轮胎与路面的附着系数的确定方法、控制装置及车辆与流程

1.本发明属于车辆稳定性控制技术领域，特别是涉及一种轮胎与路面的附着系数的确定方法、控制装置及车辆。


背景技术：

2.车辆在运行时，在防抱死系统(abs)、车身电子稳定系统(esp)和牵引力控制系统(tcs)激活的时刻，控制器可以根据扭矩、估计的车重和车轮滑移率计算出轮胎和路面的最大附着系数。但是在上述系统均未激活时，车辆的控制器内沿用上一次计算出的最大附着系数，使得最大附着系数不能实时、全时地进行准确的估算，而根据这样的最大附着系数所计算最大可用的抓地力不够及时准确，因此会影响车辆的行车安全。


技术实现要素：

3.本发明第一方面的一个目的是提供一种轮胎与路面的附着系数的确定方法，能够实现附着系数计算的实时性和全时性。
4.本发明的进一步的一个目的是要提高附着系数的精确性。
5.本发明第二方面的一个目的是提供一种用于实现轮胎与路面的附着系数的确定方法的控制装置。
6.本发明第三方面的一个目的是提供一种包括上述控制装置的车辆。
7.特别地，本发明提供了一种轮胎与路面的附着系数的确定方法，包括：
8.每隔预设时间执行以下步骤：
9.根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出当前的路面状态信息；
10.根据当前的路面状态信息和当前的轮胎配置信息估算第一最大附着系数；
11.判断车辆的防抱死系统、车身电子稳定系统和牵引力控制系统中的至少一个是否激活，若是，根据动力学模型计算第二最大附着系数，并将当前的车辆的附着系数更新为所述第二最大附着系数；
12.在车辆的防抱死系统、车身电子稳定系统和牵引力控制系统均未激活时，判断当前的路面状态信息与上一周期的路面状态信息是否一致，若是则将当前的车辆的附着系数更新为上一周期的附着系数，否则将当前的车辆的附着系数更新为所述第一最大附着系数。
13.可选地，根据动力学模型计算第二最大附着系数的步骤之后还包括：
14.在所述第二最大附着系数和所述第一最大附着系数的差值大于阈值时，发出警示信息。
15.可选地，根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出当前的路面状态信息的步骤包括：
16.根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出相
应的路面值，并将各个路面值赋予预设的优先级，所述路面值用于表示不同的路面状态；
17.判断相同且有效的路面值的数量是否大于预设数量，若是则将相同且有效的路面值作当前的路面状态信息，否则采用优先级高的路面值作为当前的路面状态信息。
18.可选地，根据当前的路面状态信息和当前的轮胎配置信息估算第一最大附着系数的步骤包括：
19.根据当前的路面状态信息和当前的轮胎配置信息查询预设的附着系数标定表，以得到所述第一最大附着系数。
20.可选地，所述轮胎配置信息为轮胎序列号。
21.可选地，根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出当前的路面状态信息的步骤之前还包括：
22.读取当前的轮胎配置信息，并判断当前的轮胎配置信息是否为预存的轮胎信息，若是则读取高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前的天气信息，并得出当前的路面状态信息。
23.特别地，本发明还提供了一种控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现上述任一项所述的轮胎与路面的附着系数的确定方法。
24.特别地，本发明还提供了一种车辆，包括上述的控制装置。
25.根据本发明的一个实施例，每个运行周期都会根据当前的路面状态信息和轮胎配置信息去估算第一最大附着系数，在车辆的防抱死系统、车身电子稳定系统和牵引力控制系统均未激活时也能实时计算出第一最大附着系数作为系统用的附着系数，因此车辆的系统能够实时、全时且可靠地获取轮胎和路面的附着系数，在行驶过程中，路面情况发生变化(即当前的路面状态信息与上一周期的路面状态信息不一致)时，车辆的附着系数会相应更新，因此可以时刻确保车辆的稳定驾驶，进而提高车辆安全性。
26.进一步地，由于第一最大附着系数的计算在车辆上电后就能全时地进行计算，因此在车辆起步前就得到了附着系数，可以避免起步扭矩太大造成严重打滑。
27.进一步地，第一最大附着系数的计算引入了轮胎配置信息，提高了系数计算的精确性。
28.进一步地，由于当前的路面状态信息是由高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息的多个信息的融合后得出的，因此可以提高了附着系数的可靠性和精确性，从而进一步提高车辆稳定性和安全性。
29.根据本发明的一个实施例，在第二最大附着系数和第一最大附着系数的差值大于阈值时发出警示信息，此时通过提示可以促使驾驶员注意该问题，及时更换轮胎，从而提高行车安全性。
30.根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
31.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些
附图未必是按比例绘制的。附图中：
32.图1是根据本发明一个实施例的轮胎与路面的附着系数的确定方法的流程图；
33.图2是根据本发明另一个实施例的轮胎与路面的附着系数的确定方法的流程图。
具体实施方式
34.图1是根据本发明一个实施例的轮胎与路面的附着系数的确定方法的流程图。本发明提供了一种轮胎与路面的附着系数的确定方法，如图1所示，一个实施例中，该方法包括：
35.每隔预设时间执行以下步骤：
36.步骤s100，根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出当前的路面状态信息。即判断当前车辆所在路面为何种状态，例如干路面、湿路面、冰面或雪路面等。
37.步骤s200，根据当前的路面状态信息和当前的轮胎配置信息估算第一最大附着系数。例如通过实验标定的方式，将路面状态信息、轮胎配置和第一最大附着系数的关系用曲线或表格的方式表达出来，以便后续根据路面状态信息和轮胎配置信息去查询出相应的第一最大附着系数。轮胎配置信息可以是轮胎序列号，或者各个种类的轮胎所对应的具体参数。
38.步骤s300，判断车辆的防抱死系统(abs)、车身电子稳定系统(esp)和牵引力控制系统(tcs)中的至少一个是否激活；若是，进入步骤s400，否则进入步骤s500。
39.步骤s400，根据动力学模型计算第二最大附着系数，并将当前的车辆的附着系数更新为第二最大附着系数。也就是在车辆的abs、esp或tcs激活时刻可以根据μ
max
＝|f
x
|/fz计算最大附着系数μ
max
，其中，f
x
是abs、esp或tcs激活时刻的作用在车轮上的力，当f
x
由abs或esp作用在车轮上时f
x
取为负值，当f
x
由tcs作用在车轮上时f
x
取为正值，fz具为车辆通过车轮垂直于地面的重力，这种方式计算的最大附着系数记为第二最大附着系数。
40.步骤s500，判断当前的路面状态信息与上一周期的路面状态信息是否一致，若是进入步骤s600，否则进入步骤s700。
41.步骤s600，将当前的车辆的附着系数更新为上一周期的附着系数。
42.步骤s700，将当前的车辆的附着系数更新为第一最大附着系数。
43.本实施例中，每个运行周期都会根据当前的路面状态信息和轮胎配置信息去估算第一最大附着系数，在车辆的防抱死系统、车身电子稳定系统和牵引力控制系统均未激活时也能实时计算出第一最大附着系数作为系统用的附着系数，因此车辆的系统能够实时、全时且可靠地获取轮胎和路面的附着系数，在行驶过程中，路面情况发生变化(即当前的路面状态信息与上一周期的路面状态信息不一致)时，车辆的附着系数会相应更新，因此可以时刻确保车辆的稳定驾驶，进而提高车辆安全性。
44.进一步地，由于第一最大附着系数的计算在车辆上电后就能全时地进行计算，因此在车辆起步前就得到了附着系数，可以避免起步扭矩太大造成严重打滑。
45.进一步地，第一最大附着系数的计算引入了轮胎配置信息，提高了系数计算的精确性。
46.进一步地，由于当前的路面状态信息是由高精地图、车载摄像头和雨量传感器的
信息以及当前获取的天气信息的多个信息的融合后得出的，因此可以提高了附着系数的可靠性和精确性，从而进一步提高车辆稳定性和安全性。
47.图2是根据本发明另一个实施例的轮胎与路面的附着系数的确定方法的流程图。如图2所示，另一个实施例中，步骤s400之后还包括：
48.步骤s450，在第二最大附着系数和第一最大附着系数的差值大于阈值时发出警示信息。该阈值可以通过标定确定，警示信息可以是通过人机交互系统发出语音提示，或者特殊的灯光闪烁等方式，提醒驾驶员检查轮胎。
49.当第二最大附着系数和第一最大附着系数的差值超过一定值时说明轮胎可能出现了严重磨损或老化，或胎压出现了问题，此时通过提示可以促使驾驶员注意该问题，及时更换轮胎，从而提高行车安全性。
50.如图2所示，一个实施例中，步骤s100包括：
51.步骤s102，根据高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前获取的天气信息得出相应的路面值，并将各个路面值赋予预设的优先级。路面值用于表示不同的路面状态，例如路面值1表示干路面、路面值2表示湿路面、路面值3表示冰面，路面值4表示雪路面，当然以上路面值只是部分举例，并不限于上述的4种路面值。这里对各个路面值赋予预设的优先级，是指对不同来源的路面值进行优先级设置，例如在车载摄像头的清晰度较高，将其车载摄像头的路面值赋予较高的优先级，这里可以通过一些算法去进行比较，将控制器分析出各个路面值的可信度或可靠性，然后赋予相应等级的优先级。
52.步骤s104，判断相同且有效的路面值的数量是否大于预设数量，若是进入步骤s106，否则进入步骤s108。可选地，预设数量为2或3。路面值是否有效可是根据车辆是否安装相应的设备来确定，例如车辆是否有高精地图模块，是否安装摄像头等，也可以是高精地图未覆盖当前区域，gps信号弱或者网络有问题都会导致高精地图的路面值缺失或无效，摄像头故障、被遮挡、光线不足或大雾、大雪等天气原因也会导致摄像头的路面值无效。
53.步骤s106，将相同且有效的路面值作当前的路面状态信息。例如根据高精地图的信息得出的路面值、车载摄像头的信息得出的路面值和雨量传感器的信息得出的路面值均有效且都为2，此时就将路面值2作为当前的路面状态信息。这里采用了投票的算法。
54.步骤s108，采用优先级高的路面值作为当前的路面状态信息。也就是当多个信息没有达成相对一致的结果时，例如各个信息得出的路面值均不同，此时利用优先级来确定最终的路面值。
55.步骤s200包括：
56.步骤s202，根据当前的路面状态信息和当前的轮胎配置信息查询预设的附着系数标定表，以得到第一最大附着系数。也就是通过提前实验标定的方式得出路面状态信息、轮胎配置信息和第一最大附着系数的对应关系，即上述的附着系数标定表。
57.本实施例通过投票和优先级结合的方式进行信息融合，可以实时地算出第一最大附着系数，实现了附着系数计算的实时性和全时性。
58.轮胎的配置信息可以包括轮胎材料、胎压、轮胎扁平比、轮胎花纹等，这些都会影响到轮胎本身的摩擦系数，进行影响最大附着系数。在一些实施例中，还涉及到轮胎适用季节的配置信息，例如区分夏季轮胎、雪地轮胎和全天候轮胎。
59.进一步的一个实施例中，步骤s102之前还包括：
60.步骤s50，读取当前的轮胎配置信息，并判断当前的轮胎配置信息是否为预存的轮胎信息，若是则读取高精地图、车载摄像头和雨量传感器的信息以及当前的天气信息，并得出当前的路面状态信息(即进入步骤s102)。否则说明当然安装的轮胎不是系统预存的类型，此时不再计算第一最大附着系数，结束此循环。
61.进一步地，在进入循环前，首先要保证车辆已上电，即步骤s50之前还包括步骤s20，车辆上电。只要车辆上电就可以进行第二最大附着系数和第一最大附着系数的计算。
62.本发明还提供了一种控制装置，包括存储器和处理器，存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述任一实施例或实施例组合中的轮胎与路面的附着系数的确定方法。处理器可以是一个中央处理单元(central processing unit，简称cpu)，或者为数字处理单元等等。处理器通过通信接口收发数据。存储器用于存储处理器执行的程序。存储器是能够用于携带或存储具有指令或据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何介质，也可以是多个存储器的组合。上述计算程序可以从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者经由网络(例如因特网、局域网、广域网和/或无线网络)下载到计算机或外部存储设备。
63.本发明还提供了一种车辆，包括上述的控制装置。
64.至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。