基于四轮轮边驱动电动车的路面附着系数估算方法

路面附着系数是影响车辆行驶安全性的重要因素,利用轮边驱动电动汽车驱动力矩可以对路面利用附着系数进行观测。当观测到μ-λ曲线接近于峰值点时,将该时刻的轮胎利用附着系数作为路面峰值附着系数,并根据识别的路面峰值附着系数进行驱动防滑控制。该方法能够有效防止轮胎滑转,提高车辆行驶稳定性。     

路面峰值附着系数辨识算法研究

为改善现有路面辨识方法,兼顾其准确性和实时性,在Burckhardt轮胎-路面数学模型的基础上,基于类比特性提出了快速准确的路面辨识算法,能实时计算汽车当前行驶路面的峰值附着系数。通过Car Sim软件建立整车模型,并测试了路面峰值附着系数,验证路面-轮胎模型。利用Burckhardt轮胎模型验证算法的有效性和可行性,再分别在单一路面和对接路面上进行Car Sim/Simulink联合仿真。结果表明,该算法能快速准确地计算出路面峰值附着系数,滞后仅0.1s,误差在5%左右。该辨识算法可同时兼顾准确性和实时性,且适用路面范围广。     

轮胎／路面附着系数估算方法

为提高汽车主动安全系统自适应控制性能,需要对轮胎／路面附着系数进行精确的识别或估算。鉴于附着系数估计的复杂性,文章综述了目前路面附着系数估算中的汽车动力学建模和轮胎／路面摩擦模型建模,重点讨论了轮胎／路面附着系数识别算法中传感器的直接检测估计法,以及基于车辆动力学、回正力矩和状态观测器等动力学模型的估计算法,并对各估算方法存在的问题与发展趋势等进行了分析。对开发汽车主动安全电控系统和提高汽车产业核心竞争力具有重要意义。     

基于轮胎回正力矩的路面附着系数估计方法

路面附着系数的识别对汽车稳定性控制起着至关重要的作用。轮胎回正力矩能够反映整车及轮胎的运动、受力状况以及路面环境信息,且利用回正力矩能比使用侧向力更早地估计轮-地接触状况。为此,本文设计一种基于轮胎回正力矩的路面附着系数估计方法。首先,基于二自由度车辆模型设计轮胎侧偏角反馈观测器,对轮胎侧偏角进行实时估计;其次,基于轮胎侧偏角和轮胎回正力矩信息设计路面附着系数估计器,构建路面附着系数评估函数;最后,搭建Carsim与Simulink联合仿真平台,仿真结果表明设计的估计算法能够有效地对路面附着系数进行估计。     

路面附着性能影响因素分析及其改善对策的研究

路面附着性能是决定汽车安全行驶的必要条件。影响轮胎与路面间附着性能的因素很多,主要包括轮胎、路面及汽车行驶状态等等。针对上述影响因素,分别对路面类型、路面状况、轮胎结构、胎面花纹及花纹深度、轮胎气压和车速等主要影响因素进行了深入分析,研究了各因素之间的内在联系和变化特点,揭示了各因素对路面附着性能的影响规律,并从路面和轮胎两个方面提出了改善轮胎与路面间附着性能的对策,从而提高汽车行驶的安全性。     

基于路面附着系数估计的车辆轨迹跟踪控制

针对车辆在高速转向和不同路面附着系数下的轨迹跟踪控制问题，基于模型预测控制理论提出了一种考虑路面附着系数的变侧偏角约束MPC控制策略。根据魔术公式轮胎模型分析轮胎的侧偏特性以及不同附着系数对轮胎侧偏角-侧向力线性区的影响，建立轮胎侧偏角约束与不同路面附着系数的函数关系；采用遗传算法（GA）优化BP神经网络模型设计路面附着系数估计器，将估计结果作为与轮胎侧偏角约束相关的变量传递到MPC控制器中；最后在MPC控制器中建立系统控制量约束、控制增量约束，以及考虑路面附着系数的变侧偏角约束，将不同路面附着系数工况下的轨迹跟踪问题转化为多约束条件下最优值求解问题，实现轨迹跟踪和车辆稳定性控制。仿真和试验结果表明，考虑路面附着系数变化的MPC控制方法相对传统MPC控制方法在各种工况下具有更高的轨迹跟踪精度和更好的车辆稳定性，GA-BP神经网络路面系数估计方法具有很高的估计精度。     

基于线控制动的轮胎与地面附着系数实时检测

轮胎与地面间的附着系数是影响车辆安全性能的重要因素.在理论分析的基础上,提出了基于线控制动的路面附着系数检测方法.利用踏板位置传感器估计制动器制动力,采用MMA6260Q加速度传感器检测车辆制动减速度,由制动器制动力与地面制动力判断轮胎运动状态,根据车辆载荷转移公式得到车轮法向载荷,获得进入滑动区域的利用附着系数,并由此得到地面附着系数.分析显示,该检测方法可以较准确地识别轮胎与地面附着系数,具有一定的实用价值.     

汽车双转鼓惯性试验台等效路面附着机理研究

本文中针对一种双转鼓惯性试验台,基于CAN/PCI总线建立机电一体化分布式测控系统,用于车辆安全性、动力性试验检测。基于所设计惯性试验台提出通过改变车轮与双转鼓间安置角等效不同路面峰值附着系数的算法,基于制动过程单轮动力学分析,建立单轮-试验台系统动力学模型,根据动力学模型获得可变安置角与路面峰值附着系数等效路面附着机理,基于Matlab/Simulink建立单轮-试验台系统仿真模型,验证了等效路面附着系数算法。通过所建单轮-试验台系统进行了试验,在小滑动区实时获取车轮所受纵向力及滑动率,基于Slip-slope理论实时估算等效峰值附着系数。结果表明,双转鼓惯性试验台等效路面附着机理正确,等效路面附着系数算法准确可行。     

本期导读

正根据实际运营状况,利用摆式仪测量路面常温干燥、低温干燥、低温潮湿、融雪等状态下,普通轮胎、雪地轮胎分别与普通路面、防滑路面组合的附着系数值……冬奥延庆赛区复杂山地公路路面附着系数研究(张智勇等,P1)利用回归分析方法对河南宜阳典型粉质黏土的含水率与孔隙率、饱和度、塑限、液限、液性指数和塑性指数等对工程设计影响较大的物理指标进行分析,并建立含水率与孔隙比、塑限和液性指数的经验关系式……宜阳粉质黏土含水率Pearson分析及相关性研究(余燚等,P7)     

基于轮边驱动电动汽车轮胎力估计的路面附着系数估算

为了能够实时准确的获得当前车轮的轮胎力及路面附着系数以提高汽车主动安全性能,提出一种轮边驱动电动汽车状态估计与路面附着系数估计相结合的估计方法。根据车载传感器及七自由度非线性车辆动力学模型,采用扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行车辆状态及轮胎力的估计。结合EKF估算结果和轮胎模型,采用递归最小二乘法(RLS)实时估计不同路面的附着系数。仿真结果表明:该方法可以在较为复杂工况下估计出不同的路面附着系数,估计精度较高,实时性较好。     

连续配筋混凝土路面干缩应力分析

通过建立连续配筋混凝土路面在干缩作用下的应力分析模型与解析解,分析了不同端部条件、混凝土干缩应变、地基摩阻系数和钢筋混凝土粘结滑移系数对连续配筋混凝土路面应力的影响,结果表明,端部半自由的解析与实际路面情况更加相符,混凝土干缩应变、地基摩阻系数和钢筋混凝土粘结滑移系数是影响连续配筋混凝土路面开裂的关键参数。     

连续配筋混凝土路面地基摩阻力分布模型研究

概述了国内外关于地基摩阻力及地基摩阻系数的研究现状,对地基摩阻力系数进行了试验研究,提出了观测地基摩阻力系数的一种较为可行的试验方法。通过试验给出了板底摩阻系数的影响范围以及摩阻力系数变化对连续配筋混凝土路面的性能影响,根据试验数据进行线性回归,得到地基摩阻力弹性阶段和塑性阶段的本构关系,即得到地基摩阻力双线性模型。     

基于自适应模型预测的智能汽车横向轨迹跟踪控制

当路面附着情况和车辆行驶状态不断变化时,基于恒定侧偏刚度的模型预测控制(MPC)不能考虑轮胎非线性特性的影响,难以保证车辆轨迹跟踪的适应性。为此,提出一种考虑轮胎侧向力计算误差的自适应模型预测控制(AMPC),以提高智能汽车在不确定工况下的轨迹跟踪性能。分析了路面附着系数和垂向载荷对轮胎侧向力的影响,基于平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)算法,设计了利用侧向加速度和横摆角速度作为测量变量的前后轮胎侧向力估计器。利用轮胎侧向力线性计算值与估计值的差值计算得到侧偏刚度修正因子,设计了前后轮胎侧偏刚度的自适应修正准则,进而提出了一种基于时变修正刚度的AMPC控制方法。基于CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真和硬件在环测试平台,对AMPC控制的有效性和实时性进行了验证。研究结果表明：在不同的路面附着情况和车辆行驶状态下,AMPC控制都能够降低横向位置偏差和航向角偏差,有效提高车辆的轨迹跟踪精度,其控制效果明显优于基于恒定侧偏刚度的标准MPC控制。尤其在低附着工况下,标准MPC控制会因为线性轮胎力的计算误差过大而导致车辆在轨迹跟踪时严重失稳,而AMPC控制通过估计轮胎力修正侧偏刚度依然能够保证车辆稳定有效的跟踪参考轨迹。所提出的AMPC控制在保证控制精度的同时具有良好的实时性,对智能汽车控制系统的设计与优化具有重要参考价值。     

冬奥延庆赛区复杂山地公路路面附着系数研究

由于地形的限制,冬奥延庆赛区的山地公路设计中大纵坡小半径路段较多,境内现有的标准、规范未能全面覆盖,为保障运行安全,需进行路面附着系数的研究。根据实际运营状况,利用摆式仪测量路面常温干燥、低温干燥、低温潮湿、融雪等状态下,普通轮胎、雪地轮胎分别与普通路面、防滑路面组合的附着系数值。研究发现,在所有路面上,普通轮胎的附着系数随温度的升高先减小后增大、而雪地胎的值持续增大至稳定;两种轮胎的值随水膜厚度的增加先减小后增大,雪地胎的值始终高于普通轮胎。最优组合为刻槽路面和雪地胎,低温干燥的值为0.806,低温潮湿的值为0.75,雪水混合物状态下的值为0.436。文章可为理论计算和仿真安全评价提供关键参数支持。     

典型车辆纵向防滑控制系统及关键技术

车轮纯滚动和纯滑动状态间车轮与路面附着呈现强非线性特性,在车辆紧急制动和起步/加速时对车辆的纵向和侧向稳定性和转向能力具有显著影响。车辆纵向防滑控制系统就是控制车轮在这一过渡状态轮胎路面附着特性接近最佳状态,从而极大限度地保证车辆的行驶安全性。论文从轮胎路面附着特性、典型防滑控制系统实现、控制原理及实现关键技术等角度进行深入分析,对进一步全面测试现有装备ABS/TCS车辆的性能及评价提供了理论基础,对底盘稳定性控制系统自主开发研究也具有积极的意义。     

基于Freescale S12单片机的路面附着系数测试系统

路面附着系数与行车安全性密切相关。设计了一种基于Freescale S12单片机控制的路面附着系数测试系统。该系统针对路面附着系数测试系统的需求,以滑移率与路面附着系数间的关系为依据,将MC9S12DG128B单片机作为控制核心,对信号采集系统和信号调理单元输出的信号进行相应计算处理,最终将测得的路面附着系教发送至数据显示单元。试验结果表明,设计的路面附着系数测试系统具有结构简单、测量精度高、实用性强及人机交互功能强等优点,具有一定的实际应用价值。     

对影响轮胎与路面间附着性能因素的分析

影响轮胎与路面间附着性能的因素是多方面的，但主要的是轮胎、路面以及滑动率等，通过分析，揭示这些因素的特点和变化规律，并加以改善，以提高行车安全。     

后张预应力混凝土梁管道摩阻参数识别与分析

针对后张预应力混凝土梁管道摩阻损失测试的必要性和重要性,介绍了预应力管道摩阻损失的测试原理和方法。在现场对某一后张预应力混凝土梁的管道摩阻进行测试。根据实际测试结果采用最小二乘原理识别管道摩阻系数μ和偏差系数k,分析了测试方法的合理性和试验结果的可靠性。综合有关文献分析了管道摩阻系数μ的取值情况,认为对管道摩阻损失计算影响较为显著的系数μ值的离散性较大,实际测试结果一般偏大并有超过规范取值的现象。现场应尽量进行管道摩阻测试以决定μ的取值。最后对管道摩阻损失测试方法提出了一些必要的建议。     

基于侧向稳定性的圆曲线路段设计指标研究

车辆在附着系数较小的圆曲线路段转向时,轮胎会处于非线性区内工作,此时基于线性理论的侧向稳定性分析方法会产生较大误差.建立6自由度非线性车辆系统模型,分析其处于非线性域与线性域下不同的特性状态,得到不同车速、路面附着系数下使车辆系统处于临界状态的圆曲线路段半径、超高设计指标.对线性域与非线性域内的车辆系统分别采用基于线性...     

汽车轮胎与路面接触应力分布特点及力学模型

为分析重载交通对沥青路面使用性能的影响,研究了汽车轮胎与路面接触应力的分布特点.轮胎与路表的接触影响因素可分为两类:轮胎相关因素与路面相关因素,文章从力学的角度出发,综合考虑汽车轮胎结构类型、轮胎花纹、轮胎气压、轮胎竖向荷载、行驶速度、轮胎工作状态和路面表面几何特征与干湿状况等影响因素,分析了汽车轮胎在路面上的轮迹接触面形状、接触应力方向组合、接触应力分布特点,通过数学推导,简化荷载模型,在车辆匀速行进情况下,假设轮胎-路表接触面为矩形,考虑轮胎-路表接触力修正系数,建立了轮胎-路表三向接触应力模型,该模型有利于分析竖向接触应力、水平纵向和横向接触应力分布特征及影响因素.