[发明专利]用于计算作用在轮胎的接地区域上的力的方法及用于计算所述力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于计算作用在轮胎的接地区域上的力的方法。

本发明尤其涉及沿纵向方向(即，沿基本上与地面平行的方向，轮胎和车轮沿所述地面运动，所述轮胎安装在所述车轮上)和竖直方向(即，沿与地面基本垂直的方向)定向的力的计算。

本发明还涉及用于计算所述力的装置。

背景技术

在本文中，轮胎和地面之间的接触区域将被称为“接地区域”。

现在感觉需要计算在轮胎的运行中作用在轮胎上的力，尤其在接地区域处。

实际上由于非理想的地面状况或与车辆的行驶状况相比太高的速度，所述力的估计对于可能的危险状况的可靠判定是关键的。

如上所述，此处考虑的力是沿竖直或纵向方向延伸的力。

所述力的计算允许估计在轮胎和地面之间产生的摩擦力，从而使安装在轮胎上的电子系统自动地对车辆自身的运动起作用，最重要的是出现突然加速或制动，该状况对于将放松车辆控制的驾驶员通常地是较危险的。

美国专利NO.5913240公布了用于确定产生在轮胎和地面之间的纵向力的系统，该系统包括至少一对离轮毂不同的径向距离处安装在轮胎上的标记以及至少一对与车辆底盘集成安装以在车轮的每次转动中检测标记的通过的检测器。

根据两次检测之间代表轮胎例如跟随制动或加速而经受的变形的相移计算在接地区域中产生的纵向力。

美国专利NO.6904351公布了用于车辆的控制系统，在所述控制系统中作用在轮胎上的纵向力的计算依靠：施加到车轮上的扭矩、施加到车轮上的制动力偶、竖直力、车轮的转动惯量、车轮的转动速度和车轮自身的半径。

申请人已经发现诸如上面简要地描述的已知类型的系统具有高度复杂性并因此需要高质量的硬件软件资源以获得可靠的测量。

尤其地，申请人已经注意到在US5913240中描述的类型的系统从彼此径向非常接近的两个点的位置，即定位在轮胎侧壁上的两个标记的位置，的检测中推出纵向力的估计；因此需要非常精确的检测以保证后续的力的计算的可靠性。

申请人也已经注意到对于在US6904351中描述的类型的系统由于力的强度依赖于高数目的变量，所以需要高计算能力，通过所述计算确定纵向力。

发明内容

如上面所提到的，在本文中“接地区域”意指与地面接触的轮胎外表面。较详细地，接地区域此处限定在与轮胎开始与地面接触的点相对应的第一纵向端部和与轮胎与地面分离的点相对应的第二纵向端部之间。

在本说明和后面的权利要求中，“圆心角”意指在所述轮胎属于的车轮的轮毂中心处具有其顶点并在与轮毂自身轴线垂直的横截面内测量的角。

在本说明和后面的权利要求的范围内，接地区域的“中间点”意指接地区域自身在纵向尺度上的中间点。

在本说明和后面的权利要求的范围内，“定点”意指经由轮毂中心垂直于地面的底部。

参考图2a到2f，车轮应沿逆时针方向转动。

在本说明和后面的权利要求的范围内，“接地区域的角位置(为了清楚，称之为“第一角位置”)”意指限定在经由接地区域的中间点的半径和经由所述固定点的半径之间的圆心角。当通过沿逆时针方向运动行进完起始于经由固定点的半径到达经由中间点的半径的最短的弧时，该角的宽度被认为是正的。

在本说明和后面的权利要求的范围内，“基准点的角位置(为了清楚，称之为“第二角位置”)”意指限定在经由与车轮轮毂为一体的基准点的半径和经由所述固定点的半径之间的圆心角。

当通过沿逆时针方向运动行进完起始于经由固定点的半径到达经由基准点的半径的最短的弧时，该角的宽度被认为是正的。

在本说明和后面的权利要求的范围内，“相移”意指第二和第一角位置之间的差别。也就是说，它表示限定在经由接地区域的基准点的半径和经由接地区域的中间点的半径之间的圆心角。

通过相应的角位置(为了清楚，称之为“第三角位置”)识别接地区域的第一纵向端部，所述角位置定义为包括在经由第一纵向端部的半径和经由所述固定点的半径之间的圆心角。

当通过沿顺时针方向运动行进完起始于经由固定点的半径到达经由第一纵向端部的半径的最短的弧时，该角的宽度被认为是正的。

通过相应的角位置(为了清楚，称之为“第四角位置”)识别接地区域的第二纵向端部，所述角位置定义为包括在经由第二纵向端部的半径和经由所述固定点的半径之间的圆心角。

当通过沿逆时针方向运动行进完起始于经由固定点的半径到达经由第二纵向端部的半径的最短的弧时，该角的宽度被认为是正的。