Pacejka魔术公式——(4)转向制动联合工况轮胎

接上文,考虑到轮胎接地段的横纵向异性,将统一合力F(σ)变成横纵向各自的力Fxo(σ)和Fyo(σ)。式(15)就转化为了式(18)


有考虑横纵向特性差异的优势(符合实际测试数据),就有其弊端:如下图,由于横纵向力不相等,就会出现一种情况,在某个方向上已经达到了极限开始完全滑动,而在另一个方向上却没有达到极限还在部分滑移。这显然是违背常理的,轮胎接地段肯定是要滑动就整体滑动了。


为了解决这个问题,就要对滑移量进行标准化的处理,如式(19),前面计算的滑移量σx,σy分别除以Fxo(σ)和Fyo(σ)最大值对应的滑移量σxm,σym。力的计算(15)—>(18)—>(20)


在这样处理下,标准化滑移量σ*小于1的时候部分滑移,大于1时完全滑动,就解决了以上的问题。标准化后的分力如下两图


这样处理相当于对原来的曲线水平方向拉长了,不过拉长比例不同,都是到1的时候达到峰值(中学物理静摩擦达到最大,后面略有下降进入动摩擦)

引入标准化滑移量σ*,解决了x,y可能一个滑移一个滑动的问题,但是又出现了新的问题,就是讨论联合工况最开始讨论的问题,力的方向。本来用σx,σy就能直接解决合力方向问题的,引入σx*,σy*后反而没办法直接得到合力方向了。
PS:在精度要求不是很高时,其实完全可以假设各向同性,就省去了这一部分的内容。考虑横纵向异性还要先修正大小再修正方向。



为了能够用σ*统一表达线性区和饱和区,需要再修正方向,引入方向因子epsilon_d

显然,在σ*小的时候在线性区epsilon_d=1,大的时候epsilon_d=σym/σxm。具体值的变化见下图




最后还有考虑制动力会增大侧偏刚度的影响

这样就得到了大家非常熟悉的ABS原理里面,Fx,Fy随着纵向滑移率变化的图像(κ=10~20%左右时Fx达到最大,而且Fy下降不算太多)。还有“椭圆”曲线



最后文章还讨论了联合工况下的回正力矩


Mz-Fx图如下



最后搭建一下simulink模型直观地感受一下

观察在α=2°时,κ=0~100%变化下的结果。



