专利名称：一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法
技术领域：
本发明涉及车辆工程中的系统参数辨识领域，特别是关于一种汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法。
背景技术：
轮胎与地面间的原地转向阻力矩的大小对汽车助力转向系统的关键部件的选择以及助力特性曲线的设计具有重要意义，而原地转向时轮胎与地面间的滑动摩擦系数的辨识是采用公式计算轮胎与地面间的原地转向阻力矩的关键。因此，准确地获取轮胎与地面间的滑动摩擦系数，对于汽车助力转向系统的关键部件的选择以及助力特性曲线的设计起着至关重要的作用。目前采用公式计算轮胎与地面间的原地转向阻力矩时，所采用的滑动摩擦系数多为六、七十年代的数据，而经过几十年技术发展，轮胎的结构和材料有了很大变化，轮胎与地面间的之间的滑动摩擦系数的数值也发生了较大的变化，设计出来的助力特性曲线必定无法达到预期的助力效果。虽然轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法还有摆式仪法、制动距离法、制动仪法和拖车法等其他方法，但是它们均具有一定的局限性。其中，摆式仪法测点有一定局限性，且和车辆行驶状态有一定出入；而制动距离法和制动仪法均需要紧急制动车辆，既不安全且测量计算的数据不够准确，大多只在无专用测量仪器的情况下才使用；拖车法虽然能够较好地测量轮胎一路面滑动摩擦系数，但是轮胎一路面滑动摩擦系数易受垂直载荷的影响，拖车法所测得的滑动摩擦系数是拖车载荷下的摩擦系数，其结果和整车载荷下的滑动摩擦系数存在一定的偏差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的就是提供一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，该方法能够在不拆卸整车零部件的情况下，对汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数进行较为准确的辨识。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，其包括以下步骤:1)在整车原有转向盘上安装测力方向盘；2)借助测力方向盘分别测出整车两前轮下有转盘和无转盘两种情况下的转向盘手力矩，计算两者的差值Thl-Th2iThl和Th2分别是有转盘和无转盘时的转向盘手力矩；3)在转向盘上固定规则形状的载荷，再将将测力方向盘安装在负有载荷的转向盘上，同时确保测力方向盘的中心与载荷过几何重心的竖直轴重合；4)借助测力方向盘测出整车前桥负有上述载荷时两前轮下转盘处摩擦力矩Mzp ；5)将步骤3)获得的转向盘手力矩差值Thl-Th2和步骤5)获得的转盘处摩擦力矩Mzp代入下式，计算出轮胎与地面间的原地转向阻力矩Mk:Me = (Thl-Th2) XiXn +Mzp上式中，i为已知的转向系统的角传动比，η为已知的齿轮齿条转向器的正效率；
6)已知步骤5)获得的原地转向阻力矩坞，根据轮胎与地面间的原地转向阻力矩的经验计算公式，计算汽车原地转向时的轮 胎与地面间的滑动摩擦系数f。
上述步骤6)中，轮胎与地面间的原地转向阻力矩经验计算公式为:
权利要求
1.一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，其包括以下步骤: 1)在整车原有转向盘上安装测力方向盘； 2)借助测力方向盘分别测出整车两前轮下有转盘和无转盘两种情况下的转向盘手力矩，计算两者的差值Thl-Th2, Thl和Th2分别是有转盘和无转盘时的转向盘手力矩； 3)在转向盘上固定规则形状的载荷，再将将测力方向盘安装在负有载荷的转向盘上，同时确保测力方向盘的中心与载荷过几何重心的竖直轴重合；4)借助测力方向盘测出整车前桥负有上述载荷时两前轮下转盘处摩擦力矩Mzp； 5)将步骤3)获得的转向盘手力矩差值Thl-Th2和步骤5)获得的转盘处摩擦力矩Mzp代入下式，计算出轮胎与地面间的原地转向阻力矩Mk: Me = (Thl-Th2) XiXn +Mzp 上式中，i为已知的转向系统的角传动比，Π为已知的齿轮齿条转向器的正效率； 6)已知步骤5)获得的原地转向阻力矩Μκ，根据轮胎与地面间的原地转向阻力矩的经验计算公式，计算汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数f。
2.如权利要求1所述的一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，其特征在于，所述步骤6)中，轮胎与地面间的原地转向阻力矩经验计算公式为: 上式中，G为已知的整车前桥所负载荷的重力，P为已知的单个轮胎胎压。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎与地面间的滑动摩擦系数辨识方法，该方法借助测力方向盘分别测出整车两前轮有转盘和无转盘两种情况下的转向盘手力矩，然后再借助测力方向盘间接测得整车前桥负有载荷时的转盘处摩擦力矩，代入整个转向系统的力矩平衡方程，得到轮胎与地面间的原地转向阻力矩，再将轮胎与地面间的原地转向阻力矩代入轮胎与地面间的原地转向阻力矩的经验计算公式，即可获得汽车原地转向时的轮胎与地面间的滑动摩擦系数。采用本发明测量时，无需要专门的试验台架，也无需拆卸整车部件，只需分别测量有转盘和无转盘两种情况下的转向盘转矩和转角数据，方法简单实用，对汽车助力转向系统的部件选择以及助力特性曲线的设计具有较强的实际应用意义。
文档编号G01M17/06GK103234900SQ20131013680
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者季学武, 刘亚辉, 孙宁, 姜殿鑫, 吕荣华 申请人:清华大学, 武汉捷隆汽车电动转向系统有限公司