[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

说明书

技术领域

本发明一般涉及与装备机动车轮胎有关的技术。

更确切地，本发明涉及对用于装备车辆、在地面上滚动的轮胎的物理 行为进行模拟的方法，其中轮胎胎面具有接触区域，该接触区域包括附着 接触区域和滑移接触区域，该方法至少包括下述操作：基于与所述轮胎的 物理滚动和工作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在地面和车辆之间的纵向力和横向力。

背景技术

本领域技术人员已公知若干轮胎模拟方法的实例，这些实例在专利文 献EP1371534，EP1516751和US2001/0020386中给出。

最广为所知的方法是由M.Pacejka在1996年提出的，并以“神奇方程 式(M agic Formula)”的名称为人所熟知，该方法通过参数对轮胎建模，其缺 乏与物理之间的因果联系，因此，在考虑到由轮胎传送的力，尤其在很大 和/或可变的力的情况下，该方法是不可靠的。

虽然，有一些较晚提出的模拟方法，特别是在上述专利文献中提到的 方法，采用了相对完整的轮胎的物理模型，但是这些方法并不能提供轮胎 的纵向力、横向力和自校准扭矩的实时可用的值。

本发明的目的，在该情形下，是要克服现有方法的局限性。

发明内容

为此，本发明的方法也遵循前面开头部分中给出的一般定义，其主要 特征在于包括下面的操作：

-建立第一模型，所述建立第一模型的过程在初始阶段中通过应用已知 的和/或通过特定实验所确立的物理规律进行，所述第一模型为关于纵向力、 横向力、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(self-aligning torque)、以及所述轮胎在附着接触区域和滑移接触区域之 间假定的唯一的经过点处的基本切力(basic shear)和滑移力的平衡 (equilibrium)的模型，该第一模型采用相关于动态参数、特定参数以及经过 点的横坐标(abscissa)而表达的相应的方程组的形式；

-对所述动态参数和所述特定参数进行赋值，以进行数值应用；以及

-通过在数值应用迭代阶段的过程中进行逐次逼近(successive  approxim ation)，以及至少根据先前已知或估计出的所述经过点的横坐标的 值、所述横向力的值、以及所述自校准扭矩的值，求出新的所述经过点的 横坐标的值、所述横向力的值以及所述自校准扭矩的值，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参数的值，从而可以在 车辆行驶过程中实时地计算纵向力、横向力和自校准扭矩，其中所述数值 应用迭代阶段包括连续的计算周期。

该方法优选地还包括在所述迭代阶段结束后进行的操作，该操作包括 至少对所述动态参数进行更新，以便考虑这些参数在所述迭代阶段执行期 间经历的变化，并开始新的迭代阶段。

每个迭代阶段的每个新的计算周期例如包括至少下述操作(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 于可能的后续的计算周期；

-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所述横向力和自校准扭矩，在最后(last)的计算周期中 得到所述新的值。

在最高级的形式中，本发明的模拟方法还包括下述操作：

-在所述初始阶段的过程内建立的第一模型中，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 模型通过所述轮胎胎面与所述地面的接触，表示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；