一种轮胎-路面最大附着系数测试方法技术

本发明专利技术涉及一种轮胎－路面最大附着系数测试方法，该方法使用一种测试装置，该装置包括：一用于采集汽车信息的信息采集单元；一预设置有标称曲线的用于处理信息采集单元输入信息并输出轮胎－路面最大附着系数的控制单元；以及一个显示控制单元输出的显示装置；测试方法包括如下步骤：１）获取汽车车速；２）获取汽车车轮滑移率λ；３）获取车轮纵向驱动力或车轮纵向制动力；４）获取车轮垂向载荷；５）获取车轮轮胎－路面附着系数μ；６）获取当前汽车轮胎滑移斜率；７）获取对应步骤６）中当前汽车轮胎滑移斜率Ｋ的（λ↓［０］，μ↓［０］）；８）获取当前最大路面附着系数μ↓［ｍａｘ］；９）对由步骤８）得到的μ↓［ｍａｘ］进行滤波处理并由显示装置显示。本发明专利技术方法高效、准确并能够实时在线显示轮胎－路面最大附着系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测试方法，尤其是涉及。
技术介绍
汽车稳定性控制技术在保证车辆主动安全方面具有十分重大的意义，现已成为 汽车工业界的研究重点之一。汽车轮胎-路面最大附着系数//_能够提供车辆保持稳 定性最大裕量的重要信息，是设计车辆稳定性控制器参数的重要参考依据。利用车 载普通传感器对轮胎-路面最大附着系数//^进行实时在线观测，是车辆稳定性控制 所需要的关键技术之一。目前，基于车载普通传感器进行轮胎-路面最大附着系数//_观测的一种方法 是首先，通过测量轮胎的轮速和车速信息，计算轮胎的滑移率/l;再通过轮胎上 的驱/制动力矩和轮胎的垂线载荷，计算轮胎的附着率//;最后，通过采集多组(;i,//) 数据点，在义-//坐标系下拟合当前路面的附着曲线，并通过判断曲线上的定点得到当前轮胎-路面最大附着系数//_。可见，上述方法拟合当前路面附着曲线的准确性 取决于(AW)数据点的多少，这样势必会影响/z^观测的实时性。另一种方法是将 采集得到的当前(A，/i)数据点和若干条标称曲线上同样滑移率;i的对应标称点进行 比较，通过比较实际观测点和对应标称点的相似度，再结合模糊推理的方法得到实 际轮胎-路面最大附着系数//_。但是，为了能够在全域内观测//_，需要通过离线 实验得到若干条(通常4-5条)不同路面下的标称曲线，这需要耗费大量的精力和 时间，另外，在不同路面下，同样的滑移率/l对应的物理意义是不同的，对这些数 据点进行比较的物理意义不清晰，得到的结果也不准确。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种高效、准确并能够实时地在线提供轮 胎-路面最大附着系数的轮胎-路面最大附着系数测试方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案 一种轮胎-路面最大附着系数测 试方法，该方法使用一种测试装置，该装置包括 一用于采集汽车信息的信息采集 单元； 一预设置有标称曲线的用于处理所述信息采集单元输入信息并输出轮胎-路 面最大附着系数的控制单元；以及一个显示所述控制单元输出的显示装置；所述测 试方法包括如下步骤1)滤波运算处理测得的轮胎的转速、转向盘转角输入、汽 车质心纵向加速度和横向加速度，以获取汽车车速；2)依据步骤l)中获取的车速信息和测得的轮速信息，以获取汽车车轮滑移率义；3)运算处理测得的制动钳体和 车轮接触面积、制动钳作用力等效点到车轮中心的距离和车轮上的驱动转矩或制动 力矩，以获取车轮纵向驱动力或车轮纵向制动力；4)运算处理测得的质心纵向加 速度、质心横向加速度、整车质量、汽车前轴到质心的距离、汽车后轴到质心的距 离、汽车前轮间轮距、汽车后轮间轮距和汽车质心到路面的距离，以获取车轮垂向 载荷；5)依据步骤3)和4)中获取的车轮纵向驱动力或车轮纵向制动力和车轮垂 向载荷，以获取车轮轮胎-路面附着系数^; 6)依据步骤2)和5)中获取的当前 车轮滑移率A和当前轮胎-路面附着系数A，以获取当前汽车轮胎滑移斜率；7)在 所述标称曲线上利用映射关系获取对应步骤6)中当前汽车轮胎滑移斜率K的 8)将a/z)对应的当前轮胎-路面最大附着系数//_与(^，//。)对应的轮胎-路面最大附着系数//_。进行对比，以获取当前最大路面附着系数//_; 9)对由步 骤8)得到的A^进行滤波处理并在所述显示装置上显示。所述控制单元利用归一化轮胎理论离线获取所述标称曲线，该标称曲线上轮胎 -路面最大附着系数//_。=1。所述控制单元对所述步骤8)获取的当前最大路面附着系数;/^进行二次回归 滤波运算处理。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、由于本专利技术方法采用了 归一化轮胎理论离线获取了在标称路面上的附着曲线(简称标称曲线)，极大地 减少了标称曲线的离线标定工作量，因此本专利技术方法效率高，节约了时间，能够实 时在线对轮胎-路面最大附着系数进行测量。2、由于本专利技术采用了基于遗忘因子的二次回归滤波运算对观测结果进行了滤波处理，而且遗忘因子也是根据实际情况合 理选取的，因此有效地提高了轮胎-路面最大附着系数观测的准确度和平滑度。 具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术进行详细的描述。本专利技术方法使用一种测试装置，该装置包括 一用于釆集汽车信息的信息采集 单元， 一预设置有标称曲线的用于处理信息采集单元输入信息并输出轮胎-路面最 大附着系数的控制单元，以及一个显示控制单元输出的显示装置。其中，信息采集 单元包括轮速传感器、加速度传感器、方向盘转矩传感器、方向盘转角传感器、CAN总线和轮缸压力传感器。标称曲线是控制单元利用归一化轮胎理论离线获取的，且在标称曲线上轮胎-路面最大附着系数//_。=1。本专利技术方法包括如下步骤1)对轮速传感器测得的轮胎转速W,、方向盘转矩传感器测得的转向盘转角输 入^、加速度传感器测得的汽车质心纵向加速度^和质心横向加速度^进行卡尔曼滤波运算处理，以获取汽车车速V,。其中，卡尔曼滤波运算处理运用的汽车运动离散状态方程包括Vx(k + l) = Vx(k) + axAT + Wp (1)rVw(k) = Vx(k) + Wm (2)Wp=V,AT + Wa (3)Wm=AV + W: (4)△V^Wj (5)AV"/[(l +争'〗 (6)式(1)中，VJk + l)是k + l时刻的车速，VJk)是k时刻的车速，AT是测试装 置的采样时间，Wp是测试装置的误差。式(2)中，r是汽车轮胎半径，、(k)是k时刻的车轮轮速，Wm是k时刻的车 速和轮速之差。式(3)中，Vy是转向车速，y是汽车的横摆角速度，Wa是加速度传感器本身 的信号噪声。式(4)中，W二是轮速传感器本身的信号噪声，AV是轮速与转速之差。 式(5)是汽车驱动时轮速与转速之差；式(6)是汽车制动时轮速与转速之差。 其中i表示第i个车轮，i={l,2，3,4}。 A是汽车轮胎滑移率，滑移率义可以为汽车纵 向加速度&与车轮加速度r;之差的近似值。x、 y和z分别表示汽车的纵向、横向 和垂向方向。2) 依据步骤1)中求得的汽车车速Vx和测得的车轮i轮胎转速w,，以获取汽 车车轮滑移率A，其计算式如下A= w —Vx (7) max(r6 , Vx)max(r化Vx)指的是rw和Vx之间的最大值。3) 依据测得的制动钳体和车轮接触面积A、制动钳作用力等效点到车轮中心 的距离r'和车轮i上的驱动转矩或制动力矩T,，获取车轮i的纵向驱动力或纵向制 动力Fxi:当汽车处于驱动状态时，直接通过发动机控制单元上的CAN总线获得汽车车轮 i的驱动转矩T,，则车轮i的纵向驱动力&为F』 (8) r当汽车处于制动状态时，首先通过轮缸压力传感器测量轮胎的轮缸压力Pi，再通过下式获取汽车轮制动力矩i;，则车轮i的纵向制动力^为Ti=pwiAr' (9)F一 (10) 4)依据测得的质心纵向加速度^、质心横向加速度^、整车质量m、汽车前轴到质心的距离lf、汽车后轴到质心的距离lr、汽车前轮间轮距Wf、汽车后轮间轮距Wr和汽车质心到路面的距离h，获取车轮垂向载荷&，其计算式如下F = mglr maxh maylrh (U) zl — "^i lwf_ mglr maxh maylrh (12)Fz2 21 21 lwF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮胎－路面最大附着系数测试方法，该方法使用一种测试装置，该装置包括：一用于采集汽车信息的信息采集单元；一预设置有标称曲线的用于处理所述信息采集单元输入信息并输出轮胎－路面最大附着系数的控制单元；以及一个显示所述控制单元输出的显示装置；所述测试方法包括如下步骤：　１）滤波运算处理测得的轮胎的转速、转向盘转角输入、汽车质心纵向加速度和横向加速度，以获取汽车车速；　２）依据步骤１）中获取的车速信息和测得的轮速信息，以获取汽车车轮滑移率λ；　３）运算处理测得的制 动钳体和车轮接触面积、制动钳作用力等效点到车轮中心的距离和车轮上的驱动转矩或制动力矩，以获取车轮纵向驱动力或车轮纵向制动力；　４）运算处理测得的质心纵向加速度、质心横向加速度、整车质量、汽车前轴到质心的距离、汽车后轴到质心的距离、汽车 前轮间轮距、汽车后轮间轮距和汽车质心到路面的距离，以获取车轮垂向载荷；　５）依据步骤３）和４）中获取的车轮纵向驱动力或车轮纵向制动力和车轮垂向载荷，以获取车轮轮胎－路面附着系数μ；　６）依据步骤２）和５）中获取的当前车轮滑移率λ 和当前轮胎－路面附着系数μ，以获取当前汽车轮胎滑移斜率；　７）在所述标称曲线上利用映射关系获取对应步骤６）中当前汽车轮胎滑移斜率Ｋ的（λ↓［０］，μ↓［０］）；　８）将（λ，μ）对应的当前轮胎－路面最大附着系数μ↓［ｍａｘ］与（ λ↓［０］，μ↓［０］）对应的轮胎－路面最大附着系数μ↓［ｍａｘ０］进行对比，以获取当前最大路面附着系数μ↓［ｍａｘ］；　９）对由步骤８）得到的μ↓［ｍａｘ］进行滤波处理并在所述显示装置上显示。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗禹贡，刘力，李克强，范晶晶，连小珉，杨殿阁，郑四发，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]