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西门子冬季轮胎测试活动

2021-11-23 19:03:38·  来源：数字化工业软件技术期刊  
　
西门子冬季轮胎测试活动概述轮胎是连接车辆与道路的唯一桥梁，它的性能直接影响着车辆操控的安全性。在车辆的操控稳定性的仿真开发中，轮胎模型的精度决定了仿真
西门子冬季轮胎测试活动概述
轮胎是连接车辆与道路的唯一桥梁，它的性能直接影响着车辆操控的安全性。在车辆的操控稳定性的仿真开发中，轮胎模型的精度决定了仿真结果的准确性。
通常情况下，轮胎模型的特性参数可以通过室内测试设备和室外测试设备测量及辨识得到。但室内测试设备无法反映轮胎在冰雪路面等低附着系数下的性能。
西门子的室外轮胎测试拖车，在真实路面上完成轮胎特性的测量，可以保证路面摩擦环境与仿真环境保持一致，尤其是冰雪路面条件。西门子使用测试拖车，在欧洲北极圈地区进行冰雪路面的轮胎测试，已有超过10年的测试经验。

为满足全球冬季轮胎测试的需求，西门子计划在2022年2月到3月之间，集中为全球客户安排冬季路面的轮胎测试服务。
冬季轮胎测试的客户案例
早在多年前，欧洲著名的整车厂福特就已经开始低附着系数下轮胎建模的研究。在当时，福特利用高附着系数轮胎模型的特性，根据经验进行缩放，得到低附着系数轮胎模型参数。但是在经过大量的仿真与试验对比后，使用缩放得到的轮胎模型参数，其仿真结果与试验结果始终有明显的差异。

于是，福特要求西门子在真实的冰雪路面条件下，进行轮胎测试和辨识。为了跟试验有直观的对比性，在轮胎测试的同一天、同一场地上，同时进行了车辆的正弦停滞方法(Sine With Dwell)的ESP测试。
通过仿真与试验的对比，结果显示，使用测试辨识得到的MF-Tyre轮胎模型，可以非常准确的模拟出正弦停滞过程中的速度降，而这一现象无法在使用缩放轮胎模型的仿真中体现出来。同时，仿真结果的精度整体上都得到了明显的提升。
对于上述研究，福特在2015年第4届国际轮胎会议上做了报告。如有兴趣的，可以查看相关文献：4th International Tyre Colloqium 2015: “From tyre measurements on low mu surface to full vehicle ESC simulations under winter conditions“ by Wiesalla, Mao, Esser
西门子冬季轮胎测试
西门子冬季轮胎测试的地点位于世界冬季汽车测试之都——瑞典。在瑞典的北极圈附近地区，其得天独厚的气候条件，在冬季形成了一个比较恒定的低温条件，加上优良的天气状况，成为了专业的车辆试验圣地。

作为专业的汽车试验场，其内具有广阔的、经过精心设计而准备的冰雪路面，包括光滑冰面、粗糙冰面、雪地路面，适合车辆的各种路面测试，也是冬季路面上轮胎测试的最佳场地。

西门子冬季轮胎测试项目内容及计划
本次活动，是为测量在冬季路面上的轮胎特性，以建立低附着系数下的MF-Tyre轮胎模型参数。整个测试项目分为3个阶段：
WP1：使用西门子独特的轮胎测试拖车，在客户指定的冬季路面上，进行轮胎特性的测。项目默认测量的工况如下：



默认工况不包括轮胎纵滑侧偏复合工况的测量，而最终辨识得到的MF-Tyre轮胎模型中复合滑移特性参数，是根据西门子多年的测试辨识经验，利用MF-Tool工具估算得到。如果客户有特殊要求，西门子也可以进行复合工况的轮胎测量及辨识。
WP2：室内一般轮胎测试，以辨识轮胎的结构参数，包括轮胎接触印迹测量，纵向、侧向瞬态特性测量，轮胎的质量、半径、惯量等物理量。
WP3：轮胎测量之后的数据处理，以及MF-Tyre轮胎模型的参数识别。根据TYDEX标准，将所有的测量数据转换成TYDEX格式文件。使用MF-Tool工具，辨识得到MF-Tyre模型参数文件。同时，作为项目的成果输出，西门子将完成轮胎测试及辨识的报告，连同MF-Tyre模型及TYDEX格式的测量数据，交付给客户。
时间计划：依据往年瑞典的天气条件，以及上述测试项目的阶段任务，初步的轮胎测试计划安排如下。如感兴趣的客户，可结合自身项目计划，与西门子联系轮胎测试。

其他事项
上述为西门子的一般测试方法及测试工况。本测试活动是极具灵活度的，客户有任何特殊要求和情况，都可以与西门子进行讨论，我们将提供最佳匹配的轮胎测试服务。例如以下（不限于）主题：
  • 客户希望使用不同于西门子的标准测试程序
  • 客户希望增加测试次数，以研究测试的重复性
  • 客户希望在测试中包含参考胎的测量
  • 客户想要参观测试场地
  • 客户希望涵盖进入测试场地的费用，或者要求西门子采购测试轮胎
  • 客户希望在轮胎测试的相同条件（测试场地、路面条件）下，进行整车测试
  • ……
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