CN110182214A - 在安全系统接合之前用以估计轮胎-道路摩擦力的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于在车辆的安全系统接合之前主动估计车辆中的轮胎‑道路摩擦力的技术方案。示例性方法包括基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量来计算车辆的滑移。该方法进一步包括基于加速度和滑移确定斜率(α)作为车辆的轮胎‑道路摩擦力的指标。进一步，该方法包括将斜率发送到车辆的自主控制器，用于使用斜率根据估计的摩擦力来调整车辆运动学。

Description

在安全系统接合之前用以估计轮胎-道路摩擦力的方法
引言
本公开涉及车辆，并且尤其涉及一种车辆的有助于在安全系统接合之前估计轮胎-道路摩擦力和作为响应以启动动作的控制器。
车辆的运动取决于在车辆轮胎和车辆在其上行驶的道路之间的摩擦力。在轮胎和道路之间缺乏至少特定水平的摩擦力是事故的实质性的贡献者。因此，轮胎-道路摩擦力的准确估计有助于几种主动车辆安全功能，诸如避免碰撞。例如，如果检测到低的轮胎-道路摩擦力，则应将速度降低到允许车辆可操纵性的水平。这可能有助于避免碰撞，并且可以减少伤害。进一步，这种检测可以避免在车辆中的不足转向和过度转向的情况。例如，以高速度越过曲线的车辆可以形成不足转向和过度转向的状态。在这些情况下，车辆可以要么不能跟随车道行驶并且离开道路，或者进入自旋。在本文没有列出轮胎-道路摩擦力检测的各种其它优点/效果。
相应地，期望提供在车辆中的轮胎-道路摩擦力的检测和估计，并且使用估计的轮胎-道路摩擦力来启动以控制车辆和/或通知车辆的操作者的动作。
发明内容
在一个示例性实施例中，描述了一种用于在安全系统接合之前估计在车辆中的轮胎-道路摩擦力的方法，该方法包括基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量来计算用于车辆的滑移。该方法还包括基于加速度和滑移来确定斜率(α)作为用于车辆的轮胎-道路摩擦力的指标。该方法还包括将斜率(α)发送到车辆的自主控制器，用于根据斜率(α)调整车辆运动学。
在一个或多个示例中，在制动期间滑移是计算为的纵向滑移，其中V是车辆速度、ω是车轮速度、以及R是基于轮胎压力测量和车辆重量的有效车轮半径。在一个或多个示例中，在加速期间纵向滑移计算为进一步，在一个或多个示例中，滑移是横向滑移，其计算为：其中ay是横向加速度，并且ax是加速度。
在一个或多个示例中，确定斜率包括确定在加速度vs滑移的点的曲线图上的线的斜率，该线在从原点到由加速度和滑移的当前值表示的点绘制在曲线图上。
该方法可以进一步包括在安全系统被接合之前基于斜率通知车辆的操作者。该方法可以进一步包括将斜率发送到与第二车辆相关联的第二控制器。在一个或多个示例中，该方法可以进一步包括将斜率发送到服务器计算机以警告其他车辆关于表面摩擦力。
再进一步，在一个或多个示例中，该方法包括基于滑移向车辆的操作者指示轮胎健康，该轮胎健康响应于滑移vs加速度低于预定的安全阈值而劣化。
在另一示例性实施例中，描述了一种用于在车辆的安全系统接合之前主动地估计在车辆中的轮胎-道路摩擦力的系统。该系统包括一个或多个传感器和自主控制器以自主地操纵车辆。该系统进一步包括与一个或多个传感器和自主控制器耦合的摩擦力处理器。摩擦力处理器基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量来计算车辆的滑移。进一步，摩擦力处理器基于加速度和滑移来确定斜率(α)作为车辆的轮胎-道路摩擦力的指标。进一步，摩擦力处理器将斜率发送到车辆的自主控制器，用于根据斜率调整车辆运动学。
在一个或多个示例中，在制动期间滑移是计算为的纵向滑移，其中V是车速、ω是车轮速度、以及R是基于轮胎压力测量和车辆重量的有效车轮半径。在一个或多个示例中，在加速期间纵向滑移计算为进一步，在一个或多个示例中，滑移是横向滑移，其计算为：其中ay是横向加速度，并且ax是加速度。
在一个或多个示例中，确定斜率包括确定在加速度vs滑移的曲线图上的线的斜率，该线绘制在从原点到由加速度和滑移的当前值表示的点的曲线图上。
该系统可以在安全系统被接合之前基于斜率通知车辆的操作者。该系统可以进一步将斜率发送到与第二车辆相关联的第二控制器。在一个或多个示例中，系统可以进一步将斜率发送到服务器计算机以警告其他车辆关于表面摩擦力。
再进一步，在一个或多个示例中，该系统基于滑移向车辆的操作者指示轮胎健康，该轮胎健康响应于滑移vs加速度低于预定安全阈值而劣化。
在又一示例性实施例中，描述了一种用于在车辆的安全系统接合之前主动地估计在车辆中的轮胎-道路摩擦力的车辆控制器。车辆控制器基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量来计算车辆的滑移。进一步，车辆控制器基于加速度和滑移来确定斜率(α)作为车辆的轮胎-道路摩擦力的指标。进一步，车辆控制器根据斜率自主地调整车辆运动学。
在一个或多个示例中，在制动期间滑移是纵向滑移，其计算为其中V是车速、ω是车轮速度、以及R是基于轮胎压力测量和车辆重量的有效车轮半径。在一个或多个示例中，在加速期间纵向滑移计算为进一步，在一个或多个示例中，滑移是横向滑移计算为：其中ay是横向加速度，并且ax是加速度。
在一个或多个示例中，确定斜率包括确定在加速度vs滑移的曲线图上的线的斜率，该线在从原点到由加速度和滑移的当前值表示的点绘制在曲线图上。
车辆控制器可以进一步在安全系统接合之前基于斜率通知车辆的操作者。车辆控制器可以进一步将斜率发送到与第二车辆相关联的第二控制器。在一个或多个示例中，车辆控制器可以进一步将斜率发送到服务器计算机以警告其他车辆关于表面摩擦力。
再进一步，在一个或多个示例中，车辆控制器基于滑移向车辆的操作者指示轮胎健康，该轮胎健康响应于滑移vs加速度低于预定安全阈值而劣化。
从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。
附图说明
其他特征，优点以及细节仅通过示例出现在以下详细描述中，该详细描述参考附图，其中：
图1是根据一个或多个实施例的包括用于估计摩擦力的表面系数的车辆稳定性控制系统和处理器的车辆的示意性平面图；
图2描述了根据一个或多个实施例的摩擦力处理器的框图；
图3描述了根据一个或多个实施例的示例性加速度vs滑动平面的示例；
图4描述了示出根据一个或多个实施例的不同类型的路面的计算出的滑移的曲线图示例图；
图5描述了示出根据一个或多个实施例的在不同有效载荷处的道路表面的计算出的滑移的示例曲线图；
图6描述了示出根据一个或多个实施例的在不同轮胎压力处的道路表面的计算出的滑移的示例曲线图；
图7描述了根据一个或多个实施例的用于在车辆的安全系统接合之前估计轮胎-路面摩擦力的流程图；
图8描述了示出根据一个或多个实施例的处于不同年龄的轮胎的计算出的滑移的示例曲线图；和
图9描述了根据一个或多个实施例的用于基于滑移来确定轮胎健康并且基于轮胎健康来操纵车辆的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。如本文所使用的，术语模块涉及处理电路，该处理电路系统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(共享的、专用的或组群)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其它适当组件。
如前所述，对于在运动中的车辆，低于预定阈值的轮胎-道路摩擦力可能是事故的主要原因。轮胎-道路摩擦力可以由轮胎-道路摩擦力系数表示。准确低估计轮胎-路面摩擦力系数是技术挑战。进一步，以低成本(没有附加传感器)准确低估计轮胎-道路摩擦力系数是技术挑战。再进一步，通常在现代车辆中，当经历滑移、或轮胎-道路摩擦力的改变时，车辆的安全系统，诸如主动制动系统或任何其它系统被激活，其由于(多个)安全系统的动作而改变轮胎-道路摩擦力值。
在本文描述的技术解决方案提出这样的技术挑战，并且在车辆的安全系统被接合之前，促进以低成本来估计轮胎-道路摩擦力。这允许车辆在其特征的线性部分中操作，而不是应用在特征的非线性部分上工作的安全系统。因此，该技术解决方案提供了一种代替反应性方法的主动方法。进一步，在本文描述的技术解决方案通过提供基于轮胎-道路摩擦力的损失的检测的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的实施方式来促进避免由低轮胎-道路摩擦力引起的事故。例如，ADAS可以是自动车辆控制器，其基于检测的(多个)轮胎-道路摩擦力系数值(诸如通过调整车辆的运动学)来操纵车辆。再进一步，在一个或多个示例中，ADAS有助于通知车辆的操作者关于/基于在(多个)轮胎-道路摩擦力系数值中的改变。
在一个或多个示例中，该技术解决方案促进基于估计纵向滑移或侧向滑移并且基于测量纵向和/或横向加速度来估计在安全系统接合之前的轮胎-道路摩擦力。该估计被用作安全系统的预测器并且用于调整车辆的运动学。
根据示例性实施例，图1是根据一个或多个实施例的包括用于估计摩擦力的表面系数的车辆稳定性控制系统和处理器的车辆的示意性平面图。摩擦力的表面系数表示轮胎-道路摩擦力系数。如图所描述的那样，车辆10包括通过前轴16连接的前轮12和14以及通过后轴22连接的后轮18和20。方向盘24操控前轮12和14。车轮速度传感器26测量前轮12的速度，车轮速度传感器28测量前轮14的速度，车轮速度传感器30测量后轮18的速度，以及车轮速度传感器32测量后轮20的速度。轮胎压力监测系统(TPMS)34测量车轮12、14(以及其他)的轮胎压力，加速度度传感器36测量车辆10的纵向和横向加速度，以及悬架偏转传感器38测量悬架的悬架、偏转、或偏转率。控制器40提供车辆控制，诸如车辆稳定性控制，并且旨在表示利用摩擦力的表面系数μ的任何合适的车辆控制器。在一个或多个示例中，控制器40是自主操纵车辆10的ADAS。
如将在下面详细讨论的，摩擦力系数处理器42估计正在行驶的车辆10的表面的摩擦力μ的系数。
图2描述了根据一个或多个实施例的摩擦力处理器42的框图。摩擦力处理器42除了其他部件包括滑移估计器220和加速度滑移模块230。
滑移估计器220基于一个或多个传感器输入210来计算车辆10的滑移。传感器输入210包括车轮速度、轮胎压力、以及车速。在一个或多个示例中，输入210进一步包括悬架偏转率。在一个或多个示例中，滑移估计器220基于一个或多个传感器输入210来计算车辆10的纵向滑移。纵向滑移在制动过程中计算如下——
这里，V是纵向车辆速度、ω是车轮速度、以及R是车辆车轮半径的有效值。在加速期间，纵向滑移计算如下：
可以从车辆10的速度传感器(未示出)估计车辆速度V和/或接收车辆速度V。可替换地，或此外，车辆的纵向速度V可以从控制器40接收。进一步，从传感器接收车轮速度ω。车辆的有效车轮半径R是基于使用所接收的轮胎压力输入、已知的垂直轮胎刚度值、以及车辆10的已知基准重量所估计的有效载荷来计算。纵向滑移根据车辆10的有效载荷和轮胎压力而变化。
加速度滑移模块230接收由滑移估计器220计算的滑移，并且计算：斜率(α)250，其与摩擦力系数(μ)成比例；第二滑移值，其可以是车辆10的侧向滑移或横向滑移。在一个或多个示例中，加速度滑移模块230接收车辆10的横向滑移和纵向滑移两者，并且计算两个斜率值——使用纵向滑移vs纵向加速度的第一斜率，以及使用横向滑移vs横向加速度的第二斜率。进一步，使用斜率值中的每一个、基于第一斜率的第一摩擦力系数、以及基于第二斜率的第二摩擦力系数来计算摩擦力系数。取决于车辆10的纵向运动还是横向运动主要的地位，使用相应的摩擦力系数。加速度滑移模块230进一步从车辆10的一个或多个传感器接收(多个)纵向和横向加速度值215。加速度滑移模块230基于所接收的输入值来计算轮胎-道路摩擦力系数。在一个或多个示例中，加速度滑动模块230通过将所接收的输入投射到加速度vs滑移平面来计算斜率(α)250。
图3描述了根据一个或多个实施例的加速度vs滑移平面示例。应当注意的是，所描述的平面是一个示例，并且其在其他实施例中，加速度vs滑移平面可以是不同的。进一步，加速度vs滑移平面是存储纵向和横向加速度和滑移值的查找表的视觉的表示。加速度vs滑移平面表示在X轴上的纵向和/或横向滑移值以及在Y轴上的纵向和/或横向加速度值。
如图所示，加速度滑移模块230基于计算的纵向滑移和接收到的纵向加速度值来绘制在加速度vs滑移平面上的点305。以类似的方式，使用横向滑移和横向加速度来绘制点305。测量从原点到该点305的斜率产生直线，并且该直线的斜率250与轮胎-道路摩擦力系数(μ)成比例。斜率越大，μ的值越高。因此，斜率值250是表面系数指标或轮胎-道路摩擦力系数参数。加速度滑移模块230使用基于纵向值的点305或基于两种类型中的哪一种更主要的横向加速度。例如，如果车辆基本上沿着直线行驶，那么纵向加速度和纵向滑移值可以是主要的；当车辆沿着曲线行驶时，例如转弯时，横向加速度和横向滑移值可以变成得主要的。可替换地，在一个或多个例子中，计算横向和纵向滑移值两者。进一步，确定纵向滑移或横向滑移哪一个产生较低的摩擦力系数值。使用两个摩擦力系数值中的主要的来调整车辆动力学和/或来确定道路类型。
加速度滑动模块230计算侧向滑移如下——
这里，ay和ax分别是横向和纵向加速度。
在一个或多个示例中，加速度滑移模块230存储/访问表示具有轮胎-道路摩擦力系数指标的道路条件的预定值，该轮胎-道路力摩擦系数指标超过表示极好的驾驶条件的预定阈值，例如，由在图3中的曲线310表示的晴朗的天气、干燥的道路表面等。进一步，曲线320描述了具有表面系数指标低于预定阈值的驾驶条件，该预定阈值表示代表结冰表面的表面系数。应当注意的是，除了曲线310和320所描述的道路状况之外，还可以存储其他类型道路状况的预定值。
进一步，加速度滑移模块230在纵向/横向加速度和纵向/横向滑移之间的关系的线性范围内确定斜率250。该关系的线性范围由在图3中的区域330来描述，并且使用滑移值的第一预定阈值和纵向/横向加速度值的第二预定阈值来定义。第一和第二阈值是容纳在线性区域中的在车辆的安全系统接合之前的区域330的值，例如在滑移值350处。相应地，加速度滑移模块230在安全系统接合之前将滑移250计算为轮胎-道路摩擦力系数(μ)的指标，因为摩擦力系数是车辆重量和轮胎参数的函数。
图4描述了示出根据一个或多个实施例的不同类型的道路表面的滑移计算的示例曲线图。在图4中，X轴具有滑移值，并且Y轴具有纵向加速度值。在图4中所示的示例数据仅仅是一个示例，并且在不同的实施例中可以获得不同的结果。进一步，在所示示例中，车辆有效载荷是恒定的。图4描述了具有对应于干燥的表面的第一曲线415的第一侧向滑移(斜率＝11.3)的第一线410。进一步，示出了具有对应于湿润的表面的第二曲线425的第二侧向滑移(斜率＝7.1)的第二线420。再进一步，示出了具有对应于光滑表面(例诸如结冰的道路)的第三曲线435的第三滑移(斜率＝1.93)的第三线430。应当理解的是，在上述示例场景中的值是示例性的，并且在其他示例场景中，这些值可以不同。可以看出的是，基于所计算的滑移，可以估计道路表面的类型，特别是轮胎-道路系数。进一步，可以看出的是，在安全系统接合之前，在相应曲线(415、425、以及435)的线性区域中确定滑移。
图5描述了示出根据一个或多个实施例的在不同有效载荷处的道路表面的计算滑移250的示例曲线图。在图5中，X轴具有滑移值，Y轴具有加速度度值。这些值可以是纵向加速度和纵向滑移、或者横向加速度和横向滑移值。在图5中所示的数据仅仅是一个示例，并且在不同的实施例中可以获得不同的结果。进一步，在所示示例中，道路表面是恒定的(在这种情况下，描述了潮湿的表面)，并且车辆10的有效载荷是变化的。图5描述了具有对应于第一有效载荷(R＝400kg)的第一曲线515的第一滑移(斜率＝23)的第一线510。进一步，示出了具有对应于第二有效载荷的第二曲线525的第二滑移(斜率＝13.3)的第二线520。再进一步，示出了具有对应于第三有效载荷的第三曲线535的第三滑移(斜率＝7.1)的第三线530。应当理解的是，在上述示例场景中的值是示例性的，并且在其他示例场景中，这些值可以不同。可以看出的是，基于所计算的滑移，可以估计道路表面的类型，特别是轮胎-道路系数。
图6描述了示出根据一个或多个实施例的在不同轮胎压力处的道路表面的计算出的滑移250的示例曲线图。在图6中，X轴具有滑移值，Y轴具有加速度值。这些值可以是纵向加速度和纵向滑移、或者横向加速度和横向滑移值。在图6中所示的数据仅仅是一个示例，并且在不同的实施例中可以获得不同的结果。进一步，在所示示例中，道路表面是恒定的(在这种情况下，示出了潮湿的表面)，并且车辆10的有效载荷也保持恒定，并且轮胎压力是变化的。图6描述了具有对应于第一轮胎压力(低)的第一曲线615的第一滑移(斜率＝9.89)的第一线610。进一步，示出了具有对应于用于第二轮胎压力(中间)的第二曲线625的第二滑移(斜率＝7.8)的第二线620。再进一步，示出了具有对应于第三轮胎压力(高)的第三曲线635的第三滑移(斜率＝7.23)的第三线630。应当理解的是，在上述示例场景中的值是示例性的，并且在其他示例场景中，这些值可以不同。可以看出的是，基于计算出的侧向滑移，可以估计道路表面的类型，特别是轮胎-道路系数。
图7描述了根据一个或多个实施例的在车辆的安全系统接合之前估计轮胎-道路表面摩擦力的流程图。该方法可以由车辆10使用ADAS控制器40和摩擦力处理器42来实施。在705，摩擦力处理器从车辆的一个或多个传感器接收输入210。输入除了其他以外包括车轮速度(ω)、车辆速度(V)、纵向和横向加速度、以及车辆有效载荷估计等等。
进一步，在710，摩擦力处理器42使用输入210计算纵向滑移和横向滑移。使用本文描述的方程式来执行计算。在720，摩擦力处理器42进一步接收横向加速度和纵向加速度的测量值(例如，来自一个或多个传感器和/或ADAS控制器40)。
该方法进一步包括在730确定车辆10的安全系统是否已经接合。如果安全系统还没有接合，那么滑移和加速度值(纵向和/或横向)在预定线性区域330中。如果安全系统接合，那么在735根据接合的安全系统操纵车辆。在此，驾驶员或自主车辆试图通过仔细地调整车辆的运动学来脱离这种极端情况。
如果安全系统没有接合，那么摩擦力处理器42在740使用两组值：横向值和纵向值，来计算斜率(α)250。也就是说，摩擦力处理器42计算横向滑移和纵向滑移两者；摩擦力处理器42测量纵向加速度和横向加速度；并且摩擦力处理器确定纵向滑移对纵向加速度的第一斜率，以及横向滑移对横向加速度的第二斜率。摩擦力处理器42使用两者的斜率值(α)250确定摩擦力系数值。进一步，摩擦力处理器在747确定两个摩擦力系数中的哪一个更主要。例如，如果车辆10沿着直线路径行驶，那么使用纵向加速度的摩擦力系数是主要的，然而如果车辆10沿着曲线行驶，那么使用横向加速度的摩擦力系数是主要的。在一个或多个示例中，在沿纵向轴线和横向轴线的加速度之间在没有实质上的差异的情况下，较低摩擦力系数值被认为是更主要的。实质上的差异可以通过将差异与阈值进行比较来确定。在加速度差异很大(超出阈值)的情况下，具有较高加速度值的轴是主要轴，并且使用主要轴执行计算。
摩擦力处理器在750基于主要摩擦力系数估来计道路表面摩擦力和/或道路表面类型。例如，将摩擦力系数与已知轮胎-道路摩擦力条件(诸如干燥的沥青、潮湿的沥青、冰以及其他)的预定值比较。
摩擦力处理器42向ADAS控制器40指示基于斜率(α)250的识别出的道路表面类型和/或路面摩擦了系数。在一个或多个示例中，控制器40在760基于估计的道路表面摩擦力来调整车辆10的运动学(气体、制动器、动力系、以及转向)。例如，控制器40调整车辆10的轨道，该轨道是车辆10沿着其移动的路径。例如，可以降低车轮速度，可以转动方向盘以改变轮胎的角度等。可替换地，或此外，根据估计的道路表面摩擦力来调整车辆10的牵引力控制系统(未示出)的操作参数。例如，如果道路表面被估计为潮湿的表面，那么牵引力控制系统可以被调整为向车轮提供额外的牵引力以避免打滑。进一步，在一个或多个示例中，运动学调整包括降低车辆速度并且限制车辆的侧向操纵。例如，控制器40向用于调整车辆10的运动学的气体、制动器、以及动力系致动器发送命令。
应当注意的是，对运动学的调整是基于车辆10的具体情况(诸如轮胎压力和有效载荷)来执行。例如，作为运动学调整的部分，第一车辆可以响应于估计的侧向滑移X将车轮速度调整到第一值，并且第二车辆可以响应于相同的估计的侧向滑移X将车轮速度调整到不同于第一值的第二值。这两个车辆可以具有不同的调整，因为轮胎压力不同、或者有效载荷不同、和/或轮胎条件(旧/新)不同。在一个或多个示例中，执行调整以在特定范围内将车辆10的侧向滑移改变，诸如线性范围330。
进一步，在一个或多个示例中，ADAS控制器40有助于将估计的侧向滑移提供给其他车辆(例如沿着被安排由车辆10目前估计的表面行驶的车辆)。例如，控制器40经由通信网络将估计的道路表面类型转发到服务器计算机(未示出)。服务器计算机依次通知其他车辆。可替换地，或此外，车辆10的ADAS控制器40使用车辆间的通信网络向一个或多个相邻的车辆来广播估计的道路表面类型。其他车辆可以基于从车辆10接收的道路表面类型信息对它们各自的运动学执行调整。
相应地，摩擦力处理器42基于纵向滑移和横向加速度来计算侧向滑移250以估计道路表面摩擦力，并且使用该估计来调整车辆运动学(例如，在自主车辆中)。在一个或多个示例中，向车辆10的驾驶员/乘客通知估计的道路表面，并且作为响应，驾驶员/乘员可以操纵车辆10。例如，乘客可以从自主ADAS系统接管车辆10的控制。可替换地，或此外，操作者可以根据估计的道路表面摩擦力来更改车辆的路线，改变车辆速度，或者采取任何其他动作。
进一步，根据一个或多个实施例，使用斜率(α)250的计算来确定车辆10的轮胎的状况。
图8示出了根据一个或多个实施例的不同年龄的轮胎的计算出的滑移的示例图。在图8中，X轴具有滑移值，Y轴具有加速度度值。这些值可以是纵向加速度和纵向滑移、或者横向加速度和横向滑移值。在图8中所示的数据仅仅是一个示例，并且在不同的实施例中可以获得不同的结果。进一步，在所示的例子中，轮胎状态是变化的。图8描述了具有对应于新轮胎的第一曲线815的第一滑移(斜率＝7.1)的第一线810。进一步，示出了具有对应于较旧轮胎的第二曲线825的第二滑移(斜率＝5.21)的第二线820。应当理解的是，在上述示例场景中的值是示例性的，并且在其他示例场景中，这些值可以不同。基于计算出的滑移250，控制器40确定轮胎是否旧早/较新，并且斜率(α)250是否低于预定安全阈值，控制器40通知车辆10的乘客/用户以改变轮胎。在一个或多个示例中，如果车辆10是自主的，那么控制器40将车辆10操纵到用于轮胎改变的服务设施。
图9描述了根据一个或多个实施例的用于基于斜率(α)250来确定轮胎健康的并且基于轮胎健康操纵车辆的流程图。该方法包括在905从车辆10的一个或多个传感器接收输入210。进一步，该方法包括在910基于输入210计算滑移。在一个或多个示例中，可以计算纵向滑移值和横向滑移值两者。再进一步，该方法包括在920从车辆10的一个或多个传感器接收加速度值。在一个或多个示例中，测量纵向加速度值和横向加速度度值两者。该方法进一步包括在930使用滑移和加速度来计算斜率(α)250。如本文所述的那样，使用在横向值和纵向值当中的主要值来计算斜率250。只有当车辆10在预定条件范围(诸如线性范围330)中操作时计算斜率250。如果车辆10的安全系统还没有接合，那么车辆10被确定在线性范围330中操作。
该方法进一步包括在940将计算出的斜率(α)250与安全阈值比较。安全阈值指示轮胎健康(例如轮胎胎面)的推荐安全水平。如果斜率(α)250低于安全阈值，则控制器40在950处采取轮胎安全动作，并且如果斜率(α)250高于安全阈值(或等于)则继续在没有这种动作的情况下操作。轮胎安全动作可以包括向车辆10的乘客/操作者/用户/所有者通知低于推荐安全条件的轮胎健康。可替换地，或者此外，轮胎安全动作可以包括将车辆10自主地操纵到服务中心以便轮胎修理/更换。
虽然已经参考示例性实施例描述了上述公开，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离其范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于在安全系统接合之前主动地估计车辆中的轮胎-道路摩擦力的方法，所述方法包括：
基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量计算所述车辆的滑移；
基于所述加速度和所述滑移确定斜率(α)作为所述车辆的轮胎-道路摩擦力的指标；和
将所述斜率(α)发送到所述车辆的自主控制器，用于根据所述斜率(α)调节车辆运动学。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述滑移是在制动期间计算为和在加速期间计算为的纵向滑移，其中V是车辆速度，ω是车轮速度，R是基于所述轮胎压力测量和所述车辆重量的有效车轮半径。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述滑移是计算为的横向滑移：其中ay是横向加速度，并且ax是纵向加速度。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述斜率包括确定在所述加速度vs滑移的曲线图上的线的斜率，所述线绘制在从原点到由所述加速度和所述滑移的当前值表示的点的曲线图上。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括，在所述安全系统被接合之前，基于所述斜率向所述车辆的操作者通知。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述斜率发送到控制器。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：将所述加速度vs滑移发送到服务器计算机以警告其他车辆关于表面摩擦的情况。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：基于所述滑移向所述车辆的操作者指示轮胎健康，所述轮胎健康响应于所述滑移vs加速度低于预定安全阈值而劣化。
9.一种用于在主动地接合车辆的安全系统之前主动地估计所述车辆中的轮胎-道路摩擦力的系统，所述系统包括：
一个或多个传感器；
自主控制器，其被配置为自主地操纵所述车辆；和
摩擦力处理器，其与所述一个或多个传感器以及所述自主控制器联接，所述摩擦力处理器被配置为：
基于一个或多个车轮速度、加速度和轮胎压力测量计算所述车辆的滑移；
基于所述加速度和所述滑移确定斜率(α)作为所述车辆的轮胎-道路摩擦力的指标；和
将所述斜率发送到所述车辆的自主控制器，用于根据估计的轮胎-道路摩擦力调节车辆运动学。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述滑移是在制动期间计算为和在加速期间计算为的纵向滑移，其中V是车辆速度，ω是车轮速度，R是基于轮胎压力测量和车辆重量估计的有效车轮半径。
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