[发明专利]集成式车辆运动控制的自适应轮胎力预测的构架和方法

权利要求书

1.一种用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，所述系统包括：

置于所述机动车辆上的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器测量有关所述机动车辆的实时静态和动态数据；

置于所述机动车辆上的一个或多个致动器，所述一个或多个致动器改变所述机动车辆的静态和动态行为；

具有处理器、存储器和输入/输出I/O端口的控制模块，所述控制模块执行存储在存储器中的程序代码部分，所述程序代码部分包括：

第一程序代码部分，其经由所述I/O端口接收来自于所述一个或多个传感器的实时静态和动态数据；

第二程序代码部分，其在一个或多个增量时间步长下对所述机动车辆的每个轮胎处的力进行建模；

第三程序代码部分，其在所述一个或多个增量时间步长中的每个步长下估计所述机动车辆的每个轮胎处的实际力；

第四程序代码部分，其在所述一个或多个增量时间步长中的每个步长下自适应预测所述机动车辆的每个轮胎处的轮胎力；

第五程序代码部分，其为所述机动车辆的一个或多个致动器生成一个或多个控制命令；以及

第六程序代码部分，其采集所述机动车辆的每个轮胎处的实时力估计和标称力计算之间的差异，并应用补偿参数来减少对所述机动车辆的一个或多个致动器的一个或多个控制命令中的跟踪误差。

2.根据权利要求1所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述第一程序代码部分进一步包括：

从以下一个或多个接收实时静态和动态数据：

能够在至少三个维度上测量位置、方向、加速度和速度的惯性测量单元IMU；

能够测量所述机动车辆的车轮角速度的车轮速度传感器；

能够测量所述机动车辆的油门位置的油门位置传感器；

能够测量所述机动车辆的加速踏板位置的加速位置传感器；以及

能够测量所述机动车辆的轮胎压力的轮胎压力监测传感器。

3.根据权利要求2所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述实时静态和动态数据进一步包括：

横向速度；

纵向速度；

偏航率；

车轮角速度；以及

所述机动车辆的每个轮胎的纵向力、横向力和法向力。

4.根据权利要求1所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述第二程序代码部分进一步包括：

分段仿射模型，其对所述机动车辆的每个轮胎上的纵向力和横向力产生预测。

5.根据权利要求4所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述分段仿射模型进一步包括：

程序代码部分，其计算纵向力、横向力、自位扭矩和所述轮胎与表面之间的接触面处的摩擦系数的线性近似，使得所述线性近似在一个或多个增量时间步长下对线性区域和非线性区域中的轮胎力行为进行建模。

6.根据权利要求4所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述第三程序代码部分进一步包括利用查询表基于来自所述一个或多个传感器的所述实时静态和动态数据来估计所述机动车辆的每个轮胎处的实际力。

7.根据权利要求4所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述第四程序代码部分在所述一个或多个增量时间步长中的每个步长下自适应地预测所述机动车辆的每个轮胎处的轮胎力，以补偿轮胎变形、轮胎磨损、轮胎温度、轮胎充气压力和在接触面处与所述轮胎接触的表面的摩擦系数的影响。

8.根据权利要求7所述的用于机动车辆中的自适应轮胎力预测系统，其中，所述轮胎变形根据纵向和横向滑移被量化，包括滑移角和滑移率。