[发明专利]用于轮胎侧偏力估计和监测的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于估计和监测轮胎侧偏力的系统和方法，其 能够提供改进的车上动态和稳态控制，并能够为驾驶员提供关于轮胎物理 状况的信息。

背景技术

车辆的动作是由轮胎和道路之间产生的力(例如侧向轮胎力)决定的。 因此，了解侧向轮胎力的特性以及相应地适应道路状况对于车辆控制系统 来说是有帮助的，其加强了车辆操作性，并增加了乘客安全性。为了满足 日益增加的工业标准和消费者对车辆安全性的更高期待，车辆控制系统应 该适应道路状况和车辆状况。为了适应车辆状况，车辆控制系统可以监测 诸如转向输入、车辆负载和轮胎侧偏力等的参数。

轮胎侧偏力，另外通常所说的轮胎侧偏刚度或有效回正刚度，是影响 车辆转向、操作和稳定性的轮胎参数。轮胎侧偏力可以通过轮胎侧向力和 轮胎滑移之间的关系限定，并取决于诸如转向输入和道路状况以及诸如车 辆负载、轮胎胎面磨损、轮胎损坏和轮胎充气压力的车辆状况等的因素。

由于现有估计方法的各种局限性，轮胎侧偏力估计和监测尚未加入到 现有的车辆控制系统中。已知的典型地利用假定稳态下的加速度或车辆速 度来估计轮胎力的估计方法可能是不结实或不准确的。另外的估计方法建 议使用全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)传感器来估计车辆轮 胎侧偏刚度，用侧滑估计来找到轮胎偏角，但由于需要在车上有附加的传 感器，该方法可能不仅不切实际而且价格昂贵。

发明内容

根据本教导的某些实施例，本发明提供了一种轮胎侧偏力估计和监测 系统，该系统包含转向扭矩传感器、方向盘角度传感器、偏航率传感器、 侧向加速器传感器、速度传感器和设置成从传感器、方向盘角度传感器接 收信号并且如果该信号指示一个或多个车辆轮胎需要被检查或维修时发 出警报的至少一个控制器。该系统还包含一个设置成指示一个或多个车辆 轮胎需要被检查或维修的报警系统。

根据本教导的某些实施例，本发明提供一种估计和监测车辆的轮胎侧 偏力的方法，该方法包含接收与转向扭矩、方向盘角度、偏航率、侧向加 速度和速度相应的信号，并且如果该信号指示一个或多个车辆轮胎需要别 检查或维修时发出警报。

本教导的某些实施例还提供了一种估计和监测车辆的轮胎侧偏力的 方法，该方法包含基于前轮总的转向力矩的变化和前轮平均轮胎偏角的变 化中的至少一个来估计前轮有效回正刚度，对比估计的前轮有效回正刚度 与参考前轮回正刚度以确定轮胎侧偏刚度偏差，并当现在的轮胎侧偏刚度 偏差超过指定值时提供反馈。

本发明的其他目的和优点部分将在以下的说明书中被阐明，部分从说 明书中显而易见，或可以通过本发明的实施而被获知。本发明的目的和优 点将凭借在附加的权利要求中特别指出的部件和结合体来实现和达到。

应该理解前述的总体说明和以下的具体说明仅仅是示例性的和说明 性的，而不是对本发明如权利要求那样的限制。

加入到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图阐明了本发明的 实施例，并与本说明书一起用来解释本发明的原理。

附图说明

至少某些特征和优点将从以下对相应实施例的具体说明中变得显而 易见，该说明应该参照附图来理解，其中：

图1是表示根据本教导的示例性实施例的车上轮胎侧偏力估计和监测 系统的某些结构部件的示意图。

图2是根据本教导的示例性实施例的估计和监测轮胎侧偏力的逻辑流 程图。

尽管以下的详细说明提到说明性的实施例，然而其多种替换、改变和 变化对本领域的技术人员来说将显而易见。因此，应该对权利要求的主体 作宽泛地理解。

具体实施方式

现将详细参考附图中阐明的各种实施例和实例。各种示例性的实施例 不是要限制公开的内容。相反，所公开的内容意在涵盖所有的替换、改变 和等同物。

将强劲的轮胎侧偏刚度估计加入到车辆控制系统中可以改进车辆动 态和稳态控制。此外，对轮胎侧偏力相对于参考刚度值的监测将为驾驶员 提供及时的轮胎检测和/或替换的关键信息。