[发明专利]用于估算车辆车轮滚动阻力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对车辆车轮、更确切地讲机动车辆车轮的轮胎充气状态的检测和监测。

背景技术

事实上出于乘客安全，至关重要的是所有车辆具有其充气压力足以确保该车辆的就其方向稳定性的、其操作以及其舒适性而言的合适行为的车轮。此外已知的是不充足的轮胎压力导致过消耗。

与车轮和高速公路之间的接触相关联的一条显著的信息是滚动阻力，该滚动阻力的变化高度指示该车辆的关于负荷和轮胎充气压力的状态。

为了改善车辆控制策略和轮胎诊断工具，本发明提出估算一个车轮的滚动阻力并且由其推导这些轮胎的充气状态。

从文件JP 2010/0249527已知分开地估算所考虑的轮胎的滚动阻力，目的是确定所述轮胎的特征。这种估算是基于一种静态有限元模型并且不适用于沿高速公路行驶中的车辆。

文件US 4489598和US 2008/0115563还披露了装备有传感器的测试台架，这使之有可能测量切向的滚动阻力。这样一种组件不允许在该车辆的使用过程中测量该滚动阻力，并且相应地不允许监测行驶过程中的这些轮胎的压力。

发明内容

本发明提出通过一种鲁棒的并且可靠的方法来从大多数车辆、特别是装备有ABS(防抱死制动系统)装置的车辆中已经存在的数据来实时地确定高速公路上运动的车辆车轮的滚动阻力。本发明还涉及通过估算一台车辆的车轮的滚动阻力来估算和监测装配到该车轮上的一个轮胎的压力。

本发明的实现是借助于一种用于估算运动中车辆的车轮的滚动阻力的方法，所述车辆具有装配有轮胎的至少两个车轮，该方法包括以下步骤：

-测量或估算至少一个车轮的旋转角速度的值，

-测量或估算施加给所述车轮的扭矩的值，

其特征在于，该方法使用一种关于该车轮的动力学的观测器，该观测器是基于滑模控制理论，在所述滑模控制理论中，输入信号是该车轮的角速度的值以及施加给所述车轮的扭矩的值。

这样一种方法因此使之有可能通过使用一个基于滑模控制理论的观测器来从两个估算的或测量的信号获得每个车辆车轮的滚动阻力的估算值，该理论使之有可能特别地赋予这种方法相对于不确定性和干扰的一定程度的鲁棒性。

除此之外，这种理论还允许快速收敛。

这种如前一权利要求所述的估算滚动阻力的方法有利地使之有可能估算该车轮的纵向速度。

根据本发明，该观测器使用了以下应用于该车轮的等式：

其中J和M分别是惯量以及包括车身和该车轮在内的车辆的四分之一质量，R是该车轮的有效半径，C_f是该车轮的粘滞摩擦系数，F_x是牵引力，F_d是空气动力，并且F_r是该滚动阻力。

除此之外，该牵引力是由关系式F_x＝Mgμ来限定的，其中μ是该车轮的附着系数，这个系数是由其与该车轮的伪滑移率λ的关系式来逼近的、被限定为：

其中

其中λ₀是对应于最大附着系数μ₀的最佳伪滑移率。

该附着系数与该伪滑移率之间的这个关系式与通常使用的牵引力被表示为线性地取决于该伪滑移率的关系式相比表现了更真实的逼近。

根据一种有利的计算简化，根据以下关系式，该滚动阻力的变化是缓慢的：

其中|η|＜|η₀|，

这使之有可能对观测器的水平提供简化。

该车轮的旋转角速度的值有利地是由该车辆的防抱死制动系统的多个传感器提供的，这规避了一个用于测量该速度的特定装置。

本发明还涉及一种机动车辆，包括用于监测装配到该车辆的多个车轮上的轮胎的压力的一个装置，该装置使用所述车轮的滚动阻力的变化作为一个压力变化指标，该车辆装备有用于测量或估算至少一个车轮的旋转角速度值的一个装置以及用于测量或估算施加给所述车轮的扭矩值的一个装置，该滚动阻力是借助于一种方法来实时地估算的，该方法包括以下步骤：

-使用用于测量或估算车轮的旋转角速度值的该装置来测量或估算至少一个车轮的旋转角速度的值，

-使用用于测量或估算施加给车轮的扭矩值的该装置来测量或估算施加给所述车轮的扭矩的值，

其特征在于，该车辆包括通过一种关于该车轮的动力学的观测器来处理多个信号的一个装置，该观测器是基于滑模控制理论的，在所述滑模控制理论中，输入信号是该车轮的角速度的值以及施加给所述车轮的扭矩的值。