汽车轮胎与路面的摩擦因数估计方法

汽车轮胎与路面的摩擦因数估计方法

汽车轮胎与路面之间的摩擦力是影响汽车运动的主要因素，摩擦力与路面的摩擦因数以及作用于轮胎的法向力有关。为了更有效地对车辆进行控制，需要对道路表面的摩擦因数进行可靠估计。车辆控制系统要保证轮胎与路面之间的摩擦力在最大摩擦力范围内。

对路面所能提供的最大摩擦力进行实时计算可提高车辆控制系统的性能，如采用防抱死制动系统（ABS）、电子稳定控制（ESC）系统、自适应巡航控制（ACC）系统等。

Google对汽车轮胎与路面之间的摩擦因数投入了大量的研究。在一般的驾驶状况下，路面所能提供的摩擦力并没有得到充分利用，当施加在轮胎上的力增加，轮胎与道路之间的滑移也将会增加。滑移与作用在轮胎上的力、轮胎胎压、垂直载荷、轮胎表面状况、温度等因素有关。由于一般种驾驶情况下的滑移都很小，这样采用一般摩擦力估算法很难进行估算，因此提出了基于模型的摩擦力估算法。通过把作用力等一系列实时数据添加到轮胎，则可计算出轮胎参数、摩擦因数等，该种计算方法不需要知道轮胎的饱和度。基于模型的摩擦力估算法是基于横向力、牵引/制动力、回正力矩、垂直负荷和轮胎运动变量，侧滑角和车轮的滑移等因素可以间接地基于车辆动力学进行测量，或直接使用基于传感器的先进轮胎概念进行测量。

基于传感器的智能轮胎测定系统将能可靠地提供轮胎大小、方向、摩擦力极限等数据，这些数据可以被ABS、ESC系统等很好地利用。

刊名：Systems Science and Control Engineering（英）

刊期：2015年第11期

作者：Kanwar Bharat Singh et al

编译：皮恒志