DE19947385A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Abschätzen einer physikalischen Grösse und Vorrichtung und Verfahren für eine ABS-Steuerung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Abschätzen einer physikalischen Grösse und Vorrichtung und Verfahren für eine ABS-SteuerungInfo
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Abstract
In einen Bandpaßfilter (12) wird ein Radgeschwindigkeitssignal für jedes Rad, das durch einen Radgeschwindigkeitssensor (10) erfaßt worden ist, eingegeben. Signale von Frequenzbändern, die sich nicht auf die ungefederte Resonanz beziehen, werden anschließend von dem Radgeschwindigkeitssignal entfernt, und nur Signale von Frequenzbändern, die sich auf die ungefederte Resonanz beziehen, werden ausgegeben. Eine Einrichtung (14) zum Abschätzen eines Fahrbahnoberflächen-mu-Gradienten verwendet ein Online-Ermittlungsverfahren, um ein Dämpfungsverhältnis eines Resonanzmodells zweiter Ordnung, das einem Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell ähnlich ist, von dem Signal zu ermitteln, das von dem Bandpaßfilter 12 ausgegeben worden ist. Anschließend wird der Fahrbahnoberflächen-mu-Gradient von dem ermittelten Dämpfungsverhältnis abgeschätzt. Das Dämpfungsverhältnis des Resonanzmodells zweiter Ordnung entspricht dem Fahrbahnoberflächen-mu-Gradienten in der folgenden Art und Weise: wenn ermittelt wird, daß das Dämpfungsverhältnis klein ist, wird abgeschätzt, daß der Fahrbahnoberflächen-mu-Gradient groß ist; und wenn ermittelt wird, daß der Fahrbahnoberflächen-mu-Gradient groß ist, wird abgeschätzt, daß das Damäpfungsverhältnis klein ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Abschätzen einer physikalischen Größe, die sich darauf be
zieht, wie leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche
rutscht, und insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung zum
Abschätzen einer physikalischen Größe, die sogar dann, wenn
ein Phänomen einer ungefederten Resonanz erzeugt wird, eine
physikalische Größe genau abschätzen kann, welche sich dar
auf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht, und insbesondere betrifft sie
eine ABS-Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines
Bremsdruckes unter Verwendung dieser Vorrichtung zum
Abschätzen einer physikalischen Größe.
Die japanische, offengelegte Patentanmeldung (JP-A)
Nr. 10-114263 offenbart eine Vorrichtung zum Steuern eines
Antiblockier-Bremssystems (ABS), um auf der Grundlage eines
Dynamikmodelles betreffend eine Radverzögerung eine
Berechnung durchzuführen, um den Drehmomentgradienten,
d. h., den Fahrbahnoberflächen-µ-Gradienten (das Verhältnis
zwischen der Fahrbahnoberfläche µ und dem Schlupf) von den
zeitseriellen Daten eines Radgeschwindigkeitssignales abzu
schätzen und um anschließend die Stellgröße der Bremskraft
derart zu steuern, daß der Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient
Null ist. Der "Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient" hat hier die
Bedeutung eines Reibungskoeffizienten µ zwischen dem Rad
und der Fahrbahnoberfläche.
Wenn ein Fahrzeug von einer eisigen Fahrbahnoberfläche
auf eine trockene Fahrbahnoberfläche fährt, während die
Bremskraft durch die oben beschriebene ABS-
Steuerungsvorrichtung derart gesteuert wird, daß sie sich
auf dem maximalen Wert befindet, wird anschließend, wie es
in Fig. 1A gezeigt ist, in der Radgeschwindigkeit ein
Schwingungsphänomen erzeugt. Dieses Schwingungsphänomen in
der Radgeschwindigkeit bewirkt, daß sich die Genauigkeit,
mit der der µ-Gradient abgeschätzt wird, verringert. Wie in
Fig. 1B gezeigt ist, wird auch in einigen Fällen eine
Verzögerung bei der Anpassung der ABS-Steuerung erzeugt.
Die Erfinder dieser Patentanmeldung entdeckten, daß
dieses Schwingungsphänomen in der Radgeschwindigkeit auf
grund einer Resonanzbewegung zwischen den Reifen und der
Aufhängung in der Längsrichtung des Fahrzeuges verursacht
wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor
richtung und ein Verfahren zum Abschätzen einer
physikalischen Größe zu schaffen, die sogar dann, wenn
zwischen Reifen und einer Aufhängung eine
Längsresonanzbewegung erzeugt wird, eine physikalische
Größe, die sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf
einer Fahrbahnoberfläche rutscht, genau abschätzen können.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und
13 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorliegende Erfindung weist auf: eine Radgeschwin
digkeitserfassungseinrichtung, um eine Radgeschwindigkeit
zu erfassen und um ein Radgeschwindigkeitssignal auszuge
ben; und eine Einrichtung zum Abschätzen einer physikali
schen Größe, um aus dem Radgeschwindigkeitssignal einen
Parameter eines physikalischen Modelles zu identifizieren
bzw. ermitteln, der Eigenschaften betreffend eine ungefe
derte Resonanz darstellt, und um von dem ermittelten
Parameter eine physikalische Größe abzuschätzen, die sich
darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht.
Erfindungsgemäß wird die Radgeschwindigkeit durch die
Radgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfaßt und es wird
ein Radgeschwindigkeitssignal ausgegeben. Die Einrichtung
zum Abschätzen einer physikalischen Größe ermittelt aus dem
Radgeschwindigkeitssignal den Parameter eines physikali
schen Modelles, der die ungefederte Resonanz darstellt, und
sie schätzt von dem ermittelten Parameter eine
physikalische Größe, die sich darauf bezieht, wie leicht
ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht, ab.
Das physikalische Modell der vorliegenden Erfindung
kann ein Resonanzmodell sein, das als die ungedämpfte na
türliche Frequenz die Frequenz einer ungefederten Resonanz
bzw. die ungefederte Resonanzfrequenz aufweist. In diesem
Fall schätzt die Einrichtung zum Abschätzen einer physika
lischen Größe auf der Grundlage des Dämpfungsverhältnisses
des Resonanzmodelles eine physikalische Größe ab, die sich
darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht.
In der vorliegenden Erfindung kann die physikalische
Größe sogar dann, wenn ein Phänomen betreffend eine ungefe
derte Resonanz erzeugt wird, genau abgeschätzt werden, weil
ein Parameter eines physikalischen Modelles, der die
Eigenschaften betreffend eine ungefederte Resonanz dar
stellt, ermittelt wird und weil aus dem ermittelten
Parameter eine physikalische Größe abgeschätzt wird, die
sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht.
Die vorliegende Erfindung kann bei einer ABS-
Steuerungsvorrichtung verwendet werden, um auf der
Grundlage der abgeschätzten physikalischen Größe einen
Bremsdruck zu steuern.
Fig. 1A und 1B zeigen die Ergebnisse von einem Versuch,
bei dem eine herkömmliche ABS-Steuerungsvorrichtung verwen
det wird, wenn ein Fahrzeug von einer eisigen
Fahrbahnoberfläche auf eine trockene Fahrbahnoberfläche
fährt. Fig. 1A ist ein Liniendiagramm, das das Verhältnis
zwischen einer Radgeschwindigkeit und einer Zeit darstellt,
während Fig. 1B ein Liniendiagramm ist, das das Verhältnis
zwischen einem Radzylinderdruck und einer Zeit darstellt.
Fig. 2 ist eine Strukturdarstellung, die ein
Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell darstellt.
Fig. 3A und 3B zeigen Verhältnisse zwischen einem Fahr
bahnoberflächen-µ-Gradienten und den Aufhängung-Rad-
Resonanz-Eigenschaften. Fig. 3A ist ein Liniendiagramm, das
das Verhältnis zwischen der Frequenz und der Verstärkung
darstellt, während Fig. 3B ein Liniendiagramm ist, das das
Verhältnis zwischen der Frequenz und der Phase darstellt.
Fig. 4A bis 4C zeigen die Ergebnisse hinsichtlich einer
Ermittlung des Dämpfungsverhältnisses in dem Versuch, in
dem ein Fahrzeug mit einer ABS-Steuerungsvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung von einer eisigen Oberfläche auf
eine trockene Oberfläche fährt. Fig. 4A ist ein
Liniendiagramm, das Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Radgeschwindigkeit über der Zeit zeigt, Fig. 4B ist
ein Liniendiagramm, das Änderungen des Hauptzylinderdruckes
und des Radzylinderdruckes über der Zeit zeigt, und Fig. 4C
ist ein Liniendiagramm, das Änderungen des
Dämpfungsverhältnisses über der Zeit zeigt.
Fig. 5A bis 5C zeigen die Ergebnisse einer ABS-Steue
rung, die Werte zum Ermitteln eines Dämpfungsverhältnisses
gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Fig. 5A ist ein
Liniendiagramm, das Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und der Radgeschwindigkeit über der Zeit zeigt, Fig. 5B ist
ein Liniendiagramm, das Änderungen des Hauptzylinderdruckes
und des Radzylinderdruckes über der Zeit zeigt, und Fig. 5C
ist ein Liniendiagramm, das Änderungen des Dämp
fungsverhältnisses über der Zeit zeigt.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, in welchem in einer ABS-
Steuerungsvorrichtung die Vorrichtung zum Abschätzen einer
physikalischen Größe gemäß der Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung verwendet wird.
Im folgenden wird in Bezug auf die Figuren eine
Ausführungsform detailliert beschrieben, in welcher die er
findungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen einer physikali
schen Größe in einer ABS-Steuerungsvorrichtung verwendet
wird.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die erfindungsgemäße
ABS-Steuerungsvorrichtung mit einem Radgeschwindigkeits
sensor 10 versehen, der die Radgeschwindigkeit von jedem
der vier Räder eines Fahrzeuges erfaßt und als ein
Radgeschwindigkeitssignal ein Signal, wie z. B. ein
elektrisches Signal oder ein numerisches Signal, das der
Radgeschwindigkeit entspricht, ausgibt. Mit dem
Ausgangsanschluß des Radgeschwindigkeitssensors 10 ist ein
Bandpaßfilter 12 verbunden. Der Bandpaßfilter 12 entfernt
von dem Radgeschwindigkeitssignal Signale von
Frequenzbändern, die sich nicht auf die ungefederte Reso
nanz beziehen, und er leitet nur Signale von Frequenz
bändern weiter, die sich auf die ungefederte Resonanz
beziehen.
Mit dem Ausgangsanschluß des Bandpaßfilters 12 ist eine
Einrichtung 14 zum Abschätzen eines µ-Gradienten verbunden.
Die Einrichtung 14 zum Abschätzen eines µ-Gradienten ver
wendet ein Online-Ermittlungsverfahren, um als einen
Parameter das Dämpfungsverhältnis eines Resonanzmodelles
zweiter Ordnung zu ermitteln, das dem Aufhängung-Reifen-
Resonanz-Modell sehr ähnelt, welches ein physikalisches
Modell ist, das Eigenschaften betreffend eine ungefederte
Resonanz von dem von dem Bandpaßfilter 12 ausgegebenen
Signalen darstellt. Die Einrichtung 14 zum Abschätzen eines
µ-Gradienten schätzt anschließend aus dem ermittelten
Dämpfungsverhältnis den Fahrbahnoberflächen-µ-Gradienten
(der unterhalb einfach als der µ-Gradient bezeichnet wird)
ab, welcher eine der physikalischen Größen ist, die sich
darauf beziehen, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht. Es ist anzumerken, daß der
Radgeschwindigkeitssensor 10, der Bandpaßfilter 12 und die
Einrichtung 14 zum Abschätzen eines Fahrbahnoberflächen-µ-
Gradienten die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschätzen
einer physikalischen Größe bilden.
Mit dem Ausgangsanschluß der Einrichtung 14 zum
Abschätzen eines µ-Gradienten ist ein ABS-Steuerungsab
schnitt 16 verbunden. Der ABS-Steuerungsabschnitt 16 be
rechnet die Stellgröße der auf jedes Rad wirkenden
Bremskraft derart, daß der µ-Gradient Null oder ein kleiner
positiver Wert nahe Null ist. Mit dem Ausgangsanschluß des
ABS-Steuerungsabschnittes 16 ist ein ABS-Steuerungsventil
18 verbunden, das den Raddruck steuert.
Erfindungsgemäß wird das von dem Radgeschwindigkeits
sensor 10 ausgegebene Radgeschwindigkeitssignal in den
Bandpaßfilter 12 eingegeben und es werden von dem Bandpaß
filter 12 nur Signale ausgegeben, die sich auf die ungefe
derte Resonanz beziehen. Es werden Signale in dem
Frequenzband, die sich auf die ungefederte Resonanz bezie
hen, zu der Einrichtung 14 zum Abschätzen eines
µ-Gradienten ausgegeben und der µ-Gradient wird in dem unter
halb erklärten Verfahren abgeschätzt. Anschließend wird die
Stellgröße der auf jedes Rad wirkenden Bremskraft durch den
ABS-Steuerungsabschnitt 16 derart berechnet, daß der
µ-Gradient Null oder ein kleiner positiver Wert nahe Null
ist. Anschließend wird durch das ABS-Steuerungsventil 18,
das gemäß dieser Stellgröße gesteuert wird, der
Hauptbremsdruck gesteuert.
Als nächstes wird das Prinzip zum Abschätzen des
µ-Gradienten der vorliegenden Ausführungsform erklärt. Als
erstes wird die Beziehung zwischen Resonanzeigenschaften
und einem µ-Gradienten erläutert. Die Resonanzeigenschaften
sind die Eigenschaften, die dann erzielt werden, wenn ge
fordert wird, daß als ein Modell zum Ausdrücken der
Eigenschaften einer Radgeschwindigkeitsresonanz ein
Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell verwendet wird, das die
ungefederten Eigenschaften berücksichtigt. Wie in Fig. 2
gezeigt ist, wird dieses Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell
dadurch gebildet, daß ein Reifen T mittels einer Aufhängung
S mit einem Fahrzeugkörper B verbunden ist.
Die Bewegungsgleichung (das Resonanzmodell zwischen den
Reifen und der Aufhängung in der Längsrichtung des
Fahrzeugs), die Beeinträchtigungen um den
Gleichgewichtspunkt in Fig. 2 ausdrückt, ergibt sich aus
den folgenden Formeln (1) und (2).
I. = r.F-u (1)
m. = -k.x-c.-F (2)
worin I das Radträgheitsmoment (beispielsweise
0,8 Kgm2), m die Masse des Rades (beispielsweise 10 kg), r
der effektive Radius des Reifens (beispielsweise 0,3 m), k
die Federkonstante (beispielsweise 2,0 × 105 N/m), c die
Dämpfungskonstante (beispielsweise 100 Ns/m), F die
Reifenreibungskraft, µ das Bremsdrehmoment, das in das
Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell eingegeben wird, ω die
Radwinkelgeschwindigkeit und x die ungefederte
Längsverschiebung sind.
Wenn sich die Reifenreibungskraft F aus der folgenden
Formel (3) ergibt, ergibt sich die Übertragungsfunktion
Gwu(s) von dem Bremsdrehmoment zu der Radwinkel
geschwindigkeit durch die folgende Formel (4):
worin kt der µ-Gradient, N die Radlast (beispielsweise
3000 N) und v0 die Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise
10 m/s) sind:
Fig. 3A und 3B sind Bode-Diagramme der Formel (4), wenn
der µ-Gradient kt 2, 5, 10 und 20 ist. Aus den Fig. 3A
und 3B ist ersichtlich, daß die Eigenschaften beginnen, ein
Schwingen zu zeigen, wenn der µ-Gradient zunimmt und in den
Reifeneigenschaften eine Grenzwert erzeugt wird.
Als nächstes wird die Abschätzung des µ-Gradienten er
klärt. Die Abschätzung des µ-Gradienten kann auf der Grund
lage der Formel (4) durchgeführt werden. Diese Erklärung
verwendet jedoch das Resonanzmodell zweiter Ordnung von
Formel (5) (welche eine Vereinfachung der Formel (4) ist),
die dazu führt, daß die ungefederte Resonanzfrequenz zu ei
ner natürlichen Frequenz wird.
worin K eine normal Verstärkung, ωn die ungedämpfte na
türliche Frequenz und ζ das Dämpfungsverhältnis sind.
Außerdem werden anstatt, daß eine Abschätzung des
µ-Gradienten direkt durchgeführt wird, das Dämpfungsverhält
nis ζ dieses Modells ermittelt und der µ-Gradient von diesem
ermittelten Dämpfungsverhältnis ζ abgeschätzt. Der
µ-Gradient kt und das Dämpfungsverhältnis ζ bilden das
ungefähre unten aufgeführte Verhältnis, das eine inverse
Zahl darstellt.
Demgemäß kann dadurch, daß das Dämpfungsverhältnis
ermittelt wird, der µ-Gradient unter Verwendung der obigen
Formel abgeschätzt werden. Die Resonanzeigenschaften in der
natürlichen Frequenz sind klarer, je geringer das
Dämpfungsverhältnis des Resonanzmodelles zweiter Ordnung
ist. Daher wird dann, wenn das Dämpfungsverhältnis als ge
ring ermittelt wird, der µ-Gradient als groß abgeschätzt.
Im umgekehrten Fall wird der µ-Gradient als gering abge
schätzt, wenn das Dämpfungsverhältnis als groß ermittelt
wird.
Die folgende Formel (6), die durch Umstellen der
Radgeschwindigkeit und des Bremsdrehmomentes von der obigen
Formel (5) erzielt wird, wird verwendet, um die Ermittlung
des Dämpfungsverhältnisses zu erläutern:
2ζωn sw = -s2w-ωn 2w+K ωn 2u (6)
Wie unterhalb erläutert wird, kann in der Formel (6)
das Bremsdrehmoment u, das ein Eingabefaktor ist, ignoriert
werden, die Formel (7), die durch Ignorieren des
Bremsdrehmomentes erzielt wird, kann diskret gemacht wer
den, und das Dämpfungsverhältnis kann dadurch ermittelt wer
den, daß bei der Formel (11), die dadurch erzielt wird, daß
die Formel (7) diskret gemacht wird, ein Online-
Ermittlungsverfahren angewandt wird.
Als erstes wird die Formel (6) durch die folgende
Formel (7) ausgedrückt, wenn die Eingabe des Brems
drehmomentes ignoriert wird:
2ζωn sw = -s2w-ωn 2w (7)
Die Formel (7) wird durch Substituieren der Tustin-
Transformation der folgenden Formel (8) in Formel (7)
diskret gemacht:
worin τ die Abtastdauer ist.
Es ist anzumerken, daß als das Verfahren, mit dem eine
Formel diskret gemacht wird, das Rückwärts Eulersche
Verfahren bzw. implizite Eulersche Verfahren (Euler's
backward method), das unterhalb in Formel (9) ausgedrückt
ist, sowie das Tustin-Transformationsverfahren verwendet
werden können:
Die Formel (7), die sich aus der Tustin-Transformation
ergibt, kann wie in folgender Formel (10) umgestellt wer
den.
4ωn τ (z-2-1)wζ = (ωn 2 τ2 + 4)(z-2 + 1) w + (2 ωn 2 τ2-8)w (10)
Die Formel (10) kann als ein Zeitbereich ausgedrückt
werden, der folgende Formel (11) ergibt.
ϕζ = y
worin
ζ = 4 ωn τ (w[i-2]-w[i]) y = (ωn 2 τ2 + 4)(w[i-2] + w[i]) + (2ωn 2 τ2-8)w[i-1] (11)
ζ = 4 ωn τ (w[i-2]-w[i]) y = (ωn 2 τ2 + 4)(w[i-2] + w[i]) + (2ωn 2 τ2-8)w[i-1] (11)
Die Formel (11) ist hier dadurch erzielt worden, daß
1 die Formel (7) diskret gemacht worden ist, und daher ent
spricht Formel (11) der Formel (7). Somit können die physi
kalischen Bedeutungen von ϕ und y wie folgt interpretiert
werden. ϕ ist die physikalische Größe, die der Änderung der
Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, während y die physika
lische Größe ist, die der Radgeschwindigkeit und der Ände
rung der Radgeschwindigkeit entspricht.
Anschließend wird bei der Formel (11) das Online-
Ermittlungsverfahren angewandt. Hier wird das
Dämpfungsverhältnis ζ unter Verwendung des Hilfsvariablen
verfahrens (instrumental variable method) ermittelt. Der
Algorithmus, der das Hilfsvariablenverfahren verwendet,
wird derart ausgedrückt, wie es unterhalb in Formel (12)
gezeigt ist:
worin λ ein vernachlässigbarer Koeffizient ist.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen die Ergebnisse, wenn das
Dämpfungsverhältnis unter Verwendung des Hilfsvariablen
verfahrens ermittelt wird. Die Figuren zeigen, daß nachdem
das Rad auf die trockene Oberfläche gefahren ist, gemäß den
Schwingungseigenschaften der ermittelte Wert des Dämpfungs
verhältnisses geringer wird. Mit anderen Worten, der
µ-Gradient wird größer und in den Bremskrafteigenschaften
wird ein Grenzwert erzeugt. Somit ist ersichtlich, daß eine
geeignete Ermittlung durchgeführt worden ist.
Die Fig. 5A bis 5C zeigen die Ergebnisse eines Ver
suches, in welchem an dem Punkt, wenn der Schätzwert des
Dämpfungsverhältnisses unterhalb 0,4 gefallen ist, bestimmt
wird, daß der µ-Gradient groß ist und in den
Bremskrafteigenschaften ein Grenzwert erzeugt worden ist.
Mit anderen Worten, es wird bestimmt, daß das Rad auf eine
(trockene) Fahrbahnoberfläche mit einem großen µ gefahren
ist, und der hydraulische Bremsdruck wird derart erzeugt,
daß er mit einer passenden Rate auf einen Druck ansteigt,
der für eine Oberfläche mit einem großen µ geeignet ist
(wie es durch den rampenförmigen Abschnitt der grafischen
Darstellung in Fig. 4B gezeigt ist). Auf diese Art und
Weise kann eine ausreichende Eignung für die
Fahrbahnoberfläche erzielt werden.
Es ist anzumerken, daß oberhalb ein Beispiel erklärt
worden ist, in welchem das Dämpfungsverhältnis unter Ver
wendung eines Hilfsvariablenverfahrens ermittelt worden
ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses
und andere Ermittlungsverfahren eingeschränkt, so daß zum
Ermitteln des Dämpfungsverhältnisses beispielsweise die
Methode der kleinsten Quadrate verwendet werden kann.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Abschätzen einer physikalischen Größe auch zum Bestimmen
von Fahrbahnoberflächenzuständen oder dem Zustand eines
Fahrzeuges verwendet werden.
Darüber hinaus ist oberhalb ein Beispiel erklärt wor
den, in welchem der µ-Gradient, der eine der physikalischen
Größen ist, die sich darauf beziehen, wie leicht ein
Fahrzeugrad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht, abge
schätzt worden ist. Wie auch aus Formel (4) jedoch zu ver
stehen ist, wird die Übertragungsfunktion Gwu(s) auch durch
Änderungen der Radlast und der Fahrzeuggeschwindigkeit ge
ändert. Demgemäß kann die abgeschätzte Größe eine Größe
sein, in welcher wenigstens eine der Änderungen, nämlich
die Änderung der Radlast oder die Änderung der
Fahrzeuggeschwindigkeit, zudem µ-Gradienten addiert worden
ist, der eine der physikalischen Größen ist, die sich darauf
beziehen, wie leicht ein Rad eines Fahrzeugs auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht.
Es wird in einen Bandpaßfilter 12 ein
Radgeschwindigkeitssignal für jedes Rad, das durch einen
Radgeschwindigkeitssensor 10 erfaßt worden ist, eingegeben.
Signale von Frequenzbändern, die sich nicht auf die ungefe
derte Resonanz beziehen, werden anschließend von dem
Radgeschwindigkeitssignal entfernt, und nur Signale von
Frequenzbändern, die sich auf die ungefederte Resonanz be
ziehen, werden ausgegeben. Eine Einrichtung 14 zum
Abschätzen eines Fahrbahnoberflächen-µ-Gradienten verwendet
ein Online-Ermittlungsverfahren, um ein Dämpfungsverhältnis
eines Resonanzmodelles zweiter Ordnung, das einem
Aufhängung-Reifen-Resonanz-Modell ähnlich ist, von dem
Signal zu ermitteln, das von dem Bandpaßfilter 12
ausgegeben worden ist. Anschließend wird der Fahr
bahnoberflächen-µ-Gradient von dem ermittelten Dämp
fungsverhältnis abgeschätzt. Das Dämpfungsverhältnis des
Resonanzmodelles zweiter Ordnung entspricht dem
Fahrbahnoberflächen-µ-Gradienten in der folgenden Art und
Weise: wenn ermittelt wird, daß das Dämpfungsverhältnis
klein ist, wird abgeschätzt, daß der Fahrbahnoberflächen-µ-
Gradient groß ist; und wenn ermittelt wird, daß der
Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient groß ist, wird abgeschätzt,
daß das Dämpfungsverhältnis klein ist.
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe,
mit:
einer Radgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (10) zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rades und zum Ausge ben eines Radgeschwindigkeitssignales; und
einer Einrichtung (14) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, um von dem Radgeschwindigkeitssignal einen Parameter eines physikalischen Modelles zu ermitteln, der Eigenschaften betreffend eine ungedämpfte Resonanz ausdrückt, und um von dem ermittelten Parameter eine physikalische Größe abzuschätzen, die sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht.
einer Radgeschwindigkeitserfassungseinrichtung (10) zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Rades und zum Ausge ben eines Radgeschwindigkeitssignales; und
einer Einrichtung (14) zum Abschätzen einer physikali schen Größe, um von dem Radgeschwindigkeitssignal einen Parameter eines physikalischen Modelles zu ermitteln, der Eigenschaften betreffend eine ungedämpfte Resonanz ausdrückt, und um von dem ermittelten Parameter eine physikalische Größe abzuschätzen, die sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht.
2. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 1, worin das physikalische Modell ein
Resonanzmodell ist, das als eine ungedämpfte natürliche
Frequenz eine ungedämpfte Resonanzfrequenz aufweist,
und worin die Einrichtung (14) zum Abschätzen einer
physikalischen Größe die physikalische Größe auf der
Grundlage eines Dämpfungsverhältnisses des
Resonanzmodelles abschätzt.
3. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 1, worin die physikalische Größe, die
sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer
Fahrbahnoberfläche rutscht, ein Fahrbahnoberflächen-µ-
Gradient ist, welcher ein Verhältnis zwischen einem
Fahrbahnoberflächen-µ und einem Schlupf ist.
4. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 3, worin das physikalische Modell ein
Resonanzmodell ist, die als eine ungedämpfte natürliche
Frequenz eine ungefederte Resonanzfrequenz aufweist,
worin der Parameter ein Dämpfungsverhältnis des
Resonanzmodelles ist und worin sich der
Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient und das Dämpfungs
verhältnis in einem umgekehrten Verhältnis befinden.
5. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 1, worin das physikalische Modell ein
Resonanzmodell zwischen einem Reifen und einer
Aufhängung in einer Längsrichtung eines Fahrzeugs ist.
6. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 5, worin das Resonanzmodell eine
Gleichung ist, die ein Verhältnis zwischen einer
physikalischen Größe, welche einer Änderung der
Radgeschwindigkeit entspricht, einer physikalischen
Größe, welche der Radgeschwindigkeit und der Änderung
der Radgeschwindigkeit entspricht, und einem
Dämpfungsverhältnis des Resonanzmodelles ausdrückt.
7. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 5, worin das Resonanzmodell ein
Resonanzmodell zweiter Ordnung ist.
8. Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 1, die außerdem einen Bandpaßfilter (12)
aufweist, der nur Signale von Frequenzbändern
weiterleitet, die sich auf die ungefederte Resonanz
beziehen, worin die Einrichtung (14) zum Abschätzen
einer physikalischen Größe von den Signalen, die durch
den Bandpaßfilter (12) hindurchgegangen sind, den
Parameter ermittelt.
9. ABS-Steuerungsvorrichtung, mit:
der Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 1; und
einer Steuerungseinrichtung (16) zum Steuern eines Bremsdrucks auf der Grundlage einer physikalischen Größe, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe abgeschätzt worden ist.
der Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 1; und
einer Steuerungseinrichtung (16) zum Steuern eines Bremsdrucks auf der Grundlage einer physikalischen Größe, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe abgeschätzt worden ist.
10. ABS-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, worin die
physikalische Größe, die sich darauf bezieht, wie
leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht,
ein Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient ist, der ein
Verhältnis zwischen einem Fahrbahnoberflächen-µ und
einem Schlupf ist, und worin die Steuerungseinrichtung
(16) den Bremsdruck derart steuert, daß der
Fahrbahnoberflächen-µ-Gradient Null oder ungefähr Null
ist.
11. ABS-Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 9, worin die
Steuerungseinrichtung (16) den Bremsdruck rampenartig
erhöht, so daß der Bremsdruck an eine
Fahrbahnoberflächen mit einem großen µ angepaßt wird,
wenn die Steuerungseinrichtung (16) auf der Grundlage
der physikalischen Größe beurteilt, daß das Fahrzeug
auf einer Fahrbahn mit einem großen µ gefahren ist.
12. ABS-Steuerungsvorrichtung, mit:
der Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 2; und
einer Steuerungseinrichtung (16) zum Steuern eines Bremsdruckes auf der Grundlage einer physikalischen Größe, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe abgeschätzt worden ist.
der Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 2; und
einer Steuerungseinrichtung (16) zum Steuern eines Bremsdruckes auf der Grundlage einer physikalischen Größe, die durch die Vorrichtung zum Abschätzen einer physikalischen Größe abgeschätzt worden ist.
13. Verfahren zum Abschätzen einer physikalischen Größe,
mit den folgenden Schritten:
Erfassen einer Geschwindigkeit von einem Rad und Ausge ben eines Radgeschwindigkeitssignales;
Ermitteln eines Parameters eines physikalischen Mo delles aus dem Radgeschwindigkeitssignal, der Eigenschaften betreffend eine ungefederte Resonanz ausdrückt; und
Abschätzen einer physikalischen Größe aus dem ermittelten Parameter, die sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht.
Erfassen einer Geschwindigkeit von einem Rad und Ausge ben eines Radgeschwindigkeitssignales;
Ermitteln eines Parameters eines physikalischen Mo delles aus dem Radgeschwindigkeitssignal, der Eigenschaften betreffend eine ungefederte Resonanz ausdrückt; und
Abschätzen einer physikalischen Größe aus dem ermittelten Parameter, die sich darauf bezieht, wie leicht ein Rad auf einer Fahrbahnoberfläche rutscht.
14. Verfahren zum Abschätzen einer physikalischen Größe
nach Anspruch 13, worin das physikalische Modell ein
Resonanzmodell ist, das als ein ungedämpfte natürliche
Frequenz eine ungefederte Resonanzfrequenz aufweist,
und wenn eine Abschätzung der physikalischen Größe
durchgeführt worden ist, wird die physikalische Größe
auf der Grundlage eines Dämpfungsverhältnisses des
Resonanzmodelles abgeschätzt.
15. ABS-Steuerungsverfahren, in welchem ein Bremsdruck auf
der Grundlage einer physikalischen Größe gesteuert
wird, die unter Verwendung des Verfahrens zum
Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 13
abgeschätzt worden ist.
16. ABS-Steuerungsverfahren, in welchem ein Bremsdruck auf
der Grundlage einer physikalischen Größe gesteuert
wird, die unter Verwendung des Verfahrens zum
Abschätzen einer physikalischen Größe nach Anspruch 14
abgeschätzt worden ist.
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