[發明專利]一種路面峰值附著系數測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201610058864.8
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105606530A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 張龍飛;袁朝春;陳龍;申小敏;王濰;王琨
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;B60W40/064
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于車輛控制技術領域，涉及一種路面峰值附著系數測試方法。

背景技術

車輛穩定性控制技術在保證車輛主動安全方面具有十分重大的意義，現已成為汽車工 業界的研究重點之一。汽車輪胎-路面附著系數能夠提供車輛保持穩定性裕量的重要信息， 是設計車輛穩定性控制器參數的重要參考依據。利用車載傳感器對輪胎一路面附著系數進 行實時在線觀測，是車輛穩定性控制所需要的關鍵技術之一。當路面附著系數未知時，主 動安全系統的性能通常無法充分發揮。如果能夠實時估算出路面峰值附著系數，系統就可 以根據當前路況調節控制策略，提高車輛安全。實時檢測路面峰值附著系數，是車輛主動 控制所必需的關鍵技術之一。

由于影響道路附著系數的因素較多，一般采用估算的方法獲取路面附著系數存在較大 的誤差。經檢索，目前對于路面識別技術的研究大多限于理論方面，難以滿足實際需要。 現有的通過擬合當前路面附著曲線的測試方法，其準確性取決于滑移率及路面附著系數 (s,μ)數據點的多少，這樣勢必會影響μ_max觀測的實時性。又如清華大學一種輪胎一路 面最大附著系數測試方法，雖然減少了標定曲線及數據點，但數據分析繁冗，效率較低， 實時性不強，不利于為車輛的控制系統提供快速的結果進行下一步的控制運算，導致控制 系統反應速度慢。

發明內容

為了解決現有路面附著系數測試方法實時性較差，計算繁瑣、效率低的問題，本發明 提出一種更為簡潔高效的路面峰值附著系數測試方法。采用的技術方案如下：

一種路面峰值附著系數測試裝置，包括信息采集單元和信息處理單元；所述信息采集 單元包括汽車質心加速度傳感器、車速傳感器、車輪轉速傳感器、輪缸壓力傳感器及CAN 總線；所述汽車質心加速度傳感器安裝在車輛質心處，用于采集車輛縱向加速度；所述車 速傳感器安裝在變速器的輸出軸，用于采集車速信號；所述車輪轉速傳感器安裝在車輪輪 轂上，用于采集每個車輪轉速；所述輪缸壓力傳感器安裝在液壓管路上，用于采集輪缸的 壓力；所述CAN總線一端連接發動機控制單元、另一端連接信息處理單元，用于獲得車輪 驅動轉矩；所述信息處理單元為車載ECU，所述ECU根據信息采集單元采集的信息、結 合預存儲的路面附著系數-滑移率曲線，計算出當前路面的峰值附著系數。

基于上述測試裝置，本發明提出了一種路面峰值附著系數的測試方法，包括如下步驟：

步驟1，汽車信息采集單元中的汽車質心加速度傳感器、車速傳感器、車輪轉速傳感 器、輪缸壓力傳感器、CAN總線分別采集汽車質心加速度a_x、車速v、車輪轉速w_i、輪缸 壓力p_i，i＝1,2,3,4,代表車輪、車輪獲得的驅動轉矩T_i；

步驟2，依據步驟1中質心加速度傳感器測得的加速度a_x，判別汽車的狀態并獲得車 輪縱向力；當a_x>0時，汽車處于驅動狀態時，直接通過發動機控制單元上的CAN總線獲 得汽車車輪的驅動轉矩，并計算車輪驅動力；當a_x<0時，汽車處于制動狀態，依據輪缸壓 力傳感器，計算車輪制動力；

步驟3，依據步驟1中獲取的車速和車輪轉速信息，計算汽車車輪滑移率s；

步驟4，依據步驟1中質心加速度傳感器測得的加速度a_x，計算車輪垂直載荷。

步驟5，依據步驟2和步驟4中計算的車輪縱向力和車輪垂直載荷，計算附著系數

步驟6，依據步驟3中計算的車輪滑移率和步驟5中計算的附著系數，在預存儲的標定曲線中選取兩條相近路面R1、R2，并獲取兩條相近路面對應的車輪附著系數及路面峰值系數μ₁、μ₂；

步驟7，依據步驟3、步驟5獲得的當前路面信息及步驟6獲得的相近路面信息，計算 與相近路面的近似度λ；

步驟8，依據步驟6和步驟7獲得的信息，計算當前路面的峰值附著系數μ_max。

作為優選方案，所述步驟2中，當a_x>0時，計算車輪驅動力F_Xi的表達式為：其中，r為車輪半徑；