据测得的加速度ax，判断汽车的状态并获得车轮纵向力：
[0039]当ax>0时，汽车处于驱动状态，通过发动机控制单元上的CAN总线获取各个车轮所 获得的转矩Ti，按式②计算该车轮驱动力FXi:
[0041 ] 其中，r为车轮半径。
[0042]当ax〈0时，汽车处于制动状态，依据轮缸压力传感器获得制动压力Pi，按式③计算 车轮制动力矩Ti，再按式④计算车轮制动力FXi:
[0043] Ti = pi · A · r' ②
[0045] 式中:A为制动钳体和车轮接触面积;r'为制动钳作用等效点到车轮中心的距离。
[0046] 3)依据测得的各个车轮转速Wi以及车速V，按式①计算该车轮滑移率s:
[0048] 式中:r是车轮半径
[0049] 4)依据测得的加速度ax，代入实际车辆信息，包括整车质量m，汽车轴距L，汽车质 心至前、后轴距离a、b，汽车质心至路面距离hg，按式⑤⑥计算汽车前后轮垂直载荷：
[0052]式中：af、cLr分别为汽车前后空气升力系数，P为空气密度，A为迎风面积。
[0053] 5)依据步骤3)和4)中获取的车轮驱动力或制动力Fx和车轮垂直载荷Fz，按式⑦计 算当前附着系数·^
[0055] 6)利用步骤2)和5)中求得的车轮滑移率s和当前附着系数P在预存储的标定曲线 上获取两条相近的路面曲线R1、R2,要求满足曲线上该滑移率s对应的车轮附着系数 奶 > 炉，灼 （当前车轮附着系数为φ )，获取其对应路面峰值系数以、仍（叱、此属于预存 储曲线上的已知量）。选取原则如图3所示。
[0056] 7)依据步骤2)、步骤4)及步骤5)取得的数据，按式⑧计算当前路面与所选相近路 面的相似度λ:
[0058] 8)依据步骤5)和步骤6)计算的数据，按式⑨计算当前路面的峰值附着系数μ_χ
[0059] μΜ3χ = λι · μι+λ2 · μ2 ⑨
[0060] 通过以上步骤实现对路面峰值附着系数的识别，本发明方法计算简单高效，适应 各种工况，为车辆的控制提供基础信息，更好的控制车辆。并且该路面峰值附着系数测试装 置结构简单，成本低廉。上述计算过程的实现均是在MATLAB中仿真实现。
【主权项】
1. 一种路面峰值附着系数测试装置，其特征在于，包括信息采集单元和信息处理单元； 所述信息采集单元包括汽车质心加速度传感器、车速传感器、车轮转速传感器、轮缸压力传 感器及CAN总线；所述汽车质心加速度传感器安装在车辆质心处，用于采集车辆纵向加速 度;所述车速传感器安装在变速器的输出轴，用于采集车速信号;所述车轮转速传感器安装 在车轮轮毂上，用于采集每个车轮转速;所述轮缸压力传感器安装在液压管路上，用于采集 轮缸的压力;所述CAN总线一端连接发动机控制单元、另一端连接信息处理单元，用于获得 车轮驱动转矩;所述信息处理单元为车载ECU，所述ECU根据信息采集单元采集的信息、结合 预存储的路面附着系数-滑移率曲线，计算出当前路面的峰值附着系数。2. -种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，汽车信息采集单元中的汽车质心加速度传感器、车速传感器、车轮转速传感器、 轮缸压力传感器、CAN总线分别采集汽车质心加速度ax、车速V、车轮转速Wi、轮缸压力 Pi，i = 1，2，3，4，代表车轮、车轮获得的驱动转矩Ti; 步骤2,依据步骤1中质心加速度传感器测得的加速度ax，判别汽车的状态并获得车轮纵 向力；当ax>0时，汽车处于驱动状态时，直接通过发动机控制单元上的CAN总线获得汽车车 轮的驱动转矩，并计算车轮驱动力；当a x〈0时，汽车处于制动状态，依据轮缸压力传感器，计 算车轮制动力； 步骤3，依据步骤1中获取的车速和车轮转速信息，计算汽车车轮滑移率s; 步骤4，依据步骤1中质心加速度传感器测得的加速度ax，计算车轮垂直载荷； 步骤5,依据步骤2和步骤4中计算的车轮纵向力和车轮垂直载荷，计算附着系数:免； 步骤6,依据步骤3中计算的车轮滑移率和步骤5中计算的附着系数，在预存储的标定曲 线中选取两条相近路面R1、R2，并获取两条相近路面对应的车轮附着系数納、％及路面峰 值系数μι、μ2; 步骤7,依据步骤3、步骤5获得的当前路面信息及步骤6获得的相近路面信息，计算与相 近路面的近似度λ; 步骤8,依据步骤6和步骤7获得的信息，计算当前路面的峰值附着系数ymax。3. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤2中， 当ax>0时，计算车轮驱动力FXi的表达式为：it. = I- ·，其中，r为车轮半径； r 当ax〈0时，计算车轮制动力Fxi的表达式：厂、,.=$;其中，Ti = pi · A · r'，A为制动钳体和 ' r 车轮接触面积;r'为制动钳作用等效点到车轮中心的距离。4. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤3中 计算汽车车轮滑移率s的表达式为4 ;其中，r是车轮半径。 V5. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤4中 计算车轮垂直载荷包括前轮垂直载荷和后轮垂直载荷； 所述前轮垂直载荷FZ1,2的计算表达式为： ^伞r2 - 一 厶 2 L 所述后轮垂直载荷FZ3,4的计算表达式为：其中，m为整车质量，g为重力加速度，L为汽车轴距，a、b分别为汽车质心至前、后轴的距 离，hg为汽车质心至路面距离，CLf、ar分别为汽车前后空气升力系数，P为空气密度，A为迎风 面积。6. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤5中 计算附着系数的表达式为：9 =^ ;其中FX为汽车车轮驱动力或制动力，FZ为车轮垂直载 荷。7. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤6预 存储的标定曲线为典型路面附着系数-滑移率曲线，具体包括干沥青路面，水泥路面，湿沥 青路面，鹅卵石路面，冰路面以及雪路面。8. 根据权利要求2所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤7中 计算与相近路面的近似度λ包括：4二3 :2和毛=I ' · Ψι 一 φ: Ψι - φ·? 其中，λ:是与相近路面R1的近似度，λ2是与相近路面R2的近似度，识是当前车轮附着系 数。9. 根据权利要求7所述的一种路面峰值附着系数测试方法，其特征在于，所述步骤8中 计算当前路面的峰值附着系数ymax的表达式为:· μ!+λ2 · μ2。
【专利摘要】本发明公开了一种路面峰值附着系数的测试装置及方法，属于车辆控制技术领域。包括：1，采集汽车质心加速度ax、车速v、车轮转速wi、轮缸压力pi、车轮获得的驱动转矩Ti；2，依据加速度ax，判别汽车的状态并获得车轮纵向力；计算车轮驱动力或制动力；3，依据车速v和车轮转速wi信息，计算汽车车轮滑移率s；4，依据加速度ax计算车轮垂直载荷。5，依据车轮纵向力和车轮垂直载荷，计算附着系数；6，依据车轮滑移率和附着系数，在预存储的标定曲线中选取两条相近路面R1、R2，并获取两条相近路面对应的车轮附着系数及路面峰值系数μ1、μ2；7，计算与相近路面的近似度λ；8，计算当前路面的峰值附着系数μmax。本发明简单有效，适用范围广，效率高，能够更好的控制车辆。
【IPC分类】B60W40/064, G01N19/04
【公开号】CN105606530
【申请号】CN201610058864
【发明人】张龙飞, 袁朝春, 陈龙, 申小敏, 王潍, 王琨
【申请人】江苏大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月28日