ES2286458T3

ES2286458T3 - Indicador de rozamiento con la carretera para vehiculos de carretera de traccion total.

Info

Publication number: ES2286458T3
Application number: ES03751701T
Authority: ES
Inventors: Urban Forssell; Fredrik Gustafsson; Anders Stenman
Original assignee: Nira Dynamics AB
Current assignee: Nira Dynamics AB
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2007-12-01
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: WO2004039621A1; SE0203225L; SE524087C2; AU2003269771A1; DE60313650D1; SE0203225D0; EP1558456B1; DE60313650T2; EP1558456A1

Abstract

Un método para determinar el rozamiento entre una superficie y un neumático de una rueda accionada en un vehículo de ruedas que tiene unas ruedas accionadas primera y segunda, que comprende los pasos de: - calcular valores (304) de derrape de unas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la velocidad angular (312) de dichas ruedas accionadas primera y segunda; - calcular fuerzas motrices normalizadas (306) de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la distribución (314) de par motor entre dichas ruedas accionadas primera y segunda; - calcular una estimación 01, 02 (308) de rozamiento para cada una de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de una relación predeterminada entre dicho derrape calculado (304) y dichas fuerzas motrices normalizadas calculadas (306).

Description

Indicador de rozamiento con la carretera para vehículos de carretera de tracción total.

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a un sistema de soporte en un vehículo de carretera y, en particular, a un sistema para determinar el rozamiento con la carretera de un vehículo de carretera de tracción total.

Antecedentes

Con el fin de perfeccionar la seguridad y el rendimiento en la tecnología de vehículos de carretera modernos, los vehículos de carretera están equipados, cada vez en mayor medida, con sistemas de soporte para determinar diferentes parámetros críticos de tracción. Uno de tales parámetros de tracción es el rozamiento que existe actualmente entre la carretera y un neumático del vehículo. El conocimiento sobre el parámetro de rozamiento con la carretera se utiliza habitualmente en mejorar el control de fuerza motriz o el control de freno en las ruedas de tracción. Otro uso es para advertir al conductor de condiciones de la carretera potencialmente resbaladizas y peligrosas.

Otro tipo de sistemas de perfeccionamiento de seguridad en vehículos de carretera son todos los sistemas de tracción total (AWD). Los sistemas AWD perfeccionan la estabilidad del vehículo, especialmente bajo condiciones de tracción mojadas y resbaladizas, y se ofrecen actualmente como equipamiento opcional o estándar en muchos vehículos de carretera. Existen varios tipos de sistemas AWD, por ejemplo sistemas con una relación fija de transferencia de par motor entre los ejes trasero y delantero como el diferencial Torsen usado en vehículos Quattro de Audi. También hay sistemas con una relación variable y/o controlable de transferencia de par motor como el Haldex LSC ® usado en algunos de los vehículos AWD de Volvo y de Volkswagen. Otros ejemplos de sistemas AWD se encuentran en productos de Toyota, de ProDrive y de Borg-Wagner.

Técnica anterior

Un antecedente teórico se encuentra en la publicación de técnica anterior "Slip-based tire-road friction estimation" Automatica, vol. 33, nº 6, pp. 1087-1099, 1997, por Fredrik Gustafsson. En esta parte de técnica anterior se muestra como construir un algoritmo que puede estimar el rozamiento disponible en un vehículo 2WD (2WD = tracción a 2 ruedas).

Un ejemplo de ideas similares pero aplicado a frenar vehículos se puede encontrar en la publicación "Slip-based tire-road friction estimation during braking" por Steffen Müller, Michael Uchanski y Karl Hedrick (2001 ASME International Engineering Congress and Exposition).

La técnica anterior se basa en el conocimiento de la velocidad del vehículo con el fin de ser capaz de computar un derrape de rueda. Por ejemplo, en un vehículo 2WD, la velocidad del vehículo está normalmente disponible y es derivable o deducible de una rueda sin tracción. En todos los vehículos de tracción total (AWD) no está disponible la velocidad del vehículo que es suficientemente fiable para el propósito de determinar el rozamiento verdadero o disponible entre el neumático y la carretera.

Objeto de la invención

El objeto general de la presente invención es solucionar el problema de determinar el rozamiento disponible entre un neumático y una superficie de un vehículo en el que no está disponible fácilmente la velocidad del vehículo.

Un aspecto del problema es determinar tal rozamiento en un vehículo de carretera de tracción total, en particular cuando la velocidad del vehículo no es directamente derivable o deducible de señales de velocidad de rueda y es de este modo desconocida.

Sumario de la invención

El objeto indicado anteriormente se consigue y el problema se soluciona en la invención a nivel general combinando información sobre el par motor o fuerza motriz aplicada e información sobre el resultante derrape de rueda. Más específicamente, la solución es combinar información de derrape para al menos dos ruedas accionadas diferentes e información sobre la fuerza motriz, derivada por medio de una distribución de par motor, conocida a priori, entre estas ruedas.

La información de derrape se genera preferiblemente por medio de información de velocidad giratoria (angular) de rueda desde sensores de velocidad angular de rueda de cada una de dichas ruedas. La distribución de par motor entre las ruedas se conoce preferiblemente de una especificación técnica del sistema actual de tracción total del vehículo. Una estimación del rozamiento disponible entre la superficie y el neumático se computa de acuerdo con un modelo predeterminado que depende de dicha información de derrape de rueda y dicha distribución de par motor.

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La invención se realiza en diferentes realizaciones como equipo físico, equipo lógico informático o una combinación de ellos. La realización actualmente preferida se realiza como un producto de programa de ordenador ejecutado en un sistema de procesamiento de datos que coge entradas desde sensores del vehículo

Breve descripción de los dibujos

La invención se explicará adicionalmente en combinación con los dibujos que se acompañan, en los que:

la figura 1 muestra curvas de derrape para diferentes superficies de carretera;

las figuras 2-5 muestran curvas representadas que son resultado de simulaciones de una realización de la invención, en las que:

la figura 2 muestra perfiles de par motor y rozamiento;

la figura 3 muestra parámetros de curva de derrape estimado para diferentes distribuciones constantes de par motor;

la figura 4 muestra parámetros de curva de derrape estimado usando una distribución variable de par motor;

la figura 5 muestra derrape de rueda y distribución de par motor;

la figura 6 muestra un diagrama de bloques esquemático/diagrama de flujo de los bloques funcionales y pasos de una realización de la invención; y

la figura 7 muestra un diagrama de bloques esquemático/diagrama de flujo de estimación de rozamiento con la carretera combinada con un acoplamiento de transmisión con distribución variable de par motor en un vehículo 4WD.

Descripción detallada de realizaciones Concepto general

La invención se basa en el concepto de derrape de rueda con relación a una superficie de carretera. Esta relación se presenta habitualmente como el derrape longitudinal en porcentaje en función de la fuerza motriz normalizada aplicada a la rueda, que da como resultado la llamada curva de derrape. Hay diferentes curvas de derrape para diferentes superficies, tales como asfalto, grava y hielo, para una rueda de vehículo de carretera como se muestra en la figura 1. Para ser más estricto, el derrape se produce entre un neumático de la rueda y la superficie que está en contacto con el neumático. Sin embargo, en este texto, rueda y neumático se usarán como sinónimos en este sentido para los fines de la invención.

La suposición básica es que el derrape s de rueda, definido como s=(\omega\cdotr-\mu)/\mu, y la fuerza motriz normalizada \mu están relacionados entre sí de acuerdo con \mu=f(s). Aquí \omega es velocidad angular de rueda, r es radio de rueda y f(\cdot) es un mapeo no lineal. La cantidad interesante a estimar para este fin es el valor de pico de f(\cdot), es decir, \mu_{F}=sup | f(s) |,
que es el rozamiento disponible máximo para la superficie en cuestión. Sin embargo, la falta de excitación, es decir, sólo están disponibles durante la tracción normal valores de derrape de pequeños a moderados, generalmente hace difícil estimar el valor de pico. El enfoque subyacente adoptado en la estimación de rozamiento con la carretera de la invención es estimar parámetros que controlan la forma de la curva de derrape en una región de alrededor de \mu=0 (por ejemplo, la pendiente de derrape y el desplazamiento de derrape) usando un modelo parametrizado de la curva de derrape. El valor de pico, que corresponde de este modo al rozamiento disponible, se computa entonces usando el modelo aplicado y las resultantes estimaciones de parámetro.

En el caso AWD (caso de tracción total), existe el aspecto problemático de computar una estimación fiable del rozamiento disponible sin tener conocimiento fiable de la velocidad del vehículo. Esto es debido al hecho de que, en el caso AWD, todas las ruedas derrapan y, por lo tanto, cualquier cálculo de la velocidad del vehículo basado en la velocidad giratoria de ruedas accionadas presenta una estimación errónea de la velocidad real del vehículo (hágase referencia a la anterior sección de técnica anterior). La solución a este aspecto problemático y la idea detrás de esta invención es modificar el enfoque subyacente para manipular todas las variables y relaciones conocidas (es decir, ecuaciones) con el fin de conseguir una estimación fiable del rozamiento disponible en un vehículo AWD.

En una realización general, esto se hace combinando ecuaciones de derrape dependientes de la velocidad \mu del vehículo, \mu=f(s), para dos ruedas diferentes, típicamente una rueda delantera y una rueda trasera, y sustituyendo la velocidad \mu del vehículo en una de las ecuaciones usando una expresión para \mu obtenida manipulando la otra ecuación. Esto soluciona el problema con la velocidad desconocida de referencia. Sin embargo, se introduce un nuevo aspecto problemático. Concretamente, sustituyendo \mu en una ecuación (por ejemplo la de la rueda delantera) con una expresión para \mu obtenida usando la otra ecuación (de la rueda trasera), se obtiene una nueva ecuación. Esta nueva ecuación contiene las fuerzas motrices normalizadas para ambas ruedas (o ejes de rueda), no sólo la rueda (o eje de rueda) estudiada actualmente para la que se ha de determinar el rozamiento disponible. Sin embargo, de acuerdo con la invención, se especifica un modelo en forma de sistema de ecuaciones dependiente de la distribución de par motor entre las ruedas (o ejes de rueda). Utilizando conocimiento a priori de esta distribución de par motor, una estimación del rozamiento disponible se calcula a partir del sistema de ecuaciones. El conocimiento a priori de la distribución de par motor se conoce habitualmente a partir de especificaciones técnicas de sistemas modernos AWD disponibles comercialmente, por ejemplo el Haldex LSC.

Ejemplo general de implantación

En una realización de la invención, aplicada en un vehículo AWD que tiene un eje de rueda delantero y un eje de rueda trasero, la idea o concepto general de la invención esbozado anteriormente es el siguiente.

Formar el derrape medido mediante la expresión

1

en la que \omega_{f} y \omega_{r} son las velocidades angulares de las ruedas delantera f y trasera r, respectivamente. Los valores medidos para estas velocidades angulares se toman preferiblemente de sensores existentes de velocidad angular en el vehículo. T denota el par motor disponible total después de la caja de engranajes. Entonces, suponiendo que la distribución de par motor entre los ejes delantero y trasero es

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siendo \gamma \in [0,1] un parámetro conocido de transferencia de par motor, las fuerzas motrices normalizadas se pueden computar como

3

en las que r_{f}, r_{r}, N_{f} y N_{r} son los radios de rueda y las fuerzas normales en los ejes delantero y trasero respectivamente.

Eliminando la velocidad desconocida \mu en las ecuaciones de derrape para las ruedas delantera y trasera, se puede demostrar que se reducen a

4

Mediante manipulaciones adicionales, se puede demostrar entonces que el derrape medido s_{m} y las expresiones de derrape real s_{f} y s_{r} están relacionadas como

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en la que \delta es la diferencia relativa en radios entre la rueda delantera y trasera, es decir,

6

\newpage

Además, también se tiene que

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de manera que el derrape medido y las fuerzas motrices normalizadas están relacionadas entre sí de acuerdo con

7

Esto se puede reformular como

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en la que g(\cdot) es un mapeo no lineal y \theta_{f} y \theta_{r} son parámetros que controlan las formas de las curvas de derrape delantera y trasera cerca de \mu=0. Esta expresión se puede simplificar adicionalmente suponiendo que las propiedades de rozamiento de neumático/carretera de las ruedas delantera y trasera son similares. Esto da

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es decir, es sólo la diferencia en fuerza motriz normalizada lo que importa. Como antes, se supone que \theta depende del rozamiento máximo, es decir,

9

A partir de estas fórmulas y ecuaciones, está claro que la calidad del \theta estimado depende de manera crítica de la calidad de la distribución \gamma de par motor, y se usa por lo tanto como estimación del rozamiento disponible máximo. Sin embargo, se debe apreciar que \gamma=1 corresponde al caso FWD (tracción delantera), mientras que \gamma=0 corresponde al caso RWD (tracción trasera). Si \gamma=0,5 constantemente, entonces \theta no se puede estimar debido a la falta de capacidad de identificación, es decir, no hay información útil en las señales en este caso, lo que se puede usar para estimar el parámetro desconocido \theta. A medida que \gamma se acerca al valor 0,5, el SNR tiende a cero, lo que hace más y más difícil estimar la pendiente del derrape. Un posible remedio en tal situación es perfeccionar el nivel de excitación pidiendo cambios en la distribución de par motor. Sin embargo, si \gamma varía, como es el caso con muchos sistemas AWD modernos, \theta se puede estimar aunque la precisión de la estimación será mejor cerca de las situaciones FWD o RWD, es decir, cerca de \gamma=1 y \gamma=0, respectivamente.

El parámetro \theta de rozamiento se puede traducir opcionalmente en una escala adecuada de valores con el fin de adaptar la estimación de rozamiento para la presentación a un usuario humano o para uso en el control de otras partes funcionales del vehículo.

Realización detallada

La parametrización g(\cdot) usada en la sección previa es general y se puede hacer arbitrariamente compleja. Sin embargo, para uso práctico en una implantación en línea en un vehículo, esta función debería tener preferiblemente una forma sencilla. Una suposición razonable es que para valores pequeños de derrape hay una relación lineal entre derrape s(t) y fuerza motriz normalizada \mu(t), de acuerdo con

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en las que los índices f y r indican ejes delantero y trasero respectivamente. Estas expresiones se pueden utilizar para formar modelos de regresión para los parámetros desconocidos \theta_{f} y \theta_{r}. Mediante manipulaciones adicionales de las fórmulas, se puede demostrar que la relación entre el derrape real y el derrape medido es

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en la que \delta es la diferencia relativa en radios entre las ruedas delantera y trasera.

Una parametrización directa adecuada para la estimación es por lo tanto el modelo

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Otro enfoque quizá más preferido es suponer que los parámetros \theta_{f} y \theta_{r}, y por consiguiente las curvas de derrape, son los mismos tanto en la rueda delantera como en la trasera, es decir, kf=kr. Esto da el modelo

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que es general y también se mantiene para vehículos FWD y RWD.

El parámetro \theta de rozamiento se puede estimar tanto en el lado izquierdo como en el derecho del vehículo. Esto implica varios grados de libertad al formar la estimación final de rozamiento. Un enfoque es considerar el valor mínimo, es decir,

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Otro enfoque es considerar el valor medio, esto es,

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La figura 6 muestra esquemáticamente, en un diagrama de bloques y un diagrama de flujo combinados, funciones y pasos de una realización de la invención. De este modo, una señal 312 de velocidad angular \omega que comprende señales de velocidad de valores para la velocidad angular de ruedas accionadas se introduce en la etapa 302 de muestreo. Posiblemente, las señales de velocidad angular se reciben en forma digital desde un sistema digital existente. En la etapa 304, unos valores de derrape de ruedas accionadas se calculan y se ponen en la salida para la etapa 306. En la etapa 306, se calculan fuerzas motrices normalizadas de ruedas accionadas dependientes de los valores calculados de derrape y dependientes de una entrada o valor prealmacenado 314 de la distribución actual de par motor entre ejes de las ruedas accionadas. En la etapa 308 se calcula una estimación de rozamiento dependiente de las fuerzas motrices normalizadas calculadas y de una relación prealmacenada o predeterminada entre derrape y fuerzas motrices normalizadas. Desde la etapa 308 se ofrecen en la salida uno o más parámetros 318 de estimación de rozamiento, por un lado, posiblemente para uso o presentación directa y, por otro lado, posiblemente para la etapa 310 presente en realizaciones de la invención. En la etapa 310, se genera un valor de punto de ajuste para la distribución de par motor entre ruedas o ejes accionados mediante cálculo o mediante selección desde una tabla prealmacenada, y una señal de control de distribución de par motor se ofrece en la salida para uso al controlar un acoplamiento de transmisión con una distribución variable de par motor entre ejes accionados. El valor de punto de ajuste se calcula o se selecciona, por ejemplo, dependiendo de la distribución actual de par motor con el fin de conseguir una distribución de par motor que posibilita una estimación precisa del rozamiento disponible en las circunstancias actuales de tracción. El valor de punto de ajuste para la distribución de par motor también se puede calcular o seleccionar dependiendo de la estimación de rozamiento estimado, con el fin de conseguir una situación mejorada de tracción con relación a las ruedas derrapantes.

Una realización AWD

La figura 7 muestra una realización de ejemplo de un vehículo de tracción total AWD que tiene un acoplamiento de transmisión con una distribución variable de par motor entre ejes accionados y ruedas accionadas. En la figura 7, un dibujo esquemático de un vehículo AWD 402 de cuatro ruedas que tiene ruedas accionadas delantera izquierda FL, delantera derecha FR, trasera izquierda RL y trasera derecha RR. El vehículo 402 tiene un acoplamiento delantero 404 de transmisión ideado para la distribución de par motor entre las ruedas accionadas delantera izquierda y delantera derecha, y un acoplamiento trasero 406 de transmisión ideado para la distribución de par motor entre las ruedas accionadas trasera izquierda y trasera derecha. La disposición de acoplamiento de transmisión está provista adicionalmente de una funcionalidad para variar la distribución de par motor entre los acoplamientos delantero y trasero de transmisión. En una variedad, también los acoplamientos delantero y trasero de transmisión están provistos respectivamente de una funcionalidad para variar la distribución de par motor entre ruedas izquierdas y derechas.

Un acoplamiento de transmisión AWD adecuado para los fines de la invención con estimación de rozamiento en combinación con un acoplamiento de transmisión que tiene distribución variable de par motor entre ejes de rueda accionados está diseñado, por ejemplo, de acuerdo con el acoplamiento de transmisión Haldex LSC ®. Tal construcción comprende tres partes principales funcionales, a saber, una bomba hidráulica accionada dependiendo del derrape entre los ejes/ruedas, un embrague multidisco en baño de aceite y una válvula reguladora controlable con un dispositivo electrónico de control. La unidad de acoplamiento se puede ver como una bomba hidráulica, en la que el alojamiento y un pistón anular están conectados a un primer árbol de eje y un actuador de pistón está conectado a un segundo árbol de eje. Los dos árboles están conectados mediante el paquete de embrague multidisco en baño de aceite, que normalmente está descargado y de este modo no transfiere par motor entre los árboles de eje. Cuando ambos árboles están rotando a la misma velocidad, no hay ninguna acción de bombeo. Inmediatamente después de que se produzca una diferencia de velocidad, el bombeo es actuado y empieza a generar presión de aceite. Como es una bomba de pistón, hay una reacción virtualmente instantánea sin ninguna pérdida de bombeo a baja velocidad. El aceite fluye hasta un pistón de embrague comprimiendo de este modo el paquete de embrague y frenando la diferencia de velocidad entre los ejes. El aceite retorna al depósito mediante una válvula controlable de mariposa, que controla la presión de aceite y la fuerza sobre el grupo de embrague. En la tracción, es decir, habitualmente condiciones de mucho derrape, se entrega una presión alta, mientras que en curvas cerradas, es decir, aparcando, o a altas velocidades, se proporciona una presión mucho más baja.

Haciendo referencia de nuevo a la figura 7, unos sensores de velocidad angular de rueda en cada rueda entregan unas señales de velocidad angular \omega que se recogen en una etapa 405 de entrada de un estimador 404 de rozamiento. El estimador de rozamiento comprende en la etapa 412 una funcionalidad de estimación de rozamiento con la carretera que recibe como entrada los valores de velocidad angular y posiblemente una entrada 408 de control tal como información del caso de tracción, la distribución deseada de par motor o parámetros técnicos prealmacenados o predeterminados. La etapa 412 de estimación de rozamiento con la carretera comprende una funcionalidad para la estimación de rozamiento de acuerdo con las realizaciones descritas anteriormente y ofrece en la salida una estimación de rozamiento en forma de parámetro \theta 410 dependiente del rozamiento. El parámetro \theta 410 de rozamiento está disponible preferiblemente para su presentación o uso y también se introduce en la etapa 414. En la etapa 414, hay una funcionalidad para evaluar la distribución de par motor y el rozamiento y para ofrecer en la salida una señal 415 de petición para una distribución deseada de par motor dependiendo de parámetros introducidos dinámicamente o predeterminados. La señal 415 de petición se introduce en una etapa 416 de control de distribución de par motor que entrega una señal 418 de control de distribución de par motor a los acoplamientos 406, 404 de transmisión. La disposición de acoplamiento de transmisión varía a su vez la distribución de par motor de acuerdo con la señal 418 de control.

Resultados de simulación

En aras de ilustrar el rendimiento y el efecto técnico de la invención, esta sección describe el resultado de simulaciones del modelo de estimación aplicado durante la tracción de avance en línea recta de un vehículo AWD. Usar un modelo dinámico sencillo junto con perfiles de rozamiento y de par motor mostrados en la figura 2 ha generado datos artificiales para la simulación.

Comenzando el estudio de simulación considerando distribuciones constantes de par motor, la figura 3 muestra el \theta estimado usando los valores \gamma=1 (correspondiendo a un vehículo FWD), \gamma=0,8 y \gamma=0,55. La representación en la figura 3 muestra que la capacidad para estimar el parámetro \theta disminuye a medida que la distribución de par motor \gamma se acerca al valor 0,5. En el caso degenerado en el que \gamma\equiv0,5, el parámetro \theta no se puede estimar en absoluto debido a la falta de capacidad de identificación.

Una simulación quizá más interesante que la anterior es suponer que la distribución de par motor delante/detrás es una función del verdadero derrape. Esto es el principio que utiliza el sistema AWD más moderno. La figura 4 muestra el \theta estimado para una elección de ejemplo de tal función. El derrape de rueda para la rueda delantera (curva superior) y la rueda trasera (curva inferior) y la resultante distribución de par motor se muestran en la figura 5.

Estas simulaciones muestran que el parámetro de rozamiento se estima de manera precisa por medio de la invención siempre que la distribución de par motor entre los ejes de rueda delantero y trasero no sea igual. Como se mencionó anteriormente, se puede mejorar sin embargo la capacidad de identificación permitiendo que el algoritmo de estimación de rozamiento pida cambios en el parámetro \gamma.

Implantaciones prácticas

Una realización implantada prácticamente de la invención comprende preferiblemente porciones de código de programa de ordenador que comprenden código de programa adaptado para realizar las operaciones matemáticas descritas anteriormente. Estas operaciones se realizan dependiendo de parámetros de entrada procedentes de sensores de velocidad giratoria de rueda y de un parámetro predeterminado de transferencia de par motor, posiblemente variable, que describe la distribución de par motor entre unas ruedas o ejes de rueda primero y segundo.

Las porciones de código de programa de ordenador están cargadas preferiblemente en una unidad digital de procesamiento de datos y adaptadas para dirigir la unidad de procesamiento de datos para realizar los pasos y funciones de la invención. Unos valores de parámetro de entrada se muestrean y procesan repetidamente para calcular y ofrecer en la salida una estimación del rozamiento actualmente disponible entre la carretera y una rueda específica. Esto se realiza para todas las ruedas del vehículo o para una selección de las ruedas. La estimación de salida se usa en diferentes realizaciones por ejemplo para el control del freno, el control antiderrape, alarmas o similares.

Se debe apreciar que las realizaciones anteriores se describen como ejemplos de la invención. Por lo tanto, por ejemplo, hay diferentes combinaciones de ruedas primera y segunda y de parámetros para las ruedas primera y segunda en los cálculos y ecuaciones. En los ejemplos anteriores, se seleccionan y presentan configuraciones específicas de ruedas delantera y trasera, pero se debe apreciar de este modo que son concebibles otras configuraciones de este tipo. Otros ejemplos de tales configuraciones son primera rueda delante a la derecha, segunda rueda delante a la izquierda; primera rueda atrás a la derecha, segunda rueda atrás a la izquierda; primera rueda atrás, segunda rueda delante; y así sucesivamente. De este modo, los índices f y r en las ecuaciones son generalmente intercambiables con los índices primero (1) y segundo (1).

Diferentes aplicaciones

La invención se aplica ventajosamente en diferentes clases de vehículos de carretera, pero también se puede aplicar en otros vehículos de ruedas tales como autómatas o camiones.

Claims

1. Un método para determinar el rozamiento entre una superficie y un neumático de una rueda accionada en un vehículo de ruedas que tiene unas ruedas accionadas primera y segunda, que comprende los pasos de:

- calcular valores (304) de derrape de unas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la velocidad angular (312) de dichas ruedas accionadas primera y segunda;

- calcular fuerzas motrices normalizadas (306) de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la distribución (314) de par motor entre dichas ruedas accionadas primera y segunda;

- calcular una estimación \theta_{1}, \theta_{2} (308) de rozamiento para cada una de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de una relación predeterminada entre dicho derrape calculado (304) y dichas fuerzas motrices normalizadas calculadas (306).

2. El método de la reivindicación 1, en el que dichos valores de derrape se calculan de una manera que corresponde a la diferencia entre la velocidad angular (312) de dichas ruedas accionadas primera y segunda respectivamente dividida por la velocidad angular de dicha segunda rueda accionada.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos valores s_{m} de derrape se calculan de una manera que corresponde a la relación

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en la que \omega_{f} y \omega_{r} son las velocidades giratorias de las ruedas delantera y trasera respectivamente.

4. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas fuerzas motrices normalizadas \mu se calculan de una manera que corresponde a las relaciones

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en las que r, N_{f} y N_{r} son el radio de rueda y las fuerzas normales en los ejes de rueda delantero y trasero respectivamente.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas estimaciones de rozamiento se calculan por medio de una relación entre el derrape y la fuerza motriz normalizada dependiendo de la diferencia entre las fuerzas motrices normalizadas de dichas ruedas accionadas primera y segunda respectivamente.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas estimaciones de rozamiento se calculan por medio de una relación lineal entre el derrape s(t) y la fuerza motriz normalizada \mu(t) de dichas ruedas accionadas primera y segunda respectivamente, que corresponde a

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en las que los índices f y r indican ejes de rueda delantero y trasero respectivamente.

7. El método de la reivindicación anterior, en el que los parámetros \theta_{f} y \theta_{r} de estimación de rozamiento se determinan por medio de un modelo de regresión.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cálculo del derrape se mejora adicionalmente de una manera que corresponde a la relación entre el derrape real s_{m} y el derrape medido s_{f}, s_{r}

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en la que \delta es la diferencia relativa en radios entre las ruedas delantera y trasera, es decir,

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9. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estimación del rozamiento se calcula en base a un modelo que corresponde a

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en el que \delta es la diferencia relativa en radios entre las ruedas delantera y trasera, es decir,

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10. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se supone que la pendiente de derrape es la misma tanto en dicha primera rueda accionada como en dicha segunda rueda accionada, y en el que la estimación del rozamiento se calcula en base a un modelo que corresponde a

20

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11. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la distribución de par motor se cambia cuando los valores de distribución de par motor están en el intervalo de 0,5.

12. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor para una distribución deseada de par motor se genera dependiendo de la distribución actual de par motor entre dichas ruedas accionadas primera y segunda.

13. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor para una distribución deseada de par motor se genera dependiendo del rozamiento disponible actual para dichas ruedas accionadas primera y segunda.

14. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor para una distribución deseada de par motor se genera y se introduce en un mecanismo de variación de distribución de par motor en un acoplamiento de transmisión con una distribución variable de par motor.

15. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas ruedas accionadas primera y segunda son ruedas delanteras y ruedas traseras respectivamente en un vehículo de tracción a las cuatro ruedas.

16. Un aparato para determinar el rozamiento entre una superficie y un neumático de una rueda accionada en un vehículo de ruedas que tiene unas ruedas accionadas primera y segunda, que comprende medios para realizar los pasos y funciones de cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

17. Un producto de programa de ordenador para determinar el rozamiento entre una superficie y un neumático de una rueda accionada en un vehículo sobre ruedas que tiene unas ruedas accionadas primera y segunda, que comprende porciones de código de programa de ordenador adaptadas para dirigir un sistema de procesamiento de datos para realizar los pasos y funciones de cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

18. Un acoplamiento de transmisión para la distribución de un par motor entre unos ejes de rueda primero y segundo en un vehículo (402) de ruedas que tiene unas ruedas accionadas primera y segunda, teniendo el acoplamiento (404, 406) de transmisión un mecanismo para variar la distribución de par motor entre dichos ejes de rueda primero y segundo y un mecanismo de control para controlar dicha variación de la distribución de par motor, en el que dicho mecanismo de control comprende:

- medios para determinar el rozamiento entre una superficie y un neumático de una rueda accionada en dicho vehículo de ruedas;

- medios para calcular valores de derrape de unas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la velocidad angular de dichas ruedas accionadas primera y segunda;

- medios para calcular fuerzas motrices normalizadas de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de la distribución de par motor entre dichas ruedas accionadas primera y segunda;

- medios para calcular una estimación \theta_{1}, \theta_{2} (404) de rozamiento para cada una de dichas ruedas accionadas primera y segunda dependiendo de una relación predeterminada entre dicho derrape calculado y dichas fuerzas motrices normalizadas calculadas;

- medios (416) para evaluar dicho rozamiento y dicha distribución actual de par motor entre dichos ejes de rueda primero y segundo.

19. El acoplamiento de transmisión de la reivindicación anterior, que comprende adicionalmente medios para generar una señal (418) de control de distribución de par motor dependiendo de dicho rozamiento y dicha distribución actual de par motor.

20. El acoplamiento de transmisión de la reivindicación anterior, en el que dicha señal (418) de control de distribución de par motor se introduce en el mecanismo para variar la distribución de par motor.

21. El acoplamiento de transmisión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 18 a 21, que comprende adicionalmente medios para realizar los pasos y funciones de cualquiera de las reivindicaciones 1-17.