用于重型车辆的车轮滑移增强功能的制作方法

本公开涉及用于确保重型车辆的安全且有效的车辆运动管理的方法和控制单元。该方法特别适用于货物运输车辆，例如卡车和半挂车。然而，本发明也可以应用于其它类型的重型车辆(例如建筑设备和采矿车辆)以及汽车。

背景技术：

1、传统上，使用扭矩请求信号来控制重型车辆，该扭矩请求信号是基于加速器踏板或制动器踏板的位置确定的，并通过数字接口发送到运动支持设备(msd)，比如行车制动器和推进设备。然而，通过代替地使用从中央车辆控制器发送到不同致动器的车轮滑移或车轮速度请求来控制致动器，可以获得优势。这使得致动器控制更靠近车轮端，因此允许减少延迟时间和更快更精确地控制msd。基于车轮滑移的msd控制方法特别适用于电池或燃料电池驱动的车辆中的车轮端电机，其可以在高带宽下被精确控制。例如在wo 2017/215751和wo 2021/144010中讨论了基于车轮滑移的车辆运动管理及其相关优点。

2、重型车辆的车轮滑移或基于车轮速度的控制通常依赖于车轮滑移和生成的纵向车轮力之间的近似关系，通常称为逆轮胎模型。然而，重型车辆是复杂的动态机械系统，其难以精确建模，并且可能响应于例如道路摩擦条件的变化而快速改变行为。因此，逆轮胎模型可能不总是完全准确的，这会导致性能降低。

3、希望车辆运动管理方法对车轮滑移和生成的纵向车轮力之间的近似关系中的误差更有适应性(resilient)。

技术实现思路

1、本公开的目的是至少部分克服上述缺陷，并提供用于控制重型车辆的改进方法。该目的通过用于控制重型车辆的至少一个从动和/或制动车轮的计算机实现方法来实现。该方法包括获得指示与车辆相关联的期望纵向加速度度和/或期望由一个或多个车轮生成的纵向力的运动请求。该方法还包括根据逆轮胎模型将车轮滑移限制值配置为标称车轮滑移限制值，其中逆轮胎模型表示车轮处的车轮滑移和车轮力之间的关系，并且其中车轮滑移限制值指示所述至少一个从动和/或制动车轮的最大允许车轮滑移。该方法还包括响应于检测到增强信号而将配置的车轮滑移限制值的量值从标称车轮滑移限制值增加到增强车轮滑移限制值，并且根据运动请求并受限于配置的车轮滑移限制值来控制至少一个从动和/或制动车轮。这样，可以通过生成增强信号来暂时增加可允许的车轮滑移。例如，当在困难的条件下上坡行驶时，或者在驾驶员、远程控制器或自主驾驶算法确定希望车轮滑移超过标称车轮滑移限制值的其它情况下，该特征可以派上用场，从而提供额外的增强。一个特别的优点是，车轮滑移限制根据逆轮胎模型来配置，因为这将车轮滑移限制与车辆上的车轮可能生成的可获得的纵向力联系起来。通过所公开的方法，提供了一种车辆运动管理方法，该车辆运动管理方法对车轮滑移和生成的纵向车轮力之间的近似关系中的误差更有适应性。

2、根据多个方面，该方法包括基于逆轮胎模型确定标称车轮滑移限制值，其中逆轮胎模型代表至少一个从动和/或制动车轮的车轮滑移和车轮力之间的关系。逆轮胎模型是在由给定车轮生成的期望纵向力和相应的车轮滑移之间进行转换的便利手段。标称车轮滑移限制值可以例如被确定为距逆轮胎模型的峰值有一定裕度的点，即对应于最大纵向力的车轮滑移。由于逆轮胎模型可以根据车辆的当前操作条件来确定，因此车轮滑移限制也将根据车辆的操作条件来调节，这是一个优点。

3、运动请求可以例如作为加速器踏板位置或制动器踏板位置的函数来获得，从而允许驾驶员通过大量压下踏板(例如超过某个预定阈值)以方便的方式接合增强模式。应理解，该方法关于加速(即向前推进)可能是最有用的，然而它也可以关于减速(即在紧急制动期间)找到重要的用途。

4、可替代地，或者作为增强模式的踏板位置触发的补充，运动请求可以从重型车辆中包括的车辆运动管理(vmm)系统的运动支持设备(msd)协调功能(这将在下面更详细地讨论)获得，和/或从车辆中包括的自主或半自主驱动功能获得。这意味着车辆控制功能将具有暂时增加车轮滑移的选项，以便至少暂时获得增强，例如，在认为存在过于保守的滑移限制的情况下。这增加了自主或半自主控制算法的控制自由度，这是一个优点。

5、该方法可选地还包括根据运动请求并且还根据表示车轮滑移和纵向车轮力之间的关系的逆轮胎模型，确定目标车轮滑移值作为标称目标车轮滑移值。该方法然后包括响应于检测到增强信号将目标车轮滑移值从标称目标车轮滑移值增加到增强目标车轮滑移值，并且根据目标车轮滑移值控制所述至少一个从动和/或制动车轮。因此，除了增加车轮滑移限制值之外，用于车辆控制的目标车轮滑移可以暂时增加，以便为车辆推进提供增强。例如，在标称目标车轮滑移值由于某种原因过于保守的驾驶场景中，可以有利地使用该特征。

6、例如，当加速器踏板位置或制动器踏板位置超过阈值时，可以触发增强信号。增强信号也可以通过触发设备(例如驾驶室内按钮、开关等)的操作手动地触发。增强信号也可以由加速器踏板位置或制动器踏板位置超过用于预定时间段的阈值来触发。

7、为了不危及车辆稳定性，增强信号可选地以车辆以低于车辆速度接受阈值的速度操作为条件。因此，如果车辆移动过快，将不会生成增强信号。增强信号的生成也可以以车辆以低于车辆偏航运动接受阈值的偏航运动操作为条件。这意味着该方法可以被配置成使得如果车辆拐弯则不允许增强模式，因为这可能危及转弯操纵的成功完成。原因是当纵向车轮滑移增加时生成侧向力的能力降低。以类似的方式，该方法当然还可以包括确定至少从动和/或制动车轮的侧向力需求，其中增强信号则以侧向力需求低于侧向力需求阈值为条件。这样，车辆稳定性和安全性不会受到车轮滑移增加的影响。否则，纵向车轮滑移的突然增加可能会将侧向力生成能力降低到危险的低值。

8、该方法还可以包括仅在预定时间段期间将配置的车轮滑移限制值从标称车轮滑移限制值增加到增强车轮滑移限制值。在该时间段之后，车轮滑移限制设置可以例如恢复回到标称值或某个其它中间值。这可以防止车轮陷入道路表面内，这当然是一个优点。

9、根据多个方面，增强信号被布置成通过远程控制触发设备的操作来远程触发。这允许操作者或车辆外部的自主功能来触发增强模式，例如，以允许车辆通过困难的斜坡等。这样，可以由远程机构向车辆授予额外的功能，这在某些情况下可能一个优点，例如，在自主车辆以其它方式需要以相当保守的车轮滑移值操作以确保安全操作的受限区域中。远程机构可以暂时允许自主或半自主车辆在较高的车轮滑移值下操作，以便暂时增加车辆的机动性。

10、该方法还可以包括响应于检测到增强信号而更新与至少一个从动和/或制动车轮相关联的逆轮胎模型。这意味着用于管理车辆运动的逆轮胎模型将随着时间的推移而改进，从而产生更精确的逆轮胎模型，这是一个优点。

11、该目的还可以通过用于控制重型车辆的至少一个从动和/或制动车轮的计算机实现方法来实现。该方法包括获得指示由车辆上的一个或多个车轮生成的期望纵向力的运动请求、配置车轮滑移和纵向力之间的标称关系(即逆轮胎模型)等，其中该关系至少部分基于滑移刚度值。该方法还包括获得指示标称滑移刚度值的期望调节的驾驶员输入信号、重新配置车轮滑移和纵向力之间的标称关系以考虑标称滑移刚度值的调节、以及根据运动请求并基于车轮滑移和纵向力之间的调节关系来控制至少一个从动和/或制动车轮。

12、因此，驾驶员输入信号(其可以是上面讨论的增强信号)用于调节感知的车辆动态特性。通过调节车轮滑移和纵向力之间的关系，可以以这种方式获得类似于上述增强模式的效果。可以考虑类似的方法，在该方法中，代替地或作为补充，逆轮胎模型的假定峰值纵向力响应于驾驶员输入信号而偏移。

13、对逆轮胎模型的调节当然可以随驾驶员压下踏板的时间而变，即踏板压下的时间越长，模型中的滑移刚度变化越大。上面讨论的其它特征当然也适用于逆轮胎模型的这种类型的调节。

14、这里还公开了与上述优点相关的控制单元、车辆单元、计算机程序、计算机可读介质和计算机程序产品。

15、通常，权利要求中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非本文中另有明确定义。所有对“一个(a)/一个(an)/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的引用应被公开解释为指元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。除非明确说明，否则本文公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序来执行。当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的进一步特征和优点将变得明显。技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征来创建除了下面描述的实施例之外的实施例。