DE602005002568T2 - Reifentestsysrem mit einem Algorithmus der die durchschnittliche Steigung der Variation eines Parameters, der von einem anderen abhängt, vergleicht - Google Patents

Reifentestsysrem mit einem Algorithmus der die durchschnittliche Steigung der Variation eines Parameters, der von einem anderen abhängt, vergleicht Download PDF

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    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B13/02Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/0205Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
    • G05B13/024Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/007Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02Tyres

Description

  • STAND DER TECHNIK
  • Zur Erinnerung, der Umfangskraftbeiwert μ des Reifens ist der Quotient aus der Umfangskraft, geteilt durch die wirkende Radlast, d. h. die auf den Reifen wirkende Belastung (im vereinfachten Falle eine reine Bremskraft, wobei der Fachmann unschwer verallgemeinern kann); der Schlupf G des Reifens beträgt G = 0% wenn es keine Abweichung der Geschwindigkeit des Reifens von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Boden und der geometrischen Drehachse des Reifens gibt, d. h. wenn der Reifen frei rollt, und G = 100%, wenn der Reifen beim Drehen blockiert. Typisch, je nach Umgebung (Beschaffenheit des Bodens (Asphalt, Beton), trocken oder nass (Wassertiefe), Temperatur und Abnutzungsgrad des Reifens), kann der Wert von μ in Abhängigkeit vom Schlupf G und von der Beschaffenheit des Bodens enorm variieren (μ beträgt ungefähr 0,15 auf Eis und ungefähr 1,2 auf trockenem Boden).
  • Durch die Patentschrift EP 1 372 049 , veröffentlicht am 17. Dezember 2003, ist bereits ein Schlupfregelungsverfahren bekannt, das eine „Invariante" genannte Größe verwendet, die durch die Untersuchungen der Erfinder entdeckt werden konnte, wobei diese Größe so genannt wird, weil sie unabhängig vom betrachteten Reifen und unabhängig von der Haftung auf dem Boden, über den der Reifen rollt, im Wesentlichen konstant ist.
  • Wenn dieses Verfahren auch ermöglicht, ein Schlupfziel festzulegen, bei dem man unter realen Rollbedingungen tatsächlich weit näher am realen maximalen Kraftbeiwert des Reifens ist, gibt es jedoch Fälle, in denen ein noch besseres Ziel festgelegt werden kann, damit der Reifen die gewünschten Kräfte entwickelt.
  • Das durch die Erfindung geschaffene Reifentestsystem, sei es für eine Messung oder einen Test auf der Ma schine oder am Fahrzeug, ermöglicht insbesondere, den Schlupf G so zu regeln, dass er auf einem festgelegten Zielwert gehalten wird. Der festgelegte Zielschlupf ist insbesondere und nicht einschränkend derart gewählt, dass der für den Kraftbeiwert festgelegte Wert im Wesentlichen dem Wert μmax entspricht.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung schafft einen Algorithmus, „Durchschnitt" genannt, der ermöglicht, ein ideales Ziel für einen Parameter vorherzusagen, für dessen Steuerung in einem Reifentestsystem gesorgt wird.
  • Allgemein formuliert schafft die Erfindung ein Reifentestsystem, bei dem sich ein Parameter Q, der für den Lauf eines Reifens charakteristisch ist, welcher dafür bestimmt ist, über einen Boden zu rollen, in Abhängigkeit von einem Parameter P gemäß einem bestimmten Gesetz ändert, wobei durch einen Controller direkt oder indirekt ein optimaler Wert des Parameters P festgelegt wird, um auf mindestens eines der Elemente, die aus der Gruppe bestehend aus dem am Reifen wirkenden. Drehmoment, dem Einschlagwinkel des Reifens, dem Sturzwinkel des Reifens und der auf den Reifen wirkenden Last gewählt sind, einzuwirken, bei dem der Controller Mittel umfasst zum:
    • • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Pi, Qi), um eine erste Ganglinie Qi = f(Pi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (Qi, Pi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie,
    • • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Qi, Pi), um eine zweite Ganglinie Qi = f(Pi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (Qi, Pi) einschließt, bei denen Qi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie,
    • • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (Pi, Qi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist,
    • • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes PCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Pi, Qi).
  • Das Ergebnis, das angestrebt wird, ist das Halten eines Parameters Q auf einem Wert, der in Abhängigkeit vom Zweck des Tests gewählt ist. In der vorliegenden Abhandlung wird eine Anwendung auf die Steuerung des Schlupfes eines Reifens, typisch während eines Bremsmanövers, in allen Einzelheiten beschrieben. Schließlich wird eine Anwendung beschrieben, die auf eine Steuerung des Schräglaufs des Reifens abzielt.
  • Im ersten Fall ist der Parameter P der Schlupf G des Reifens und der charakteristische Parameter Q ist der Kraftbeiwert μ des Reifens, wobei die Erfindung ein Reifentestsystem schafft, das Mittel, um einem Reifen, der dafür bestimmt ist, über den Boden zu rollen, eine Umfangskraft aufzuprägen, Mittel zum Modulieren der Umfangskraft, die mindestens einen Parameter "Zielschlupf" verwenden, welcher der angestrebte Schlupf bei der Drehbewegung des Reifens auf dem Boden ist, und Mittel, um den Parameter GOpt bei jeder Aktivierung der Mittel zu berechnen, umfasst, um dem Reifen für aufeinanderfolgende Stufen „i" der Umfangskraft, die jeweils einem Schlupf Gi entsprechen, eine Umfangskraft auf folgende Weise aufzuprägen:
    • • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (μi, Gi), um eine erste Ganglinie μi = f(Gi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie,
    • • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (μi, Gi), um eine zweite Ganglinie μi = f(Gi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie,
    • • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (Gi, μi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist,
    • • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes GCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Gi, μi).
  • Die Anwendung der Wahl der vorliegenden Erfindung ist die Steuerung des Schlupfes eines Rades beim Bremsen auf einer Testmaschine oder an einem Testfahrzeug. Die gesamte folgende Beschreibung betrifft in diesem Fall eine Vorrichtung zum Modulieren der Umfangskraft, die auf die Bremssteuerung einwirkt. Es wird ein für allemal darauf hingewiesen, dass in diesem Fall die oben angegebenen und nachstehend in allen Einzelheiten beschriebenen Operationen bei jedem Bremsmanöverbeginn initialisiert werden (i = 0). Wenn jedoch entschieden wird, die vorliegende Erfindung auf die Steuerung des Schlupfes eines Rades beim Beschleunigen anzuwenden, wirkt die Vorrichtung zum Modulieren der Umfangskraft auf das Antriebsdrehmoment an den Rädern ein, und es werden die angegebenen Operationen bei jeder Anfor derung einer Änderung des Antriebsdrehmoments, die größer als ein festgelegter Drehmomentschwellenwert ist, initialisiert (i = 0).
  • Außerdem sei angemerkt, dass es im Kontext der vorliegenden Erfindung keine Rolle spielt, ob die Lauffläche, um deren Hafteigenschaft es geht, jene eines Luftreifens oder eines von einem Luftreifen verschiedenen Weichreifens oder aber einer Raupenkette ist. Die Begriffe „Lauffläche", "Reifen" oder „Luftreifen", „Radreifen", „Weichreifen", „Raupenkette" oder auch „Rad" sind als gleichbedeutend auszulegen. Außerdem sei angemerkt, dass das Bestimmen der Werte des Kraftbeiwertes μ1 für jeden Schlupf Gi durch direktes Messen oder durch Schätzen aus anderen Messungen oder Schätzen von anderen Größen, wie der Kraft in der Ebene des Bodens und der Radlast, erfolgen kann.
  • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Es zeigen:
  • 1 den Algorithmus „Durchschnitt";
  • 2 eine besondere Verarbeitung von ersten Messwerterfassungen oder Schätzergebissen;
  • 3 in allen Einzelheiten die besondere Verarbeitung;
  • 4 eine weitere besondere Verarbeitung von Messwerterfassungen oder Schätzergebissen.
  • BESCHREIBUNG DER BESTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Der Algorithmus „Durchschnitt" umfasst, die Änderung der Krümmung der Ganglinie μ(G) festzustellen. Es ist nachzuvollziehen, dass eine solche Änderung die Nähe des Maximums der Haftung offenbart. Dazu werden die Messwerte oder die Schätzwerte für den Schlupf und die zugeordneten Kraftbeiwerte mit zwei Regressionen verarbeitet, wovon die eine darauf abzielt, eine Ganglinie zu modellieren, die obligatorisch durch den Ursprung verläuft, und die andere darauf abzielt, eine Ganglinie zu modellieren, die nicht obligatorisch durch den Ursprung verläuft, d. h. deren erster Punkt nicht eingebunden ist.
  • Vorzugsweise wird eine zweite Bedingung hinzugefügt, welche die Bestimmung des Zielschlupfes unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Gi, μi) herbeiführt, wobei die zweite Bedingung gilt, sobald Gi einen festgelegten Schwellenwert, beispielsweise 15%, übersteigt.
  • Es ist ganz besonders ratsam, lineare Regressionen zu verwenden. In diesem Fall wird der Unterschied zwischen zwei linearen Regressionen betrachtet, wie in 1 veranschaulicht ist. In diesem Fall ist
    • • die erste Ganglinie, in 1 durch eine punktierte Linie dargestellt, eine erste Gerade μi = Aavg·Gi, die vereinbarungsgemäß den Ursprung (bis auf eine Korrektur G0, die weiter unten erläutert wird) und das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, wobei sie durch eine erste lineare Regression erhalten wird, bei der ein erster Koeffizient Aavg berechnet wird,
    • • die zweite Ganglinie, in 1 durch eine Strichpunktlinie dargestellt (weniger steile Linie), eine zweite Gerade μi = Alin·Gi + Blin, die das oder die Paare (μi, Gi) einschließt und die nicht gezwungen wird, durch den Ursprung zu gehen, wobei sie durch eine zweite lineare Regression erhalten wird, bei der die Koeffizienten Alin und Blin berechnet werden (was eine Korrektur G0, die weiter unten erläutert wird, nicht ausschließt).
  • Da es sich um lineare Regressionen handelt, sind die Gradmesser selbstverständlich direkt die entsprechenden Steigungen α1 und α2 der Geraden.
  • Experimentell ist bestimmt worden, dass im Falle der Modellierung durch Geraden (lineare Regressionen) der festgelegte Steigungsschwellenwert für den Unterschied zwischen α1 und α2 vorzugsweise in der Größenordnung von 30% ist.
  • Schließlich kann der gewählte Zielschlupf GCavg ganz einfach gleich dem letzten Wert Gi sein. Alternativ und genauer wird der Zielschlupf als
    Figure 00070001
    bestimmt, wobei β ein Einstellparameter ist. Wenn in der vorliegenden Abhandlung von einem Einstellparameter die Rede ist, bedeutet dies, dass auch dann, wenn es für diesen Parameter einen Wert oder einen Wertebereich gibt, der für eine physikalische Gegebenheit repräsentativ ist, dieser Parameter praktisch willkürlich wie ein Knopf zur Feineinstellung des praktischen Betriebs des Reifentestsystems verwendet werden kann. Es sei einfach hinzugefügt, dass der Parameter β eine Analogie zu der Invarianten darstellt, was sich in einem Wert für β von ungefähr 1,04 äußert, der mit dem Wert 0,58 für die Invariante vergleichbar ist.
  • Nachstehend sind einige Korrekturen an den niedrigen Schlupfwerten und an dem Kraftbeiwert, die ganz am Anfang eines Bremsmanövers erhalten werden, vorgeschlagen. Es ist festgestellt worden, dass die Ganglinie μ(G) am Anfang der Bremsungen ein sonderbares Verhalten aufweisen kann. Dieser erste Teil des Algorithmus hat zum Ziel, dieses Verhalten zu korrigieren. In 2 und 3 ist zu sehen, dass auf nassem Boden das untere Ende der Ganglinie μ(G) nicht linear zu sein scheint und dass für ein μ von null der Schlupf nicht null ist. Das ist wahrscheinlich auf Fehler bei dem Wert des gemessenen Schlupfes zurückzuführen. Dies ist offensichtlich nicht für physikalische Phänomene beim Kontakt der Lauffläche mit dem Boden repräsentativ. Dies stört die Algorithmen zur Berechnung des Zielschlupfes, die auf der Untersuchung des Anstiegs der Ganglinie μ(G) basieren. Selbstverständlich ist dies sehr von den konkreten technologischen Mitteln abhängig, die benutzt werden, um diese Informationen zu erlangen. Demnach sind die Angaben, die in diesem Kontext geliefert werden, einfache Vorschläge, deren Befolgung zweckmäßig ist, wenn man diesem Problem gegenübersteht, die jedoch nicht einschränkend sind. Meist ist es zweckmäßig, die Form des unteren Endes der Ganglinie des Kraftbeiwertes in Abhängigkeit vom Schlupf streng zu korrigieren, wenn sie einen wenig plausiblen Verlauf zeigt.
  • Der erste Teil der Verarbeitung der Daten wird folglich darin bestehen, den Wert des Schlupfes zu berechnen, ab dem die Daten verwendet werden können, um zuverlässig einen Zielschlupf oder den optimalen Schlupf zu berechnen. Vereinbarungsgemäß wird dieser Schlupf G0 genannt. 2 zeigt, dass dieser Schlupf G0 ungefähr 3% beträgt. Durch Verbinden von G0 mit dem im Wesentlichen linearen Teil des ansteigenden Teils der Linie wird ein plausiblerer Verlauf der Ganglinie μ(G) erhalten.
  • Demnach wird vorzugsweise vor allen Operationen, welche die Ganglinie von μi in Abhängigkeit von Gi nutzen, eine Korrektur des Anfangs der Ganglinie vorgenommen, indem die ersten realen Paare (μi, Gi) entfernt werden, solange die Änderung von μi in Abhängigkeit von Gi nicht im Wesentlichen konstant ist, und indem der Schlupf G0 ermittelt wird, der einem Kraftbeiwert null zugeordnet ist (wobei dies selbstverständlich nicht einschränkend ist), sodass das Paar (0, G0) und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) im Wesentlichen in gerader Linie angeordnet sind, und indem eine Ganglinie verwendet wird, die von (0, G0) losgeht und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) verbindet, derart, dass alle Werte Gi, die größer als G0 sind, durch Gi – G0 ersetzt werden.
  • Dazu wird beispielsweise ein Algorithmus verwendet, der die folgenden Schritte umfasst:
    • • systematisches Entfernen aller Schlupfwerte, die einem Kraftbeiwert kleiner als 0,01 zugeordnet sind;
    • • fortlaufendes Berechnen von Regressionen von μ und G in Abhängigkeit von der Zeit, vorzugsweise von exponentiellen Regressionen in Anbetracht des Verlaufs des unteren Endes der Kurve in dem Beispiel, das mit Hilfe von 2 und 3 veranschaulicht ist:
      Figure 00090001
  • Die erlangten Werte können als repräsentativ für die Wirklichkeit angesehen werden, wenn der geschätzte oder gemessene Kraftbeiwert größer als 0,1 ist oder wenn der Schlupf 4% übersteigt.
  • 3 zeigt, wie G0 aus den Kurven zu bestimmen ist, welche die erlangten Werte für den Kraftbeiwert in Abhängigkeit von der Zeit bzw. für den Schlupf in Abhängigkeit von der Zeit angeben. Man ermittelt den Zeitwert, für den die Regression über die Ganglinie von μ einen bestimmten Wert hat, beispielsweise 0,05 (siehe das horizontale Segment zwischen einem Abszissenwert von null und einem Ordinatenwert von 0,05 und der gepunkteten Kurve). Der Wert von G0 wird der Regressionswert auf der Ganglinie des Schlupfes zu diesem Zeitpunkt sein (siehe das vertikale Segment zwischen dem zuvor erhaltenen Punkt und einem Punkt auf der Volllinien-Kurve, der den Wert des Schlupfes G0 angibt).
  • Folglich wird vor allen Operationen, welche die Ganglinie von μi in Abhängigkeit von Gi nutzen, eine Korrektur des Anfangs der Linie vorgenommen, indem die ersten realen Paare (μi, Gi) entfernt werden, solange die Änderung von μi in Abhängigkeit von Gi nicht im Wesentlichen konstant ist, und indem der Schlupf G0 ermittelt wird, der einem Kraftbeiwert null zugeordnet ist, sodass das Paar (0, G0) und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) im Wesentlichen in gerader Linie angeordnet sind, und indem eine Ganglinie verwendet wird, die von (0, G0) losgeht und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) verbindet. Schließlich werden bei allen verwendeten Algorithmen alle Werte Gi, die größer als G0 sind, durch Gi – G0 ersetzt.
  • Bisher ist davon ausgegangen worden, dass Werte von μ berechnet und geschätzt werden. In bestimmten Fällen führt jedoch die Art und Weise der Erlangung des Kraftbeiwertes (aus der Bremskraft, die ihrerseits auf der Grundlage beispielsweise des Bremsdrucks unter Berücksichtigung besonderer Merkmale des Bremssystems geschätzt ist, und aus der Radgeschwindigkeit) nicht zu einem zufriedenstellenden Ergebnis (die berechnete Ganglinie μ(G) ist zu flach oder kontinuierlich ansteigend). Bekanntermaßen ist das nicht realistisch. Um dieses Problem abzustellen kann eine Zahlenwertkorrektur des berechneten μ eingebaut werden. Diese Korrektur basiert auf der Geschwindigkeit, mit der sich der Schlupf in Abhängigkeit von der Zeit entwickelt. Wenn nämlich die Geschwindigkeit des Rades (und folglich der Schlupf) schnell hochgejagt wird, befindet man sich in der instabilen Zone der Ganglinie μ(G). Folglich müsste die Ganglinie μ(G) absteigen, was folgendermaßen ausgenutzt wird:
    Figure 00100001
    wobei „Acorr" ein Einstellkoeffizient ist, der für jeden Algorithmus spezifisch sein kann. Zum Beispiel hat sich für den Algorithmus „Durchschnitt" 0,2 als ein guter, zweckmäßiger Wert erwiesen. 4 veranschaulicht diese Korrektur. Durch diese Korrektur gewinnt die Ganglinie μ(G) eine Form wieder, die zweifellos besser mit der physikalischen Realität übereinstimmt, wodurch es den Algorithmen möglich ist, zuverlässige Ziele zu erzeugen.
  • Es wird angemerkt, dass, selbst wenn der Wert von μm durch diese Korrektur modifiziert wird, alle verwendeten Algorithmen auf der Form der Kurve und nicht auf ihren Werten beruhen. Der Leser wird außerdem auf die vorerwähnte Patentanmeldung verwiesen, in der herausgearbeitet worden ist, dass der Algorithmus "Invariante" ermöglicht, ein Schlupfziel zu berechnen, ohne gleich den genauen Wert des zugeordneten Kraftbeiwertes zu berechnen, da dieser für ein gutes Funktionieren der Schlupfregelung eines Rades unnötig ist.
  • In der vorerwähnten Patentanmeldung ist die Möglichkeit weiterer Anwendungen des Algorithmus „Invariante" aufgezeigt worden, zum Beispiel bei der Analyse der Schräglauf-Seitenkraft, die ein Luftreifen oder Weichreifen in einem Arbeitsbereich nahe der Sättigung der Schräglauf-Seitenkraft entwickelt. Das ist möglich aufgrund der Ähnlichkeit der Gesetzmäßigkeiten, mit denen sich diese physikalischen Phänomene ändern. Desgleichen hat die vorliegende Erfindung Anwendungen, die weiter gefasst sind, als die Steuerung des Schlupfes während eines Reifentests. Um das Thema abzuschließen wird einfach angeführt (wobei diese Hinzufügung nicht einschränkend sein soll, wie an sich selbstverständlich ist), dass die Erfindung auch auf ein Reifentestsystem Anwendung findet, das darauf abzielt, den Wert des Schräglaufwinkels δ eines Reifens, bei dem die Seitenkraft (auch als „Schräglauf-Seitenkraft" bezeichnet) maximal ist, vorherzusagen. Es handelt sich darum, vorherzusagen, wann der Reifen sein Maximum erreichen wird und folglich nicht mehr in der Lage sein wird, die Schräglauf-Seitenkraft beizubehalten, um den Lauf des Reifens bei einem festgelegten Wert der Schräglauf-Seitenkraft Fdet aufrechtzuerhalten. Auch da ist es zweckmäßig, um den Lauf des Reifens bei einem festgelegten Wert beizubehalten, für den Schräglaufwinkel mittels eines Algorithmus „Durchschnitt" ein Ziel abzuschätzen.
  • In diesem Fall ist der Parameter P der Schräglaufwinkel δ des Reifens und der charakteristische Parameter Q ist die Schräglauf-Seitenkraft Fdet des Reifens. Es handelt sich darum, vorherzusagen, wann der Reifen den maximalen Querschub erreichen wird, den er entwickeln kann. Auch dafür ist es zweckmäßig, mittels eines Algorithmus „Durchschnitt" ein Ziel abzuschätzen.
  • In diesem Fall betrifft die Erfindung ein Reifenschlupftestsystem, das Mittel verwendet, um einem auf dem Boden im Test befindlichen Reifen einen Schräglaufwinkel aufzuprägen, wobei die Mittel mit einem System zur Steuerung eines Parameters „ξ" in Abhängigkeit von Befehlen, die von einem Teststeuermittel kommen, und in Abhängigkeit von Befehlen, die von einem Controller geliefert werden, der anstrebt, den Lauf des Reifens bei einem festgelegten Wert der Schräglauf-Seitenkraft Fdet beizubehalten, ausgestattet sind, wobei der Controller mindestens einen optimalen Wert δOpt des Schräglaufwinkels verwendet, der dem Maximalwert der Schräglauf-Seitenkraft Fdet entspricht, wobei der Controller Mittel umfasst, um die folgenden Operationen durchzuführen:
    • • bei jeder Aktivierung des Systems zur Steuerung der Änderung von ξ für verschiedene Stufen „i" des Schräglaufwinkels Aufnehmen von verschiedenen Werten von FYi und des zugeordneten Schräglaufwinkels δi, der durch Schätzen oder direktes Messen erhalten wird,
    • • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Fi, δi), um eine erste Ganglinie Fi = f(δi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (Fi, δi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie,
    • • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Fi, δi), um eine zweite Ganglinie Fi = f(δi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (Fi, δi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist,
    • • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie,
    • • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (δi, Fi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist, • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes GCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (δi, Fi).

Claims (16)

  1. Reifentestsystem, bei dem sich ein Parameter Q, der für den Lauf eines im Test befindlichen Reifens charakteristisch ist, in Abhängigkeit von einem Parameter P gemäß einem bestimmten Gesetz ändert, wobei durch einen Controller direkt oder indirekt ein optimaler Wert des Parameters P festgelegt wird, um auf mindestens eines der Elemente, die aus der Gruppe bestehend aus dem am Reifen wirkenden Drehmoment, dem Einschlagwinkel des Reifens, dem Sturzwinkel des Reifens und der auf den Reifen wirkenden Last gewählt sind, einzuwirken, bei dem der Controller Mittel umfasst zum: • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Pi, Qi), um eine erste Ganglinie Qi = f(Pi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (Qi, Pi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller Mittel umfasst zum • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie, • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Qi, Pi), um eine zweite Ganglinie Qi = f(Pi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (Qi, Pi) einschließt, bei denen Qi ungleich null ist, • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie, • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (Pi, Qi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist, • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes PCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Pi, Qi).
  2. Reifentestsystem nach Anspruch 1, bei dem der Parameter P der Schlupf G des Reifens ist und der charakteristische Parameter Q der Kraftbeiwert μ des Reifens ist, wobei das System Mittel, um dem Reifen eine Umfangskraft aufzuprägen, Mittel zum Modulieren der Umfangskraft und Mittel, um den Schlupfparameter GOpt bei jeder Aktivierung der Mittel zu berechnen, umfasst, um dem Reifen eine Umfangskraft auf folgende Weise aufzuprägen: • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (μi, Gi), um eine erste Ganglinie μi = f(Gi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist, • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie, • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (μi, Gi), um eine zweite Ganglinie μi = f(Gi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist, • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie, • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (Gi, μi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist, • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes GCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Gi, μi)
  3. Reifentestsystem nach Anspruch 2, bei dem, sobald der Schlupf Gi einen festgelegten Schwellenwert übersteigt, der Zielschlupf GCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (Gi, μi) bestimmt wird.
  4. Reifentestsystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem • die erste Ganglinie eine erste Gerade μi = Aavg·Gi ist, die vereinbarungsgemäß den Ursprung und das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, wobei sie durch eine erste lineare Regression erhalten wird, bei der ein erster Koeffizient Aavg berechnet wird, • die zweite Ganglinie eine zweite Gerade μi = Alin·Gi + Blin ist, die das oder die Paare (μi, Gi) einschließt, wobei sie durch eine zweite lineare Regression erhalten wird, bei der die Koeffizienten Alin und Blin berechnet werden.
  5. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Zielschlupf GCavg als gleich dem letzten Wert Gi bestimmt wird.
  6. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Zielschlupf als
    Figure 00160001
    bestimmt wird, wobei β ein Einstellparameter ist.
  7. Reifentestsystem nach Anspruch 6, bei dem β ungefähr 1,04 beträgt.
  8. Reifentestsystem nach Anspruch 6, bei dem β ein Einstellparameter ist, der beim Einstellen des Systems verwendet wird.
  9. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der festgelegte Steigungsschwellenwert für den Unterschied zwischen α1 und α2 in der Größenordnung von 30% ist.
  10. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem die Vorrichtung zum Modulieren der Umfangskraft auf die Bremssteuerung einwirkt und die angegebenen Operationen bei jedem Bremsmanöverbeginn initialisiert werden (i = 0).
  11. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem die Vorrichtung zum Modulieren der Umfangskraft auf das Antriebsmoment an den Rädern einwirkt und die angegebenen Operationen bei jeder Anforderung einer Änderung des Antriebsdrehmoments, die größer als ein festgelegter Drehmomentschwellenwert ist, initialisiert werden (i = 0).
  12. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei dem vor allen Operationen, welche die Ganglinie von μi in Abhängigkeit von Gi nutzen, eine Korrektur des Anfangs der Linie vorgenommen wird, indem die ersten realen Paare (μi, Gi) entfernt werden, solange die Änderung von μi in Abhängigkeit von Gi nicht im Wesentlichen konstant ist, und indem der Schlupf G0 ermittelt wird, der einem Kraftbeiwert null zugeordnet ist, sodass das Paar (0, G0) und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) im Wesentlichen in gerader Linie angeordnet sind, und indem eine Ganglinie verwendet wird, die von (0, G0) losgeht und die nicht entfernten Paare (μi, Gi) verbindet, derart, dass alle Werte Gi, die größer als G0 sind, durch Gi – G0 ersetzt werden.
  13. Reifentestsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei dem, wenn die Änderung des Schlupfes, bezogen auf die Zeit, größer als ein festgelegter Änderungsschwellenwert wird, vor allen Operationen, welche die Ganglinie von μi in Abhängigkeit von Gi nutzen, eine Korrektur des Endes der Linie vorgenommen wird, bei der die Werte von μi, die ei nem Schlupf entsprechen, der die Änderung Schlupfes, bezogen auf die Zeit, über die festgelegte Änderungsschwelle hinwegbringt, durch korrigierte Werte wie folgt ersetzt werden:
    Figure 00180001
    wobei „Acorr" ein festgelegter Parameter ist.
  14. Reifentestsystem nach Anspruch 13, bei dem „Acorr" ungefähr 0,2 beträgt.
  15. Reifenschlupftestsystem nach Anspruch 13, bei dem „Acorr" als Einstellparameter verwendet wird.
  16. Reifentestsystem nach Anspruch 1, bei dem der Parameter P der Schräglaufwinkel δ ist und der Parameter Q die Schräglauf-Seitenkraft F ist, das Mittel verwendet, um einem auf dem Boden im Test befindlichen Reifen einen Schräglaufwinkel aufzuprägen, wobei die Mittel mit einem System zur Steuerung eines Parameters „ξ" in Abhängigkeit von Befehlen, die von einem Teststeuermittel kommen, und in Abhängigkeit von Befehlen, die von einem Controller geliefert werden, der anstrebt, den Lauf des Reifens bei einem festgelegten Wert der Schräglauf-Seitenkraft Fdet beizubehalten, ausgestattet sind, wobei der Controller mindestens einen optimalen Wert δOpt des Schräglaufwinkels verwendet, der dem Maximalwert der Schräglauf-Seitenkraft Fdet entspricht, wobei der Controller Mittel umfasst, um die folgenden Operationen durchzuführen: • bei jeder Aktivierung des Systems zur Steuerung der Änderung von ξ für verschiedene Stufen „i" des Schräglaufwinkels Aufnehmen von verschiedenen (gemessenen oder berechneten) Werten von FYi und des zugeordneten Schräglaufwinkels δi, der durch Schätzen oder direktes Messen erhalten wird, • Bestimmen von Koeffizienten A(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Fi, δi), um eine erste Ganglinie Fi = f(δi, A(avg/p)) zu modellieren, die vereinbarungsgemäß obligatorisch den Ursprung und das oder die Paare (Fi, δi) ein schließt, bei denen μi ungleich null ist, • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α1 der ersten Ganglinie, • Bestimmen von Koeffizienten B(avg/p) durch direktes Berechnen oder durch eine geeignete Regression aus einer ausreichenden Anzahl Paare (Fi, δi), um eine zweite Ganglinie Fi = f(δi, B(avg/p)) zu modellieren, die das oder die Paare (Fi, δi) einschließt, bei denen μi ungleich null ist, • Bestimmen eines Gradmessers für die durchschnittliche Steigung α2 der zweiten Ganglinie, • Wiederaufnehmen der vorhergehenden Operationen für jedes neu erfasste Wertepaar (δi, Fi), solange der Unterschied zwischen α1 und α2 kleiner als ein festgelegter Steigungsschwellenwert ist, • sobald der Unterschied zwischen α1 und α2 den festgelegten Steigungsschwellenwert übersteigt, Bestimmen eines Zielschlupfes GCavg unter Verwendung mindestens des letzten Wertepaares (δi, Fi).
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