[发明专利]对在地面上滚动的轮胎的物理行为进行模拟的方法

权利要求书

1.一种对装配在车辆上、在地面上滚动的轮胎的物理行为进行模拟的方法，其中，所述轮胎胎面具有接触区域，所述接触区域包括附着接触区域和滑移接触区域，所述方法包括至少下述操作：基于与所述轮胎的物理滚动和运行状况有关的动态参数、以及基于所述轮胎的特定物理参数，计算由所述轮胎传送的所述地面和所述车辆之间的纵向力(Fx)和横向力(Fy)作为物理行为的元素，其中所述计算操作包括以下操作：

-在初始阶段的过程中，通过应用是已知的和/或通过特定实验所确立的近似规律的物理规律，来建立如下模型作为第一模型：所述纵向力(Fx)、所述横向力(Fy)和与这些力的强度和这些力在所述接触区域内的分布有关的自校准扭矩(Mz)的模型，以及所述轮胎在所述附着接触区域和所述滑移接触区域之间假定的唯一的经过点(b)处的基本切力和滑移力的平衡的模型，该第一模型采用相关于所述动态参数、所述特定物理参数、以及所述经过点(b)的横坐标而表达的相应的方程组的形式；

-赋值给所述动态参数(4)和所述特定物理参数(5)，以进行数字应用；以及

-通过在数字应用迭代阶段(8-10)的过程中进行逐次逼近，以及至少根据先前已知或估计出的所述经过点的横坐标(bo)的值、所述横向力(Fyo)的值、以及所述自校准扭矩(Mzo)的值，求出新的所述经过点的横坐标(b)的新值、所述横向力(Fy)的新值以及所述自校准扭矩(Mz)的新值，以解出所述第一模型的方程组而得到赋给所述动态参数和所述特定物理参数的值，从而可以在车辆行驶过程中实时地计算所述纵向力、所述横向力和所述自校准扭矩，其中所述数字应用迭代阶段包括连续的计算周期。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，还包括在所述迭代阶段结束后进行的操作，所述操作包括通过使用作为所述迭代阶段执行结果的这些参数所经历的变化，更新(4)至少所述动态参数，并开始新的迭代阶段(8-10)。 

3.根据权利要求1或2所述的模拟方法，其特征在于，每个迭代阶段的每个新的计算周期包括至少下述操作(9)：

-根据基本力平衡的方程以及根据先前已知或估计出的所述横向力和所述自校准扭矩的值，计算所述经过点的横坐标的新的临时值；

-根据所述经过点的横坐标的新的临时值以及根据将所述横向力和所述自校准扭矩联系到所述动态参数、所述特定参数和所述经过点的横坐标的方程，计算所述横向力和所述自校准扭矩的新的值，所述新的值可以用于可能的后续计算周期；

-至少当所述经过点的横坐标的新的临时值和该横坐标的先前已知或估计出的值之间的偏差小于预定的精度限制时，有条件地中断(10)所述迭代阶段；

-一旦中断所述迭代阶段，就将所述横向力和所述自校准扭矩的新的值作为该阶段的值赋给(12)所述横向力和自校准扭矩，在最近的计算周期中得到所述新的值。

4.根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，还包括下述操作：

-在所述初始阶段的过程内建立的所述第一模型中，考虑温度对所述特定参数中的至少一些参数的值的影响；

-在该初始阶段的过程中，通过应用已知的和/或通过特定实验所确立的物理规律，来建立局部温度升高模型作为第二模型，所述局部温度升高模型表示由于所述轮胎胎面与所述地面的接触和滑移，所述轮胎胎面与所述地面的接触温度从所述接触区域的开始到末端的变化；

-在该初始阶段的过程中，通过应用已知的和/或通过特定实验所确立的物理规律，来建立全局温度升高和热流量模型作为第三模型，该第三模型采用方程组的形式，表示外部轮胎胎面温度和内部轮胎温度的变化在一个车轮旋转周期内与先前已知或估计出的外部温度和内部温度的值、所述轮胎胎面的热导率、以及热力学部件现象之间的关系，所述热力学部件现象包括所述轮胎的内部变形、所述轮胎及其环境之间的热交换、和所述轮胎胎面在所述地面上的滑移；

-接受(4)地面温度、空气温度和初始轮胎温度作为额外的动态参数； 

-对于每个迭代阶段(8-10)，在每个计算周期中，通过使用由温度影响所增强的所述第一模型，计算所述经过点的横坐标、所述横向力、和所述自校准扭矩的新的值；以及

-一旦中断每个迭代阶段，就更新(11)外部温度和内部温度的值，以便考虑这些温度自前面的迭代阶段结束以来经历的变化。