在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法和摩擦系數(shù)測定裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法，在第一步驟中，從激發(fā)振幅的使彈性連接件仍處于靜摩擦狀態(tài)的值開始將該激發(fā)振幅提高，直到通過相位差從0°過渡到180°顯示出從靜摩擦狀態(tài)過渡到滑動摩擦狀態(tài)，通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅來確定靜摩擦系數(shù)，其中在第二步驟中，再次降低該激發(fā)振幅，直到通過該相位差從180°過渡到0°顯示出從該滑動摩擦狀態(tài)過渡到該靜摩擦狀態(tài)，通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅來確定滑動摩擦系數(shù)。另外要求保護一種摩擦系數(shù)測定裝置。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法和摩擦系數(shù)測定裝置
本專利技術(shù)涉及一種用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法。另外要求保護一種在此類彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中的摩擦系數(shù)測定裝置。
技術(shù)介紹
彼此彈性聯(lián)接的子系統(tǒng)(例如鉸接系統(tǒng))構(gòu)成了其特征值依據(jù)外部影響而經(jīng)歷變化的總系統(tǒng)。這樣的變化在現(xiàn)有技術(shù)中用于如監(jiān)測汽車的駕駛行為。因此，在文獻DE102004016288B3中公開了一種用于確定摩擦系數(shù)的方法，其中分析了輪胎振動的振幅。由此推導出輪胎與街道之間的摩擦系數(shù)。文獻DE102013008943A1通過監(jiān)測鉸接系統(tǒng)的運行參數(shù)來確定車輛是否位于光滑的車道地面上。作為運行參數(shù)尤其提及發(fā)動機角度或傳遞到鉸接系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)桿上的轉(zhuǎn)矩。在一些涉及車輛轉(zhuǎn)向的駕駛輔助功能中，立法者要求對方向盤的觸碰受到駕駛員監(jiān)控。觸碰方向盤或其中斷(也稱為“動手”或“放手”)例如可以在方向盤或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)處藉由直接的傳感裝置確定，然而其中該傳感裝置造成了額外的成本。因此，間接的測量(例如藉由先前提及的特征值，在此為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特征值)表現(xiàn)為有利的。在此有問題的是，“動手”和“放手”這兩種狀態(tài)之一的檢測一般很大程度上與系統(tǒng)摩擦疊加。對此已知的方法觀察子系統(tǒng)的運動行為并且在適當時通過使用對應的過濾器來檢測相應的摩擦狀態(tài)。基本上使用關于運動行為所選擇的特征值的幅值作為定量參數(shù)進行觀察。在文獻DE102011102453B4中，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中在車輪轉(zhuǎn)向速度轉(zhuǎn)變(Umklappen)之前和之后在時間上分開地確定相應的車輪轉(zhuǎn)向力，以便從這兩個車輪轉(zhuǎn)向力的差來確定摩擦力幅度。如果摩擦力幅度是已知的，則從中可以適當?shù)乜刂扑欧鬓D(zhuǎn)向，從而更好地抑制對摩擦力的感知。因此對相應摩擦狀態(tài)(例如取決于老化和/或溫度)的準確識別是必需的，以便能夠可靠地區(qū)分這些摩擦狀態(tài)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在此背景下，本專利技術(shù)的目的是提供一種方法，該方法能夠測定用于表征彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中的摩擦狀態(tài)的摩擦值。另外，應提出一種用于在此類彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的裝置。為了實現(xiàn)上述目的，建議了一種用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法，其中總系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)并且至少兩個子系統(tǒng)通過彈性連接件彼此相連。彈性連接件在預定的外部狀態(tài)參數(shù)下具有至少一種靜摩擦狀態(tài)和一種滑動摩擦狀態(tài)。通過在限定的激發(fā)頻率處具有可變的激發(fā)振幅的振動來激發(fā)總系統(tǒng)，其中該激發(fā)振幅緩慢地變化、即在系統(tǒng)響應中沒有產(chǎn)生非線性的情況下變化。將在振動與所測量的反作用力矩之間的相位差與激發(fā)振幅一起作為時間的函數(shù)進行記錄，其中在靜摩擦狀態(tài)中不出現(xiàn)相位差，并且在滑動摩擦狀態(tài)中出現(xiàn)180°的相位差。在第一步驟中，從該激發(fā)振幅的使該彈性連接件仍處于靜摩擦狀態(tài)的值開始，將該激發(fā)振幅提高，直到通過該相位差從0°過渡到180°顯示出從該靜摩擦狀態(tài)過渡到該滑動摩擦狀態(tài)。通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅來確定靜摩擦系數(shù)或靜摩擦水平。在第二步驟中，再次降低該激發(fā)振幅，直到通過該相位差從180°過渡到0°顯示出從該滑動摩擦狀態(tài)過渡到該靜摩擦狀態(tài)。通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅來確定滑動摩擦系數(shù)或滑動摩擦水平。本專利技術(shù)的方法在此有利地利用以下內(nèi)容：在應進行摩擦系數(shù)測定的待觀察的總系統(tǒng)中，在激發(fā)用的振動之后還只能使用相位、振幅和反作用力矩作為在沒有顯著延遲的情況下可觀察的測量參數(shù)。在本專利技術(shù)方法的實施方式中，以如下方式確定了所限定的激發(fā)頻率：以具有較小的第一測試振幅和較大的第二測試振幅的振動(測試振動)激發(fā)該總系統(tǒng)。該振動的測試頻率從頻率下限變化直到頻率上限，其中該彈性連接件在該頻率下限處的振動下對于所有預定的外部狀態(tài)值而言仍處于靜摩擦狀態(tài)中，并且該彈性連接件在該頻率上限處的振動下對于所有預定的外部狀態(tài)值而言處于滑動摩擦狀態(tài)中。在第一測試步驟中，該振動具有該較小的第一測試振幅，但是該第一測試振幅選擇為足夠大到在該頻率下限與該頻率上限之間將該彈性連接件轉(zhuǎn)變到該滑動摩擦狀態(tài)。在該靜摩擦狀態(tài)與該滑動摩擦狀態(tài)之間的過渡在圍繞第一系統(tǒng)固有頻率的第一過渡區(qū)域中進行。在第二測試步驟中，該振動具有該較大的第二測試振幅。在該靜摩擦狀態(tài)與該滑動摩擦狀態(tài)之間的過渡在圍繞第二系統(tǒng)固有頻率的第二過渡區(qū)域中進行。如此選擇該第一測試振幅和該第二測試振幅，使得這兩個過渡區(qū)域彼此不重合。最后該限定的激發(fā)頻率選自這兩個過渡區(qū)域之間的頻率范圍中。在本專利技術(shù)方法的另一個實施方式中，外部的狀態(tài)參數(shù)選自以下清單：溫度，老化，磨損，維修間隔。外部的狀態(tài)參數(shù)例如硬性彈性連接件的剛度并且因此改變系統(tǒng)固有頻率。本專利技術(shù)的方法因此應在恒定的外部狀態(tài)參數(shù)下實施。可設想的是，改變外部狀態(tài)參數(shù)的設定并且在相應的設定下測定摩擦系數(shù)。例如外部狀態(tài)參數(shù)溫度的變化例如可以在對于總系統(tǒng)的運行而言典型的溫度范圍內(nèi)進行。相應測定的摩擦系數(shù)然后與外部狀態(tài)參數(shù)的相應設定一起可調(diào)用地保存在表格中。在本專利技術(shù)方法的再另一個實施方式中，總系統(tǒng)由方向盤、轉(zhuǎn)向柱和扭轉(zhuǎn)桿子系統(tǒng)構(gòu)成。本專利技術(shù)的方法通常能夠在可振動的系統(tǒng)中用于測定摩擦系數(shù)。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，根據(jù)本專利技術(shù)的對靜摩擦吸收和滑動摩擦系數(shù)的測定對于進一步表征轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相對于子系統(tǒng)中變化(例如通過由汽車或車輛的駕駛員觸碰方向盤)的行為是有利的。與之相連的質(zhì)量變化改變系統(tǒng)固有頻率，該系統(tǒng)固有頻率在恒定的外部狀態(tài)參數(shù)下單獨地通過子系統(tǒng)的質(zhì)量和彈性結(jié)合的剛度來確定。得知靜摩擦系數(shù)(在適當時由訪問上述用于變化的外部狀態(tài)參數(shù)的表格得到)有利地能夠?qū)崿F(xiàn)在摩擦行為方面的檢測，該摩擦行為可以依據(jù)靜摩擦與滑動摩擦之間系統(tǒng)固有頻率的位置而改變并且然后該檢測可以確定靜摩擦狀態(tài)與滑動摩擦狀態(tài)之間的過渡。進一步有利地，由于通過在足夠小的振幅下在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的振動造成的激發(fā)而發(fā)生靜摩擦與滑動摩擦之間的此類過渡，使得針對于此的檢測可以保持在駕駛員的可感知閾值之下。在本專利技術(shù)方法的再另外的實施方式中，通過振動，緊鄰方向盤和轉(zhuǎn)向柱來激發(fā)該總系統(tǒng)。在本專利技術(shù)方法的再仍另外的實施方式中，通過傳感器在扭轉(zhuǎn)桿處測量反作用力矩。另外，要求保護一種用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的摩擦系數(shù)測定裝置，該摩擦系數(shù)測定裝置具有帶有多個子系統(tǒng)的總系統(tǒng)，其中至少兩個子系統(tǒng)通過彈性連接件彼此相連。摩擦系數(shù)測定裝置另外具有振動發(fā)生器，該振動發(fā)生器被配置為用于以振動激發(fā)這些子系統(tǒng)。仍另外，該摩擦系數(shù)測定裝置在該總系統(tǒng)處具有傳感器，該傳感器被配置為用于檢測總系統(tǒng)的反作用力矩。最后，該摩擦系數(shù)測定裝置還包括以下器件，這些器件被設計為用于將在振動與所測量的反作用力矩之間的相位差和該激發(fā)振幅一起作為時間的函數(shù)進行記錄。該摩擦系數(shù)測定裝置被配置為用于：在第一步驟中，從該激發(fā)振幅的使該彈性連接件仍處于靜摩擦狀態(tài)的值開始將該激發(fā)振幅提高，直到該相位差從0°過渡到180°顯示出從該靜摩擦狀態(tài)過渡到該滑動摩擦狀態(tài)。在這個過渡時存在的激發(fā)振幅確定靜摩擦系數(shù)。最后，該摩擦系數(shù)測定裝置被配置為用于：在第二步驟中，再次降低該激發(fā)振幅，直到該相位差從180°過渡到0°顯示出從該滑動摩擦狀態(tài)過渡到該靜摩擦狀態(tài)。在這個過渡時存在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法，其中總系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)并且至少兩個子系統(tǒng)通過彈性連接件彼此相連，其中該彈性連接件在預定的外部狀態(tài)參數(shù)下具有至少一種靜摩擦狀態(tài)(301，303)和一種滑動摩擦狀態(tài)(302)，其中通過在限定的激發(fā)頻率(104)處具有可變的激發(fā)振幅(313)的振動來激發(fā)該總系統(tǒng)，其中該激發(fā)振幅(313)緩慢地變化、即在系統(tǒng)響應中沒有產(chǎn)生非線性的情況下變化，其中將在該振動與所測量的反作用力矩之間的相位差(103，203，323)和該激發(fā)振幅(313)一起作為時間(311)的函數(shù)進行記錄，其中在該靜摩擦狀態(tài)(301，303)中不出現(xiàn)相位差(103，203，323)并且在該滑動摩擦狀態(tài)(303)中出現(xiàn)180°的相位差(103，203，323)，其中在第一步驟中，從該激發(fā)振幅(313)的使該彈性連接件仍處于靜摩擦狀態(tài)(301)的值開始將該激發(fā)振幅(313)提高，直到通過該相位差(323)從0°過渡到180°顯示出從該靜摩擦狀態(tài)(301)過渡到該滑動摩擦狀態(tài)(302)，其中通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅(314)來確定靜摩擦系數(shù)(314)，其中在第二步驟中，再次降低該激發(fā)振幅(313)，直到通過該相位差(323)從180°過渡到0°顯示出從該滑動摩擦狀態(tài)(302)過渡到該靜摩擦狀態(tài)(303)，其中通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅(315)來確定滑動摩擦系數(shù)(315)。/n...

【技術(shù)特征摘要】
20190405 DE 102019108970.01.一種用于在彈性結(jié)合的子系統(tǒng)中測定摩擦系數(shù)的方法，其中總系統(tǒng)包括多個子系統(tǒng)并且至少兩個子系統(tǒng)通過彈性連接件彼此相連，其中該彈性連接件在預定的外部狀態(tài)參數(shù)下具有至少一種靜摩擦狀態(tài)(301，303)和一種滑動摩擦狀態(tài)(302)，其中通過在限定的激發(fā)頻率(104)處具有可變的激發(fā)振幅(313)的振動來激發(fā)該總系統(tǒng)，其中該激發(fā)振幅(313)緩慢地變化、即在系統(tǒng)響應中沒有產(chǎn)生非線性的情況下變化，其中將在該振動與所測量的反作用力矩之間的相位差(103，203，323)和該激發(fā)振幅(313)一起作為時間(311)的函數(shù)進行記錄，其中在該靜摩擦狀態(tài)(301，303)中不出現(xiàn)相位差(103，203，323)并且在該滑動摩擦狀態(tài)(303)中出現(xiàn)180°的相位差(103，203，323)，其中在第一步驟中，從該激發(fā)振幅(313)的使該彈性連接件仍處于靜摩擦狀態(tài)(301)的值開始將該激發(fā)振幅(313)提高，直到通過該相位差(323)從0°過渡到180°顯示出從該靜摩擦狀態(tài)(301)過渡到該滑動摩擦狀態(tài)(302)，其中通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅(314)來確定靜摩擦系數(shù)(314)，其中在第二步驟中，再次降低該激發(fā)振幅(313)，直到通過該相位差(323)從180°過渡到0°顯示出從該滑動摩擦狀態(tài)(302)過渡到該靜摩擦狀態(tài)(303)，其中通過在這個過渡時存在的激發(fā)振幅(315)來確定滑動摩擦系數(shù)(315)。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過用具有較小的第一測試振幅和較大的第二測試振幅的振動激發(fā)該總系統(tǒng)來確定該限定的激發(fā)頻率(104)，其中該振動的測試頻率(101)從頻率下限變化直到頻率上限，其中該彈性連接件在該頻率下限處的振動下對于所有預定的外部狀態(tài)值而言仍處于靜摩擦狀態(tài)(301)中，其中該彈性連接件在該頻率上限處的振動下對于所有預定的外部狀態(tài)值而言處于滑動摩擦狀態(tài)(302)中，其中在第一測試步驟(100)中，該振動具有該較小的第一測試振幅，該第一測試振幅足夠大到在該頻率下限與該頻率上限之間將該彈性連接件轉(zhuǎn)變到該滑動摩擦狀態(tài)(302)，其中在該靜摩擦狀態(tài)(301)與該滑動摩擦狀態(tài)(302)之間的過渡在圍繞第一系統(tǒng)固有頻率的第一過渡區(qū)域中進行，其中在第二測試步驟(200)中，該振動具有該較大的第二測試振幅，其中在該靜摩擦狀態(tài)(301)與該滑動摩擦狀態(tài)(302)之間的過渡在圍繞第二系統(tǒng)固有頻率的第二過渡區(qū)域中進行，其中如此選擇該第一測試振幅和該第二測試振幅，使得這兩個過渡區(qū)域不重合，并且其中該限定的激發(fā)頻率(104)選自這兩個過渡區(qū)域之間的頻率范圍中。


3.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的方法，其中該外部的狀態(tài)參數(shù)選自以下清單：溫度，老化，磨損，維修間隔。


4.根據(jù)以上權(quán)利要求之一所述的方法，其中該總系統(tǒng)由方向盤、轉(zhuǎn)向柱和扭轉(zhuǎn)桿子系統(tǒng)構(gòu)成。


5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：G·塔迪圖赫，
申請(專利權(quán))人：保時捷股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE