基于状态特征因子的路面识别方法研究

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1、万方数据2012年(第34卷)第6期汽车工程AutomotiveEngineering2012(V01．34)No．62012101基于状态特征因子的路面识别方法研究枣王博，孙仁云(西华夫学交通与汽车工程学院，成都610039)[摘要】在3种经典轮胎—路面数学模型的基础上，引入了一种“路面状态特征因子”的概念(它代表最佳滑移率前附着系数一滑移率曲线段下面的封闭面积)，给出了7种典型路面的特征因子阈值及其区间，据此识别汽车当前行驶路面状态。基于8自由度汽车动力学模型，分别在单一路面和对接路面上进行制动模拟试验。结果表明该方法能较准确快速地识别路面状态

2、。最后在自制的汽车防抱制动装置试验台上进行的制动试验进一步验证了方法的有效性和可行性。关键词：汽车；路面识别；特征因子；轮胎模型；试验AResearchonRoadConditionIdentificationBasedonCharacterizationFactorsWangBo&SunRenyun＆抽f矿TmnspmtatwnandAutomotive凸讲M}咖，Xihuau础m毋，Chengau610039[Abstract]Onthebasisofthreeclassictire．roadmathcmaticmodels，aconcepto

3、f‘roadconditioncharac．terizationfactor’iSintroduced．whichrepresentstheclosed唧underthesegmentofadhesioncoefficient-slipratiocurvebeforeoptimumslipratio，andthecharacterizationfactorthresholdvaluesandtheirintervalsforseventypicalroadsaregiventoidentifytheconditionofcurrentroadthe

4、vehicledrivingon．Basedonall8-DOFvehiclemodel．twobrakingtestsaresimulatedonbothatoadwithunifo册adhes／onCOe伍cientandaiointroadwithdifferentadhe．sioncoefficientsrespectively．鸭eresultsshowthattheapproachintroducedcallidentifyroadconditionquicklyandaccurately．Finallytheresultsofabra

5、kingtestonaself-madeABStest．benchalsoverifiedtheeffectivenessandfea—sibilityoftheapproach．Keywords：vehicle；roadidentification；characterizationfactor；tiremodel；tests日IJ舌汽车各种主动安全电控系统的主要控制目的在于调节地面作用在轮胎上的切向力，而该切向力的传递受轮胎与路面之间附着条件的制约。在以滑移率为控制目标的汽车电控制动系统中，基本上采用事先设定的固定目标滑移率作为控制目标，在没有考

6、虑路面状态对目标滑移率影响的情况下，难以实现对汽车制动过程的精确控制。由于不同路况下的最佳滑移率不同，为能充分利用不同路面提供的最大附着条件，需要确定各种路面的最佳滑移率(路面识别)，并依据识别的路面状态实时调整相应的控制目标。现有的路面识别研究方法中关于路面附着系数一滑移率曲线在小滑移率阶段的斜率研究最多，但此类方法需要大量试验数据，滞后性较大，实时性不足¨以】。也有采用非线性公式拟合附着系数一滑移率曲线的方法，但其拟合结果的准确性受所选择的拟合函数精度的影响较大p1；根据车辆侧向动力学估算路面附着系数的方法须安装GPS等设备，增加了硬件成本，不

7、利于推广‘4j。还有一些根据概率论原理、模型估算、假设校正的识别方法，往往算法复-四川省教育厅重点项目(09ZAl57)、西华大学人才培养与引进项目(R0920301)和西华大学研究生创新基金项目(YCJJ201135)资助。原稿收到日期为2011年3月7日，修改稿收到日期为2011年6月28日。万方数据2012(Voi．34)No．6王博，等：基于状态特征因子的路面识别方法研究·507杂，识别方法限于理论研究，实际上难以实现”o。本文中提出一种较为简单的路面状态识别方法。在3种经典轮胎模型的基础上，给出了路面状态特征因子算法及7种典型路面的特征因

8、子阈值和区问，根据汽车制动过程估算的实时特征因子落人的路面特征区间作为当前识别的路面状态．通过计算机仿真及台架试验验证了方