SE537431C2 - Hantering av förändringar hos körmotståndspåverkande parametrar - Google Patents

Abstract

Sammandrag Fareliggande uppfinning presenterar ett farfarande och ett system for hantering av fardndringar has verkliga vdrden far parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft Firi„ingres for ett fordon. Systemet innefattar en modellenhet som dr anordnad att definiera en longitudinell fordonsmodell, ddr modellen innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid ett giltigt kaftan. Systemet innefattar ocksa en faststdllandeenhet som är anordnad att faststdlla cm en fardndring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft Fra4 och en verklig vikt rdict for fordonet har skett, genom att bestdmma am representationen av krafterna med horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra old en skattad vikt ate' och en representation av en skattad rullmotstandskraft FreM är infarda i fordonsmodellen. Systemet innefattar dven en utnyttjandeenhet som är anordnad att utnyttja faststallandet av am farandring har skett eller inte.

Description

Sammandrag Fareliggande uppfinning presenterar ett farfarande och ett system for hantering av fardndringar has verkliga vdrden far parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft Firi„ingres for ett fordon. Systemet innefattar en modellenhet som dr anordnad att definiera en longitudinell fordonsmodell, ddr modellen innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa fordonet vid ett giltigt kaftan. Systemet innefattar ocksa en faststdllandeenhet som är anordnad att faststdlla cm en fardndring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft Fra4 och en verklig vikt rdict for fordonet har skett, genom att bestdmma am representationen av krafterna med horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra old en skattad vikt ate' och en representation av en skattad rullmotstandskraft FreM är infarda i fordonsmodellen. Systemet innefattar dven en utnyttjandeenhet som är anordnad att utnyttja faststallandet av am farandring har skett eller inte.

HANTERING AV FoRANDRINGAR HOS KoRMOTSTANDSPAVEREANDE PARAMETRAR Tekniskt omrade Fareliggande uppfinning avser ett farfarande far hantering av en forandring has verkliga varden for parametrar vilka paverkar en karmotstandskraft far ett fordon enligt ingressen till patentkrav 1 och ett system fOr hantering av en farandring has verkliga varden for parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft fOr ett fordon enligt ingressen till patentkrav 22.

FOreliggande uppfinning avser ocksa ett datorprogram och en datorprogramprodukt, vilka implementerar farfarandet enligt uppfinningen Bakgrund Foljande bakgrundsbeskrivning utgor en beskrivning av bakgrunden till fOreliggande 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 nadvandiga 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 pd fordonet. Sadana modeller kan 1 anvandas for ett antal olika berakningar och styrningar i fordonet, exempelvis vid styrning av bromssystem i fordonet.

Far 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 an samma lastbil nar den är maximalt lastad. En tom buss har ocksd avsevart mindre massa an samma buss nar den är full med passagerare. Far till exempel en personbil är variationerna for massan mindre an for fordon avsedda att transportera stora laster, men aven har kan skillnaden mellan en tom och en fullastad personbil, dar den fullastade personbilen aven kan innefatta ett pakopplat och lastat slap, vara relativt stora i forhdllande till personbilens laga vikt.

En rullmotstandskraft F -rou som fordonet upplever är ocksa en viktig parameter for styrsystem i fordonet. Aven vaglutningen a for ett vagavsnitt dar fordonet befinner sig och/eller far ett vagavsnitt framfor fordonet samt luftmotstandsparametern Cair, vilken är relaterad till luftmotstandskraften Fair, kan utgora viktiga parametrar for styrsystemen i flera tillampningar.

Fordonsmassan rn, rullmotstandskraften F luftmotstandsparametern Cair och vaglutningen a paverkar en karmotstandskraft FdrjvjngreS far fordonet, vilket gor att en eller flera av fordonets viktin, rullmotstandskraften Frog, luftmotstandsparametern Cair och vaglutningen a är viktiga parametrar till exempel far automatiskt vaxelval. Automatiskt vaxelval gars till exempel i en automatvaxlad manuell vaxellada, for vilken det är viktigt att kunna bestamma en 2 aktuell karmotstAndskraft Fdri, ingres och ddrmed vilken vdxel som skall vdljas vid ett aktuellt tillfdlle.

Hur en topografi fir ett vdgavsnitt paverkar fordonet dr dven starkt beroende av vdglutningen a och av fordonets massa rn, eftersom vikten m och vaglutningen a ir avgirande fir hur mycket fordonet accelereras respektive retarderas av en nedfors- respektive uppforsbacke. Bide fordonets vikt m och en vdglutning a fir ett vdgavsnitt dr ddrfir viktiga parametrar dven i farthillare vilka tar hdnsyn till topografin fir ett vdgavsnitt, si kallade Look-Ahead-farthallare, ddr storleken pi ett begirt motormoment vid ett tillfdlle är beroende av hur kommande vdgavsnitts topografi kommer att paverka fordonets hastighet.

Det finns idag flera metoder vilka tilldmpas fir att skatta fordonsmassan m. En sidan metod utnyttjar information fran ett luftfjddringssystem i fordonet. Luftfjddringssystemet miter axeltryck pi alla axlar som har luftfjddring, och rapporterar denna last till en styrenhet, vilken baserat ph dessa laster kan berdkna fordonets massa.

Andra kdnda metoder fir masskattning utgirs av accelerationsbaserade masskattningar. Dessa utnyttjar att man kan rdkna ut massan utifrin en kraft motorn tillfar fordonet och en acceleration denna kraft resulterar 1. Kraften frin motorn hr kind i fordonet, men fir dessa metoder behiver accelerationen mdtas eller skattas.

Enligt en annan metod skattas accelerationen med hjdlp av en accelerometer. Den accelerometerbaserade metoden har en fordel i att accelerationen mats direkt. Enligt en annan metod skattas accelerationen under vdxling. Denna metod utnyttjar antagandet att kormotstandet hr ofirdndrat under en vdxling 3 och jamfor darfor fordonets acceleration fore under och efter vaxling for att bestamma fordonet vikt.

Rullmotstandskraften P;.,u, eller rullfriktionen som den ocksa kallas, beror bland annat av dickens material och typen av underlag. En grusvag ger exempelvis stOrre rullmotstand in asfalt. Rullmotstandskraften Prot/ kan faststallas genom att anta att alit utom rullmotstandskraften Fro u är kOnt i en dynamisk fordonsmodell och sedan lata rullmotstandskraften trot/ utgoras av resterande krafter i modellen. Rullmotstandskraften Frou kan Oven berdknas utifran data i tva driftspunkter om fordonsvikt in, acceleration a, och vOglutning a, Or 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 nOmnda vagavsnitt. Vaglutningen a kan aven bestammas i fordonet genom utnyttjande av en accelerometer, en kraftekvation och/eller en hojdforandring. 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.

Luftmotstandsparametern Gar kan exempelvis, pa motsvarande satt som for rullmotstandskraften Frou ovan, beraknas baserat pa data i tvi driftspunkter om fordonsvikten m, accelerationen a, och vaglutningen a, Or kOnda vid dessa tva olika tidpunkter. 4 Kortfattad beskrivning av uppfinningen Styrsystem i fordonet baserar alltsa styrningen av en star mdngd olika funktioner och/eller system pa en mdngd parametrar, vilka dr nOdvdndiga fir att styrsystemen ska kunna gara nadvdndiga berikningar och/eller ta rdtt beslut. Det dr darfor mycket viktigt att vardena pi fordonsvikten m och rullmotstandskraften Fmu, samt fir vissa tilldmpningar dven vdglutningen a och luftmotstAndsparametern Cab. är tillforlitliga, eftersom en star mangd funktioner i fordonet annars riskerar att styras pa ett icke-optimalt satt. Styrning baserad pi felaktiga parametrar kan ge bland annat hogre bramsleforbrukning, ldgre prestanda och/eller higre slitage pa fordonet. Samtidigt bor fordonets berakningskomplexitet lianas nere genom att inte bestimma vdrdena fir dessa parametrar oftare an nodvandigt.

Kraftiga fardndringar av fordonsvikten m kan forekomma vid exempelvis omlastning av en lastbil eller vid pistigning av passagerare i en buss. Aven rullmotstandskraften Frau kan fardndras kraftigt exempelvis vid byte av fOrsta vdg till en andra vag, dar den andra vdgen har ett annat underlag, exempelvis grus, in underlaget fir den forsta vdgen, vilket exempelvis kan vara asfalt. Aven vaglutningen a kan fordndras kraftigt, exempelvis vid ett backkrOn eller vid en svacka.

Luftmotstandskraften Fair kan ocksa forandras kraftigt exempelvis vid passage av en kurva, ett backkrin eller en tunnel. Luftmotstandskraften Fair beror av fordonets hastighet i kvadrat, Fair = Cair • V2 r dar Cair dr luftmotstandsparametern, vilket gor att fordndringar i fordonshastighet dven ger stora fardndringar av luftmotstandskraften Fair.

Luftmotstandsparametern Gar beror huvudsakligen av fordonets frontarea och pi fordonets luftmotstandskoefficient. Luftmotstandskoefficienten kan andras exempelvis cm ny utrustning monteras eller demonteras pa fordonet, sasom ljusramper eller annan utrustning, exempelvis utsmyckning.

Frontarean kan andras exempelvis am en trailer kopplas pa eller av fordonet och di exempelvis sticker ut utanfOr styrhytten.

Dessa kraftiga forandringar kan gara att styrning av ett antal viktiga system och/eller funktioner i fordonet blir undermalig och/eller farlig.

Det är ett syfte med foreliggande uppfinning att losa ovan namnda problem.

Detta syfte uppnas genom det ovan namnda forfarandet enligt den kannetecknande delen av patentkrav 1. Syftet uppnas dven av det ovan namnda systemet enligt den kannetecknande delen av patentkrav 22. Syftet uppnas aven genom ovan namnda datorprogram och datorprogramprodukt.

Genom utnyttjande av fOreliggande uppfinning uppnis syftet, det vill saga att en snabb detektion av am nagon av dessa parametrar andrats erhalls, till exempel vid en omlastning av fordonet eller vid en forandring av underlaget, vilket gor att nya skattningar av parametrarna kan gOras, eller att styrsystemen informeras am att de for tillfillet tillgängliga parametervardena inte är tillforlitliga. Harigenom kan en star mangd felbeslut undvikas i styrenheterna i fordonet, till exempel car vaxelval ska gOras eller nar hastigheten ska styras med farthallare.

FOreliggande uppfinning utnyttjar en longitudinell fordonsmodell, fordonsmassan m, fordonsaccelerationen a och 6 representationer av de krafter som är mathara och/eller berakningsbara, exempelvis baserat pa moment och utvaxlingar, i fordonet for att i real-tid karma av om till exempel en fordonsvikt eller ett ruilmotstand har andrats. Enligt en utfOringsform av uppfinningen utnyttjas en en residual-baserad detektor for att identifiera sadana forandringar.

Enligt en utfaringsform skapas en residualsignal baserat pa den longitudinella fordonsmodellen. Residualsignalen tillhandahalls en trigger, vilken summerar residualsignalen, och vars utsignal sedan utnyttjas for att faststalla exempelvis am fordonet har lastats am, am underlaget andrats, am en vaglutning har forandrats eller am en luftmotstandsparameter har forandrats.

Om en forandring identifieras kan skattningsalgoritmer for respektive parameter startas am eller snabbas upp sa att de snabbt kan svanga in sig pa det nya verkliga vardet. Ofta är sadana algoritmer, for att ge ett robust resultat i langden, inte kalibrerade till att vara sa snabba som de kan vara utan till flagon kompromiss mellan tillfarlitlighet och snabbhet.

Genom utnyttjande av fOreliggande uppfinning kan alltsa skattningsalgoritmer anpassas fOr snabbare skattningar sa att ett korrekt varde snabbare erhalls. Alternativt kan aven en indikation att skattningarna är osakra skickas till de funktioner som anvander berakningar dar dessa skattningar ingar, sasom till exempel funktioner som utfor kormotstandsberakningar, varvid atgarder for att fatta mer robusta beslut mom till exempel automatvaxelval och farthallning goras till dess att skattningarna är palitliga igen. 7 Kortfattad figurforteckning Uppfinningen kommer att belysas ndrmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, ddr lika hdnvisningsbeteckningar anvdnds far lika delar, och van: Figur 1 visar ett flodesschema for ett fOrfarande enligt fareliggande uppfinning, Figur 2 visar ett flodesschema for en utfaringsform av 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 farsta steg 101 av forfarandet, vilket kan utfaras av en modellenhet, definieras en longitudinell fordonsmodell. Fordonsmodellen innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pi fordonet vid ett giltigt kaftan.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning utgar de giltiga karfallen de karfall di fordonsmodellen är giltig, det viii saga Or en korrekt beskrivning av fordonet. Fordonsmodellen Or giltig di en svdngkraft verkande pi fordonet Or farsumbar och di en traktionskraft Ft„, verkande pi fordonet Or kdnd. Eftersom svdngkraften Or forsumbar verkar di ants& vdsentligen inga sidokrafter pi fordonet, exempelvis i form av centrifugalliknande krafter di fordonet svdnger, vid de giltiga korfallen. De giltiga korfallen, di svdngkraften Or farsumbar, innefattar ddrfar exempelvis kaftan di fordonet framfors vdsentligen rakt fram, det viii saga vdsentligen utan 8 att svanga. Vid de giltiga korfallen ska vidare vasentligen inga extra friktionskrafter relaterade till svangar verka pa fordonet, dar dessa extra friktionskrafter exempelvis uppstar vid hjul has fordon med flera hjulpar vid kraftiga svangar, till exempel genom att hjulen dras i sidled vilket ger en hogre markfriktion. Dessa extra friktionskrafter uppstar typiskt f6r fordon med flera hjulpar, sasom fordon med trailer, slap eller flera hjulaxlar.

Fordonsmodellen ar alltsa giltig dl sidokrafter verkande pa fordonet är farsumbara och dl en traktionskraft Fo.„ verkande pa fordonet ar kand. Traktionskraften Ftrac utg6r har och i detta dokument den totala drivande eller bromsande kraften som verkar pa fordonet. Traktionskraften Ftrac ar exempelvis kand far kaftan dl fordonet framfars av drivkraft tillhandahallen av en f6rbranningsmotor, sasom en bensinmotor, en dieselmotor eller en elmaskin, dar drivkraften är kand. Traktionskraften Ftrac är ocksa kand for korfall innefattande bromsning med tillsatsbromsar, far vilka den bromsande kraften ar kand, exempelvis vid avgasbromsning, retarder-bromsning och/eller bromsning genom utnyttjande av ett bromsande moment tillhandahallet av en elmaskin.

I ett andra steg 102 av farfarandet faststalls, exempelvis genom utnyttjande av en faststallandeenhet, am en f5randring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft Fra.g/ och en verklig vikt Incict for fordonet har skett. I detta faststallande ingar en bestamning av am representationerna av krafterna med horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra dl en skattad vikt mtest och en representation av en skattad rullmotstandskraft p.m är infarda i den longitudinella fordonsmodellen. Hur detta faststallande kan utforas kommer att beskrivas mer i detalj nedan. 9 I ett tredje steg av farfarandet 103 utnyttjar, exempelvis en utnyttjandeenhet, faststallandet av om en forandring har skett.

Genom foreliggande uppfinning kan en snabb detektion av att nAgon av dessa parametrar andrats kraftigt erhAllas, till exempel vid en omlastning av fordonet eller vid en forandring av underlaget.

Enligt en utfaringsform innefattar detta utnyttjande av faststallandet av en farandring ett sandande av en indikering till system vilka tillhandahAller den skattade vikten Te" och representationen av den skattade rullmotstAndskraften FTL att nya skattningar bar garas. Alltsi uppmanas system vilka utfar skattning av fordonsvikten nte" och/eller representationen av rullmotstAndskraften Fm till att utfara nya skattningar far att sakerstalla funktionen och/eller prestandan for de funktioner som styrs baserat pi fordonsvikten mest och/eller representationen av rullmotstAndskraften F. Dessa system kommer di, som svar pi denna indikation, att skatta nya varden far fordonsvikten ine" och/eller representationen av rullmotstandskraften Fr och tillhandahilla dessa till styrsystemen dar de utnyttjas som parametrar. Harigenom kan algoritmer som skattar dessa parametrar snabbas upp eller startas om sa att de snabbt kan svanga in sig pi det nya och aktuella vardet. Ofta är sidana algoritmer, for att ge ett robust resultat i langden, inte kalibrerade till att vara si snabba som de kan vara utan till en kompromiss mellan tillfarlitlighet och snabbhet.

Enligt en utf6ringsform av fareliggande uppfinning utf6rs dessa nya skattningar genom att definiera en longitudinell fordonsmodell sa att den innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pi fordonet vid ett giltigt 10 karfall. Ddrefter faststdlls en skattad vikt mest for fordonet och en representation av en skattad rullmotstandskraft Fgh vilken verkar pa fordonet. Faststallandet av den skattade vikten gtest och representationen av den skattade rullmotstandskraften Fr h baseras pa ett modellfel for den longitudinella fordonsmodellen, genom att den longitudinella fordonsmodellen utnyttjas tillsammans med kat-Ida varden for representationerna av krafterna i modellen far att minimera modellfelet. Modellfelet utgor det fel som erhalls for den longitudinella fordonsmodellen da representationer av kdnda krafter och de parametrar som ska skattas är inforda i fordonsmodellen. Den skattade vikten ntest och representationen av den skattade rullmotstandskraften Fgh kan hdr erhallas genom att en minimering av denna skillnad utfars, dar minimeringen kan utforas rekursivt medelst en minsta-kvadrat algoritm. Den skattade vikten nrst och representationen av den skattade rullmotstandskraften Fr% utnyttjas sedan av styrsystem och andra system vilka utnyttjar fordonsvikten ntest och/eller representationen av rullmotstandskraften P1f som parametrar i sina berdkningar.

Begreppet kdnda varden for representationerna av krafterna innefattar har och i denna ansakan berdknade vdrden far krafterna, vilka har berdknats baserat pa uppmatta parametrar och/eller antaganden om parametrar som är relaterade till krafterna. Alltsa utnyttjas enligt uppfinningen den longitudinella fordonsmodellen tillsammans med berdkningar av kanda vdrden for krafterna, baserade pa uppmdtta och/eller antagna parametrar vilka är relaterade till representationerna av krafterna i modellen, for att minimera modellfelet has den longitudinella fordonsmodellen da parametrarna som ska skattas och de kanda vardena fOr representationerna av krafterna är inforda i modellen. 11 Nar fordonet dr nytillverkat, eller am till exempel styrenheten vilken beraknar fordonsvikten rest och rullmotstandskraften Fbyts ut, finns inga kanda varden att utga ifran nar skattningar av exempelvis vikten grst och representationen av rullmotstandskraften FM gars. Om kanda varden helt saknas utnyttjas farutbestamda standardvarden for exempelvis vikten mest och representationen av rullmotstandskraften F, dl mer exakta varden far dessa skattas den allra forsta gangen. Efter den allra farsta gangen varden for exempelvis vikten ntest och representationen av rullmotstandskraften Fhar skattats utnyttjas de varden som erhalls vid den tidigare skattningen. Harigenom erhalls successivt mer och mer exakta varden far exempelvis vikten nest och representationen av rullmotstandskraften F.

Uppfinningen enligt fareliggande uppfinning, det vill saga den snabba detektionen av am flagon av parametrarna har andrats, kan enligt en utfaringsform utforas farst nar skattningarna av parametrarna, exempelvis vikten grst och representationen av rullmotstandskraften F, har svangt in mot acceptabla varden far parametrarna.

Enligt en utforingsform innefattar utnyttjandet av faststallandet av am en farandring har skett ett sandande av en indikering till system vilka utnyttjar den skattade fordonsvikten mest och/eller representationen av den skattade rullmotstandskraften Fgri am att den skattade vikten gest och/eller representationen av den skattade rullmotstandskraften FOr inaktuella. Alltsa varnas styrsystem och andra system vilka utnyttjar fordonsvikten ntest och/eller representationen av rullmotstandskraften Fg, som parametrar for att skattningarna Or inaktuella och inte langre 12 tillfOrlitliga att basera berakningar av exempelvis karmotstandskraften F arivingres P a. Dessa system kan da, som svar pa denna indikation, valja att ignorera dessa inaktuella varden for fordonsvikten ntest och/eller representationen av rullmotstandskraften F1, eller att ta beslut med sadana /eller systemet i mindre utstrackning.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning är den longitudinella fordonsmodellen baserad pa Newtons andra lag, det viii saga den sa kallade kraftekvationen.

Om fordonsmodellen dr giltig, alltsa am svangkrafter/sidokrafter verkande pa fordonet är farsumbara, exempelvis for att fordonet inte svanger, och am en traktionskraft Ftr„ verkande pa fordonet är kand baseras de externa krafter som paverkar fordonet pa luftmotstand, rullmotstand och gravitation pa grund av vaglutning.

Dessa krafter kan utnyttjas for att modellera fordonet enligt Newtons andra lag da representationerna av krafterna utgor krafter i Newton andra lag sa att fordonets longitudinella rarelse kan beskrivas som: m • a = Ftrac Fair Fslope'roll(ekv. 1) Om Fair = Cair • V2 ;(ekv. 2) Froit = M • g • Cr ; och(ekv. 3) slope = M. • g • sina;(ekv. 4) kan ekvation 1 skrivas som: m • a = Ftrac Cair • V2 —M•g • sina — m • g • Cr ; (ekv. 5) 13 dar v är en fordonshastighet, vilken exempelvis kan mdtas medelst varvtalssensorer pi hjul eller axlar; a är en fordonsacceleration, vilken kan berdknas baserat pa fordonshastigheten eller kan bestdmmas genom utnyttjande av en accelerometer; m är total fordonsvikt, vilken skattas; gravitationskonstanten; Cr är en rullmotstandskoefficient, vilken kan skattas eller antas vara konstant; Cair är en luftmotstandsparameter, vilken kan skattas eller antas vara konstant; a är en aktuell vdglutning, vilken exempelvis kan mdtas indirekt med en accelerometer eller erhillas frin GPS med kartdata; Ftrac är traktionskraft, vilken utgar det totala drivande eller bromsande aktuella momentet omrdknat till en total drivande eller bromsande extern kraft med hjdlp av utvdxlingar i fordonets drivlina och hjulradie. Aktuella moment tillhandahAlls typiskt av de momentkdllor som pAverkar fordonet sisom en farbrdnningsmotor, en elmaskin eller tillsatsbromsar.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning dr den longitudinella fordonsmodellen baserad pd Newtons andra lag far rotationshastigheter, trogheter och moment, dven kallad Newtons andra lag for rotation. Hdr baseras alltsA representationerna av krafterna med horisontell verkan pi 14 dessa rotationshastigheter, tr6gheter och moment. Moment och hastigheter i drivlinan beror for Newtons andra lag for rotation av ett val av referenspunkt i drivlinan, det viii saga i vilken punkt i drivlinan momentjdmvikten berdknas, pi grund av drivlinans utvaxlingar exempelvis i vaxelladan.

For en referenspunkt vid fordonets hjul kan fordonets longitudinella rorelse uttryckas som: in • wheel • thwheel = Ttrac Tresistance(ekv. 6) dar - m är total fordonsvikt, vilken skattas; - rmwei är en hjulradie f5r fordonets hjul; thwheel är vinkelacceleration for aktuell referenspunkt, det viii saga for fordonets hjulaxel di referenspunkten i ekvation 6 dr vid fordonets hjul. Vinkelaccelerationen thwheel kan exempelvis beraknas med en derivata av signalen fran en varvtalsgivare placerad nAgonstans langs drivlinan om utvaxlingarna mellan givarens position och referenspunkten är kanda. I minga fordon, exempelvis i moderna lastbilar, finns ofta varvtalsgivare pi motorn och efter vaxellidan. Fordon med flagon form av automatvaxlingssystem har ofta aven givare i vaxellidan. Fordon med elektriskt bromssystem har ofta givare pi ett eller flera av hjulen. Vinkelaccelerationen gar ocksa att berakna med accelerometer om hjulradien är kand; Ttrac dr 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 är ett totalt kormotstAndsmoment, vilket i referenspunkten vid fordonets hjul är karmotstandskrafterna Fair, Fstope och Frou multiplicerade med hjulradien rwheel enligt: Tresistance = (Fair + Fslope + Fro11) • rwheel • r ddr Fair, Fsiape och Fr, definieras pd sd satt som beskrivs ovan i ekvationerna 2-4.

Far Newtons andra lag for rotation beror traktionsmomentet Ttrac trac av placeringen av referenspunkten for jdmvikten, eftersom traktionsmomentet Ttrac är en summa av de moment som pdverkar olika punkter langs drivlinan. Olika aktuatorer i fordonet tillfar moment pA olika stdllen i drivlinan, vilket gar att momenten mdste skalas med eventuella utvaxlingar och verkningsgrader mellan den punkt ddr momenten pdverkar drivlinan och referenspunkten nar det totala traktionsmomentet Ttrac i referenspunkten ska berdknas. Exempelvis verkar motorns moment fore vaxellddan medan en retarderkrets moment verkar efter vdxellAdan, vilket gar att olika utvdxlingar utnyttjas for motorn respektive retarderkretsen vid berakningar av det totala traktionsmomentet Ttrac. Aven karmotstAndsmomentet Tresistance behover skalas for olika referenspunkter pd grund av utvaxlingar ldngs drivlinan.

En fackman pA omrddet inser att traktionsmomentet Ttrac trac dndras av utvdxlingar langs drivlinan och/eller att karmotstandsmomentet Tresistance kan behova skalas ldngs drivlinan, frdn motorn till fordonets hjul, och att ekvation 6 gdller generellt far alla olika referenspunkter langs drivlinan, medan uttrycken for traktionsmomentet Ttrac och/eller karmotstAndsmomentet Tresistance har olika utseende respektive skalning far olika referenspunkter. 16 Varvtalsgivarens placering paverkar ocksa jamvikten och darmed ett utseende for jamviktsuttrycket, eftersom aven varvtalet maste skalas om till den aktuella referenspunkten. Om varvtalsgivaren ar placerad mellan motorn och referenspunkten, for vilken jamvikten berdknas, kan momentjdmvikten, och darmed fordonsmodellen, generellt beskrivas som: m • r2 /n2 wheel wheelToRe f • thsensor InsensorToRe = Ttrac - TresistancelnwheelToRef (ekv. 7) dar - M. är total fordonsvikt, vilken skattas; rwheel Or fordonets hjulradie; th smsor är en vinkelacceleration for en aktuell position far varvtalsgivaren; Ttrac är ett totalt traktionsmoment; och Tresistance Or ett totalt kormotstandsmoment; T resistance = (Fair + F slope + Froll) • rwheel dar Fair, F -slope och Frou definieras pa sa satt som beskrivs ovan i ekvationerna 2-4; 11-sensorToRef Or ett utvaxlingsfarhallande mellan varvtalsgivaren och referenspunkten, inklusive eventuella farluster i vaxlarna; och nwheelToRef är ett utvaxlingsforhallande mellan hjulen och referenspunkten, inklusive eventuella forluster i vaxlarna.

Om varvtalsgivaren istallet är placerad mellan referenspunkten, far vilken jamvikten beraknas, och hjulen kan momentjamvikten, och darmed fordonsmodellen, generellt 17 beskrivas som: 2 in • wheel/ nwheelToRef • thsensor • nsensorToRef = Ttrac TresistanceinwheelToRef (ekv. 8) dar m ar total fordonsvikt, vilken skattas; rwheel ar fordonets hjulradie; thsensor dr en vinkelacceleration for en aktuell position far varvtalsgivaren; Ttrac dr ett totalt traktionsmoment; och Tresistance dr ett totalt kormotstandsmoment; T resistamce= (Fair + Fsiope + Frog) • rwheel r dar Fair, Fsiope och Froll definieras pa sa satt som beskrivs ovan i ekvationerna 2-4; nsens orToRef Or ett utvaxlingsforhallande mellan varvtalsgivaren och referenspunkten, inklusive eventuella forluster i vaxlarna; och nwheelToRef Or ett utvaxlingsforhallande mellan hjulen och referenspunkten, inklusive eventuella forluster i vaxlarna.

Da den longitudinella fordonsmodellen baseras pa Newtons andra lag far rotation motsvaras alltsa representationerna av krafterna av moment, Det viii saga traktionskraften F - trac motsvaras av traktionsmomentet Ttrac och kOrmotstandskraften Fdrivingres motsvaras av karmotstandsmomentet T resistance . AlitsI motsvaras rullmotstandskraften Frou av rullmotstandsmomentet Trott, luftmotstandskraften Fair av luftmotstandsmomentet Tab- och en kraft orsakad av vaglutning Fsiope motsvaras av ett moment 18 orsakat av vaglutning T10. Accelerationen a motsvaras av vinkelaccelerationen th.

Nedan beskrivs hur forandringsdetektionen utfOrs dl Newtons andra lag baserad pa krafter utnyttjas for fordonsmodellen, det vill saga utgaende fran ekvation 5, varvid representationerna av krafterna utgOr krafterna med horisontell verkan enligt fordonsmodellen. Motsvarande farandringsdetektion kan aven utfaras dl Newtons andra lag baserad pa rotation utnyttjas som fordonsmodell, varvid representationerna av krafterna utgOr rotationshastigheter, trOgheter och moment, sasom beskrivs ovan. Med andra ord kan farandringsdetektionen aven utfOras utgaende fran flagon av ekvationerna 6-8. En fackman pa omradet kan med ledning av beskrivningen ovan av Newtons andra lag far rotation harleda fOrfarandesteg och/eller uttryck motsvarande nedan beskrivna farandringsdetektion aven for Newtons andra lag far rotation.

Om for tillfallet, vid tidssteget n, tillgangliga varden tram matningar och skattningar fors in i ekvation 5 erhalls ekvationen: Y[n] = Ftrac[n] — car • v[ii12 — m • g • sina[n] — rn • g •— in • a[n](ekv. 9) Genom ekvation 9 erhalls en longitudinell fordonsmodell vars utsignal y[n] idealt ska brusa kring vardet noll nar fordonsmodellen beskriver ett giltigt tillstand, det vill saga cid den totala drivande eller bromsande kraften är kand, och allt är korrekt skattat. En sadan modell brukar kallas en residual i signalbehandlingsteorin.

Detta utnyttjas av foreliggande uppfinning, vilken faststaller om krafterna med horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra dl, det vill saga om residualen i ekvation 9 far vardet noll, cid en skattad vikt mtest och representation av en 19 est - skattad rullmotstandskraft FroU ar inf orda i den longitudinella fordonsmodellen. Detta ger ett mycket exakt faststallande av om en fOrdndring har intrdffat for den verkliga rullmotstandskraftenexempelvis genom byte av vagunderlag mellan asfalt och grus, och/eller for en verklig vikt rect for fordonet, exempelvis vid omlastning.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning faststalls om en forandring far den verkliga rullmotstandskraften ea, och/eller den verkliga vikten rect och/eller den verkliga luftmotstandsparametern ccg far fordonet bar skett. Vid detta faststallande analyseras den longitudinella kraftekvationen i ekvation 5 med den skattade vikten atest, representationen av den skattade rullmotstandskraften FrA och den skattade luftmotstandsparametern CJ inforda i den longitudinella fordonsmodellen, det viii sdga i ekvation 9. Sedan analyseras residualen, det viii saga en bestamning gars av om representationen av krafterna med horisontell verkan pa fordon tar ut varandra sa att residualen fir vardet nail. Genom denna utfOringsform kan alltsa identifieras att en farandring bar skett for en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstandskraften Fmoch/eller den verkliga vikten lect och/eller den verkliga luftmotstandsparametern CW. Om exempelvis representationen av den verkliga rullmotstandskraften FJ och den verkliga vikten rdwt dr ofarandrade innebar detta darfar att en farandring av den verkliga luftmotstandsparametern ccg far fordonet bar identifierats, vilket kan utnyttjas av ett start antal funktioner i fordonet, exempelvis vid kormotstandsberakningar i styrsystem far vaxelval och far farthallning med kartdata och GPS.

Aven farandringar av den verkliga vaglutningen kan upptackas genom utnyttjande av en utforingsform av uppfinningen. Har kan faststallas om en forandring av en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstAndskraften Fca, den verkliga vikten mact och en verklig vaglutning aaa som fordonet upplever har skett. Vid detta faststallande infars den skattade vikten atest, representationen av den skattade rullmotstandskraften F gti och den skattade vaglutningen aest i den longitudinella fordonsmodellen och sedan analyseras om representationen av krafterna i fordonsmodellen tar ut varandra, det viii saga om residualen i ekvation 9 far vardet nail. Genom denna utfaringsform kan faststallas om en farandring har skett far en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstandskraften F=, den verkliga vikten mact och en verklig vaglutning Oct. Om exempelvis bade representationen av den verkliga rullmotstandskraften Fca och den verkliga vikten mact f5rblir oforandrade kan har en farandring for den verkliga vaglutningen aaa far ett vagavsnitt dar fordonet befinner sig kan identifieras, vilket kan utnyttjas av ett start antal funktioner i fordonet, exempelvis i styrsystem far vaxelval och farthallning.

Enligt en utfaringsform av uppfinningen faststalls om en farandring has en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstAndskraften Frc,Z, den verkliga vikten mact och den verkliga luftmotstandsparametern ccg, samt den verkliga vaglutningen aaa har skett. Vid denna skattning inf5rs den skattade vikten atest, representationen av den skattade rullmotstandskraften F=, den skattade luftmotstandsparametern och den skattade vaglutningen aest i den longitudinella fordonsmodellen. Sedan analyseras representationen av krafterna for att se om representationen av krafterna med 21 horisontell verkan pa fordonet tar ut varandra, det viii saga om modellens residual far vardet nail. Har erhalls alltsa en samtidig kontroll av am nagon eller nagra av representationen av rullmotstandskraften Fca, luftmotstandsparametern CL, vaglutningen a aa och vikten Tritcict har andrats.

Sasom har beskrivits ovan kan bestamningen av am representationen av de longitudinella krafter som verkar pa fordonet tar ut varandra utforas genom utnyttjande av en residual-baserad detektering.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning innefattar den residual-baserade detekteringen en summering Over tid av en residual-signal y[n], exempelvis av residual-signalen y[n] i ekvation 9. Denna summering kan aven ses som en integrering av modellfelet over tid.

Summeringen kan innefatta en berakning av atminstone ett ackumulerat varde gi[n], g2[n], g3[n] vilket ackumuleras da residual-signalen y[n] har ett varde vilket Overstiger en driftskonstant d. Med andra ord akar summans varde endast nar residual-signalen y[n] är stOrre an driftskonstanten d.

Berakning och innebord av det atminstone ett ackumulerade vardet gi[n], g2[n], g3[n] beskrivs mer i detalj nedan.

Sedan kan en fOrandring has de verkliga vardena faststallas am en eller flera av de ackumulerade vardena gi[n], g2[n], g3[n] overstiger ett troskelvarde h. Storleken pa troskelvardet h avgor hur snabbt och tillfarlitligt beslutet ska tas att en farandring har skett. Ett mindre varde pa troskelvardet h ger ett snabbt men mindre tillforlitligt beslut och ett starre varde pa troskelvardet h ger ett langsammare men mer tillfOrlitligt beslut. TrOskelvardet h kan alltsa justeras sa att snabbheten och tillforlitligheten passar de en eller flera 22 system som utnyttjar parametrarna for vilka fardndringar ska detekteras.

Enligt en utfaringsform av foreliggande uppfinning innefattar den residual-baserade detekteringen en normalisering av en residual-signal y[n] sa att en normaliserad residual-signal yn„,,[n] är normalfardelad med ett medelvdrde lika med nail, Ynorm[n] = 0, och med en standardavvikelse lika med ett,Cr J ( norm) = 1. Denna normalisering forenklar en kalibrering av driftskonstanten d och av troskelvdrdet h vid den efterfoljande summeringen, eftersom residualens utsignalkan ha olika statistiska egenskaper, det viii saga olika medelvdrde och standardavikelse, for olika fordon och/eller vid olika tillfdllen. Om fordonet exempelvis framfors pi en ojdmn grusvag sa kan hastighets- och lutningssignalerna brusa mer in am fordonet kars pi en jinn och slat motorvdg. For att trots dessa olikheter kunna ha samma kalibrering pi driftskonstanten d och pi troskelvdrdet h far alla fordon normaliseras residualens utsignal y[n] sa att den ska bli normalfordelad med medelvdrde noll och standardavvikelse ett.

Normaliseringen utfors genom att rikna ut ett medelvarde, y, och en standardavvikelse, a(y), for residualens utsignal y[n] baserat pi alla residualens utsignaler sedan senaste triggningen och att sedan berakna Ynorm enligt: Ynorm = Y[n] -37 a (y) (ekv. 10) Medelvdrdet och standardavvikelsen kan hdr berdknas rekursivt, sa att de bara behaver uppdateras med senaste vdrdet. Detta gar att minnesbehovet minskas, eftersom inte alla vdrden sedan den senaste beslutet behover sparas i minne vid den rekursiva berdkningen. 23 Den ovan namnda summeringen over tid av residualfelet kan aven r norm [n] • Har utforas pa den normaliserade residual-signalen v beraknas dl de ackumulerade vardenag2[n], g3[n], vilka ackumuleras cid den normaliserade residual-signalen overstiger driftskonstanten d. Forandringar has de verkliga vardena kan sedan faststallas am en eller flera av de ackumulerade vardena gl[n], g2[n], g3[n] overstiger troskelvardet h. Detta kan ses som en trigger for att nagonting har skett. Att summera varden som overstiger driftskonstanten d pa detta satt och sedan trigga nar troskelvardet h nas for summan kan benamnas CUSUM-trigger (CUmulative SUM).

Harefter kommer den residual-baserade detektionen vilken utnyttjar den normaliserade residual-signalen ynorm[n] att beskrivas och exemplifieras mer i detalj. Fackmannen inser att motsvarande galler Oven far den residual-baserade detektionen som utnyttjar den ovan beskrivna icke-normaliserade residualsignalen y[n].

Den residual-baserade detektionen vilken utnyttjar den normaliserade residual-signalen v ./norm[ni visas i ett fladesschema i figur 2, dar residualen An], det viii saga ekvation 9, forst raknas at for giltiga kaftan baserat pa skattningar och matningar fran tidssteget n.

Medelvarde och standardavvikelse for residualen y[n] beraknas baserat pa alla tidssteg fran den senaste triggningen fram till nuvarande tidssteg. Sedan normaliseras residualen y[n] med medelvarde och standardavvikelse far att erhalla den normaliserade residualen ynorm[n]. Summorna gi[n], g2[n], eller g3[n] beraknas i CUSUM-triggern.

Ynorm [n] 24 Om nagon av summorna th[n], g2[n], eller g3[71] blir storre In traskelvardet h utnyttjas detta i fordonet genom att: Tillhandahalla information att CUSUM-tiggern lOst ut.

Nollstall summorna Th[n] och g2[n], eller g3[fl].

- Starta am berakningen av medelvarde och standardavvikelse.

Borja am fran borjan av forfarandet enligt foreliggande uppfinning igen.

Forfarandet borjar aven am igen am ingen av summorna m[n] och 92[n], eller 93[n], blir starre In trOskelvardet h.

Att summera varden som overstiger driftskonstanten d pa detta satt och sedan trigga nar troskelvdrdet h nas for summan, vilket utnyttjas av denna utfaringsform av uppfinnigen, är mycket anvandbart for att detektera andringar i brusiga signaler. Denna meted ger besked am de fall dl den brusiga normaliserade signalen vnorm borjar avvika fran det normala J vardet, vilket annars kan vara mycket svart far brusiga signaler.

Metoden som utnyttjas av CUSUM-triggern utgar i huvudsak en summering av det brusiga vardet. Brusar det idealt kring noll sa skulle ju en summering aver tid ocksa bli nail. Men eftersom varlden inte dr ideal sa dras i varje tidssteg aven bort ett lite varde, driftskonstanten d, far att undvika att en liten avvikelse skulle summera upp. Driftskonstanten d gor ocksa att summan "tommer" sig am den exempelvis farst har raknats upp lite grann dl insignalen varit skild fran noll, men dl insignalen darefter ligger kring vardet noll igen. Summorna mattas nedat med nail for att de ska skiljas at. Summeringen far varje godkant tidssteg n kan skrivas som: Yi [n] = max(g, [n — 1] + v norm [n] — d, 0)(ekv. 11) och: 92 [12] = max(g2 [n 1] Ynorm [n] — d, 0) .(ekv. 12) Baserat pi ekvationerna 11 och 12 kan man skilja pi At vilket hill bruset avviker.

Om det inte ir viktigt att veta it vilket hill bruset avviker kan summeringarna begransas till en summering innefattande absolutbeloppet av den brusiga normaliserade signalen ynorm, vilket ger firre berakningar: g3 [n] = max(g3 [n — 1] + lynorin [n] I — d, 0) ,(ekv. 13) varvid summan g3[n] utnyttjas far CUSUM-triggern pi motsvarande sift som beskrivits ovan for summorna g1[n] och g2[n]. Alltsd kan i CUSUM-triggern summorna g1[n] och g2[n] utnyttjas for jamforelsen med troskelvardet h am summorna g1[n] och g2[n] har beraknats. PA motsvarande sift kan summan g3[n] utnyttjas far jamforelsen med traskelvardet h am summan g3[n] har beraknats.

Slutligen ansitter man en troskelnivd, h pi hur start det summerade vardet g[n] fir bli innan triggern ska lasa ut.

Ett icke-begransande exempel pi nar fareliggande uppfinning utnyttjas vid omlastdetektion, det vill saga vid detektion av ac en farandring av en verklig vikt mt for fordonet kan ses i Figurerna 3a-d.

Figur 3a visar fordonshastighet. Lastbilen har statt still och vagt 24 ton. Sedan lastas ett slap pi vilket gar att lastbilen vager 50 ton nal-- den kar ivag. 26 Figur 3b visar en brusig normaliserad residual yri„,,[n] och de tvd tjocka svarta linjerna visar driftkonstantens d niva. Nar fordonet kar ivag strax efter 40 sekunder syns tydligt hur den normaliserade residualen v ./norm [12] hamnar utanfor driftskonstantens d niva, varvid summan dl integreras. Summan raknas alltsa upp, eftersom den skattade fordonsvikten me' nu skiljer sig avsevart fran den verkliga vikten mact, vilket kan ses i figur 3d dar den verkliga vikten ffitact 50 ton ar streckad och den skattade fordonsvikten ate', vilken visas med heldragen linje, är lite drygt 20 ton. Summan borjar darfor Oka i varde, vilket framgar av figur 3c.

Nar summan nar troskelvardet h, som i det har fallet ar valt till 700, vid tiden 50 sekunder indikerar farfarandet exempelvis till en viktskattningsalgoritm att den ska starta om och sen tommer sig summan igen. Indikationen leder till att viktskattningsalgoritmen startar om och snabbare kan komma till den verkliga vikten ma' 50 ton vilket ses i figur 3d, dar den heldragna kurvan visar uppfinningen med omstartad viktskattning och den punkt-streckade kurvan visar tidigare kand teknik, det viii saga att samma viktskattningsmetod utnyttjas men som inte startas om enligt uppfinningen. Den tidigare kanda tekniken nar mycket langsammare den verkliga vikten intact 50 ton (streckad linje), vilket visas i figur d.

Detektion av en farandring av en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstandskraften Fca, den verkliga luftmotstandsparametern ccg och den verkliga vaglutningen aact kan visas med motsvarande simuleringar som de i figurerna 3a-d Fackmannen inser att en metod for hantering av en farandring hos verkliga varden far parametrar vilka paverkar 27 karmotstAndskraften Fdrivi ngres for ett fordon enligt fareliggande uppfinning dessutom kan implementeras i ett datorprogram, vilket nAr det exekveras i en dator Astadkommer att datorn utfor metoden. Datorprogrammet utgar vanligtvis en del av en datorprogramprodukt 403, dar datorprogramprodukten innefattar ett lampligt digitalt lagringsmedium pa vilket datorprogrammet Or lagrat. NAmnda datorldsbara medium bestAr av ett lAmpligt minne, sAsom exempelvis: ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash- minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM), en hArddiskenhet, etc.

Figur 4 visar schematiskt en styrenhet 400. Styrenheten 400 innefattar en berakningsenhet 401, vilken kan utgOras av vasentligen nAgon lamplig typ av processor eller mikrodator, t.ex. en krets for digital signalbehandling (Digital Signal Processor, DSP), eller en krets med en forutbestAmd specifik funktion (Application Specific Integrated Circuit, ASIC). Berdkningsenheten 401 Or farbunden med en, i styrenheten 400 anordnad, minnesenhet 402, vilken tillhandahAller berdkningsenheten 401 t.ex. den lagrade programkoden och/eller den lagrade data berakningsenheten 401 behOver fOr att kunna utfora berakningar. Berakningsenheten 401 Or Oven anordnad att lagra del- eller slutresultat av berakningar i minnesenheten 402.

Vidare Or styrenheten 400 forsedd med anordningar 411, 412, 413, 414 far mottagande respektive sAndande 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 berakningsenheten 401. Anordningarna 412, 28 414 for sdndande av utsignaler Or anordnade att omvandla signaler erhallna fran berakningsenheten 401 for skapande av utsignaler genom att t.ex. modulera signalerna, vilka kan overforas till andra delar av systemet och/eller fordonet.

Var och en av anslutningarna till anordningarna far 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 tradlos anslutning.

En fackman inser att den ovan ndmnda datorn kan utg5ras av berakningsenheten 401 och att det ovan namnda 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 vOlkamt for fackmannen mom teknikomradet.

FOreliggande 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 far fOreliggande uppfinning dedikerad styrenhet.

Enligt en aspekt av fOreliggande uppfinning tillhandahalls ett system for hantering av f5randringar hos verkliga vdrden fOr parametrar vilka paverkar kormotstandet Farivingres for fordonet. 29 Systemet innefattar en modellenhet som är anordnad att definiera den ovan beskrivna longitudinella fordonsmodellen, ddr modellen innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pi fordonet vid ett av ovan ndmnda giltiga karfall.

Systemet innefattar ocksi en faststdllandeenhet som är anordnad att fasts-Lana am en fordndring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft FrV och en verklig vikt mact far fordonet har skett. Faststdllandeenhet är anordnad att bestdmma am representationerna av krafterna med horisontell verkan pi fordonet tar ut varandra di en skattad vikt Test och en representation av en skattad rullmotstandskraft FM dr infarda i fordonsmodellen.

Systemet innefattar dven en utnyttjandeenhet som dr anordnad att utnyttja faststdllandet av am fordndring har skett eller inte. Sasom beskrivits ovan kan detta utnyttjande innefatta indikeringar till system att nya skattningar bor goras och/eller att den skattade vikten rest och representationen av est - den skattade rullmotstAndskraftenrot/ är inaktuella.

Enligt en utfaringsform av uppfinningen är systemet anordnat for att pa Si sdtt som beskrivs ovan kunna faststdlla am en fardndring has en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstandskraften F=, den verkliga vikten Tea och en verklig luftmotstandsparameter Crg far fordonet har skett.

Enligt en utforingsform av uppfinningen är systemet anordnat far att pi sa sdtt som beskrivs ovan kunna faststdlla am en fordndring has en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstandskraften Factrou, och den verkliga vikten atact far fordonet, samt en verklig vdglutning aaa som fordonet upplever har skett.

Enligt en utfOringsform av uppfinningen dr systemet anordnat for att pa sa satt som beskrivs ovan kunna faststalla am en fOrandring hos en eller flera av representationen av den verkliga rullmotstAndskraften F=, den verkliga vikten matt och en verklig luftmotstandsparameter CN f5r fordonet, samt en verklig vaglutning aact som fordonet upplever har skett.

Fackmannen inser ocks& att systemet ovan kan modifieras enligt de olika utforingsformerna av fOrfarandet enligt uppfinningen. Dessutom avser uppfinningen ett motorfordon, till exempel en lastbil eller en buss, innefattande atminstone ett system for bantering av en forandring has verkliga varden for parametrar vilka paverkar en kormotstAndskraft Fdrivingres for ett fordon enligt uppfinningen.

FOreliggande uppfinning är inte begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna av uppfinningen utan avser och innefattar alla utforingsformer inom de bifogade sjalvstandiga kravens skyddsomfang. 31

Claims (41)

Patentkrav 1. Forfarande for hantering av en fordndring hos verkliga vdrden for parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft &riving res for ett fordon, kannetecknat av - ett definierande, medelst en modellenhet, av en longitudinell fordonsmodell, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa ndmnda fordon vid ett giltigt korfall; - ett faststdllande, medelst en faststdllandeenhet, av am en forandring has en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft F, och en verklig vikt rect for ndmnda fordon har skett, varvid namnda faststdllande innefattar en bestdmning av am ndmnda representationer av krafter med horisontell verkan pa ndmnda fordon tar ut varandra da en skattad vikt ntest och en representation av en skattad rullmotstandskraft F7Fgh samt kdnda vdrden for ndmnda representationer av krafter i ndmnda longitudinella fordonsmodell är inforda i ndmnda longitudinella fordonsmodell, dar namnda kanda varden for namnda representationerna av ndmnda krafter innefattar beraknade vdrden for ndmnda representationer av ndmnda krafter, vilka har beraknats baserat pa uppmdtta parametrar och/eller antaganden am parametrar vilka är relaterade till ndmnda representationer av ndmnda krafter; och - ett utnyttjande, medelst en utnyttjandeenhet, av ndmnda faststdllande av cm ndmnda fordndring har skett i fordonssystem anordnade for automatiskt vdxelval eller fOr farthallning. 2. Forfarande enligt patentkrav 1, varvid ndmnda giltiga korfall utgor ett korfall for vilket en representation av en svdngkraft verkande pa ndmnda fordon är forsumbar och for 32 vilket en representation av en traktionskraft Ftrac verkande pa namnda fordon ax kand. 3. Forfarande enligt patentkrav 2, varvid namnda representation av namnda traktionskraftär kand for korfallen i gruppen av:

1. framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en forbranningsmotor;

2. framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en elmaskin; - avgasbromsning;

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

4. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-3, varvid ett faststallande av om en forandring hos en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft namnda verkliga vikt newt och en verklig luftmotstandsparameter Ccg for namnda fordon har skett utfors, varvid namnda faststallande innefattar en bestamning av om namnda representationer av namnda krafter med horisontell verkan pa namnda fordon tar ut varandra dá namnda skattade vikt nest, namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft pestest och en skattad luftmotstandsparameter Cthr ax inforda i namnda longitudinella fordonsmodell.

5. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-4, varvid ett faststallande av om en forandring hos en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft f=, och namnda verkliga vikt nect for namnda fordon, samt en verklig vaglutning ect namnda fordon upplever har skett utfors, varvid namnda faststallande innefattar en bestamning av om namnda representationer av namnda krafter med horisontell 33 verkan pa namnda fordon tar ut varandra da namnda skattade vikt nest, namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraftoch en skattad vaglutning aest är inforda i namnda longitudinella fordonsmodell.

6. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-5, varvid ett faststallande av om en forandring hos en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft namnda verkliga vikt mact och en verklig luftmotstandsparameter CV for namnda fordon, samt en verklig vaglutning aact namnda fordon upplever har skett utfOrs, varvid namnda faststallande innefattar en bestamning av om namnda representationen av krafter med horisontell verkan pa namnda fordon tar ut varandra da namnda skattade vikt nest, namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft Fgh, en skattad luftmotstandsparameter cg isrt och en skattad vaglutning crest är inforda i namnda longitudinella fordonsmodell.

7. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-6, varvid namnda longitudinella fordonsmodell är baserad pa Newtons andra lag for krafter, dar namnda representationer av namnda krafter med horisontell verkan baseras pa namnda krafter.

8. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-7, varvid namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: m • a = Ftrac Cair • v2 - m• g • sina - m - g • Cr ; dar - V är en fordonshastighet; 1. a är en fordonsacceleration; 2. m är en total fordonsvikt; 34 3. g är gravitationskonstanten; 4. Cr ax en rullmotstandskoefficient; 5. Ccar ax en luftmotstandsparameter; 6. a är en aktuell vaglutning; Ftrac ax en traktionskraft.

9. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-6, varvid namnda longitudinella fordonsmodell ax baserad pa Newtons andra lag for rotationshastigheter, trogheter och moment, dar namnda representationer av namnda krafter med horisontell verkan baseras pa namnda rotationshastigheter, trogheter och moment.

10. Forfarande enligt patentkrav 9, varvid om en utnyttjad varvtalsgivare ax placerad mellan en motor i namnda fordon och en referenspunkt for vilken namnda longitudinella fordonsmodell stalls upp, namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: 2 n2 • ' wheel/ "wheelToRef • thsensorInsensorToRef = Ttrac Tresistance/nwheelToRef dar 1. m är total fordonsvikt; rwheet är en hjulradie for namnda fordon; 2. thAmsor är en vinkelacceleration for en aktuell position for namnda varvtalsgivare; 3. Ttrac är ett totalt traktionsmoment; 4. Tresistance är ett totalt kormotstandsmoment; 5. nsensorToRef är ett utvaxlingsforhallande mellan namnda varvtalsgivare och namnda referenspunkt; och 6. nwheelToRef ax ett utvaxlingsforhAllande mellan ett eller flera fordonshjul och namnda referenspunkt.

11. Forfarande enligt patentkrav 9, varvid om en utnyttjad varvtalsgivare är placerad mellan en referenspunkt for vilken namnda longitudinella fordonsmodell stalls upp och Atminstone ett fordonshjul, namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: ' wheel/ "wheelToRef • thsensor • nsensorToRef = Ttrac TresistancelnwheelToRef ddr 1. m är total fordonsvikt; rwheet dr en hjulradie fOr ndmnda fordon; 2. thsensor dr en vinkelacceleration for en aktuell position for namnda varvtalsgivare; 3. Ttrac är ett totalt traktionsmoment; 4. Tresistance är ett totalt kormotstAndsmoment; nsensorToRef är ett utvaxlingsforhAllande mellan namnda varvtalsgivare och namnda referenspunkt; och 5. nwheelToRef ax ett utvaxlingsforhallande mellan ett eller flera fordonshjul och namnda referenspunkt.

12. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-11, varvid namnda bestamning av om namnda representationer av namnda 36 krafter tar ut varandra utfors genom utnyttjande av en residual-baserad detektering.

13. Forfarande enligt patentkrav 12, varvid namnda residual-baserade detektering innefattar en summering over tid av en residual-signal An].

14. Forfarande enligt patentkrav 13, varvid namnda summering innefattar berakning av atminstone ett ackumulerat varde gifrfl,g3[n] vilket ackumuleras da namnda residual- signal [Ti] overstiger en driftskonstant d.

15. Forfarande enligt patentkrav 12, varvid namnda residual-baserade detektering innefattar en normalisering av en residual-signal y[n] sá att en normaliserad residual-signal Ymmm[rd är normalfordelad med ett medelvarde lika med nail, Ynorm[n] = 0, och med en standardavvikelse lika med ett, a (Ynorm) = 1.

16. Forfarande enligt patentkrav 15, varvid namnda residual-baserade detektering innefattar en summering over tid av namnda normaliserade residual-signal YnormN-

17. Forfarande enligt patentkrav 16, varvid namnda summering innefattar berakning av atminstone ett ackumulerat varde m[n], g2[n], g3[n], vilket ackumuleras da namnda normaliserade residual-signal yumm[n] overstiger en driftskonstant d.

18. Forfarande enligt nagot av patentkrav 14 och 17, varvid namnda forandring has namnda verkliga varden faststalls da en eller flera av namnda atminstone ett ackumulerade varde m[n], g2[n] g3[n] overstiger ett troskelvarde h. 37

19. Forfarande enligt nagot av patentkrav 1-18, varvid namnda utnyttjande av namnda faststallande av om namnda forandring har skett innefattar en eller flera i gruppen av: 1. en indikering till system vilka tillhandahaller namnda skattade vikt nest och/eller namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft P-= att nya skattningar bor goras; och 2. en indikering till system vilka utnyttjar namnda skattade vikt rest och namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft F/ es rol om att namnda skattade vikt nest och namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft Fr rot/ är inaktuella.

20. Datorprogram innefattande programkod, vilket nar namnda programkod exekveras i en dator astadkommer att namnda dator utfor forfarandet enligt nagot av patentkrav 1-19.

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

22. System for hantering av en forandring hos verkliga varden for parametrar vilka paverkar en kormotstandskraft Fdrivingres for ett fordon, kannetecknat av 1. en modellenhet anordnad att definiera en longitudinell fordonsmodell, vilken innefattar representationer av krafter med horisontell verkan pa namnda fordon vid ett giltigt korfall; 2. en faststallandeenhet anordnad att faststalla om en forandring hos en eller flera av en representation av en verklig rullmotstandskraft F7 och en verklig vikt 771"t for namnda fordon har skett, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att bestamma om namnda representationer av namnda 38 krafter med horisontell verkan p& namnda fordon tar ut varandra dá en skattad vikt nest och en representation av en skattad rullmotstandskraft FM at inforda i namnda longitudinella fordonsmodell; och - en utnyttjandeenhet anordnad att utnyttja namnda faststallande av om namnda forandring har skett.

23. System enligt patentkrav 22, varvid namnda faststallandeenhet at anordnad att faststalla om en forandring has en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft Fg=4, namnda verkliga vikt mact och en verklig luftmotstandsparameter CN for namnda fordon har skett, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att bestamma om namnda representationer av namnda krafter med horisontell verkan pa namnda fordon tar ut varandra da namnda skattade vikt nest, namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft FM och en skattad luftmotstandsparameter CV är inforda i namnda longitudinella fordonsmodell.

24. System enligt patentkrav 22, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att faststalla om en forandring has en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft F,, och namnda verkliga vikt ni"t for namnda fordon, samt en verklig vaglutning aact namnda fordon upplever har skett, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att bestamma om namnda krafter med horisontell verkan pA namnda fordon tar ut varandra dd namnda skattade vikt ntest namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft pest longitudinella fordonsmodell.

25. System enligt patentkrav 22, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att faststalla om en forandring roll och en skattad vaglutning aest är inforda i namnda 39 has en eller flera av namnda representation av namnda verkliga rullmotstandskraft F, namnda verkliga vikt Mact och en verklig luftmotstandsparameter CV for namnda fordon, samt en verklig vaglutning aact namnda fordon upplever har skett, varvid namnda faststallandeenhet är anordnad att bestama om namnda representationer av namnda krafter med horisontell verkan pa namnda fordon tar ut varandra dá namnda skattade vikt ntest, namnda representation av namnda skattade rullmotstandskraft FrA, en skattad luftmotstAndsparameter och en skattad vaglutning aest är inforda i namnda longitudinella fordonsmodell.

26. System enligt nagot av patentkrav 22-25, varvid namnda giltiga korfall utgor ett korfall for vilket en representation av en svangkraft verkande pa namnda fordon är forsumbar och for vilket en representation av en traktionskraft Ftrac verkande pa namnda fordon är kand.

27. System enligt patentkrav 26, varvid namnda representation av namnda traktionskraft Ftrac är kand for korfallen i gruppen av: - framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en forbranningsmotor; 1. framforande medelst drivkraft tillhandahallen av en elmaskin; 2. avgasbromsning; - retarder-bromsning; och 3. bromsning medelst utnyttjande av en elmaskin.

28. System enligt nagot av patentkrav 22-27, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell är baserad pa Newtons andra lag for krafter, dar ndmnda representationer av ndmnda krafter med horisontell verkan baseras pa ndmnda krafter.

29. System enligt patentkrav 28, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: a Ftrac niCair • V2 - • g - sina — m • g Cr; 1. = dar 2. v är en fordonshastighet; - a är en fordonsacceleration; 3. m är en total fordonsvikt; 4. g är gravitationskonstanten; 5. Cr är en rullmotstandskoefficient; 6. Cair är en luftmotstandsparameter; - a är en aktuell vdglutning; 7. Ftrac är en traktionskraft.

30. System enligt nagot av patentkrav 22-27, varvid ndmnda longitudinella fordonsmodell är baserad pa Newtons andra lag for rotationshastigheter, trogheter och moment, ddr ndmnda representationer av ndmnda krafter med horisontell verkan baseras pa namnda rotationshastigheter, trogheter och moment.

31. System enligt patentkrav 30, varvid om en utnyttjad varvtalsgivare är placerad mellan en motor i ndmnda fordon och en referenspunkt for vilken ndmnda longitudinella 41 fordonsmodell stalls upp, namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: ,r2 'wheel/ "wheelToRef • 6-)sensor/nsensorToRef = Ttrac TresistanceinwheelToRef dar - m är total fordonsvikt; 1. rwheei är en hjulradie for namnda fordon; 2. thsensor Ai- en vinkelacceleration for en aktuell position for namnda varvtalsgivare; 3. Ttrac är ett totalt traktionsmoment; Tresistance är ett totalt kormotstAndsmoment; 4. nsensorToRef är ett utvAxlingsforhAllande mellan namnda varvtalsgivare och namnda referenspunkt; och 5. nwheelToRef är ett utvAxlingsforhAllande mellan ett eller flera fordonshjul och nAmnda referenspunkt.

32. System enligt patentkrav 30, varvid om en utnyttjad varvtalsgivare är placerad mellan en referenspunkt for vilken namnda longitudinella fordonsmodell stalls upp och Atminstone ett fordonshjul, namnda longitudinella fordonsmodell beskrivs av ekvationen: m • rw2heelinw2 heelToRef • (lisensor • nsensorToRef = Ttrac Tresistance/nwheelToRef dar 1. m Ar total fordonsvikt; 2. rvomet är en hjulradie for nAmnda fordon; 42 3. thsensor är en vinkelacceleration for en aktuell position for namnda varvtalsgivare; 4. Ttrac är ett totalt traktionsmoment; 5. Tresistance är ett totalt kormotstandsmoment; - nsensorToRef är ett utvaxlingsfOrhallande mellan namnda varvtalsgivare och namnda referenspunkt; och 6. nwheelToRef ar ett utvaxlingsfOrhallande mellan ett eller flera fordonshjul och namnda referenspunkt.

33. System enligt nagot av patentkrav 22-31, varvid namnda faststallandeenhet är anordnat att bestamma cm namnda representationer av namnda krafter tar ut varandra genom utnyttjande av en residual-baserad detektering.

34. System enligt patentkrav 33, varvid namnda residual- baserade detektering innefattar en summering Over tid av en residual-signal An].

35. System enligt patentkrav 34, varvid namnda summering innefattar berakning av Atminstone ett ackumulerat varde g2[71, g3P1 vilket ackumuleras dá namnda residual-signal Art] overstiger en driftskonstant d.

36. System enligt patentkrav 33, varvid namnda residual- baserade detektering innefattar en normalisering av en residual-signal y[n] sá att en normaliserad residual-signal Ynorm [n] är normalfordelad med ett medelvarde lika med noll, MummN =0, och med en standardavvikelse lika med ett, a(v - wnorm) = 1. 43

37. System enligt patentkrav 36, varvid namnda residual- baserade detektering innefattar en summering over tid av namnda normaliserade residual-signal Ynormtnt

38. System enligt patentkrav 37, varvid namnda summering innefattar berAkning av Atminstone ett ackumulerat varde 92[71], Th[n], vilket ackumuleras dá namnda normaliserade residual-signal ymmm[n] overstiger en driftskonstant d.

39. System enligt nAgot av patentkrav 35 och 38, varvid nAmnda faststallandeenhet är anordnad att faststalla nAmnda forandring hos namnda verkliga varden dA en eller flera av namnda Atminstone ett ackumulerade varde gifrfl, g2[n] g3[77] Overstiger ett troskelvarde h.

40. System enligt nAgot av patentkrav 22-39, varvid nAmnda utnyttjande av namnda faststallande av om namnda forandring har skett innefattar en eller flera i gruppen av: - en indikering till system vilka tillhandahAller namnda skattade vikt Tre' och/eller namnda representation av nAmnda skattade rullmotstAndskraftatt nya skattningar bor goras; och - en indikering till system vilka utnyttjar namnda skattade vikt nte' och namnda representation av namnda skattade rullmotstAndskraft Ff1 om att namnda skattade vikt mest och nAmnda representation av nAmnda skattade rullmotstAndskraft är inaktuella.

41. Motorfordon innefattande ett system enligt nAgot av patentkrav 22-40. 44 1/4 101- Definiera longitudinell fordonsmodell T 1 021 L -L-, i Faststall cm forandring hos verkligt ruilmotstand °oh/eller verklig vikt har skett [103] Utnyttja faststallandet av cm forandring har skett Fig 111W), G(Y) Matningar och skattn'n arResidual modell-fel) y[n] Trigger - signal Nor alisering Ynorrn CUSUM trigger