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一种轮胎侧向力线性非线性工作状态快速判断方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-09-26 13:47:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王柳 | 2023-09-26 13:47:02

本发明公开了一种轮胎侧向力线性非线性工作状态快速判断方 法 ,基于系统现 有传感器 ,通过检测方向盘转角、车辆行驶车速 、车辆侧向加速 度 、横摆角速度等信号 ,快速判断轮胎侧向力是否进入非线性工作状态 ,为通过主动转向进行车辆稳定性应急控制的控制系统提供介入判据 。该方法包括测量横摆角速度 、侧向加 速度 、车辆行驶车速 、方向盘转角估计路面附着系数计算轮胎侧向力线性非线性临界点对应的车轮转角快速判断轮胎侧向力是否进入非线性区域 快速判断主动前轮转向是否介入 。

本发明涉及汽车稳定性控制领域 ,特别是应急工况下 ,通过叠加转角形式的主动前轮转向控制 。本发明提出了一种轮胎侧向力线性非线性工作状态快速判 断方法 ,在快速判断轮胎侧向力工作状态后可为主动前轮转向的稳定性控制介入提供依据。

作为一种紧急控制技术 ,主动前轮转向在驾驶员转向输入的基础 上 ,以叠加转 角的方式调整轮胎侧向力 ,进而提高车辆 的操纵稳定性 。目前 ,该技术已经在宝马系等车辆上成功应 用 ,成为继后又一有效的稳定性调控技术 。然而 ,值得注意的是 ,主动前轮转 向作为一种紧急情况 下的稳定性控 制技术 ,其介入的时机将影 响控制技术的性能表现 。具体而言 ,若主动转向过早介入 ,此时车辆稳定裕度大 ,主动叠加转 角反而可能导致与驾驶员驾驶意图相冲突 ,引起驾驶员不适若主动转 向介入过 晚 ,则将牺牲车辆稳定性控 制效果 ,难以确保车辆 的稳定安全性 。与此同时 ,已有研究表明 , 等纵向力稳定性控 制方法 的横摆 力矩调节范围比主动转向宽 ,因而 ,成熟的稳定性介入准则并不适合主动前轮转 向,无法将其直接移植于主动前轮转向控制 。

湖南大学机械与运载学院设置有机械设计制造及其自动化、车辆工程、能源与动力工程、工业工程、工程力学、智能制造工程等6个本科专业。现有教职工257人,其中中国工程院院士2人,教授73人,副教授79人,师资力量雄厚,学术梯队稳定。学院在籍学生3500余人,其中研究生1500余人,本科生2000余人。学院以建设高水平研究型学院和世界一流学科为奋斗目标,秉承“实事求是,敢为人先”的理念,在学科建设、人才培养、科学研究、社会服务等方面取得了一系列标志性成果。近几年来获得国家级科研奖励5项、部省级科技奖励70余项;获得国家级教学成果奖2项、部省级教学成果奖10余项,建有2个国家级本科教学实验基地;在国内外大学生科技竞赛中多次获奖。学院与多所国际知名大学建立了稳固的合作关系,与多家国内外知名企业建立了良好的产学研合作机制。学院将以新时代中国特色社会主义思想为指导,全面落实全国教育大会精神,坚持矢志一流、特色发展、创新引领、改革驱动,不忘初心、砥砺奋进,为建设教育强国贡献力量。

轮胎的 “侧 向力一侧偏角”曲线显示 , 段轮胎侧向力与侧偏角呈现线性关系 ,在该区间 ,侧偏角增大可使侧向力快速增加 ,车辆的稳定性好段为非线性区间 ,尽管增大轮胎侧偏角可以提高轮胎侧向力 ,但显然侧向力增加速度变缓 ,且在 点达到饱和 ,侧向力的增大将以大幅增加轮胎侧偏角为代价点往后 ,通过侧偏 角调节已经无法提升轮胎侧向力 。由此可知 ,通过侧向力调节的主动前轮转向稳定性控制 ,应在轮胎侧向力进入非线性区域时及时介入 。此外 ,轮胎侧向力的线性非线性区域及线性侧偏 刚度等均受路面 附着系数影响 ,发展考虑路面 附着情况 的轮胎线性非线性域判断方法将极有必要 ,且极具意义 。

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