SE524087C2 - Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod - Google Patents

Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod

Info

Publication number
SE524087C2
SE524087C2 SE0203225A SE0203225A SE524087C2 SE 524087 C2 SE524087 C2 SE 524087C2 SE 0203225 A SE0203225 A SE 0203225A SE 0203225 A SE0203225 A SE 0203225A SE 524087 C2 SE524087 C2 SE 524087C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
friction
wheels
wheel
torque distribution
drive
Prior art date
Application number
SE0203225A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0203225D0 (sv
SE0203225L (sv
Inventor
Anders Stenman
Urban Forsell
Fredrik Gustafsson
Original Assignee
Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci filed Critical Nira Dynamics Ab Mjaerdevi Sci
Priority to SE0203225A priority Critical patent/SE524087C2/sv
Publication of SE0203225D0 publication Critical patent/SE0203225D0/sv
Priority to AU2003269771A priority patent/AU2003269771A1/en
Priority to EP03751701A priority patent/EP1558456B1/en
Priority to ES03751701T priority patent/ES2286458T3/es
Priority to DE60313650T priority patent/DE60313650T2/de
Priority to PCT/SE2003/001599 priority patent/WO2004039621A1/en
Publication of SE0203225L publication Critical patent/SE0203225L/sv
Publication of SE524087C2 publication Critical patent/SE524087C2/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06Road conditions
    • B60W40/064Degree of grip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12Friction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/26Wheel slip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/28Wheel speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/40Coefficient of friction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

524 087 fordon finns det ingen tillgänglig hjulhastighet som är tillräckligt tillförlitlig för ändamålet att bestämma den tillgängliga eller faktiska friktionen mellan däck och väg.
Syfte med uppfinningen Det generella syftet med föreliggande uppñnning är att lösa problemet med att bestämma den tillgängliga friktionen mellan en yta och ett däck hos ett fordon där det icke finns någon lätt tillgänglig fordonshastighet.
En aspekt av problemet är att bestämma sådan friktion i ett allhjulsdrivet vägfordon, i synnerhet när fordonshastigheten icke är direkt avledbar eller härledbar från hjulhastighetssignaler och således är okänd.
Sammanfattningw uppfinningen Det ovan angivna syftet uppnås och problemet löses i uppfinningen på en generell nivå genom att kombinera information om den pålagda dragkrafien eller vridmomentet och information om den resulterande hjulslimingen. Mer specifikt är lösningen att kombinera slirinformation för åtminstone två olika drivhjul och information om dragkraften avledd medelst en på förhand känd fördelning av vridmoment mellan dessa hjul.
Slirinfonnationen alstras företrädesvis medelst hjulvinkelhastighetsinforrnation från hjulvinkelhastíghetssensorer hos vart och ett av nämnda hjul. Vridmomentsiördelningen mellan hjulen är företrädesvis känd från en teknisk specifikation över det aktuella allhjulsdriftsystemet hos fordonet. En skattning av den tillgängliga friktionen mellan ytan och däcket beräknas i enlighet med en förbestämd model som är beroende av nämnda hjulslirningsinforrnation och nämnda vridmomentfördelning.
Uppfinningen realiseras i olika utföringsforiner som hårdvara, mjukvara eller en kombination därav. Den för närvarande föredragna utföringsforrnen realiseras som en datorprogramprodukt exekverad på ett databearbetningssystem som tar indata från sensorer hos fordonet.
Kortfattad beskrivning av ritningama Uppfinningen skall förklaras närmare med hjälp av de bifogade ritningarna, i vilka: Figl visar slirkurvor för olika vägytor; .a . . v. a. 1- n. : v: : z - H " I I . . . u. .u n ~ . . _ . . - e a a . - ø ~ o , . , , . . . . - . . - | . . .o 10 l5 20 25 30 524 087 3 .nu , , , _ . . - . ; nu Fig 2 - Fig 5 visar plottade kurvor som resulterar från simuleringar av en utfóringsforrn av uppñnningen, vari Fig 2 visar vridmoments- och friktionsprofiler; Fig 3 visar hjulsliming och vridmomentsfórdelning; Fig 4 visar estimerade slirkurvsparametrar for olika konstanta vridmomentsfördelningar; F ig 5 visar estimerade slirkurvsparametrar som använder en varierande vridmomentsfördelning; Fig 6 visar ett schematiskt blockdiagram/flödesschema över de funktionella blocken och stegen hos en utfóringsform av uppfinningen; och Fig 7 visar ett schematiskt blockdiagram/flödesschema över vägfriktionsestimering kombinerad med en transmíssionskoppling med variabel vridmomentsfórdelning i ett fyrhjulsdrivet (4WD) fordon.
Detalierad beskrivning av utfóringsfonner Generella koncept Uppfinníngen är baserad på begreppet hjulslirning i förhållande till en vägyta.
Denna relation presenteras vanligen som den longitudinella slirningen i procent som en funktion av den normaliserade dragkraften som läggs på hjulen, vilket resulterar i den så kallade slirkurvan. Det finns olika slirkurvor fór olika ytor, såsom asfalt, grus och is fór ett vägfordon såsom visas i F i g. 1. Mer stringent uttryckt uppträder slirningen mellan ett däck hos hjulet och en yta som är i kontakt med däcket. Emellertid kommer i denna text hjul och däck att användas som synonymer for uppfinningens ändamål i detta avseende.
Det grundläggande antagandet är att hjulslirníngen s, definierad som s = (a) -r - v) /v , och den normaliserade dragkraften ,u är relaterade till varandra enligt y = f (s) . Här är a) hjulvinkelhastigheten, r är hjulradie och f (-) är en icke-linjär mappning. Den intressanta kvantiteten att estimera fór detta ändamål är maxvärdet av f (-) , i.e., p, = sup | f (s) I , vilket är den maximalt tillgängliga friktionen för ytan ifråga.
Emellertid gör avsaknaden av excitation, dvs. att endast små till moderata slirvärden är tillgängliga under normal köming, i allmänhet att det är svårt att estimera maxvärdet. Det bakomliggande tillvägagångssättet som används i uppfinningens vägfriktionsestimering är att estimera parametrar som styr formen hos slirkurvan i ett område runt ,u=0 (t.ex. slirfaktor (slip-slope) och sliroffset) med användning av en parametriserad model av slirkurvan. Maxvärdet, således motsvarande den tillgängliga friktionen, beräknas sedan med användning av den tillämpade modellen och de resulterande parameterskattningarna. 10 15 20 25 30 524 087 4 I AWD-fallet (allhjulsdriftfallet) finns probleinaspekten att beräkna en tillförlitligt skattning av den tillgängliga friktionen utan att ha tillförlitlig kunskap om < . ~ . . | ~ - » nu fordonshastigheten. Detta beror på det faktum att i AWD-fallet slirar alla hjulen och därför ger en beräkning av fordonshastigheten baserad på vinkelhastigheten hos drivande hjul en felaktig skattning av den sanna fordonshastigheten. Se också avsnittet om känd teknik ovan. Lösningen på denna problemaspekt och idén bakom denna uppfinning är att modifiera det bakomliggande tillvägagångssättet att manipulera alla kända samband (dvs. ekvationer) och variabler för att åstadkomma en tillförlitlig skattning av den tillgängliga friktionen hos ett allhjulsdrivet fordon.
I en generell utföringsforrn görs detta genom att kombinera fordonshastighet v i beroende av slirekvationer y = f (s) för två olika hjul, typiskt ett framhjul och ett bakhjul, och genom att ersätta fordonshastigheten v i en av ekvationerna med användning av ett uttryck för v som har erhållits genom manipulering av de andra ekvationema. Detta löser problemet med den okända referenshastigheten. Emellertid introduceras en ny problemaspekt. Närmare bestämt erhålles en ny ekvation genom att substituera v i en ekvation (exempelvis den för framhjulet) med ett uttryck för v som har erhållits med användning av den andra ekvationen (för bakhjulet). Denna nya ekvation innehåller de nonnaliserade dragkraftema för båda hjulen (eller hjulaxlama) och inte bara det för tillfället studerade hjulet (eller hjulaxeln) för vilket den tillgängliga friktionen skall bestämmas. Emellertid specificeras i enlighet med uppfinningen en modell i form av ett ekvationssystem i beroende av vridmomentfördelningen mellan hjulen (eller hjulaxlama).
Genom utnyttjande av à priori-kunskap (i förväg känd kunskap) om denna vridmomentfördelning beräknas ur ekvationssystemet en skattning av den tillgängliga friktionen. Å priori-kunskapetn om vridmomentfördelningen är vanligen känd från tekniska specifikationer av moderna kommersiellt tillgängliga AWD-system, till exempel Haldex LSC.
Generellt implementeringsexemnel I en utföringsform av uppfinningen tillämpad på ett AWD-fordon med en främre hjulaxel och en bakre hjulaxel är det ovan sammanfattade generella uppfinningskonceptet eller uppfinningsidén såsom följer.
Bilda den uppmätta slimingen via uttrycket (JJ-d) S____f r IN 60 V' 10 15 20 524 087 5' där co, och w, är vinkelhastighetema hos frärnre f respektive bakre r hjulen. Uppmätta värden för dessa vinkelhastigheter tas företrädesvis från existerande hjulvinkelsensoreri fordonet. Låt Y beteckna det totalt tillgängliga vridmomentet efter växellådan. Då kan, genom antagandet att vridmomentfórdelningen mellan de främre och bakre axlama är T f = yT T , = (1 - r)T där y e [OJ] är en känd vridmomentöverfóringsparameter, de normaliserade dragkrafterna beräknas som Tf HM = zffNf' TI' ”f” = 241V, där r, , r,, Ng, and N , är hjulradiema och normalkrafterna vid framaxlarna respektive bakaxlarna.
Genom eliminering av den okänd hastigheten v i slirekvationema for framhjulen och bakhjulen kan det visas att de reduceras till w r sf wff (s,+1)-l Genom ytterliggare manipuleringar kan det sedan visas att den uppmätta slimingen sm och uttrycken fór de sanna slimingama sf and s, är relaterade som sf "sf s +å III Ill s, +l där ö är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulen och bakhjulen, dvs. å=V',-I”f I” I' Vidare har vi också u =f(S) QS =f"(u), så att den uppmätta slimingen och de norrnaliserade dragkraftema är relaterade till varandra enligt ff (u,,,,.) +1 10 15 20 25 30 524 087 Detta kan omforrnuleras som sm = g(uf,m 2 tunnt *ef 'Gr 7 1 där g(-) är en icke-linjär mappning och 9, och 9, är parametrar som styr formerna hos fram- och bakslimingskurvoma nära y = 0. Detta uttryck kan förenklas ytterliggare genom antagandet att däckJvägfriktionsegenskapema hos framhjulen och bakhjulen är liknande. Detta ger S.. = gwf... - u... ß), dvs. det är bara skillnaden i nonnaliserade dragkrafter som har betydelse. Éåsom tidigare antages det att 9 är beroende av den maximala friktionen, dvs. ß = Hm.) .
Av dessa formler och ekvationer framgår det att kvaliteten hos den skattade 9 är kritiskt beroende av beskaffenheten av vridmomentfördelningen y och används därför som en skattning av den maximalt tillgängliga friktionen. Observera emellertid att y =l motsvarar framhjulsdriftfallet (FWD = front wheel drive) medan y = O motsvarar bakhjulsdriftfallet (RWD = rear wheel drive). Om y = 0.5 konstant så kan 9 icke skattas på grund av avsaknad av identifierbarhet, dvs. att det finns i detta fall ingen användbar information i signalerna som kan användas till att skatta den okända parametern 9 .
Allteftersom y närmar sig värdet 0.5 tenderar SNR gå mot noll, vilket gör det svårare och svårare att skatta slirfaktorn. En möjlig avhjälpande åtgärd i en sådan situation är att förbättra excitationsnivån genom att begära ändringar i vridmomentfördelningen. Om emellertid y varierar, såsom är fallet i många moderna AWD-system, kan 9 skattas fastän noggrannheten hos skattningen kommer att vara bäst nära framhjulsdriftsituationerna (FWD) eller bakhjulsdriflsituationema (RWD), dvs. nära y =l respektive y = 0.
Friktionsparametem 9 kan valbart överföras till en lämplig skala av värden för att anpassa friktionsskattningen till presentation för en mänsklig användare eller för användning till styrning av andra funktionella delar av fordonet.
Detaljerad utföringsforrn Parametriseringen g(-) som användes i det föregående avsnittet är generellt och kan göras godtyckligt komplext. Emellertid skall för praktisk användning i en on-line- implementering i ett fordon denna funktion företrädesvis ha en enkel forrn. Ett rimligt . . . . . » » - - n- 10 15 20 25 524 087 antagande är for den skull att det för små slirvärden är ett linjärt samband mellan slirning s(t) och norrnaliserad dragkraft y(t), enligt w) = fame, s, (t) = p,(t)6, där index f och r indikerar framaxel respektive bakaxel. Dessa uttryck kan användas till att bilda regressionsmodeller fór de okända parametrarna 6 f and 9,. Genom ytterliggare manipulering av forrnlema kan det visas att relationen mellan den sanna slimingen och den uppmätta slirningen är S..(f)~S,(f)-S,(f)+5 där 6 är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulen och bakhjulen.
En rättfram parametrisering som är lämplig for skattning är därför modellen ef s., (f) = u) = (u, (f) - nu) 1 ß, - ö Ett annat kanske mera föredraget tillvägagångssätt är att antaga att parametrama 9/ och 6, , och således slirkurvoma, är lika vid både framhjulet och bakhjulet, dvs. k f = k,. Detta ger modellen mi) = Sf.. (f) = (HN) - u, (f) lígj , som är generell och också gäller for framhjulsdrivna (FWD) och bakhjulsdrivna (RWD) fordon.
Friktionsparametern 6 kan estimeras både vid den vänstra och vid den högra sidan av fordonet. Detta innebär ett flertal frihetsgrader i bildandet av den slutliga fiiktionsskattningen. Ett tillvägagångssätt är att betrakta minimivärdet, dvs. 6 = min(6,,9,).
Ett annat tillvägagångssätt är att betrakta medelvärdet, dvs. 9 = (9, +6,)/2.
Fig 6 visar schematiskt i ett kombinerat blockdiagrarn och flödesschema funktioner och steg hos en utfóringsforrn av uppfinningen. Således inmatas en vinkelhastighetssignal u) 312 innefattande värden for hastighetssignaler fór vinkelhastigheten hos drivhjul till samplingssteget 302. Eventuellt mottages vinkelhastighetssignalerna i en digital fonn från ett existerande digitalt system. I steg 304 beräknas slirvärden for drivhjul och utmatas till steg 306. I steg 306 beräknas ... ... . . --_: _--_ _--_ _; _", . .- . . . _ , - -. ß. . a n. - - z s' u '___ u. . . r . . - u.. fl - _ _ _ . . . . a . v - - - _ 1 _ _ _ _ _ . . . . . . . . . .- 10 15 20 25 30 524 087 nonnaliserade dragkrafter hos drivhjul i beroende av de beräknade slírvärdena i beroende av ett inmatat eller i förväg lagrat värde 314 på den aktuella vridmomentfördelningen mellan axlar hos drivhjulen. I steg 308a beräknas en friktionsskattning i beroende av de beräknade nonnaliserade dragkraftema och av ett förbestämt eller i förväg lagrat förhållande mellan sliming och nonnaliserade dragkrafier. En eller flera friktionsskattningsparametrar 318 utmatas från steg 308, å ena sidan eventuellt för direkt presentation och å andra sidan eventuellt till steg 310 som förekommer i utföringsformer av uppfinningen. I steg 310 alstras ett börvärde för vridmomentfördelning mellan drivaxlar eller hjul genom beräkning eller genom selektering från en i förväg lagrad tabell, och en vridmomentfördelningssignal utmatas för användning till styrning av en transmissionskoppling med variabel vridmomentfördelning mellan drivaxlar. Börvärdet beräknas eller selekteras exempelvis i beroende av den rådande vridmomentfördelningen för att åstadkomma en vridmomentfördelning som medger en noggrann estimering av den tillgängliga friktionen i rådande körförhâllanden. Börvärdet för vridmomentfördelningen kan också beräknas eller selekteras i beroende av friktionsskattningen för att åstadkomma en förbättrad körsituation med avseende på slirande hjul.
En utföringsfonn av allhjulsdrift (AWD) Fig 7 visar en exemplifierande utföringsfonn av ett allhjulsdrivet fordon (AWD-fordon) försett med en transmissionskoppling med en variabel vridmomentfördel- ning mellan drivaxlar och drivhjul. Fig 7 är en schematisk skiss av ett 4-hjuligt AWD- fordon 402 med drivhjul vänster fram FL, höger fram FR, vänster bak RL och höger bak RR. Fordonet 402 har en främre transmissionskoppling 404 anordnad för fördelning av vridmoment mellan drivhjulen vänster fram och höger fram, och en bakre transmissions- koppling 406 anordnad för fördelning av vridmoment mellan drivhjulen vänster bak och höger bak. Transmissionskopplingsanordningen är vidare försedd med funktionalitet för att variera vridmomentsfördelningen mellan de främre och bakre transmissionskopplingarna. I en variant är den främre respektive den bakre transmissionskopplingen försedd med funk- tionalitet för att variera vridmomentfördelningen mellan vänster och höger hjul.
En AWD-transmissionskoppling lämplig för uppfmningens ändamål med friktionsestimering kombinetrat med en transmissionskoppling som har variabel vridmo- mentfördelning mellan drivna hjulaxlar utformas exempelvis i enlighet med transmissions- kopplingen Haldex LSC®. En sådan konstruktion innefattar tre funktionella huvuddelar, närmare bestämt en hydraulisk pump driven i beroende av slimingen mellan axlar- . .- .n n. n a .a s .a n ._ ' . . n. o. . .n z :v z _ ' _ , ., .. - s o. . _ _ _ 0 _" .n . e . - a :Hv-I' _ , . a . . - . . . . . _ n 8 . . . . . , ...... . . 10 15 20 25 30 524 087 »_ na/hjulen, en våt flerskivskoppling (wet multi-plate clutch) och en styrbar strypventil med en elektronisk styranordning. Kopplingsenheten kan betraktas som en hydraulisk pump, där huset och en ringformig kolv är kopplade till en första axel och ett kolvmanövreringsorgan är kopplat till den andra axeln. De två axlarna är förbundna via kopplingspaketet för den våta flerskivskopplingen, vilket nonnalt är obelastat och således icke överför något vrid- moment mellan axlarna. När båda axlarna roterar vid samma hastighet finns det inte någon pumpaktivitet. Omedelbart när en hastighetsskillnad uppträder aktiveras pumpningen och börjar alstra olj etryck. Eftersom detta är en kolvpump är det praktiskt taget ögonblicklig reaktion utan någon pumpningsförlust pga. av låg hastighet. Oljan flyter till en kopplings- kolv som således komprimerar kopplingspaketet och bromsar hastighetsskillnaden mellan axlarna. Oljan återvänder till reservoaren via en styrbar strypventil, vilken styr oljetrycket och kraften på kopplingspaketet. Vid drivning, dvs. höga slirtillstånd levereras ett högt tryck, medan i snäva kurvor, dvs. vid parkering, eller vid höga hastigheter åstadkommes ett mycket lägre tryck. Återigen med referens till fig. 7, levererar hjulvinkelhastighetssensorer vid varje hjul hjulhastighetssignaler co som samlas in vid ett inmatningsteg 405 hos en friktionsskattare 404. Friktionsskattaren innefattar i steg 412 en funktionalitet för vägfriktionsskattning som mottar som indata vinkelhastighetsvärdena och eventuellt styrindata 408 såsom körfallsinfonnation, önskad vridmomentfördelning eller förbestämda eller i förväg lagrade tekniska parametrar. Vägfriktionsskattningssteget 412 innefattar funktionalitet för friktionsskattning i enlighet med ovan beskrivna utföringsfonner och matar ut en friktionsskattning i form av en friktionsberoende parameter 6 410.
Friktionsparametern 9 410 är företrädesvis tillgänglig för presentation eller användning och inmatas också till steg 414. I steg 414 finns det funktionalitet för utvärdering av friktion och vridmomentfördelning och för utmatning av en begärsignal 415 för en önskad vridmomentfördelning i beroende av förbestämda eller dynamiskt inmatade inparametrar.
Begärsignalen 415 inmatas till ett styrsteg för vridmomentfördelning 416 som levererar en styrsignal för vridmomentfördelning 418 till transmissionskopplingarna 406, 404.
Transmissionskopplingsanordningen varierar i sin tur vridmomentfördelningen i enlighet med styrsignalen 418.
Simuleringsresultat För att illustrera prestandan och den tekniska effekten hos uppfinningen beskriver detta avsnitt resultaten av simuleringar av skattningsmodellen tillämpad under . n ..- »en u u ~a n 40. _I<_ __ . . . . . - . - :ß _ 1 _ _ , , .
I ' fl ' ' " ° ' -. u»- n. . . - - - :-~:°°'_ 2 _' ' . . q ' 2 I ' ' ° . . . . - . . . . ~ . .- . . 10 15 524 087 /O köming rakt fram med ett AWD-fordon. Användningen av en enkel dynamisk modell tillsammans med vridmoments- och friktionsprofilema som visas i Fig. 2 har alstrat artificiella data för simuleringen.
Starta simuleringsstudien genom att betrakta konstanta vridmomentfórdelningar, F ig. 3 visar den skattade 6 med användning av värdena y = 1 (motsvarande ett framhjulsdrivet fordon - FWD-fordon), y = 0.8 och y = 0.55. Plotteni F i g. 3 visar att fónnågan att skatta 6 -parametem minskar efterhand som vridmomentfórdelningen y närmar sig värdet 0.5. I det degenererade fallet där y E 0.5 , kan 6 -parametem icke skattas alls beroende på avsaknad av identifierbarhet.
En kanske mer intressant simulering än den föregående är att antaga att vridmomentfórdelningen fram/bak är en funktion av den faktiska slirningen. Detta är den princip som de flesta modema AWD-system använder. Fig. 4 visar den skattade 6 for ett exemplifierande val av en sådan funktion. Hjulslimingen for framhjul (övre kurvan) och bakhjul (nedre kurvan) och den resulterande vridmomentfórdelningen visas i Fig. 5.
Dessa simuleringar visar att friktionsparametem skattas noggrant medelst uppfinningen så länge som vridmomentdistributionen mellan främre och bakre hjulaxlar icke är lika. Såsom har nämnts ovan kan identifierbarheten emellertid förbättras genom att tillåta friktionsskattningsalgoritmen att begära ändringar i y -parametem.
. ~ - . - . - - I II 10 l5 20 25 524 087 Praktiska implementeringar En praktiskt implementerad utföringsform av uppfinningen innefattar företrädesvis datorprogramkoddelar innefattande programkod anpassad till att utföra de matematiska operationerna som beskrivs ovan. Dessa operationer utförs i beroende av inparametrar från hjulvinkelhastighetssensorer och av en förbestämd, eventuellt variabel, vridmomentdistributionsparameter som beskriver vridmomentdistributionen mellan ett forsta och ett andra hjul eller hjulaxel.
Datorprogramkodsdelarna laddas företrädesvis in i en digital databearbetningsenhet och anpassas till att styra databearbetningsenheten att utföra stegen och funktionerna hos uppfinningen. Värden hos inparametrar samplas repetitivt och bearbetas för att beräkna och mata ut en skattning av den rådande tillgängliga friktionen mellan vägen och ett specifikt hjul. Detta utförs för alla hjulen hos fordonet eller för ett urval av hjulen. Den utmatade skattningen används i olika utföringsformer exempelvis till bromstyming, antislirstyming, larm och liknande.
Det skall noteras att de ovanstående utföringsfonnerna beskrivs såsom exempel av uppfinningen. Så finns det exempelvis olika kombinationer av första och andra hjul och av parametrar för första och andra hjul i beräkningarna och ekvationerna. I de ovanstående exemplen väljs och presenteras specifika konfigurationer av fram- och bakhjul, men det skall således noteras att andra sådana konfigurationer är tänkbara. Andra exempel av sådana konfigurationer är första hjul höger fram, andra hjul vänster fram; första hjul höger bak, andra hjul vänster bak; första hjul bak, andra hjul fram och så vidare.
Således är index f och ri ekvationema generellt utbytbara med index första (1) och andra (2).
Olika tillämpningar Uppfinningen tillämpas med fördel i olika slag av vägfordon, men kan också tillämpas i andra hjulfordon såsom robotar eller truckar. . .. Ü ' a w I I I II " " °" " ° n :ao H - ; ;;-,' . . . . . . . . . . .-

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 524 087 12 Patentkrav . En metod för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande stegen att: - beräkna slirvärden hos ett första och ett andra drivhjul i beroende av vinkelhastigheten hos nämnda första och andra drivhjul; - beräkna norrnaliserade dragkrafter hos nämnda första och andra drivhjul i beroende av vridmomentfördelningen mellan nämnda första och andra drivhjul; - beräkna en friktionsskattning 91 , 62 för var och en av nämnda första och andra drivhjul i beroende av ett förbestämt förhållande mellan nämnda beräknade slirning och nämnda beräknade normaliserade dragkrafter. . Metoden enligt krav 1, varvid nämnda slirvärden beräknas på ett sätt som motsvarar skillnaden mellan vinkelhastigheten hos nämnda första respektive andra hjul, dividerat med vinkelhastigheten hos nämnda andra hjul. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda slirvärden sm beräknas på ett sätt motsvarande sambandet _wf-w, m- 9 0) I' S där mf och co, är vinkelhastighetema hos fram- respektive bakhjulet. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda norrnaliserade dragkrafier p beräknas på ett sätt motsvarande sambanden T = f ”f” zrNf _ T, ”W zrN, där r , N f and N , är hjulradien och nonnalkrafterna vid den främre (f) respektive bakre (r) hjulaxeln. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda friktionsskattning beräknas medelst ett samband mellan slimingen och den norrnaliserade dragkrafien i beroende av skillnaden mellan de normaliserade dragkrafterna hos nämnda första respektive andra 10 15 20 25 10. 524 087 . . ~ . .- /3 drivhjui. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda friktionsskattningar beräknas medelst ett linjärt samband mellan sliming s(t) och nonnaliserad dragkrafi y(t) hos nänmda första respektive andra drivhjul, motsvarande SfU) = Hf(l)9f MI) = /1,(f)9, där index f och r indikerar främre (f) respektive bakre (r) hjulaxlar. Metoden enligt det föregående kravet, varvid friktionsskattningspararnetrama 9f och 6, bestäms medelst en regressionsmodell. Metoden enligt något av föregående krav, varvid beräkningen av slirningen förbättras ytterligare på ett sätt motsvarande sambandet mellan den sanna slimingen sm och den uppmätta slimingen sfis, SMU) z SN) -S,(f)+5, där ö är den relativa skillnaden i radier mellan framhjulet och bakhjulet, r, - rf dvs. 6 = . r I' Metoden enligt något av föregående krav, varvid skattningen av friktionen beräknas baserat på en modell motsvarande ef sm (f) = s”. (f) = (ti, (f) - m) 1 H, , 6 där ö är den relativa skillnaden i radier mellan frarnhjulen och bakhjulen, Metoden enligt något av föregående krav, varvid det antages att slirfaktom är samma vid båda nämnda första och andra drivhjul, och varvid skattningen av friktionen beräknas baserat på en modell motsvarande 10 15 20 25 30 ll. 12 13. 14. 15. 16. 17. 524 087 11+ SMU) = Sf,,.,(f) = (WU) _ 11,0) där ö är den relativa skillnaden i radier mellan frarnhjulen och bakhjulen, r, -rf dvs.5 = I' r Metoden enligt något av föregående krav, varvid vridmomentfördelningen ändras när vridmomentfördelningsvärdena är i området av 0.5. . Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras i beroende av den rådande vridmomentfördelningen mellan närrmda första och andra drivhjul. Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras i beroende av den rådande tillgängliga friktionen för nämnda första och andra drivhjul. Metoden enligt något av föregående krav, varvid ett värde för en önskad vridmomentfördelning alstras och inmatas till en mekanism för varíering av fördelning av vridmoment i en transmissionskoppling med en variabel vridmomentfördelning. Metoden enligt något av föregående krav, varvid nämnda första och andra drivhjul är framhjul respektive bakhjul i ett fyrhjulsdrivet fordon. En anordning för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande organ för utförande av stegen och funktionerna hos något av de föregående kraven. En datorprograrnprodukt för bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, innefattande datorprogramkodsdelar anpassade till att styra ett databearbetningssystem att utföra stegen och funktionerna hos något av de föregående kraven. 52 I Û u. ... a . .n ø _'°_ _", . n.. u a. en v ** _ _ . .. .. .. ... :_ _ _ .....- -3 ;--;~~, _, Is ' ' 1 " . . - - ~ - ~ - ~ ~ - “ 18. En transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan första och andra 10 15 20 25 30 19. 20. 21. hjulaxlar i ett hjulfordon som har ett första och ett andra drivhjul, varvid transmissionskopplingen har en mekanism för variering av fördelningen av vridmoment mellan nämnda första och andra hjulaxlar och en styrmekanism för styrning av nämnda variering av nämnda vridmomentfördelning, varvid nämnda styrmekanism innefattar: - organ fór bestämning av friktion mellan en yta och ett däck hos ett drivhjul i nämnda hjulfordon medelst - organ för beräkning av slirvärden hos ett första och ett andra drivhjul i beroende av vinkelhastigheten hos nämnda första och andra drivhjul; - organ för beräkning av normaliserade dragkrafier hos nämnda första och andra drivhjul i beroende av vridmomentfördelningen mellan nämnda första och andra drivhjul; - organ för beräkning av en friktionsskattning 9, ,62 för var och en av nämnda första och andra drivhjul i beroende av ett förbestämt samband mellan nämnda beräknade sliming och nämnda beräknade nonnaliserade dragkrafier; och - organ för utvärdering av nämnda friktion och en rådande vridmomentfördelning mellan nämnda första och andra hjulaxlar. Transmissionskopplingen enligt det föregående kravet, vidare innefattande organ för alstring av en styrsignal för vridmomentfördelning i beroende av nämnda friktion och nämnda rådande vridmomentfördelning. Transmissionskopplingen enligt det föregående kravet, varvid styrsignal för vridmomentfördelning inmatas till mekanismen för variering av vridmomentfördelning. Transmissionskopplingen enligt något av de föregående kraven 18 till 20, vidare innefattande organ för utförande av stegen och funktionema enligt något av kraven 1 till 17.
SE0203225A 2002-10-31 2002-10-31 Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod SE524087C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0203225A SE524087C2 (sv) 2002-10-31 2002-10-31 Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod
AU2003269771A AU2003269771A1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles
EP03751701A EP1558456B1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles
ES03751701T ES2286458T3 (es) 2002-10-31 2003-10-15 Indicador de rozamiento con la carretera para vehiculos de carretera de traccion total.
DE60313650T DE60313650T2 (de) 2002-10-31 2003-10-15 Strassenreibwertanzeige für strassenfahrzeuge mit allradantrieb
PCT/SE2003/001599 WO2004039621A1 (en) 2002-10-31 2003-10-15 Road friction indicator for all wheel drive road vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0203225A SE524087C2 (sv) 2002-10-31 2002-10-31 Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0203225D0 SE0203225D0 (sv) 2002-10-31
SE0203225L SE0203225L (sv) 2004-05-01
SE524087C2 true SE524087C2 (sv) 2004-06-22

Family

ID=20289433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0203225A SE524087C2 (sv) 2002-10-31 2002-10-31 Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1558456B1 (sv)
AU (1) AU2003269771A1 (sv)
DE (1) DE60313650T2 (sv)
ES (1) ES2286458T3 (sv)
SE (1) SE524087C2 (sv)
WO (1) WO2004039621A1 (sv)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10569792B2 (en) 2006-03-20 2020-02-25 General Electric Company Vehicle control system and method
US10308265B2 (en) 2006-03-20 2019-06-04 Ge Global Sourcing Llc Vehicle control system and method
US9733625B2 (en) 2006-03-20 2017-08-15 General Electric Company Trip optimization system and method for a train
US9950722B2 (en) 2003-01-06 2018-04-24 General Electric Company System and method for vehicle control
US8401720B2 (en) * 2006-03-20 2013-03-19 General Electric Company System, method, and computer software code for detecting a physical defect along a mission route
US9828010B2 (en) 2006-03-20 2017-11-28 General Electric Company System, method and computer software code for determining a mission plan for a powered system using signal aspect information
FI120061B (sv) * 2006-04-11 2009-06-15 Valtion Teknillinen Förfarande för insamling av information om halheten om vägs yta
EP2295301A4 (en) * 2008-06-30 2014-07-09 Nissan Motor DEVICE AND METHOD FOR ESTIMATING THE FRICTION COEFFICIENT OF THE SURFACE OF A ROAD
US9834237B2 (en) 2012-11-21 2017-12-05 General Electric Company Route examining system and method
WO2011074035A1 (ja) * 2009-12-17 2011-06-23 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
DE102010047443A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb
US8498775B2 (en) 2011-01-10 2013-07-30 GM Global Technology Operations LLC Linear and non-linear identification of the longitudinal tire-road friction coefficient
US9669851B2 (en) 2012-11-21 2017-06-06 General Electric Company Route examination system and method
US9921134B2 (en) 2014-08-04 2018-03-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft System and method for determining tire wear
JP6776502B2 (ja) * 2016-09-23 2020-10-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両の制御装置、制御方法および制御システム
CN111132878B (zh) * 2017-09-26 2022-08-30 尼拉动力公司 摩擦估计
WO2024010543A1 (en) * 2022-07-08 2024-01-11 Ucak Halil Anti-spin and torque distribution differential system with synchronous reduction

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896738A (en) * 1986-06-20 1990-01-30 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Power transmitting system for a four-wheel drive vehicle
DE3735673A1 (de) * 1987-10-22 1989-05-03 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur fortlaufenden bestimmung des kraftschlussbeiwerts (my) und/oder steigung k(my) der (my)-schlupfkurve
JPH06122332A (ja) * 1992-10-09 1994-05-06 Nippondenso Co Ltd 車両のスリップ制御装置
JPH08152368A (ja) * 1994-11-30 1996-06-11 Mitsubishi Electric Corp ねじりトルク検出装置、スリップ検出装置、路面摩擦係数検出装置及びねじりトルク検出方法
JPH08258588A (ja) * 1995-03-27 1996-10-08 Mazda Motor Corp 車両における路面状態検出装置
DE19732554A1 (de) * 1997-07-29 1999-02-04 Itt Mfg Enterprises Inc Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit
JPH1159216A (ja) * 1997-08-26 1999-03-02 Fuji Heavy Ind Ltd 4輪駆動車の動力配分制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
SE0203225D0 (sv) 2002-10-31
AU2003269771A1 (en) 2004-05-25
ES2286458T3 (es) 2007-12-01
EP1558456A1 (en) 2005-08-03
DE60313650T2 (de) 2007-12-27
DE60313650D1 (de) 2007-06-14
WO2004039621A1 (en) 2004-05-13
EP1558456B1 (en) 2007-05-02
SE0203225L (sv) 2004-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE524087C2 (sv) Metod för bestämning av friktionen mellan en yta och ett däck för vägfordon som drivs med alla hjul samt en transmissionskoppling för fördelning av ett vridmoment mellan hjulaxlar innefattande nämnda metod
JP5173809B2 (ja) 車両安定性制御システム
JP4459561B2 (ja) コーナリングパワー制御装置およびコーナリングパワー制御方法
US6508102B1 (en) Near real-time friction estimation for pre-emptive vehicle control
DE10208815B4 (de) Verfahren zum Ermitteln eines maximalen Reibwertes
CN101405176B (zh) 对驾驶方式敏感的车辆子系统控制方法和装置
US9008915B2 (en) Four-wheel steered vehicle and torque distribution control methods for same
CN103946679B (zh) 车辆质量辨识方法和系统
CN105857304A (zh) 基于四轮驱动汽车力矩分配控制系统
EP2480436B1 (en) Method for estimating the height of the gravity centre of a vehicle
US20020042671A1 (en) Motor vehicle with supplemental rear steering having open and closed loop modes
JPH06183288A (ja) カーブ走行における車両安定性の制御装置
US6169951B1 (en) Active brake control having yaw rate estimation
US8688348B2 (en) Method for setting a wheel torque in a vehicle
KR20220022514A (ko) 노면 마찰계수 추정 장치 및 방법
US6964460B2 (en) Brake controller and method for controlling a brake system
JP5033008B2 (ja) 4輪駆動車の駆動力配分制御装置
US7702433B2 (en) Method and device for the computer-assisted calculation of the axle loads of a vehicle
JP3067453B2 (ja) 路面摩擦係数推定装置
KR101976276B1 (ko) 전자식 lsd의 제어장치 및 그 제어방법
JPH0424264B2 (sv)
JP5304171B2 (ja) 路面μ推定装置及びその方法
JP3426512B2 (ja) 車両の旋回挙動状態検出装置
Bakhmutov et al. Creation of electric vehicle abs operation algorithm with possibility of hybrid braking based on slip-slope approach at wheels slip determining
KR100799488B1 (ko) 차량의 선회주행시 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed