[发明专利]用于估计车轮的接地面摩擦状态的装置和方法

权利要求书

1.一种用于估计车辆的车轮的接地面抓地特性的装置，所述装置包括： 

输入部，用于设置表示在接地面处作用于所述车轮的车轮力和在所述车轮力方向上的所述车轮的车轮滑移度的比的输入；以及 

输出部，用于基于所述输入确定表示指示所述车轮的抓地特性的抓地特性参数的输出； 

其中，所述车轮力是横向力、纵向力、以及所述横向力和纵向力的合力之一；所述输出的抓地特性参数是所述车轮力的变化相对于所述车轮滑移度的变化的比，且所述抓地特性参数根据输入以及不考虑地面的摩擦系数的、输入与输出之间的预定非线性关系来计算。 

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出部用于仅根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述抓地特性参数，而不考虑地面的摩擦系数。 

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述车轮力随着所述车轮滑移度非线性地变化的非线性区域中，所述输出部用于根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述抓地特性参数。 

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出部用于根据由所述输入表示的输入变量和由所述输出表示的输出变量之间的预定非线性关系，基于所述车轮力和所述车轮滑移度的比确定所述抓地特性参数；并且所述抓地特性参数表示相对于摩擦极限的余量。 

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述输入变量和所述输出变量之间的所述预定非线性关系采用特性曲线和数学公式之一的形式。 

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车轮滑移度是在所述车轮力的方向上所述车轮相对于地面的滑移的程度，所述抓地特性参数是表示所述车轮的抓地能力的变量，并且所述输出部用于仅根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述抓地特性参数，而无需地面的摩擦系数。 

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车轮滑移度是表示所述车轮相对于地面的相对速度矢量的量，并且所述输出部用于仅根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述抓地特性参数。 

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车轮力是作用于所述车轮的轮胎的轮胎力，所述车轮力和所述车轮滑移度的比是所述轮胎力相对于所述车轮滑移度的比，所述抓地特性参数表示所述轮胎力相对于所述车轮滑移度的轮胎特性曲线的斜度，并且所述输出部用于仅根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述轮胎特性曲线的斜度，而无需使用地面的摩擦系数。 

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述轮胎特性曲线包括线性部分和非线性部分，在所述线性部分中，随着在所述车轮滑移度的小滑移区域中所述车轮滑移度的绝对值从0开始增大，所述轮胎力从0开始实质性地线性地增大，在所述非线性部分中，随着在所述车轮滑移度的绝对值增大至超出所述小滑移区域的大滑移区域中所述车轮滑移度的绝对值增大，所述轮胎力非线性地变化；随着所述车轮力和所述车轮滑移度的比增大，所述抓地特性参数从0增大至最大参数值，所述最大参数值表示所述轮胎特性曲线的所述线性部分的斜度；并且所述输出部用于根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比，确定所述轮胎特性曲线的所述非线性部分的斜度。 

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述轮胎力相对于所述车轮滑移度的所述轮胎特性曲线包括用于具有高摩擦系数的高摩擦路面的高摩擦轮胎特性曲线、和用于具有比所述高摩擦系数低的低摩擦系数的低摩擦路面的低摩擦轮胎特性曲线；所述抓地特性参数表示所述高摩擦轮胎特性曲线和所述低摩擦轮胎特性曲线至少之一的斜度；所述输入部用于根据所述轮胎力的当前值和所述车轮滑移度的当前值，确定所述车轮力和所述车轮滑移度的比的当前值；并且所述输出部用于根据所述车轮力和所述车轮滑移度的比的当前值，确定所述抓地特性参数的当前值，并用于将与所述轮胎力的当前值和所述车轮滑移度的当前值相对应的所述高摩擦轮胎特性曲线的斜度的值以及与所述轮胎力的当前值和所述车轮滑移度的当前值相对应的所述低摩擦轮胎特性曲线的斜度的值设置为彼此相等且等于所述抓地特性参数的当前值。