智能轮胎的垂向载荷预测应用研究

【作者】 王岩； 林炳钦； 梁冠群； 危银涛；

【机构】 清华大学汽车安全与节能国家重点试验室； 青岛理工大学机械与汽车工程学院；

【摘要】 轮胎是车辆与道路接触的唯一元件,传递着力和力矩,关乎车辆的动力性、操控性、舒适性等多方面性能。尽管经过数10年的发展,轮胎仍然属于一个"被动"的部件,即轮胎在行驶过程中的大部分状态无法实时获取。随着智能网联汽车时代的到来,智能轮胎这一概念应运而生,智能轮胎利用预先埋入轮胎内部的传感器实现监测轮胎运行状态的功能,主动感知来自地面的接触受力信息,从而为车辆的控制系统提供支持。基于MEMS加速度传感器,融合胎压胎温传感器,开发了智能轮胎系统。加速度信息反映了轮胎的接地状况,从而利用加速度数据可以计算轮胎滚动时的接地印痕长度。轮胎的接地印痕长度会随着轮胎所受垂向力、胎压和轮胎的滚动速度的变化而变化,因此上述搭建的智能轮胎系统可以预测轮胎所受的垂向载荷。本工作进行了转鼓台架试验,以获取不同工况下的传感器测量数据并标定上述算法,同时进行了台架与实车试验,以验证算法的准确性,结果表明算法具有较高的精度。由于轮胎垂向力是轮胎模型和车辆控制系统中的重要输入参数之一,因此实现轮胎的垂向载荷预测具有重要的学术研究与工程应用意义。更多还原