Modeling and friction estimation for automotive steering torque at very low speeds
Modeling and friction estimation for automotive steering torque at very low speeds
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极低速下汽车转向扭矩的建模和摩擦力估计
DOI：
10.1080/00423114.2019.1708416
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发表时间：
2020
影响因子：
3.6
通讯作者：
Brennan, Sean
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Beal, Craig E.;Brennan, Sean
汽车转向系统中产生的扭矩是轮胎与路面之间多重相互作用的结果。对于高速地面车辆运行，已经建立了良好的模型，其中轮胎快速滚动，轮胎胎面应力的主要来源是由于轮胎上的侧向力引起的变形。相反，对于车辆在低速下操作或甚至在静止时转向的情况，转动车轮所需的扭矩主要是转向速率的函数。然而，仍然可以使用轮胎橡胶的变形模型来预测扭矩。本文介绍了这样一个模型的轮胎动力学，认为低速轮胎的变形行为，考虑到相互作用的影响，转向，而轮胎是缓慢滚动，允许在低速操纵转向扭矩的预测。基于物理的模型进行了验证，从仪表转向线控车辆的转向扭矩数据。经验证的模型还允许在某些稳定的条件下，通过将转向速率、转向扭矩和车辆速度作为输入数据的模型反转来进行机会性摩擦估计。
The torque developed in the steering system of an automobile is a result of multiple interactions between a tyre and the roadway surface. Models are well established for high-speed ground vehicle operation where the tyre is rolling rapidly and the dominant source of tire tread stress is deformation due to lateral force on the tyre. In contrast, for situations where the vehicle is operating at low speeds or even steering when stationary, the torque required to turn the wheels is predominantly a function of the steering rate. However, the torque still can be predicted using models of the deformation of the tyre rubber. This paper introduces such a model of the tyre dynamics that considers the low-speed tyre deformation behaviour considering the interacting effects of steering while the tyre is slowly rolling, allowing for the prediction of steering torques during low speed manoeuvring. The physics-based model is validated with steering torque data from an instrumented steer-by-wire vehicle. The validated model also allows for opportunistic friction estimation in certain steady conditions by inversion of the model with the steering rate, steering torque, and vehicle speed as input data.
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影响因子：
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作者：
C. Beal;S. Brennan
通讯作者：
C. Beal;S. Brennan
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