本發(fā)明涉及汽車主動(dòng)安全
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種估計(jì)汽車附著狀態(tài)的方法和專用測試裝置。
背景技術(shù)：
：汽車附著狀態(tài)是汽車動(dòng)力學(xué)理論的重要組成部分，輪胎作為汽車與地面接觸的唯一媒介,輪胎附著狀態(tài)是判斷汽車附著狀態(tài)的理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)在主要通過對(duì)地面附著系數(shù)的估計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的附著性能判斷，這遠(yuǎn)不能精確得判定汽車的附著狀態(tài)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種估計(jì)汽車附著狀態(tài)的方法和專用測試裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種汽車附著狀態(tài)的估計(jì)方法，估計(jì)的汽車附著包括輪胎縱向附著狀態(tài)和側(cè)向附著狀態(tài)、輪胎附著狀態(tài)和汽車附著狀態(tài)；其方法是：（1）首先利用輪胎觀測器觀測參數(shù)，通過復(fù)合滑移理論求解輪胎縱向力和側(cè)向力，進(jìn)而求得縱向附著狀態(tài)和側(cè)向附著狀態(tài)；（2）汽車通過層次分析方法分析各種影響因素求得輪胎附著狀態(tài)；（3）然后分別求解每個(gè)輪胎的附著狀態(tài)；（4）最后通過Max函數(shù)求解汽車附著狀態(tài)，顯示系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的汽車附著狀態(tài)進(jìn)行顯示，提醒駕駛員汽車當(dāng)前的附著狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述步驟（1）中輪胎縱向力和側(cè)向力的求解方法如下：定義車輪縱向滑移率w為車輪轉(zhuǎn)速，r車輪靜載半徑，h為胎面厚度；，為側(cè)偏角，a為輪胎接地印跡長度的一半，則縱向和側(cè)向應(yīng)力為式中—附著區(qū)刷毛縱向變形；—附著區(qū)刷毛側(cè)向變形；—附著區(qū)縱向應(yīng)力；—附著區(qū)側(cè)向應(yīng)力；—縱向剛度；—側(cè)向剛度。在滑移區(qū)變形量縱向和側(cè)向應(yīng)力為式中—滑移區(qū)刷毛縱向變形；—滑移區(qū)側(cè)向變形；—車輪地面合力與軸的夾角，而且；—路面摩擦系數(shù)；—接觸區(qū)域壓力分布函數(shù)；定義滑移區(qū)和附著區(qū)分界點(diǎn)縱坐標(biāo)為，具有如下關(guān)系：這樣就可以求解縱向力和側(cè)向力：。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述步驟（1）中的縱向附著狀態(tài)和側(cè)向附著狀態(tài)，將其分別定義為和：其中，和分別是縱向和側(cè)向附著系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述步驟（2）中的輪胎附著狀態(tài)：定義輪胎附著狀態(tài)為，其中縱向附著狀態(tài)所占權(quán)重為0.42，側(cè)向附著狀態(tài)所占權(quán)重為0.58，。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述步驟（3）中求解每個(gè)輪胎的附著狀態(tài)：設(shè)四個(gè)輪胎附著狀態(tài)分別為，利用分別求解四個(gè)車輪的附著狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述步驟（4）中通過Max函數(shù)求解汽車附著狀態(tài)：定義汽車附著狀態(tài)為，則，。一種汽車附著狀態(tài)估計(jì)方法的專用測試裝置，其特征是，包括左后輪觀測器、左前輪觀測器、右前輪觀測器、右后輪觀測器，方向盤傳感器，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，四個(gè)觀測器獲得四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度，方向盤傳感器獲得方向盤轉(zhuǎn)角，將四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度、方形盤轉(zhuǎn)角傳遞給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過分析獲得輪胎附著狀體，進(jìn)而獲得整車附著狀態(tài)，過顯示系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的正處附著狀態(tài)進(jìn)行顯示，提醒駕駛員汽車當(dāng)前的附著狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過多點(diǎn)觀測，對(duì)汽車的各點(diǎn)附著性能進(jìn)行計(jì)算分析，精確地判定汽車的附著狀態(tài)。附圖說明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1汽車附著狀態(tài)算法流程圖。圖2測試裝置系統(tǒng)圖。圖3是試驗(yàn)場整車運(yùn)動(dòng)軌跡。圖4是整車運(yùn)行速度。圖5是輪胎側(cè)向力變化情況。圖6是輪胎縱向力變化情況。圖7是輪胎垂向力變化情況。圖8是四個(gè)輪胎附著狀態(tài)。圖9是整車附著狀態(tài)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：如圖1所示，本發(fā)明汽車附著狀態(tài)算法流程圖，首先獲取行駛汽車的輪胎實(shí)時(shí)觀測參數(shù)，通過輪胎復(fù)合滑移理論，構(gòu)建輪胎縱向和側(cè)向附著狀態(tài)，再結(jié)合層次分析方法，獲得輪胎附著狀態(tài)，進(jìn)而計(jì)算出每個(gè)輪胎的附著狀態(tài)，結(jié)合Max函數(shù)判定最后的整車附著狀態(tài)。本方案具有過程簡單，結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)。如圖2所示，本發(fā)明的測試裝置系統(tǒng)圖，設(shè)有左后輪觀測器、左前輪觀測器、右前輪觀測器、右后輪觀測器，方向盤傳感器，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)。四個(gè)觀測器獲得四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度，方向盤傳感器獲得方向盤轉(zhuǎn)角，將四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度、方形盤轉(zhuǎn)角傳遞給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過分析獲得輪胎附著狀體，進(jìn)而獲得整車附著狀態(tài)，過顯示系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的正處附著狀態(tài)進(jìn)行顯示，提醒駕駛員汽車當(dāng)前的附著狀態(tài)。下面進(jìn)一步對(duì)壓力分布函數(shù)解釋說明：第一步,獲取輪胎基本參數(shù),求解縱向滑移率和側(cè)偏角。第二步，求解黏著區(qū)和滑移區(qū)刷毛縱向和側(cè)向變形，，，和。第三步，求解黏著區(qū)和滑移區(qū)刷毛縱向力和側(cè)向力，，，和。第四步，求解輪胎與地面之間的接地印跡垂向壓力分布函數(shù)。第五步，通過求解輪胎與地面之間的接地印跡內(nèi)滑移區(qū)與黏著區(qū)分解點(diǎn)的縱坐標(biāo)。第六步，利用積分方法求解輪胎與地面之間縱向力和側(cè)向力。第七步，求解輪胎縱向和側(cè)向附著狀態(tài)和。第八步，利用層次分析方法求解輪胎的附著狀態(tài)。第九步，利用上述方法分別求解四個(gè)車輪的附著狀態(tài)，，，，。第十步，求解整車附著狀態(tài)：。第十一步，通過左后輪觀測器、左前輪觀測器、右前輪觀測器、右后輪觀測器獲得四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度。第十二步，通過方向盤傳感器獲得方向盤轉(zhuǎn)角。第十三步，將四個(gè)車輪的縱向和側(cè)向速度以及方形盤轉(zhuǎn)角傳遞給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過分析獲得輪胎附著狀體，進(jìn)而獲得整車附著狀態(tài)。第十四步，通過顯示系統(tǒng)將數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的正處附著狀態(tài)進(jìn)行顯示，提醒駕駛員汽車當(dāng)前的附著狀態(tài)。下面為基于上述估計(jì)方法的仿真試驗(yàn)。在進(jìn)行仿真試驗(yàn)之前，首先對(duì)算法中涉及到的試驗(yàn)車整車參數(shù)進(jìn)行確定，車輛模型的相關(guān)參數(shù)及取值如下表1所示：表1試驗(yàn)車整車相關(guān)參數(shù)名稱和參數(shù)值參數(shù)名稱參數(shù)值簧載質(zhì)量1429kglxx377.1kg.m-2lyy1765kg.m-2lzz1765kg.m-2lxy0lxz0lyz0Rx0.514mRy1.111mRz1.111m前后輪距2276mm簧下質(zhì)量80kg左右輪距1565mm整車長2619mm整車寬1820mm整車高1679mm輪心高度280mm輪胎剛度230N/mm輪胎寬度225mm輪胎滾動(dòng)半徑357mm懸架滾動(dòng)剛度569N.m/deg如圖3～9所示，利用上述參數(shù)獲得的汽車各項(xiàng)狀態(tài)獲得最后的顯示的附著狀態(tài)，從中可以看出車輪的縱向力、側(cè)向力、輪胎附著狀態(tài)都計(jì)算得十分準(zhǔn)確，利用這些數(shù)值估計(jì)出的整車附著狀態(tài)也十分準(zhǔn)確。本申請整個(gè)計(jì)算過程與現(xiàn)有技術(shù)完全不同，結(jié)果更準(zhǔn)確，具有顯著的進(jìn)步。當(dāng)前第1頁1 2 3