdnda slip ofta kopplas ph fordonstAget vid nyttjande av fordonet.

Denna metod hr ocksa problematisk under drift av fordonet, eftersom axeltrycket varierar di fordonet kor Over ojmnheter i vdgbanan, vilket kan leda till att viktskattningen blir felaktig ph grund av det skiftande axeltrycket.

Andra kanda metoder far masskattning utgors av accelerationsbaserade masskattningar. Dessa utnyttjar att det gAr att rdkna ut massan utifrAn en kraft motorn tillfar fordonet och en acceleration denna kraft resulterar i. Kraften tram motorn hr kind i fordonet, men far dessa metoder behaver accelerationen matas eller skattas.

Enligt en metod skattas accelerationen genom att utfora en derivering av fordonets hastighet. Denna metod fungerar bra vid hoga accelerationer, det vill saga ph liga vaxlar i relativt laga farter, men det hr en nackdel med metoden att den paverkas av vaglutningen, eftersom vaglutningen hr en okdnd parameter far metoden. 6 Enligt en annan metod skattas accelerationen med hjalp av en accelerometer. Den accelerometerbaserade metoden har en fordel i att accelerationen mats direkt. Dock innefattar endast en begransad mangd av dagens fordon en accelerometer, vilket gor att denna metod inte är generellt applicerbar pi alla fordon.

Enligt en annan metod skattas accelerationen under vaxling. Denna metod utnyttjar antagandet att karmotstandet dr ofarandrat under en vaxling och jamfor darfar fordonets acceleration fore, under och efter vaxling far att bestamma fordonets vikt. Denna metod resulterar i mycket otillfredsstallande skattningar av fordonsmassan.

De accelerationsbaserade masskattningarna har generellt nackdelar i att vissa korfarutsattningar miste vara uppfyllda for att en god skattning skall kunna utforas. Det är inte ails sakert att dessa farutsattningar uppfylls under en korning, varfor en god masskattning di inte är mojlig. Till exempel kraver de accelerationsbaserade masskattningarna en tillrackligt kraftig acceleration for att ge ett tillfarlitligt resultat. Om en sidan tillrackligt kraftig acceleration inte intraffar under en korning, sisom om fordonet startar karningen i en nedfarsbacke, till exempel fran en tankstation vid en pAfart till en motorvag, och di med hjalp av nedfarsbacken kan accelerera relativt lugnt far att sedan halla vasentligen en konstant hastighet under resten av farden, ger dessa metoder ofta inte en god skattning av fordonsvikten. Aven for fallet att fordonet är sa pass tungt att motorn inte orkar ge en tillrackligt kraftig acceleration, ger dessa metoder ofta en undermilig skattning av fordonsvikten.

Tidigare kanda viktskattningar kraver dessutom ofta att antaganden om rullmotstindet gars, exempelvis om att rullmotstandet har ett i forvag bestamt konstant varde eller 7 att det kan fOrsummas. Detta fOrsamrar noggrannheten for viktskattningarna, eftersom sadana antaganden inte alltid stammer.

Rullmotstandskraften Fro, eller rullfriktionen som den aven kallas, beror bland annat av dackens material och typen av underlag. En grusvag ger exempelvis starre rullmotstand an asfalt. Rullmotstandskraften F -roll kan enligt tidigare kanda lasningar faststallas genom att anta att allt utom rullmotstandskraften Frou Or kant i en dynamisk fordonsmodell och sedan lata rullmotstandskraften Fro u utgOras av resterande krafter i modellen. Rullmotstandskraften Fro kan Oven beraknas utifran data i tva driftspunkter am fordonsvikt in, acceleration a, och vaglutning a, är kanda vid dessa tva olika tidpunkter.

Vaglutningen a kan erhallas baserat pa en karta tillsammans med GPS-information (Global Positioning System), pa radarinformation, pa kamerainformation, pa information fran ett annat fordon, pa i fordonet tidigare lagrad positioneringsinformation och vOglutningsinformation, eller pa information erhallen fran trafiksystem relaterat till namnda vagavsnitt. Vaglutningen a kan aven bestammas i fordonet genom utnyttjande av en accelerometer, en kraftekvation och/eller en hajdfarandring. I system dar informationsutbyte mellan fordon utnyttjas kan Oven en vaglutning a uppskattad av ett fordon tillhandahallas andra fordon, antingen direkt, eller via en mellanliggande enhet sasom en databas eller liknande.

Luftmotstandskraften Fair kan exempelvis, pa motsvarande satt som far rullmotstandskraften Frou ovan, beraknas baserat pa data i tva driftspunkter om fordonsvikten rn, accelerationen a, och vaglutningen a,kanda vid dessa tva olika tidpunkter. 8 Tidigare kdnda sdtt att faststdlla luftmotstandskraften Fair har ofta antagit att luftmotstandskraften Fair utgOrs av en konstant luftmotstandsparameter Cair multiplicerad med fordonshastigheten i kvadrat, Fair = Cat, .v2. Detta antagande, vilket alltsa baseras pa en konstant luftmotstandsparameter Cab., kan ge felaktiga vdrden for luftmotstandskraften Fair cm exempelvis en luftmotstandskoefficient, vilken paverkar luftmotstandsparametern car, egentligen varierar i storlek, sa att luftmotstandsparametern car inte ails är konstant.

Sammanfattningsvis är tidigare skattningar, vilka utfOrs for att bestdmma kOrmotstandet Fcjrivingrcs, det viii saga skattningar av fordonsmassan rn, rullmotstandet Frog, luftmotstandet Fair och vdglutningen, behaftade med korfallsberoende problem och/eller spridningsproblem.

Vid flera av skattningsmetoderna rdknas det som ska skattas ut direkt, vilket ofta krdver att fordonet ligger i ett godkdnt korfall, gdrna i en statisk driftspunkt med en liten variation i mdtsignalerna. Detta gor att om kOrfallen inte uppstar sa erhalls inga nya skattningar. Om inga godkdnda korfall uppstar exempelvis efter en omlastning sa kan det ta lang tid innan berdkningarna av fordonsmassan rn, och ddrmed av kormotstandet Fdrivingres blir korrekta igen.

Flera av metoderna samplar data en stund ndr godkdnda kOrfall uppstar. Sedan gars en berdkning pa dessa samplade data, varefter det skattade vdrdet skickas ut och de tidigare samplade data kastas bort och metoden och borjar cm. Skattningen blir alltsa inte bdttre ju ldngre tiden gar utan beror av kvaliten pa de momentana data som anvdnds just for den skattningen. Hdrigenom uppstar ett spridningsproblem som 9 maste lasas efterat, exempelvis genom medelvardesbildning av de skattningar som skickas ut.

Det är ett syfte med fareliggande uppfinning att lasa ovan namnda problem.

Detta syfte uppnas genom det ovan namnda farfarandet enligt den kannetecknande delen av patentkrav 1. Syftet uppnas aven av det ovan namnda systemet enligt den kannetecknande delen av patentkrav 21. Syftet uppnas aven genom ovan namnda datorprogram och datorprogramprodukt.

Enligt foreliggande uppfinning definieras en longitudinell fordonsmodell sa att den innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid ett giltigt karfall. Sedan faststalls en skattad fordonsvikt Test och en representation av en skattad rullmotstandskraft FM far fordonet. Vid faststallandet av fordonsvikten rest och representationen av rullmotstandskraften FM utnyttjas ett modellfel for den longitudinella fordonsmodellen pa sa satt att den longitudinella fordonsmodellen utnyttjas tillsammans med kanda varden far representationerna av krafterna i modellen for att minimera modellfelet. Modellfelet utgor det tel som erhalls far den longitudinella fordonsmodellen da representationer av kanda krafter och de parametrar som ska skattas är infarda i fordonsmodellen.

Begreppet kanda varden for representationerna av krafterna innefattar har och i denna ansakan beraknade varden far representationerna av krafterna, vilka har beraknats baserat pa uppmatta parametrar och/eller antaganden am parametrar som är relaterade till representationerna av krafterna. Alltsa utnyttjas enligt uppfinningen den longitudinella fordonsmodellen tillsammans med berakningar av kanda varden far representationerna av krafterna, baserade pa uppmatta och/eller antagna parametrar vilka är relaterade till representationerna av krafterna i modellen, for att minimera modellfelet has den longitudinella fordonsmodellen di parametrarna som ska skattas och de kanda vardena for representationerna av krafterna dr infarda i modellen.

Nar fordonet är nytillverkat, eller am till exempel styrenheten vilken beraknar fordonsvikten rest och representationen av rullmotstandskraften FrA byts ut, finns inga kanda varden att utga ifran nar skattningar av exempelvis vikten mest och representationen av rullmotstandskraften F.= gars. Om kanda varden helt saknas utnyttjas farutbestamda standardvarden for exempelvis vikten mest och representationen av rullmotstandskraften F, di mer exakta varden far dessa skattas den aura forsta gangen. Efter den aura farsta gingen varden for exempelvis vikten mest och representationen av rullmotstandskraften Fgri har skattats, utnyttjas de varden som erhalls vid den tidigare skattningen. Harigenom erhalls successivt mer och mer exakta varden for exempelvis vikten rest och representationen av rullmotstandskraften F.

Fareliggande uppfinning ger en samtidig och hagkvalitativ skattning av massan mest och av representationen av rullmotstandskraften F, vilken tillhandahaller battre prestanda an tidigare kanda viktskattningar vilka ofta kraver att antaganden am rullmotstandet gars, exempelvis am att rullmotstandet har ett i farvag bestamt konstant varde eller kan farsummas.

Enligt en utfaringform av foreliggande uppfinning definieras en longitudinell fordonsmodell sa att den passar in i en rekursiv minsta-kvadrat metod. Den rekursiva metoden utnyttjas har far att skatta den massa mest och den representation av 11 rullmotstandskraft Ff som minimerar felet i denna fordonsmodell. Att anvanda en rekursiv minsta-kvadratmetod har okat prestandan avsevart vid skattningen.

Minsta-kvadrat-algoritmen ger en battre skattning ju langre tiden har gatt och ju mer matdata den fatt tillgangligt. Det har vid tester visat sig att algoritmen mycket ofta svanger in sig valdigt nara fordonets sanna vikt.

Den skattade massan grst och representationen av rullmotstandskraften Fiez utnyttjas bland annat for karmotstandsberakningar vid automatvOxelval. Den skattade massan atest utnyttjas Oven for berakningar vid farthallning av olika slag. Harigenom resulterar fareliggande uppfinning i mer optimerade vaxelval och farthallningar i fordonet.

Utaver att skatta massan grst och representationen av rullmotstandskraften Fkan genom utnyttjande av foreliggande uppfinning Oven ytterligare parametrar skattas.

Enligt en utforingsform skattas, forutom massan arst och representationen av rullmotstandskraften FM, Oven luftmotstandsparametern Cgf genom en samtidig skattning av fordonsvikten a/est, representationen av rullmotstandskraften L.estest och luftmotstandsparametern CRt C. epresen carationen av luftmotstandskraften Fair beror av fordonets hastighet i kvadrat, Fair = Cair • V2 r dar car är luftmotstandsparametern, vilket gar att farandringar i fordonshastighet Oven ger stora fardndringar av representationen av luftmotstandskraften Fair.

Luftmotstandsparametern Cair beror huvudsakligen av fordonets frontarea och pa fordonets luftmotstandskoefficient. Luftmotstandskoefficienten kan andras exempelvis cm ny utrustning monteras eller demonteras pa fordonet, sasom 12 ljusramper eller annan utrustning, exempelvis utsmyckning. Frontarean kan andras exempelvis am en trailer kopplas pi eller av fordonet och di exempelvis sticker ut utanfOr styrhytten.

Enligt en utfaringsform skattas, farutom massan atest och representationen av rullmotstAndskraften FM, aven en aglutning aest genom en samtidig skattning av fordonsvikten met, representationen av rullmotstAndskraften Foch aglutningen a' .

Enligt en utfaringsform skattas, farutom massan atest och representationen av rullmotstAndskraften FM, luftmotstindsparametern cgoch vaglutningen aest genom en samtidig skattning av fordonsvikten atest, representationen av rullmotstAndskraften F, luftmotstindsparametern CJ och 15 vaglutningen e Fareliggande uppfinning utnyttjar, och akar sin exakthet far skattningarna am traktionskraften varierar i storlek di matningarna gars. Eftersom traktionskraften F -trac naturligt andrar storlek under normal korning kommer foreliggande uppfinning kommer att fungera val for normal karning av fordonet. Alltsa utnyttjar fareliggande uppfinning ett problem med tidigare kanda losningar till sin fardel.

Ants& är foreliggande uppfinning mindre karfallsberoende an tidigare lasningar varit, eftersom metoden viii ha si mycket matdata som majligt far att gara en bra skattning. Detta gar att metoden kan karas i princip hela tiden fordonet framfors. Detta Or en star skillnad mot tidigare kanda skattningar som kraver speciella karfall dar man samplar data ett tag och darefter skattar ett varde som kan var bra eller daligt, och utan kunskap am skattningens kvalitet. 13 En kovariansvmatris som anvdnds vid rekursionen beskriver variansen i skattningen och kan ddrfor anvdndas som ett kvalitetsmatt pi sjdlva skattningen.

Kortfattad figurforteckning Uppfinningen kommer att belysas ndrmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, ddr lika hdnvisningsbeteckningar anvdnds fOr lika delar, och van: Figur 1 visar ett flodesschema for ett forfarande enligt fOreliggande uppfinning, Figur 2 visar en grafisk illustration av algoritmen enligt uppfinningen, Figurer 3a-d visar simuleringsresultat, Figur 4 visar en styrenhet.

Beskrivning av foredragna utfOringsformer Figur 1 visar ett flodesschema for fOrfarandet enligt fareliggande uppfinning, ddr farfarandet kan utforas av ett system enligt foreliggande uppfinning.

I ett forsta steg 101 av farfarandet, vilket till exempel kan utfOras av en modellenhet, definieras en longitudinell fordonsmodell. Denna fordonsmodell innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pi fordonet vid ett giltigt karfall.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning utgar de giltiga korfallen de korfall da fordonsmodellen är giltig, det vill saga dr en korrekt beskrivning av fordonet.

Fordonsmodellen Or giltig di en svdngkraft verkande fordonet Or farsumbar och di en traktionskraft Ftra, verkande pd fordonet Or kdnd. Eftersom svdngkraften Or forsumbar verkar di 14 alltsa vasentligen inga sidokrafter pi fordonet, exempelvis i form av centrifugalliknande krafter di fordonet svinger, vid de giltiga korfallen. De giltiga kirfallen, di svdngkraften dr forsumbar, innefattar darfor exempelvis korfall di fordonet framfirs vdsentligen rakt fram, det viii saga vdsentligen utan att svinga. Vid de giltiga korfallen ska vidare visentligen inga extra friktionskrafter relaterade till svdngar, ddr dessa extra friktionskrafter exempelvis uppstar vid hjul hos fordon med flera hjulpar vid kraftiga svdngar, till exempel genom att hjulen dras i sidled vilket ger en hogre markfriktion. Dessa extra friktionskrafter uppstar typiskt fir fordon med flera hjulpar, sasom fordon med trailer, slip eller flera hjulaxlar.

Fordonsmodellen dr alltsa giltig di sidokrafter verkande pi fordonet dr farsumbara och di en traktionskraft Fo.„ verkande pi fordonet dr kind. Traktionskraften F -trac utgOr hdr och i detta dokument den totala drivande eller bromsande kraften som verkar pa fordonet. Traktionskraften Ftrac dr exempelvis kind fir kaftan di fordonet framfars av drivkraft tillhandahallen av en forbrinningsmotor, sisom en bensinmotor eller en dieselmotor, eller en elmaskin, ddr drivkraften dr kind.

Traktionskraften F -trac är ocksi kind fir korfall innefattande bromsning med tillsatsbromsar, fir vilka den bromsande kraften ir kind, exempelvis vid avgasbromsning, retarder-bromsning eller bromsning genom utnyttjande av ett bromsande moment tillhandahallet av en elmaskin.

I ett andra steg av farfarandet, vilket exempelvis kan utfaras av en faststillandeenhet, faststills en skattad vikt nrst for fordonet och en representation av en skattad rullmotstAndskraft Fvilken verkar pi fordonet.

Faststallandet av den skattade vikten rest och representationen av den skattade rullmotstAndskraften Fgh utfors genom att den longitudinella fordonsmodellen utnyttjas tillsammans med de kanda varden som finns att tillgA for representationerna av krafterna i fordonsmodellen fOr att minimera ett modellfel i den i forsta steget 101 definierade longitudinella fordonsmodellen. De kdnda vdrdena for representationerna av krafterna kan har baseras pd uppmatta och/eller antagna parametrar vilka Or relaterade till representationerna av krafterna. Med uppmatta parametrar avses har och i detta dokument parametervdrden vilka exempelvis mdts under drift av fordonet, dar denna matning kan ske i realtid. Skattningen av vikten RC' och representationen av rullmotstAndskraften genom att en minimera modellfelet kommer att beskrivas mer i detalj nedan.

I ett tredje step av farfarandet 103 utnyttjar sedan en utnyttjandeenhet den skattade vikten RC' fOr fordonet och representationen av den skattade rullmotstAndskraften F. Enligt en utfOringsform innefattar utnyttjandet att styrsystem och andra system vilka utnyttjar fordonsvikten RC' och/eller representationen av rullmotstAndskraften FM som parametrar i sina berdkningar tillhandahAlls dessa nya skattade vdrden, sa att berdkningarna kan baseras pA de enligt uppfinningen skattade vardena fOr fordonsvikten RC' och/eller representationen av rullmotstAndskraften F.

Genom fOrfarandet enligt fOreliggande uppfinning erhalls en hagkvalitativ och samtidig skattning av bade fordonsvikten RC' och representationen av rullmotstAndskraften Fr vilken kan utfOras vdsentligen hela tiden dl fordonet befinner sip i ett godkdnt kaftan, vilket vid normal korning är mycket ofta.

FOrfarandet fOr skattningen enligt uppfinningen kan enligt en utforingsform utforas som ett svar pd en indikering att nya 16 skattningar av fordonsvikten ntest och av representationen av es- den skattade rullmotstandskraften Fra oU bor garas och/eller snabbas upp pa grund av att farandringar bar skett. En sadan indikation kan enligt en utforingsform av fareliggande uppfinning vara resultatet av ett forfarande dar en longitudinell fordonsmodell definieras sa att den innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid ett giltigt kaftan. Sedan faststalls am en fardndring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft FQ och en verklig vikt inctet far fordonet bar skett. I detta faststallande ingar en bestamning av am representationerna av krafterna med horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra dl en skattad vikt grst och en representation av en skattad rullmotstandskraft FQ ar infOrda i den longitudinella fordonsmodellen. Enligt en utfaringsform ar en residual-baserad detektor anordnad for att identifiera fardndringar has vikten ntest och/eller has representationen av rullmotstandskraften F. Sedan utnyttjas dessa identifieringar far att tillhandahalla indikeringen att nya skattningar Or nodvandiga och/eller att skattningarna ska garas snabbare genom att justera farstarkningen i minstakvadrat skattningen, varigenom skattningen snabbare nar till ett korrekt varde On am farstarkningen behallits of5rOndrad. Pa motsvarande satt kan farfarande for skattningen enligt uppfinningen utforas som ett svar pa en indikering att nya skattningar av luftmotstandsparametern C, och vaglutningen at bo -r garas och/eller snabbas upp pa grund av att fardndringar bar skett.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning ar den longitudinella fordonsmodellen baserad pa Newtons andra lag, det vill saga pa den sa kallade kraftekvationen. 17 Om ett fordon inte svanger eller paverkas av en okand drivande eller bromsande kraft baseras de externa krafter som paverkar fordonet pa luftmotstand, rullmotstand och gravitation pa grund av vaglutning.

Dessa krafter kan utnyttjas far att modellera fordonet enligt Newtons andra lag da representationerna av krafterna utgor krafter i Newton andra lag sa att fordonets longitudinella rorelse kan beskrivas som: in • a = Ftrac — Fair — Fs lope — Fro11(ekv. 3) 10Om Frou — in . 9 . Cr; och(ekv. 4) Fslope = in • g • sina;(ekv. 5) kan ekvation 3 skrivas som: m • a = Ftrac Fair M. • g • sina — m • g • Cr,;(ekv. 6) dar a är ovan namnda fordonsacceleration, vilken kan beraknas baserat pa fordonshastigheten, exempelvis genom utnyttjande av varvtalsgivare pa fordonets hjul, eller kan bestammas medelst en accelerometer; - m är total fordonsvikt, vilken skattas; gravitationskonstanten; -Cr är ovan namnda rullmotstandskoefficient, vilken kan skattas eller antas vara konstant; Fair = Cair • v2 är luftmotstandskraften, vilket utgars av en luftmotstandsparameter car ganger hastigheten v i kvadrat, dar luftmotstandsparametern Gar kan skattas eller skapas 18 en modell for, i vilken luftmotstandsparametern Gar kan antas vara konstant, och dar hastigheten v är mdtbar exempelvis medelst varvtalsgivare pi fordonets hjul; a är den aktuella vdglutningen, vilken exempelvis kan mdtas indirekt med en accelerometer eller erhallas Iran GPS med kartdata; Ftrac är traktionskraften, vilken utg5r det totala drivande eller bromsande aktuella momentet omraknat till en total drivande eller bromsande extern kraft med hjalp av utvaxlingar i fordonets drivlina och hjulradie. Aktuella moment tillhandahalls typiskt av de momentkallor som paverkar fordonet sasom en farbranningsmtor, en elmaskin eller tillsatsbromsar, sasom retarder- eller avgasbromsar. Alltsa kan traktionskraften Ftrac beraknas baserat pa rapporter frin sidana momentkallor am drivlinans aktuella utvdxlingar är kanda samt am hjulradien ar kand eller kan skattas. Traktionskraften kan da beraknas enligt Ftrac = Ttrac • ngear box • nfinal drive irwheel °M momentet Ttrac skapas fare vaxelladan, ngearbox och nfinal drive utgar utvaxlingar for vaxelladan respektive slutvaxeln och rw heel är hjulradien.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning är den longitudinella fordonsmodellen baserad pa Newtons andra lag for rotationshastigheter, tragheter och moment, aven kallad Newtons andra lag for rotation. Har baseras alltsa representationerna av krafterna med horisontell verkan pi dessa rotationshastigheter, tragheter och moment. Moment och hastigheter i drivlinan beror for Newtons andra lag far rotation av ett val av referenspunkt i drivlinan, det viii saga i vilken punkt i drivlinan momentjdmvikten berdknas, pa grund av drivlinans utvdxlingar exempelvis i vaxelladan. 19 For en referenspunkt vid fordonets hjul kan fordonets longitudinella rorelse uttryckas som: ,2 m • wheel • thwheel = Ttrac Tresistance (ekv. 7 dar - m Or total fordonsvikt, vilken skattas; rlowet Or en hjulradie fOr fordonets hjul; thwheel Or vinkelacceleration fOr aktuell referenspunkt, det viii saga for fordonets hjulaxel di referenspunkten i ekvation 6 Or vid fordonets hjul. Vinkelaccelerationen thwheel kan exempelvis beraknas med en derivata av signalen fran en varvtalsgivare placerad nagonstans langs drivlinan am utvaxlingarna mellan givarens position och referenspunkten Or kanda. I manga fordon, exempelvis i moderna lastbilar, finns ofta varvtalsgivare pi motorn och efter vaxelladan. Fordon med nagon form av automatvaxlingssystem har ofta aven givare i vaxellidan. Fordon med elektriskt bromssystem har ofta givare pi ett eller flera av hjulen. Vinkelaccelerationen gar ocksi att berakna med accelerometer am hjulradien Or kand; Ttrac är ett totalt traktionsmoment, vilket utgOr det totala drivande eller bromsande momentet utvaxlat till aktuell referenspunkt, det viii saga till fordonets hjul fOr ekvation 6; och Tresistance Or ett totalt kOrmotstAndsmo ment, vilket i referenspunkten vid fordonets hjul Or kOrmotstAndskrafterna Fair, Fsiope och Fro u multiplicerade med hjulradien rwheel enligt: Tresistance = (Fair slope Froll) • rwheel dar Fair, Fsiope och Frou definieras p1 sO satt som beskrivs ovan enligt Fair = Cair • V2 och i ekvationerna 4-5.

For Newtons andra lag for rotation beror traktionsmomentet Ttrac trac av placeringen av referenspunkten fOr jamvikten, eftersom traktionsmomentet Ttrac Or en summa av de moment som paverkar olika punkter langs drivlinan. Olika aktuatorer i fordonet tillfar moment pa olika stallen i drivlinan, vilket gar att momenten mAste skalas med eventuella utvaxlingar och verkningsgrader mellan den punkt dar momenten paverkar drivlinan och referenspunkten nar det totala traktionsmomentet Ttrac i referenspunkten ska beraknas. Exempelvis verkar motorns moment fore vaxelladan medan en retarderkrets moment verkar efter vaxelladan, vilket gor att olika utvaxlingar utnyttjas far motorn respektive retarderkretsen vid berakningar av det totala traktionsmomentet Ttrac. Aven kormotstandsmomentet Tresistance utvaxlingar langs drivlinan.

En fackman pA omradet inser att traktionsmomentet Ttrac andras av utvaxlingar langs drivlinan och/eller att karmotstandsmomentet Tres istance kan behava skalas langs drivlinan, frAn motorn till fordonets hjul, och att ekvation 6 galler generellt for alla olika referenspunkter langs drivlinan, medan uttrycken for traktionsmomentet Ttrac och/eller karmotstandsmomentet T resistance har olika utseende respektive skalning far olika referenspunkter.

Varvtalsgivarens placering paverkar ocksa jamvikten och darmed ett utseende far jamviktsuttrycket, eftersom Oven varvtalet maste skalas om till den aktuella referenspunkten. Om varvtalsgivaren Or placerad mellan motorn och referenspunkten, for vilken jamvikten beraknas, kan momentjamvikten, och darmed fordonsmodellen, generellt beskrivas som: m r22 wheel// wheelToRef • (i)sensor/nsensorToRef = Ttrac TresistancelnwheelToRef behover skalas for olika referenspunkter pa grund av 21 (ekv. 8) dar m ar total fordonsvikt, vilken skattas; rwiteet ar fordonets hjuiradie; - di sensor dr en vinkelacceleration for en aktuell position far varvtalsgivaren; Ttrac dr ett totalt traktionsmoment; och Tresistance är ett totalt kormotstdndsmoment; T resistance = (Fair + Fslope + Fro11) • rwheel r dar Fair, F -slope och Frou definieras pa sa sdtt som beskrivs ovan enligt Fair r = -air • V2 och i ekvationerna 4-5; nsensorToRef Or ett utvaxlingsfarhAllande mellan varvtalsgivaren och referenspunkten, inkiusive eventueila fOrluster i vdxlarna; och nwheelToRef ar ett utvaxlingsforhdllande mellan hjulen och referenspunkten, inklusive eventuella fOrluster i vaxlarna.

Om varvtalsgivaren istdllet ar placerad mellan referenspunkten, for vilken jamvikten beraknas, och hjulen kan momentjdmvikten, och ddrmed fordonsmodellen, generellt beskrivas som: m • r2 /n2 wheel wheelToRef • thsensor • nsensorToRef = Ttrac — Tresistance/nwheelToRef (ekv. 9) dar m ar total fordonsvikt, vilken skattas; 22 rwheeldr fordonets hjulradie; (;) sensor är en vinkelacceleration for en aktuell position for varvtalsgivaren; Ttrac är ett totalt traktionsmoment; och Tresistance är ett totalt kormotstandsmoment; T resistance = (Fair + Fslope + Frog) • rwheel ddr Fair, F - slope och Frou definieras pa sà sdtt som beskrivs ovan enligt Fair = Cair • ekvationerna 4-5; nsens orToRef är ett utvdxlingsfarhallande mellan varvtalsgivaren och referenspunkten, inklusive eventuella farluster i vdxlarna; och nwheelToRef är ett utvdxlingsforhAllande mellan hjulen och referenspunkten, inklusive eventuella forluster i vdxlarna.

Da den longitudinella fordonsmodellen baseras pa Newtons andra lag fOr rotation motsvaras alltsa representationerna av krafterna av moment, det viii saga traktionskraften Ftrac motsvaras av traktionsmomentet Ttrac och kormotstdndskraften Fdrivingres motsvaras av kOrmotstandsmomentet Tresistance. Alltsa motsvaras rullmotstAndskraften Fro u av rullmotstAndsmomentet Trou, luftmotstdndskraften Fair av luftmotstdndsmomentet Tair och en kraft orsakad av vdglutning Fsiope motsvaras av ett moment orsakat av vdglutning Tstapc. Accelerationen a motsvaras av vinkelaccelerationen cb.

Nedan beskrivs hur skattningen av bland andra fordonsvikten est och representationen av rullmotstandskraften F7enligt uppfinningen utfors da Newtons andra lag baserad pa krafter V2 och i 23 utnyttjas for fordonsmodellen, det viii saga utgaende fran ekvation 6, varvid representationerna av krafterna utgor krafterna med horisontell verkan enligt fordonsmodellen. Motsvarande skattning av exempelvis fordonsvikten nrst och representationen av rullmotstandskraften Fr% enligt uppfinningen kan dven utfaras da Newtons andra lag baserad pa rotation utnyttjas som fordonsmodell, varvid representationerna av krafterna utgar rotationshastigheter, trbgheter och moment, sasom beskrivs ovan. Med andra ord kan skattningen av exempelvis fordonsvikten nest och representationen av rullmotstandskraften FreA enligt uppfinningen dven utfaras utgaende fran nagon av ekvationerna 7-9. En fackman pa omradet kan med ledning av beskrivningen ovan av Newtons andra lag for rotation hdrleda fOrfarandesteg och/eller uttryck motsvarande nedan beskrivna skattningen av fordonsvikten nest och representationen av rullmotstandskraften Fest enligt uppfinningen dven far Newtons andra lag for rotation.

Sasom beskrivits ovan är alltsa de kanda vdrdena far representationerna av krafterna den longitudinella fordonsmodellen, exempelvis beskriven i ekvation 6, uppmdtta eller bestdmda medelst en modell.

Karmotstandsmodellen kan erhallas genom en omformulering av rullmotstandsmodellen i ekvation 6: a + g • sina — 1 mestfrac — Fair)u(ekv. 10) dar a är ovan namnda fordonsacceleration; nrst är en total fordonsvikt, vilken ska skattas; 24 g dr ovan ndmnda gravitationskonstant; Crst dr rullmotstAndskoefficienten, vilken ska skattas; Fair dr ovan ndmnda luftmotstAndskraft; a är ovan ndmnda vdglutning; - Ftrac dr ovan ndmnda traktionskraft.

Uttrycket i ekvation 10 är sdrskilt ldmpligt far utnyttjande av en rekursiv minsta-kvadrat skattning for minimering av modellfelet, vilket kommer beskrivas mer i detalj nedan. Divisionen med fordonsmassan som ska skattas rest utnyttjas hdr far att separera rullmotstAndskoefficienten Crt frdn fordonsmassan nest i ekvation 10.

Sdsom framgdr av ekvation 10 skattas representationen av rullmotstdndskraften F1 har genom att forst faststalla en skattad rullmotstAndskoefficient CTA, varefter representationen av rullmotstandskraften rdknas at enligt: F reoS[l = CreSt ineSt Enligt en utfOringsform av uppfinningen faststdlls skattningen av fordonsvikten mest och representationen av rullmotstandskraften Fgenom en minimering av modellfelet, det viii saga genom en minimering av det fel som erhdlls far den longitudinella fordonsmodellen di de parametrar som ska skattas infors i modellen och di representationerna av de kanda krafterna, vilka kan baseras pa uppmatta och/eller antagna parametrar relaterade till representationerna av krafterna, infors i modellen.

Minimeringen kan hdr utforas genom utnyttjande av en rekursiv metod for identifierande av skattade varden vilka ger ett minsta kvadratiskt fel for den longitudinella fordonsmodellen jamfOrt med motsvarande kanda varden for representationerna av krafterna. Aven andra metoder for minimering av modellfelet kan utnyttjas vid faststallandet, sasom en minstamedelkvadratmetod, en normaliserad minsta-medelkvadratmetod, en rekursiv minsta-kvadratmetod, en minsta-kvadratmetod med glOmskefaktor, en rekursiv minsta-kvadratmetod med glOmskefaktor, en maximum likelihood-metod, eller en metod utnyttjande Kalman-filtrering. Harefter kommer en minsta kvadrat-skattning att beskrivas. Dock inser fackmannen att motsvarande skattning utnyttjande en minsta-medelkvadratmetod, en normaliserad minsta-medelkvadratmetod, en rekursiv minstakvadratmetod, en minsta-kvadratmetod med glOmskefaktor, en rekursiv minsta-kvadratmetod med glOmskefaktor, en maximum likelihood-metod, eller en meted utnyttjande Kalman-filtrering kan harledas. Vasentligen alla lampliga metoder vilka kan hitta parametervarden som minimerar ett modellfel kan utnyttjas for skattningar enligt fareliggande uppfinning, vilket inses av en fackman.

Om ekvation 10 vektorfaktoriseras erhalls: a[n] +g • sina [n] — [Ftrac [n] Fair [n], — gl [1 hnest [n], (ekv. [n]ekv. 11) 11) och om vektorerna ges benamningar enligt: -d[n] =[cli„mesttl,(ekv.

) FFtrac [n] — Fair [n] — (ekv. 13) och 26 y[n] = a[n] +9 • sina[n](ekv. 14) kan ekvation 11 skrivas som: y[n] — cioT [n] • [n] .(ekv. 15) Ekvation 15 kan anvdndas i en standardform for en rekursiv minsta-kvadrat skattning, vilket är mycket fOrdelaktigt. En rekursiv minsta-kvadrat skattning beskrivs i detalj nedan.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning innefattar faststdllandet av parametrarna ett faststdllande av den skattade fordonsvikten mest, representationen av rullmotstandskraften F1och en skattad luftmotstandsparameter CV vilken verkar p& fordonet.

Karmotstandsmodellen enligt ekvation 6 kan skrivas am enligt: a + g • sina — 1Cest F_L airv2 cest g = Or Mesttrac ' mestr (ekv. 16) ddr - a är ovan ndmnda fordonsacceleration; est -är ovan ndmnda totala fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; _ crest är ovan ndmnda rullmotstAndskoefficient, vilken ska skattas; CV är ovan ndmnda luftmotstAndsparameter, vilken ska skattas; a är ovan ndmnda aktuell vdglutning; 27 Ftrac är ovan namnda traktionskraft.

Sasom framgar av ekvation 16 skattas representationen av luftmotstandskraften Ff har genom att forst fastst011a en skattad luftmotstandsparameter CO, varefter representationen av luftmotstandskraften rOknas ut= caeiSrt * v2 Eftersom varierande varden for luftmotstandsparametern CJ genom foreliggande utfaringsform enkelt kan skattas kan ovan namnda problem relaterade till felaktiga antaganden om att luftmotstandsparametern cff är en i farvag bestand konstant undvikas, exempelvis vid ombyggnation och pa- respektive avkoppling av trailer/slap som typiskt ger forandrade vOrden fOr luftmotstandskraften.

Enligt en utfaringsform av uppfinningen faststalls pa motsvarande satt som beskrivits ovan skattningen av fordonsvikten ?nest, representationen av rullmotstandskraften FrA och luftmotstandsparametern CJ genom en minimering modellfelet fOr fordonsmodellen. Minimeringen kan Oven har utforas genom utnyttjande av en rekursiv metod for identifierande av skattade varden vilka ger ett minsta kvadratiskt tel for den longitudinella fordonsmodellen med de skattade vardena inforda och med ovan namnda kanda varden fOr ovriga representationer av krafterna inforda. Denna metod kommer hOrefter att beskrivas. Dock kan Oven till exempel en minsta-medelkvadratmetod, en normaliserad minsta- medelkvadratmetod, en rekursiv minsta-kvadratmetod, en minsta- kvadratmetod med glomskefaktor, en rekursiv minstakvadratmetod med glomskefaktor, en maximum likelihood-metod, eller en metod utnyttjande Kalman-filtrering utnyttjas for att hitta skattade varden som minimerar modellfelet. 28 Ekvation 16 kan faktoriseras enligt: ihnest [n] a [n] +9. sina[n] — [Ftrac[n], _9, _v2crest [i] (ekv. 17) cceasit. in est Om vektorna bendmns enligt: [ ihnest [72] el [n] = crt [72], caefit mest (ekv. 18) Ftrac [n]I cp [it] = [—g —v2 (ekv. 19) och y[n] = a [n] + • sina [n](ekv. 20) kan ekvation 14 skrivas som: y[n] — (pT [n] • [n] .(ekv. 21) Ekvation 21 kan anvandas i en standardform for en rekursiv minsta-kvadrat skattning, vilket är mycket fOrdelaktigt. En rekursiv minsta-kvadrat skattning beskrivs i detalj nedan.

Enligt en utfaringsform av uppfinningen innefattar faststallandet av parametrarna ett faststallande av den skattade fordonsvikten atest, representationen av den skattade rullmotstAndskraften Fest och en skattad vaglutning est musom fordonet upplever.

Hdr kan den longitudinella fordonsmodellen beskrivas som: a + g • sina' — mest(trac Fair) + Crest • g = 0(ekv. 22) dar 29 a är en fordonsacceleration; _ mest är en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; Crst är en rullmotstandskoefficient, vilken ska skattas; - Fair dr ett luftmotstand; _ aest är en aktuell vaglutning, vilken ska skattas; Ftrac är en traktionskraft.

Enligt en utfaringsform av uppfinningen faststalls pa motsvarande satt som beskrivits ovan skattningen av fordonsvikten ?nest, representationen av rullmotstandskraften PTA och vaglutningen est genom en minimering modellfelet for fordonsmodellen. Minimeringen kan aven har utfaras genom utnyttjande av en rekursiv metod fOr identifierande av skattade varden vilka ger ett minsta kvadratiskt tel far den longitudinella fordonsmodellen med de skattade parametrarna inforda och med de kanda vardena far avriga representationer av krafter inforda, eller genom utnyttjande av nagon av de ovan namnda metoderna for minimering av modellfelet.

Om ekvation 19 a[n] — [Ftrac[n] och vektorerna [n] = (I) [n] = vektorfaktoriseras — Fair [n], ges benamningar ',Hest —(aest [n]) CgSt + sin [Ftrac [n]Fair [n] — 91 r enligt: erhalls: [1/ rnest [n] [ CPt [n] + sin (aest [n]) ( e k v .23) (ekv.24) (ekv.25) och y [n] = a[n](ekv. 26) kan ekvation 20 skrivas som: y [n] - (pT [n] • o[n] .(ekv. 27) Ekvation 27 kan anvdndas i en standardform for en rekursiv minsta-kvadrat skattning, vilket är mycket fordelaktigt. En rekursiv minsta-kvadrat skattning beskrivs i detalj nedan.

Enligt en utfOringsform av uppfinningen innefattar faststdllandet av parametrar ett faststdllande av den skattade fordonsvikten Test, representationen av den skattade rullmotstandskraften FQ , en skattad luftmotstandsparameter CJ och en skattad vdglutning aest som fordonet upplever.

Hdr kan den longitudinella fordonsmodellen beskrivas som: 1 a + g • sinaest -r ,— cest mest trac m s aetrtest v2 urr • g = 0 (ekv. 28) ddr - a är en fordonsacceleration; est - mar en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; qst är en rullmotstandskoefficient, vilken ska skattas; - CZ är ovan ndmnda luftmotstandsparameter, vilken ska skattas; aest är en aktuell vaglutning, vilken ska skattas; Ftrac är en traktionskraft. 31 Enligt en utfOringsform av uppfinningen faststalls pa motsvarande satt som beskrivits ovan skattningen av fordonsvikten mest, representationen av rullmotstandskraften Pesti luftmotstandsparametern Ce't och vaglutningen ae. genom en -rocar minimering modellfelet for fordonsmodellen. Minimeringen kan Oven har utforas genom utnyttjande av en rekursiv metod for identifierande av skattade varden vilka ger ett minsta kvadratiskt tel far den longitudinella fordonsmodellen med de skattade parametrarna infOrda och med de kanda vardena fOr ovriga representationer av krafter infarda, eller genom utnyttjande av nagon av de ovan namnda metoderna fOr minimering av modellfelet.

Ekvation 25 kan faktoriseras enligt: vinest[n] a[n] _ rtratini,—I)21 Cgst[n]Sin(aest [n]) c est m est (ekv. 29) Om vektorna benamns e[n] , enligt: [ vinest [n] Cgst [n] + sin cgg (a9 n]) ,(ekv. mest Ftrac [n] [n] = [—g I (ekv. och —V2 y[n] = a [n kan ekvation 29 skrivas som: (ekv. y[n] — (pT [n] •[n] . (ekv. 32 Ekvation 33 kan anvandas i en standardform for en rekursiv minsta-kvadrat skattning, vilket är mycket fordelaktigt. En rekursiv minsta-kvadrat skattning beskrivs i detalj nedan.

Enligt en utforingsform innebar den ovan namnda rekursiva minsta-kvadrat metoden for minimeringen av modellfelet i kvadrat att berakningarna uppdateras vid varje tidssteg, det viii saga vid vane tidpunkt som nya matdata tillhandahalls. Da nya matdata tillhandahalls behover endast dessa nya data, det viii saga matdata samplade vid detta tidsteg, utnyttjas vid berakningarna. Alltsa har den rekursiva minimeringen av modellfelet en fordel i att berakningarna inte kraver att langa matvektorer av insamlade data tillhandahalls, vilket hade gar att minneskraven minskar. Den rekursiva metoden innefattar aven utnyttjande av en glomskefaktor, vilken anger en filterkonstant A som sager hur lange uppmatta data ska minnas i berakningarna.

Rekursionen vid tidssteget n, vilken utnyttjar beraknade varden for ett foregaende tidssteg n-1, kan beskrivs som: e[n] =—1] + K [n] • Cy [n] —[n] • e [n — 1])(ekv. 34) K [n] = P [n] • cp [n](ekv. 35) P [n] = (P [n — 1]P[n-1].cp[n].(pT[n].P[n-1]) (ekv. 36) A-FcpT[n].P[n–l]cp[n] I Ear erhalls dm, y[n] och T[n] fran ekvation 15, 21, 27 eller 33 , varvid y[n] och (pm utgar matningar vid tidpunkten n.

Parametern A är en filterkonstant som utgor en sa kallad glamskefaktor, vilken anger hur lange uppmatta data ska finnas kvar i rekursionen. Far parameterervardet A=1 anpassar skattningen sig till all tidigare uppmatt data. Enligt en utforingform av uppfinningen satts filterkonstanten till ett 33 vdrde mindre an ett, A< 1, eftersom rullmotstandet kan dndras under korning, varfor det ofta akar kvaliteten pa skattningarna att glomma bort gamla mdtningar efter en ldmpligt vald tidsperiod.

P[n] är en kovariansmatris med en storlek som beror av antalet rader i vektorn e[n]. Om vektorn d[n] har N rader sa är matrisen P[n] en NxN-matris. Kovariansmatrisen P[n] kan aven utnyttjas far att ge ett kvalitetsmatt pa skattningen, eftersom variansen for skattningen kan utldsas ur matrisen P[n].

Rekursionen kan ses som att skattningen j[n] vid tidssteget n uppdateras med en forstarkning K[n] ganger modellfelet.

Forstarkningen K[n] beror av variansen for matdatan och av glamskefaktorn A.

Figur 2 visar en icke-begransande grafisk illustration av det problem fareliggande uppfinning avser att lasa.

Fordonsacceleration a och vaglutningen a anges langs y-axeln som funktion av traktionskraft minus lutftmotstand, Fo.„ ldngs x-axeln. Om insamlad data fran giltiga karfall under karning laggs in i diagrammet framgar att data ligger relativt samlat sa att det gar att dra en linje rakt igenom datamangden.

Linjen kan analyseras med hjalp av rata linjens ekvation: y=k•x+b,(ekv. 37) ddr k är linjens lutning och b är skarningen med y-axeln. Lat variablerna for linjen ges av: y = a + g • sina(ekv. 38) och 34 = Ftrac - Fair(ekv. 39) Om ekvation 10 jdmfors med ekvationen 37 for linjen i figur 2 kan konstateras att lutningen k for linjen ska vara k=1/rn och skarningen med y-axeln ska vara b = -g • Cr far att ekvation 37 ska anpassas till ekvation 10. For att hitta den linje som passar bast till matdatan maste alltsa fordonsmassan m och rullmotstandskoefficienten Cr skattas, vilket är precis vad fareliggande uppfinning gar.

Figur 2 illustrerar dven en fordel med forfarandet enligt fareliggande uppfinning, eftersom det i figuren tydligt framgar att det dr ldttare att fa en ldmplig lutning pa linjen om det finns mycket data spritt Over x-axeln att anpassa mot. Ants& är det bara bra am traktionskraft minus lutftmotstandskraft, Ft,-Fair, varierar i storlek da matningarna gars. Eftersom traktionskraften F - trac dndrar storlek under normal karning kommer fOreliggande uppfinning att fungera val under en star del av tiden far normal korning av fordonet, eftersom det da är vanligare att krafterna varieras, an att de ligger i statiska driftspunkter.

Detta är en star fardel jdmfort med tidigare kdnda lOsningar.

Figurerna 3a-d visar ett icke-begransande exempel pa farfarandet far fareliggande uppfinning vid verklig drift. Fordonet har enligt i detta exempel en verklig vikt av ca 60 ton.

Figur 3a visar fordonshastigheten vid korningen och figur 3b visar skattad rullmotstandskoefficient Cr- Vid tiden strax efter 500 s kar fordonet ut fran grus/sand till asfalt, varvid rullmotstandskoefficient Cr sjunker tydligt vilket stammer vdl med verkligheten. naturligt Figur 3c visar med en streckad linje den sanna vikten, det viii saga ca 60 ton. Fordonet har inledningsvis statt stilla och ett slap har kopplats pa fordonet. Den tjocka heldragna kurvan visar den viktskattningen enligt foreliggande uppfinning. Den punkt-streckade kurvan visar ett medianvarde av tidigare kanda skattningar, det viii saga de som kraver ett visst k6rfall, under vilket de samplar en stund och sedan gbr en berakning. Ju fler skattningar av den tidigare kanda typen som gjorts desto narmare de riktiga vardena nar skattningen.

Dock tar detta ibland en avsevard tid i ansprak.

Figur 3d visar konditionstalet for kovariansmatrisen P[n]. Kurvan är ritad i logaritmisk skala eftersom den har ett relativt hagt varde i borjan av karningen. Hlr framgar tydligt att kurvan sjunker relativt snabbt i barjan av korningen nar skattningen blir battre och kvaliteten akar far skattningen.

Sedan ligger den kring ett relativt lagt varde, vilket innebar att kvaliteten forblir god. Fluktuationerna kring det laga vardet beror pa att signalernas brus andras.

Fackmannen inser att en meted far skattning av parametrar vilka paverkar ett kormotstand Farivingres for ett fordon enligt fareliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket nar det exekveras i en dator astadkommer att datorn utfar metoden. Datorprogrammet utgar vanligtvis en del av en datorprogramprodukt 403, dar datorprogramprodukten innefattar ett lLmpligt digitalt lagringsmedium pa vilket datorprogrammet ar lagrat. Namnda datorlasbara medium bestar av ett lLmpligt minne, sasom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en harddiskenhet, etc. 36 Figur 4 visar schematiskt en styrenhet 400. Styrenheten 400 innefattar en berakningsenhet 401, vilken kan utgOras av vdsentligen nagon ldmplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets for digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en fOrutbestdmd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Berdkningsenheten 401 är fOrbunden med en, i styrenheten 400 anordnad, minnesenhet 402, vilken tillhandahaller berdkningsenheten 401 t.ex. den ldgrade programkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 401 behaver for att kunna utfOrd berdkningar. Berdkningsenheten 401 är aven dnordnad att lagra del- eller slutresultat av berdkningar i minnesenheten 402.

Vidare är styrenheten 400 forsedd med anordningar 411, 412, 413, 414 far mottagande respektive sdndande av in- respektive utsignaler. Dessa in- respektive utsignaler kan innehalla vagformer, pulser, eller andra attribut, vilka av anordningarna 411, 413 for mottagande av insignaler kan detekteras som information och kan omvandlas till signaler som kan behandlas av berakningsenheten 401. Dessa signaler tillhandahalls sedan berdkningsenheten 401. Anordningarna 412, 414 for sandande av utsignaler är anordnade att omvandla signaler erhallna fran berdkningsenheten 401 f6r skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan averf6ras till andra delar av fordonet.

Var och en av anslutningarna till anordningarna for mottagande respektive sandande av in- respektive utsignaler kan utgoras av en eller flera av en kabel; en databuss, sasom en CAN-buss (Controller Area Network bus), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport bus), eller nagon annan busskonfiguration; eller av en tradlas anslutning. 37 En fackman inser att den ovan namnda datorn kan utgOras av berdkningsenheten 401 och att det ovan nOmnda minnet kan utgOras av minnesenheten 402.

Allmant bestar styrsystem i moderna fordon av ett kommunikationsbussystem bestaende av en eller flera kommunikationsbussar for att sammankoppla ett antal elektroniska styrenheter (ECU:er), eller controllers, och olika pa fordonet lokaliserade komponenter. Ett dylikt styrsystem kan innefatta ett stort antal styrenheter, och ansvaret for en specifik funktion kan vara uppdelat pa fler an en styrenhet. Fordon av den visade typen innefattar alltsa ofta betydligt fler styrenheter an vad som visas i figur 4, vilket är valkant for fackmannen mom teknikomradet.

Fareliggande uppfinning är i den visade utfOringsformen implementerad i styrenheten 400. Uppfinningen kan dock Oven implementeras helt eller delvis i en eller flera andra vid fordonet redan befintliga styrenheter eller i flagon for fareliggande uppfinning dedikerad styrenhet.

Enligt en aspekt av fareliggande uppfinning tillhandahalls ett system for skattning av parametrar vilka paverkar en karmotstandskraft Fdrivffig „ far fordonet. Systemet innefattar en modellenhet och en faststallandeenhet. Modellenheten Or anordnad att definiera den ovan namnda longitudinella fordonsmodellen, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid ovan nOmnda giltiga karfall. Faststallandeenhet är anordnad att faststalla en skattad vikt ntest fOr fordonet och att faststalla en representationen av en skattad rullmotstandskraft Ff vilken verkar pa fordonet. Fastst011andeenheten Or, sasom beskrivits ovan, anordnad att basera faststallandet av vikten mest och representationen av rullmotstandskraften FM pa den 38 longitudinella fordonsmodellen i kombination med kanda varden for representationerna av krafterna med horisontell verkan pa fordonet, varvid parametervarden vilka minimerar modellfelet for fordonsmodellen kan identifieras.

Fackmannen inser ocksa att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utforingsformerna av metoden enligt uppfinningen. Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande atminstone ett system for skattning av parametrar vilka paverkar en kOrmotstandskraft Fdrivingres f or fordonet.

FOreliggande uppfinning dr inte begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utforingsformer mom de bifogade sjalvstandiga kravens skyddsomfang.

Claims (21)

39 Patentkrav 1. FOrfarande for skattning av parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft F drivingres far ett fordon, kannetecknat av 1. ett definierande av en longitudinell fordonsmodell, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa namnda fordon vid ett giltigt karfall; 2. ett faststdllande av en skattad vikt mest for ndmnda fordon och av en representation av en skattad rullmotstandskraft FQ vilken verkar pa ndmnda fordon, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell utnyttjas tillsammans med kanda vdrden far ndmnda representationer av krafter for att minimera ett modellfel hos ndmnda longitudinella fordonsmodell. 2. FOrfarande enligt patentkrav 1, varvid ndmnda giltiga karfall utgor ett korfall for vilket en svdngkraft verkande pa ndmnda fordon är fOrsumbar och for vilket en traktionskraft Ftrac verkande pa ndmnda fordon Or kand. 3. FOrfarande enligt patentkrav 2, varvid ndmnda traktionskraft Ftrac Or kdnd f5r k5rfallen i gruppen av:

1. framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en farbrdnningsmotor;

2. framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en elmaskin;

3. avgasbromsning; 4. retarder-bromsning; och - bromsning medelst utnyttjande av en elmaskin.

4. FOrfarande enligt nagot av patentkrav 1-3, varvid ndmnda kdnda vdrden for ndmnda representationer av krafter Or uppmatta eller bestdmda medelst en modell.

5. FOrfarande enligt nagot av patentkrav 1-4, varvid ndmnda faststdllande av ndmnda representation av ndmnda skattade rullmotstandskraft Fgh innefattar ett faststallande av en skattad rullmotstandskoefficient Cfst.

6. Fbrfarande enligt nagot av patentkrav 1-5, varvid namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: a+ g • sina — l,F — Fair) + Crest • g =0, mesttrac dar 1. a är en fordonsacceleration; est 2. mar en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; _ crest är en rullmotstandskoefficient, vilken ska skattas; 3. Fair är en luftmotstandskraft; 4. a är en aktuell vaglutning; 5. Ftrac är en traktionskraft.

7. Farfarande enligt nagot av patentkrav 1-4, varvid namnda faststallande innefattar ett faststallande av namnda skattade vikt ?nest, namnda representation av namnda rullmotstandskraft Fgh och en representation av en skattad luftmotstandskraft P vilken verkar pa namnda fordon.

8. Farfarande enligt patentkrav 7, varvid namnda faststallande av namnda representation av namnda skattade luftmotstandskraft Fa innefattar ett faststallande av en skattad luftmotstandskoefficient C. 41

9. F6rfarande enligt nagot av patentkrav 7-8, varvid namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: a + g • sina — ce.Ft F± air v2 + ceSt= 0 mest trac mestr ddr - a är en fordonsacceleration; 1. mest är en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; 2. rest är en rullmotstAndskoefficient, vilken ska skattas; 3. Cce,'; är en luftmotstandsparameter, vilken ska skattas; - a dr en aktuell vdglutning; Ftrac är en traktionskraft.

10. Fbrfarande enligt nagot av patentkrav 1-4, varvid ndmnda faststdllande innefattar ett faststdllande av ndmnda skattade vikt ?nest, ndmnda representation av ndmnda skattade rullmotstandskraft FM och en skattad vdglutning aest ndmnda fordon upplever.

11. Farfarande enligt patentkrav 10, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: a + g • sinaest — 1 mesttrac Fair) + cpt= 0 dar - a är en fordonsacceleration; _ mest är en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; 42 _ crest är en rullmotstandskoefficient, vilken ska skattas; 1. Fair är en luftmotstandskraft; 2. aest är en aktuell vaglutning, vilken ska skattas; Ftrac är en traktionskraft.

12. Farfarande enligt nagot av patentkrav 1-4, varvid namnda faststallande innefattar ett faststallande av namnda skattade vikt nest, ndmnda representation av ndmnda skattade rullmotstandskraft p.m , en skattad luftmotstandskoefficient CJ och en skattad vaglutning aest namnda fordon upplever.

13. Farfarande enligt patentkrav 12, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: cv 2 a + g • sinaest — mest v + qst • g = 0 Ftrac dar 1. a är en fordonsacceleration; _ mest är en total fordonsvikt, vilken ska skattas; gravitationskonstanten; _ rest r är en rullmotstandskoefficient, vilken ska skattas; 2. Cair är en luftmotstandsparameter, vilken ska skattas; _ aest är en aktuell vaglutning, vilken ska skattas; Ftrac är en traktionskraft. 43

14. FOrfarande enligt nagot av patentkrav 1-13, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell är baserad pd Newtons andra lag.

15. Forfarande enligt ndgot av patentkrav 1-14, varvid ndmnda kanda vdrden innefattar berdknade vdrden far namnda representation av ndmnda krafter, ddr ndmnda berdknade vdrden har beraknats baserat pd uppmdtta parametrar och/eller antaganden om parametrar vilka är relaterade till namnda representationer av ndmnda krafter.

16. FOrfarande enligt n&got av patentkrav 1-15, varvid minimeringen av ndmnda modellfel utfors genom utnyttjande av en rekursiv metod for identifierande av skattade vdrden vilka ger ett minsta kvadratiskt fel for namnda longitudinella fordonsmodell med ndmnda skattade vdrden inforda och med ndmnda kanda vdrden far ovriga representationer av krafter inforda.

17. Farfarande enligt ndgot av patentkrav 1-16, varvid minimeringen av ndmnda modellfel utfOrs genom utnyttjande av nAgon av metoderna i gruppen av: - en minsta-medelkvadratmetod; 1. en normaliserad minsta-medelkvadratmetod; 2. en metod utnyttjande Kalman-filtrering; 3. en rekursiv minsta-kvadratmetod; 4. en minsta-kvadratmetod med glomskefaktor; - en rekursiv minsta-kvadratmetod med glomskefaktor; och 5. en maximum likelihood-metod,.

18. Farfarande enligt ndgot av patentkrav 16-17, varvid en beskrivning av ndmnda longitudinella fordonsmodell anpassas sd att namnda metod kan utnyttjas fOr att minimera namnda modellfel. 44

19. Datorprogram innefattande programkod, vilket nAr namnda programkod exekveras i en dator Astadkommer att namnda dator utfar metoden enligt nAgot av patentkrav 1-18.

20. Datorprogramprodukt innefattande ett datorlasbart medium och ett datorprogram enligt patentkrav 19, varvid namnda datorprogram är innefattat i namnda datorlasbara medium.

21. System far skattning av parametrar vilka pAverkar en karmotstandskraft Fdrivingres far ett fordon, kannetecknat av - en modellenhet anordnad att definiera en longitudinell fordonsmodell, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pd namnda fordon vid ett giltigt karfall; - en faststallandeenhet anordnad att faststalla en skattad vikt ntest for nAmnda fordon och en representation av en skattad rullmotstAndskraft Fvilken verkar p1 namnda fordon, varvid namnda longitudinella fordonsmodell utnyttjas tillsammans med kanda varden far namnda representationer av namnda krafter for att minimera ett modellfel hos namnda longitudinella fordonsmodell. PLI)--4S;CX)-/TTn3 1PS 1400 ..:;TA puqqus ucqqAuqn [HT] * 49uop3o; 3P4 Pul--74sqou1TTn3 qoa ;)[TA. AP 3P.BUTU44U)irS .7uz ?Oi. TTepowsuop.7og TTeuTpn;TbuoT p.-IeTuTgeo _TOT_ t7/ 1 2/4