用于控制车辆轮胎-道路摩擦估计的方法和系统技术方案

提供了一种用于控制车辆(200)在道路(202)上行驶的方法。该方法包括：识别(100)即将到来的弯道(204)并确定(102)弯道的特性；确定(104)当前车速vv；估计(106)车辆的轮胎与道路之间的摩擦μe；基于弯道特性、车速和估计的摩擦来估计(108)当进入弯道时的最大可允许车速vmax_e；如果当前车速高于估计的最大可允许车速，则确定(112)需要摩擦测量；如果车辆与弯道入口之间的距离dv高于预定阈值距离dT，并且如果检测到制动动作，则在制动动作期间执行(116)摩擦测量以确定当前摩擦μc；如果车辆与弯道入口之间的距离低于预定阈值距离，则执行(118)摩擦测量以确定当前摩擦；以及基于弯道半径、车速和当前摩擦确定(120)最大可允许车速vmax_d。

Method and System for Controlling Tire-Road Friction Estimation of Vehicles

A method for controlling a vehicle (200) on a road (202) is provided. The method includes: identifying (100) the upcoming bend (204) and determining (102) the characteristics of the bend; determining (104) the current speed vv; estimating (106) the friction between the tire and the road; estimating (108) the maximum allowable speed vmax_e when entering the bend based on the characteristics of the bend, the speed and the estimated friction; and determining (1) if the current speed is higher than the estimated maximum allowable speed. 12) Friction measurement is required; if the distance DV between vehicle and bend entrance is higher than the predetermined threshold distance dT, and if braking action is detected, then (116) Friction measurement is performed during braking action to determine the current friction muc; if the distance between vehicle and bend entrance is lower than the predetermined threshold distance, then (118) Friction measurement is performed to determine the current friction; and based on bend half. Diameter, speed and current friction determine (120) maximum allowable speed vmax_d.

【技术实现步骤摘要】
用于控制车辆轮胎-道路摩擦估计的方法和系统
本专利技术涉及一种用于控制车辆的方法和系统。具体地，本专利技术涉及一种用于在即将到来的弯道之前确定轮胎-道路摩擦的方法和系统。
技术介绍
自主车辆和人类驾驶员都需要在进入弯道之前调整速度以便能够保持在道路上。可以进入弯道的最大速度主要由汽车将经历的轮胎-道路摩擦以及路径的半径确定。对于自主车辆，认为对摩擦的了解对保证不离开道路特别重要。大的摩擦不确定性意味着车速必须更低并且对于驾驶员接受度来说可能太低。可以使用例如车载摄像机或地图信息估计路径上的半径，其中也可以考虑弯道相切行为。众所周知，获得轮胎-道路摩擦的可靠估计会更加困难。最简单的方法是完全制动并测量减速度，但这会对驾驶员和周围的道路使用者造成干扰。为了克服这个问题，已经做出了若干尝试以使用例如前视摄像头、LIDAR和车轮内的加速度计来完成轮胎-道路摩擦的非侵入式(nonintrusive)测量。最近，已经开发了一种用于在不降低车速的情况下可靠地测量轮胎-道路摩擦的有前途的新技术，参见EP3106360A1。该技术通过同时地在后轴上制动和在前轴上加速来测量摩擦。使用该技术，可以在不降低车速的情况下完成对轮胎-道路摩擦的测量。然而，驾驶员和乘客可能通过制动/推进系统的声音注意到该测量。当执行测量时，车辆也可能呈现为“坐”在其后轴上，因为暂时地后轴上的制动和前轴上的加速将使车辆轻微地延伸。此外，如果频繁执行该测量，它们将对燃料消耗有负面影响。因此，需要最小化测量的数量，同时仍以足够的置信度提供轮胎-道路摩擦的测量以协助驾驶员和自主车辆调整速度以能够留在道路上。专利
技术实现思路
鉴于现有技术的上述和其它缺点，本专利技术的一个目的是提供一种用于控制车辆以便仅在需要时执行摩擦测量的方法。根据本专利技术的第一方面，该目的是通过一种用于控制车辆在道路上行驶的方法来实现的。该方法包括：识别即将到来的弯道并确定弯道的特性；确定当前车速；估计车辆的轮胎与道路之间的摩擦；基于弯道特性、车速和估计的摩擦估计当进入弯道时的最大可允许车速；如果当前车速高于估计的最大可允许车速，则确定需要摩擦测量，其中所述摩擦测量需要制动车辆；如果车辆与弯道入口之间的距离高于预定的阈值距离并且如果检测到制动动作，则在制动动作期间执行摩擦测量以确定当前摩擦；如果车辆与弯道入口之间的距离低于预定的阈值距离，则执行摩擦测量以确定当前摩擦；以及基于弯道半径、车速和当前摩擦来确定最大可允许车速。在本方法中，在EP3106360A1中描述的摩擦测量技术可用于确定轮胎-道路摩擦。该技术通过同时地在后轴上制动和在前轴上加速来测量摩擦。由此，该摩擦测量不涉及车辆的制动，即它不涉及降低车辆的速度。但是，在正常驾驶期间，驾驶员仍然可能注意到执行了摩擦测量。由此，如果可能，通过在制动期间执行摩擦测量，可以在驾驶员未注意的情况下以非冒失的方式执行摩擦测量。然而，应该注意，也可以使用其它类型的摩擦测量技术。因此，本专利技术基于以下认识：当接近弯道时并不总是需要执行摩擦测量，并且在许多情况下如果需要摩擦测量，可以在车辆的正常行驶期间执行摩擦测量。例如，许多驾驶员将在弯道之前减速到足够慢，使得可以在驾驶员启动的制动期间执行摩擦测量。除非在驾驶员启动的制动期间执行了摩擦测量，否则有利地采用非制动摩擦测量以最小化由驾驶员体验的对车辆的影响。因此，可以避免不必要的摩擦测量、最小化执行的摩擦测量的数量，以及最小化强制摩擦测量的驾驶员不便性。由此，可以确保使用尽可能正确的摩擦值来确定当到达弯道入口时的最大可允许的车速以防止车辆在弯道中失去抓地力。在此假设弯道中的轮胎-道路摩擦与弯道前的轮胎-道路摩擦没有显著差异。换句话说，所描述的方法并不旨在考虑影响弯道的摩擦特性的意外和瞬态事件，例如溢油或冰区(icepatches)。还假设在进入弯道时车辆的速度(即最大可允许车速)可以在整个弯道中安全地保持。此外，即使车辆在弯道中失去抓地力，也假设其它车辆系统采取控制，例如电子稳定控制(ESC)系统。根据本专利技术的一个实施例，该方法可以进一步包括：如果当前车速高于所确定的最大可允许车速，则制动车辆使得当到达弯道时的车速低于或等于所确定的最大可允许车速。由此，可以执行车辆的自动制动而不需要驾驶员交互以确保当到达弯道入口时车速不会太高。因此，所描述的方法可以有利地被实现为自主或半自主车辆中的安全特征。根据本专利技术的一个实施例，该方法还可以包括：如果当前车速高于最大可允许车速，则以恒定减速度将车辆从车辆的当前位置制动到弯道入口，使得当车辆到达弯道入口时车速等于或低于所确定的最大可允许车速。通过以恒定减速度制动，实现了平稳和舒适的制动体验。根据本专利技术的一个实施例，该方法还可以包括：如果当前车速高于所确定的最大可允许车速，则警告驾驶员，指示除非车速被减小到所确定的最大可允许车速否则存在离开道路的风险。由此，该方法还有利地用于没有自驾驶功能的车辆中，以在车速高于所确定的最大可允许速度时警告驾驶员。所述警告可以是可见或可听指示的形式或其组合。所述警告优选地在需要制动之前在良好的时间提供，使得驾驶员有时间在需要时安全地降低车速。可以假设与自动化的系统相比驾驶员需要更多时间(即更长的距离)来安全地降低车速。因此，在假设驾驶员意图控制车速的车辆中实施该方法时可以将到弯道入口的预定阈值距离设置得更高。根据本专利技术的一个实施例，预定阈值距离基于在进入弯道时将车速从当前速度降低到估计的最大可允许车速所需的距离。因此，该阈值距离可以基于车速、估计的摩擦以及车辆制动能力。该阈值距离还可以被设定成使得可以以对车辆乘员舒适的方式制动车辆，因为其可能不希望施加尽可能高的制动力。出于上述原因，与在驾驶员操作的车辆中相比，自主车辆中的阈值距离也可以被不同地设定。根据本专利技术的一个实施例，估计车辆的轮胎与道路之间的摩擦可以包括获取先前测量的弯道的摩擦值，并且估计所述摩擦低于先前测量的摩擦。如果车辆先前已经在类似的道路状况下行驶通过弯道，则先前测量的摩擦值可以例如在车辆中可用。还可以从诸如云服务器的远程位置获取先前测量的摩擦值，所述云服务器可以存储来自不同车辆和在各种道路状况下的测量的摩擦值。摩擦估计还可以考虑当前的当地天气信息，例如温度信息和挡风玻璃雨刷活动。根据本专利技术的一个实施例，估计车辆的轮胎与道路之间的摩擦可以包括获取车辆行驶其上的道路的最近测量的摩擦值，并且估计所述摩擦低于最近测量的摩擦值。以与上述类似的方式，最近测量的摩擦值可以是由车辆测量的摩擦或从远程位置获得的值。还可以通过利用车辆到车辆(V2V)通信系统从在道路上行驶的另一车辆接收最近测量的摩擦值。因此，术语“估计”在本文中应当被广泛地解释，其中估计的摩擦由被假设为代表弯道中的轮胎-道路摩擦的摩擦值表示。根据本专利技术的一个实施例，估计的摩擦优选地比预期的摩擦低至少两个标准偏差(standarddeviations)。由此可以确定估计的摩擦值以95％的确定性低于预期的平均值。预期的值可以基于先前讨论的测量的摩擦值中的任一种。当然也可以使用甚至更低的估计的摩擦值，并且估计的摩擦值和预期的值之间的差异可以至少部分地基于诸如道路和天气状况的外部因素。根据本专利技术的一个实施例，确定弯道的特性可以包括确定弯道半径。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制车辆(200)在道路(202)上行驶的方法，所述方法包括：识别(100)即将到来的弯道(204)并确定(102)弯道特性；确定(104)当前车速vv；估计(106)车辆的轮胎与道路之间的摩擦μe；基于弯道特性、车速和估计的摩擦来估计(108)当进入所述弯道时的最大可允许车速vmax_e；如果当前车速高于估计的最大可允许车速，则确定(112)需要摩擦测量；如果车辆与弯道入口之间的距离dv高于预定阈值距离dT，并且如果检测到制动动作，则在所述制动动作期间执行(116)摩擦测量以确定当前摩擦μc；如果车辆与弯道入口之间的距离低于所述预定阈值距离，则执行(118)摩擦测量以确定当前摩擦；以及基于弯道半径、车速和当前摩擦确定(120)最大可允许车速vmax_d。

【技术特征摘要】
2017.11.01 EP 17199502.01.一种用于控制车辆(200)在道路(202)上行驶的方法，所述方法包括：识别(100)即将到来的弯道(204)并确定(102)弯道特性；确定(104)当前车速vv；估计(106)车辆的轮胎与道路之间的摩擦μe；基于弯道特性、车速和估计的摩擦来估计(108)当进入所述弯道时的最大可允许车速vmax_e；如果当前车速高于估计的最大可允许车速，则确定(112)需要摩擦测量；如果车辆与弯道入口之间的距离dv高于预定阈值距离dT，并且如果检测到制动动作，则在所述制动动作期间执行(116)摩擦测量以确定当前摩擦μc；如果车辆与弯道入口之间的距离低于所述预定阈值距离，则执行(118)摩擦测量以确定当前摩擦；以及基于弯道半径、车速和当前摩擦确定(120)最大可允许车速vmax_d。2.根据权利要求1所述的方法，还包括如果当前车速高于所确定的最大可允许车速，则制动车辆使得当到达弯道时车速低于或等于所确定的最大可允许车速。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括如果当前车速高于所述最大可允许车速，则从车辆的当前位置到弯道入口以恒定减速度制动车辆，使得当车辆到达所述弯道入口时车速等于或低于所确定的最大可允许车速。4.根据权利要求1所述的方法，还包括如果当前车速高于所确定的最大可允许车速，则警告驾驶员，指示除非车速被减小到所确定的最大可允许车速，否则存在离开道路的风险。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预定阈值距离基于将车速从当前速度降低到进入弯道时的所估计的最大可允许车速所需的距离。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中估计车辆的轮胎与道路之间的摩擦包括获取所述弯道的先前测量的摩擦值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·约纳松，M·布伦斯特伦，R·尼尔松，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE