智能轮胎——轮胎智能制造的机遇与挑战

 智能轮胎是信息技术和轮胎技术深度融合的产物,为轮胎智能制造的信息化、智能化和网络化创造了极好的发展机遇。智能轮胎的状态监测方法为轮胎生产、仓储、运输、销售和维修服务全生命周期的信息化管理提供了便利;其建模与控制技术方便了轮胎数字化设计与虚拟仿真的实现,为轮胎制造过程的智能化提供了便利;轮胎状态自动调节系统收集轮胎在不同路面状况、不同轮胎压力和不同速度下的信息,方便进行轮胎性能的分析,为轮胎制造过程的网络化提供了便利。但智能轮胎相关的轮胎材料和制造技术、传感器和芯片技术、实验测试技术以及智能化应用方面还存在一定的局限性,对智能轮胎技术在轮胎智能制造过程的实施提出了挑战。     

基于双重扩展卡尔曼滤波汽车防碰撞模型研究

针对现有的汽车防碰撞高速扇形预警模型,文章提出了基于双重扩展卡尔曼滤波的高速扇形预警模型。根据双重扩展卡尔曼滤波原理,将车辆状态和路面附着系数估算过程形成闭环控制,实现了对车辆状态和路面附着系数的准确估算;建立汽车的四自由度动力学模型和魔术轮胎模型,结合Carsim和Matlab/Simulink软件进行联合仿真。仿真实验结果表明,该模型能够实时监测路面附着系数,正常预警。     

论汽车轮胎的合理使用

汽车之行，始于轮胎，它直接承受整车质量，同时又与地面直接接触。在汽车行驶过程中，传递路面的反力，缓和和吸收路面不平带来的震动和冲击，轮胎是否正确使用，不但对汽车的运行状态有影响，而且还对汽车安全有影响。该文简单介绍如何选用汽车轮胎，并提出了合理使用轮胎的建议。     

基于卡尔曼滤波的车辆状态与路面附着估计

建立了采用Dugoff轮胎模型的三自由度车辆估算模型,设计了基于联邦卡尔曼滤波理论的车辆行驶状态估计算法与基于扩展卡尔曼滤波理论的路面附着系数估计算法,使车辆状态估计与路面附着估计相互联系、闭环反馈、同时进行.选择典型工况,应用Car Sim与Matlab/Simulink联合仿真实验对车辆状态算法和路面附着估计算法进行了验证.结果表明:文中算法能够实现对车辆状态及路面附着系数的准确估计.     

汽车轮胎日常保养、磨损解析及四轮换位

汽车的重要部件之一包含了汽车的轮胎,轮胎与路面直接接触的,与汽车悬架一起来缓解汽车在行驶的过程中所受到的冲击,同时还确保了汽车在形式的过程中的平顺性和在乘坐过程中具有良好的舒适性,以及确保车轮与路面的附着性非常的好,这样就提高了汽车的通过性、制动性以及牵引性;可以更好的承受着汽车的总质量,所以说在汽车上轮胎起到了非常重要的作用,让更多的人对轮胎的作用越来越重视。     

基于粗糙路面接触理论的轮胎动摩擦特性研究

提出了一种基于路面特性的轮胎动摩擦特性模型,研究了接触压力、滑动速度、路面特性对轮胎作用力的影响. 基于GW改进接触模型,引入粗糙路面实际接触理论,结合滑动摩擦因数模型、一般轮胎理论模型建立了轮胎动摩擦特性模型. 定量评价了接触压力、滑动速度和路面特性对实际接触面积、轮胎动摩擦力的影响,同时指出了轮胎印迹产生的可能性状态区域. 仿真结果表明,基于路面特性的轮胎动摩擦模型能够准确地反映接触压力、滑动速度、路面特性在轮胎滑移状态下对轮胎作用力的影响.     

论轮胎的合理使用

轮胎对汽车的性能有很大的影响,正确合理的使用轮胎,对于保证汽车良好的乘坐舒适性和行驶平顺性;保证与路面具有良好的附着作用,提高汽车的牵引性、操纵性和通过性有着十分重要的意义。本文论述了合理使用轮胎当中的几点基本要求,如轮胎气压、轮胎超载、合理搭配、控制车速、控制胎温、底盘技术状况、日常维护和正确驾驶等。     

多传感器信息融合及在轮胎压力监测系统中的应用

轮胎是汽车的的重要安全部件,为了提高轮胎压力监测系统的精度,提高报警的准确性,减少误报漏报,为安全行驶保驾护航;本文主要介绍了传感器技术和多传感器信息融合基本理论以及多传感器信息融合技术在TPMS中的应用,建立基于多传感器信息融合的TPMS模型,并对两种TPMS融合方案设计进行了分析研究。     

基于激光反射强度特征的智能汽车路面估计方法

为了提升智能汽车行驶安全性，适应高速、大侧偏等极限工况应用场景，轮胎-路面附着系数峰值估计技术越来越受到汽车主动安全控制领域研究的关注。提出了一种基于激光雷达的路面估计方法：基于极大似然估计方法求解了结构化道路常见类型路面的激光雷达反射强度分布模型参数，并依此建立典型路面数据库；利用Kullback-Leibler散度表征反射强度分布相似度，结合所建立的路面数据库辨识路面类型，然后映射出对应的峰值附着系数估计值。试验结果表明，提出的轮胎-路面附着系数峰值估计方法的准确率达到90%以上，能够灵敏地检测出路面突变现象，且对白天和夜晚不同的光照条件具有鲁棒性。     

汔车轮胎的使用与保养之探究

轮胎是汽车的重要组成部分，担负着支撑全车质量、推动汽车行驶、保证车轮和路面有良好的附着性、缓和地面冲击等重任，也是良好的技术状况对确保行车安全、降低行驶阻力，减少油耗也较大的影响，本文分析并介绍了合理使用和维护轮胎，从而延长轮胎的使用奉命。     

基于轮胎侧偏刚度变化率的车辆质心侧偏角融合估计算法

针对车辆在高速紧急避让工况下质心侧偏角难以直接测量的问题,提出一种基于轮胎侧偏刚度变化率的质心侧偏角融合估计算法。在车辆二自由度动力学模型的基础上,提出一种轮胎侧偏刚度估计方法,构建基于改进扩展卡尔曼滤波的质心侧偏角估计算法。根据质心侧偏角和车辆纵向、侧向加速度的关系,构建基于积分法的质心侧偏角估计算法;结合两种估计算法的特点,采用轮胎侧偏刚度的一阶微分表征车辆的非线性程度,设计了一种适用于不同车辆动态特性及路面条件的融合估计算法。Carsim/Simulink联合仿真结果表明,该融合估计算法在不同的车辆动态特性和不同路面条件下具有良好的估计精度和实时性,对传感器信号的噪声、误差鲁棒性强。     

轮胎力学研究的现状与展望

汽车行驶速度的提高，对车辆操纵性、平顺性和安全性提出了更高的要求，而轮胎的力学特性是影响车辆性能的重要因素，所以轮胎力学研究已成为国内外车辆力学研究的热点．本文从轮胎稳态力学、轮胎动力学以及实验技术三个方面综述了国内外轮胎力学研究的历史与现状，并提出了当前研究中应着重解决的问题和轮胎力学研究的发展趋势．     

基于模糊自整定PID 的爆胎车辆轨迹控制

为解决高速公路爆胎车辆出现偏航的问题, 借助veDYNA 软件进行了的仿真研究。在确定了爆胎车辆轨迹控制的评价指标后, 采用模糊PID(Proportion Integral Differential)控制器, 规划了爆胎后车辆的方向盘转角, 代替驾驶员对爆胎车辆进行方向控制。该方法结合模糊控制和传统PID 控制的优点, 针对车辆爆胎的复杂环境, 自动整定PID 控制参数, 适应爆胎车辆的参数变化。仿真结果表明: 基于模糊自整定PID 的爆胎车辆轨迹控制可在保证车辆稳定行驶的同时控制车辆的行驶轨迹, 使其在出现较小偏移后回到原路径, 具有较好的适应性。     

车辆荷载下半新载重轮胎接地行为试验

在岛津AG-225TA万能试验机平台上,利用自行开发的工装,选用半新轮胎进行了车辆荷载下载重轮胎接地行为的试验研究.结果发现:同样的车辆荷载下,轮胎在刚性路面和柔性路面具有不同的接地面积和接地形状.通过对试验数据的处理,给出了轮胎在不同类型路面接地面积的计算公式和接地形状量化公式.     

大客车紧急状态纵向可控域模型研究

为提高车载避撞系统的工作效能,在充分考虑轮胎模型的情况下,针对不同路面附着系数建立相应的大客车紧急状态纵向可控域模型。首先通过车载DSP实时获取可控域模型参数,并在此基础上构建四轮八自由度的车辆模型,且结合大客车轮胎模型的特点,选取Gim轮胎模型作为大客车轮胎的简化模型,结合前后车辆运动关系构建了基于车速的紧急状态纵向可控域计算模型。依据不同天气条件发生的频次以及危险程度等级,将路面条件划分成晴天、雨天、冰天以及雪天四种典型路面,针对不同路面条件下附着系数的差异性建立相应的可控域模型,并与传统的基于制动过程的可控域模型进行了对比分析,最后,对两模型的有效性进行了验证。结果表明：考虑路面附着系数和轮胎模型的可控域模型能够准确的逼近真实的可控域范围。     

采用双天线GPS/INS系统的汽车侧偏角和轮胎侧偏刚度估测法

介绍了测姿原理,分析了采用单天线GPS/INS组合测量方式的运动学卡尔曼滤波器在车辆侧倾和传感器发生漂移时存在的加速度偏差测量的延时问题,提出了直接测量车辆侧倾角和传感器漂移的双天线GPS/INS测量方法,并利用该测量方法对车辆和轮胎的侧偏角以及轮胎的侧偏刚度进行了估测.测试结果表明:采用双天线GPS方法测量的侧偏角和...     

基于遗传粒子滤波的轮毂驱动电动汽车质心侧偏角估计方法

质心侧偏角估计是汽车稳定性控制系统中的关键技术.为了解决现有估计方法对轮毂驱动电动汽车信息利用不充分、估计精度低的问题,提出一种基于遗传粒子滤波(GPF)的轮毂驱动电动汽车质心侧偏角估计方法.利用魔术轮胎公式,融合轮毂驱动电动汽车车轮上驱动与制动力矩信息,建立非线性车辆动力学模型,实现轮胎纵向力与侧向力计算,完成质心侧偏角估计器的搭建.针对车辆动力学模型的强非线性及传统粒子滤波算法粒子退化、计算量大的问题,设计适用于强非线性系统并且能够有效抑制退化、减小计算量的遗传粒子滤波算法对质心侧偏角进行估计.仿真结果表明:所提出的估计方法能够提高质心侧偏角的估计精度和鲁棒性.     

基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析

为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高10%～20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。     

自适应软测量算法的汽车行驶状态估计

为了实现车辆行驶状态低成本测量,设计了估计汽车行驶状态参数的传统无迹卡尔曼滤波器和能够有效解决噪声时变特性的次优Sage-Husa噪声估计器相结合算法,通过建立电动汽车3自由度的动力学模型和HSRI轮胎模型,且融合低成本测量的纵、横向加速度和方向盘转向角传感器测量信息,从而可精确估计电动汽车行驶状态.在选定的典型工况下,通过与无迹卡尔曼软测量算法进行对比,硬件在环实验结果有效地验证了自适应无迹卡尔曼软测量算法具有很好的鲁棒性,且比无迹卡尔曼软测量算法更加能够有效地估计电动汽车的行驶状态.