[发明专利]用于计算道路摩擦力估计的方法和系统

说明书

本发明涉及一种用于在车辆(100)正沿路线开动时计算路面和所述车辆的轮胎(101a‑d)之间的摩擦力估计(μ)的方法，所述轮胎布置在所述车辆的可转向车轮(102a‑b)上，并且所述车辆包括两个前车轮(102a‑b)和两个后车轮(102c‑d)以及轴架(104)，所述轴架可枢转地附接到连接到所述可转向车轮的连杆臂(106)，以使得所述轴架的平移运动导致所述连杆臂绕中心立轴元件(108)旋转，以便所述连杆臂导致所述可转向车轮的回转运动。本发明还涉及相应的系统和车辆。

技术领域

本发明涉及用于计算路面和车辆轮胎之间的摩擦力估计的方法。本发明还涉及相应的系统和车辆。

背景技术

随着汽车技术的发展，当今车辆中的主动安全性正变得更加先进。例如，大多数新车都配备有呈熟知的ABS制动系统的主动安全性，其允许车辆的驾驶员进行更加受控的制动动作。

在对于车辆的驾驶情形中，道路和轮胎之间的摩擦力是重要的，原因是其规定了能够从车辆传递到地面的力的量。因此，摩擦力在必须做出与例如车辆的制动和转向相关的决策时对于主动安全系统来说是高度相关的参数。这对于手动驾驶车辆和对于自主车辆来说都是相关的。

一般可以通过与所谓的偏离角(slip angle，α_slip)(见图1a-c)相对分析轮胎力来进行摩擦力估计。偏离角是轮胎接触面(contact patch)的行进方向V_x和轮毂方向W_d(即，车轮的指向)之间的角度。转到图1b和图1c，图1b示出了轮毂方向(W_dh)、行进方向(V_x)、在沿x的横向方向上(y)上轮胎和路面之间的接触区域上的假定的最大可能的抛物线形力分布(μ_highf(x))、实际的横向力分布F_y(x)、最终的横向力F_y以及对于高摩擦力情况(μ_high)的对应的偏离角，而图1c示出了轮毂方向(W_dl)、行进方向(V_x)、在沿x的横向方向上(y)上轮胎和路面之间的接触区域上的假定的最大可能的抛物线形力分布(μ_lowf(x))、实际的横向力分布F_y(x)和最终的横向力F_y以及对于高摩擦力情况(μ_low)的对应的偏离角。图1b-c之间的比较示意了：为了保持相同的最终的横向轮胎力F_y的大小(由作用在轮胎上的实际横向力分布F_y(x)产生)，与在高摩擦力情况(图1b)中的偏离角相比，对于低摩擦力情况(图1c)需要更大的偏离角。换言之，当轮胎和路面之间摩擦力减小时，需要更大的偏离角来保持相同的横向轮胎力F_y，即，驾驶员必须使车辆转动更多。轮胎力(即，在轮胎上的最终的力)可以例如从车辆的惯性测量单元或从车轮力矩得出。现有技术中已知的细节可以在Hans Pacejka的“Tire and vehicle dynamics”(Butterworth-Heinemann,Oxford,2002)中找到。

US2011/0106458描述了基于偏离角确定路面摩擦力。利用偏离角进行道路摩擦力估计的一个缺点在于：其需要一定量的车轮激励，例如加速或转弯，结果，没有这样的事件会降低摩擦力估计的可用性。

因此，存在改进用于确定道路摩擦力估计的方法的空间。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的目的是提供一种减轻现有技术的上述缺点中的至少一些的用于计算路面和车辆的轮胎之间的摩擦力估计的改进的方法。