專利名稱：縱向輪胎-道路摩擦系數的線性和非線性識別的制作方法
技術領域：
本發明大體涉及一種估計車輛輪胎的輪胎-道路摩擦系數的方法。
背景技術：
輪胎-道路摩擦系數是無量綱值，其指示輪胎的摩擦值對道路的摩擦值。包括但不限于電子穩定性控制系統和防鎖制動系統的許多車輛控制系統，在確定如何控制車輛的各個部件時，利用輪胎-道路摩擦系數。輪胎-道路摩擦系數隨不同的輪胎和不同的道路條件改變。例如，在相同運行條件下對于同一車輛上的同一輪胎，輪胎-道路摩擦系數在干路面上要比在濕路面上大。因為輪胎-道路摩擦系數連續變化，車輛控制器必須連續地監視和/或計算道路-輪胎摩擦系數以便各控制系統來使用。

發明內容
提供了一種估計車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數的方法。該方法包括估計輪胎的縱向剛度，和確定輪胎是否處于預定飽和范圍中。當輪胎沒有處于預定飽和范圍中時，則輪胎的縱向剛度被關聯到輪胎-道路摩擦系數的估計值，以估計輪胎-道路摩擦系數。當輪胎處于預定飽和范圍中時，則輪胎的當前被利用的縱向摩擦力被計算，以估計輪胎-道路摩擦系數。提供了一種估計車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數的替換方法。該方法包括隨時間計算輪胎的縱向滑移、隨時間計算輪胎上的縱向力、隨時間計算輪胎上的垂直力和隨時間計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將輪胎上的縱向力除以輪胎上的垂直力而計算出。該方法還包括計算輪胎特征曲線的初始斜率，該初始斜率隨時間將輪胎的被利用縱向摩擦力關聯到輪胎的縱向滑移，并計算輪胎特征曲線在時間上的一階導數，以確定輪胎是否處于預定飽和范圍中。當輪胎沒有處于預定飽和范圍中時，則輪胎特征曲線的初始斜率被關聯到輪胎-道路摩擦系數的估計值，以估計輪胎-道路摩擦系數。當輪胎處于預定飽和范圍中時，則輪胎的當前被利用縱向摩擦力被計算以估計輪胎-道路摩擦系數。輪胎的當前被利用縱向摩力擦通過將輪胎上的當前縱向力除以輪胎上的當前垂直力而被計算出。因而，將輪胎的被利用縱向摩擦力關聯到輪胎的縱向滑移、且是對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有處于預定飽和范圍時 (即只要輪胎特征曲線的斜率保持線性時)計算輪胎-道路摩擦系數。當輪胎特征曲線的斜率進入預定飽和范圍并變為非線性時(表示輪胎處于或接近飽和)，則輪胎的實際被利用縱向摩擦力被用于輪胎-道路摩擦系數。一旦輪胎處于預定飽和范圍中時，則使用輪胎的實際被利用縱向摩擦力，因為一旦輪胎接近飽和，則輪胎特征曲線的初始斜率與輪胎-道路摩擦系數之間的關聯性不再有效。因此，當輪胎沒有飽和以及處于飽和時，輪胎-道路摩擦系數可被準確估計。本發明的這些特征和優勢及其它特征和優勢將從用于實施本發明的最佳模式的以下詳細描述并連同附圖而顯而易見。


圖I是估計輪胎-道路摩擦系數的方法的流程圖。圖2是關于縱軸上的輪胎的被利用縱向摩擦力對橫軸上的輪胎縱向滑移的圖表。圖3是示意性力示意圖。
具體實施例方式參考附圖，其中，相同的附圖標記在多幅圖中表示相同的部件，估計用于車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數的方法在圖I中總體用20示出。輪胎-道路摩擦系數是表示輪胎的摩擦性能對道路的摩擦性能的無量綱值。當沿車輛的縱向方向(即在車輛的前部和車輛的后部之間延伸的方向)測量時，該輪胎-道路摩擦系數被稱為縱向輪胎-道路摩擦系數。一旦計算出來，該縱向輪胎-道路摩擦系數可被車輛的一個或多個控制系統使用，包括但不限于電子穩定性控制系統或防鎖制動系統，以確定在現有條件下如何控制車輛。輪胎-道路摩擦系數隨變化的道路和天氣條件以及變化的車輛運行條件而不斷地變化。因而，輪胎-道路摩擦系數必須被連續地計算或估計，以為各控制系統提供最準確和最新的輪胎-道路摩擦系數估計值。該方法包括估計輪胎的縱向剛度，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測量)關聯到輪胎的縱向滑移(沿圖2所示的橫軸28測量)。輪胎特征曲線30大體用圖2中的虛線30示出。在低縱向滑移值時的輪胎特征曲線30的斜率與在高縱向滑移值時的輪胎特征曲線30的斜率之間存在顯著的差異。在輪胎特征曲線30的低縱向滑移區域中，存在線性關系，即，初始斜率24。當縱向滑移增加時，輪胎特征曲線30的斜率變為非線性的44，且隨著輪胎接近飽和而變平。輪胎飽和在此定義為在當前條件下到達最大值的縱向輪胎力。在輪胎特征曲線30在低縱向滑移時的線性區域24中，基于車輛縱向加速度的簡單算法可用于計算縱向輪胎-道路摩擦系數，該算法諸如但不限于被防鎖制動系統或牽引控制系統使用的算法。但是，一旦輪胎接近飽和，即，輪胎特征曲線30進入輪胎特征曲線30的非線性區域44，這些算法不可使用。估計輪胎的縱向剛度包括隨時間計算輪胎的縱向滑移，大體通過塊32表示。輪胎的縱向剛度被間歇地不斷計算。縱向滑移隨時間被連續地計算以提供一系列值，這些值表示縱向滑移及其變化。例如，縱向滑移可在每個預定時間段計算一次。該預定時間段可被限定為一秒。因而，縱向滑移可每秒計算一次。應該理解，縱向滑移的計算頻率可與提供的例子不同。輪胎的縱向滑移可被計算，例如，通過公式I :
權利要求
1.一種估計車輛的縱向輪胎-道路摩擦系數的方法，該方法包括估計輪胎的縱向剛度；確定該輪胎是否處于預定飽和范圍中；當該輪胎沒有處于所述預定飽和范圍中時，將該輪胎的縱向剛度關聯到輪胎-道路摩擦系數的估計值，以估計所述輪胎-道路摩擦系數；和當該輪胎處于預定飽和范圍中時，計算該輪胎的當前被利用的縱向摩擦力以估計所述輪胎-道路摩擦系數。
2.如權利要求I所述的方法，其中，估計輪胎的縱向剛度包括隨時間間歇地計算該輪胎的縱向滑移。
3.如權利要求2所述的方法，其中，估計輪胎的縱向剛度包括隨時間間歇地計算該輪胎上的縱向力。
4.如權利要求3所述的方法，其中，計算輪胎上的縱向力包括使發動機扭矩參照該輪胎上的縱向力的被關聯值。
5.如權利要求3所述的方法，其中，計算輪胎上的縱向力包括從車輛的縱向加速度計算該輪胎上的縱向力。
6.如權利要求5所述的方法，其中，參照車輛的縱向加速度包括測量所述車輛的縱向加速度。
7.如權利要求3所述的方法，其中，估計輪胎的縱向剛度包括隨時間間歇地計算輪胎上的垂直力。
8.如權利要求7所述的方法，其中，估計輪胎的縱向剛度包括隨時間間歇地計算輪胎的被利用縱向摩擦力。
9.如權利要求8所述的方法，其中，所述被利用的縱向摩擦力通過將該輪胎上的縱向力除以該輪胎上的垂直力而被計算。
10.如權利要求8所述的方法，其中，估計輪胎的縱向剛度包括計算該輪胎特征曲線的初始斜率，該初始斜率隨時間將該輪胎的被利用的縱向摩擦力關聯到該輪胎的縱向滑移。
全文摘要
提供了一種估計縱向輪胎-道路摩擦系數的方法，該方法包括確定輪胎特征曲線的斜率何時為線性以及何時為非線性，該初始斜率將輪胎的被利用縱向摩擦力關聯到輪胎的縱向滑移。當輪胎特征曲線的斜率是線性時，則輪胎-道路摩擦系數通過將輪胎的斜率關聯到輪胎-道路摩擦系數而被估計。當輪胎特征曲線的斜率是非線性時，表示輪胎接近或處于飽和，則輪胎-道路摩擦系數通過計算輪胎的當前被利用縱向摩擦力而被估計。
文檔編號B60W40/06GK102582625SQ201210005818
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2011年1月10日
發明者S.延格夫, Y.A.格內姆 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司