一种路面摩擦系数估计装置，包括：横向力检测部，其检测行驶期间车轮的横向力；滑移角检测部，其检测行驶期间所述车轮的滑移角；以及路面μ计算部，其基于检测到的横向力和检测到的滑移角之间的比、基准路面的情况下的车轮的横向力和车轮的滑移角之间的相关关系、以及检测到的横向力和检测到的滑移角至少之一，来估计检测到的横向力和检测到的滑移角之间的关系。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于估计自动车辆正在行驶的路面的路面摩擦系数(以下还称 为路面μ)的。
技术介绍
存在一种测量驱动轮的转动速度、基于其转动加速度的最大值来估计路面μ、并且进行转矩控制以防止驱动轮滑移的车辆行驶控制装置(例如，参见专利文献1)。专利文献1 日本特公平6-7873
技术实现思路
由于根据专利文献1的装置基于驱动轮的转动速度来估计路面μ，因此除非由于 驱动轮的滑移引起转动速度实际变化，否则不能估计路面μ。本专利技术的问题是在由于车轮的滑移引起该车轮的转动速度实际变化之前，估计行 驶路面的路面μ。为了解决该问题，根据本专利技术，一种路面摩擦系数估计装置，包括横向力检测部， 其检测车轮的横向力；滑移角检测部，其检测所述车轮的滑移角；以及路面摩擦系数估计 部，其存储与坐标面中的特性曲线有关的信息，其中，所述坐标面具有表示所述横向力的 坐标轴和表示所述滑移角的坐标轴，并且所述特性曲线表示基准路面摩擦系数的条件下的 所述横向力和所述滑移角之间的关系；得出所述坐标面内直线与所述特性曲线相交的点作 为基准点，其中，所述直线通过所述坐标面的原点和检测点，并且所述检测点与由所述横向 力检测部获得的所述横向力的检测值和由所述滑移角检测部获得的所述滑移角的检测值 相对应；以及基于所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值和基准值、以及所述基准路 面摩擦系数，来计算路面摩擦系数的估计值，其中，所述基准值是所述基准点处的值。此外，根据本专利技术，一种路面摩擦系数估计方法，包括检测车轮的横向力的步骤； 检测所述车轮的滑移角的步骤；以及如下步骤存储与坐标面中的特性曲线有关的信息， 其中，所述坐标面具有表示所述横向力的坐标轴和表示所述滑移角的坐标轴，并且所述特 性曲线表示基准路面摩擦系数的条件下的所述横向力和所述滑移角之间的关系；得出所述 坐标面内直线与所述特性曲线相交的点作为基准点，其中，所述直线通过所述坐标面的原 点和检测点，并且所述检测点与所述横向力的检测值和所述滑移角的检测值相对应；以及 基于所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值和基准值、以及所述基准路面摩擦系数， 来计算路面摩擦系数的估计值，其中，所述基准值是所述基准点处的值。附图说明图1是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出轮胎特性曲线的特性图。图2是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出各路面μ的条件下的轮胎特性曲线 和轮胎摩擦圆的特性图。图3是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出各路面μ的条件下的轮胎特性曲线在该轮胎特性曲线与通过该轮胎特性曲线的原点的直线相交的点处的切线的斜率的特性 图。图4是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出各路面μ的条件下的轮胎特性曲线 在该轮胎特性曲线与通过该轮胎特性曲线的原点的直线相交的点处的切线的斜率的另一 特性图。图5是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出在路面μ不同的轮胎特性曲线之间 横向力Fy的比、滑移角β t的比和路面μ的比彼此相等的特性图。图6是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出在路面μ不同的路面的条件下获得 的横向力Fy和滑移角β t之间的关系的特性图。图7是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出在无钉防滑轮胎的情况下在路面μ 不同的路面的条件下获得的横向力Fy和滑移角β t之间的关系的特性图。图8是解释本专利技术的基础技术所使用的、示出与任意直线和轮胎特性曲线相交的 点相对应的横向力Fy和滑移角β t之间的比、和轮胎特性曲线在该交点处的切线的斜率之 间的关系的特性图。图9是解释本专利技术的基础技术所使用的、并且用于解释以特定路面μ的条件下的 轮胎特性曲线为基准来估计实际行驶路面的路面μ的过程的图。图10是示出根据本专利技术第一实施例的路面摩擦系数估计装置的结构的框图。图11是示出基于检测到的横向力Fyb来计算路面μ的估计值的过程的流程图。图12是示出基于检测到的滑移角Ptb来计算路面μ的估计值的过程的流程图。图13是示出基于连接测量点和轮胎特性曲线的原点的直线的线段长度来计算路 面μ的估计值的过程的流程图。图14是示出横轴表示横向力Fy和滑移角β t之间的比(Fy/β t)、并且纵轴表示 横向力Fy的轮胎特性曲线(特性映射)的特性图。图15是示出横轴表示横向力Fy和滑移角β t之间的比(Fy/β t)、并且纵轴表示 滑移角βt的轮胎特性曲线(特性映射)的特性图。图16是示出根据本专利技术第二实施例的车辆的示意结构的图。图17是示出车辆行驶状态估计器的结构的框图。图18是示出车体滑移角估计部的结构的框图。图19是解释转弯期间作用于车体的场力所使用的图。图20是解释转弯期间作用于车体的场力所使用的图。图21是解释用于设置补偿增益的控制映射所使用的特性图。图22是解释线性两轮车辆模型所使用的图。图23是解释EPS输出调整映射所使用的图。具体实施例方式如以下所述，根据本专利技术，可以检测车轮的横向力和车轮的滑移角，并且基于这两 者来估计时刻变化的路面μ。以下参考附图来说明本专利技术的实施例。本专利技术实施例的基础技术首先，以下说明本专利技术实施例的基础技术。图1示出轮胎特性曲线。该轮胎特性 曲线示出在车轮的滑移角β t和驱动轮的横向力Fy之间成立的一般关系。例如，基于测试 数据调整轮胎模型，以获得前轮和后轮各自的两轮等同特性图(轮胎特性曲线)。例如，通 过魔术公式(magic formula)轮胎模型来创建轮胎模型。横向力Fy是以转弯力或侧向力 为代表的量。如图1所示，沿着轮胎特性曲线，随着滑移角Pt的绝对值增加，滑移角i3t和横 向力Fy之间的关系从线性转变为非线性。S卩，当滑移角i3t处于从0开始的特定范围内时， 在滑移角β t和横向力Fy之间线性关系成立。然后，当滑移角Pt的绝对值已经一定程度 地增大时，滑移角β t和横向力Fy之间的关系变为非线性。通过关注轮胎特性曲线的切线的斜率，可以容易地理解从线性关系到非线性关系 的转变。该轮胎特性曲线的切线的斜率由滑移角β t的变化量与横向力Fy的变化量之间 的比、即横向力Fy相对于滑移角β t的偏微分系数来表示。可以将如此表示的轮胎特性曲 线的切线的斜率看作为轮胎特性曲线在任意直线a、b、c或d与该轮胎特性曲线相交的点 (图1中由圆圈来表示)处的切线的斜率。如果在轮胎特性曲线中可以识别出点、即可以识 别出滑移角β t和横向力Fy，则可以估计轮胎摩擦状态。例如，如图1所示，如果该点处于 轮胎特性曲线中位于非线性区域中但接近线性区域的点xO处，则可以估计为轮胎摩擦状 态处于稳定状态。如果轮胎摩擦状态处于稳定状态，则可以估计为轮胎处于展现其能力的 水平、或者车辆处于稳定状态。图2示出各路面μ的条件下的轮胎特性曲线和轮胎摩擦圆。图2(a)示出各路面 μ的条件下的轮胎摩擦曲线。图2(b)、2(c)和2(d)各自示出各路面μ的条件下的摩擦 圆。例如，路面μ等于0.2、0.5或1.0。如图2(a)所示，各路面μ的轮胎特性曲线示出彼 此相同的特性。此外，如图2(b)、2 (c)和2(d)所示，随着路面μ减小，摩擦圆缩小。即，随 着路面μ减小，轮胎可以承受的横向力减小。图3示出各路面μ的条件下的轮胎特性曲线和通过原点的任意直线a、b或c之 间的关系。如图3所示，对于各路面μ的条件下的轮胎特性曲线，获得在轮胎特性曲线与任 意直线a、b或C相交本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种路面摩擦系数估计装置，包括：横向力检测部，其检测车轮的横向力；滑移角检测部，其检测所述车轮的滑移角；以及路面摩擦系数估计部，其：存储与坐标面中的特性曲线有关的信息，其中，所述坐标面具有表示所述横向力的坐标轴和表示所述滑移角的坐标轴，并且所述特性曲线表示基准路面摩擦系数的条件下的所述横向力和所述滑移角之间的关系；得出所述坐标面内直线与所述特性曲线相交的点作为基准点，其中，所述直线通过所述坐标面的原点和检测点，并且所述检测点与由所述横向力检测部获得的所述横向力的检测值和由所述滑移角检测部获得的所述滑移角的检测值相对应；以及基于所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值和基准值、以及所述基准路面摩擦系数，来计算路面摩擦系数的估计值，其中，所述基准值是所述基准点处的值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP2008-1715112008年6月30日1.一种路面摩擦系数估计装置，包括 横向力检测部，其检测车轮的横向力； 滑移角检测部，其检测所述车轮的滑移角；以及 路面摩擦系数估计部，其存储与坐标面中的特性曲线有关的信息，其中，所述坐标面具有表示所述横向力的坐 标轴和表示所述滑移角的坐标轴，并且所述特性曲线表示基准路面摩擦系数的条件下的所 述横向力和所述滑移角之间的关系；得出所述坐标面内直线与所述特性曲线相交的点作为基准点，其中，所述直线通过所 述坐标面的原点和检测点，并且所述检测点与由所述横向力检测部获得的所述横向力的检 测值和由所述滑移角检测部获得的所述滑移角的检测值相对应；以及基于所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值和基准值、以及所述基准路面摩擦系 数，来计算路面摩擦系数的估计值，其中，所述基准值是所述基准点处的值。2.根据权利要求1所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部通过将所述横向力的检测值除以所述滑移角的检测值来计算所述坐标面中所述直线 的斜率；以及基于所述斜率得出所述基准点。3.根据权利要求1所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述坐标面具有表示 所述滑移角的横轴和表示所述横向力的纵轴。4.根据权利要求1所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述坐标面的所述原 点是所述横向力等于0的点。5.根据权利要求1所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部基于所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值和基准值来计算相对于基准的比率；以及基于所述相对于基准的比率和所述基准路面摩擦系数来计算路面摩擦系数的估计值。6.根据权利要求5所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部通过将所述横向力和所述滑移角至少之一的检测值除以基准值，来计算所述相对于基 准的比率。7.根据权利要求5所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部计算所述坐标面内所述检测点和所述横向力等于0的点之间的距离，作为第一距离； 计算所述坐标面内所述基准点和所述横向力等于0的点之间的距离，作为第二距离；以及基于所述第一距离和所述第二距离来计算所述相对于基准的比率。8.根据权利要求7所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部通过将所述第一距离除以所述第二距离来计算所述相对于基准的比率。9.根据权利要求1所述的路面摩擦系数估计装置，其特征在于，所述路面摩擦系数估 计部存储与第二坐标面中的第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：盐泽裕树，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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