[發明專利]基于自對準扭矩對路面摩擦力進行評估的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010281094.6
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN102024095A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 西蒙·英格夫;尤瑟夫·戈內姆
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01N19/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

背景技術

當驅動車輛時，譬如客車時，駕駛員可能會路過各種路面，譬如瀝青路、碎石路、干、濕、冰、雪路面等等。這些或其他類型的路面的特點是具有不同的道路摩擦系數μ，其影響輪胎的抓地力和車輛穩定性。

基于安全原因和駕車經濟性、舒適性和性能的原因，重要的是車輛可以以這樣的方式被操作，使得其允許在任何時候快速響應不同的路面條件。

解決該問題的一種方式是使用瞬時路面摩擦力評估。在現有技術中，不同方法被公開用于評估瞬時路面摩擦力。這些方法可以分為不同類型。第一類方法包括基于運動傳感器數據和適當的車輛動力學模型計算瞬時路面摩擦系數μ的方法。第二類方法使用力傳感器的信號。在該類方法中，使用側向力或自校準扭矩來評估路面摩擦力的方法是已知的。第三類方法使用預覽照攝像機，其識別車輛前頭的道路條件和各種基礎構造信息。

發明內容

本申請的目的是提供一種改進的車輛。本申請公開了一種用于估計在道路表面和車輛輪胎之間的路面摩擦的改進方法和設備。在斜率估計步驟中，對于自對準扭矩函數的線性區域的斜率的斜率估計k_sl被計算。該自對準扭矩函數由作為轉向輪的滑動角的函數的轉向輪的自對準扭矩所定義。優選地，該估計由當前自對準扭矩除以當前滑動角而給出。卡爾曼濾波器的修正公式可以用來從一個或多個觀測變量(observation?variable)產生估計值。特別地，觀測變量由自對準扭矩和滑動角或它們的商(quotient)給定。

道路摩擦系數μ的第一估計μ_sl根據斜率估計k_sl獲取。在線性估計步驟中，確定當前斜率k_op是否在自對準扭矩函數的線性區域中。當前斜率k_op通過當前自對準扭矩相對于滑動角的導數的估計來計算?？柭鼮V波器(Kalman?filter)的修正公式可以用來從一個或多個觀測變量產生估計值。特別地，觀測變量由自對準扭矩的時間導數和滑動角的時間導數給定。

如果在線性估計步驟中確定了當前斜率k_op在自對準扭矩函數的線性區域中，道路摩擦系數的第一估計μ_sl作為道路摩擦系數的第二估計μ_cont。另一方面，如果在線性估計步驟中確定了當前斜率k_op不在自對準扭矩函數的線性區域中，則中斷斜率估計k_sl的計算。

如果k_op降到下閾值k_op_threshold_low之下，則確定當前斜率k_op在自對準扭矩函數的非線性區域中，如果k_op升高到上閾值k_op_threshold_high之上，則確定當前斜率k_op在自對準扭矩函數的線性區域中，其中k_op_threshold_low＜k_op_threshold_high.

本申請還公開了一種計算機可執行程序代碼和包括該計算機可讀取程序代碼的計算機可讀取媒介，該計算機可執行程序代碼用于執行根據本申請的方法的步驟。

附圖說明

現在將參考附圖對本發明進行說明，在附圖中：

圖1示出了車輛的動力學模型；

圖2示出了各種路面條件的自對準扭矩測量值對滑動角；

圖3示出了對于給定路面摩擦力在自對準扭矩和滑動角之間以及側向力和滑動角之間的關系；

圖4示出了道路摩擦系數的估計算法的流程圖；以及

圖5示出了路面摩擦力評估設備。

參考標號

10車輛

11左前輪

12右前輪

13前軸

14左后輪

15右后輪

17重心

18縱軸

20第一上曲線

21第一下曲線

23高μ區域

24第二上曲線

25第二下曲線

26低μ區域

30函數

31函數

32線性近似

40第一計算線程

41第二計算線程

42第三計算線程

43第四計算線程

44斜率估計步驟

45步驟

46線性估計步驟

47步驟

48步驟

49步驟

50步驟

52道路摩擦系數估計裝置

53控制單元

54車體滑動角計算單元

55方向盤角速度計算單元

56自對準扭矩計算單元

58道路摩擦系數設定單元

59車輛速度傳感器

60偏航速率傳感器

61側向加速傳感器

62方向盤角度傳感器

63轉向扭矩傳感器

具體實施方式