轮胎摩擦力调控方法及系统
阅读：1038发布：2020-05-21
专利汇可以提供轮胎摩擦力调控方法及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种轮胎 摩擦 力 调控方法及系统，其中方法包括：确定目标路段的路面类型；根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前 摩擦力 ；将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。本发明以此方式能够有效适应车辆行驶在不同路面类型的各路段时对摩擦力的需求，尤其针对特殊的路面类型，能够明显提升车辆的操纵 稳定性 以及安全性。，下面是轮胎摩擦力调控方法及系统专利的具体信息内容。
1.一种轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，包括：
确定目标路段的路面类型；
根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
2.根据权利要求1所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述确定目标路段的路面类型包括：
获取预测的路面类型；
识别当前的路面类型；
将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
3.根据权利要求2所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述获取预测的路面类型包括：
实时采集车辆的位置数据；
根据所述位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达所述目标路段的预警区域；
若是，则接收针对所述目标路段的预测的路面类型。
4.根据权利要求3所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述接收针对所述目标路段的预测的路面类型包括：
向远程服务端发送预测数据请求指令；
接收由远程服务端下发的路面类型预测数据。
5.根据权利要求1所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力包括：
根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力；
将所述第一摩擦力作为当前摩擦力。
6.根据权利要求5所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力包括：
利用所述路面类型、发动机功率以及发动机转速获得发动机的实际扭矩；
根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。
7.根据权利要求5所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
将所述第一摩擦力与所述第二摩擦力的均值作为所述当前摩擦力。
8.根据权利要求1所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略包括：
根据比对结果的级别，输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，或者自动调整轮胎摩擦力。
9.根据权利要求8所述的轮胎摩擦力调控方法，其特征在于，所述自动调整轮胎摩擦力包括执行以下一种或多种方式：
降低轮胎内的气压；或者
触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；或者
控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
10.一种轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，包括：
路面类型确定模块，用于确定目标路段的路面类型；
当前摩擦力获取模块，用于根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
比对模块，用于将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
摩擦力调控模块，用于根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
11.根据权利要求10所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述路面类型确定模块具体包括：
路面类型预测单元，用于获取预测的路面类型；
路面类型识别单元，用于识别当前的路面类型；
比对单元，用于将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
路面类型确定单元，用于根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
12.根据权利要求11所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述路面类型预测单元具体包括：
采集子单元，用于实时采集车辆的位置数据；
位置判定子单元，用于根据所述位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达所述目标路段的预警区域；
预测数据接收子单元，用于当是所述位置判定子单元输出为是时，接收针对所述目标路段的预测的路面类型。
13.根据权利要求12所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述预测数据接收子单元具体包括：
请求组件，用于向远程服务端发送预测数据请求指令；
接收组件，用于接收由远程服务端下发的路面类型预测数据。
14.根据权利要求13所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述当前摩擦力获取模块具体包括：
第一摩擦力计算单元，用于根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力；
当前摩擦力确定单元，用于将所述第一摩擦力作为当前摩擦力。
15.根据权利要求14所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述第一摩擦力计算单元具体包括：
实际扭矩获取子单元，用于利用所述路面类型、发动机功率以及发动机转速获得发动机的实际扭矩；
第一摩擦力获取子单元，用于根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。
16.根据权利要求14所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述当前摩擦力获取模块还包括：
第二摩擦力计算单元，用于根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
融合单元，用于将所述第一摩擦力与所述第二摩擦力的均值作为所述当前摩擦力。
17.根据权利要求10所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述摩擦力调控模块具体用于：根据比对结果的级别，输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，或者自动调整轮胎摩擦力。
18.根据权利要求17所述的轮胎摩擦力调控系统，其特征在于，所述摩擦力调控模块具体包括以下一种或多种单元：
胎压控制单元，用于降低轮胎内的气压；或者
防滑剂喷洒单元，用于触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；或者
胎纹控制单元，用于控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
轮胎摩擦力调控方法及系统
技术领域
背景技术
[0002] 随着汽车使用率的提高，对于汽车的行驶安全性能的要求也越来越高。特别是针对积雪、结冰或积水等特殊路面类型，由于轮胎摩擦牵引力的急剧下降，车辆的操纵稳定性和安全性受到严重威胁，尤其当车辆制动时，车辆的滑行距离变大，即制动距离增大，极易带来车辆追尾甚至严重影响交通安全的多种隐患。
[0003] 通常，对于行驶在特殊路面类型的车辆，传统的提高轮胎与地面的摩擦力的方法是用带钉轮胎或缠绕防滑链的方式，依靠硬度高于冰或硬雪地的金属突起物扎入冰雪面所产生的破坏阻力来实现的。但是，使用这类轮胎会对破坏路面，同时路面破坏生成的灰尘将会对空气造成污染。
[0004] 此外，车辆在行驶过程中驾驶员处于预估路面类型的角色，一方面、不能及时有效地作出敏捷的反应，甚至也无从知晓是否应对轮胎做相应的处理，以提升摩擦力；另一方面、即使驾驶员自主判断前方路段可能较湿滑，需要加装防滑链或者防滑轮胎，对于行驶中的车辆而言，也会带来诸多不便。综上可见，现有技术中缺少一种基于汽车驱动层面的防滑控制技术，尤其缺乏针对改变轮胎和地面摩擦力的自主安全策略，导致车辆行驶在特定路面过程中的操纵稳定性及安全性受到较大影响。
发明内容
[0006] 本发明采用的技术方案如下：
[0007] 一种轮胎摩擦力调控方法，包括：
[0008] 确定目标路段的路面类型；
[0009] 根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
[0010] 将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
[0011] 根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
[0012] 可选地，所述确定目标路段的路面类型包括：
[0013] 获取预测的路面类型；
[0014] 识别当前的路面类型；
[0015] 将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
[0016] 根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
[0017] 可选地，所述获取预测的路面类型包括：
[0018] 实时采集车辆的位置数据；
[0019] 根据所述位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达所述目标路段的预警区域；
[0020] 若是，则接收针对所述目标路段的预测的路面类型。
[0021] 可选地，所述接收针对所述目标路段的预测的路面类型包括：
[0023] 接收由远程服务端下发的路面类型预测数据。
[0024] 可选地，所述根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力包括：
[0026] 将所述第一摩擦力作为当前摩擦力。
[0027] 可选地，所述根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力包括：
[0029] 根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。
[0030] 可选地，所述方法还包括：
[0031] 根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
[0032] 将所述第一摩擦力与所述第二摩擦力的均值作为所述当前摩擦力。
[0033] 可选地，所述根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略包括：
[0034] 根据比对结果的级别，输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，或者自动调整轮胎摩擦力。
[0035] 可选地，所述自动调整轮胎摩擦力包括执行以下一种或多种方式：
[0036] 降低轮胎内的气压；或者
[0037] 触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；或者
[0038] 控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
[0039] 一种轮胎摩擦力调控系统，包括：
[0040] 路面类型确定模块，用于确定目标路段的路面类型；
[0041] 当前摩擦力获取模块，用于根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
[0042] 比对模块，用于将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
[0043] 摩擦力调控模块，用于根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
[0044] 可选地，所述路面类型确定模块具体包括：
[0045] 路面类型预测单元，用于获取预测的路面类型；
[0046] 路面类型识别单元，用于识别当前的路面类型；
[0047] 比对单元，用于将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
[0048] 路面类型确定单元，用于根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
[0049] 可选地，所述路面类型预测单元具体包括：
[0050] 采集子单元，用于实时采集车辆的位置数据；
[0051] 位置判定子单元，用于根据所述位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达所述目标路段的预警区域；
[0052] 预测数据接收子单元，用于当是所述位置判定子单元输出为是时，接收针对所述目标路段的预测的路面类型。
[0053] 可选地，所述预测数据接收子单元具体包括：
[0054] 请求组件，用于向远程服务端发送预测数据请求指令；
[0055] 接收组件，用于接收由远程服务端下发的路面类型预测数据。
[0056] 可选地，所述当前摩擦力获取模块具体包括：
[0057] 第一摩擦力计算单元，用于根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力；
[0058] 当前摩擦力确定单元，用于将所述第一摩擦力作为当前摩擦力。
[0059] 可选地，所述第一摩擦力计算单元具体包括：
[0060] 实际扭矩获取子单元，用于利用所述路面类型、发动机功率以及发动机转速获得发动机的实际扭矩；
[0061] 第一摩擦力获取子单元，用于根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。
[0062] 可选地，所述当前摩擦力获取模块还包括：
[0063] 第二摩擦力计算单元，用于根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
[0064] 融合单元，用于将所述第一摩擦力与所述第二摩擦力的均值作为所述当前摩擦力。
[0065] 可选地，所述摩擦力调控模块具体用于：根据比对结果的级别，输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，或者自动调整轮胎摩擦力。
[0066] 可选地，所述摩擦力调控模块具体包括以下一种或多种单元：
[0067] 胎压控制单元，用于降低轮胎内的气压；或者
[0068] 防滑剂喷洒单元，用于触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；或者[0069] 胎纹控制单元，用于控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
[0070] 本发明先确定具体的路面类型，再根据该路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；最后根据与预设的摩擦力标准的比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。以此方式能够有效适应车辆行驶在不同路面类型的各路段时对摩擦力的需求，尤其针对特殊的路面类型，能够明显提升车辆的操纵稳定性以及安全性。附图说明
[0071] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
[0073] 图2为本发明提供的确定目标路段路面类型方法的实施例的流程图；
[0074] 图3为本发明提供的获取路面类型预测数据方法的实施例的流程图；
[0075] 图4为本发明提供的远程服务端生成路面类型预测数据的方法的实施例的流程图；
[0076] 图5为本发明提供的当前摩擦力获取方法的优选实施例的程图；
[0077] 图6为本发明提供的轮胎摩擦力调控系统的实施例的方框示意图。
[0078] 附图标记说明：
[0079] 1路面类型确定模块2当前摩擦力获取模块3比对模块
[0080] 4摩擦力调控模块
具体实施方式
[0081] 下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0082] 本发明提供了一种轮胎摩擦力调控方法的实施例，如图1所示，可以包括如下步骤：
[0083] 步骤S1、确定目标路段的路面类型；
[0084] 如前文提及的，本发明对轮胎摩擦力的调整基于路面的状况，不同的路面类型具有不同的状态，也即是能够决定本实施例的启动时机。因此在本步骤中强调需要获知目标路段的路面类型，这里所称路面类型是指路面对于车辆适用性的分类，例如可以分为积雪(水)的柏油路面、结冰的水泥路面、泥泞的沙土路面等。而确定目标路段的路面类型的方法可采用多种形式，后文中将做具体说明。
[0085] 步骤S2、根据路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
[0086] 通过上述步骤获知路面类型后，本实施例提出在本步骤中还需确定车辆轮胎与路面的当前摩擦力，具体是通过路面类型以及车辆工况数据进行摩擦力的计算，这里所称车辆工况数据是指车辆的工作状况数据，其可以指车辆在运行中任意时刻下所具有的固有属性和特定状态，该工况数据可以来自发动机、制动器、变速箱以及车轮等。因为轮胎的摩擦力与车辆的运行情况息息相关，并且针对不同的路面类型，同一工况下的车辆也会产生不同的摩擦力。但是轮胎和路面间的摩擦力的形成变化是一个动态过程，其计算过程相对复杂，为了获得精确的当前摩擦力数值，后文将以一种优选实施例进行具体介绍。
[0087] 步骤S3、将当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
[0088] 当获得当前摩擦力后，是否需要对轮胎摩擦力进行调控，还需明确其必要性，因而可以设置相应的摩擦力评价标准，以此衡量当前摩擦力是否有必要执行后续的摩擦力调整策略。此处所称摩擦力评价标准的设定可以在车辆出厂前期通过台架试验并结合车型进行标定，也可以制成与路面类型相关的映射表存储在车辆中，对此本发明不作限定。
[0089] 步骤S4、根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
[0090] 最后，根据前步的比对结果，执行相应的轮胎摩擦力的调整策略。在实际操作中，可以通过设置不同的比对等级，以衡量调整轮胎摩擦力的必要性，例如经比对后认为当前摩擦力小于预设标准，但处于轻度摩擦损失，则可以通过输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，以提醒驾驶人采取更换轮胎或增加防滑链或者降速行驶等人工方式，改善轮胎与地面的摩擦效果；但是，如果经比对后认为当前摩擦力小于预设标准，且处于重度摩擦损失，则可以自动调整轮胎摩擦力，也即是无人工干预地主动改变轮胎摩擦力。
[0091] 本发明给出一些主动改变轮胎摩擦力的实施示例，包括但不限于以下一种或多种：1)降低轮胎内的气压；2)触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；3)控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
[0092] 具体来说，可以先通过调节轮胎内的胎压，使得轮胎与地面的接触面积增大，从而能够增加轮胎摩擦力；或者
[0093] 通过向轮胎表面喷射防滑喷剂的方法提升轮胎摩擦力，该喷剂可以装在带有多角度喷头的电控容器中，该电控容器可以悬置或者安设在轮胎上方或侧方。更优地，可以在喷头表面覆有可调节喷射量的电控网格，可根据所需控制切换不同的网格，从而向轮胎表面喷射不同剂量的防滑喷剂。在此基础上，更优地，还可以通过电控方式切换成用于溶解防滑喷剂的无污染液体，例如采用不同的开关针对不同的容器，这样，当前述步骤中检测到轮胎摩擦力并恢复后，启动该溶解喷剂喷射至轮胎表面，以消除轮胎表面的防滑喷剂的影响；或者
[0094] 可以采用改变轮胎特性的方式调节摩擦力。正常情况下，汽车是行驶在干燥的硬路面上，因此轮胎表面相对比较光滑，胎纹为纵横向花纹，胎面中部一般具有曲折形的纵向花纹，而在接近胎肩的两边则制有横向花纹。当检测到目标路段的路面类型为冰雪路面且同时当前摩擦力为重度摩擦损失工况下，可以控制轮胎的机械传动部件在胎面增加弯曲的弧形侧沟和宽大的排水槽等，具体可以从轮胎的外部覆盖不同的纹路结构的胎面贴片，或从轮胎的内部顶撑胎面上的沟槽等；在另一项实施示例中，还可以控制轮胎供气部件运转，为轮胎进行充气以改变纹路结构，也即是常态时轮胎上的部分纹路结构被折叠或隐藏，当轮胎充气鼓起后，该平时隐藏的胎面结构凸起，从而通过增加纹路数量提升轮胎摩擦力，这里所称的隐藏胎面纹路可以是指胎肩花纹，并且更复杂地，在花纹的沟槽壁上还可以设置细化的如锯齿状的花纹沟等。
[0095] 上述各方法均能够逐步改变轮胎摩擦力，当然配合车速的控制，会使摩擦力的调节更为便捷、可靠。但需要说明的是，为了确保行车安全，以自动方式进行轮胎摩擦力的调控，建议使轮胎的变化过程，也即是调控速率相对平缓一些，以避免突发变化导致车控失衡或导致驾驶员紧张慌乱。
[0096] 本发明主要针对非常规干燥平坦的路面，可以先确定具体的路面类型，再根据该路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；最后根据与预设的摩擦力标准的比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。以此方式能够有效适应车辆行驶在不同工况路段时对摩擦力的需求，尤其针对特殊的路面类型，能够明显提升车辆的操纵稳定性以及安全性。
[0097] 关于前文提及的确定目标路段的路面类型，本发明提供如下优选实施例作为参考，如图2所示，可以概述为如下步骤：
[0098] 步骤S11、获取预测的路面类型；
[0099] 步骤S12、识别当前的路面类型；
[0100] 步骤S13、将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
[0101] 步骤S14、根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
[0102] 由于轮胎摩擦力的调节事关驾驶的安全性，因而作为调节摩擦力的前提条件，路面类型的确定则尤为重要。而单一角度获取路面类型信息，有可能存在导致决策失误的风险，例如仅从本车采集路面情况，进而经过算法获得前方路面情况，有可能由于信号在传输过程中发生扰动，或者采集装置因自身硬件难以避免的缺陷，或者因为算法本身的局限无法从某一特定角度的图像中准确识别差异等等，以上均可能导致后续进行摩擦力计算和相应的调控摩擦力的方式发生非预期的误判。
[0103] 据此本实施例中，本发明提出采用路面预测和实时的识别结果的比对，并且只有在比对结果符合预定标准的前提下，才能确定目标路段的路面类型。在本实施例的上述过程中，识别当前的路面类型即是从本车的角度通过诸如现有的图像采集处理和图像识别的技术手段，例如在车辆行驶过程中，先通过红外探测技术和摄像头连续获取到本车前方一定距离的路面图像，也即是以本车的图像采集设备所能拍摄的车前最远距离的路面，作为当前路面；再采用图像处理技术实时提取路面的特征参数，利用该特征参数通过现有的图像处理和分析技术，得到实时的当前路面类型识别结果。
[0104] 而关于前述获取预测的路面类型，本发明提供了一个更为具体的较佳实施例，如图3所示，具体可以包括如下步骤：
[0105] 步骤S111、实时采集车辆的位置数据；
[0106] 步骤S112、根据位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达目标路段的预警区域；
[0107] 步骤S113、如果到达预警区域，则接收针对目标路段的预测的路面类型。
[0108] 预测的路面类型相当于是提前预知的路况信息，当需要按前述步骤比对预测信息和当前信息时，必然需要确定车辆所处的地理位置，才能获得具有针对性的路面预测信息。据此，本实施例提出首先要获取车辆的位置数据，这可以通过现有的定位技术予以实现，例如卫星定位或移动通讯网络定位等；另一角度，针对不同的目标路段可以划定一个预警范围，对于即将进入该目标路段的车辆而言，只要其位置处于该预警范围内即可以接收到该目标路段的预测的路面类型，例如本车开启路面类型预警服务，该服务应用实时定位本车位置，当本车距离目标路段500米时，即可以向远程服务端请求前方目标路段的预测的路面类型信号，并接收到由远程服务端下发的路面类型预测数据。该示例中提及的请求并接收远程服务端的数据已有多种现有技术手段可以借鉴，如地图导航等应用，对此本发明不作限定。但可以补充的是，一方面、在确定该目标路段的路面类型后还可以先采用提醒的方式，例如输出语音提示信息，目的是告知前方路面类型的情况，使驾驶员在心理层面做好预判和准备；另一方面、关于远程服务端生成路面类型预测数据的方法，可以考虑图4所示的如下实施步骤：
[0109] 步骤S500、采集目标路段的路面图像；
[0110] 步骤S501、提取路面图像的图像特征；
[0111] 步骤S502、根据图像特征以及预先训练的道路工况分类模型，获得目标路段的路面类型预测数据。
[0112] 这个过程是结合了前文提及的本车识别当前的路面类型的方式，主要是依靠车辆自带的摄像头、红外探测等设备实时采集路面图像，更优地，还可以结合基于V2X技术的路侧采集设备采集特定路段的路面信息；再经过对图像数据进行降噪、压缩等预处理操作后，进入下一步图像解析，得到路面特征参数，这里所称的路面特征可以包括路段地理位置、路面平整度、公路等级、路面用料材质以及路面对比度、反光度、色彩和亮度等；接着，将路面特征数据输入预先训练的道路工况分类模型，进行全面分析，获得路面类型的预测结果。该道路工况分类模型则可以是通过采样大量路面平整度、公路等级、路面用料材质以及路面对比度、反光度、色彩和亮度的数据进行训练和测试后得到的多层感知神经网络分类器，其输出即可以是前文提及的积雪(水)的柏油路面、结冰的水泥路面、泥泞的沙土路面等。
[0113] 这里需指出的是，上述远程服务端生成路面类型预测数据的方式在实际操作中还可以是由经过该路段的所有车辆采集到的数据和识别结果并结合路侧检测设备所采集的数据上传到远程服务端，由远程服务端根据这些数据进行统一分析处理并对历史数据进行实时校验、更新，从而能够提升预测数据的精确度，也即是驶过目标路段的车辆将路面识别结果上传云端，云端根据校验后的数据对预测结果进行实时更新，并将最为精确的预测结果下放到请求该数据的车辆中。
[0114] 以此方式相比之下，在某些场景中(例如车流量较大的路段)预测的路面类型则较本车识别的路面类型更为可靠和准确，这是因为云端在生成、更新预测的路面类型数据时所依据的数据样本来自于多辆驶过该路段的车辆，显然相比本车一辆车采集、分析出的当前路面数据，更具有参考意义；这样在制定前述预测和实时数据的比对结果标准时，可以考虑若二者不匹配，则可以优先采用预测的路面类型数据作为最终确定的路面类型。但在其他某些场景中(例如车流量较小且路灯光线不明的较暗路段)预测的路面类型的准确度大概率上低于本车实时识别的路面类型，这是由于预测数据较长时间没有更新或者路侧采集设备难以捕捉清晰图像，这时实际的路面情况可能已经发生变化，例如云端预测的结果是结冰，但由于经过的车辆很少或者光线很暗，一段时间后云端对该路面的“认知”仍可能是结冰路面，但是此时当本车经过时由于车灯的照射以及本车对“眼前”的路面图像分析，发现该段路面上的结冰已经化为积水了，所以在制定前述预测和实时数据的比对结果标准时，在这种情况下，预测数据与实时识别数据会出现不匹配，则可以优先采用实时识别的当前路面类型数据作为最终确定的路面类型。
[0115] 接续前文，关于获得精确的当前摩擦力数值的方式，本发明提供了一种优选实施参考，如图5所示，可以包括如下步骤：
[0116] 步骤S21、根据路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力；
[0117] 步骤S22、根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
[0118] 步骤S23、将第一摩擦力作为当前摩擦力，或者将第一摩擦力与第二摩擦力的均值作为当前摩擦力。
[0119] 如前文所述，轮胎和路面间的摩擦力的形成变化是一个动态过程，其计算过程相对复杂，因此本实施例采用两种方法计算车胎与地面的摩擦力。
[0120] 关于步骤S21的具体实现过程可以如下：
[0121] 1、建立车速与发动机转速的函数关系：
[0122]
[0123] 在公式(1)中，车速可根据车速传感器得到；车轮半径则由车辆固有参数得到，属于轮胎数据之一，这里对车辆固有参数进行如下说明，所称固有参数即是指车辆已配置的不会轻易改变状态的设备参数，例如车长、车宽、车高、轮距、轴距、轮胎半径以及与其相关的属性数据等；变速箱齿比可根据变速箱控制单元TCU通过得到，变速箱齿比本身是固有参数，即不同档位下齿轮比值是与所用齿轮相关的固定参数，而不同档位下变速箱齿比则可由TCU检测当前档位以确定当前齿比；机械效率则是发动机的特定参数之一，是指发动机的做功效能，通常会在出厂前经测试标定。
[0125]
[0126] 在公式(2)中，发动机功率可由标定在发动机控制单元内的排量参数、冲程参数以及实时检测到的缸内压求得；α表示针对前文提及的不同的路面类型的系数，例如根据Lugre轮胎动力学摩擦模型得出对于干沥青路面、湿沥青路面、雪、冰路面，α的值分别为1、0.6、0.2、0.1，α的具体取值则基于前述步骤中确定的路面类型；发动机转速由公式(1)计算得到。
[0127] 3、根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。具体来说，将轮胎与地面间的摩擦系数影响指标体系中各因素实时反映到车辆扭矩的动态变化过程后，根据发动机理论扭矩和实际扭矩的差值，以驱动力计算原理计算出车辆运行过程中抵消的驱动力大小，即为车辆所受到的摩擦力大小，计算公式如式(3)所示：
[0128]
[0129] 在公式(3)中，发动机理论扭矩属于根据发动机的固有参数所标定的属性数据；发动机实际扭矩则由公式(2)得到；变速箱齿比如前所述可根据变速箱控制单元TCU得到；机械效率如前所述是发动机的特定参数之一；车轮半径则由车辆固有参数得到。
[0130] 通过上述方法即可以得到第一摩擦力，并将此作为当前摩擦力；但本发明还进一步考虑到，在实际场景中当获知目标路段为积雪或结冰路段时，驾驶员通常还会下意识的采取制动操作，因而对此情形，本实施例还提供了另一种计算轮胎摩擦力的方式，即将制动工况中产生的摩擦力考虑在内，计算第二摩擦力，并且由于有了两个不同维度的摩擦力计算值，因此可将二者进行融合获得更为准确的当前摩擦力，例如求取二者的均值。
[0131] 关于前述步骤S22的具体实现过程可以如下：
[0132] 总体思路是根据制动器工况以及轮胎数据计算第二摩擦力，具体是在确定路面类型后，利用安装在轮毂上或主减速器上的轮速传感器实时提取制动过程中的轮速信号，获取汽车制动中车轮的角加速度，然后计算汽车制动器产生的制动力矩，最后根据获得的角加速度和制动力矩计算车轮与地面间的摩擦力(第二摩擦力)。而通常，制动器分为液压和气压两种，下文以气压制动为例，进行具体计算过程的说明：
[0133] 1、计算汽车制动器产生的制动力矩
[0134] 车轮的制动力矩由制动器的制动气室的气体产生的压力提供，制动力矩Mb的计算如公式(4)所示：
[0135]
[0136] 在公式(4)中，Mb指制动力矩；φ表示气室充气完成值；和n是两个增益，可通过试验确定；t表示充气时间；Pm、kp分别表示克服制动缸中的弹簧力所需的压力、制动器制动因数，两者可根据实验获得。
[0137] 2、计算轮胎与地面间的摩擦力
[0138] 汽车在制动过程中，车轮会受到制动力矩和地面摩擦力的作用，制动器产生的制动力矩将使车轮减速，而地面摩擦力将使车轮加速，根据轮速传感器测得的车轮转速，可得到车轮的角加速度，在车轮的转动惯量已知的情况下，轮胎与地面间的摩擦力计算公式如下：
[0139]
[0140]
[0141] 在公式(5)中，F为轮胎与地面间的摩擦力；Mb指制动力矩，由公式(4)计算得到；J为车轮的转动惯量，可通过测量直接得到；ω为车轮的角加速度，可通过车速传感器获得的车速用差分法计算得到；R为车轮半径；σ0、σ1分别表示轮胎横向阻尼系数和纵向阻尼系数可通过车辆动力学模型反复试验得出；Vr表示轮胎运动速度；g(vr)表示正滑动函数，其计算如公式(6)所示；z表示轮胎与地面的接触面积；t表示时间。
[0143] 通过上述方法即可以得到第二摩擦力，并与前述第一摩擦力融合，将融合后的结果，例如求二者均值，作为当前摩擦力。
[0144] 综上所述，本发明先确定具体的路面类型，再根据该路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；最后根据与预设的摩擦力标准的比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。以此方式能够有效适应车辆行驶在不同工况路段时对摩擦力的需求，尤其针对特殊的路面类型，能够明显提升车辆的操纵稳定性以及安全性。
[0145] 相应于前述各实施例及优选方案，本发明还提供了一种轮胎摩擦力调控系统，如图6所示，该系统可以包括至少一个用于存储相关指令的存储器以及至少一个与所述存储器连接并用于执行下述各模块的处理器(在其他实施例中一个或多个处理器也可以直接执行相应的步骤动作，而无需通过下述模块执行，例如处理器直接执行确定路面类型、计算摩擦力、调整摩擦力等操作)：
[0146] 路面类型确定模块1，用于确定目标路段的路面类型；
[0147] 当前摩擦力获取模块2，用于根据所述路面类型以及车辆工况数据，获取轮胎与路面的当前摩擦力；
[0148] 比对模块3，用于将所述当前摩擦力与预设的摩擦力标准进行比对；
[0149] 摩擦力调控模块4，用于根据比对结果，确定轮胎摩擦力的调整策略。
[0150] 进一步地，所述路面类型确定模块具体包括：
[0151] 路面类型预测单元，用于获取预测的路面类型；
[0152] 路面类型识别单元，用于识别当前的路面类型；
[0153] 比对单元，用于将当前的路面类型与预测的路面类型进行比对；
[0154] 路面类型确定单元，用于根据比对结果，确定目标路段的路面类型。
[0155] 进一步地，所述路面类型预测单元具体包括：
[0156] 采集子单元，用于实时采集车辆的位置数据；
[0157] 位置判定子单元，用于根据所述位置数据以及预设的路段坐标，判断车辆是否到达所述目标路段的预警区域；
[0158] 预测数据接收子单元，用于当是所述位置判定子单元输出为是时，接收针对所述目标路段的预测的路面类型。
[0159] 进一步地，所述预测数据接收子单元具体包括：
[0160] 请求组件，用于向远程服务端发送预测数据请求指令；
[0161] 接收组件，用于接收由远程服务端下发的路面类型预测数据。
[0162] 进一步地，所述当前摩擦力获取模块具体包括：
[0163] 第一摩擦力计算单元，用于根据所述路面类型、发动机工况以及变速箱工况，计算第一摩擦力；
[0164] 当前摩擦力确定单元，用于将所述第一摩擦力作为当前摩擦力。
[0165] 进一步地，所述第一摩擦力计算单元具体包括：
[0166] 实际扭矩获取子单元，用于利用所述路面类型、发动机功率以及发动机转速获得发动机的实际扭矩；
[0167] 第一摩擦力获取子单元，用于根据所述实际扭矩以及变速箱工况，求取所述第一摩擦力。
[0168] 进一步地，所述当前摩擦力获取模块还包括：
[0169] 第二摩擦力计算单元，用于根据制动器工况以及轮胎数据，计算第二摩擦力；
[0170] 融合单元，用于将所述第一摩擦力与所述第二摩擦力的均值作为所述当前摩擦力。
[0171] 进一步地，所述摩擦力调控模块具体用于：根据比对结果的级别，输出由人工进行轮胎摩擦力调整的提示信息，或者自动调整轮胎摩擦力。
[0172] 进一步地，所述摩擦力调控模块具体包括以下一种或多种单元：
[0173] 胎压控制单元，用于降低轮胎内的气压；或者
[0174] 防滑剂喷洒单元，用于触发电控容器向轮胎表面喷洒防滑剂；或者[0175] 胎纹控制单元，用于控制轮胎机械传动部件或轮胎供气部件运转，以改变轮胎表面的纹路结构。
[0176] 虽然上述系统实施例及优选方案的工作方式以及技术原理皆记载于前文，但仍需指出的是，本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，也可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件予以实施。
[0177] 以及，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0178] 以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种摩擦力演示教具 | 2020-05-12 | 368 |
| 高摩擦力三层复合产品 | 2020-05-12 | 672 |
| 摩擦力测量方法 | 2020-05-11 | 179 |
| 摩擦力同步自动切机 | 2020-05-13 | 882 |
| 一种低摩擦力的液压缸 | 2020-05-13 | 452 |
| 摩擦力图像仪 | 2020-05-11 | 907 |
| 摩擦力实验仪 | 2020-05-11 | 671 |
| 摩擦力探究仪 | 2020-05-11 | 734 |
| 摩擦力测量装置 | 2020-05-11 | 288 |
| 一种摩擦力演示仪 | 2020-05-13 | 960 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
摩擦力热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈