[发明专利]用于计算道路摩擦估计值的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于计算路面与车辆的轮胎(101a‑d)之间的摩擦估计值(μ)的方法。该方法包括将可控扭矩施加到车辆的至少一个车轮并且当施加可控扭矩时确定车辆速度。当施加扭矩时估计作用在所述第一轮胎上的当前轮胎力。基于车辆速度，估计所述轮胎的当前滑移。基于当前轮胎力和表示当前滑移的所述值来确定所述轮胎力相对于所述滑移的当前梯度。当当前梯度超过预定的第一梯度阈值并且低于预定的第二梯度阈值时，计算摩擦估计值。

技术领域

本发明涉及一种用于计算路面和车辆的轮胎之间的摩擦估计值的方法。本发明还涉及相应的系统和包括这种系统的车辆。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，主动安全在当今的汽车中越来越先进。例如，大多数新车辆以公知的ABS制动系统的形式配备有主动安全，其允许车辆驾驶员进行更加可控的制动动作。

在车辆行驶的情况下，道路与轮胎之间的摩擦是重要的，因为它规定了可以从车辆传递到地面的力。因此，当决定必须涉及例如与车辆的制动和转向时，摩擦是用于主动安全系统的重要参数。这与手动驾驶车辆和自动驾驶车辆都有关。

一般可以通过分析轮胎力相对于所谓的滑移(例如以滑移角(α_slip)的形式，参见图1a-c)来做摩擦估计。滑移角是轮胎接触面的行驶方向V与车轮轮毂方向W_d(即车轮的指向)之间的角。转向图1b，其示出了车轮轮毂方向(W_dh)、行驶方向(V)、轮胎与路面之间沿x在横向方向(y)上的接触区域上的假定可能的抛物线力分布(μ_highf(x))、实际横向力分布F_yh(x)、合成横向力F_yh和高摩擦情况下的相应滑移角(μ_high)，并且图1c示出车轮轮毂方向(W_dl)、行驶方向(V)、轮胎与路面之间沿x的横向方向(y)上的接触区域上的假定可能的抛物线力分布(μ_lowf(x)，实际横向力分布F_yl(x)和合成横向力F_yl以及低摩擦情况下的相应滑移角(μ_low)。图1b-c之间的比较示出为了保持相同的合成横向轮胎力F_y量值(由作用在轮胎上的实际横向力分布F_y(x)得到)，与高摩擦情况下的滑移角相比(图1b)，对于低摩擦情况需要较大的滑移角(图1c)。换句话说，与高摩擦的情况相比，在低摩擦的情况下一般难以达到相同的横向力。轮胎力(即轮胎上的合力)可以例如从车辆的惯性测量单元或车轮扭矩而获得。此外，气动轨迹(Δx_h和Δx_l)被定义为轮胎和道路之间的接触面的中央与合成力向量F_y之间的正交距离。本领域已知的进一步细节可以在Hans Pacejka的“Tire and vehicledynamics”(Butterworth-Heinemann，Oxford，2002)中找到。

EP3106360描述了一种有前途的方式，通过在车轮上施加相反的扭矩来确定轮胎和道路之间的路面摩擦。相反的扭矩引起滑移，使得可以在不干扰驾驶员的情况下获得摩擦估计值，因为相反的扭矩有效地相互抵消。

但是，确定道路摩擦力估计的方法还有待改进。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于计算路面和车辆的轮胎之间的摩擦估计值的改进方法。