轮胎不足转向角的计算方法及应用技术

本申请提供了一种轮胎不足转向角的计算方法及应用，属于轮胎设计领域；所述计算方法包括横向加速度的计算；横向加速度的选取；以及根据选取的横各加速度进行不足转向角的计算，其中，不足转向角的计算包括对选取的两组横向加速度进行绘制，能够分别得到前轴横向加速度与侧偏角曲线A

【技术实现步骤摘要】
轮胎不足转向角的计算方法及应用


[0001]本申请属于轮胎设计领域，涉及一种轮胎不足转向角的计算方法及应用。

技术介绍

[0002]整车的操纵稳定特性是驾驶车辆的重要特性之一，研究车辆的操纵稳定性是提升整车特性的重要手段；整车转向不足特性是车辆操纵稳定性的评价内容之一，影响整车不足转向特性的因素主要包括整车质心位置、整车弹簧和非弹簧质量、前后悬架侧倾中心位置，车辆前束角和车辆侧倾角的变化、轮胎侧偏刚度，可以看出整车不足转向特性一部分由车辆控制，一部分受轮胎特性影响。但在评价整车操稳特性时，一般是使用同一辆车，同一规格、不同结构方案轮胎下进行的，故在对不同轮胎进行评价时，可以忽略车辆其他因素的影响，单纯来分析轮胎特性对车辆不足转向特性的影响。
[0003]对于路面上的车辆来说，车辆的总转向角δ一部分是由于路径曲率和车辆悬架特性产生的运动转向角δk，另一部分是由于轮胎的不足转向角δu，即δ＝δk+δu；在评价车辆特性时，是在同一辆车的情况下，所以运动转向角δk是一样的，仅考虑轮胎不足转向角δu是合理的。车辆前后轴轮胎侧偏刚度是影响车辆不足转向特性的重要因素，车辆在实际转弯过程中，轮胎侧偏角越来越大，产生的侧向力和横向加速度也越来越大，由于前后轴载荷、侧偏角的不同，驾驶员需要输入额外的转向角弥补侧偏角的差值，来保证车辆稳定行驶，避免出现大幅度的过度转向和不足转向，此时输入的额外转向角就是不足转向角，由此可见不足转向角是在相同横向加速度下，前后轴轮胎产生的侧偏角的差值。
[0004]从现有的研究不足转向特性的内容来看，主要分为两种，一是单纯的利用轮胎单个载荷的侧偏刚度来进行比较，从侧偏刚度的大小来对整车的不足转向特性进行评价；二是需要利用悬架K&C试验台，考虑整车各参数，包括整车弹簧和非弹簧质量、质心位置等对整车不足转向特性的影响。第一种方法对于研究整车不足转向特性比较笼统，实际车辆在行驶过程中，左右轮胎垂向力在不断的变化、进而会引起轮胎侧向力以及侧偏刚度的变化，所以仅使用单个载荷下的侧偏刚度进行分析的话，忽略了载荷的变化，且忽略了不足转向角产生的理论依据；第二种方法是利用车辆的K&C试验台，此试验台安装成本较高，不具有普及性和广泛性。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种轮胎不足转向角的计算方法，包括以下步骤：
[0006]横向加速度的计算：根据第一轴载荷设定多个垂向力百分比Fz(％)并测量对应的垂向力Fz，然后线性拟合得到其他的垂向力百分比Fz(％)及其垂向力Fz；其中，所述第一轴为车辆前轴与后轴中的一个，第二轴为前轴与后轴中的另一个；设定多个侧偏角α，得到各个Fz(％)及其Fz和各个α下的横向力Fy；根据公式(3)计算横向加速度A：
[0007]A＝Fy/Fz*g(3)
[0008]其中，g为重力加速度；
[0009]从而得到不同Fz(％)及其Fz下，以及多个侧偏角α下的横向加速度数据表；
[0010]横向加速度A的选取：从设定的多个侧偏角中选择实际所需的侧偏角；设定车辆转过n
°
侧偏角时，第一轴载荷转移后的垂向力百分比；设定第一轴与第二轴的载荷比以确定第二轴载荷转移后的垂向力百分比；根据这些设定在所得到的横向加速度数据表中选取两组横向加速度A；
[0011]不足转向角的计算：对选取的两组横向加速度A进行绘制，能够分别得到前轴横向加速度与侧偏角曲线A
f
‑
α和后轴横向加速度与侧偏角曲线A
r
‑
α；将曲线A
f
‑
α和曲线A
r
‑
α分别进行多项式拟合，分别得到A
f
与α的关系式和A
r
与α的关系式；然后求解出相同加速度A(A＝A
f
＝A
r
)下的前轴侧偏角α
f
和后轴侧偏角α
r
；进一步得到不同横向加速度A的不足转向角δu＝α
f
‑
α
r
。
[0012]本申请的一些实施例中，在横向加速度的计算步骤中，更具体地，设定多个侧偏角α，测得所设定的Fz(％)及其Fz下以及所设定的侧偏角α下的横向力Fy；对于其他的Fz(％)及其Fz下的横向力，根据α≤5
°
或α>5
°
，对所测得的横向力Fy分别进行线性或非线性拟合；从而得到各个Fz(％)及其Fz和各个α下的横向力Fy。
[0013]本申请的一些实施例中，在横向加速度的计算步骤中，设定多个侧偏角α分别为1
°
，2
°
，3
°
，4
°
，5
°
，6
°
，7
°
。
[0014]本申请的一些实施例中，在横向加速度的计算步骤中，可以采用六分力试验台测量垂向力Fz，以及计算横向加速度A。
[0015]本申请的一些实施例中，在横向加速度A的选取步骤中，设定车辆转过n＝1
°
侧偏角时，第一轴载荷转移后的垂向力百分比为10％。
[0016]本申请的一些实施例中，第一轴为前轴，第二轴为后轴；在横向加速度A的选取步骤中，设定前轴与后轴的载荷比为50:40，从而确定后轴基准垂向力为前轴基准垂向力的80％所对应的垂向力，进而确定第二轴载荷转移后的垂向力百分比，其中，所述前轴基准垂向力为Fz(100％)所对应的Fz。
[0017]本申请的一些实施例中，在不足转向角的计算步骤中，对曲线A
f
‑
α和曲线A
r
‑
α分别进行三次多项式拟合，再利用单变量求解，得到所述的前后轴侧偏角α
f
和α
r
。
[0018]本申请的一些实施例中，所述轮胎不足转向角的计算方法还包括不足转向角的应用：将所得到的不同横向加速度A的不足转向角δu进行绘制，从而得到不足转向曲线A
‑
δu；通过该曲线A
‑
δu能够判断或对比车辆不足转向状态。
[0019]本申请的一些实施例中，在不足转向角的应用步骤中，所述不足转向曲线分为三部分
①
当横向加速度A在0
‑
0.3g范围内时，车辆处于正常行驶状态；
②
当横向加速度A在0.3
‑
0.6g范围内时，是车辆行驶的非线性区域；
③
当横向加速度A在0.6g以上时，车辆容易出现转向不足状态。
[0020]本申请第二种实施方式提供了一种轮胎不足转向角的计算方法在轮胎测试中的应用，其采用前文任意技术方案所述的轮胎不足转向角的计算方法。
[0021]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0022]本申请至少一种实施方式提供的轮胎不足转向角的计算方法是在车辆二自由度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮胎不足转向角的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：横向加速度的计算：根据第一轴载荷设定多个垂向力百分比Fz(％)并测量对应的垂向力Fz，然后线性拟合得到其他的垂向力百分比Fz(％)及其垂向力Fz；其中，所述第一轴为车辆前轴与后轴中的一个，第二轴为前轴与后轴中的另一个；设定多个侧偏角α，得到各个Fz(％)及其Fz和各个α下的横向力Fy；根据公式(3)计算横向加速度A：A＝Fy/Fz*g(3)其中，g为重力加速度；从而得到不同Fz(％)及其Fz下，以及多个侧偏角α下的横向加速度数据表；横向加速度A的选取：从设定的多个侧偏角中选择实际所需的侧偏角；设定车辆转过n
°
侧偏角时，第一轴载荷转移后的垂向力百分比；设定第一轴与第二轴的载荷比以确定第二轴载荷转移后的垂向力百分比；根据这些设定在所得到的横向加速度数据表中选取两组横向加速度A；不足转向角的计算：对选取的两组横向加速度A进行绘制，能够分别得到前轴横向加速度与侧偏角曲线A
f
‑
α和后轴横向加速度与侧偏角曲线A
r
‑
α；将曲线A
f
‑
α和曲线A
r
‑
α分别进行多项式拟合，分别得到A
f
与α的关系式和A
r
与α的关系式；然后求解出相同加速度A(A＝A
f
＝A
r
)下的前轴侧偏角α
f
和后轴侧偏角α
r
；进一步得到不同横向加速度A的不足转向角δu＝α
f
‑
α
r
。2.根据权利要求1所述的轮胎不足转向角的计算方法，其特征在于，在横向加速度的计算步骤中，更具体地，设定多个侧偏角α，测得所设定的Fz(％)及其Fz下以及所设定的侧偏角α下的横向力Fy；对于其他的Fz(％)及其Fz下的横向力，根据α≤5
°
或α>5
°
，对所测得的横向力Fy分别进行线性或非线性拟合；从而得到各个Fz(％)及其Fz和各个α下的横向力Fy。3.根据权利要求1所述的轮胎不足转向角的计算方法，其特征在于，在横向加速度的计算步骤中，设定多个侧偏角α分别为1
°
，2

【专利技术属性】
技术研发人员：秦龙，林文龙，秦靖博，何菁，李慧敏，张凯凯，王龙庆，王兆龙，
申请(专利权)人：青岛森麒麟轮胎股份有限公司，
类型：发明
国别省市：