【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于汽车性能测试，具体涉及一种用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法。
技术介绍
0、
技术介绍
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1、在驾驶员不对方向盘施加任何外力的情况下，车辆如不能维持直线行驶状态而发生自行偏离的现象即为车辆行驶跑偏。车辆直线跑偏是因为，车辆在行驶的过程中，轮胎与地面接触，使得车辆产生了侧向力。车辆受到的侧向力主要由车辆参数：左右车轮的外倾角之差、左右车轮的主销后倾角之差；轮胎参数：轮胎的锥度效应、轮胎的角度效应以及路面凸度影响。
2、在车辆直线行驶的过程中，车辆受到的侧向力和方向盘的回正力矩随侧偏角的变化如图2所示。由图2可以知道，当方向盘的力矩为0时，车桥上会有侧向力。这个侧向力有一部分是由轮胎的滚动引起的。由图3可以知道，由于轮胎的角度和锥度效应，轮胎在滚动的过程中，会产生侧向力。角度效应产生原理是当轮胎承受负载滚动时，接地区域以及带束层被迫变平，接地区域会产生垂向和纵向变形，带束层会产生扭转变形，从而产生侧向力。锥度效应产生原理是由于制造偏差使得带束层小幅度偏移一侧，当轮胎滚动时，轮胎一侧的滚动半径略小于轮胎另一侧的滚动半径，轮胎滚动时就像它有一个圆锥形的横截面，从而产生侧向力。轮胎的角度效应不会随着轮胎的滚动方向而改变，车桥上左右轮胎的角度效应是叠加的，而轮胎的锥度效会随着轮胎的滚动方向而改变，车桥上左右轮胎的锥度效应是抵消的。
3、以往，对车辆直线跑偏的研究主要是依靠试验进行相应测试。试验主要有两种，一种是自由控制试验：保持车辆以80km/h或100km/h的匀速行驶，随着方向盘的释放
4、在此，本专利技术提出一种用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法。在影响车辆跑偏的因素中，轮胎的角度和锥度效应是轮胎参数。若建立能表征轮胎角度和锥度效应的轮胎模型，并与整车模型联合，就能进行车辆直线跑偏的仿真。该方法通过小侧偏角和小侧倾角下的轮胎纯侧偏试验，建立如图3所示的轮胎模型，并用simulink软件建立此轮胎模型，再与carsim软件中的整车模型联合，就可以进行车辆直线跑偏的仿真。相比于上述试验，该方法中的轮胎试验耗费的时间相对较短，从而可以节省大量的时间并减少对试验场地的需求。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、为了能通过仿真进行车辆直线跑偏的研究，本专利技术提供了一种用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，该方法通过小侧偏角和小侧倾角下的轮胎纯侧偏试验，建立轮胎模型，并用simulink软件建立此轮胎模型，再与carsim软件中的整车模型联合，进行车辆直线跑偏的仿真。该方法具有节省时间，不依赖场地等特点。
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案如下：
3、1.根据不同的轮胎类型进行小侧偏角(-1°～+1°)、小侧倾角(±1°,±2°,±3°)以及不同载荷(0.8li、1.0li、1.2li，li表示轮胎的最大承载能力)下的轮胎纯侧偏试验，并获取试验数据。
4、2.通过试验数据建立轮胎模型。此轮胎模型的输入变量是载荷、侧倾角、侧偏角，输出是侧向力和回正力矩。具体求解轮胎模型的过程如下：
5、s1、轮胎在小侧偏角和小侧倾角下滚动时，侧向力和回正力矩关于侧偏角的曲线，如图3所示。当侧偏角为0°时，所产生的侧向力和回正力矩与侧倾角有关，可以认为在侧偏角为0°时，fy0α＝fy0γ、mz0α＝mz0γ(其中，fy0α表示fy与α曲线上y轴的截距，fy为轮胎在滚动时产生的总侧向力，α为轮胎的侧偏角，fy0γ表示轮胎的侧偏角为0时，由侧倾角变化产生的侧向力，mz0α表示mz与α曲线上y轴的截距，mz为轮胎在滚动时产生的总回正力矩，mz0γ表示轮胎的侧偏角为0时，由侧倾角变化产生的回正力矩)。即在侧偏角为0°时，此时的侧向力和回正力矩仅与侧倾角有关。
6、s2、在小侧倾角下，可以认为fy0γ、mz0γ与侧倾角的函数是线性的。其曲线如图4、图5所示。用侧偏角为0°的试验数据，拟合出fy0γ、mz0γ与侧倾角γ的曲线。函数表达式为：
7、fy0γ＝fy0+kyγ×γ (1)
8、mz0γ＝mz0+kzγ×γ (2)
9、其中，fy0γ表示轮胎的侧偏角为0时，由侧倾角变化产生的侧向力，mz0γ表示轮胎的侧偏角为0时，由侧倾角变化产生的回正力矩，fy0为fy0γ与γ曲线上y轴的截距，mz0为mz0γ与γ曲线上y轴的截距，kyγ为fy0γ与γ曲线的斜率，kzγ为mz0γ与γ曲线的斜率，γ为轮胎滚动时的侧倾角。
10、式中fy0、mz0与载荷有关，其函数表达式可以根据不同载荷下的轮胎侧向力求解。求解方法为：在不同载荷下，用侧偏角为0°的试验数据，画出fy0γ、mz0γ与侧倾角γ的曲线。提取出不同载荷下的fy0、mz0，将fy0、mz0作为纵坐标，载荷作为横坐标，画出fy0、mz0与载荷的曲线，拟合出其函数表达式，表达式为：
11、fy0＝az+b (3)
12、mz0＝cz+d (4)
13、其中，fy0为fy0γ与γ曲线上y轴的截距，mz0为mz0γ与γ曲线上y轴的截距，z为载荷，a、b、c、d为待求系数。
14、式(1)、(2)中kyγ、kzγ也与载荷有关，用侧偏角为0°的试验数据，根据不同载荷下的fy0γ、mz0γ与侧倾角γ的曲线，求解出kyγ、kzγ。再将kyγ、kzγ作为纵坐标，载荷作为横坐标，画出kyγ、kzγ与不同载荷的函数曲线，拟合出kyγ、kzγ与载荷之间的函数表达式，表达式为：
15、kyγ＝ez+f (5)
16、kzγ＝jz+n (6)
17、其中，kyγ为fy0γ与γ曲线的斜率，kzγ为mz0γ与γ曲线的斜率，z为载荷，e、f、j、n为待求系数。
18、s3、根据试验数据，可以绘制出不同载荷、不同侧倾角下总的侧向力fy、总的回正力矩mz与侧偏角α的曲线。图3中fy0α＝fy0γ、mz0α＝mz0γ，因此可以用式子(1)、(2)求解出fy0α、mz0α的值。再根据总的侧向力fy、总的回正力矩mz与侧偏角α的曲线，可以拟合得到直线的斜率kyα、kmα，并求解出总的侧向力fy、总的回正力矩mz与侧偏角α的函数表达式，为式(7)、(8)。
19、fy＝fy0γ+kyα×α (7)
20、mz＝mz0γ+kma×α (8)
21、其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的不同轮胎类型是指对称花纹轮胎、非对称花纹轮胎、单导向轮胎。
3.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的小侧倾角和小侧偏角是指-1°～+1°的侧偏角和±1°,±2°,±3°的侧倾角。
4.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的不同载荷是指0.8LI、1.0LI、1.2LI，LI表示轮胎的最大承载能力。
5.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的轮胎纯侧偏试验是指，在0.8LI、1.0LI、1.2LI载荷、±1°,±2°,±3°侧倾角下，改变轮胎的侧偏角(-1°～+1°)，记录下轮胎侧向力与回正力矩的变化。
6.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的不同轮胎类型是指对称花纹轮胎、非对称花纹轮胎、单导向轮胎。
3.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的小侧倾角和小侧偏角是指-1°～+1°的侧偏角和±1°,±2°,±3°的侧倾角。
4.根据权利要求1所述的用于车辆直线跑偏仿真的轮胎建模方法，其特征在于：所述的不同载荷是指...
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