SE519792C2 - Metod för estimering av massan hos ett fordon vilket framförs på en väg med en varierande lutning samt metod för estimering av lutningen av den väg där ett fordon framförs - Google Patents

Description

25 30 35 40 519 792 2. effektuerar växlingen. Genom denna typ av växellådor är det möjligt att under god kontroll genomföra växlingsförloppet. Ett problem vid växling, speciellt under färd i uppförsbacke, är att fordonet tappar fart under växlingsförloppet eftersom ett avbrott i det överförda momentet uppstår. Detta medför att det är önskvärt att hålla växlingsförloppet så kort som möjligt.

Tillverkare av växellådor strävar därför att hos automatiskt styrda manuella lådor minimera tidförloppet för växlingsförloppet, vilket medför att tidsrymden för att utföra en estimering minskar varvid noggrannheten hos mätningen minskas.

Ett exempel på en metod som i realiteten kräver att mätning sker i växlingsögonblicket utgörs av US 5549364. Orsaken till detta är att ingen samtidig skattning av massan och vägens lutning. Detta innebär att estimeringsmetodiken blir beroende av två tidsdiskreta mättillfállen.

För att komma tillrätta med den starkt brusiga hastighetssignalen kommer sålunda mätning att behöva utföras under växlingsförloppet med ovan angivna problem som följd.

I US 6167357 beskrivs ett exempel på en rekursiv metod för estimering av massan hos ett fordon. Enligt den beskrivna metoden sker en samtida bestämning av fordonets massa och en luftmotståndskoefficient. Denna koefficient är dock ingen variabel utan en konstant varför den angivna metoden inte kan appliceras för bestämning av vägen lutning KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla en metod för estimering av massan hos ett fordon och/eller vägens lutning vilken inte kräver att mätning sker specifikt under ett växlingsförlopp.

Detta ändamål uppnås genom en metod för estimering av massas hos ett fordon enligt den kännetecknande delen av patentkravet 1. Genom att nyttja ett beräkningsorgan med vilket en rekursiv process genererar en uppskattning av vikten hos fordonet genom nyttjandet av ett statistiskt filter nyttjande nämnda indata omfattande fordonets hastighet och en parameter vilken innefattar horisontell kraftpåverkan på fordonet kan fordonets massa bestämmas med god konvergens under nyttjandet av en statistisk representation av en väg med varierande lutning.

Detta ändamål uppnås även genom en metod för estimering av lutningen av den väg där ett fordon framförs enligt den kännetecknande delen av patentkravet 13. Genom att nyttja ett beräkningsorgan med vilket en rekursiv process genererar en uppskattning av lutningen av den väg där ett fordon framförs genom nyttjandet av ett statistiskt filter nyttjande nämnda indata omfattande fordonets hastighet och en parameter vilken innefattar horisontell kraftpåverkan på fordonet kan vägens lutning bestämmas med god konvergens under nyttjandet av en statistisk representation av en väg med varierande lutning. 10 15 20 25 30 35 40 519 792 3 I en särskilt föredragen utföringsform av uppfinningen bestäms lutningen av den väg där fordonet framförs och fordonets massa samtidigt.

I en föredragen utföringsfonn av uppfinningen nyttjas ett Kalmanfilter alternativt ett utvidgat Kalmanfilter såsom statistiskt filter i en rekursiv process utgörande en estmeringsmetod för fordonets massa och/eller lutningen av den väg där fordonet framförs. Fordonets rörelseekvation utgör i samtliga fall basekvation for Kalmanfiltret.

Ett Kalmanfilter är en estimeringsmetod för linjära system vilken beaktar det statistiska uppförandet av en process och mätstömingar. Allmänt beskrivs ett Kalmanfilter av systemet J4c=Ax+Bu+v:y=Cx+Dy+w där x är en tillståndsvektor, y är en mätvektor, u är känd systempåverkan och v samt w är stömingsvektorer för process och mätning.

Ett utvidgat Kalmanfilter är en estimeringsmetod för icke linjära system.

En djupare beskrivning av Kalmanfilter ges exempelvis i Schmitbauer B. ”Modellbaserade reglersystem”, Studentlitteratur 1999.

Genom metoden enligt uppfinningen erhålles en samtidig estimering av fordonets massa samt lutningen av den väg där fordonet framförs. l en föredagen utföringsfonn utgörs den statistiska representation av vägens lutning av en första ordningens process med en intensitet d och en brytfrekevens wc Såsom utgångsvärden för intensitet d och en brytfrekevens (oc kan en uppskattning ur ett frevensspektrum från en referensväg nyttjas. Enligt en utföringsform av uppfinningen är det dock möjligt att uppdatera värdet på parametrarna d och coc genom att variationen av det av processen beräknade värdet på lutningen hos vägen studeras och för tillfället mer lämpliga värden införs. Ett sätt är att lagra lutningsestimatet i en batch och sedan (kanske varannan timma) köra en vanlig RLS (Recursive Least Square) algoritm för att sätta parametrarna, dvs man anpassar en första ordningens process till en mätserie. En djupare beskrivning av hur uppdatering kan åstadkommas ges i Lennart Ljung, System identífication- theory for the user.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen uppskattas den longitudinella kraftpåverkan ur en uppskattning av från en i fordonet ingående förbränningsmotor levererat moment.

Uppskattningen sker på ett för fackmannen välkänt sätt från indata omfattande levererad bränslemängd, aktuellt varvtal och fordonets hastighet. Ett exempel på hur beräkning av drivande moment från fordonsdata ges i US603 5252 . I en alternativ utföringsform av uppfinningen uppskattas den longitudinella kraftpåverkan genom nyttjandet av en 10 15 20 25 30 35 40 519 792 4 accelerometer vilken uppmäter accelerationen i longitudinell riktning. Enligt en tredje utforingsform av uppfinningen uppskattas den longitudinella kraftpåverkan av en momentgivare placerad i fordonets drivlina.

Enligt en föredragen utforingsform av uppfinningen nyttjas metoden for estimering av fordonets massa för fördelning av bromskraft mellan bromsar i fordonet ingående släp och dragbil.

FIGURBESKRIVNING Uppfmningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, där frg. 1 visar schematiskt ett fordon innefattande en styrkrets for utförande av en metod for estimering av fordonets massa enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett blockschema för exekvering av en metod for estimering av fordonets massa enligt uppfinningen, och fig. 3 visar resultat från simuleringar av estimeringar av massa och väglutning under användning av den uppfinningsmässiga estimeringsmetoden.

UTFÖRINGSFORMER I en forsta modell uppskattas vägens lutning for ett fordon med känd massa. Modellen baseras sig på fordonets rörelseekvation i fordonets longitudinella riktning. Med fordonets longitudinella riktning avses riktningen längs fordonets färdväg oavsett i vilken vinkel i förhållande till horisontalplanet fordonet for ögonblicket framförs i.

Rörelseekvationen har formen: mv=mgsina+fp -fr där a är vägens lutning, fp applicerad drivkraft och f, retardationskrafter. Drivkraften fp utgörs av positivt drivande moment från en i fordonet ingående motor filtrerat via fordonets transmission. Retardatioriskraften f, innefattar rctarderande krafter från hjul, tillsatsbromsar och deterrninistiska delar av rullmotstånd och luftmotstånd. 10 15 20 25 30 519 792 S' Såväl applicerad drivkraft fp som retardationskrafter f, betraktas som kända insignaler till det statistiska filtret.

Vi har sålunda en insignal av formen: un) = fin) ~ fm = fu) Efter val av fordonets hastighet v och vägens lutning som tillståndsvariabler erhålles följande tillståndsekvationer: _ I xV-“Vàxi =gx2+_f(t)+U1 m x2=a=>k2=óz=u2 y=x1+w I denna modell införs en statistisk representation av en väg med varierande lutning. I en analys har frekvensspektrat hos en referensväg mäts upp. Studium av frekvensspektrat visar att frekvensspektrat med relativt god noggrannhet kan approximeras med en första ordningens process. Givetvis kan även processer av högre ordning nyttjas med följd att tillståndsekvationernas dimension ökar. Den studerade referenssträckan uppvisade en brytfrekvens om fc = 0,002 cykler/m och en brusintensitet om 0,8 (radf/(cykler/m) Den statistiska representationen av nyttjas i ovanstående tillståndsekvation, varvid följande tillståndsekvation erhålles: xi=vï>xi=gxz+if(t)+vi m felä till ~=lï:l En ytterligare möjlighet till förbättring av estimering av vägens lutning erhålles genom en förbättrad modellering av störkrafterna där störkrafterna modelleras med en första ordningens process i stället för att modelleras med vitt brus. Detta är möjligt eftersom felet i drivande och bromsande moment från motor och tillsatsbromsar, rullmotstånd och luftmotstånd är kända till sin magnitud men inte till sitt frekvensinnehåll. Tillståndsekvationen utökas därför med ett ytterligare tillstånd X3 = fdist och får därefter följande utseende: x2=a=>Jk2=á=-coCx2 +02 Ol i ”lïl i/ml Ego/m A= o -w 0 Bu= o 0 l0 15 20 25 30 35 519 792 b där to d är störkraftens brytfrekvens och d är intensiteten hos bruset.

För att möjliggöra samtidig estimering av fordonets massa och lutningen av vägen där fordonet framförs måste tillståndsekvationen utökas med minst ett ytterligare tillstånd motsvarande fordonets massa. Enligt denna utföringsforin av uppfinningen estimeras fordonets massa och lutningen av den väg där fordonet framförs genom att nyttja en uppskattning av en variabel vilken innefattar longitudinell kraftpåverkan som i detta fall motsvarar applicerad drivkraft fp och retardationskrafter f, tillsammans med en statistisk representation av en väg med varierande lutning. Drivkraften uppskattas enlig en utföringsform av uppfinningen genom att indata avseende fordonets hastighet, levererad bränslemängd till fordonets cylindrar och föreliggande varvtal hos förbränningsmotorn transforrneras till ett värde på drivande moment hos förbränningsmotom. Denna transforrn utförs i en i fordonet ingående processor på ett för fackmannen välkänt sätt genom nyttjande av beräkningar och erfarenhetsmässiga avbildningar mellan indata och drivande moment.

Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen uppskattas det drivande momentet genom en utsignal från en momentgivare placerad i fordonets drivlina. Det uppskattade momentet filtreras därefter till en drivande kraft via information omföreliggande utväxling mellan utgående axel från förbränningsmotorn och drivande hjul.

Vi erhåller tillsammans med nyttjande av en första ordningens modell av variationen hos lutningen av vägen enligt vad som beskrivits ovan följande tillståndsekvation: i3=icl =gx2 +ÄQ+ši x3 x3 á = ícz = -cucxz +02 Låga m m v=ga+ nä=íc3=u3 fam I 3.54 I _wdx4 +94 Ekvationen är en ickelinjär tillståndsekvation varför ett utvidgat Kalmanfilter måste användas.

Tillståndsekvationen är av formen X = f(x,t) + v y= g (X,Û+ w, 10 15 20 25 30 519 792 ?~ där f (x,t) är ickelinj är och g(x,t) är linjär. Vid användning av utvidgade Kalmanfilter linjariseras modellen kring estimatet av tillståndsvektom x. Företrädesvis nyttas differensekvationer i stället för differentialekvationer i realtidsapplikationer. Detta ger tillsammans med en Eulerapproximation av tidsderivatan, = (x(t +h) - x(t))/ h, en diskretiserad tillståndsekvation enligt följ ande: h t h x1(t+1)=x]+hgx2 +-J:C(_)+Å= fi 3 x: x2(1 +1)=(1 -hwgxz +hv2 =f2 +hv2 x3(t+l)=x3+hv3=ß+hv3 x4(t +l) =(l -hwd)x4 +hv4 =f4 +hv4 Nästa steg är att linjarisera ovanstående tillståndsekvation kring estimatet av tillståndsvektorn x, varvid följande linjära tillståndsekvation erhålles: h - Å h åxl/H 1 hg _ _: åxll 0 åxll x x 5352,» 5 0 1"' hdga 03 03 åxzf + huzdia ,[y]___ [C åxz, + [w] åxäfl 0 0 1 0 åxgl hu3 åx3l åxm 0 0 0 1_ hdz 51641 hu4dl åx4, Samtidig estimering av massan m hos fordonet och lutningen ot av den väg där fordonet framförs är nu möjlig genom att nyttja ovanstående tillståndsekvation rekursivt med nyttjande av fordonets hastighet v och uppgift om applicerad drivkraft fp och retardationskrafter f,.

Drivkraften fp utgörs av positivt drivande moment från en i fordonet ingående motor filtrerat via fordonets transmission. Retardationskraften f, innefattar retarderande krafter från hjul, tillsatsbromsar och deterministiska delar av rullmotstând och luftmotstånd. För att erhålla en stabil approximation av tillståndsvektom avstannas processen i en fóredragen utforingsforrn när föraren applicerar fárdbromsen eftersom friktionen mellan bromsbelägg och bromsskiva normalt uppvisar stor stokastisk variation.

Enligt en andra utföringsforrn av uppfinningen estimeras fordonets massa och lutningen av den väg där fordonet framförs genom att nyttja en uppskattning av en variabel vilken irmefattar longitudinell kraftpåverkan som i detta fall motsvarar en insignal från en accelerometer som uppmäter specifik kraft längs fordonets longitudinella utsträckning tillsammans med en statistisk representation av en väg med varierande lutning. 10 15 20 25 30 35 40 519 792 8 I detta fall införs en tillståndsvariabel x; som motsvarar den longitudinella accelerationen i tillståndsekvationen. Den longitudinella accelerationen modelleras med en första ordningens process med en brytfrekvens cod. Vi får en tillståndsekvation enligt följande: 0 s' l ir 0 -wc 0 u= 0 o o o _60, Genom att använda insignalen a( t) från en accelerometer kan estimeringen av lutningen hos den väg där fordonet framförs genomföras utan direkt koppling till fordonets massa.

Fordonets massa kan därför samtidigt estimeras genom nyttjande av kontrollkraften f(t) enligt ovan genom relationen a(t) = - f(t)/m. Detta innebär att då insignalen från en accelerometer nyttjas kan estimeringsproblemet uppdelas i två skilda filter, ett kinematiskt filter utan rörelseekvation för estimering av vägens lutning och ett dynamiskt filter avseende massan. x2=a:>x2=-x2w,+u2 C: x, =vzicl =gx2-a(t)+x3 :> A= x; :ad r>ic3 =-x3a>d +11; Det dynamiska filtret utseende för bestämning av massan framgår av följande tillståndsekvation: xl=m:>icl=u, yïf(t)ï(a(t)_ig)xl+w}s A=0 ßu=i<>i c=i~fa>1 Wim I figur 1 visas schematiskt ett kontrollsystem för ett fordon där ovan beskrivna metod kan tillämpas för uppskattning av lutningen av den väg där fordonet framförs, fordonets massa, altemativt samtidig uppskattning av lutningen av den väg där fordonet framförs och fordonets massa.

Konstrollsystemet är av den typ som beskrivs i patentskriften US 6167357 till vilken hänvisas för en mer detaljerad beskrivning.

Fordonet 10 innefattar en förbränningsmotor ll och en växellåda 12 vilken via en utgående axel 15 förbinder förbrärmingsmotorn 11 med en drivaxel 13 för en uppsättning hjul 14.

Förbränningsmotorn ll styrs av en motorkontrollenhet 16 vilken nyttjar en insignal från ett gasreglage 17 och i förekommande fall en konstantfarthållare 18. Förbränningsmotorn ll och dess motorkontrollenhet 16 är av konventionell typ där motorkontrollenheten styr bränsleinsprutning, motorbroms etc. efter insignaler från gasreglage 18, hastighetsgivare 19 och bromskontrollsystem 20.

Växellådan 12 styrs enligt den visade utföringsforrnen av en växellådekontrollenhet 21 vilken styr växlingen på insignalen från hastighetsgivaren 19 alternativt från insignalen från en växelväljare 22 hos fordonet. Uppfinningen kan även appliceras på fordon utan elektronsikt styrda växellådor. I en utföringsforin av uppfinningen är det dock nödvändigt att registrera 10 15 20 25 30 35 40 519 792 9 vilken växel som för närvarande nyttjas av fordonet. Växellådan och dess kontrollenhet är av konventionell typ.

Bromskontrollsystemet 20 styrs av insignaler från ett färdbromsreglage 23 samt i förekommande fall ett tillsatsbromsreglage 24. Fördelningen mellan fardbroms och tillsatsbroms kan i förekommande fall ske automatiskt. Bromskontrollsystemet genererar utsignaler till motorkontrollsystemet 16 för styrning av insprutning och motorbroms i förekommande fall, till övriga tillsatsbromsar, exempelvis i form av en retarder 25 vilken styrs av ett kontrollorgan 26, samt till fárdbromsama 27. I förekommande fall sker en fördelning av bromskraften mellan hos fordonet ingående hjulpar respektive i förekommande fall färdbromsar 33 hos hjulpar 28, 29 på ett släp 30 kopplat till fordonets 10 ramstruktur 31 via en koppling 32.

Fordonet innefattar även ett beräkningsorgan 34 för estimering av massan hos ett fordon, för estimering av lutningen av den väg där fordonet framförs altemativt för samtidig estimering av massan hos ett fordon, för estimering av lutningen av den väg där fordonet framförs.

Beräkningsorganet 34 erhåller indata från hastighetsgivaren 19. Enligt en utföringsfonn av uppfinningen erhåller beräkningsorganet dessutom information från en accelerometer 35 vilken uppmäter fordonets acceleration i longitudinalled och nyttjar denna information för fastställande av en variabel vilken innefattar longitudinell kraftpåverkan på fordonet. Enligt en alternativ utföringsfonn uppmäts en variabel vilken innefattar longitudinell kraftpåverkan på fordonet genom registrering av applicerad drivkraft fp och retardationskrafter f,. För detta ändamål nyttjas beräkningsorganet insignaler från bromskontrollorganet 20 för fastställande av storlek på applicerade bromskrafter, i synnerhet storleken av applicerad kraft via tillsatsbromsarna. Vidare nyttjas insignalen från hastighetsgivaren 19 för bestämning av rullmotstånd och luftmotstånd. I en utföringsfonn av uppfinningen nyttjas information från motorkontrollsystemet 16 för fastställande av avgivet moment från förbränningsmotom. I en andra utföringsfonn av uppfinningen nyttjas insignalen från en momentgivare 36 placerad längs fordonets drivlina. Vidare nyttjas insignalen från växellådekontrollenheten 21 för bestämning av applicerad drivkraft ur beräknat eller uppmätt drivande moment.

Samtliga insignaler till beräkningsorganet 34 är av konventionell typ och finns tillgängliga via det kommunikationssystem som nyttjas i fordonet, vanligtvis en databuss.

Beräkningsorganet 34 genererar utsignaler motsvarande lutningen av den väg där fordonet framförs 38 och/eller fordonets massa 37, i beroende av vilken av de ovan beskrivna processer för bestämning av tillståndsekvationerna bestämmande fordonets rörelse som valts.

Beräkningsorganet 34 innefattar minnesareor och processorer varvid iterering av den rekursiva processen kan ske med genering av en uppskattning av lutningen och/eller massan som följd. 10 15 20 25 30 35 40 519 792 /O I figur 2 visas ett blockschema för exekvering av en metod för estimering av fordonets massa enligt uppfinningen.

I figuren beskrivs det principiella flödet for samtida mass- och lutningsestimering (utan specifik-kraft mätning). Estimeringen/mätningen av dragkraft och hj älpbromskraft behandlas inte i detalj. Vidare behandlas inte signalbehandlingen (filtrering osv) av övriga uppmätta signaler i detalj.

Följande beteckningar används i figuren.

Area: Fordonets vindmotstånd area Cd: Vindmotståndskoefficient Cr: Rullmotståndskoefficient g: Gravitationskonstant hl: Uppdateringstid for f_threshold hg: Uppdatering av lutningsprocessens parametrar, relativt lång tid (timmar) h: Samplingstid d : Lutningsprocessens intensitet e: Kraftstörningsprocessens intensitet I ett första funktionsblock 40 uppskattas pålagt drivande moment samt beräknad drivkraft från uppskattningen av det drivande momentet. Vidare uppskattas pålagt bromsande moment samt bromsande kraft från tillsatsbromsar. Indata till det forsta funktionsblocket 40 utgörs av en uppsättning variabler inkluderande gaspedalläge, motorvarvtal, insprutad bränslemängd, växelläge, turbotryck i förekommande fall, drivaxelvarvtal, samt en tillståndsvariabel för tillsatsbroms vilken kan inkludera lufttrycket i tillsatsbroms och/eller strömförsörjning till elektrisk retarder. Uppskattningen av drivkraft och bromskraft från tillsatsbromsar från nämnda indata utgörs av konventionell av fackmannen välkänd teknik och kommer därför inte att förklaras mer ingående. Uppskattning av drivkraft från nämnda givna indata beskrivs exempelvis i Anderson B.D.O, Morre J.B, Optimal F íltering, Information and System Science gg Prentice-Hall, University of Newcastle, New South Wales, Australia, 1979.

Utsignaler från det forsta funktionsblocket utgörs av en första tillståndsvariabel s(l) motsvarande drivkraft och en andra tillståndsvariabel s(4) motsvarande bromskraft från tillsatsbromsar.

Dessa två tillståndsvariabler s(l) och s(4) bildar indata till ett andra funktionsblock 50 tillsammans med en tredje tillståndsvariabel s(3) motsvarande ett binärt värde bestämmande huruvida fardbromsen används eller inte samt en fjärde tillståndsvariabel s(2) motsvarande hastigheten hos fordonet. I det andra funktionsblocket beräknas kraften i fordonets longitudinella riktning. I en första utföringsform av uppfinningen beräknas kraften enligt följande samband: 10 15 20 25 30 35 40 519 792 Il f(t) = s(1) - 0,5Cd* Area s2(s) - Cr* g*s(9) - s(4) där s(9) är en nionde tillståndsvariable motsvarande ett estimerat värde på fordonets massa. Kraften f(t) utgörs av en femte tillståndsvariabel s(5). Vidare bildas en sjätte tillståndsvariabel s(6) som utgör variansen av kraften f(t) och nyttjas som ett tröskelvärde för att estimering skall äga mm. För att erhålla god estimering är det nödvändigt att det dynamiska systemet exciteras tillräckligt.

I en altemativ utföringsforrn av uppfinningen ersätts insignalerna ersätts beräkningen av kraften från utsignaler från det första funktionsblocket 40 med en beräkning från en insignal från ett tredje funktionsblock 60 där insignaler från momentgivare nyttjas i stället för uppskattningar ur andra parametrar.

Insignaler till ett fjärde funktionsblock 70 utgörs av de i det andra funktionsblocket 50 bildade utsignalema samt en sjunde tillståndsvariabel s(7), en åttonde tillståndsvariabel s(8) motsvarande den estimerade tillståndsvektorn Xest och i förekommande fall uppdaterade värden av brytfrekvensen coc och störintensiteten d. I det fjärde funktionsblocket sker i ett första processteg en kontroll huruvida systemet är tillräckligt exciterat för att estimering skall tillåtas ske. Detta sker genom att undersöka huruvida den sjätte tillståndsvariabeln överstiger ett bestämt gränsvärde samt huruvida den tredje tillståndsvariabeln är lika med noll, vilket innebär att färdbroms inte nyttjas.

Om dessa villkor är uppfyllda definieras i ett andra processteg systemmatrisen A(t) som är en funktion av s(5), s(2), h, g, wc och wd, samt processtörningsmatrisen R1(t) vilken är en funktion av s(2), d och e. Funktionemas utseenden är givna under ovanstående beskrivning av Kalmanñltrering. Vidare bildas mätmatrisen C(t) och mätstömingsmatrisen R2(t) vilkas utseende även framgår under ovanstående beskrivning av Kalmanfiltrering.

Därefter beräknas i ett tredje processteg Ricattiekvationen, Kalmanfiltret och uppdateras tillståndsvektom. Under detta processteg bildar uppskattningen av tillståndsvektorn Xest(t) en sjunde tillståndsvariabel s(7) och estimeringsfelets kovariansmatris P(t) en åttonde tillståndsvariabel s(8).

Den optimala viktsmatrisen K(t+1) beräknas ur förhållandet: K(r+1) = A(t)P(r)cT(r)inv(c(om) (f(t) + 112m) Estimeringsfelets kovariansmatris P(t) beräknas ur förhållandet: P(t+1) = A(t)P(t)*AT(t) - A(t)P(t)*CT(t)inv(C(t)P(t)*CT(t) + R2(t)) C(t)*P(t)* ATG) + R1(t) Uppskattningen av tillståndsvektom Xest(t) uppdateras enligt: Xest(t+l) = f(Xest(t),t) - K(t+1)(y(t) - C(t)Xest8t)) 10 15 20 25 30 519 792 ll Om villkoret för estimering inte uppfylldes i det första processteget ersätts i ett fjärde processteg koavariansmatrisen och tillståndsvektorn enligt följ ande: P(t+1) = P(t); Xest(t+1) = Xest(t) För en djupare beskrivning av hur Ricattiekvationen och Kalmanfiltret beräknas hänvisas till Schrnidtbauer B. Modellbaserade reglersystem, Studentlitteratur 1999.

Utsignaler från det fjärde funktionsblocket 70 utgörs av den sjunde tillståndsvariabeln s(7) och den åttonde tillståndsvariabeln s(8). Ur den sjunde tillståndsvariabeln s(7) väljs i ett femte funktionsblock 80 förekommande fall ett estimerat värde på massan. I ett sjätte funktionsblock 90 väljs i förekommande fall ett estimerat värde på lutningen av den väg där fordonet framförs.

Enligt en utföringsform av uppfinningen bilda ett nytt estimerat värde av brytfrekvens och störintensitet hos väglutningens variation i ett sjunde funktionsblock 100. Dessa nya värden återförs till det fjärde funktionsblocket.

I figur 3 visas resultat från kömingar av en simuleringsmodell utnyttjande ovan beskrivna estimeringsmetod. Streckade linjer utgör reella parametervärden och heldragna utgör estimerade värden. I de mörklagda områdena exciterade systemet för svagt varvid en avdrift av massuppskattningen skulle ske om inget tröskelkrav finns uppställt. Observera att vägen lutning kan estimeras trots att estimeringen för massan är avstängd.

Uppfinningen skall inte begränsas till ovan beskrivna utföringsformer utan kan varieras fritt inom ramen för efterföljande patentkrav, exempelvis kan uppfinningen även nyttjas i fordon som drivs med andra motorer än förbränningsmotorer, exempelvis elmotorer.

Claims (1)

1. 519 792 /3 PATENTKRAV 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 3) Metod för estimering av massan hos ett fordon vilket framförs på en väg med en varierande lutning innefattande följande metodsteg: - uppmätning av fordonets hastighet för genering av indata till ett beräkningsorgan; - uppmätning av en variabel vilken innefattar longitudinell kraftpåverkan på fordonet för genering av indata till ett beräkningsorgan; kännetecknad av att nämnda beräkningsorgan genom en rekursiv process genererar en uppskattning av vikten hos fordonet genom nyttjandet av ett statistiskt filter nyttjande nämnda indata omfattande fordonets hastighet och nämnda variabel och en statistisk representation av en väg med varierande lutning. Metod enligt krav l, kännetecknad av att nämnda rekursiva process genererar en samtida uppskattning av massan hos fordonet och lutningen av den väg där fordonet framförs. Metod enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämnda statistiska filter utgörs av ett Kalmanfilter alternativt ett utvidgat Kalmanfilter representerande fordonets rörelseekvation. Metod enligt krav 3, kännetecknad av att fordonets hastighet och vägens lutning väljs som tillståndsvariabler i nämnda Kalmanfilter. Metod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda statistiska representation av vägens lutning utgörs av en första ordningens process med en intensitet d och en brytfrekevens mo. Metod enligt krav 5, kännetecknad av att storleken på nämnda intensitet d och brytfrekvens uppdateras ur information avseende vägens lutning genererad från nämnda rekursiva process. Metod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av att nämnda parameter innefattande en longitudinell kraftpåverkan beräknas från en uppskattning av från en i nämnda fordon ingående motor levererat moment. Metod enligt krav 7 där nämnda motor utgörs av en förbränningsmotor, kännetecknad av att nämnda levererade moment uppskattas ur information om till förbränningsmotomsförbränningsrum levererad mängd bränsle samt 9) im in 13 1» in 19 1® 519 792 /4 arbetsvarvtal hos förbränningsmotorn. Metod enligt krav 7, kännetecknad av att nämnda levererade moment uppskattas från en momentgivare placerad i anslutning till fordonets drivlina. Metod enligt krav 7, 8 eller 9, kännetecknat att nämnda horisontell kraftpåverkan beräknas från nämnda levererade moment och information avseende föreliggande utväxling mellan förbränningsmotorn utgående drivaxel och hos fordonet förekommande drivande hjul. Metod enligt något av patentkraven l - 6, kännetecknad av att nämnda parameter innefattande en horisontell kraftpåverkan uppskattas med hjälp av en accelerometer vilken uppmäter den accelerationen i fordonets längdriktning. Metod enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad att av att information avseende fordonets massa nyttjas för bromskraftsfördelning mellan bromsar hos i fordonet ingående dragbil och släp. Metod för estimering av lutningen av en väg där ett fordon framförs innefattande följande metodsteg: - uppmätning av fordonets hastighet för genering av indata till ett beräkningsorgan; - uppmätning av en variabel vilken innefattar longitudinell kraftpåverkan på fordonet för genering av indata till ett beräkningsorgan; kännetecknad av att nämnda beräkningsorgan genom en rekursiv process genererar en uppskattning av lutningen av den väg där fordonet framförs genom nyttjandet av ett statistiskt filter nyttjande nämnda indata omfattande fordonets hastighet och nämnda variabel och en statistisk representation av en väg med varierande lutning. Metod enligt krav 13, kännetecknad av att nämnda statistiska filter utgörs av ett Kalmanfilter altemativt ett utvidgat Kalmanfilter representerande fordonets rörelseekvation. Metod enligt krav 14, kännetecknad av att fordonets hastighet och vägens lutning väljs som tillståndsvariabler i nämnda Kalmanfilter. Metod enligt något av patentkraven 13 - 15, kännetecknad av att nämnda statistiska representation av vägens lutning utgörs av en första ordningens process med en intensitet d och en brytfrekevens cec. in iæ 1% 20) zu n) B) 519 792 /5 Metod enligt krav 16, kännetecknad av att storleken på nämnda intensitet d och brytfrekvens (oc uppdateras ur information avseende vägens lutning genererad från nämnda rekursiva process. Metod enligt något av patentkraven 13 - 18, kännetecknad av att nämnda parameter innefattande en longitudinell kraftpåverkan beräknas från en uppskattning av från en i nämnda fordon ingående motor levererat moment. Metod enligt krav 18 där nämnda motor utgörs av en fórbränningsmotor, kännetecknad av att nämnda levererade moment uppskattas ur information om till fórbränningsmotornsförbränningsrum levererad mängd bränsle samt arbetsvarvtal hos forbränningsmotorn. Metod enligt krav 18, kännetecknad av att nämnda levererade moment uppskattas från en momentgivare placerad i anslutning till fordonets drivlina. Metod enligt krav 18, 19 eller 20, kännetecknat att nämnda horisontell kraftpåverkan beräknas från nämnda levererade moment och information avseende föreliggande utväxling mellan fórbränningsmotorn utgående drivaxel och hos fordonet förekommande drivande hjul. Metod enligt något av patentkraven 13 - 17, kännetecknad av att nämnda parameter innefattande en horisontell kraftpåverkan uppskattas med hjälp av en accelerometer vilken uppmäter den accelerationen i fordonets längdriktning. Metod enligt något av patentkraven 13 - 22, kännetecknad att av att information avseende fordonets massa nyttjas for bromskraftsfordelning mellan bromsar hos i fordonet ingående dragbil och släp.