[发明专利]确定轮胎有效半径的方法和系统

说明书

本发明涉及确定轮胎有效半径的方法和系统。描述了一种用于动态地确定车辆上的每个车轮的轮胎有效半径的轮胎半径监测系统。该系统包括GPS传感器、多个车轮速度传感器和控制器。控制器经由GPS传感器确定与车辆的纵向速度相关的速度矢量。控制器确定多个车轮的车轮速度，并检测车轮的无车轮滑移状态和来自GPS传感器的速度矢量。控制器基于车辆的速度矢量和多个车轮在无车轮滑移状态期间的车轮速度来确定多个车轮的轮胎有效半径，并且基于轮胎有效半径来控制车辆操作。

技术领域

车辆控制系统可以受益于与车辆参数相关的信息，包括轮胎有效半径。该信息可以用作用于控制一个或更多个车辆系统的输入，这些车辆系统控制车辆制动、转弯和/或加速。

背景技术

已知的车载系统将轮胎有效半径视为恒定校准值。然而，诸如轮胎压力、环境温度、表面温度、轮胎温度、车辆负载等的动态可变因素可能导致轮胎有效半径的变化，这进而可能影响与车辆制动、转弯和加速相关的车辆系统的性能。此外，确定轮胎有效半径的不准确性或误差可能影响驾驶辅助系统（诸如高级驾驶辅助系统(ADAS)或另一自主车辆系统）的性能。

发明内容

描述了一种用于为车辆上的每个车轮动态地确定轮胎有效半径的轮胎半径监测系统，该轮胎半径监测系统包括全球定位系统（GPS）传感器、布置成监测多个车轮的转速的多个车轮速度传感器、以及控制器。该控制器与GPS传感器和多个车轮速度传感器通信，并且包括指令集，该指令集可以被简化以实践为一个或多个算法和校准。指令集可执行以经由GPS传感器确定与车辆的纵向速度相关的速度矢量。该算法还经由多个车轮速度传感器确定多个车轮的车轮速度，并且检测多个车轮的无车轮滑移状态和来自GPS传感器的纵向速度矢量。该算法用于基于车辆的纵向速度矢量和多个车轮在无车轮滑移状态期间的车轮速度来确定多个车轮的轮胎有效半径，并且基于轮胎有效半径来控制车辆操作。

本发明的一个方面包括一种转换率滤波器，该转换率滤波器包括基于轮胎有效半径的状态矢量和基于多个车轮的车轮速度的测量矢量。指令集执行转换率滤波器以基于状态矢量和测量矢量确定轮胎有效半径。

本公开的另一方面包括作为卡尔曼滤波器的转换率滤波器，并且其中卡尔曼滤波器执行以使用状态矢量和测量矢量来确定轮胎有效半径。

本公开的另一方面包括具有多个校准增益因子的转换率滤波器，这些校准增益因子特定于与车辆的纵向速度矢量相对应的多个车辆速度范围。

本公开的另一方面包括特定于车辆速度范围的多个校准增益因子，其形式为对应于与低速范围相对应的多个车辆速度范围中的第一车辆速度范围的第一校准增益因子、对应于与中速范围相对应的多个车辆速度范围中的第二车辆速度范围的第二校准增益因子、以及对应于与高速范围相对应的多个车辆速度范围中的第三车辆速度范围的第三校准增益因子。

本发明的另一方面包括可执行以基于轮胎有效半径确定多个车轮的轮胎压力的指令集。

本发明的另一方面包括可执行以基于车辆的纵向速度矢量和多个车轮的车轮速度来检测多个车轮的无车轮滑移状态的指令集。

本发明的另一方面包括一种用于车辆的轮胎半径监测系统，该系统具有全球定位系统（GPS）传感器、布置成监测多个车轮的转速的多个车轮速度传感器、和控制器。控制器与GPS传感器和多个车轮速度传感器通信，并且控制器包括指令集，指令集可执行为：经由GPS传感器确定车辆的纵向速度矢量；经由多个车轮速度传感器确定多个车轮的车轮速度；确定包括多个车轮的车轮速度和车辆的纵向速度矢量的测量矢量；以及执行转换率滤波器以确定包括多个车轮的轮胎有效半径的状态矢量。基于包括多个车轮的车轮速度的测量矢量和车辆的纵向速度矢量来确定状态矢量。基于包括轮胎有效半径的状态矢量来控制车辆的操作。

本发明的另一方面包括一种操作车辆的方法，经由全球定位系统（GPS）传感器确定车辆的纵向速度矢量，并经由多个车轮速度传感器确定多个车轮的车轮速度。执行卡尔曼滤波器以基于车辆的速度和多个车轮的车轮速度来确定多个车轮的轮胎有效半径。