專利名稱：以測量輪胎胎面中的應力為基礎的最大抓地系數(shù)的估算的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛在道路上的抓地性的估算。本發(fā)明尤其涉及道路與車輪之間的最大抓地特性的確定，該車輪安裝有在道路上滾動的諸如充氣輪胎的彈性輪胎或非充氣彈性輪胎。
本發(fā)明還涉及各種電子輔助裝置，其例如用于車輛制動器的防鎖控制或驅動輪的防滑控制、車輛方向的控制或可選地用于其他形式的控制，或者監(jiān)視例如輪胎氣壓。已知這種裝置通過計算重建輪胎在道路上的抓地系數(shù)(μ)，而無需對抓地系數(shù)或輪胎與地面接觸時產生的作用力進行任何測量。盡管這些裝置提供了重要的輔助和額外的安全性，但是它們的運行極大地受益于測量值或者基于在運行過程中對輪胎進行的實測而估算的值、主要是表示實時獲得的最大抓地系數(shù)的值的使用。
背景技術：
專利申請FR 2835919提出基于側壁中的測量值來獲得最大抓地系數(shù)的估算值。該方法因此是間接的，因為抓地現(xiàn)象發(fā)生在與地面的接觸印痕中。專利申請WO 02/32733 A1提出基于速度計算接觸區(qū)域中的輪胎的微小滑動。該方法更為間接，因為它不再在輪胎本身內操作，并且它不能看出相對于目前使用的裝置可以獲得什么樣的精確度增益。專利US5864056提出利用應變儀在胎面的元件中進行測量，但是沒有解釋如何處理以這種方法記錄的信號。專利申請EP 0937615 A2提出在胎面元件中進行變形測量，并且圖示了在干燥地面和濕潤地面情況下獲得的曲線形狀。根據(jù)該文獻，在胎面元件中測量的S形信號的斜率減小、尤其是水平穩(wěn)定段的出現(xiàn)應當與抓地性的降低相關聯(lián)。然而，這只有當抓地性已經非常小甚至為零時才能看見，并且因此不能提供充分的預防報警警告。

發(fā)明內容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種估算在道路上行駛的車輛、更準確地說其車輪、輪胎或非充氣彈性輪胎的最大有效抓地性的方式，這些術語在本發(fā)明的上下文中被看作是等效的。
尤其是當車輛由于驅動力或制動力、或者由于驅動方向改變而承受加速時，如上所述的各種電子輔助裝置因此將有用地受益于易于影響車輛性能的抓地情況的“實時”指示。本發(fā)明旨在提供一種高效實現(xiàn)這種目的的方法。
為了實施為估算最大抓地系數(shù)所必需的測量，已經提出使輪胎的胎面或胎面的某些特殊改造的元件安裝有用于測量或估算尤其是滑動條件下局部產生的作用力的傳感器。閱讀者因此可以參考專利US6,666,079。另外，必要的是能夠從由這種傳感器傳送的信號中求出用于估算最大抓地系數(shù)的相關信息。這是本發(fā)明的目的。
本發(fā)明提出基于胎面花紋中、例如大致位于胎面中心處的胎面塊中測量的應力或者基于反映所述應力的另一測量、即可能與所述應力相關的例如變形的測量來估算輪胎的最大抓地系數(shù)μ，所述測量在本發(fā)明的上下文中應當被認為是等同的。
本發(fā)明提供了一種用于估算輪胎與道路的接觸區(qū)域中的最大抓地系數(shù)μ的系統(tǒng)，包括其胎面安裝有至少一個胎面?zhèn)鞲衅鞯妮喬?，所述至少一個胎面?zhèn)鞲衅饔糜谥辽贉y量當輪胎在地面上滾動時胎面局部承受的切應力，該系統(tǒng)還包括信號處理單元和用于將由所述胎面?zhèn)鞲衅鬏斔偷闹辽僖粋€信號傳輸至所述處理單元的裝置，其中所述處理單元包括用于在所述信號中找出與通過輪胎與地面的接觸區(qū)域的傳感器相對應的值的裝置、用于計算作為從與通過接觸區(qū)域的傳感器相關的值中選出的一系列值的函數(shù)的預選準則(或準據(jù))的瞬時值的裝置、以及用于通過利用所述瞬時值求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
換句話說，本發(fā)明提供了基于在胎面的固定點通過與地面的接觸區(qū)域期間所獲測量值重獲《最大抓地系數(shù)μ》信息的裝置或手段。為此，該測量值用于計算通常稱作《瞬時值》的值，因為它不對應于特定點或給定時間，而是對應于反映所有或一部分接觸區(qū)域中的主要狀況的計算值。該計算值通過稱作《準則》的數(shù)學函數(shù)得出?？梢圆捎枚鄠€《準則》。它們中的一個或多個一次性地被預先選定作為特定設想應用(例如，特定車輛的特定輪胎)的函數(shù)。所述瞬時值隨后被代入數(shù)學函數(shù)(其本身反映預選準則或基準，或者可以具有適當?shù)南嚓P性)，以便獲得最大抓地系數(shù)μ的估算值。


說明書的其余部分借助附圖更詳細地解釋了本發(fā)明，其中-圖1示出了傳感器在輪胎胎面中的安裝情況；-圖2為示出了由本發(fā)明提出的信號處理過程的框圖；-圖3給出了沿縱向的剪應力σ(x)的模擬結果；-圖3A給出了沿縱向的剪應力σ(x)的測量記錄；-圖4A-4F示出了對特定準則的不同參數(shù)的影響；-圖5A-5D示出了稱作《σ(x)的標準偏差》的第一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；
-圖6A-6D示出了稱作《σ(x)的能量》的第一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖7A-7D示出了稱作《σ(x)的最大值》的第二準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖8A-8D示出了稱作《σ(x)的最小值》的第三準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖9A-9D示出了稱作《σ(x)的一階多項式》的第四準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖10A-9D示出了稱作《σ(x)的二階多項式》的第五準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖11A-11D示出了稱作《σ(x)的三階多項式》的第六準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖12A-12D示出了稱作《σ(x)的一次諧波的振幅》的第七準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖13A-13D示出了稱作《σ(x)的二次諧波的振幅》的第八準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖14A-14D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的平均值》的第九準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖15A-15D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的標準偏差》的第十準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖16A-16D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的能量》的第十一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖17A-17D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的最大值》的第十二準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；
-圖18A-18D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的二階多項式》的第十三準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性；-圖19A-19D示出了不令人滿意的準則；-圖20是示出了本發(fā)明的特定實施例的框圖。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了具有塊1的(例如非充氣彈性輪胎、履帶等輪胎的)胎面，所述塊1具有安裝在其底部的傳感器10和位于上方的增強簾布層2。為了更詳細地了解本發(fā)明所示系統(tǒng)中使用的傳感器，閱讀者可參照上文引用的專利US 6,666,079，其中的描述在此引入作為參考。圖2的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，其中，塊《1》利用了上述傳感器，以便獲得包含應力測量值σx(沿縱向的剪應力)、應力測量值σy(沿橫向方向的剪應力)和應力測量值σz(沿垂直于地面的方向的壓應力)的信號。第二塊《2》基于由《測量》塊傳送的信號并且可選擇地基于其他信號S1，S2，S3…Sn執(zhí)行將在下文詳細解釋的不同信號處理操作，其中所述其他信號給出了有關輪胎負載、輪胎充氣壓力、由輪胎傳遞的驅動或制動轉矩、偏移角或橫向力Fy以及轉速的信息，其采用《準則》并在下文將描述其細節(jié)。
塊《2》例如為可安裝在車輛中的信號處理單元，而傳感器10和用于信號S1-Sn的可選其他傳感器則安裝在輪胎中。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)因此包括用于在輪胎與車輛之間進行通訊的裝置，其各種可能的形式為本領域的普通技術人員為所公知。僅僅作為例子指出，專利申請EP 1350640示出了這些通訊裝置的重要元件，即，將安裝在輪胎中的天線。
最后，塊《3》使得基于一個或若干個瞬時值確定最大抓地系數(shù)μ的估算值成為可能。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括一個級(塊3)，以用于通過利用實驗方法建立的存儲曲線或通過數(shù)學模型(例如線性、多項式模型或神經網絡)構建一個或多個準則的值與最大抓地系數(shù)μ之間的相關性，其中所述數(shù)學模型的系數(shù)已經用實驗方法進行了擬合。
現(xiàn)在返回切應力測量，尤其是縱向、即周向應力測量。圖3示出了作為傳統(tǒng)參考坐標系中的傳感器的角位置的函數(shù)的縱向剪應力σ(x)的模擬結果，根據(jù)該坐標系，所述傳感器在其與接觸區(qū)域正對并與垂直于地面的豎直線相交時處于0°位置，所述豎直線穿過輪胎的旋轉軸線。使用了應用有限元計算的模擬工具，其對本領域的技術人員而言是公知的。
其結果是在對于相同輪胎在相同滾動條件(在這里更確切地說，在自由滾動、即沒有驅動或制動轉矩、外傾或偏移的情況下承受430daN的負載并以60公里/小時的速度行駛)下以及對于不同抓地等級獲得的，除了其胎面適于接收位于大致正方形(參見圖1)的胎面花紋元件下面的力傳感器以外，所述輪胎與MichelinEnergy XH1 195-65 R 15輪胎相同?？梢钥闯?，所述傳感器在其達到大約方位角165°時進入與地面的接觸區(qū)域，并在大約方位角195°時離開。如下文解釋的那樣，標記《A》表示已經進行了選擇，以采用在方位角162°和192°之間獲得的測量值。在接觸區(qū)域的中心(沿y)胎面花紋塊上，圖3給出了根據(jù)其值在圖3中示出的μ對應于測量點的X應力的形狀，其中為以度數(shù)(180°為與地面的接觸區(qū)域、也稱作印痕的縱向中心)表示的方位角，σx為以daN/mm2表示的X應力，并且μ為抓地等級。
圖3A示出了剪應力σ(x)的測量記錄，除了對于所用實際道路而言抓地系數(shù)如圖中右上角顯示的方框中所示從0.40到1.20變化以外，其在相同的條件下建立。在乘法系數(shù)范圍內，橫坐標軸上的數(shù)字可以直接轉化為方位角?？梢钥闯觯瑢诓煌孛娴母髑€具有與通過模擬獲得的曲線極為類似的形狀。
在詳細描述在塊《2》中執(zhí)行的操作之前，通過闡明應當優(yōu)選考慮的參數(shù)的影響，我們將可預期隨后的一些情況。對于稱作《σ(x)的一階多項式》的準則而言，圖4A-4F分別示出了各參數(shù)的影響，這些參數(shù)為傳遞扭矩(顯著影響，圖4A)、偏移角(或作用力Fy，其將是等效的-顯著影響，圖4B)、輪胎的外傾角(可以忽略的影響，圖4C)、輪胎負載(圖4D)、輪胎的壓力(圖4E，壓力和負載實際上為同一物理現(xiàn)象的兩種表述，其影響是顯著的)、輪胎的速度(圖4F，在此處測試的速度范圍內具有很小影響)。
應當指出，對應于這些附圖4A-4F的測量在稱作平面輥子的試驗機上進行，在所述平面輥子上，滾動面由通過兩個輥子張緊的鋼帶構成，以便水平前進，同時呈現(xiàn)用于輪胎的平坦接觸表面，負載由鋼帶上的輪胎產生，其中所述鋼帶由加壓水毯支撐。該滾動模式產生使外胎胎面變平的局部現(xiàn)象，其基本上不同于模擬中或真實表面上所觀察到的現(xiàn)象。這就是為何盡管“抓地性”準則相同、但稱作《σ(x)的一階多項式》的我們的準則與圖4A-4F中的抓地性之間的相關性的形狀略微不同于圖9A-9D中所示形狀的原因。該差異僅與最大抓地區(qū)域相關，并不會妨礙滾動參數(shù)(負載、壓力等)的影響的量化，所述參數(shù)部分地由輪胎的總體結構引起并且僅受到不同局部變平現(xiàn)象的很小影響。
為了能夠使測量值與抓地性相關，有用的是具有與輪胎的當前滾動條件相關的至少某些信息內容，除非這些條件可以假設為是恒定的。這將是使用測量拖車、例如由實驗室使用的那些拖車的情況，例如，這些拖車安裝有用于使?jié)L動條件保持恒定或者參考這些條件恒定的滾動階段的系統(tǒng)。
然而，在移動車輛的應用中，優(yōu)選考慮至少那些對準則和抓地性之間的相關性具有極大影響的參數(shù)。在該范圍內，可以使用由施加了特定處理的傳感器10傳送的相同信號，或者可選地，可以使用安裝在輪胎中的其他傳感器(例如，通過參考專利申請WO 2003/014687-A1獲知如何從底部區(qū)域中的應力測量、或參考專利申請WO 2003/014693-A1獲知如何從側壁中的延伸測量中獲得Fx、Fy、Fz、P和外傾角)或其他手段(車輪上的力測量，來自驅動發(fā)動機控制系統(tǒng)、ABS傳感器、安裝在懸架系統(tǒng)中的傳感器的信息)。
關于信號S1-Sn，有關輪胎工作參數(shù)的信息可以通過對由傳感器10傳送的信號進行特定處理而獲得，進一步了解σ(x)的測量，在以上引用的專利US 6,666,079中提出的傳感器給出了σ(y)-平行于輪胎的旋轉軸線的方向-和σ(z)-垂直于地面的方向的測量；注意·施加到車輪中心的作用力Fx的良好指示由c1=∫CAσXdx]]>給出標記“CA”表示《接觸區(qū)域》。為了上文提出的指示以及為了隨后的所有指示，實際上可以在所有或一部分接觸區(qū)域上進行積分。
·施加到車輛中心并由于偏移產生的作用力Fy的良好指示由c2=∫CAσYdx]]>給出·施加到車輪中心的負載Fz的良好指示由c3=∫CAσZdx]]>給出·充氣壓力可以通過特定傳感器非常容易地獲得或者基于接觸區(qū)域的負載(c3為用于該負載的良好指示)和長度獲得，所述接觸區(qū)域的長度通過檢查最小/最大閾值信號σx、σy和當其大于一閾值時的信號σz可很容易地檢測到。
·滾動速度由ABS傳感器給出或基于傳感器10給出，該傳感器10可以計算車輪的轉數(shù)、輪胎的周長展開長度以及旋轉一圈所用的時間。
·外傾度可以通過特定傳感器或通過特定處理提供，或者還可以使用安裝于輪胎中的其他傳感器(例如，可參照上述專利申請WO2003014687 A1和WO 2003014693 A1得知如何獲得)。
其他信息內容、例如輪胎磨損等級可以進一步有助于提高用于估算最大抓地系數(shù)μ的精度。
現(xiàn)在將描述用于計算所述瞬時值的各種準則。所有這些準則借助于圖5A-19D加以說明，從這些圖中可以讀取相關性(或者對于后幾幅附圖而言相關性的缺乏)，并且這些準則僅應用于信號σx。每個曲線圖表示用于獲得數(shù)據(jù)的不同條件·《道路30公里/小時》或《道路60公里/小時》表示利用上文指出的輪胎在測試道路上的真實測試，所述輪胎以所指示的速度行駛，負載為上文指出的負載(參見圖3A的描述)，·《模擬Z＝240daN》或《模擬Z＝400daN》表示其為通過模擬獲得的結果，所用負載為所指示的負載。
圖5A-5D示出了稱作《σ(x)的標準偏差》的第一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。所述標準偏差為在接觸區(qū)域、即包含在兩個(X信號的)極值(最小然后最大或者最大然后最小，其取決于參考坐標系)之間的區(qū)域中獲得的值 其中σX‾=1LCA∫CAσXdx]]>如關于指示已經指出的那樣，標記“CA”表示《接觸區(qū)域》。對于上面提出的準則以及對于隨后的所有準則，實際上可以在所有或一部分接觸區(qū)域上進行積分。在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，例如用于在信號中發(fā)現(xiàn)與通過輪胎與地面的接觸區(qū)域的傳感器相對應的值的裝置包括對σ(x)的最大和最小值的檢測。有利地，所述值在所述最大值和所述最小值之間取得。
圖6A-6D示出了稱作《σ(x)的能量》的第一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。所討論的能量在接觸區(qū)域內計算。能量對應于所述值的平方的總和，因此 圖7A-7D示出了稱作《σ(x)的最大值》的第二準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。下式被計算 圖8A-8D示出了稱作《σ(x)的最小值》的第三準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。下式被計算 圖9A-10D示出了稱作《σ(x)的n階多項式》的第四準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。所述準則為最高階項的加權量《a》，即，n階多項式nσ(x)＝a·xn+b·xn-1+c·xn-2+...+u的加權量《a》的值，其在至少一部分接觸區(qū)域中擬合。
該后一準則的第一實例顯示于圖9A-9D中。一直線在接觸區(qū)域的第二半上擬合。隨后考慮最高階項(準則《一階多項式》＝a)，其對應于一種《信號的平均斜率》。取代采用接觸區(qū)域的第二半，可以采用接觸區(qū)域的任何“連續(xù)”區(qū)域。下式被計算σ(x)＝a·x+b，其在所有或一部分接觸區(qū)域上擬合。
圖10A-10D示出了該后一準則的第二實例，其示出了稱作《σ(x)的二階多項式》的準則(第五準則)的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。二階多項式在接觸區(qū)域的第二半上擬合。隨后考慮最高階項(準則_《二階多項式》＝a)，其對應于一種《信號的平均凸度》。取代采用接觸區(qū)域的第二半，可以采用接觸區(qū)域的任何“連續(xù)”區(qū)域。下式被計算σ(x)＝a·x2+b·x+c，其在所有或一部分接觸區(qū)域上擬合。
以同樣的精神，圖11A-11D示出了稱作《σ(x)的三階多項式》的第六準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。三階多項式在接觸區(qū)域上擬合。隨后考慮最高階項(準則_《三階多項式》＝a)，其對應于一種《信號的平均三次多項式》。下式被計算σ(x)＝a·x3+b·x2+c·x+d，其在所有或一部分接觸區(qū)域上擬合。
圖12A-12D示出了稱作《σ(x)的一次諧波》的第七準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。對表示沿縱向測量的切應力的變化的信號σ(x)進行傅立葉級數(shù)展開，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取，傅立葉級數(shù)展開對本領域的技術人員而言是公知的，并且將一次諧波(基波)的振幅(系數(shù)a1)作為準則， 其中fi=i*1A]]>(其中A是為計算而選取的接觸區(qū)域的長度)。
圖13A-13D示出了稱作《σ(x)的二次諧波》的第八準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。對表示沿縱向測量的切應力的變化的信號σ(x)進行傅立葉級數(shù)展開，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取，并且將二次諧波的振幅(系數(shù)a2)作為準則， 其中fi=i*1A]]>(其中A是為計算而選取的接觸區(qū)域的長度)。
圖14A-14D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的平均值》的第九準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。X應力的導數(shù)的平均值在接觸區(qū)域上計算 圖15A-15D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的標準偏差》的第十準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。所述準則在接觸區(qū)域上計算 其中dσX‾dx=1LCA∫CAdσXdxdx]]>圖16A-16D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的能量》的第十一準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。所述能量在接觸區(qū)域上計算 圖17A-17D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的最大值》的第十二準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。在上面限定的區(qū)域上，計算最大值(如果凸形向上彎)，否則計算最小值(如果凸形向下彎) 或 另一種可能的預選準則為n階多項式的加權量《a》的值ndσ(x)/dx＝a·xn+b·xn-1+c·xn-2+...+u，其對沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值進行擬合，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。例如，圖18A-18D示出了稱作《σ(x)的導數(shù)的二階多項式》的第十三準則的值與最大抓地系數(shù)μ的值之間的相關性。二階多項式在上面限定的區(qū)域上擬合。隨后考慮最高階項(準則_《導數(shù)的二階多項式》＝a)，其對應于一種《信號的平均凸度》。下式被計算dσXdx(x)=a·x2+b·x+c,]]>其在所有或一部分接觸區(qū)域上擬合。
圖19A-19D示出了不令人滿意的準則。這是信號σ(x)的平均值，其在整個接觸區(qū)域上計算。存在若干個用于相同準則值的μ值，因此不能進行識別。
就塊《3》而言，其基于一個或若干個瞬時值執(zhí)行估算最大抓地系數(shù)μ的步驟。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的用于求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置或手段有利地包括用于選擇作為所述預選準則的值的函數(shù)的最大抓地系數(shù)μ的變化的預定特性曲線以及基于所述瞬時值在該特性曲線上識別最大抓地系數(shù)μ的估算值。在特定實施例中，其分別為示出了上面給出的每個準則的曲線。作為一種變型，用于求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置包括基于所述瞬時值和其參數(shù)已經被擬合的數(shù)學公式計算最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
圖20示出了塊3的示例性實施例。注意Cμ1、Cμn表示包含抓地性信息的一個或多個準則，其例如從以上給出的例子中選擇。已經看到，有用(以不同程度)的是提供輪胎的某些工作參數(shù)的指示，例如負載、輪胎的壓力、輪胎的外傾角、輪胎的速度、傳遞的扭矩、偏移角(偏航角)或橫向推力Fy。IFx為施加到車輪中心的X力的指示；IFy為施加到車輪中心的Y力的指示；IFz為施加到車輪中心的Z力的指示；IP為輪胎的充氣壓力的指示；Iγ為施加到車輪中心的外傾度的指示；IV為滾動速度的指示；IU為輪胎磨損的指示。最后，單元F包括一功能塊，其考慮所有或某些指示參數(shù)以及一個或多個準則，以便由此導出最大抓地系數(shù)μ。
該功能塊包括用于選擇作為選定指示的函數(shù)的最大抓地系數(shù)μ變化的預定特性曲線的裝置，所述最大抓地系數(shù)μ作為所述預定“抓地性”準則值的函數(shù)，并且該功能塊包括用于從所述瞬時值導出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置(參見上述每個準則的解釋)。
作為一種變型，該功能塊例如包括數(shù)學模型(例如線性、多項式模型或神經網絡)，其系數(shù)已經通過實驗方法或理論擬合出來。
權利要求
1.一種用于估算輪胎與道路的接觸區(qū)域中的最大抓地系數(shù)μ的系統(tǒng)，包括其胎面安裝有至少一個胎面?zhèn)鞲衅鞯妮喬?，所述至少一個胎面?zhèn)鞲衅饔糜谥辽贉y量當輪胎在地面上滾動時胎面局部承受的切應力，該系統(tǒng)還包括信號處理單元和用于將由所述胎面?zhèn)鞲衅鬏斔偷闹辽僖粋€信號傳輸至所述處理單元的裝置，其中所述處理單元包括用于在所述信號中找出與通過輪胎與地面的接觸區(qū)域的傳感器相對應的值的裝置、用于計算作為從與通過接觸區(qū)域的傳感器相關的值中選出的一系列值的函數(shù)的預選準則的瞬時值的裝置以及用于通過利用所述瞬時值求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置包括選擇作為所述預選準則的值的函數(shù)的最大抓地系數(shù)μ的變化的預定特性曲線以及基于所述瞬時值在該特性曲線上識別最大抓地系數(shù)μ的估算值。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置包括用于基于所述瞬時值和其參數(shù)已經被擬合的數(shù)學公式計算最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
4.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力值σ(x)的標準偏差，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
5.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力值σ(x)的平方的總和，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
6.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力值σ(x)的最大值，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
7.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力值σ(x)的最小值，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
8.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為在至少一部分接觸區(qū)域上擬合的n階多項式σ(x)＝a·xn+b·xn-1+c·xn-2+...+u的加權量《a》的值。
9.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為表示沿縱向測量的切應力的變化的信號σ(x)的傅立葉級數(shù)展開的一次諧波的振幅a1，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
10.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為表示沿縱向測量的切應力的變化的信號σ(x)的傅立葉級數(shù)展開的二次諧波的振幅a2，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
11.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值的平均值，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
12.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值的標準偏差，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
13.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值的平方的總和，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
14.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值的最大值，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
15.根據(jù)權利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預選準則為對沿縱向測量的切應力的導數(shù)dσ(x)/dx的值進行擬合的n階多項式dσ(x)/dx＝a·xn+b·xn-1+c·xn-2+...+u的加權量《a》的值，所述值在至少一部分接觸區(qū)域中選取。
16.根據(jù)權利要求2-15之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于在信號中發(fā)現(xiàn)與通過輪胎與地面的接觸區(qū)域的傳感器相對應的值的裝置包括檢測σ(x)的最大和最小值。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述值在所述最大值和所述最小值之間選取。
18.根據(jù)權利要求1、2或4-17之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于選自輪胎的負載和壓力、輪胎的外傾角、輪胎的速度、傳遞的扭矩、偏移角和橫向推力Y的輪胎的某些工作參數(shù)的指示，并且包括用于選擇作為選定指示的函數(shù)的最大抓地系數(shù)μ的變化的預定特性曲線的裝置，以及包括用于從所述瞬時值導出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置，其中所述最大抓地系數(shù)μ作為所述預選“抓地性”準則的值的函數(shù)。
19.根據(jù)權利要求1或3-17之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于選自輪胎的負載和壓力、輪胎的外傾角、輪胎的速度、傳遞的扭矩、偏移角和橫向推力Y的輪胎的某些工作參數(shù)的指示，并且包括借助于其參數(shù)已經被擬合的數(shù)學公式計算作為選定指示和所述預選“抓地性”準則的值的函數(shù)的最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
全文摘要
一種用于估算輪胎與道路的接觸區(qū)域中的最大抓地系數(shù)μ的系統(tǒng)，包括其胎面安裝有至少一個胎面?zhèn)鞲衅鞯妮喬?，所述至少一個胎面?zhèn)鞲衅饔糜谥辽贉y量當輪胎在地面上滾動時胎面局部承受的切應力，該系統(tǒng)還包括信號處理單元和用于將由所述胎面?zhèn)鞲衅鬏斔偷闹辽僖粋€信號傳輸至所述處理單元的裝置，其中所述處理單元包括用于在所述信號中找出與通過輪胎與地面的接觸區(qū)域的傳感器相對應的值的裝置、用于計算作為從與通過接觸區(qū)域的傳感器相關的值中選出的一系列值的函數(shù)的預選準則的瞬時值的裝置以及用于通過利用所述瞬時值求出最大抓地系數(shù)μ的估算值的裝置。
文檔編號G01M17/02GK1977156SQ200580021887
公開日2007年6月6日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權日2004年6月30日
發(fā)明者費雷德里克·斯佩特勒 申請人:米其林技術公司, 米其林研究和技術股份公司