CN104842736B - 一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法及系统。其中，所述方法包括：接收每个车轮到车身的距离变化数值；根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值比较；以及根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。本发明通过测量每个车轮的距离变化数值，并根据距离变化数值判断车辆的姿态，解决了依据主观能动性判断车辆姿态的问题。

Description

一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法及系统。

背景技术

随着汽车被广泛使用，安全性也越来越被人们关注。在行车过程中，外界环境(其中包括道路工况、横风等等)对于汽车的运行状态具有一定的影响。例如，在外界环境的影响下，汽车会出现侧滑、甩尾等状况，造成整车的重心不断变化，同时车姿也不断变化。当整车达到一定倾斜状态时，汽车会发生侧翻导致危险事故的发生。整车车姿状态的变化仅是通过驾驶员的感觉来判断的。驾驶员在汽车行驶过程中通过加速、减速或修正行驶方向来保证车姿状态稳定，从而保证整车安全平稳行驶。驾驶员在行车过程中对车姿状态的判断来源于两个方面。一个方面是通过自身感觉，即驾驶时身体晃动的程度。另一个方面是通过视觉观察，选取外部参照物进行判断。这些判断都基于驾驶员的主观能动性，而没有精确的数据做依据。依靠驾驶员判断车姿状态的变化会给驾驶员造成很大的精神压力，而且驾驶员不能享受驾驶的快乐。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法及系统，该方法通过测量每个车轮的距离变化数值，并根据距离变化数值判断车辆姿态，保证对车姿状态的判断有精确的数据作为依据。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法。所述方法包括：接收每个车轮到车身的距离变化数值；根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；以及根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。

优选地，接收每个车轮到车身的距离变化数值包括：接收每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值。其中，所述减震器安装在每一车轮的车桥上，且该减震器的导杆上安装有一容纳该减震器的减震器防尘罩，所述位置高度传感器安装在减震器防尘罩的上端。

优选地，所述方法还包括：在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为前轮或同时为后轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/a；在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆一侧的两个车轮情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/b；以及在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆的对角车轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

优选地，所述方法还包括：在所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于安全范围内；在所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于危险状态；以及在所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。

优选地，在确定所述车辆倾斜程度处于危险状态的情况下，点亮仪表盘信号指示灯，并控制ABS模块调整制动力的分配；以及在确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态的情况下，控制仪表盘信号指示灯闪烁。

相应地，本发明还提供一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的系统。所述系统包括：位置高度传感器，用于测量每个车轮到车身的距离变化数值；以及电子控制单元，与所述位置高度传感器连接，用于接收每个车轮到车身的距离变化数值，根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；以及根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。

优选地，所述系统还包括：减震器防尘罩，安装于位于每一车轮的车桥上的减震器的导杆上，且容纳所述减震器，用于防止灰尘进入所述减震器。

优选地，所述位置高度传感器用于检测每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值。其中，所述位置高度传感器安装在减震器防尘罩的上端。优选地，所述系统还包括：卡接线束，用于连接所述位置高度传感器与所述电子控制单元。

优选地，所述系统还包括：橡胶密封防护圈，安装于所述位置高度传感器与所述减震器防尘罩之间，用于防止灰尘或液体进入减震器。

优选地，所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为前轮或同时为后轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/a所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆一侧的两个车轮情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/b；以及所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆的对角车轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

优选地，所述电子控制单元在所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于安全范围内；所述电子控制单元在所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于危险状态；以及所述电子控制单元在所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。

优选地，该系统还包括：仪表盘信号指示灯，与所述电子控制单元连接，用于指示所述车辆的姿态；以及ABS模块，与所述电子控制单元连接，用于调整所述车辆制动力的分配，所述电子控制单元在所述车辆倾斜程度处于危险状态的情况下，点亮仪表盘信号指示灯，并控制ABS模块调整制动力的分配；以及在所述车辆倾斜程度处于极度危险状态的情况下，控制仪表盘信号指示灯闪烁。

本发明通过测量每个车轮的距离变化数值，并根据距离变化数值计算车辆倾角的正切值以及根据车辆倾角的正切值判断车辆的姿态，解决了依据主观能动性判断车辆姿态的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法的流程图；

图2是本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的系统的结构示意图；

图3是图2中Ⅲ位置的放大视图；

图4为车辆行驶过程中车轮与减震器之间的结构示意图；以及

图5是车轮位置的示意图。

附图标记说明

1 位置高度传感器 2 卡接线束

3 电子控制单元 4 减震器防尘罩

5 ABS模块 6 仪表盘信号指示灯

7 减震器端盖 8 橡胶密封防护圈

70 车轮 80 减震器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法的流程图。如图1所示，本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法包括：在步骤1001中，接收每个车轮到车身的距离变化数值。接收每个车轮到车身的距离变化数值包括：接收每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值。图2是本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的系统的结构示意图。如图2所示，减震器安装在每一车轮的车桥上，且该减震器的导杆上安装有一容纳该减震器的减震器防尘罩，位置高度传感器1安装在减震器防尘罩4的上端，而且位置高度传感器端部到减震器端盖7的距离在图中标为H。图4为车辆行驶过程中车轮与减震器之间的结构示意图。如图4所示，位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值在图中标为δh。也就是说，车辆在平坦的路面上行驶时或车辆静止时位置高度传感器端部到减震器端盖7的距离为H，而车辆在路况较差的路面上行驶时位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值为δh，也即是车轮到车身的距离变化数值。需要说明的是，车辆中的乘客数量或载物量也会引起位置高度传感器端部到减震器端盖7的距离变化。但是，这种变化对于四个车轮70而言是相同的。因此，它不妨碍后面所提到的车辆倾角的计算。由此，可以更加清楚地了解位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值的含义。在步骤1002中，根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮。首先，将接收的所述距离变化数值的模拟信号转化为数字信号。然后，将接收的所述距离变化数值进行两两相减得出所述两个车轮70的所述最大高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮70。

在步骤1003中，根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值。图5是车轮位置的示意图。如图5所示，在所述具有最大高度差值的两个车轮70为左前轮与右前轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮70为左后轮与右后轮的情况下，根据后述公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/a；在所述具有最大高度差值的两个车轮70为左前轮与左后轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮70为右前轮与右后轮的情况下，根据后述公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/b；以及在所述具有最大高度差值的两个车轮70为左前轮与右后轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮70为左后轮与右前轮的情况下，根据后述公式计算所述倾角的正切值：其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

在步骤1004中，将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；在步骤1005中，根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。在所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于安全范围内；在所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于危险状态；以及在所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。

另外，在确定所述车辆倾斜程度处于危险状态的情况下，点亮仪表盘信号指示灯，并控制ABS模块调整制动力的分配；以及在确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态的情况下，控制仪表盘信号指示灯闪烁。

如图2所示，本发明提供的用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的系统可根据上述方法得出精确的数据，从而正确地判断车姿状态。所述系统包括：位置高度传感器1，用于测量每个车轮到车身的距离变化数值；以及电子控制单元3，与所述位置高度传感器1连接，用于接收每个车轮到车身的距离变化数值，根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；以及根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。

其中，所述位置高度传感器用于检测每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值。

优选地，所述系统还包括：仪表盘信号指示灯6，与所述电子控制单元3连接，用于指示所述车辆的姿态。藉此，驾驶员通过观察仪表盘信号指示灯6便可知晓车辆在行驶过程中的车姿状态，而不需要通过自己的主观判断来得知车辆在行驶过程中的车姿状态，从而减轻了驾驶员的驾驶压力。

优选地，所述系统还包括：卡接线束2，用于连接所述位置高度传感器1与所述电子控制单元3。藉此，保证距离变化数值信号能够有效地从位置高度传感器1传送到电子控制单元3，并且防止距离变化数值信号对周围电路的电磁干扰。

图3是图2中Ⅲ位置的放大视图。优选地，如图3所示，所述系统还包括：橡胶密封防护圈8，安装于所述位置高度传感器1与所述减震器防尘罩之间，用于防止灰尘或液体进入所述减震器80；以及减震器防尘罩4，安装于位于每一车轮的车桥上的减震器的导杆上，且容纳所述减震器，用于防止灰尘进入所述减震器。藉此，可保证减震器80能够进行正常的工作，并且延长了减震器80的使用寿命。

优选地，所述系统还包括：ABS模块5，与所述电子控制单元3连接，用于调整所述车辆制动力的分配。藉此，所述车辆能够平稳的运行。

根据上述方法，所述电子控制单元3将接收的所述距离变化数值进行两两相减得出所述两个车轮的所述最大高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮70。如图5所示，在所述具有最大高度差值的两个车轮为左前轮与右前轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮为左后轮与右后轮的情况下，所述电子控制单元3根据后述公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/a；在所述具有最大高度差值的两个车轮为左前轮与左后轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮为右前轮与右后轮的情况下，所述电子控制单元3根据后述公式计算所述倾角的正切值：tanα＝Δh/b；以及在所述具有最大高度差值的两个车轮为左前轮与右后轮的情况下或在所述具有最大高度差值的两个车轮为左后轮与右前轮的情况下，所述电子控制单元3根据后述公式计算所述倾角的正切值：其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

根据上述方法，在所述电子控制单元3得出所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，则确定所述车辆倾斜程度处于安全范围内。在所述电子控制单元3得出所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则确定所述车辆倾斜程度处于危险状态。此时，所述电子控制单元3点亮仪表盘信号指示灯6以提醒驾驶员减速行驶，或者控制所述系统包含的ABS模块5调整所述车辆制动力的分配。优选地，所述电子控制单元3在点亮仪表盘信号指示灯6同时还可控制所述系统包含的ABS模块5调整所述车辆制动力的分配。藉此，可保证汽车减速以达到安全平稳行驶的目的。在所述电子控制单元3得出所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。此时，所述电子控制单元3控制仪表盘信号指示灯6不停地闪烁以提醒驾驶员尽快减速或停车。藉此，可保证乘坐人员的生命安全。需要说明的是，ABS模块5控制所述车辆制动力以合理的方式进行分配以保证车辆安全。例如，当车辆的倾斜程度处于危险状态时，车辆重心会发生偏移，重心会偏移至车身高度较低的一侧，此时ABS模块5可使得靠近车辆重心一侧的车轮的制动力增大，并使得远离车辆重心一侧的制动力减小，保持车身稳定，以免发生车轮抱死，从而保证车辆安全。

在具体的实施方式中，每个车轮都具有位置高度传感器1。每个车轮的位置高度传感器1测量位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值。所测得的距离变化数值通过卡接线束2送入电子控制单元3进行处理，从而正确地判断车辆在行驶过程中的车姿状态。

本发明通过测量每个车轮的距离变化数值，并根据距离变化数值计算车辆倾角的正切值以及根据车辆倾角的正切值判断车辆的状态，解决了依据主观能动性判断车辆姿态的问题。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收每个车轮到车身的距离变化数值；

根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；

根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；

将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；以及

根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收每个车轮到车身的距离变化数值包括：

接收每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值，

其中，所述减震器安装在每一车轮的车桥上，且该减震器的导杆上安装有一容纳该减震器的减震器防尘罩，所述位置高度传感器安装在减震器防尘罩的上端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为前轮或同时为后轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

tanα＝Δh/a

在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆一侧的两个车轮情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

tanα＝Δh/b以及

在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆的对角车轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

$\tan \mathrm{\α}=\mathrm{\Δh}/\sqrt{a^2+b^2}$

其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于安全范围内；

在所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于危险状态；以及

在所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，则判断所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

在确定所述车辆倾斜程度处于危险状态的情况下，点亮仪表盘信号指示灯，并控制ABS模块调整制动力的分配；以及

在确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态的情况下，控制仪表盘信号指示灯闪烁。

6.一种用于测试车辆行驶过程中车辆姿态的系统，其特征在于，所述系统包括：

位置高度传感器，用于测量每个车轮到车身的距离变化数值；以及

电子控制单元，与所述位置高度传感器连接，用于接收每个车轮到车身的距离变化数值，根据所述距离变化数值计算四个车轮中每两个车轮之间的高度差值，并确定具有最大高度差值的两个车轮；根据所述最大高度差值以及具有该最大高度差值的两个车轮之间的距离，计算所述车辆倾角的正切值；将所述倾角的正切值与预设倾角的正切值进行比较；以及根据比较结果判断所述车辆姿态是否处于安全姿态。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

减震器防尘罩，安装于位于每一车轮的车桥上的减震器的导杆上，且容纳所述减震器，用于防止灰尘进入所述减震器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述位置高度传感器用于检测每个车轮的位置高度传感器端部到减震器端盖的距离变化数值，

其中，所述位置高度传感器安装在所述减震器防尘罩的上端。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

卡接线束，用于连接所述位置高度传感器与所述电子控制单元。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

橡胶密封防护圈，安装于所述位置高度传感器与所述减震器防尘罩之间，用于防止灰尘及液体进入减震器。

11.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为前轮或同时为后轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

tanα＝Δh/a

所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆一侧的两个车轮情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

tanα＝Δh/b以及

所述电子控制单元在所述具有最大高度差值的两个车轮同时为所述车辆的对角车轮的情况下，根据以下公式计算所述倾角的正切值：

$\tan \mathrm{\α}=\mathrm{\Δh}/\sqrt{a^2+b^2}$

其中，α为所述倾角，Δh为所述最大高度差值，a为所述车辆的轮距，b为所述车辆的轴距。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述电子控制单元在所述倾角的正切值小于或等于所述预设倾角的正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于安全范围内；

所述电子控制单元在所述倾角的正切值大于所述预设倾角的正切值且小于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于危险状态；以及

所述电子控制单元在所述倾角的正切值大于或等于所述预设倾角的两倍正切值的情况下，确定所述车辆倾斜程度处于极度危险状态。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

仪表盘信号指示灯，与所述电子控制单元连接，用于指示所述车辆的姿态；以及

ABS模块，与所述电子控制单元连接，用于调整所述车辆制动力的分配，

所述电子控制单元在所述车辆倾斜程度处于危险状态的情况下，点亮仪表盘信号指示灯，并控制ABS模块调整制动力的分配；以及在所述车辆倾斜程度处于极度危险状态的情况下，控制仪表盘信号指示灯闪烁。