车辆、操作车辆的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及车辆、操作车辆的系统和方法。传感器测量车辆的动态参数。处理器基于车辆的动态参数确定在第一轮胎上的横向力，确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力，并调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。

【技术实现步骤摘要】
车辆、操作车辆的系统和方法
本主题公开涉及控制轮胎力，特别涉及用于在轮胎之间分配力以在转弯中获得最大轮胎抓地力的系统和方法。
技术介绍
当轮胎上的横向力或平行于道路的力小于称为轮胎的饱和力的力时，车辆的轮胎便能够抓紧道路。然而，当该横向力超过饱和力时，轮胎沿着道路滑移，导致车辆不稳定。车辆转弯时会在轮胎上施加横向力。根据转弯的动力学，一个轮胎上的横向力可能不同于另一轮胎上的横向力。因此，一个轮胎可能失去与道路的抓地力，而另一轮胎保持其抓地力。这样的情况导致车轮不稳定并且难以控制车辆。因此，期望能够控制在车辆的轮胎上的横向力，以实现轮胎在道路上的最大抓地力。
技术实现思路
在一示例性实施例中，公开了一种操作车辆的方法。从车辆的动态参数确定在车辆的第一轮胎上的横向力。确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力。调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。除了本文所述的一个或多个特征之外，调节第一扭矩还包括额外地调节第二轮胎上的第二扭矩。在一实施例中，第一轮胎是饱和轮胎，第二轮胎是不饱和轮胎，并且通过使用第二轮胎的剩余能力来调节第一扭矩以减小第一轮胎上的纵向力。根据在第一轮胎上的归一化纵向力以及在归一化纵向力和理想滑移之间的关系确定第一轮胎的理想滑移率。根据理想滑移和实时路况确定第一轮胎上的纵向力。在一实施例中，在前轴和后轴之间传递扭矩。该方法包括基于第一轮胎的饱和度来调节施加到第一轮胎的第一扭矩的上限。在另一示例性实施例中，公开了一种用于操作车辆的系统。该系统包括用于测量车辆的动态参数的传感器，以及处理器。处理器配置为：基于车辆的动态参数确定在第一轮胎上的横向力；确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力；以及调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。除了本文所述的一个或多个特征之外，处理器还配置为通过额外地调节第二轮胎上的第二扭矩来调节第一轮胎上的第一扭矩。在一实施例中，第一轮胎是饱和轮胎，第二轮胎是不饱和轮胎，并且处理器还配置为通过使用第二轮胎的剩余能力来调节第一扭矩以减小第一轮胎上的纵向力。处理器还配置为根据在第一轮胎上的归一化纵向力以及在归一化纵向力和理想滑移之间的关系确定第一轮胎的理想滑移率。处理器还配置为根据理想滑移和实时路况确定第一轮胎上的纵向力。处理器还配置为在前轴和后轴之间传递扭矩。处理器还配置为基于第一轮胎的饱和度来调节施加到第一轮胎的扭矩的上限。在又一示例性实施例中，公开了一种车辆。车辆包括用于测量车辆的动态参数的传感器，以及处理器。处理器配置为：基于车辆的动态参数确定在第一轮胎上的横向力；确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力；以及调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。除了本文所述的一个或多个特征之外，处理器还配置为通过额外地调节第二轮胎上的第二扭矩来调节第一轮胎上的第一扭矩。在一实施例中，第一轮胎是饱和轮胎，第二轮胎是不饱和轮胎，并且处理器还配置为通过使用第二轮胎的剩余能力来调节第一扭矩以减小第一轮胎上的纵向力。处理器还配置为根据在第一轮胎上的归一化纵向力以及在归一化纵向力和理想滑移之间的关系确定第一轮胎的理想滑移率，并且根据理想滑移和实时路况确定第一轮胎上的纵向力。处理器还配置为在前轴和后轴之间传递扭矩。处理器还配置为基于第一轮胎的饱和度来调节施加到第一轮胎的扭矩的上限。当结合附图考虑时，根据以下详细描述，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。附图说明其他特征、优点和细节仅通过示例的方式在下面的详细描述中出现，该详细描述参考附图，其中：图1示出了根据各个实施例的包括相关轨迹计划系统的车辆；图2示出了车辆的轮廓的俯视图，其示出了用于将力和扭矩分配到车辆的轮胎的各种致动器；图3示出了用于以驾驶员辅助或性能模式操作车辆的控制系统架构；图4示出了流程图，其示出了对于在转弯中受到横向力的轮胎实现最大抓地力的方法；图5示出了示例性转弯中的车辆，描绘转弯中的车辆上的各种力和扭矩；图6示出了轮胎的牵引圆；图7示出了车辆的前后轮胎的归一化纵向力与滑移率的图；图8示出了对于轮胎的多个转向角的纵向力与滑移率之间的关系图；图9示出了多种道路条件下的纵向力与滑移率之间的关系图；以及图10示出了用于调节扭矩的过程的流程图。具体实施方式以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。如本文所用，术语模块是指处理电路，其可以包括：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适部件。根据示例性实施例，图1示出了根据各个实施例的包括总体上以100示出的相关轨迹计划系统的车辆10。通常，轨迹计划系统100确定用于车辆10的自动驾驶的轨迹计划。车辆10通常包括底盘12、车身14、前轮16和后轮18。车身14布置在底盘12上并且基本包围车辆10的部件。车身14和底盘12可以共同形成框架。车轮16和18每个在车身14的相应角部附近旋转地联接至底盘12。在各个实施例中，车辆10是自主车辆，并且轨迹计划系统100并入车辆10。车辆10例如是被自动控制以将乘客从一个位置运送到另一个位置的车辆。车辆10在所示实施例中描述为乘用车，但应当理解，也可以使用任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休闲车(RV)等。在示例性实施例中，车辆10是所谓的四级或五级自动化系统。四级系统表示“高度自动化”，是指自动驾驶系统对动态驾驶任务的所有方面的驾驶模式特定性能，即使人类驾驶员没有适当地响应干预要求。五级系统表示“完全自动化”，是指自动驾驶系统在可由人类驾驶员管理的所有道路和环境条件下对动态驾驶任务的所有方面的全时性能。如图所示，车辆10通常包括推进系统20、传动系统22、转向系统24、制动系统26、传感器系统28、致动器系统30、至少一个数据存储设备32、至少一个控制器34和通信系统36。在各个实施例中，推进系统20可以包括内燃机、诸如牵引马达的电机和/或燃料电池推进系统。传动系统22配置成根据可选择的速比将动力从推进系统20传递至车轮16和18。根据各个实施例，传动系统22可包括有级传动比自动变速器、无级变速器或其他合适的变速器。制动系统26配置成向车轮16和18提供制动扭矩。在各个实施例中，制动系统26可以包括摩擦制动、线制动、诸如电机的再生制动系统和/或其他合适的制动系统。转向系统24影响车轮16和18的位置。尽管出于说明性目的示出为包括方向盘，但在本公开范围内预期的一些实施例中，转向系统24可以不包括方向盘。传感器系统28包括一个或多个感测设备40a-40n，其感测车辆10的外部环境和/或内部环境的可观察到的状况。感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作车辆的方法，包括：/n从车辆的动态参数确定在车辆的第一轮胎上的横向力；/n确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力；以及/n调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。/n

【技术特征摘要】
20200214 US 16/791,4701.一种操作车辆的方法，包括：
从车辆的动态参数确定在车辆的第一轮胎上的横向力；
确定在第一轮胎上的纵向力，该纵向力实现第一轮胎对于横向力的最大抓地力；以及
调节第一轮胎上的第一扭矩，以便在第一轮胎处实现确定的纵向力。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述第一扭矩还包括额外地调节第二轮胎上的第二扭矩。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一轮胎是饱和轮胎，所述第二轮胎是不饱和轮胎，所述方法还包括：通过使用第二轮胎的剩余能力来调节所述第一扭矩以减小第一轮胎上的纵向力。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据在所述第一轮胎上的归一化纵向力以及在所述归一化纵向力和理想滑移之间的关系确定第一轮胎的理想滑移率，并且根据所述理想滑移和实时路况确定第一轮胎上的纵向力。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括在前轴和后轴之间传递扭矩。


6.一种用于操...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA纳希迪，S卡萨伊扎德马哈巴迪，N梅赫拉比，S卡普尔，JH霍尔布鲁克，H坦，BB利特库希，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US