机械工程学报

作者：段顺昌, 许男, 石琴, 白先旭

单位：1. 合肥工业大学自动驾驶汽车安全技术安徽省重点实验室 合肥 230009;2. 合肥工业大学安徽省智慧交通车路协同工程研究中心 合肥 230009;3. 合肥工业大学汽车与交通工程学院 合肥 230009;4. 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室 长春 130022

关键词：半经验轮胎模型,迟滞特性,纵向动力学,稳态,动态；

基金：安徽省新能源汽车与智能联网汽车创新(JZ2021AFKJ00002)、中国汽车产业创新发展联合基金(U1864206)和中央高校基本科研业务费专项资金(JZ2023YQTD0073)资助项目。

轮胎是汽车唯一接地部件，提供汽车运动需要的所有驱动、转向和制动力。轮胎模型是汽车动力学的基础，汽车动力学及其控制技术的进一步发展有赖于精确的轮胎模型技术。为此提出一种考虑轮胎变形迟滞特性的轮胎简化物理模型，结合电容-电阻(Resistor-Capacitor，RC)迟滞算子，分析轮胎胎体压缩回弹和制动力加载卸载两个层面的迟滞特性，并分别建立纵滑工况下的轮胎稳态模型HysTire和动态模型Dyn-HysTire。为了验证HysTire模型和Dyn-HysTire模型的准确性，对某型号Pirelli轮胎纵滑工况下的试验数据进行建模。结果显示，稳态模型HysTire提供了与魔术公式相似的拟合精度，而引入滑移率变化率的动态Dyn-HysTire模型的拟合结果的均方差(Mean square error，MSE)值相比于魔术公式降低了约30%，显著提高了轮胎的仿真精度。另外Dyn-HysTire模型同样提供了堪比LuGre模型和PAC2002模型对轮胎动态特性的表达能力。最后在1/4车辆ABS仿真中进一步验证，相比于魔术公式，考虑迟滞特性的Dyn-HysTire模型更能反映出轮胎的真实力学特性，提高了车辆动力学的仿真精度。

来源：2023年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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