用于计算车辆参考值的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于计算车辆参考值的方法及系统。方法和系统被提供用于控制车辆。在一种实施方式中，方法包括：由处理器接收数据，该数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中的至少一个；由处理器基于该数据确定车辆参考值；以及由处理器基于该车辆参考值控制该车辆的至少一个特征。
【专利说明】
用于计算车辆参考值的方法及系统
技术领域
[0001] 当前公开内容总地涉及车辆，并且更特别地涉及用于计算车辆参考值以及基于计 算的车辆参考值控制该车辆的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 车辆参考值，诸如车辆横摆角速度和横向速度，在车辆控制系统中被广泛地使用 以控制车辆。车辆参考值的计算与轮胎的力产生有关，并且因此受到车辆载荷以及轮胎胎 面温度影响。
[0003] 传统的系统仅考虑车辆重量作为车辆载荷。在某些条件下，车辆重量能够变化并 且该车辆载荷可能是不准确的。另外，其他力，诸如来自主动空气动力系统的显著的下压 力，能够影响该车辆载荷。当计算车辆参考值时，在车辆载荷中的这些变化没有被考虑。类 似地，轮胎温度在现有的车辆参考值计算中很大程度上被忽略。
[0004] 因此，期望的是提供用于计算车辆参考值的改进的方法和系统。还期望的是提供 用于基于该计算的车辆参考值控制车辆的方法和系统。此外，当前发明的其他期望的特征 和特性从随后的详细描述和所附的权利要求结合附图和这个背景将变得明显。
【发明内容】
[0005] 方法和系统被提供用于控制车辆。在一种实施方式中，方法包括：由处理器接收数 据，该数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中的至少一个；由处理器确定基于该数据 确定车辆参考值;以及由处理器基于该车辆参考值控制该车辆的至少一个特征。
[0006] 在另一种实施方式中，系统包括第一模块，其产生指示轮胎胎面温度和轮胎上的 力分布中的至少一个的数据。第二模块接收该数据，基于该数据确定车辆参考值，并且基于 该车辆参考值控制该车辆的至少一个特征。
[0007] 方案1. 一种控制车辆的方法，所述方法包括： 由处理器接收数据，所述数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中的至少一个； 由处理器基于所述数据确定车辆参考值；以及 由处理器基于所述车辆参考值控制所述车辆的至少一个特征。
[0008] 方案2.根据方案1所述的方法，其中，所述接收包括接收指示所述轮胎胎面温度的 数据。
[0009] 方案3.根据方案1所述的方法，其中，所述接收包括接收指示所述轮胎上的力分布 的数据。
[0010] 方案4.根据方案1所述的方法，进一步包括基于所述数据确定参数值，并且其中， 确定所述车辆参考值是基于所述参数值。
[0011] 方案5.根据方案4所述的方法，其中，所述参数值是轮胎侧偏刚度。
[0012] 方案6.根据方案4所述的方法，其中，确定所述车辆参考值进一步是基于自行车模 型。
[0013] 方案7.根据方案1所述的方法，其中，所述车辆参考值是车辆横摆角速度和车辆横 向速度中的至少一个。
[0014] 方案8.根据方案1所述的方法，其中，所述特征包括牵引控制特征、防抱死制动特 征、滑动差速器特征、电动转向特征以及主动底盘特征中的至少一个。
[0015] 方案9. 一种用于控制车辆的系统，所述系统包括： 第一模块，所述第一模块产生数据，所述数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中 的至少一个；以及 第二模块，所述第二模块接收所述数据，所述第二模炔基于所述数据确定车辆参考值， 并且所述第二模炔基于所述车辆参考值控制所述车辆的至少一个特征。
[0016] 方案10.根据方案9所述的系统，其中，所述第一模块产生指示所述轮胎胎面温度 的数据。
[0017]方案11.根据方案9所述的系统，其中，所述第一模块产生指示所述轮胎上的力的 数据。
[0018] 方案12.根据方案9所述的系统，其中，所述第二模炔基于所述数据确定参数值， 并且基于所述参数值确定所述车辆参考值。
[0019] 方案13.根据方案12所述的系统，其中，所述参数值是轮胎侧偏刚度。
[0020] 方案14.根据方案12所述的系统，其中，所述第二模块进一步基于自行车模型确 定所述车辆参考值。
[0021] 方案15.根据方案9所述的系统，其中，所述车辆参考值是车辆横摆角速度和车辆 横向速度中的至少一个。
[0022] 方案16.根据方案9所述的系统，其中，所述特征包括牵引控制特征、防抱死制动 特征、滑动差速器特征、电动转向特征以及主动底盘特征中的至少一个。
[0023]方案17. -种车辆，所述车辆包括： 前面轮胎； 后面轮胎； 第一模块，所述第一模块产生数据，所述数据指示所述前面轮胎和所述后面轮胎的每 一个上的轮胎胎面温度以及所述前面轮胎和所述后面轮胎的每一个上的力分布中的至少 一个；以及 第二模块，所述第二模块接收数据，所述第二模炔基于所述数据确定车辆参考值，并且 所述第二模炔基于所述车辆参考值控制所述车辆的至少一个特征。
[0024] 方案18.根据方案17所述的车辆，其中，所述第二模炔基于所述数据确定参数值， 并且基于所述参数值确定所述车辆参考值。
[0025] 方案19.根据方案18所述的车辆，其中，所述第二模块进一步基于自行车模型确 定所述车辆参考值，并且其中，所述参数值是轮胎侧偏刚度。
[0026] 方案20.根据方案19所述的车辆，其中，所述车辆参考值是车辆横摆角速度和车 辆横向速度中的至少一个。
【附图说明】
[0027] 在下文中将结合下面的附图描述当前公开内容，其中，相同的附图标记表示相同 的元件，以及： 图1是车辆的功能框图，除其他特征之外，其还包括根据示例性实施方式的车辆控制系 统； 图2是根据示例性实施方式的车辆控制系统的控制模块的功能框图；以及 图3是根据示例性实施方式的用于计算车辆参考值并且基于其控制该车辆的方法的流 程图。
【具体实施方式】
[0028]以下详细描述本质上仅是示例性的，而不意在限制应用和用途。此外，没有意图受 到在前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或下面详细描述中所提出的任意明确的或暗示的 理论约束。如在本文中所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一 个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的）和存储器、组合逻辑电路、 和/或提供所描述功能的其他适合组件。
[0029]参考图1，显示车辆100,其包括根据各种实施方式的车辆控制系统102。该车辆控 制系统102通常计算一个或多个车辆参考值并且基于其控制车辆100。该车辆控制系统102 基于改进的计算方法计算该车辆参考值。例如，主动空气动力系统能够注入数量为车辆重 量的20%到超过50%的额外的下压力。这样显著的下压力能够极大地改变车辆转向不足特性 以及轮胎力产生。而且，对于在干燥表面上的同样的轮胎，轮胎温度可以导致从〇.5g到1.2g 的力产生能力的变化。因此，这些因素的影响被直接地考虑在改进的车辆参考值计算中，使 得该控制系统能够正确地运行。
[0030]尽管在本文中显示的图描绘了带有元件的某些布置的示例，但是在实际的实施方 式中可以存在额外的介入元件、装置、特征、或组件。还应该理解的是图1仅是说明性的并且 可以不按比例绘制。
[0031] 如在图1中所描绘的，车辆100-般包括底盘104、车身106、前轮108、后轮110、转向 系统112、推进系统114、以及控制模块116。一般地，车身106被布置在底盘104上并且基本上 围住该车辆100的其他部件。车身106和底盘104可以共同地形成框架。车轮108-110每一个 旋转地联接到底盘104,靠近车身106的各自拐角。联接到每一个车轮108-110的是轮胎118-119，其具有接触道路表面的胎面。
[0032] 如能够意识到的，车辆100可以是许多不同类型的汽车的任意一种，诸如例如，轿 车、旅行车、货车、或运动型多功能车(SUV)，以及可以是两轮驱动(2WD)(即后轮驱动或前轮 驱动）、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)。该车辆100还可以结合许多不同类型的推进系统 114的任意一个或其组合，诸如例如，汽油或柴油燃料的燃烧发动机、"灵活燃料车辆"（FFV) 发动机（即使用汽油和乙醇的混合物）、气体化合物(例如氢气或天然气)燃料的发动机、燃 烧/电动机混合式发动机、以及电动机。
[0033]控制模块116控制车辆100的一个或多个特征。在各种实施方式中，该控制模块116 控制转向系统112和/或推进系统114。如能够意识到的，在各种实施方式中控制模块116能 够控制各种其他系统(未显示）。该控制模块116通信地联接到一个或多个传感器120。一般 地，该控制模块116接收来自传感器120的传感器信号，确定一个或多个控制值，并且基于该 控制值控制该车辆100的系统112和114。
[0034]在各种实施方式中，控制模块116确定用于轮胎118-119的每一个的轮胎温度，确 定在轮胎118-119的每一个上的力分布，并且使用该轮胎温度和该力分布计算一个或多个 车辆参考值，诸如但不限于，车辆横摆角速度、横向速度、侧滑角，等等。该控制模块116使用 车辆参考值控制该车辆100的一个或多个特征，诸如但不限于，牵引控制特征、防抱死制动 特征、滑动差速器特征、电动转向特征、主动底盘特征，等等。
[0035]在各种实施方式中，传感器120能够是轮胎传感器，其感测轮胎118-119的可观察 到的状态(诸如轮胎压力和/或轮胎温度）以及基于其产生传感器信号。在这样的实施方式 中，控制模块116接收该传感器信号，确定用于轮胎118-119的每一个的轮胎温度，和/或确 定在轮胎118-119的每一个上的力分布，以及使用该轮胎温度和/或该力分布计算一个或多 个车辆参考值。
[0036]现在参考图2并且继续参考图1，数据流图图示了根据各种实施方式的图1的控制 模块116。如能够意识到的，根据当前公开内容的控制模块116的各种实施方式可以包括任 意数量的子模块。例如，显示在图2中的子模块可以被组合和/或被进一步分割以类似地确 定车辆参考值。如上面讨论的，控制模块116的输入可以从传感器接收，从车辆100内的其他 控制模块(未显示)接收，和/或由控制模块116内的子模块(未显示)确定。在各种实施方式 中，该控制模块116包括轮胎胎面温度估计模块200、载荷分布确定模块202、动态参数确定 模块204、参考值确定模块206、以及至少一个车辆系统控制模块208。
[0037]轮胎胎面温度估计模块200接收与车辆100的每一个轮胎118-119相关联的轮胎数 据210作为输入。在各种实施方式中，该轮胎数据210可以基于由轮胎传感器120产生的传感 器信号。轮胎胎面温度估计模块200基于该轮胎数据210估计每一个轮胎118-119的胎面温 度 212。
[0038]载荷分布确定模块202接收力数据214作为输入。在各种实施方式中，该力数据214 可以基于车辆和轮胎的特性被预定。在各种其他实施方式中，该力数据可以基于该车辆的 当前空气动力状态以及该轮胎的特性被确定。基于该力数据214,载荷分配确定模块202确 定载荷分布值216,其指示施加在轮胎118-119的每一个上的下压力。
[0039]动态参数确定模块204接收用于轮胎118-119的每一个的轮胎胎面温度212以及用 于轮胎118-119的每一个的载荷分布值216作为输入。动态参数确定模块204基于该轮胎胎 面温度212和/或该载荷分布值216计算参数值218。该参数值218包括但不限于用于轮胎 118-119的每一个的轮胎侧偏刚度。在各种实施方式中，该轮胎侧偏刚度可以基于将轮胎胎 面温度212与侧偏刚度相关联的查阅表被计算，和/或基于将载荷分布值与侧偏刚度相关联 的查阅表被计算。
[0040]除其他数值之外，参考值确定模块206接收参数值218作为输入。该参考值确定模 炔基于参数值218和参考值模型确定一个或多个车辆参考值220。在各种实施方式中，该参 考值模型是自行车(Bicycle)模型。用于确定诸如车辆横摆角速度和横向速度的车辆参考 值220的示例性自行车模型基于下面的关系：
其中，Vy代表车辆横向速度(米/秒）;r代表车辆横摆角速度(弧度/秒）;vx代表车辆速 度(米/秒）；δ?代表前面道路转向轮角度(弧度）;代表后面转向角度(弧度）;Cf代表前轴侧 偏刚度(牛顿/弧度）;C r代表示后轴侧偏刚度(牛顿/弧度）;a代表从前轴到车辆重心的距离 (米）;b代表从前轴到车辆重心的距离(米）；I z代表绕车辆Z-轴的惯性力矩(千克-平方米）； 以及1代表车辆总质量(千克）。
[0041] 在这个示例中，参考值确定模块206基于为前面两个轮胎118计算的侧偏刚度参数 计算前轴侧偏刚度。该参考值确定模块206基于为后面两个轮胎119计算的侧偏刚度参数计 算后轴侧偏刚度。然后该参考值确定模块206使用该计算的前轴侧偏刚度和该计算的后轴 侧偏刚度计算车辆横摆角速度和横向速度，该计算的前轴侧偏刚度以及该计算的后轴侧偏 刚度考虑了轮胎温度和载荷分布(经由使用计算的参数值218)。如能够意识到的，在各种实 施方式中，考虑轮胎温度和载荷分布的其他模型和参数能够被使用。
[0042] 车辆系统控制模块208接收车辆参考值220作为输入，例如，包括上面讨论的横摆 角速度和横向速度，并且基于该车辆参考值220控制车辆100的一个或多个特征。例如，该车 辆系统控制模块208基于该车辆参考值220产生控制信号222(或信息）。如上面讨论的，车辆 100的特征能够是牵引控制特征、防抱死制动特征、滑动差速器特征、电动转向特征、主动底 盘特征等等中的至少一个。如能够意识到的，在各种实施方式中，一个车辆系统控制模块 208能够被实施用于每个特征和/或多个车辆系统控制模块208能够被实施用于多个特征。
[0043] 现在参考图3并且继续参考图1和2,根据示例性实施方式，图3是用于计算车辆参 考值220并且基于其控制车辆100的方法300的流程图。该方法300能够与图1的车辆100结合 使用并且能够由图2的控制模块116执行。如根据本公开内容能够意识到的，在该方法内的 操作顺序不限于如图3中图示的顺序执行，而是可以以适用的且根据当前公开内容的一个 或多个不同顺序执行。如能够进一步意识到的，图3的方法在车辆的运行期间可以以预定的 时间间隔计划运行和/或可以基于预定的事件计划运行。
[0044] 如图3中描绘的，该方法可以在305处开始。包括轮胎数据210和力数据214的车辆 数据在310处被接收。对于车辆100的每一个轮胎118-119,轮胎胎面温度212在320处被估 计。对于车辆100的每一个轮胎118-119,载荷分布值216在330处被估计。使用该轮胎胎面温 度212以及该载荷分布值216,参数值218在340处被计算。参考值220使用该参数值218以及 自行车模型（或其他模型)在350处被计算。一个或多个车辆特征基于该参考值220在360处 经由控制信号222被控制。此后，该方法可以在370处结束。
[0045] 虽然在前述详细描述中已经提出至少一个示例性实施方式，但是应该意识到的是 存在大量的变形。还应该意识到的是该示例性实施方式或各示例性实施方式仅是示例，而 不意在以任何方式限制本发明的范围、应用性或构造。相反，前述详细说明将为本领域技术 人员提供用于实施该示例性实施方式或各示例性实施方式的方便的指南。应该理解的是在 不脱离如在所附权利要求及其法律等同物中所阐述的本发明的范围的情况下，能够在元件 的功能和布置方面进行各种改变。
【主权项】
1. 一种控制车辆的方法，所述方法包括： 由处理器接收数据，所述数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中的至少一个； 由处理器基于所述数据确定车辆参考值；以及 由处理器基于所述车辆参考值控制所述车辆的至少一个特征。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收包括接收指示所述轮胎胎面温度的数 据。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述接收包括接收指示所述轮胎上的力分布的数 据。4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述数据确定参数值，并且其中，确定 所述车辆参考值是基于所述参数值。5. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述参数值是轮胎侧偏刚度。6. 根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述车辆参考值进一步是基于自行车模型。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆参考值是车辆横摆角速度和车辆横向速 度中的至少一个。8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征包括牵引控制特征、防抱死制动特征、滑 动差速器特征、电动转向特征以及主动底盘特征中的至少一个。9. 一种用于控制车辆的系统，所述系统包括： 第一模块，所述第一模块产生数据，所述数据指示轮胎胎面温度和轮胎上的力分布中 的至少一个；以及 第二模块，所述第二模块接收所述数据，所述第二模炔基于所述数据确定车辆参考值， 并且所述第二模炔基于所述车辆参考值控制所述车辆的至少一个特征。10. 根据权利要求9所述的系统，其中，所述第一模块产生指示所述轮胎胎面温度的数 据。
【文档编号】B60W40/112GK106064630SQ201610233248
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月15日 公开号201610233248.1, CN 106064630 A, CN 106064630A, CN 201610233248, CN-A-106064630, CN106064630 A, CN106064630A, CN201610233248, CN201610233248.1
【发明人】H.谭, J.R.奥登, J.D.法兰, D.多明盖斯
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司