專利名稱：一種用于估算滾動(dòng)中輪胎的可用抓地力余量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種方法，用于估算輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)的可用抓地 力余量。
背景技術(shù)：
可用抓地力余量是一種特性，適于用來(lái)告知駕駛者其輪胎潛能的 已用量水平，并且警告其抓地力極限的臨近。
文獻(xiàn)WO 03/066399公開(kāi)了一種確定最大抓地力系數(shù)及潛能己用 量百分比的方法，包括以下歩驟在空間上選擇多個(gè)固定點(diǎn)(也就是 說(shuō)，固定在與車(chē)輛相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系上的那些點(diǎn))，這些點(diǎn)在輪胎至少一 個(gè)側(cè)壁上沿圓周分布在不同的方位角上；當(dāng)輪胎在路面上滾動(dòng)時(shí)，在 這些固定點(diǎn)上獲取對(duì)應(yīng)數(shù)量的圓周距離變化(伸長(zhǎng)或收縮)的測(cè)量值； 處理測(cè)量信號(hào)，以得到最大抓地力系數(shù)及潛能已用量百分比。
該方法通過(guò)滾動(dòng)輪胎上測(cè)得的距離變化來(lái)判斷這些特性。但是， 該方法要求接觸區(qū)域有一個(gè)滑動(dòng)區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主題是對(duì)于地面上滾動(dòng)的輪胎，提供一種新 的估算可用抓地力余量的方法。
該方法的特征在于其包含以下步驟
-估算一個(gè)參量凡/^。，也就是地面上輪胎的滑動(dòng)接觸區(qū)域與總接 觸區(qū)域的比率；
-通過(guò)所述比率和預(yù)先建立的與輪胎類型相關(guān)的數(shù)據(jù)，在信號(hào)處 理單元中確定輪胎的抓地力潛能已用量i^W和域可用抓地力 余量尸，柳7，此處，&纖/=1-尸戸^;以及
-在存儲(chǔ)器中記錄該輪胎的抓地力潛能已用量和/或可用抓地力
根據(jù)第一種實(shí)施模式，該預(yù)先建立的數(shù)據(jù)的形式是一個(gè)實(shí)驗(yàn)圖表， 該實(shí)驗(yàn)圖表表示抓地力潛能已用量作為比率e。在各種已確定 滾動(dòng)狀況下的測(cè)量值的函數(shù)的變化。
根據(jù)第二種實(shí)施模式，該預(yù)先建立的數(shù)據(jù)的形式是一個(gè)分析公式F 的系數(shù)A、 B和C，從而
如果<formula>formula see original document page 7</formula>此處，A、 B和C是同輪胎類型相關(guān)的常數(shù)。
本發(fā)明的方法建立在所觀測(cè)到的全局值和比率ra之間的 密切關(guān)系的基礎(chǔ)上。只要該估算比率W卻M處于或者超過(guò)10%，其抓地 力潛能已用量和可用抓地力余量的估算就是相當(dāng)理想的。
在第一實(shí)施方式中，參量凡/^?？梢詮能?chē)輪和地面之間速度差別的
測(cè)量值，以及輪胎的運(yùn)行模型中估算得到，該輪胎的運(yùn)行模型與該參 量凡/^。的速度差別相關(guān)聯(lián)。
因此可以在一種輪胎模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)可能的預(yù)先實(shí)驗(yàn)校準(zhǔn)， 從車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的知識(shí)(例如得自ABS編碼器的數(shù)據(jù))和車(chē)輛的前進(jìn) 速度來(lái)估算滑動(dòng)接觸區(qū)域的比率(也即， 一個(gè)長(zhǎng)度比率或一個(gè)面積比 率)。所以，對(duì)于整個(gè)輪胎的整體的明顯滑動(dòng)，該模型能夠通過(guò)輸入變 量的計(jì)算推導(dǎo)出滑動(dòng)接觸區(qū)域的比例。
在第二實(shí)施方式中，輪胎包含一個(gè)裝備有一個(gè)或多個(gè)傳感器的胎 面花紋塊，當(dāng)輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)，每一個(gè)傳感器用于測(cè)量由該胎面 花紋塊局部承受應(yīng)力的特征量。這種估算參量的方法包括以下步
驟
-當(dāng)輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)，測(cè)量所述特征量； -對(duì)應(yīng)所進(jìn)行的測(cè)量，生成一個(gè)信號(hào)；
-從該信號(hào)中提取與該單個(gè)或多個(gè)傳感器相關(guān)的部分，并且確定 該接觸區(qū)域的總長(zhǎng)度4。，該單個(gè)或多個(gè)傳感器經(jīng)過(guò)地面上輪胎 的接觸區(qū)域；
-從該信號(hào)所提取的部分確定表征該胎面花紋塊的局部滑動(dòng)開(kāi)始 的信息；
-確定該胎面花紋塊的局部滑動(dòng)長(zhǎng)度<formula>formula see original document page 7</formula>;
7
一 i十算比率i _s/,》c。，"(吏Y尋ca =丄W0 cc/Zca 。
在地面平面內(nèi)所測(cè)得的特征量，可能是一個(gè)沿該輪胎滾動(dòng)方向的
縱向應(yīng)力Sx和/或一個(gè)橫切于該輪胎滾動(dòng)方向的橫向應(yīng)力Sy，以此表征 該胎面花紋塊的局部抓地力ILM。^或JLli。喊x或^M。c勿。
所測(cè)特征量也可以是表征該胎面花紋塊的局部抓地力m。w或^* 或l^。od，y的應(yīng)力的比率，并且對(duì)應(yīng)于關(guān)于滾動(dòng)方向的縱向應(yīng)力Sx和域橫 向應(yīng)力Sy的測(cè)量值相對(duì)于垂直于滾動(dòng)方向X軸的應(yīng)力Sz的比率。
本發(fā)明的主題也可以是一個(gè)設(shè)備，用于估算地面上行駛車(chē)輛的輪 胎的可用抓地力余量，該設(shè)備包括
- 一個(gè)輪胎，其中至少一個(gè)胎面花紋塊或者一個(gè)該胎面花紋塊的 測(cè)量區(qū)域裝有一個(gè)或多個(gè)傳感器，當(dāng)輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)，每 一個(gè)傳感器用于測(cè)量由該胎面花紋塊或該輪胎胎面的測(cè)量區(qū)域 局部承受的應(yīng)力；
-用于傳輸對(duì)應(yīng)于這些應(yīng)力的測(cè)量值的信號(hào)的工具；以及
- 一個(gè)信號(hào)處理單元，能夠從傳輸信號(hào)中提取一個(gè)信號(hào)部分，該 信號(hào)部分對(duì)應(yīng)于從在地面上滾動(dòng)的輪胎的接觸區(qū)域中通過(guò)的單 個(gè)或多個(gè)傳感器的個(gè)數(shù)或時(shí)間，
其特征在于，在該處理單元中包含一個(gè)程序，該程序在所提取信號(hào)的 基礎(chǔ)上實(shí)施本發(fā)明所述的方法。


通過(guò)閱讀下面的描述并檢視附圖，將更清楚地理解本發(fā)明。這些 描述和附圖只是說(shuō)明性質(zhì)的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
附圖包括
-圖l:路面上輪胎的示意-圖2:位于輪胎胎面中的傳感器的示意-圖3:本發(fā)明所述設(shè)備的示意-圖4和圖5:局部抓地力曲線圖，該局部抓地力從測(cè)量塊接收 的測(cè)量值中推導(dǎo)得到，該測(cè)量塊存在于自由滾動(dòng)的輪胎的接觸 區(qū)域并且用于各種制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，圖中，局部抓地力顯示在Y軸上， 作為顯示在X軸上的接觸區(qū)域中測(cè)量值的縱向位置的函數(shù)；
-圖6:抓地力潛能己用量曲線圖，圖中，抓地力潛能己用量顯 示為在Y軸上的百分比，其作為顯示在X軸上的表征接觸區(qū)域 滑動(dòng)的比率i 咖cJ勺函數(shù)；
-圖7:根據(jù)本發(fā)明所述方法的步驟的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了帶有胎面2的輪胎1 。胎面2包含兩個(gè)側(cè)翼3和一個(gè)中 間部分4。移動(dòng)的胎面2與地面5取得接觸。地面5包括路面，并且被 表示為由X軸和Y軸兩個(gè)軸所限定的一個(gè)平面。X軸為沿輪胎滾動(dòng)方 向的縱軸，Y軸為橫切于輪胎滾動(dòng)方向的橫軸。最后，在路面的垂直 方向上限定Z軸。
圖2顯示了輪胎1的局部軸向截面(也就是穿過(guò)輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的 截面)。圖中包含一個(gè)胎面花紋塊6的示意圖，胎面花紋塊6也稱為零 件6，它包含一個(gè)傳感器7。在以下描述中，花紋塊6應(yīng)理解為不但是 明確定義的單個(gè)零件，而且是一個(gè)局部區(qū)域，在該區(qū)域附近，通過(guò)傳 感器7記錄明顯的應(yīng)力測(cè)量值。因此，例如對(duì)于一個(gè)不含明顯花紋的 光滑輪胎而言，也可以很好地在所定義的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)這些測(cè)量。
在花紋塊6中，沿如上所述的X、 Y和Z軸，通過(guò)傳感器7測(cè)量 縱向剪切應(yīng)力Sx，橫向剪切應(yīng)力Sy和壓應(yīng)力Sz。對(duì)近似位于一個(gè)花紋 塊或者測(cè)量區(qū)中心的傳感器7，執(zhí)行所有這些測(cè)量。這些測(cè)量值對(duì)應(yīng)于 該花紋塊中的局部應(yīng)力。
對(duì)于沿接觸區(qū)域同路面接觸的所有花紋塊，對(duì)X軸、Y軸和Z軸 上的這些局部應(yīng)力分別求和，就得到施加在該輪胎胎面中心的全局的 縱向、橫向和法向應(yīng)力禾口/或力。
本說(shuō)明書(shū)不是為了描述傳感器7的測(cè)量手段和方法，這樣的描述 可以具體參見(jiàn)文獻(xiàn)EP 1 275 949Al。已有這樣的傳感器根據(jù)各種技術(shù) 工作，可以是壓電傳感器或者壓阻計(jì)量器或電容器。因此，可以將例 如一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器同其磁性元件相結(jié)合，并將整個(gè)組件嵌入到該 輪胎的橡膠中。關(guān)于采用這些傳感器的技術(shù)的更多細(xì)節(jié)，讀者也可以 參見(jiàn)文獻(xiàn)US-B-6,666,079，該文獻(xiàn)描述了使用在輪胎胎面中的各種應(yīng)力 傳感器。
借助于己知的這些局部應(yīng)力，可以從中推導(dǎo)出局部抓地力m。cal。 根據(jù)所檢測(cè)和測(cè)量的應(yīng)力的類型和數(shù)量，該抓地力可以通過(guò)一種相對(duì) 簡(jiǎn)單的方法計(jì)算得到。
因而，沿X軸輪胎的局部抓地力為//,。w,^l5;沿Y軸的局部
V \，
抓地力為A。e々=4";更全面地，沿X軸和Y軸兩軸的抓地力為
v 、
法向應(yīng)力Sz稱為壓應(yīng)力，大約在裝有傳感器7的零件6 —進(jìn)入地 面上方的接觸區(qū)域，該應(yīng)力就明顯地產(chǎn)生，并且一直持續(xù)到零件6離 開(kāi)接觸區(qū)域。在零件6經(jīng)過(guò)接觸區(qū)域的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，該法向應(yīng)力都幾 乎不變，這是因?yàn)樵搼?yīng)力非常接近地對(duì)應(yīng)于路面上輪胎的接觸壓力特 征。
因此，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化了的方法，沿X軸的 ^的測(cè)量值也可以簡(jiǎn)
單地等于Sx的絕對(duì)值<formula>formula see original document page 10</formula>，同樣，沿Y軸的^。ea,的測(cè)量值也 可以簡(jiǎn)單地等于Sy的絕對(duì)值<formula>formula see original document page 10</formula> ，更概括地，
通過(guò)傳感器7檢測(cè)到的局部應(yīng)力，可以測(cè)量縱向應(yīng)力和沿橫軸Y 的力，其中，縱向應(yīng)力對(duì)應(yīng)于諸如輪胎制動(dòng)和加速等牽引力傳輸?shù)牧Γ?沿橫軸Y的力用于車(chē)輛的導(dǎo)向和輪胎的漂移。
在說(shuō)明書(shū)全文中，應(yīng)當(dāng)在廣義上理解"應(yīng)力"這一術(shù)語(yǔ)，其對(duì)應(yīng) 于實(shí)際的應(yīng)力、力、位移或變形等要素。該力和變形通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù) 人員所知的關(guān)系而相互聯(lián)系。
在同樣的精神下，根據(jù)上述任何一個(gè)方程建立局部抓地力m。w， 都是無(wú)關(guān)緊要的。
圖3顯示了本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備，該設(shè)備包括應(yīng)力測(cè)量傳感器7和 傳輸工具8，傳輸工具8將傳感器7產(chǎn)生的信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)處理單元9。 處理模塊9最好置于車(chē)輛中。作為一種變化方式，該模塊9也可以置 于輪胎自身之中。根據(jù)這種變化方式，需要使用其它的傳輸工具將處 理信號(hào)傳輸給車(chē)輛上的設(shè)備或者車(chē)輛的駕駛者。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的各種可能的傳輸工具形式，都可用
于在輪胎和車(chē)輛之間傳輸信號(hào)。對(duì)于這一目的，讀者可以參見(jiàn)文獻(xiàn)
EP-A-1 350 640，該文獻(xiàn)特別闡述了一種傳輸工具，在該傳輸工具中， 將一根天線植入輪胎中。該天線置于實(shí)際胎面2中，并通過(guò)電纜與傳 感器7連接。
該天線可以是四分之一波式或者功率信號(hào)的頻率調(diào)制式或幅度調(diào) 制式電場(chǎng)天線。值得指出的是，固定到車(chē)輛上的主天線對(duì)著置于輪胎 上的副天線，這樣就可能通過(guò)電磁效應(yīng)，將能量從主天線傳輸?shù)礁碧?線，以便傳遞能量到測(cè)量傳感器7，其中主天線可以連接到例如車(chē)輛的 蓄電池上。將一個(gè)微電池同傳感器7 —同嵌入到胎面2的預(yù)模壓鑲嵌 件中，也可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。
在圖3中，天線20接收到與應(yīng)力測(cè)量值對(duì)應(yīng)的信號(hào)后，該信號(hào)經(jīng) 由傳輸工具8傳輸?shù)教幚韱卧?。
而且，在傳輸構(gòu)成待分析信號(hào)的測(cè)量值之前，傳感器7的操作最 好由用于對(duì)測(cè)量值進(jìn)行編碼的ASIC (特定用途集成電路)型的電子測(cè) 量回路來(lái)控制。天線20通過(guò)內(nèi)部連接總線22連接到處理單元9的微 處理器21，其中，總線22用于數(shù)據(jù)、地址和指令的傳輸。
連接到總線22的處理單元9包含程序存儲(chǔ)器23。程序存儲(chǔ)在程序 存儲(chǔ)器23中，這樣就可以根據(jù)不同的程序段來(lái)處理提取到的信號(hào)，直 到計(jì)算出可用總抓地力余量/^ 。處理單元9還包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器28， 其作用是將用于該設(shè)備的特定輪胎數(shù)據(jù)接收并存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
圖4是花紋塊中的局部抓地力 d的圖表，圖中，該抓地力w。d 作為縱坐標(biāo)，由橫向和縱向應(yīng)力兩者確定。該抓地力！^。^屬于無(wú)量綱 量，因此，將其表達(dá)為簡(jiǎn)單的系數(shù)形式，而且，在圖4中，該抓地力 A。w沒(méi)有明確給出，因?yàn)橹挥衅渥兓攀俏覀兯P(guān)心的。在橫坐標(biāo)上， 根據(jù)輪胎在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中的測(cè)量值個(gè)數(shù)，對(duì)該曲線進(jìn)行研究，此 時(shí)，得到沿輪胎整個(gè)圓周線性展開(kāi)的1024個(gè)測(cè)量值，對(duì)應(yīng)于輪胎的一 周轉(zhuǎn)動(dòng)。在所有測(cè)量中，在測(cè)量指數(shù)480和測(cè)量指數(shù)大約600之間檢 測(cè)到了明顯的傳感器測(cè)量值。因此，在1024個(gè)沿圓周線性展開(kāi)的傳感 器測(cè)量值中，約有100個(gè)傳感器測(cè)量值在給定時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷了明顯的應(yīng) 力。
該曲線還通過(guò)使用在規(guī)則的時(shí)間間隔內(nèi)在給定頻率上經(jīng)歷明顯應(yīng)
力的一個(gè)且是同一個(gè)傳感器而獲得。因此，知道了在測(cè)量過(guò)程中的車(chē) 輛的速度，沿展開(kāi)的接觸區(qū)域的長(zhǎng)度上)lh。^的變化可用同樣的方法從 中推導(dǎo)得到。
在載荷4000N，充氣壓力2bar的Michelin 195 65 R15 XH1 Energy
型輪胎上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量。分別顯示為實(shí)線、交叉線、圈線和框線的4 條曲線8、9、10和ll，分別在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩為0、50daN.m(ldaN.m為10N.m)、
80daN.m禾[J 100daN.m下得到。
沒(méi)有制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的曲線8，對(duì)應(yīng)于自由滾動(dòng)，此時(shí)，在測(cè)量點(diǎn)500 和大約測(cè)量點(diǎn)590之間可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘?hào)檢測(cè)。在測(cè)量點(diǎn)500之前 獲得的信號(hào)形狀是沒(méi)有意義的，因?yàn)闇y(cè)量點(diǎn)500或者對(duì)應(yīng)于傳感器進(jìn) 入接觸區(qū)域的時(shí)刻，或者對(duì)應(yīng)于分母為0或近乎為0的情況，該分母 對(duì)應(yīng)于沿Z軸的法向應(yīng)力。同樣的道理，在測(cè)量點(diǎn)590之后獲得的不
穩(wěn)定信號(hào)或者信號(hào)測(cè)量值，對(duì)應(yīng)于傳感器離開(kāi)接觸區(qū)域一直到大約測(cè) 量點(diǎn)600的這段時(shí)間，之后的信號(hào)對(duì)應(yīng)于無(wú)明顯應(yīng)力的情況。在測(cè)量 點(diǎn)590和接近600之間，所得信號(hào)被各種物理效應(yīng)干擾，特別是再次 經(jīng)過(guò)0法向應(yīng)力的過(guò)程，所得信號(hào)也會(huì)被花紋塊受地面影響引起的彈 性膨脹效應(yīng)所干擾。因此，對(duì)應(yīng)于明顯應(yīng)力測(cè)量值的典型接觸區(qū)域?qū)?位于大約測(cè)量點(diǎn)500和測(cè)量點(diǎn)590之間，換句話說(shuō)，明顯信號(hào)的起點(diǎn) S,和終點(diǎn)Sf兩個(gè)端點(diǎn)部分都被去除了 ，它們表現(xiàn)為總信號(hào)的5%到10%。 因此，也可以大體認(rèn)為接觸區(qū)域是大約70到75個(gè)測(cè)量點(diǎn)的采樣。對(duì) 于位于S,和Sf部分之間表示為S部分的剩余信號(hào)，需要進(jìn)行特別分析。
曲線8的第一部分位于對(duì)應(yīng)測(cè)量指數(shù)535的點(diǎn)Mq之前。在這部分 中，位于接觸區(qū)域的花紋塊被向前拖引，輪胎雖然處于自由滾動(dòng)狀態(tài)， 但在地面上的局部實(shí)驗(yàn)得到了非零抓地力，在傳感器經(jīng)過(guò)接近于輪胎 輪轂垂直位置的點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)被置為點(diǎn)M。，在該點(diǎn)處實(shí)驗(yàn)得到的抓地力 近乎為O。曲線的第二部分位于測(cè)量點(diǎn)535到測(cè)量點(diǎn)590之間，在該部 分，輪胎局部地在每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上生成一個(gè)負(fù)應(yīng)力，該負(fù)應(yīng)力對(duì)應(yīng)于向 后拖引的因素，在方向上與輪胎滾動(dòng)方向相反。然而，點(diǎn)Mo并不是處 于所定義接觸區(qū)域的中心，而是在該中心略向上游的位置。這是因?yàn)?根據(jù)測(cè)量位置不同，在接觸區(qū)域?qū)挾壬蠒?huì)有不同的力的分布。
在曲線9上，采用50daN.m的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，所獲得信號(hào)的第一部
分位于點(diǎn)Ms。之前，在該點(diǎn)處，已用局部抓地力最小，并且花紋塊/傳 感器在剪切方向上不發(fā)生實(shí)際變形，這同曲線8的第一部分是完全相 同的。然而，曲線9的第一部分向下的斜率更大。在接觸區(qū)域之前該 輪胎保持了正向牽引力，但該力更小，并且是向前拖引的。由于制動(dòng) 轉(zhuǎn)矩引起的減緩動(dòng)作，在輪胎滾動(dòng)軸線方向上的應(yīng)力也更為緩慢。傳
感器進(jìn)入花紋塊較低剪切力的位置更早，并且位于測(cè)量指數(shù)525附近。
曲線9的第二部分也顯示了在滾動(dòng)方向的相反方向上的負(fù)應(yīng)力的 絕對(duì)值，該負(fù)應(yīng)力拖引局部花紋塊向后，也就是在滾動(dòng)方向的相反方 向上，并且較自由滾動(dòng)的情況下更為強(qiáng)烈。曲線位于點(diǎn)Mm之后的第 二部分斜率更大，并且一直增長(zhǎng)到傳感器離開(kāi)接觸區(qū)域的位置。曲線 的第二部分對(duì)應(yīng)于在接觸區(qū)域花紋塊中的局部制動(dòng)剪切力，該局部剪 切力表現(xiàn)為花紋塊逐漸變形的形式，并且將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳輸?shù)酵访娼?觸的輪胎。曲線9第二部分的斜率顯示了該剪切力的變化一致且逐步 升高，直到傳感器離開(kāi)接觸區(qū)域，其中沒(méi)有檢測(cè)到飽和或者滑移效應(yīng)。
在某一強(qiáng)度之上，制動(dòng)效應(yīng)可能包含輕微的，并且至少是局部的 輪胎相對(duì)于路面的滑動(dòng)。而且，該局部制動(dòng)滑動(dòng)隨著制動(dòng)力增加而到 達(dá)輪胎的側(cè)翼。當(dāng)輪胎或者其中一個(gè)或多個(gè)花紋塊，至少是局部發(fā)生 不產(chǎn)生更多額外力的滑動(dòng)時(shí)，側(cè)翼上會(huì)發(fā)生這種情況。飽和位置對(duì)應(yīng) 于局部制動(dòng)力的這一極限。
曲線10和11分別對(duì)應(yīng)于80和100daN.m的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，兩條曲線 的第一部分根據(jù)上述的趨勢(shì)移動(dòng)，并且點(diǎn)M柳和點(diǎn)M腦位于沿接觸區(qū) 域越來(lái)越靠前的位置。兩條曲線的第二部分位于點(diǎn)Mm和點(diǎn)M，之后， 且呈斜率為正的遞增狀態(tài)。然而，通過(guò)沿接觸區(qū)域得到的測(cè)量值可以 發(fā)現(xiàn)，約在測(cè)量指數(shù)560位置，曲線10進(jìn)入抓地力w^的停滯帶。
從該測(cè)量指數(shù)直到花紋塊離開(kāi)接觸區(qū)域所對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量值 幾乎或者確實(shí)是恒定不變的，曲線在該處呈現(xiàn)為坪曲線，因?yàn)榛y塊 的變形達(dá)到最大值，并且不能再隨著施加在其上的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增加而 變化。因此，局部抓地力停滯的該恒定部分12顯示了花紋塊的局部滑 動(dòng)。
這同樣適用于部分曲線13，這部分曲線開(kāi)始于曲線11上大約測(cè)量 指數(shù)530位置，同樣直到花紋塊離開(kāi)接觸區(qū)域所對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)。部分
\
曲線13也對(duì)應(yīng)于花紋塊的局部滑動(dòng)。
因此，分別對(duì)于曲線10和11的這兩部分曲線12和13， 一進(jìn)入坪
曲線的初始位置和局部抓地力的停滯帶，花紋塊就不能再通過(guò)其簡(jiǎn)單 的剛性來(lái)吸收制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減速效應(yīng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，花紋塊不再僅僅通過(guò) 變形同路面接觸，而是由于其最大變形，沿該接觸區(qū)域產(chǎn)生了額外的 滑動(dòng)。
對(duì)于所實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，根據(jù)上述參數(shù)，該變形應(yīng)力在整個(gè)局部 滑動(dòng)期間保持在最大值和近乎不變的狀態(tài)。然而，可以理解的是，在 人行道上，特別是在凹凸不平的路面上，在滑動(dòng)期間由于路面的影響， 花紋塊承受振動(dòng)，在局部滑動(dòng)期間，花紋塊突然放松，通過(guò)特殊的路 面地貌得到釋放，因此會(huì)承受比初始滑動(dòng)時(shí)更小的負(fù)向應(yīng)力。在恢復(fù) 接觸后，花紋塊又承受更高的應(yīng)力，所有這些引起了飽和抓緊力A。cal 值上的擺動(dòng)。
在比較兩個(gè)連續(xù)測(cè)量值的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道怎 樣檢測(cè)一個(gè)信號(hào)的坪曲線，但這并不構(gòu)成檢測(cè)接觸區(qū)域花紋局部滑動(dòng) 的初始位置的唯一途徑。
本發(fā)明確定了用于可靠地檢測(cè)局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)的其它指標(biāo)。因 而，要對(duì)局部抓地力變化相對(duì)較小的曲線部分進(jìn)行檢測(cè)。
事實(shí)上，可以認(rèn)為，在局部滑動(dòng)之前，花紋塊接近于最大變形， 而該變形可以看作是所施加應(yīng)力的函數(shù)。然后，接近該點(diǎn)時(shí)，局部抓 地力曲線的變化相當(dāng)微小。因此，同一曲線上數(shù)值變化較小的幾個(gè)連
續(xù)測(cè)量點(diǎn)，需要通過(guò)檢測(cè)對(duì)其進(jìn)行特別測(cè)量。然后計(jì)算關(guān)于變量x —
次導(dǎo)數(shù)(^sL)，該導(dǎo)數(shù)對(duì)應(yīng)于沿接觸區(qū)域記錄的測(cè)量值。因此，為了 dx
檢測(cè)局部滑動(dòng)，對(duì)于大量連續(xù)點(diǎn)進(jìn)行這樣的計(jì)算，以得到一個(gè)比常數(shù)
Sl更小的數(shù)值(^L《S1)，這是可以做到的。這些點(diǎn)的數(shù)量大體對(duì)應(yīng)于 dx
接觸區(qū)域上測(cè)量點(diǎn)數(shù)量的10%。在給定實(shí)例中，從接觸區(qū)域的信號(hào)中 提取出超過(guò)75個(gè)測(cè)量點(diǎn)，并對(duì)于7個(gè)連續(xù)測(cè)量點(diǎn)計(jì)算一次導(dǎo)數(shù)。常數(shù) Sl對(duì)應(yīng)的常數(shù)不但取決于輪胎，而且取決于所研究的測(cè)量花紋塊，例 如，取決于花紋塊是位于中間輪胎面上或者是輪胎的側(cè)翼上。
在圖4的例子中，該常數(shù)表現(xiàn)為一個(gè)0.02的系數(shù)，也就是說(shuō)，在
超過(guò)7個(gè)采樣點(diǎn)或者7個(gè)測(cè)量點(diǎn)上，A。^的變化為0.14。因此，根據(jù)
這一指標(biāo)，參考圖4中的曲線9，用這種方法對(duì)無(wú)滑動(dòng)階段進(jìn)行檢測(cè)，
因?yàn)樵谶@一階段，局部抓地力的變化比上面給定的數(shù)值明顯更大。相
反，特別是對(duì)于曲線10和11，各自的坪曲線12和13都可以通過(guò)該第 一指標(biāo)分別從大約測(cè)量指數(shù)560和530附近檢測(cè)到，這是因?yàn)槠渚植?抓地力的變化極小，該局部抓地力標(biāo)志著花紋塊局部滑動(dòng)的初始位置。
也可以建立用于檢測(cè)局部滑動(dòng)的第二指標(biāo)，該指標(biāo)不再由確定給 定數(shù)量的測(cè)量點(diǎn)內(nèi)的局部抓地力數(shù)值的微小變化構(gòu)成，而是由確定該 抓地力變化的斜率中的一個(gè)突變構(gòu)成。
因此，該位置是處于兩部分曲線間的部分，其中，在第一部分曲 線中，^^隨著比上文給定常數(shù)S1更大的斜率變化，在第二部分曲線 中，該變化是相當(dāng)微小的，主要為坪曲線。在兩部分曲線連接的位置， 其斜率發(fā)生相對(duì)的突變。因此，有利的是，在低斜率曲線開(kāi)始或者甚 至坪曲線開(kāi)始之前，以及局部滑動(dòng)開(kāi)始之前，檢測(cè)這部分曲線。
關(guān)于變量x的二次導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值可以用來(lái)計(jì)算一個(gè)值，如果該值
大于常數(shù)<formula>formula see original document page 15</formula>，就可以確定為局部滑動(dòng)的開(kāi)始點(diǎn)，其中，變
量x對(duì)應(yīng)于沿接觸區(qū)域記錄的測(cè)量值。常數(shù)S2也取決于輪胎和所測(cè)花 紋塊，而且還取決于用于測(cè)量的傳感器類型。對(duì)于實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的測(cè)量， 參數(shù)S2約為0.007。
圖5所示曲線與圖4所示曲線十分相似，略微不同的地方是，曲 線14、 15、 16和17是在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分別為50daN.m、 75daN.m、 100daN.m
和115(13凡111下實(shí)驗(yàn)得到的。
曲線15、 16和17顯示了一個(gè)增大了的坪曲線的形貌。同時(shí)也顯 示了斜率在經(jīng)過(guò)坪曲線之前的峰值點(diǎn)時(shí)的突變。因此，這就驗(yàn)證了用 于局部滑動(dòng)初始位置檢測(cè)的兩個(gè)第一指標(biāo)。
實(shí)驗(yàn)顯示，在坪曲線本身的上游，局部抓地力以峰值的形式經(jīng)過(guò) 最大值，特別是在點(diǎn)15a、 16a和17a上。在這些峰值頂端，在對(duì)應(yīng)于 局部滑動(dòng)的坪曲線之前，A。d已經(jīng)達(dá)到其最大值，該最大值對(duì)應(yīng)于花 紋塊滑動(dòng)的初始位置。然而，該最大值W。au^在花紋塊的局部滑動(dòng)之 前并不是自動(dòng)存在的，例如在曲線10和11的例子中，局部滑動(dòng)存在
并可對(duì)其檢測(cè)，但從其中不能看到最大值m。eau^。該局部最大值很容 易被本領(lǐng)域技術(shù)人員檢測(cè)和識(shí)別，因此可以作為額外的但非關(guān)鍵的指 標(biāo)，作為上述兩個(gè)指標(biāo)之一或兩者的補(bǔ)充，以提高檢測(cè)的可靠性。
根據(jù)上述指標(biāo)研究的信號(hào)曲線可以預(yù)先服從于本領(lǐng)域技術(shù)人員所 知的多項(xiàng)式光滑程序，以便去除由于輪胎接觸地面引起的振動(dòng)或者機(jī) 械干涉產(chǎn)生的寄生振蕩。從這些測(cè)試點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于處于接觸 區(qū)域的花紋塊6，其滑動(dòng)從其局部滑動(dòng)開(kāi)始一直持續(xù)到該花紋塊離開(kāi)接 觸區(qū)域。
圖6顯示了一組實(shí)驗(yàn)獲得的曲線， 一方面用于關(guān)聯(lián)一個(gè)局部量，
也就是滑動(dòng)接觸區(qū)域百分比^/^。，另一方面，用于關(guān)聯(lián)一個(gè)全局量，
也就是抓地力潛能已用量尸"w。由設(shè)備3中單個(gè)或多個(gè)傳感器7得到 的力的測(cè)量值可以確定滑動(dòng)接觸區(qū)域百分比，由車(chē)輪中心的力的測(cè)量 值可以確定抓地力潛能已用量。這些曲線是在不同的實(shí)驗(yàn)條件下得到 的。
計(jì)算測(cè)量瞬間的抓地力fi對(duì)于第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)量中形成的己知最大 抓地力fi皿的比率，將該比率作為抓地力潛能已用量P^w。因而，實(shí) 驗(yàn)測(cè)量得到并用于計(jì)算的抓地力p的類型在上文中是以其全局形式一 定義的，該形式可以清楚地表示一個(gè)輪胎的全局量。
通過(guò)單個(gè)或多個(gè)傳感器7傳送局部數(shù)據(jù)的過(guò)程如下首先，確定 整個(gè)接觸區(qū)域的長(zhǎng)度4。。該長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于接觸區(qū)域上的傳感器數(shù)量的線 性展開(kāi)，或者對(duì)應(yīng)于一個(gè)傳感器的一段時(shí)間，在該段時(shí)間內(nèi)，測(cè)量得 到一個(gè)對(duì)應(yīng)于沿法向Z軸方向應(yīng)力的信號(hào)，并且在對(duì)應(yīng)于一個(gè)明顯應(yīng) 力的閾值的上方。
接著，將局部抓地力m。^作為在接觸區(qū)域中的零件或者花紋塊6 在縱軸X上位置的函數(shù)，生成一支用來(lái)描述^。w的變化的曲線，并且 識(shí)別出作為X的函數(shù)的測(cè)量花紋塊6局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)和 eal曲線的 飽和點(diǎn)，從零件6在接觸區(qū)域的該滑動(dòng)長(zhǎng)度中，就可以推導(dǎo)出Z^^。 實(shí)際中，通過(guò)測(cè)量一個(gè)坪曲線的長(zhǎng)度來(lái)確定參量丄^c。，該坪曲線由接 觸區(qū)域上恒定的、不變的、連續(xù)的局部抓地力的測(cè)量值構(gòu)成。
然后，在4和丄鄉(xiāng)c。這兩個(gè)量的基礎(chǔ)上，計(jì)算比率凡/—，該比率 定義為滑動(dòng)接觸區(qū)域長(zhǎng)度丄w^。對(duì)于總接觸區(qū)域長(zhǎng)度^。的比率。該比
率凡^^顯示了滑動(dòng)接觸區(qū)域百分比，并描述了一個(gè)局部量。
因此，圖6中的曲線34、 35、 36和37顯示了在不同滾動(dòng)狀態(tài)下， 抓地力潛能己用量i^,^作為比率凡/—的函數(shù)的變化。該比率的數(shù)值 處于0和1之間，因此以0%和100%之間百分比的形式表達(dá)。
根據(jù)本發(fā)明，在所得曲線上可以發(fā)現(xiàn)，全局參數(shù)/^,d和比率 密切相關(guān)。曲線34、 35、 36和37分別以圓圈、方框、交叉號(hào)和菱形 顯示，并且分別對(duì)應(yīng)于干燥地面上的制動(dòng)、濕潤(rùn)地面上的制動(dòng)、干燥 地面上的漂移和濕潤(rùn)地面上的漂移。
這些曲線顯示，在接觸區(qū)域滑動(dòng)發(fā)生之前，預(yù)期的抓地力潛能已 用量尸^w位于最小值30%和最大值45%之間。只有當(dāng)比率為 10%，也就是發(fā)生10%的接觸區(qū)域滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)的發(fā)生才能夠被感知。
因此，在最輕微的局部滑動(dòng)效應(yīng)之前，能夠發(fā)掘到輪胎30%到45% 的可用抓地力。這是由于伴隨制動(dòng)動(dòng)作的每一個(gè)零件的變形所引起的。
當(dāng)抓地力潛能已用量尸^^處于最大值時(shí)，已用抓地力對(duì)應(yīng)于C 點(diǎn)處的最大抓地力，此時(shí)，滑動(dòng)接觸區(qū)域百分比在X軸上為80M。實(shí) 際中，過(guò)了該點(diǎn)，輪胎會(huì)很快發(fā)生脫離，并且輪胎抓地力減小，此時(shí)， 如果承受加速力或制動(dòng)力，車(chē)輪就會(huì)發(fā)生滑轉(zhuǎn)或者抱死的危險(xiǎn)。概言 之，過(guò)了該點(diǎn)，抓地力的喪失可能導(dǎo)致車(chē)輛失控。
實(shí)際中，根據(jù)車(chē)輛和車(chē)輪之間速度差別的比率，設(shè)計(jì)輔助設(shè)備對(duì) 其進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)輪胎，該比率處于10%的量級(jí)上。目前，根據(jù) 車(chē)輛所配備輪胎的類型，該調(diào)節(jié)可以將可用抓地力潛能50%發(fā)掘?yàn)?75%，從而輪胎不總是運(yùn)行在其性能最大值或接近最大值的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，在i^"和凡印e。之間建立的關(guān)系，使得有可能從輪 胎的測(cè)量值i^"。，推導(dǎo)出已用抓地力余量的數(shù)值，或者補(bǔ)足到100%， 也就是可用抓地力余量的數(shù)值。另外，實(shí)際中收集到的信息直接來(lái)自 在幾毫秒內(nèi)同路面接觸的輪胎的物理量。該信號(hào)不會(huì)因?yàn)樗肁BS、 ASR或者ESP型設(shè)備的速度差異而有所不同，這些設(shè)備工作在十分之 一秒內(nèi)，超過(guò)大約10個(gè)旋轉(zhuǎn)周期。
從所得實(shí)驗(yàn)曲線可推導(dǎo)得到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)方程
如果(<formula>formula see original document page 17</formula>，并且此處，A、 B和C是與輪胎類型相關(guān)的常數(shù)。圖6所示的曲線，是對(duì)于
Michelin Energy 195/65R1XH1型輪胎實(shí)驗(yàn)得到的，這些常數(shù)分別為 0.0435、 0.522和0.0796，并且隨著輪胎的磨損僅會(huì)有相當(dāng)微小的改變。
圖7概略地顯示了數(shù)據(jù)處理過(guò)程的步驟，根據(jù)本發(fā)明，該程序被 并入設(shè)備的程序存儲(chǔ)器13中。
第一處理步驟130對(duì)應(yīng)于從位于輪胎接觸區(qū)域的傳感器7中提取 信號(hào)。從傳感器7收到的這部分信號(hào)對(duì)應(yīng)于基本上非零的應(yīng)力信號(hào)， 例如典型地處于上述閾值之上的信號(hào)。
因此，該信號(hào)能夠根據(jù)兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行提取。
第一指標(biāo)在于對(duì)傳感器數(shù)目的計(jì)數(shù)，這些傳感器顯示了在閾值之 上的明顯應(yīng)力信號(hào)，這就可以推導(dǎo)出，這些傳感器呈現(xiàn)在地面上的接 觸區(qū)域中。
第二指標(biāo)在于測(cè)量時(shí)間，在該時(shí)間內(nèi)，傳感器發(fā)送一個(gè)明顯的應(yīng) 力測(cè)量信號(hào)，因此該時(shí)間對(duì)應(yīng)于經(jīng)過(guò)接觸區(qū)域的傳感器的時(shí)間。
為了給出一個(gè)縱向應(yīng)力情況的例子，確定了所有對(duì)應(yīng)于一個(gè)應(yīng)力 測(cè)量值的信號(hào)，該應(yīng)力測(cè)量值的絕對(duì)值在千分之一伏特之上。
借助于兩個(gè)指標(biāo)中的一個(gè)或者另一個(gè)，因?yàn)檠靥ッ娴闹芟蚓€性展 開(kāi)的傳感器數(shù)目已知，輪胎的速度也已知，那么，在步驟131中，分
別利用第一和第二指標(biāo)，可以計(jì)算出接觸區(qū)域的整個(gè)長(zhǎng)度A:a。例如， 該長(zhǎng)度可以由測(cè)量個(gè)數(shù)來(lái)進(jìn)行量化。
幾乎同時(shí)地，在步驟132中，正如上文所述為了得到在圖6中的 曲線那樣，通過(guò)確定局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)，實(shí)時(shí)地確定滑動(dòng)接觸區(qū)域的 長(zhǎng)度。這一過(guò)程的關(guān)鍵在于考慮接觸區(qū)域局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)，以及給 定傳感器從中離開(kāi)的點(diǎn)。在這兩個(gè)點(diǎn)之間，就可得到滑動(dòng)接觸區(qū)域長(zhǎng) 度丄#『之后，計(jì)算機(jī)程序133確定出滑動(dòng)接觸區(qū)域比率凡印c"，該 值由步驟132中所得值除以步驟131中所得值而得到。
處理設(shè)備9還包括一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器28。將抓地力潛能已用量 作為各種滑動(dòng)接觸區(qū)域比率的函數(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器28可以包含這 些相關(guān)的數(shù)據(jù)表，并且對(duì)應(yīng)于不同的動(dòng)力滾動(dòng)條件。這些數(shù)據(jù)表是通 過(guò)使用上述方法， 一個(gè)輪胎類型接著一個(gè)輪胎類型地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而獲得
的。接下來(lái)，在步驟134中，通過(guò)插值方法，可以確定對(duì)應(yīng)于值7 鄉(xiāng)c。 的值戶，W。
更簡(jiǎn)單地，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器28可以僅包含輪胎的常數(shù)A、 B和C，這 些常數(shù)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上被預(yù)先確定，這在上文中已作了解釋(參 見(jiàn)圖6)。然后，在步驟135中，在比率凡/,^。的值的基礎(chǔ)上，很容易 就可以對(duì)抓地力潛能已用量戶"^進(jìn)行計(jì)算。
一旦確定了車(chē)輛所配備輪胎的類型，就可以通過(guò)總線22選擇同所 研究輪胎相關(guān)的常數(shù)A、 B禾QC。這里，有可能使用戶/4,,/或者/^ ^。
一旦計(jì)算出可用抓地力余量i^。，7，就可以將其通過(guò)連接總線22 顯示在位于實(shí)際車(chē)輛內(nèi)的顯示設(shè)備139上。例如，顯示設(shè)備139可以 通過(guò)刻度盤(pán)的形式快速顯示容易判讀的數(shù)據(jù)。這就基本實(shí)現(xiàn)了駕駛者 所要考慮信息的要求，接下來(lái)，駕駛者可以調(diào)節(jié)其速度，使其適合于 其驅(qū)動(dòng)類型?？捎米サ亓τ嗔恳部梢愿郊拥鼗蛘邇H僅地連接到各 種主動(dòng)安全性設(shè)備140，例如車(chē)輪防抱死(ABS)、軌道修正(ESP) 和防滑(ASR)設(shè)備。
這些設(shè)備140根據(jù)速度的不同來(lái)考慮輪胎在路面上的表現(xiàn)。因此， 對(duì)于這些設(shè)備，有利的是結(jié)合一個(gè)考慮了可用抓地力余量/^,。^的物理 指標(biāo)。因此，這些指標(biāo)包含了實(shí)際的數(shù)據(jù)和i^，,的直接評(píng)估，以更好 地對(duì)接近于輪胎最大可用抓地力位置的點(diǎn)的干涉進(jìn)行校準(zhǔn)。
本發(fā)明不限于所描述和顯示的實(shí)例，可以對(duì)其采用各種修正而不 脫離所附權(quán)利要求中所限定的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于估算地面上滾動(dòng)的車(chē)輛輪胎的可用抓地力余量的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟-估算一個(gè)參量Rslip ca，也就是地面上輪胎的滑動(dòng)接觸區(qū)域與總接觸區(qū)域的比率；-通過(guò)所述參量和預(yù)先建立的與輪胎類型相關(guān)的數(shù)據(jù)，在信號(hào)處理單元中確定輪胎的抓地力潛能已用量Pμ，used和/或可用抓地力余量Pμ，avail，此處，Pμ，avail＝1-Pμ，used；以及-在存儲(chǔ)器中記錄該輪胎的所述抓地力潛能已用量和/或所述可用抓地力余量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先建立的數(shù) 據(jù)的形式是一個(gè)實(shí)驗(yàn)圖表，該實(shí)驗(yàn)圖表表示抓地力潛能己用量作為比率凡/^。在各種已確定滾動(dòng)狀況下的測(cè)量值的函數(shù)的變化。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先建立的數(shù)據(jù)為分析公式F的系數(shù)A、 B和C的形式，該公式為如果卩凡/,;^+j/+C<7，則尸/4 ^=(^,—"+j/ + C，并且在其它情況下，尸，《/ = 7 此處，A、 B和C是同輪胎類型相關(guān)的常數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在 于，所述參量凡/^。是從車(chē)輪和地面之間速度差別的測(cè)量值，以及輪胎 的運(yùn)行模型中估算得到的，該輪胎的運(yùn)行模型同所述參量凡印ca的速度 差別相關(guān)聯(lián)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l到3其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在 于，所述輪胎的胎面花紋塊裝備有一個(gè)或多個(gè)傳感器(7)，當(dāng)所述輪 胎在地面上滾動(dòng)時(shí)，每一個(gè)傳感器用于測(cè)量由所述胎面花紋塊局部承受的應(yīng)力特征量，所述參量凡,e。的估算包含以下步驟-當(dāng)所述輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)，測(cè)量所述特征量； -對(duì)應(yīng)完成的所述測(cè)量，生成一個(gè)信號(hào)；-從所述信號(hào)中提取與所述單個(gè)或多個(gè)傳感器(7)相關(guān)的部分 (S)，并且確定所述接觸區(qū)域的總長(zhǎng)度Z^，其中，所述單個(gè)或 多個(gè)傳感器(7)為經(jīng)過(guò)地面上輪胎的接觸區(qū)域的傳感器；-從所述信號(hào)的提取部分確定表征所述胎面花紋塊的局部滑動(dòng)開(kāi)始的信息；-確定所述胎面花紋塊的局部滑動(dòng)長(zhǎng)度丄—w■ i十算比率Cfl ， "f吏f導(dǎo)i^印ca =丄s/^ C(/丄ca °
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在地面平面內(nèi)所測(cè) 得的所述特征量，是沿所述輪胎滾動(dòng)方向的縱向應(yīng)力Sx和/或橫切于所 述輪胎滾動(dòng)方向的橫向應(yīng)力Sy，表征所述胎面花紋塊(6)的局部抓地
7、 根據(jù)權(quán)利要求5和6其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所測(cè)得的所述特征量是表征所述胎面花紋塊的局部抓地力m。d或 Cal,X或)ik^,y的應(yīng)力的比率，并且對(duì)應(yīng)于關(guān)于滾動(dòng)方向的所述縱向應(yīng) 力Sx和/或所述橫向應(yīng)力Sy的測(cè)量值相對(duì)于垂直于滾動(dòng)方向的X軸的應(yīng) 力Sz的比率。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5到7其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在 于，所述信號(hào)提取部分(S)顯示了應(yīng)力值，該應(yīng)力值或者作為一個(gè)給 定傳感器經(jīng)過(guò)接觸區(qū)域的時(shí)間的縱坐標(biāo)、函數(shù)、橫坐標(biāo)，或者作為沿 接觸區(qū)域布置的數(shù)個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于滾動(dòng)方向的縱軸的縱向位置x的縱 坐標(biāo)、函數(shù)、橫坐標(biāo)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5到8其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在 于，所述信號(hào)提取部分(S)的第一部分(Si)在所述胎面花紋塊一進(jìn) 入接觸區(qū)域就被從中去除，所述信號(hào)提取部分的第二部分(Sf)恰好在 胎面花紋塊離開(kāi)被檢測(cè)的接觸區(qū)域之前被從中去除。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述每一個(gè)被去除的部分對(duì)應(yīng)于所述信號(hào)提取部分(S)的大約7.5%。
11、 根據(jù)權(quán)利要求5到IO其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征 在于，所述局部滑動(dòng)開(kāi)始的信息通過(guò)檢測(cè)所述信號(hào)提取部分(S)的常 數(shù)量級(jí)來(lái)確定，也就是說(shuō)，例如通過(guò)顯示在所述信號(hào)提取部分(S)接 近于水平的坪曲線部分來(lái)確定。
12、 根據(jù)權(quán)利要求5到11其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征 在于，對(duì)于沿接觸面積記錄的n個(gè)連續(xù)測(cè)量點(diǎn)，當(dāng)局部抓地力^。^關(guān) 于變量x的一次導(dǎo)數(shù)小于值Sl時(shí)，所述局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)被確定，此 處-x表示沿縱軸的縱向位置，該縱軸對(duì)應(yīng)于單個(gè)和/或多個(gè)胎面花紋塊(6)的輪胎的滾動(dòng)方向； -Sl和n是所研究的輪胎和測(cè)量塊兩者的常值函數(shù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求5到12其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征 在于，當(dāng)局部抓地力w。^關(guān)于變量x的二次導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值大于值S2 時(shí)，所述局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)被確定，此處-x表示沿縱軸的縱向位置，該縱軸對(duì)應(yīng)于單個(gè)和/或多個(gè)胎面花紋塊(6)的輪胎的滾動(dòng)方向； -S2是所研究的輪胎和測(cè)量塊(6)以及所應(yīng)用的傳感器(7)的常值函數(shù)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12和13其中一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特 征在于，除了通過(guò)第一指標(biāo)對(duì)同一點(diǎn)進(jìn)行確定外，當(dāng)局部抓地力|a1(K;al經(jīng)過(guò)最大值W。ed，max時(shí)，所述局部滑動(dòng)的初始點(diǎn)被確定。
15、 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述可用抓地力余量Pw,估算被傳輸給車(chē)輛上的各種主動(dòng)安 全性設(shè)備。
16、 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特 征在于，所述用抓地力余量i^,^/估算被傳輸給車(chē)輛的駕駛者。
17、 一種用于估算在地面上行駛車(chē)輛的輪胎(1)的可用抓地力余量的設(shè)備，包括- 一個(gè)輪胎，它的至少一個(gè)胎面花紋塊或者它的胎面的一個(gè)測(cè)量 區(qū)域裝有一個(gè)或多個(gè)傳感器(5)，當(dāng)所述輪胎在地面上滾動(dòng)時(shí)， 所述每一個(gè)傳感器用于測(cè)量由該胎面花紋塊或該輪胎的胎面的 測(cè)量區(qū)域局部承受的應(yīng)力；-用于傳輸對(duì)應(yīng)于這些應(yīng)力的測(cè)量值的信號(hào)的工具；以及- 一個(gè)信號(hào)處理單元，能夠從傳輸信號(hào)中提取一個(gè)信號(hào)部分，該 信號(hào)部分對(duì)應(yīng)于從在地面上滾動(dòng)的輪胎的接觸區(qū)域中通過(guò)的所 述單個(gè)或多個(gè)傳感器的個(gè)數(shù)或時(shí)間；其特征在于，在該處理單元中包含一個(gè)執(zhí)行程序，該程序用于在所述 提取信號(hào)的基礎(chǔ)上實(shí)施權(quán)利要求5到16中任意一項(xiàng)權(quán)利要求的方法。
全文摘要
一種用于估算地面上滾動(dòng)的車(chē)輛輪胎的可用抓地力余量的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟估算一個(gè)參量R_{slip ca}，也就是地面上輪胎的滑動(dòng)接觸區(qū)域與總接觸區(qū)域的比率；通過(guò)所述參量和預(yù)先建立的與輪胎類型相關(guān)的數(shù)據(jù)，在信號(hào)處理單元中確定輪胎的抓地力潛能已用量P_μ，used和/或可用抓地力余量P_{μ，avail}，此處，P_{μ，avail}＝1-P_{μ，used}；以及-在存儲(chǔ)器中記錄該輪胎的所述抓地力潛能已用量和/或所述可用抓地力余量。
文檔編號(hào)B60C19/00GK101337491SQ200810130649
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者F·什佩特勒 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份有限公司