輪胎動(dòng)態(tài)摩擦對(duì)汽車ABS控制系統(tǒng)的影響

藍(lán)天志

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 545006)

輪胎動(dòng)態(tài)摩擦對(duì)汽車ABS控制系統(tǒng)的影響

藍(lán)天志

（上汽通用五菱汽車股份有限公司 545006)

汽車防抱死系統(tǒng)的主要作用是改變汽車制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度效能，防抱死系統(tǒng)可以有效減短制動(dòng)時(shí)的滑行距離，防止車輪抱死，避免在制動(dòng)過程中方向盤失去其轉(zhuǎn)向功能。在輪胎的魔術(shù)公式模型的基礎(chǔ)上，以汽車在不同的速度下對(duì)輪胎在路面的摩擦系數(shù)及滑移率進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明汽車ABS最佳的摩擦系數(shù)和滑移率受輪胎動(dòng)態(tài)摩擦的影響較大，但對(duì)汽車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度方面效果影響很小。因此，在設(shè)計(jì)汽車ABS的控制系統(tǒng)時(shí)，輪胎動(dòng)態(tài)摩擦特性可以忽略不計(jì)。

輪胎模型；動(dòng)態(tài)摩擦特性；ABS滑?？刂破?/p>

0 引言

輪胎摩擦特性隨汽車速度變化而改變，在分析時(shí)我們可以找出汽車的最佳滑移率和摩擦系數(shù)。在分析時(shí)以輪胎穩(wěn)定狀態(tài)下時(shí)的最佳滑移率和摩擦系數(shù)為基準(zhǔn)，模糊計(jì)算輪胎動(dòng)態(tài)摩擦的最佳滑移率和摩擦系數(shù)，分析輪胎動(dòng)態(tài)摩擦對(duì)汽車ABS控制系統(tǒng)各方面的影響。

目前為止，魔術(shù)公式的精準(zhǔn)度頗高，因此在輪胎摩擦性能分析時(shí)被廣發(fā)使用。本文也將使用魔術(shù)公式對(duì)輪胎摩擦對(duì)汽車ABS造成的影響進(jìn)行分析。

1 汽車ABS定義

ABS是汽車在行駛過程中緊急制動(dòng)的狀態(tài)下，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)壓力，并將汽車滑移率控制在地面的摩擦力范圍內(nèi)，從而防止汽車緊急制動(dòng)時(shí)，因車輪抱死導(dǎo)致的無法轉(zhuǎn)向，從而引起追尾側(cè)翻等現(xiàn)象，是提高汽車方向穩(wěn)定性能的一種安全裝置，縮短制動(dòng)距離[1]。

汽車ABS控制系統(tǒng)的目的是通過調(diào)節(jié)汽車的狀態(tài)，在完全停止前，使滑移率盡快達(dá)到最佳狀態(tài)，使輪胎與路面的摩擦阻力變大，從而使汽車的制動(dòng)效果最佳。

2 魔術(shù)公式模型分析

魔術(shù)公式模型的各項(xiàng)參數(shù)都能用通俗易懂的語言來表達(dá)各項(xiàng)物理量的作用，很適合用于輪胎摩擦系數(shù)的分析。本文為了使研究簡單明確，只分析輪胎的縱向摩擦性能變化。分析縱向摩擦系數(shù)的模型公式如下。

公式中的輪胎最大縱向摩擦系數(shù)為μxm，輪胎的滑移率為指輪胎縱向滑移狀況，縱向摩擦系數(shù)用μx表示，輪胎縱向摩擦系數(shù)剛度因子用Bx表示，在輪胎縱向摩擦系數(shù)中曲線的曲率因子是Ex指曲線最大值附近的形狀，輪胎的縱向摩擦系數(shù)中曲線形狀因子為Cx。

因?yàn)榇四Ｐ褪莿?dòng)態(tài)變化的過程，輪胎的最大縱向摩擦系數(shù)應(yīng)該隨車速的變化而變化。

公式中，為輪胎靜態(tài)縱向摩擦系數(shù);As為摩擦衰減系數(shù)。根據(jù)以上公式可以得到不同車速下隨滑移率的變化曲線，其中采用的參數(shù)為

根據(jù)以上公式我們能明確計(jì)算出車速不同情況下，我們得到不同的輪胎縱向摩擦系數(shù)值。隨著滑移率的變化而變化，不同的滑移率下輪胎的縱向摩擦系數(shù)也不同。當(dāng)滑移率很小時(shí)，縱向摩擦系數(shù)值會(huì)迅速增大并且達(dá)到峰值，根據(jù)曲線圖我們可以看到，當(dāng)滑移率繼續(xù)變大時(shí)，輪胎縱向摩擦系數(shù)值反而變小。因此，輪胎的縱向摩擦系數(shù)值不是無限度增加的，而是存在一個(gè)最大值。這個(gè)最大值所對(duì)應(yīng)的滑移率便是最佳的，是汽車ABS實(shí)現(xiàn)最佳制動(dòng)的數(shù)值[2]。

3 結(jié)束語

隨著車速、車胎的速度和動(dòng)態(tài)變化，輪胎的最大縱向摩擦系數(shù)隨著速度的增加，輪胎最大縱向摩擦系數(shù)逐漸減小，最佳滑移率也逐漸下降。輪胎的動(dòng)態(tài)摩擦特性對(duì)ABS的制動(dòng)性能影響不大。所以在設(shè)計(jì)ABS控制系統(tǒng)時(shí)，不考慮輪胎的動(dòng)態(tài)摩擦特性的影響。ABS防抱死技術(shù)已經(jīng)被全球認(rèn)可，提高了制動(dòng)效率、減少了制動(dòng)距離、避免了車輪抱死。從而避免喪失轉(zhuǎn)向能力和方向控制。當(dāng)然，ABS技術(shù)仍然存在缺陷。如系統(tǒng)的穩(wěn)定性，控制模型算法，都需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。

[1]黃亮,單鵬,李剛,郭文濤,基于CarSim的汽車ABS模糊控制研究[J]遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2013(03)：195-199.

[2]陳玉忠,董洪磊,李晨風(fēng),李輝,張博,基于改進(jìn)的模糊FMECA法的汽車ABS缺陷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J]汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)2016(03)：265-270.

U465文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

藍(lán)天志（1989—）男，助理工程師，本科。