[发明专利]一种适用于冰雪路面的车辆模型建模方法在审

专利信息
申请号: 202111140149.6 申请日: 2021-09-28
公开(公告)号: CN113935107A 公开(公告)日: 2022-01-14
发明(设计)人: 田彦涛;高榕;卢辉遒;谢波 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: G06F30/15 分类号: G06F30/15;G06F111/04;G06F119/14
代理公司: 吉林省中玖专利代理有限公司 22219 代理人: 李泉宏
地址: 130012 吉林省长春市*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 冰雪 路面 车辆 模型 建模 方法
【说明书】:

发明提供了一种适用于冰雪路面的车辆模型建模方法,本发明综合考虑冰雪天气下的路面状况和车辆特性,构建冰雪路面下的车辆模型,使车辆能根据冰雪路况智能选择模型参数,旨在解决在冰雪路面下现有的车辆模型不完全匹配的问题,为后续车辆控制获得更优的控制效果。本发明包含以下步骤:将要研究的车辆看作一个整体,路面考虑冰雪路面的典型路面——对开路面(左右附着系数不一致),假设车辆能够准确地识别行驶条件,当前路况的附着系数可由路面自动识别技术得到或估计,通过所建立的Dugoff轮胎模型求取左右不一致的轮胎力,基于以上假设建立本发明提出的车辆模型,可根据当前冰雪条件下的路况选择模型参数,给出针对冰雪条件下的更加匹配的车辆模型。

技术领域

本发明属于机械工程技术领域,具体设计了一种匹配于冰雪道路工况下的车辆行驶的运动情况,能够根据路况智能选择模型参数的车辆建模方法,以供研究人员后续使用。

背景技术

目前,我国有关汽车的研究及汽车制造业发展迅速,汽车进入了万家万户,人们不仅将汽车作为交通工具,更是作为提升生活品质的重要工具,因此汽车安全性、舒适性及操纵平稳性等性能至关重要。进入新世纪后,各大高校车辆相关专业以及车企持续投入精力以提高汽车性能。因为汽车造价高昂,无法时刻进行实车试验,因此通过相关软件进行仿真实验至关重要,不但能方便研究说明问题,而且成本低好实现。

车辆在冰雪天气条件下行驶,其运行状态必然会受到显著的不利影响,路面打滑、车辆性能在寒冷天气下下降还包括驾驶员视线受阻心里紧张,都使冰雪路况下事故频发,造成人员伤亡。分析在冰雪路况条件下车辆性能的变化,从而对其提出特殊的设计要求和选型原则是很有必要的。

针对车辆在冰雪路面上行驶的问题,目前的研究主要考虑的是在均一冰雪路面下附着系数降低问题,继而考虑了在冰雪路面下的车辆稳定域变小的问题。但对于冰雪路面下的典型路况——对开路面考虑不足,因此本发明考虑对开路面下车辆的左右不一致性,建立左右轮不对称的适用于冰雪路面的车辆模型,可灵活根据路面情况智能选择模型参数,提高模型精度及准确性。

基于上述考虑,提出本发明所述的车辆模型建模方法。汽车是复杂的多体系统,汽车的运行状态是车辆、驾驶员、形式环境相互作用的结果;一般来说,车辆模型的自由度越多,仿真结果越接近实车,但计算复杂度越高,将不利于研究人员开发使用。本发明提出一种适用于冰雪路面的车辆模型建模方法,一方面将复杂的汽车多体系统进行简化,以减弱不同子系统之间的耦合关系,另一方面能够准确描述车辆在冰雪路况下的特性,既可以满足研究需求,又避免因计算复杂导致结果失真。

发明内容

本发明的技术解决问题:针对上述现有研究的缺陷,提供一种适用于冰雪路面的车辆模型建模方法,该方法建立左右轮不对称的适用于冰雪路面的车辆模型,可以根据行使路况智能选择轮胎模型的参数,从而更方便地为后续控制的研究提供针对冰雪路况下车辆行驶的较为匹配的模型。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种适用于冰雪路面的车模型建模方法,包含以下步骤:

步骤一:将要研究的车辆看作一个整体,将车辆运动看作刚体运动,不考虑车辆转向系统和悬架系统的相互联系和影响,假设车辆始终在水平面运动不存在地面不平顺的问题,即不考虑车辆垂直方向的跳动,忽略纵横向空气动力学;

步骤二:根据步骤一中得到的系统,建立不同的坐标系,分别为车辆坐标系和轮胎坐标系;

步骤三:利用牛顿定理,对所述车辆进行受力分析,根据步骤二的车辆坐标系建立力和力矩平衡运动方程,在冰雪路面的典型路况对开路面下建立车辆模型;

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