[发明专利]用于路面摩擦系数的实时估计的方法和装置

说明书

本申请要求于2012年5月21日提交的美国临时申请61/649,434以及于2012年4月18日提交的美国临时申请61/635,122的优先权的权益，两者通过引用将其全部内容并入于此。

技术领域

本公开涉及用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的实时估计的方法和装置。

背景技术

尤其对于以高速行进的车辆而言，路面摩擦系数μ是在短时间内可以广泛偏离的时间变化特征。为了优化车辆稳定控制系统，希望知道在车辆操作期间的路面摩擦系数μ。使用该信息，控制系统可以针对不同类型的路面(柏油、沙砾、雪、冰等)改变偏航控制参数，以帮助优化稳定控制系统响应。当前，没有直接测量系数μ的方法；因此其必须使用车辆上可用的传感器信息通过控制系统来估计。

发明内容

本公开提供用于针对车辆稳定控制实时地精确估计路面摩擦系数的计算机程序产品、方法和装置。计算机程序产品包含存储在存储器设备中的程序。程序配置成由处理器处理。程序包含指令以：从车辆接收检测的车辆参数；基于检测的车辆参数计算查找值，所述计算包含递归最小二乘估计；通过将计算出的查找值与存储在查找表中的路面摩擦系数进行匹配从查找表检索路面摩擦系数；使用路面摩擦系数计算对车辆的调节；以及向车辆控制系统输出调节以便执行。

查找值可以是测量偏航率对估计偏航率的偏导数或者前和后轮胎上的归一化横向力对车辆转向角的偏导数。

用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的估计的装置包括：包含致动器的车辆稳定控制系统、用于检测车辆参数的传感器、存储用于估计路面摩擦系数的程序的至少一个存储器设备。该程序包括处理器可执行指令以基于车辆参数和递归最小二乘估计来计算查找值、通过将计算出的查找值与路面摩擦系数进行匹配从所存储的查找表检索路面摩擦系数、使用路面摩擦系数计算对车辆的调节以及向车辆控制系统输出调节以便实施。至少一个处理器与传感器和至少一个存储器设备通信。该至少一个处理器配置成接收并执行指令，并接收检测到的车辆参数。

通过上述装置计算的查找值可以是测量偏航率对估计偏航率的偏导数或者是前和后轮胎上的归一化横向力对车辆转向角的偏导数。

使用上述方法和装置，可以实时地精确估计路面摩擦系数。

应当理解，上面的一般描述和下面的详细描述均仅是示例性和解释性的，并且不作为权利要求的限制。

附图说明

结合在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明若干实施例，且与说明书共同用于解释所公开算法的原理。

图1说明用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的实时估计的方法；

图2示出用于在高μ(柏油)上操作的车辆的μ和α的估计值；

图3示出用于与图2相同的车辆的μ和α的估计值，但是该车辆在低μ(雪)表面上而非高μ表面上操作；

图4说明用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的实时估计的另一方法；

图5示出用于在高μ(柏油)上操作的车辆的μ和β的估计值；

图6示出用于与图5相同的车辆的μ和β的估计值，然而该车辆在低μ(雪)表面上而非高μ表面上操作。

图7说明用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的实时估计的装置；

图8说明用于车辆稳定控制的路面摩擦系数的实时估计的另一装置。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，在附图中示出其示例。

由于很多原因，诸如小型货车、SUV、轿车、皮卡等车辆对于诸如防抱死制动、防侧翻、抗滑控制、燃油经济性等事件被电子监控和控制。全轮驱动(AWD)、后轮驱动(RWD)和前轮驱动(FWD)可以具有可以通过控制基于制动的系统或主动传动系统的转矩分配中的一个或二者动态变化的牵引力和/或稳定控制系统。存在用于传感器和控制的很多硬件装置。

用于监控和控制的数据可以被收集且用于计算其他数据，该其他数据可以包括难以测量数据的现场恢复。难以实时维持路面摩擦系数(μ)的绝对精确检测。我们建议代替μ的直接测量的增益调度。有序算法在收集的数据上进行查看以实时地估计μ。提议的技术可以避免对于预先编程的数据和/或由于路面变化的不再相关的数据的过度依赖。

例如，实时μ估计可以用于当车辆经历滑动或分离μ条件时的牵引力控制。估计可以用于制动压力的ABS(防抱死致动系统)控制或车轮速度的扭矩控制。作为另一示例，估计可以用于经由制动力或扭矩控制的偏航稳定控制，诸如转向过度或转向不足校正。