道路摩擦估计系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及用于在车辆操作期间收集测量的轮胎参数数据的轮胎监测系 统，并且更具体地涉及一种用于基于这样的测量估计道路摩擦估计的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 可由在车辆操作期间测量诸如压力和温度的轮胎参数的轮胎压力监测系统 (TPMS)监测车辆安装的轮胎。来自配备TPMS轮胎的系统的数据用于基于测量的轮胎参 数确定轮胎的状态，并提醒驾驶员注意可能需要补救维护的诸如低的轮胎压力或泄露的状 况。每个轮胎内的传感器在轮胎制造的预固化阶段或者在后固化装配中安装至轮胎。
[0003] 诸如包括道路摩擦系数的路面的状况的其他因素是对于车辆操作和安全的重要 考虑。因此，还希望测量道路摩擦，并将道路摩擦信息传送至车辆操作者和/或诸如制动和 稳定的车辆系统。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的方面，提供一种用于计算道路摩擦系数估计的道路摩擦系数估计系 统与方法。在具有多个支撑轮胎的车辆中，附接轮胎负载估计传感器，用于估计多个轮胎中 的每个轮胎上的动态负载估计。利用负载估计传感器数据进行轮胎滑移角计算，由此，进行 多个轮胎中的每个轮胎上的动态滑移角估计。从车辆CAN总线传感器获得车辆加速度和横 摆率操作参数，并且动态观测器模型计算多个轮胎中的每个轮胎上的侧向和纵向力估计。 从多个轮胎中的每个轮胎上的估计的动态负载来估计负载转移比；并且从多个轮胎中的每 个轮胎上的侧向和纵向力估计来计算多个轮胎中的每个轮胎上的单独的车轮力估计。从多 个轮胎中的每个轮胎上的动态滑移角估计和多个轮胎中的每个轮胎上的单独的车轮力估 计进行基于模型的摩擦估计。
[0005] 在另一方面中，基于滑移角和轮胎负载的轮胎传感器获得的变量和多个轮胎中的 每个轮胎上的力的观测器导出的估计来实时进行摩擦估计。
[0006] 在又一方面中，动态观测器模型包括单轨迹的三自由度模型；根据四轮车辆模型 进行道路摩擦系数估计；并且利用刷-轮胎模型进行道路摩擦系数估计。
[0007] 本发明还提供如下方案： 1. 一种用于计算道路摩擦系数估计的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，包括： 支撑车辆的至少一个前轮胎和至少一个后轮胎； 轮胎负载估计装置，其用于估计前轮胎负载估计和后轮胎负载估计； 轮胎滑移角估计装置，其用于估计前轮胎滑移角估计和后轮胎滑移角估计； 基于车辆的传感器装置，其用于测量车辆操作参数； 观测器模型，其用于基于所述车辆操作参数计算估计的总的前轮胎力估计和估计的总 的后轮胎力估计； 负载转移比计算装置，其用于从所述前轮胎负载估计和所述后轮胎负载估计计算估计 的负载转移比； 单独的车轮力估计装置，其用于基于所述前轮胎和所述后轮胎上的估计的总力计算单 独的车轮力估计； 基于模型的摩擦估计装置，其用于基于所述前轮胎滑移角估计、所述后轮胎滑移角估 计和所述单独的车轮力估计计算估计的路面摩擦系数。
[0008] 2.根据方案1所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，由所述基于车辆的传 感器装置测量的所述车辆操作参数取自组：车辆横摆率、车辆加速度。
[0009] 3.根据方案2所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，每个轮胎包括帖附至 所述轮胎的相应相对的第一轮胎侧壁和第二轮胎侧壁的第一感测装置和第二感测装置，以 可操作地测量所述相应的第一侧壁和第二侧壁中的轮胎应变，并操作地产生指示所述轮胎 应变的测量的应变信号。
[0010] 4.根据方案3所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，用于计算所述前轮胎 滑移角估计和所述后轮胎滑移角估计的所述轮胎滑移角估计装置计算来自每个轮胎的所 述第一应变感测装置和所述第二应变感测装置的所述侧壁应变信号的比较。
[0011] 5.根据方案4所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，来自所述第一应变感 测装置和所述第二应变感测装置的所述侧壁应变信号分别包括具有可操作地表示相应的 第一侧壁和所述第二侧壁的偏转的形式的信号。
[0012] 6. -种用于计算道路摩擦系数估计的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，包 括： 车辆，其具有多个支撑轮胎； 轮胎负载估计装置，其用于估计所述多个轮胎中的每个轮胎上的动态负载估计； 轮胎滑移角估计装置，其用于估计所述多个轮胎中的每个轮胎上的动态滑移角估计； 车辆CAN总线传感器装置，其用于测量车辆加速度和横摆率操作参数； 动态观测器模型，其用于计算所述多个轮胎中的每个轮胎上的侧向和纵向力估计； 负载转移比计算装置，其用于从所述多个轮胎中的每个轮胎上的所估计的动态负载计 算估计的负载转移比； 单独的车轮力估计装置，其用于从所述多个轮胎中的每个轮胎上的所述侧向和纵向力 估计计算所述多个轮胎中的每个轮胎上的单独的车轮力估计；以及 基于模型的摩擦估计装置，其用于基于所述多个轮胎中的每个轮胎上的所述动态滑移 角估计和所述多个轮胎中的每个轮胎上的所述单独的车轮力估计计算估计的路面摩擦系 数。
[0013] 7.根据方案6所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述摩擦估计装置基 于轮胎传感器获得的滑移角和轮胎负载的变量和观测器导出的在所述多个轮胎中的每个 轮胎上的力的估计而实时操作。
[0014] 8.根据方案6所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述动态观测器模型 包括单轨迹的三自由度模型。
[0015] 9.根据方案6所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述单独的车轮力估 计装置包括四轮车辆模型。
[0016] 10.根据方案6所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述基于模型的摩 擦估计装置包括刷轮胎模型。
[0017] 11.根据方案10所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述摩擦估计装置 基于轮胎传感器获得的滑移角和轮胎负载的变量和观测器导出的在所述多个轮胎中的每 个轮胎上的力的估计而实时操作。
[0018] 12.根据方案11所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述动态观测器模 型包括单轨迹的三自由度模型。
[0019] 13.根据方案12所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述单独的车轮力 估计装置包括四轮车辆模型。
[0020] 14.根据方案13所述的道路摩擦系数估计系统，其特征在于，所述基于模型的摩 擦估计装置包括刷轮胎模型。
[0021] 15. -种估计道路摩擦系数的方法，其特征在于，包括： 为支撑车辆的多个轮胎中的每个轮胎配备用于估计所述多个轮胎中的每个轮胎上的 动态负载估计的动态负载估计传感器； 为所述多个轮胎中的每个轮胎配备用于估计所述多个轮胎中的每个轮胎上的动态滑 移角估计的轮胎滑移角估计装置； 利用车辆CAN总线传感器装置测量车辆加速度和横摆率操作参数； 利用动态观测器模型计算所述多个轮胎中的每个轮胎上的侧向和纵向力估计； 从所述多个轮胎中的每个轮胎上的所估计的动态负载计算估计的负载转移比； 从所述多个轮胎中的每个轮胎上的所述侧向和纵向力估计计算所述多个轮胎中的每 个轮胎上的单独的车轮力估计；以及 基于所述多个轮胎中的每个轮胎上的所述动态滑移角估计和所述多个轮胎中的每个 轮胎上的所述单独的车轮力估计计算估计的路面摩擦系数。
[0022] 16.根据方案14所述的估计道路摩擦系数的方法，其特征在于，还包括使所述路 面摩擦系数估计装置实时基于轮胎传感器获得的所述滑移角和所述轮胎负载的变量和观 测器导出的在所述多个轮胎中的每个轮胎上的力的估计的组合。
[0023] 17.根据方案1