一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法，该方法包括以下步骤：1)根据汽车传感器实时测得的加速度和速度信息，辨识轮胎滑转状态；2)根据轮胎滑转状态采用相应的公式进行路面附着系数估计：若轮胎滑转状态为小纵向滑转轮胎侧偏工况，则利用基于侧向加速度信息的路面附着系数估计算法估计当前的路面附着系数；若轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，则首先通过车辆的纵向力信息计算纵向路面附着系数，然后利用侧向加速度信息计算侧向路面附着系数，最后以纵向路面附着系数和侧向路面附着系数的均方根作为路面附着系数估计值。与现有技术相比，本发明具有成本低、可靠性高、可广泛应用等优点。
【专利说明】一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车操纵稳定性控制领域，尤其是涉及一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法。
【背景技术】
[0002]当车辆打滑或者侧偏时，车辆整体处于非稳定行驶工况下，这时如果驾驶员操作不当，容易使车辆发生安全事故。实时识别出路面情况有助于帮助驾驶员控制车辆的行驶，避免事故的发生。因此通过路面估计工作，可以采集路面信息，为车辆提供较为准确的轮胎路面附着状况，从而可以更有效地设置驱动力控制参数，使车辆能够充分利用地面允许提供的纵向力，并保留一定的转向能力。在整车稳定性控制系统应用中，通过估计路面附着情况，将其作为汽车动力学控制系统的重要参数，可以使力矩控制更加准确，控制效果更好。
[0003]目前，国内外路面附着系数估计方法主要有:1、通过对车辆轮胎表面的局部应力和应变进行测量，运用经验公式分析瞬时的路面附着系数及其相应的变化；2、通过测量轮胎接触路面的噪声，根据轮胎与地面之间的噪声情况分析预测路面附着系数；3、基于车轮滑转率特性运用动力学方程估算路面附着系数。前两种方法需要加装昂贵的传感器，使道路识别系统的结构变得复杂。第三种方法已经比较成熟，但在实车使用中存在准确性和实时性低的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、可靠性高、可广泛应用的汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种汽车轮胎侧偏工况`下的路面附着系数估计方法，该方法包括以下步骤:
[0007]I)根据汽车传感器实时测得的加速度和速度信息，辨识轮胎滑转状态；
[0008]2)根据轮胎滑转状态采用相应的公式进行路面附着系数估计:
[0009]若轮胎滑转状态为小纵向滑转轮胎侧偏工况，则利用基于侧向加速度信息的路面附着系数估计算法估计当前的路面附着系数；
[0010]若轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，则首先通过车辆的纵向力信息计算纵向路面附着系数，然后利用侧向加速度信息计算侧向路面附着系数，最后以纵向路面附着系数和侧向路面附着系数的均方根作为路面附着系数估计值。
[0011 ] 所述的辨识轮胎滑转状态具体为:
[0012]101)根据测得的加速度和速度信息计算加速度差值Λ a和速度差值Λ V:
[0013]Δα=\?^~αχ\
[0014]Δ V= I ω.r~vx
[0015]其中，ω为车轮的角速度，?为转动角加速度，r为车轮半径，Vx为纵向车速，ax为纵向加速度；[0016]102)判断加速度差值Λ a和速度差值Λ ν是否满足Λ v>vthresholdl且Λ a>athreshold,Vthresholdl和athreslTOld分别为设定的第一速度门限值和加速度门限值，若是，则认定轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，若否，则执行步骤103)；
[0017]103)判断速度差值Λ ν是否满足Av>vthresh()ld2，Vthreshold2为设定的第二速度门限值，若是，则认定轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，若否，则认定轮胎为小纵向滑转工况。
[0018]所述的基于侧向加速度信息的路面附着系数估计算法采用如下公式估计路面附着系数:
【权利要求】
1.一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)根据汽车传感器实时测得的加速度和速度信息，辨识轮胎滑转状态； 2)根据轮胎滑转状态采用相应的公式进行路面附着系数估计: 若轮胎滑转状态为小纵向滑转轮胎侧偏工况，则利用基于侧向加速度信息的路面附着系数估计算法估计当前的路面附着系数； 若轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，则首先通过车辆的纵向力信息计算纵向路面附着系数，然后利用侧向加速度信息计算侧向路面附着系数，最后以纵向路面附着系数和侧向路面附着系数的均方根作为路面附着系数估计值。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法，其特征在于，所述的辨识轮胎滑转状态具体为: 101)根据测得的加速度和速度信息计算加速度差值Λa和速度差值Λν:
Δ V = I ω.r~vx 其中，ω为车轮的角速度，?为转动角加速度，r为车轮半径，νχ为纵向车速，ax为纵向加速度: 102)判断加速度差值Aa和速度差值Λν是否满足Λv>v—ldl且Λ a>athresh()ld，Vthresholdl和athreslTOld分别为设定的第一速度门限值和加速度门限值，若是，则认定轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，若否，则执行步骤103)； 103)判断速度差值ΛV是否满足Λ v>Vttoeshtjld2，Vttoestold2为设定的第二速度门限值，若是，则认定轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况，若否，则认定轮胎为小纵向滑转工况。
3.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法，其特征在于，所述的基于侧向加速度信息的路面附着系数估计算法采用如下公式估计路面附着系数:
-1)+β鄉 Aflf < Aertflsrto4i M1) H |α.1 8
?θ.1 d^a^jdt>Q
il =S <
I。+,)/^0 其中，-CT11,,+ / ^勺前后轴处的侧偏角之差，Ctf为前轴侧偏角，a ^为
V后轴侧偏角，δ f为前轮转角，If为车辆质心到前轴的距离，Ir为车辆质心到后轴的距离，Y为车身横摆角速度，V为车身纵向车速；Λ a threshold是为Λ α的门限值；μ step为估计更新步长，ay为侧向加速度，g为重力加速度。
4.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎侧偏工况下的路面附着系数估计方法，其特征在于，所述的轮胎滑转状态为大纵向滑转轮胎侧偏工况时，估计路面附着系数的具体步骤为: 201)计算纵向路面附着系数μχ:
【文档编号】B60W30/02GK103754218SQ201410010025
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】熊璐, 曲彤, 冯源, 余卓平, 吴佳 申请人:同济大学