用于获知车辆的车轮在行车道上的最大摩擦系数的方法与流程

本发明涉及一种用于获知车辆的车轮在行车道上的最大摩擦系数的方法，并且还涉及一种控制器和一种车辆。

背景技术：

1、在不同的车辆调节系统、尤其是车辆调节系统和驾驶员辅助系统中，考虑车轮与行车道之间的摩擦系数或黏着系数或摩擦值。

2、在此，行驶状况的当前或真实的摩擦系数和此外最大摩擦系数原则上是重要的。摩擦系数的准确的值一方面依赖于两个表面的材料，即依赖于道路覆面和车辆轮胎的表面以及当前的变化参量、例如温度、湿度、必要时表面的粗糙度和由于附加的颗粒、例如沙子、裂缝或污物所造成的影响。因此，对摩擦系数的准确的获悉是重要的，但通常难以被估计。

3、de 10 2016 211 728 a1描述了一种用于获知摩擦值的方法，其中，车辆的第一车轮被减速，使得第一车轮与行车道之间的滑移小于第二车轮与行车道之间的滑移，其中，获知第一车轮在减速期间的行为。因此，通过比较车辆的多个车轮的滑移行为来获知摩擦值。为此，首先假设车轮上的类似的摩擦系数，其中，为了获知而设置有主动制动过程。

4、de 10 2020 111 520 b3描述了一种用于确定摩擦值的方法，其中，减小车轮上的车轮载荷，并且有针对性地调设车桥上的车轮的轮距角，从而首先获知暂时的摩擦值，其中，随后考虑车轮纵向力和在正常情况下存在的车轮载荷以用于进一步计算。因此，为了这样的获知也执行车辆或车轮上的主动调设，并且将车桥的车轮相互比较。

5、这种方法通常能够获知分别存在的行驶状况的真实的摩擦系数（actual wheelfriction coefficient）。然而此外，获知最大摩擦系数或峰值摩擦系数（peak frictioncoefficient）是有帮助的，尤其是对于行驶稳定性调节和制动系统而言是有帮助的。

技术实现思路

1、本发明的任务是，提供用于获知最大摩擦系数的方法、用于执行该方法的控制器和车辆，其能够以相对较小的耗费准确地获知最大摩擦系数。

2、该任务通过根据权利要求1的方法来解决，此外，设置有在使用方法的情况下的车辆调节方法、用于执行方法的控制器和具有控制器的车辆。

3、因此设置的是，从基于车辆行为所获知的参考车轮加速度与从车轮的滑移行为所获知的实际车轮加速度的比较来获知车轮与行车道之间的最大摩擦系数。

4、由此，已经实现以下优点：

5、最大摩擦系数的获知可以利用原则上在车辆中存在的传感机构实现。在此，可以有利地考虑已经针对其他控制系统和调节系统存在的信息、例如车辆在平面中的加速行为和偏航行为的信息和数据，其要么针对其他调节已经存在，要么可以以很小的耗费来获知。因此，在使用尤其是车轮滑移的情况下，通常能够以很小的耗费来获知车轮的实际车轮加速度，这是因为原则上已经针对车辆中的不同的控制和调节系统、尤其是abs获知滑移行为。

6、本发明的另外的优点是，原则上可以在没有对车辆的主动影响的情况下、尤其是在没有主动的制动过程或加速过程的情况下实现获知。因此，例如不需要尝试性制动和其他过程，这些其他过程一方面可能会损害车辆的稳定性和行驶行为，并且此外是更耗时的且不能连续执行。

7、本发明的另外的优点是获知和测得的可重复性。因此，通过主动调设对摩擦系数的估计通常不如通过已经存在的传感器数据来获知那样可重复。此外，尤其是在主动调设的情况下，利用常规方法单独获知每个车轮的摩擦系数通常是更耗费的。

8、本发明的另外的优点是，最大摩擦系数的获知原则上可以不依赖于表面特性的测量或估计地进行。

9、本发明基于以下认知，即最大摩擦系数与车辆中的车轮的实际车轮加速行为、尤其是滑移行为和与参考车轮加速行为不同程度地相关联。因此尤其地，可以获知车轮的参考加速度来作为依赖于最大摩擦系数的值并且获知实际车轮加速度来作为不依赖于最大摩擦系数的值或归一化的值，从而可以从对这些参量的比较，尤其是从商中获知尤其是每个单独的车轮的最大摩擦系数。

10、根据优选的改进方案，从车辆的测得的加速度值和测得的偏航行为、尤其是偏航率来获知参考车轮加速度。测量尤其可以借助惯性传感器来实现。在此有利地使用的是，相应的传感器、尤其是惯性传感器已经可以设置用于其他的调节系统。

11、在计算中，车轮与传感器和/或与车辆重心的距离有利地与获知相关联。因此，在考虑不随时间变化的固定的几何距离的情况下可以实现快速的当前的获知。在此，尤其可以考虑惯性传感器单元（imu, inertial measurement unit）的统一的传感器距离。根据备选的构造方案，借助两点差分法，基于简单的变体模型来估计最大摩擦系数。

12、因此，车辆在平面中、即在纵向方向和横向方向（侧向方向）上的加速度以及偏航行为可以通过传感器单元来测量，并且从各自的车轮与传感器单元的距离可以获知车轮在平面中的各自的加速行为、即车轮在车轮的坐标系中的纵向加速度和横向加速度。

13、在获知参考车轮加速度时，优选补偿或计算出加速度和偏航行为的测量值的竖直分量，以便获得在平面中的动态。尤其地，在纵向方向和横向方向上获知重力补偿的加速度，这是因为应考虑行车道平面中的运动行为。进一步优选地，也由于车辆绕其纵轴线的摆动运动或滚动运动或绕其横轴线的俯仰运动，因此尤其应该考虑例如在上坡或下坡上、在具有横向倾斜的行车道上具有竖直分量的行驶状况。

14、对于测量备选或补充地，从在外部定位确定系统、例如gps中关于车辆的定位的数据能够获知加速度和偏航行为，其方式是：考虑车辆在外部定位确定系统中的轨迹。

15、实际车轮加速度有利地从车轮的纵向滑移和横向滑移计算出，其中，这些滑移值又从另外的车辆参量获知。因此，尤其可以从车轮转速、车轮的转向角和测得的偏航率，尤其是在考虑车辆的几何值、例如所涉及的车桥的轮距的情况下获知横向滑移，以便获知车轮的定位。因此，可以利用现有的或易于获知的值来简单获知横向滑移。

16、车轮的纵向滑移通常已经被用于调节系统（如abs和/或asr）并且因此通常是已知的；纵向滑移尤其可以从车轮转速、车轮的转向角、偏航率，尤其是在使用另外的值、例如车辆的几何构造、尤其是轮距和车辆的车辆数据、例如行驶方向和车辆速度的情况下来获知。

17、通过将车辆坐标或测得的参量变换到两个坐标系中的一个坐标系中，可以将车辆和车轮的不同的坐标系相互换算。该换算可以有利地在使用分别恒定的值、尤其是车辆和/或车轮的几何值的情况下实现，从而可以实现快速且统一的换算（相同的参量分别与该换算相关联），从而当前的测量误差不会累加。

18、根据本发明的方法尤其可以用于商用车、尤其是具有两个或更多个非抬升的车桥的商用车。该方法原则上不局限于特定数量的车桥。

19、因此有利地，能够实现对各个车轮、尤其是车辆的所有非抬升的车桥的车轮的最大摩擦系数的当前且快速的获知。因此，通过这样获知的最大摩擦系数可以快速且有针对性地执行车辆的控制和调节系统以及控制和调节方法、尤其是制动调节系统。真实或当前的摩擦系数优选也可以与控制和调节系统相关联，真实或当前的摩擦系数以常规方法、例如上述方法之一被获知。

20、根据有利的构造方案，设置有以下的中间步骤中的一个或多个中间步骤：

21、在道路坐标系、车辆坐标系和车轮坐标系之间换算，

22、将车辆速度从道路坐标系变换到车轮坐标系中，

23、在使用经变换的车轮坐标的情况下换算能转向的前桥的车轮纵向速度，

24、获知能转向的前桥的车轮滑移；

25、获知前桥的纵向滑移和横向滑移；

26、计算能转向的前桥的车轮的侧向车轮转速（横向速度）、从前桥的所获知的横向速度计算出车辆横向速度，

27、在车辆坐标系中获知车轮或车桥的坐标，尤其是关于重心的坐标；

28、计算另外的车桥的经变换的车轮参考速度、计算车轮轴线的纵向滑移和横向滑移。

29、根据优选的实施方式设置的是，在很小的转向角的情况下，即尤其是在转向角边界值之下，尤其是在未转向的车桥中或在转向的车桥处于直线行驶或近似直线行驶的情况下，通过纵向滑移和横向滑移朝车轮的纵向方向的投影的投影差来计算车轮的纵向滑移和横向滑移。由此，产生对两个滑移值的简单且安全的获知，而在此不包括可能不存在的参量。

30、附图标记

31、接下来，借助附图根据若干实施方式来阐述本发明。其中：

32、图1示出了在行车道上的具有五个车桥的车辆的车辆模型；

33、图2示出了传感器单元的重心偏移的图示；

34、图3示出了车轮上的力和加速度的图示；

35、图4示出了车轮上的参考系的图示；

36、图5示出了根据本发明的方法的流程图；

37、图6示出了获知投影差的图示。