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    • 专利摘要:
    System zum Kompensieren von bei Fahrzeugdynamik-Steuerungen verwendeten Fahrzeugrad-Geschwindigkeiten, aufweisend Einzelmittel zum Lernen eines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktors und gemeinsame Mittel zum Lernen eines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktors.
    公开号:DE102004004805A1
    申请号:DE200410004805
    申请日:2004-01-30
    公开日:2004-09-16
    发明作者:A. Todd Dearborn Brown；Jianbo Livonia Lu
    申请人:Ford Global Technologies LLC；
    IPC主号:B60T8-172
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft ein System,das die Fahrzeugrad-Drehzahlsensor-Signalemittels eines Lernalgorithmus kompensiert. Die kompensierten Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenwerden dann in Bremssteuerungssystemen (wie z.B. einem Antiblockiersystemund einem Antriebsregelsystem) und Fahrzeugdynamik-Steuersystemenverwendet.
    [0002] Es ist eine wohlbekannte Praxis dieunterschiedlichen Betriebsdynamiken eines Kraftfahrzeugs zu steuern,um aktive Sicherheit zu erzielen, beispielsweise mittels der sogenanntenGierstabilitäts-und Wankstabilitäts-Steuersysteme. Beieiner neueren Entwicklung sind alle verfügbaren Teilsysteme kombiniert,um eine bessere Fahrzeugsicherheit und ein besseres dynamischesFahrverhalten denn je zu erzielen. Der effektive Betrieb der unterschiedlichenSteuervorrichtungen erfordert eine hochgenaue Bestimmung der Betriebszustände vonKraftfahrzeugen bei einer kurzen Ansprechzeit, unabhängig vonden Fahrbahnbedingungen und den Fahrzuständen. Solche Betriebszustände einesFahrzeugs weisen die Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit, dieFahrzeug-Quergeschwindigkeit und die Fahrzeug-Vertikalgeschwindigkeit,die entlang der karosserieeigenen Längsachse, der karosserieeigenenQuerachse bzw. der karosserieeigenen Vertikalachse gemessen werden,die Lage der Fahrzeugkarosserie, die Bewegungsrichtung des Fahrzeugsusw. auf.
    [0003] Eine der wichtigen Informationen,welche die Basis fürdie zuvor genannte Fahrzeugzustands-Berechnung bildet, ist die Lineargeschwindigkeitdes jeweiligen Rotationszentrums der vier Fahrzeugräder. DieseInformation kann beispielsweise verwendet werden, um den bei Antiblockiersteuerungenund bei Antriebregelungen verwendeten Fahrzeugradschlupf zu berechnenbzw. einzuschätzenund um die Längsgeschwindigkeit zuberechnen bzw. einzuschätzen.Um jene Linear-Eckengeschwindigkeitenzu erhalten, werden die Fahrzeugrad-Drehzahlsensoren verwendet. Die Fahrzeugrad-Drehzahlsensorengeben das Produkt der jeweiligen Fahrzeugrad-Drehgeschwindigkeiten und der jeweiligenFahrzeugrad-Rollradienaus. Die Fahrzeugrad-Drehgeschwindigkeiten werden direkt gemessenund die jeweiligen Fahrzeugrad-Rollradien werden mit ihren Nennwertenangenommen. Da währenddynamischer Manöverdie Veränderungender Fahrzeugrad-Normalbelastungund die Veränderungder Fahrzeugreifen die Fahrzeugrad-Rollradien beeinflussen, würden folglich dieFahrzeugrad-Nennrollradien nicht den tatsächlichen Fahrzeugrad-Rollradienentsprechen und daher Fehler bei der Berechnung der jeweiligen Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenverursachen. Daher ist es von Interesse die Berechnung der jeweiligenFahrzeugrad-Geschwindigkeiten zu kompensieren.
    [0004] Die Unterschiede zwischen den Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenwährenddes Fahrens auf einer geraden Straße können zum Überprüfen der Reifenbefüllung genutztwerden.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundeein Mittel bereitzustellen zum genaueren Bestimmen der Fahrzeugrad-Geschwindigkeiten,die bei Fahrzeugdynamik-Steuerungen über Fahrzeugrad-Drehzahlsensorenermittelt werden.
    [0006] Dies wird mit einem Mittel zur Korrekturder Fahrzeugrad-Geschwindigkeit mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. BevorzugteWeiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
    [0007] Die Erfindung wird nun anhand bevorzugterAusführungsformenmit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnungdetaillierter beschrieben.
    [0008] 1 zeigteine Ansicht, in der die Längsgeschwindigkeitund die Quergeschwindigkeit an den Ecken der Fahrzeugkarosseriedargestellt sind.
    [0009] 2 zeigteine schematische Ansicht eines Fahrzeugrades, wobei gemäß 2 die Fahrzeugeckengeschwindigkeitentlang der Längsrichtungeines Fahrzeugrades gleich der Summe aus der Kontaktstellen-Schlupfgeschwindigkeit νcp unddem Produkt aus der Rotationsrate bzw. Winkelgeschwindigkeit ωwhl des Fahrzeugrades und dem Fahrzeugrad-Rollradiusr0 ist.
    [0010] Die Erfindung wird im Folgenden unterBezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformenbeschrieben, die ein Kraftfahrzeug betreffen, das sich auf einerStraßenoberfläche bewegt.Die Quergeschwindigkeit und die Längsgeschwindigkeit am Schwerpunktdes Kraftfahrzeugs werden mit Vx bzw. Vy bezeichnet, die Gierwinkelrate bzw. Gierwinkelgeschwindigkeitdes Kraftfahrzeugs wird mit ωz bezeichnet und der Vorderrad-Lenkwinkel des Kraftfahrzeugswird mit δ bezeichnet.Unter Verwendung jener Fahrzeugbewegungs-Variablen können die jeweiligenGeschwindigkeiten des Fahrzeugs an seinen vier Eckpositionen, andenen die Fahrzeugräderam Fahrzeug angebracht sind, gemäß folgenderVorschrift berechnet werden, wobei die jeweiligen Fahrzeugeckengeschwindigkeitenentlang der karosserieeigenen Längsrichtungund entlang der karosserieeigenen Querrichtung hochgerechnet werden: Vlfx =Vx – ωztf, Vlfy =Vy + ωzlf Vrfx =Vx + ωztf, Vrfy =Vy + ωzlf Vlrx =Vx – ωztr, Vlry =Vy – ωzlr Vrrx =Vx + ωztr, Vrry =Vy – ωzlr (1),wobei tf und tr die jeweiligeHalbspur fürdie Vorderachse bzw. fürdie Hinterachse bezeichnen, und wobei lf und lr die jeweilige Distanz zwischen dem Schwerpunktdes Fahrzeugs und der Vorderachse bzw. der Hinterachse bezeichnen.Vlf, Vrf, Vlr und Vrr bezeichnendie Linear-Geschwindigkeiten der vier Ecken des Fahrzeugs entlang derjeweiligen Fahrtrichtung der Fahrzeugräder und können gemäß der folgenden Vorschriftberechnet werden: Vlf = Vlfxcos(δ) + Vlfysin(δ)Vrf = Vrfxcos(δ) + Vrfysin(δ)Vlr = Vlrx Vrr = Vrrx (2)
    [0011] Die Fahrzeugrad-Drehzahlsensor-Ausgabensind gewöhnlichkalibriert zum Bereitstellen der Linearrichtungs-Geschwindigkeiten νlf, νrf, νlr,und νrr durch Multiplizieren der jeweiligen Rotations-Winkelgeschwindigkeitdes Fahrzeugrades mit einem Fahrzeugrad-Nennrollradius, wobei ωlf-sensor, ωrf-sensor, ωlr-sensor und ωrr-sensor die jeweiligen Fahrzeugrad-Winkelgeschwindigkeitenan der linken vorderen Fahrzeugecke, an der rechten vorderen Fahrzeugecke,an der linken hinteren Fahrzeugecke bzw. an der hinteren rechtenFahrzeugecke sind. Fürdas Folgende wird der Fahrzeugrad-Nennrollradius, der in einem ABS-Systemzum Berechnen der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenaus den Fahrzeugrad-Drehzahlen bzw. den Fahrzeugrad-Winkelgeschwindigkeitenverwendet wird, mit r0 bezeichnet, wobeidie folgende Vorschrift gilt: νlf = ωlf-sensorr0 νrf = ωrf-sensorr0 νlr = ωlr-sensorr0 νrr = ωrr-sensorr0 (4)
    [0012] Es ist zu bemerken, dass die Fahrzeugräder einenanderen Rollradius als den Nennrollradius r0 haben. Folglichmüssen,um die tatsächlichenLinear-Geschwindigkeiten an den vier Fahrzeugecken genau zu berechnen,bestimmte Korrekturfaktoren eingerechnet werden. Für das Folgendewerden jene Korrekturfaktoren fürdie linke vordere Fahrzeugecke, die rechte vordere Fahrzeugecke,die linke hintere Fahrzeugecke und die rechte hintere Fahrzeugeckeals κlf, κrf, κlr bzw. κrr bezeichnet, wobei die folgende Vorschriftgilt: νlf = κlfωlf-sensorr0 νrf = κrfωrf-sensorr0 νlr = κlrωlr-sensorr0 νrr = κrrωrr-sensorr0 (4)
    [0013] Ferner ist zu bemerken, dass dieFahrzeugrädernicht nur die Drehbewegung ausführen,sondern ferner eine lineare Gleitbewegung, d.h., dass die Fahrzeugräder fernereinen Längsschlupfaufweisen. Der Längsschlupfwird verursacht durch die Relativbewegung zwischen dem jeweiligenFahrzeugrad und der Straßean deren Kontaktstelle. Fürdas Folgende werden die Längsgeschwindigkeitensolcher Relativbewegungen an den Kontaktstellen zwischen jeweiligemFahrzeugrad und Straßeals νcp-lf, νcp-rf, νcp-lr und νcp-rr bezeichnet, so dass die Fahrzeugeckengeschwindigkeitenwie in folgender Vorschrift als die Summen von zwei Geschwindigkeitenausgedrücktwerden können: Vlf = νcp-lf + νlf Vrf = νcp-rf + νrf Vlr = νcp-lr + νlr Vrr = νcp-rr + νrr (5)
    [0014] Unter Berücksichtigung der folgendenVorschrift: Vy = Vxtan(β) (6),wobei β der Fahrzeug-Driftwinkelist, könnendie Korrekturfaktoren κlf, κrf, κlr und κrr gemäß folgenderVorschrift berechnet werden:
    [0015] Betrachtet man den Produktterm tan(β)sin(δ) als vernachlässigbarim Vergleich mit dem Term cos(δ), dannkann die Vorschrift (7) weiter zu folgender Vorschrift vereinfachtwerden, wobei die Korrekturfaktoren unabhängig vom Fahrzeug-Driftwinkel β sind:
    [0016] Im Fall geringer Fahrzeugrad-Längsschlupf-Verhältnissesind die Längsgeschwindigkeiten νcp-lf, νcp-rf, νcp-lr und νcp-rr derRelativbewegungen an den Kontaktstellen nahezu Null und die Vorschrift(8) kann wie zu folgender Vorschrift weiter vereinfacht werden:
    [0017] Fürdas Folgende wird der jeweilige, digitale Wert der oben genanntenFahrzeugrad-Geschwindigkeits-Korrekturfaktoren κlf, κrf, κlr und κrr zueinem bestimmten Zeitpunkt t = kΔTmit
    [0018] Unter Verwendung des obigen Lernalgorithmus(Vorschrift 10) könnendie Fahrzeugrad-Geschwindigkeiten gemäß folgender Vorschrift korrigiertwerden:
    [0019] Es ist zu bemerken, dass der obigeLernalgorithmus nur die Geschwindigkeitskorrektur für die einzelnenFahrzeugräderrealisiert. Es gibt auch Fällefür dieFahrzeugräder,in denen die durchschnittlichen Rollradien der vier Fahrzeugräder infolgeeiner Veränderungdes Fahrzeuggewichts oder der Fahrzeugbelastung gemeinsam reduziertwerden. Wenn die oben korrigierten Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenin den bei der Fahrzeugdynamik-Steuerung verwendeten Algorithmusrückgeführt werden,wird eine Fahrzeug-ReferenzgeschwindigkeitVref bereitgestellt, welche in Abhängigkeitvom verfügbarenLängsbeschleunigungssensor-Signal des Fahrzeugsnochmals kalibriert werden muss.
    [0020] Es ist zu beachten, dass für die tatsächlicheFahrzeug-Referenzgeschwindigkeitdie folgende Vorschrift gilt: Vref = κVref (12),wobei κ der Korrekturfaktorauf Basis der Gesamtfahrzeugbelastung ist und gewöhnlich einsich zeitlich langsam verändernderParameter ist. κVref = αx – gθy (13)
    [0021] Werden die folgenden Variablen gemäß folgenderVorschrift definiert:
    [0022] Es ist zu bemerken das ^ alle N Berechnungsabfragenaktualisiert wird. Die digitale Implementierung von Vorschrift (16)kann wie in folgender Vorschrift dargestellt erreicht werden:
    [0023] Die mittels der zuvor genannten Faktorenkorrigierten Endsignale der Fahrzeugrad-Drehzahlsensoren können gemäß folgenderVorschrift erhalten werden:

    Literaturverzeichnis:
    [1] US 6055488 , "Device for calculatinginitial correction factor for correcting rotational velocity oftire," (Sumitomo,2000).[2] US 5959202 , "Device for detectinginitial correction factor for correcting rotational velocity oftire," (Sumitomo,1999).[3] US 5852788 , "Wheel speed correctionmethod that accounts for use of a mini tire," (Nisshinbo, 1998).[4] US 5699251 , "Correcting the wheelspeed of a wheel having a different diameter than other wheels," (HONDA, 1997).
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Mittel zur Korrektur der Fahrzeugrad-Geschwindigkeit,aufweisend, insbesondere bestehend aus: – Einzelmitteln zum Lerneneines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktors,und – gemeinsamenMitteln zum Lernen eines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktors.
    [2] Mittel zur Korrektur der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitgemäß Anspruch1, wobei das Einzelmittel zum Lernen eines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktorsdie folgenden gemessenen und berechneten Signale verwendet: – Fahrzeugrad-Drehzahlsensor-Signale, – ein Lenkradwinkelsensor-Signal, -ein Gierratensensor-Signal, und - eine berechnete Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit.
    [3] Mittel zur Korrektur der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitgemäß Anspruch1, wobei das Einzelmittel zum Lernen eines Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktorsgeschlossene Formeln verwendet, um den jeweiligen Abgleichfaktorfür jedesder vier Fahrzeugräderzu berechnen, welcher dazu dient, die Differenz zwischen den einzelnenFahrzeugrad-Rollradien auszugleichen, so dass alle vier Fahrzeugrad-Geschwindigkeitenmittels eines gemeinsamen Abgleichfaktors nach der Korrektur gleichmit den vier wahren Werten sind.
    [4] Mittel zur Korrektur der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitgemäß den Ansprüchen 1 und3, wobei der gemeinsame Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktorerhalten wird unter Verwendung der folgenden gemessenen Sensorsignaleund der berechneten Signale: – Fahrzeuglängsbeschleunigungssensor-Signal, – Fahrzeugnicklagenwinkel,der aus einem Nickratensensor-Signal berechnet wird, und – Fahrzeug-Referenzgeschwindigkeit,die unter Verwendung der einzelnen Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktorenaus den einzelnen, abgeglichenen Fahrzeugrad-Geschwindigkeiten berechnet wird.
    [5] Mittel zur Korrektur der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitgemäß den Ansprüchen 1 und3, wobei der gemeinsame Fahrzeugrad-Geschwindigkeits-Abgleichfaktoreinen Online-Fehlerquadrat-Algorithmusverwendet.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2005-11-10| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2005-11-10| 8197| Reprint of an erroneous patent document|
    2010-10-28| 8120| Willingness to grant licenses paragraph 23|
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    优先权:
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