专利名称：一种路面附着系数实时检测方法与测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法与测试系统，属于汽车智能检测和监测技术领域，用于路面附着系数实时检测。
背景技术：
路面附着系数不仅影响汽车的加速性能、制动性能，而且影响汽车的操纵稳定性，实时了解路面的附着系数，并充分利用路面附着性能，可以极大地改善汽车的加速性能、制动性能和操纵稳定性。实时在线检测路面附着系数，是车辆主动控制所必需的关键技术之 一。由于影响道路附着系数的因素较多，一般采用估算的方法获取路面附着系数存在较大的误差。经检索，国内外学者对于路面识别技术的研究大多限于理论方面，难以满足实际需要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种高效、准确并能够实时地在线提供路面附着系数的实时检测方法和测试系统。本发明的目的是这样实现的，提出了一种路面附着系数实时检测方法，该测试方法包括如下步骤(I)建立汽车制动工况下路面附着系数实时测试模型和测试系统；(2)车辆平路行驶条件下，实施制动，驾驶员在踩下制动器踏板的同时，踩下离合器踏板，以隔绝发动机制动；(3)信息采集系统分别采集前后车轮的转速、汽车质心纵向加速度、汽车车速、前后车轮垂向载荷；(4)通过路面附着系数计算模型，获取路面附着系数；(5)在显示装置上实时显示附着系数。所述的一种路面附着系数实时测试方法，其特征是以汽车平路制动过程中能量传递及消耗为基础，根据能量守恒定律构建路面附着系数实时检测模型，测得路面附着系数。从能量守恒的观点来看，汽车的减速制动过程，实质上是将汽车的机械能(动能和势能)转化为热能而耗散的过程。汽车动能和势能的耗散用于克服摩擦片和制动盘(制动鼓)之间的摩擦力、汽车运行时产生的空气阻力、轮胎材料的内部摩擦力、轮胎与路面滑动摩擦力、汽车传动系统中的摩擦力以及推动发动机及其附件的旋转，各种摩擦力最后转变为热能耗散掉。其中轮胎与路面的摩擦阻力(滚动摩擦和滑动摩擦)、轮胎内部材料摩擦阻力、轮胎滚动时受到的空气阻力以及胎面花纹撞击路面发声消耗的能量统称为滚动阻力损失，整车能量消耗模型如①式所示AEiAT = Wli +ffF+fff+ffT+ffc①上式中AE为汽车动能的减量，A T为汽车势能的变化量，Wli为制动器的摩擦功，Wf为空气阻力消耗功，Wf为滚动祖力损失功，Wt为发动机气缸内气体推动活塞及附件运转做的功，Wc为传动系统摩擦损伤功。汽车在水平路面上行驶，其坡度阻力做功为0，若忽略汽车垂向势能的变化，则汽车的势能变化量为O。用功率方程来表述上述能量消耗模型，则功率模型如式②所示
权利要求
1.ー种路面附着系数实时检测方法，其特征在干， 以汽车平路制动过程中能量传递及消耗为基础，根据能量守恒定律构建的路面附着系数实时检测模型，测得路面附着系数，具体步骤如下 (1)建立汽车制动エ况下路面附着系数实时检测模型和测试系统； (2)车辆平路行驶条件下，实施制动，驾驶员在踩下制动器踏板的同吋，踩下离合器踏板，以隔绝发动机制动； (3)信息采集系统采集前后车轮的转速、汽车质心纵向加速度、汽车车速、前后车轮垂向载荷； (4)通过路面附着系数计算模型，获取路面附着系数； (5)在显示装置上实时显示附着系数。
2.根据权利要求I所述的ー种路面附着系数实时检测方法，其特征在于，所述建立附着系数实时检测模型
3.用于权利要求I所述的ー种路面附着系数实时检测方法的测试系统，其特征在干，该系统主要由四个部分构成，包括用于实时采集汽车信息的信息采集单元，用于处理所述信息采集单元输入信息的数据处理単元，用于控制数据采集、实现数据计算分析并控制结果输出的单片机系统，以及ー个LED输出显示装置。
4.根据权利要求3所述的ー种路面附着系数实时测试系统，其特征在于，所述信息采集単元包括前轮轮速传感器、后轮轮速传感器、汽车质心加速度传感器、车速传感器、用于测试前轮垂向载荷的前轮垂向线位移传感器、用于测试后轮垂向载荷的后轮垂向线位移传感器、制动踏板制动信号触发器、离合器踏板离合器分离信号触发器。
5.根据权利要求3或4所述的ー种路面附着系数实时测试系统，其特征在于，所述的车轮垂向载荷的测试，采用线位移传感器并列安装于车架与钢板弹簧座之间，通过标定垂向位移的变化量与车轮垂向载荷的变化量之间的关系，实现车轮垂向载荷的測量。
6.根据权利要求3或4所述的ー种路面附着系数实时测试系统，其特征在于，所述数据处理单元包括电压与电流转换模块、8通道A/D数模转换器ADC0809、用于为脉冲信号除噪的施密特触发器7414、实现多数据锁存与传输的双通道4输入多路复用器74ALS153和实现三态输出的74LS373八D锁存器。
7.根据权利要求3或4所述的ー种路面附着系数实时测试系统，其特征在于，用于控制、计算、分析系统的单片机系统采用AT89C51单片机，该单片机内置路面附着系数求解模型。
全文摘要
本发明涉及一种路面附着系数实时检测方法与测试系统，属于汽车智能检测和监测技术领域，用于路面附着系数实时准确检测。该方法包括建立汽车制动工况下路面附着系数实时检测模型和测试系统；车辆平路行驶条件下，实施制动，驾驶员在踩下制动器踏板同时踩下离合器踏板，隔绝发动机制动；信息采集系统采集前后车轮的转速、汽车质心纵向加速度、汽车车速、前后车轮垂向载荷；通过路面附着系数计算模型，获取路面附着系数；在显示装置上实时显示附着系数。系统包括用于实时采集汽车信息的信息采集单元，用于处理所述信息采集单元输入信息的数据处理单元，用于控制数据采集、实现数据计算分析并控制结果输出的单片机系统，一个LED输出显示装置。
文档编号G01N19/04GK102768177SQ20121024140
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者刘玉梅, 刘琦峰, 张志远, 张立斌, 徐观, 李梦, 林慧瑛, 潘洪达, 熊明烨, 王丽, 王恒刚, 王鹤鸣, 苏建, 赖政见, 赵聪聪, 陈熔 申请人:吉林大学