專利名稱：一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛工程中的系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)的輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法。
背景技術(shù)：
輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩的大小對(duì)汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件的選擇以及助力特性曲線的設(shè)計(jì)具有重要意義，而原地轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)的辨識(shí)是采用公式計(jì)算輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩的關(guān)鍵。因此，準(zhǔn)確地獲取輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，對(duì)于汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件的選擇以及助力特性曲線的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。目前采用公式計(jì)算輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩時(shí)，所采用的滑動(dòng)摩擦系數(shù)多為六、七十年代的數(shù)據(jù)，而經(jīng)過幾十年技術(shù)發(fā)展，輪胎的結(jié)構(gòu)和材料有了很大變化，輪胎與地面間的之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)的數(shù)值也發(fā)生了較大的變化，設(shè)計(jì)出來的助力特性曲線必定無法達(dá)到預(yù)期的助力效果。雖然輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法還有擺式儀法、制動(dòng)距離法、制動(dòng)儀法和拖車法等其他方法，但是它們均具有一定的局限性。其中，擺式儀法測(cè)點(diǎn)有一定局限性，且和車輛行駛狀態(tài)有一定出入；而制動(dòng)距離法和制動(dòng)儀法均需要緊急制動(dòng)車輛，既不安全且測(cè)量計(jì)算的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，大多只在無專用測(cè)量?jī)x器的情況下才使用；拖車法雖然能夠較好地測(cè)量輪胎一路面滑動(dòng)摩擦系數(shù)，但是輪胎一路面滑動(dòng)摩擦系數(shù)易受垂直載荷的影響，拖車法所測(cè)得的滑動(dòng)摩擦系數(shù)是拖車載荷下的摩擦系數(shù)，其結(jié)果和整車載荷下的滑動(dòng)摩擦系數(shù)存在一定的偏差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的就是提供一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法，該方法能夠在不拆卸整車零部件的情況下，對(duì)汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)的輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的辨識(shí)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法，其包括以下步驟:1)在整車原有轉(zhuǎn)向盤上安裝測(cè)力方向盤；2)借助測(cè)力方向盤分別測(cè)出整車兩前輪下有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤兩種情況下的轉(zhuǎn)向盤手力矩，計(jì)算兩者的差值Thl-Th2iThl和Th2分別是有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤時(shí)的轉(zhuǎn)向盤手力矩；3)在轉(zhuǎn)向盤上固定規(guī)則形狀的載荷，再將將測(cè)力方向盤安裝在負(fù)有載荷的轉(zhuǎn)向盤上，同時(shí)確保測(cè)力方向盤的中心與載荷過幾何重心的豎直軸重合；4)借助測(cè)力方向盤測(cè)出整車前橋負(fù)有上述載荷時(shí)兩前輪下轉(zhuǎn)盤處摩擦力矩Mzp ；5)將步驟3)獲得的轉(zhuǎn)向盤手力矩差值Thl-Th2和步驟5)獲得的轉(zhuǎn)盤處摩擦力矩Mzp代入下式，計(jì)算出輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mk:Me = (Thl-Th2) XiXn +Mzp上式中，i為已知的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比，η為已知的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正效率；
6)已知步驟5)獲得的原地轉(zhuǎn)向阻力矩塢，根據(jù)輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，計(jì)算汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)的輪 胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)f。
上述步驟6)中，輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為:
權(quán)利要求
1.一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法，其包括以下步驟: 1)在整車原有轉(zhuǎn)向盤上安裝測(cè)力方向盤； 2)借助測(cè)力方向盤分別測(cè)出整車兩前輪下有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤兩種情況下的轉(zhuǎn)向盤手力矩，計(jì)算兩者的差值Thl-Th2, Thl和Th2分別是有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤時(shí)的轉(zhuǎn)向盤手力矩； 3)在轉(zhuǎn)向盤上固定規(guī)則形狀的載荷，再將將測(cè)力方向盤安裝在負(fù)有載荷的轉(zhuǎn)向盤上，同時(shí)確保測(cè)力方向盤的中心與載荷過幾何重心的豎直軸重合；4)借助測(cè)力方向盤測(cè)出整車前橋負(fù)有上述載荷時(shí)兩前輪下轉(zhuǎn)盤處摩擦力矩Mzp； 5)將步驟3)獲得的轉(zhuǎn)向盤手力矩差值Thl-Th2和步驟5)獲得的轉(zhuǎn)盤處摩擦力矩Mzp代入下式，計(jì)算出輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mk: Me = (Thl-Th2) XiXn +Mzp 上式中，i為已知的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比，Π為已知的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正效率； 6)已知步驟5)獲得的原地轉(zhuǎn)向阻力矩Μκ，根據(jù)輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，計(jì)算汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)的輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)f。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟6)中，輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為: 上式中，G為已知的整車前橋所負(fù)載荷的重力，P為已知的單個(gè)輪胎胎壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)辨識(shí)方法，該方法借助測(cè)力方向盤分別測(cè)出整車兩前輪有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤兩種情況下的轉(zhuǎn)向盤手力矩，然后再借助測(cè)力方向盤間接測(cè)得整車前橋負(fù)有載荷時(shí)的轉(zhuǎn)盤處摩擦力矩，代入整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力矩平衡方程，得到輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩，再將輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩代入輪胎與地面間的原地轉(zhuǎn)向阻力矩的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，即可獲得汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)的輪胎與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。采用本發(fā)明測(cè)量時(shí)，無需要專門的試驗(yàn)臺(tái)架，也無需拆卸整車部件，只需分別測(cè)量有轉(zhuǎn)盤和無轉(zhuǎn)盤兩種情況下的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，方法簡(jiǎn)單實(shí)用，對(duì)汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的部件選擇以及助力特性曲線的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。
文檔編號(hào)G01M17/06GK103234900SQ20131013680
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者季學(xué)武, 劉亞輝, 孫寧, 姜殿鑫, 呂榮華 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 武漢捷隆汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有限公司