论文部分内容阅读
随着汽车工业的迅速发展，由汽车运输所造成的交通事故也随之增加。为了降低事故的发生，汽车主动安全控制技术近年来迅速发展，并逐渐在实车上得以应用。汽车主动安全控制系统作用效果的发挥很大程度取决于轮胎附着信息的获取，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。汽车高速行驶需要良好的道路附着来保证，由于天气等原因导致道路附着情况恶化，驾驶员往往因为不能及时反应而使汽车失控。因此在车辆的运行过程中，如何精确获取汽车状态信息，特别是路面附着信息已成为汽车主动安全控制系统发展首要解决的问题。附着系数主要决定于道路的材料、路况与轮胎的结构及胎压、车轮径向载荷、车辆速度、环境温度等因素。在行驶过程中，车辆自身参数如质量、转动惯量、胎压等在一般情况下具有时不变性，因此导致附着系数改变的主要因素还是路况的变化，如路面的种类、粗糙程度、潮湿泥泞情况等。国外的研究学者通过传感技术、模型参数估算及各种数据分析手段在路面状况识别方面取得了大量的成果。本文的研究宗旨在于利用汽车制动过程中能量传递及能量消耗理论，依据功率方程，初步探索利用传感器获取车辆运行信息，实时估算路面的附着系数，为车辆的主动控制提供理论与技术支持。汽车的制动性能是影响汽车行驶安全的重要因素。本文依据汽车制动过程的物理实质，提出一种基于能量法的附着系数识别方法。解决目前需要建立精确的轮胎模型和车辆动力学模型来估计路面附着系数的问题。通过分析四种不同的制动方式，选定只有摩擦制动器起作用的制动过程，即驾驶员踩下离合器踏板和制动器踏板，四个车轮同时产生制动力矩的制动方式。依据功率方程，推导出路面附着系数求解模型。为验证估算的有效性，本文在MATLAB/SIMULINK平台上建立仿真模型，通过ABS作用使附着系数稳定在峰值附着系数附近，则充分说明了所建立的附着系数模型的正确性。根据路面附着系数求解模型，本文对路面附着系数实时测试系统进行了初步研究。开发了外接式轮速独立测试系统和汽车车轮垂向载荷实时测试系统，在此基础上，结合V-BOXⅡ测试系统，开发了路面附着系数识别试验系统。并利用该系统对本文所建立的路面附着系数求解模型进行了实车试验，并采用matlab软件对试验数据进行了处理分析。试验结果表明本文所开发的路面附着系数识别试验系统能够实时检测汽车制动工况下的路面峰值附着系数，论文所建立的路面附着系数求解模型正确，可用于车辆运行状态下路面附着系数的实时测试，为实现汽车主动安全控制提供了一种可行性途径。