[发明专利]一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆工程中的系统参数辨识领域，特别是关于一种汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法。

背景技术

轮胎与地面间的原地转向阻力矩的大小对汽车助力转向系统的关键部件的选择以及助力特性曲线的设计具有重要意义，而原地转向时轮胎与地面间的滑动摩擦系数的辨识是采用公式计算轮胎与地面间的原地转向阻力矩的关键。因此，准确地获取轮胎与地面间的滑动摩擦系数，对于汽车助力转向系统的关键部件的选择以及助力特性曲线的设计起着至关重要的作用。目前采用公式计算轮胎与地面间的原地转向阻力矩时，所采用的滑动摩擦系数多为六、七十年代的数据，而经过几十年技术发展，轮胎的结构和材料有了很大变化，轮胎与地面间的之间的滑动摩擦系数的数值也发生了较大的变化，设计出来的助力特性曲线必定无法达到预期的助力效果。虽然轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法还有摆式仪法、制动距离法、制动仪法和拖车法等其他方法，但是它们均具有一定的局限性。其中，摆式仪法测点有一定局限性，且和车辆行驶状态有一定出入；而制动距离法和制动仪法均需要紧急制动车辆，既不安全且测量计算的数据不够准确，大多只在无专用测量仪器的情况下才使用；拖车法虽然能够较好地测量轮胎－路面滑动摩擦系数，但是轮胎－路面滑动摩擦系数易受垂直载荷的影响，拖车法所测得的滑动摩擦系数是拖车载荷下的摩擦系数，其结果和整车载荷下的滑动摩擦系数存在一定的偏差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的就是提供一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，该方法能够在不拆卸整车零部件的情况下，对汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数进行较为准确的辨识。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，其包括以下步骤：1）在整车原有转向盘上安装测力方向盘；2）借助测力方向盘分别测出整车两前轮下有转盘和无转盘两种情况下的转向盘手力矩，计算两者的差值T_h1-T_h2，T_h1和T_h2分别是有转盘和无转盘时的转向盘手力矩；3）在转向盘上固定规则形状的载荷，再将将测力方向盘安装在负有载荷的转向盘上，同时确保测力方向盘的中心与载荷过几何重心的竖直轴重合；4）借助测力方向盘测出整车前桥负有上述载荷时两前轮下转盘处摩擦力矩M_ZP；5）将步骤3）获得的转向盘手力矩差值T_h1-T_h2和步骤5）获得的转盘处摩擦力矩M_zp代入下式，计算出轮胎与地面间的原地转向阻力矩M_R：

M_R＝(T_h1-T_h2)×i×η+M_ZP

上式中， i为已知的转向系统的角传动比，η为已知的齿轮齿条转向器的正效率；6）已知步骤5）获得的原地转向阻力矩M_R，根据轮胎与地面间的原地转向阻力矩的经验计算公式，计算汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数f。

上述步骤6）中，轮胎与地面间的原地转向阻力矩经验计算公式为：

MR=f3G3p]]>

上式中，G为已知的整车前桥所负载荷的重力，p为已知的单个轮胎胎压。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过检测车辆原地转向阻力矩来估算轮胎与地面间的滑动摩擦系数，测量时，无需要专门的试验台架，也无需拆卸整车部件，只需分别测量有转盘和无转盘两种情况下的转向盘转矩和转角数据。与现有的轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法相比，本方法不需要发动汽车，在原地进行转向操作即可辨识轮胎与地面间的滑动摩擦系数，简单实用。2、本发明无需拆卸整车部件，所辨识得到的轮胎与地面间的滑动摩擦系数受垂直载荷的影响较小，测量结果准确度较高。本发明可以广泛用于汽车助力转向系统测试，对汽车助力转向系统的部件选择以及助力特性曲线的设计具有较强的实际应用意义。

附图说明