專利名稱：縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的線性和非線性識(shí)別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及一種估計(jì)車輛輪胎的輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
輪胎-道路摩擦系數(shù)是無(wú)量綱值，其指示輪胎的摩擦值對(duì)道路的摩擦值。包括但不限于電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)和防鎖制動(dòng)系統(tǒng)的許多車輛控制系統(tǒng)，在確定如何控制車輛的各個(gè)部件時(shí)，利用輪胎-道路摩擦系數(shù)。輪胎-道路摩擦系數(shù)隨不同的輪胎和不同的道路條件改變。例如，在相同運(yùn)行條件下對(duì)于同一車輛上的同一輪胎，輪胎-道路摩擦系數(shù)在干路面上要比在濕路面上大。因?yàn)檩喬?道路摩擦系數(shù)連續(xù)變化，車輛控制器必須連續(xù)地監(jiān)視和/或計(jì)算道路-輪胎摩擦系數(shù)以便各控制系統(tǒng)來(lái)使用。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種估計(jì)車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法。該方法包括估計(jì)輪胎的縱向剛度，和確定輪胎是否處于預(yù)定飽和范圍中。當(dāng)輪胎沒(méi)有處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，則輪胎的縱向剛度被關(guān)聯(lián)到輪胎-道路摩擦系數(shù)的估計(jì)值，以估計(jì)輪胎-道路摩擦系數(shù)。當(dāng)輪胎處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，則輪胎的當(dāng)前被利用的縱向摩擦力被計(jì)算，以估計(jì)輪胎-道路摩擦系數(shù)。提供了一種估計(jì)車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的替換方法。該方法包括隨時(shí)間計(jì)算輪胎的縱向滑移、隨時(shí)間計(jì)算輪胎上的縱向力、隨時(shí)間計(jì)算輪胎上的垂直力和隨時(shí)間計(jì)算輪胎的被利用縱向摩擦力。輪胎的被利用縱向摩擦力通過(guò)將輪胎上的縱向力除以輪胎上的垂直力而計(jì)算出。該方法還包括計(jì)算輪胎特征曲線的初始斜率，該初始斜率隨時(shí)間將輪胎的被利用縱向摩擦力關(guān)聯(lián)到輪胎的縱向滑移，并計(jì)算輪胎特征曲線在時(shí)間上的一階導(dǎo)數(shù)，以確定輪胎是否處于預(yù)定飽和范圍中。當(dāng)輪胎沒(méi)有處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，則輪胎特征曲線的初始斜率被關(guān)聯(lián)到輪胎-道路摩擦系數(shù)的估計(jì)值，以估計(jì)輪胎-道路摩擦系數(shù)。當(dāng)輪胎處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，則輪胎的當(dāng)前被利用縱向摩擦力被計(jì)算以估計(jì)輪胎-道路摩擦系數(shù)。輪胎的當(dāng)前被利用縱向摩力擦通過(guò)將輪胎上的當(dāng)前縱向力除以輪胎上的當(dāng)前垂直力而被計(jì)算出。因而，將輪胎的被利用縱向摩擦力關(guān)聯(lián)到輪胎的縱向滑移、且是對(duì)輪胎的縱向剛度的度量的輪胎特征曲線的初始斜率被用于在初始斜率的斜率沒(méi)有處于預(yù)定飽和范圍時(shí) (即只要輪胎特征曲線的斜率保持線性時(shí))計(jì)算輪胎-道路摩擦系數(shù)。當(dāng)輪胎特征曲線的斜率進(jìn)入預(yù)定飽和范圍并變?yōu)榉蔷€性時(shí)(表示輪胎處于或接近飽和)，則輪胎的實(shí)際被利用縱向摩擦力被用于輪胎-道路摩擦系數(shù)。一旦輪胎處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，則使用輪胎的實(shí)際被利用縱向摩擦力，因?yàn)橐坏┹喬ソ咏柡?，則輪胎特征曲線的初始斜率與輪胎-道路摩擦系數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性不再有效。因此，當(dāng)輪胎沒(méi)有飽和以及處于飽和時(shí)，輪胎-道路摩擦系數(shù)可被準(zhǔn)確估計(jì)。本發(fā)明的這些特征和優(yōu)勢(shì)及其它特征和優(yōu)勢(shì)將從用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的以下詳細(xì)描述并連同附圖而顯而易見。


圖I是估計(jì)輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法的流程圖。圖2是關(guān)于縱軸上的輪胎的被利用縱向摩擦力對(duì)橫軸上的輪胎縱向滑移的圖表。圖3是示意性力示意圖。
具體實(shí)施例方式參考附圖，其中，相同的附圖標(biāo)記在多幅圖中表示相同的部件，估計(jì)用于車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法在圖I中總體用20示出。輪胎-道路摩擦系數(shù)是表示輪胎的摩擦性能對(duì)道路的摩擦性能的無(wú)量綱值。當(dāng)沿車輛的縱向方向(即在車輛的前部和車輛的后部之間延伸的方向)測(cè)量時(shí)，該輪胎-道路摩擦系數(shù)被稱為縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)。一旦計(jì)算出來(lái)，該縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)可被車輛的一個(gè)或多個(gè)控制系統(tǒng)使用，包括但不限于電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)或防鎖制動(dòng)系統(tǒng)，以確定在現(xiàn)有條件下如何控制車輛。輪胎-道路摩擦系數(shù)隨變化的道路和天氣條件以及變化的車輛運(yùn)行條件而不斷地變化。因而，輪胎-道路摩擦系數(shù)必須被連續(xù)地計(jì)算或估計(jì)，以為各控制系統(tǒng)提供最準(zhǔn)確和最新的輪胎-道路摩擦系數(shù)估計(jì)值。該方法包括估計(jì)輪胎的縱向剛度，大體在塊22示出。還參考圖2，輪胎的縱向剛度大體通過(guò)圖2中的線24示出。該輪胎的縱向剛度被定義為輪胎特征曲線的初始斜率，即， 線24，該初始斜率將輪胎的被利用縱向摩擦力(沿圖2所示的縱軸26測(cè)量)關(guān)聯(lián)到輪胎的縱向滑移(沿圖2所示的橫軸28測(cè)量)。輪胎特征曲線30大體用圖2中的虛線30示出。在低縱向滑移值時(shí)的輪胎特征曲線30的斜率與在高縱向滑移值時(shí)的輪胎特征曲線30的斜率之間存在顯著的差異。在輪胎特征曲線30的低縱向滑移區(qū)域中，存在線性關(guān)系，即，初始斜率24。當(dāng)縱向滑移增加時(shí)，輪胎特征曲線30的斜率變?yōu)榉蔷€性的44，且隨著輪胎接近飽和而變平。輪胎飽和在此定義為在當(dāng)前條件下到達(dá)最大值的縱向輪胎力。在輪胎特征曲線30在低縱向滑移時(shí)的線性區(qū)域24中，基于車輛縱向加速度的簡(jiǎn)單算法可用于計(jì)算縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)，該算法諸如但不限于被防鎖制動(dòng)系統(tǒng)或牽引控制系統(tǒng)使用的算法。但是，一旦輪胎接近飽和，即，輪胎特征曲線30進(jìn)入輪胎特征曲線30的非線性區(qū)域44，這些算法不可使用。估計(jì)輪胎的縱向剛度包括隨時(shí)間計(jì)算輪胎的縱向滑移，大體通過(guò)塊32表示。輪胎的縱向剛度被間歇地不斷計(jì)算?？v向滑移隨時(shí)間被連續(xù)地計(jì)算以提供一系列值，這些值表示縱向滑移及其變化。例如，縱向滑移可在每個(gè)預(yù)定時(shí)間段計(jì)算一次。該預(yù)定時(shí)間段可被限定為一秒。因而，縱向滑移可每秒計(jì)算一次。應(yīng)該理解，縱向滑移的計(jì)算頻率可與提供的例子不同。輪胎的縱向滑移可被計(jì)算，例如，通過(guò)公式I :
權(quán)利要求
1.一種估計(jì)車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法，該方法包括估計(jì)輪胎的縱向剛度；確定該輪胎是否處于預(yù)定飽和范圍中；當(dāng)該輪胎沒(méi)有處于所述預(yù)定飽和范圍中時(shí)，將該輪胎的縱向剛度關(guān)聯(lián)到輪胎-道路摩擦系數(shù)的估計(jì)值，以估計(jì)所述輪胎-道路摩擦系數(shù)；和當(dāng)該輪胎處于預(yù)定飽和范圍中時(shí)，計(jì)算該輪胎的當(dāng)前被利用的縱向摩擦力以估計(jì)所述輪胎-道路摩擦系數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，估計(jì)輪胎的縱向剛度包括隨時(shí)間間歇地計(jì)算該輪胎的縱向滑移。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，估計(jì)輪胎的縱向剛度包括隨時(shí)間間歇地計(jì)算該輪胎上的縱向力。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，計(jì)算輪胎上的縱向力包括使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩參照該輪胎上的縱向力的被關(guān)聯(lián)值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，計(jì)算輪胎上的縱向力包括從車輛的縱向加速度計(jì)算該輪胎上的縱向力。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，參照車輛的縱向加速度包括測(cè)量所述車輛的縱向加速度。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，估計(jì)輪胎的縱向剛度包括隨時(shí)間間歇地計(jì)算輪胎上的垂直力。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，估計(jì)輪胎的縱向剛度包括隨時(shí)間間歇地計(jì)算輪胎的被利用縱向摩擦力。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述被利用的縱向摩擦力通過(guò)將該輪胎上的縱向力除以該輪胎上的垂直力而被計(jì)算。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，估計(jì)輪胎的縱向剛度包括計(jì)算該輪胎特征曲線的初始斜率，該初始斜率隨時(shí)間將該輪胎的被利用的縱向摩擦力關(guān)聯(lián)到該輪胎的縱向滑移。
全文摘要
提供了一種估計(jì)縱向輪胎-道路摩擦系數(shù)的方法，該方法包括確定輪胎特征曲線的斜率何時(shí)為線性以及何時(shí)為非線性，該初始斜率將輪胎的被利用縱向摩擦力關(guān)聯(lián)到輪胎的縱向滑移。當(dāng)輪胎特征曲線的斜率是線性時(shí)，則輪胎-道路摩擦系數(shù)通過(guò)將輪胎的斜率關(guān)聯(lián)到輪胎-道路摩擦系數(shù)而被估計(jì)。當(dāng)輪胎特征曲線的斜率是非線性時(shí)，表示輪胎接近或處于飽和，則輪胎-道路摩擦系數(shù)通過(guò)計(jì)算輪胎的當(dāng)前被利用縱向摩擦力而被估計(jì)。
文檔編號(hào)B60W40/06GK102582625SQ201210005818
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者S.延格夫, Y.A.格內(nèi)姆 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司