道路摩擦估計系統與方法
【技術領域】
[0001] 本發明大體上涉及用于在車輛操作期間收集測量的輪胎參數數據的輪胎監測系 統，并且更具體地涉及一種用于基于這樣的測量估計道路摩擦估計的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 可由在車輛操作期間測量諸如壓力和溫度的輪胎參數的輪胎壓力監測系統 (TPMS)監測車輛安裝的輪胎。來自配備TPMS輪胎的系統的數據用于基于測量的輪胎參 數確定輪胎的狀態，并提醒駕駛員注意可能需要補救維護的諸如低的輪胎壓力或泄露的狀 況。每個輪胎內的傳感器在輪胎制造的預固化階段或者在后固化裝配中安裝至輪胎。
[0003] 諸如包括道路摩擦系數的路面的狀況的其他因素是對于車輛操作和安全的重要 考慮。因此，還希望測量道路摩擦，并將道路摩擦信息傳送至車輛操作者和/或諸如制動和 穩定的車輛系統。
【發明內容】
[0004] 根據本發明的方面，提供一種用于計算道路摩擦系數估計的道路摩擦系數估計系 統與方法。在具有多個支撐輪胎的車輛中，附接輪胎負載估計傳感器，用于估計多個輪胎中 的每個輪胎上的動態負載估計。利用負載估計傳感器數據進行輪胎滑移角計算，由此，進行 多個輪胎中的每個輪胎上的動態滑移角估計。從車輛CAN總線傳感器獲得車輛加速度和橫 擺率操作參數，并且動態觀測器模型計算多個輪胎中的每個輪胎上的側向和縱向力估計。 從多個輪胎中的每個輪胎上的估計的動態負載來估計負載轉移比；并且從多個輪胎中的每 個輪胎上的側向和縱向力估計來計算多個輪胎中的每個輪胎上的單獨的車輪力估計。從多 個輪胎中的每個輪胎上的動態滑移角估計和多個輪胎中的每個輪胎上的單獨的車輪力估 計進行基于模型的摩擦估計。
[0005] 在另一方面中，基于滑移角和輪胎負載的輪胎傳感器獲得的變量和多個輪胎中的 每個輪胎上的力的觀測器導出的估計來實時進行摩擦估計。
[0006] 在又一方面中，動態觀測器模型包括單軌跡的三自由度模型；根據四輪車輛模型 進行道路摩擦系數估計；并且利用刷-輪胎模型進行道路摩擦系數估計。
[0007] 本發明還提供如下方案： 1. 一種用于計算道路摩擦系數估計的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，包括： 支撐車輛的至少一個前輪胎和至少一個后輪胎； 輪胎負載估計裝置，其用于估計前輪胎負載估計和后輪胎負載估計； 輪胎滑移角估計裝置，其用于估計前輪胎滑移角估計和后輪胎滑移角估計； 基于車輛的傳感器裝置，其用于測量車輛操作參數； 觀測器模型，其用于基于所述車輛操作參數計算估計的總的前輪胎力估計和估計的總 的后輪胎力估計； 負載轉移比計算裝置，其用于從所述前輪胎負載估計和所述后輪胎負載估計計算估計 的負載轉移比； 單獨的車輪力估計裝置，其用于基于所述前輪胎和所述后輪胎上的估計的總力計算單 獨的車輪力估計； 基于模型的摩擦估計裝置，其用于基于所述前輪胎滑移角估計、所述后輪胎滑移角估 計和所述單獨的車輪力估計計算估計的路面摩擦系數。
[0008] 2.根據方案1所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，由所述基于車輛的傳 感器裝置測量的所述車輛操作參數取自組：車輛橫擺率、車輛加速度。
[0009] 3.根據方案2所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，每個輪胎包括帖附至 所述輪胎的相應相對的第一輪胎側壁和第二輪胎側壁的第一感測裝置和第二感測裝置，以 可操作地測量所述相應的第一側壁和第二側壁中的輪胎應變，并操作地產生指示所述輪胎 應變的測量的應變信號。
[0010] 4.根據方案3所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，用于計算所述前輪胎 滑移角估計和所述后輪胎滑移角估計的所述輪胎滑移角估計裝置計算來自每個輪胎的所 述第一應變感測裝置和所述第二應變感測裝置的所述側壁應變信號的比較。
[0011] 5.根據方案4所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，來自所述第一應變感 測裝置和所述第二應變感測裝置的所述側壁應變信號分別包括具有可操作地表示相應的 第一側壁和所述第二側壁的偏轉的形式的信號。
[0012] 6. -種用于計算道路摩擦系數估計的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，包 括： 車輛，其具有多個支撐輪胎； 輪胎負載估計裝置，其用于估計所述多個輪胎中的每個輪胎上的動態負載估計； 輪胎滑移角估計裝置，其用于估計所述多個輪胎中的每個輪胎上的動態滑移角估計； 車輛CAN總線傳感器裝置，其用于測量車輛加速度和橫擺率操作參數； 動態觀測器模型，其用于計算所述多個輪胎中的每個輪胎上的側向和縱向力估計； 負載轉移比計算裝置，其用于從所述多個輪胎中的每個輪胎上的所估計的動態負載計 算估計的負載轉移比； 單獨的車輪力估計裝置，其用于從所述多個輪胎中的每個輪胎上的所述側向和縱向力 估計計算所述多個輪胎中的每個輪胎上的單獨的車輪力估計；以及 基于模型的摩擦估計裝置，其用于基于所述多個輪胎中的每個輪胎上的所述動態滑移 角估計和所述多個輪胎中的每個輪胎上的所述單獨的車輪力估計計算估計的路面摩擦系 數。
[0013] 7.根據方案6所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述摩擦估計裝置基 于輪胎傳感器獲得的滑移角和輪胎負載的變量和觀測器導出的在所述多個輪胎中的每個 輪胎上的力的估計而實時操作。
[0014] 8.根據方案6所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述動態觀測器模型 包括單軌跡的三自由度模型。
[0015] 9.根據方案6所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述單獨的車輪力估 計裝置包括四輪車輛模型。
[0016] 10.根據方案6所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述基于模型的摩 擦估計裝置包括刷輪胎模型。
[0017] 11.根據方案10所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述摩擦估計裝置 基于輪胎傳感器獲得的滑移角和輪胎負載的變量和觀測器導出的在所述多個輪胎中的每 個輪胎上的力的估計而實時操作。
[0018] 12.根據方案11所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述動態觀測器模 型包括單軌跡的三自由度模型。
[0019] 13.根據方案12所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述單獨的車輪力 估計裝置包括四輪車輛模型。
[0020] 14.根據方案13所述的道路摩擦系數估計系統，其特征在于，所述基于模型的摩 擦估計裝置包括刷輪胎模型。
[0021] 15. -種估計道路摩擦系數的方法，其特征在于，包括： 為支撐車輛的多個輪胎中的每個輪胎配備用于估計所述多個輪胎中的每個輪胎上的 動態負載估計的動態負載估計傳感器； 為所述多個輪胎中的每個輪胎配備用于估計所述多個輪胎中的每個輪胎上的動態滑 移角估計的輪胎滑移角估計裝置； 利用車輛CAN總線傳感器裝置測量車輛加速度和橫擺率操作參數； 利用動態觀測器模型計算所述多個輪胎中的每個輪胎上的側向和縱向力估計； 從所述多個輪胎中的每個輪胎上的所估計的動態負載計算估計的負載轉移比； 從所述多個輪胎中的每個輪胎上的所述側向和縱向力估計計算所述多個輪胎中的每 個輪胎上的單獨的車輪力估計；以及 基于所述多個輪胎中的每個輪胎上的所述動態滑移角估計和所述多個輪胎中的每個 輪胎上的所述單獨的車輪力估計計算估計的路面摩擦系數。
[0022] 16.根據方案14所述的估計道路摩擦系數的方法，其特征在于，還包括使所述路 面摩擦系數估計裝置實時基于輪胎傳感器獲得的所述滑移角和所述輪胎負載的變量和觀 測器導出的在所述多個輪胎中的每個輪胎上的力的估計的組合。
[0023] 17.根據方案1