CN104865079A

CN104865079A - 一种汽车侧倾综合评价指标测量装置及其计算方法

Info

Publication number: CN104865079A
Application number: CN201510325958.2A
Authority: CN
Inventors: 邱绪云; 高琦; 曹凤萍; 李爱娟; 徐传燕; 王慧君; 李建英
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2015-06-14
Filing date: 2015-06-14
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2035-06-14
Also published as: CN104865079B

Abstract

本发明涉及一种汽车侧倾综合评价指标测量装置及其计算方法，针对目前汽车侧评价指标存在的不足，提出了一种汽车侧倾综合评价指标测量装置，包括右前车轮垂向载荷传感器、汽车侧倾角传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器、汽车侧向加速度传感器、计算单元等。本发明还涉及一种汽车侧倾综合评价指标计算方法。使用本发明可以根据汽车侧倾角和侧向加速度，计算出汽车相对侧倾角和侧向加速度，并能够计算出汽车侧倾综合评价指标，准确反映汽车的侧倾程度，有效提高汽车侧翻预测与防侧翻控制系统效果。

Description

一种汽车侧倾综合评价指标测量装置及其计算方法

技术领域

本发明涉及汽车侧倾与侧翻研究技术领域，尤其涉及一种汽车侧倾综合评价指标测量装置及其计算方法。

背景技术

汽车侧倾稳定性是衡量汽车安全性能的重要指标，汽车发生大幅度侧倾、甚至发生侧翻可能引发严重交通事故，其危害程度仅次于汽车发生碰撞事故。侧倾评价指标可以反映汽车的侧倾程度，选择合适的侧倾评价指标对于车辆侧倾稳定性的研究具有重要意义。目前较为广泛使用的汽车侧倾评价指标主要有汽车侧倾角、汽车侧向加速度以及汽车横向载荷转移率等，汽车侧倾角和汽车侧向加速度在部分情况下不能比较精确、全面地反映汽车的侧倾程度；汽车横向载荷转移率既能够比较直接地反映车辆侧倾程度，同时又有通用性，但车辆在行驶过程中各车轮的垂向载荷不易测量且误差较大。

发明内容

为了克服目前汽车侧倾评价指标存在的不足，本发明提出一种汽车侧倾综合评价指标测量装置及其计算方法，能够比较准确且全面地反映汽车行驶过程中的侧倾程度，为及时对汽车侧翻预测及控制汽车防止发生侧翻提供支持。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种汽车侧倾综合评价指标测量装置，包括右前车轮、右前车轮垂向载荷传感器、汽车侧倾角传感器、右后车轮、右后悬架、右后车轮垂向载荷传感器、后车桥、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架、左后车轮、汽车侧向加速度传感器、车身、计算单元、左前车轮、左前悬架、左前车轮垂向载荷传感器、前车桥、左前悬架；汽车侧倾角传感器和汽车侧向加速度传感器均固定安装在车身上的汽车质心位置；前车桥两端分别与左前轮和右前轮相连；后车桥两端分别与左后轮和右后轮相连；右前悬架的上端与车身固连，右前悬架的下端通过右前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；右后悬架的上端与车身固连，右后悬架的下端通过右后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；左后悬架的上端与车身固连，左后悬架的下端通过左后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；左前悬架的上端与车身固连，左前悬架的下端通过左前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；右前车轮垂向载荷传感器、汽车侧倾角传感器、汽车侧向加速度传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器均与计算单元电连接。

本发明解决其技术问题所采用的又一种技术方案是：构造一种汽车侧倾综合评价指标计算方法，汽车在发生侧倾的过程中，汽车侧倾角传感器够测量汽车侧倾角，汽车侧向加速度传感器能够测量汽车侧向加速度，右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元根据公式推求出汽车相对侧倾角，根据公式推求出汽车相对侧向加速度，根据公式推求出汽车横向载荷转移率，根据公式推求出汽车侧倾综合评价指标，式中：为汽车侧倾角，为汽车侧倾角最小值，为汽车侧倾角阈值，为汽车相对侧倾角，为汽车侧向加速度，为汽车侧向加速度最小值，为汽车侧向加速度阈值，为汽车相对侧向加速度，为汽车侧倾综合评价指标，为相对侧倾角的权重系数，，为相对侧倾角的权重系数，，F₁为汽车右前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右后车轮的垂直载荷，F₃为汽车左后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左前车轮的垂直载荷，为汽车横向载荷转移率的权重系数，，且；由汽车侧倾角传感器反映，由汽车侧向加速度传感器反映，F₁、F₂、F₃和 F₄分别由右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器和左前车轮垂向载荷传感器反映。

计算单元通过汽车侧倾角传感器、汽车侧向加速度传感器、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器和左前车轮垂向载荷传感器测得汽车侧倾角、汽车侧向加速度、汽车右前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷、汽车左后车轮的垂直载荷和汽车前车轮的垂直载荷存储并处理数据，输出计算结果。

本发明的有益效果是：能够根据汽车侧倾角、汽车侧向加速度以及各车轮的垂向载荷，计算出汽车侧倾综合评价指标，能够更加准确、全面地反映汽车的侧倾程度。

附图说明

图1是汽车及侧倾综合评价指标测量装置的主视图。

图2是汽车及侧倾综合评价指标测量装置的俯视图。

图中：1-右前车轮，2-右前车轮垂向载荷传感器，3-汽车侧倾角传感器，4-汽车质心，5-右后车轮，6-右后悬架，7-右后车轮垂向载荷传感器，8-后车桥，9-左后车轮垂向载荷传感器，10-左后悬架，11-左后车轮，12-侧向加速度传感器，13-车身，14-计算单元，15-左前车轮，16-左前悬架，17-左前车轮垂向载荷传感器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合附图，对本方案进行阐述。

实施例一

如图1、图2所示的一种汽车侧倾综合评价指标测量装置，包括右前车轮1、右前车轮垂向载荷传感器2、汽车侧倾角传感器3、右后车轮5、右后悬架6、右后车轮垂向载荷传感器7、后车桥8、左后车轮垂向载荷传感器9、左后悬架10、左后车轮11、侧向加速度传感器12、车身13、计算单元14、左前车轮15、左前悬架16、左前车轮垂向载荷传感器17 ；汽车侧倾角传感器3和汽车侧向加速度传感器12均固定安装在车身13上汽车质心位置；后车桥8的两端分别与右后车轮5和左后车轮11相连；前车桥18的两端分别与右前车轮1和左前车轮15相连；右后悬架6的上端与车身13固连，右后悬架6的下端通过右后车轮垂向载荷传感器7固定安装在后车桥8上；左后悬架10的上端与车身13固连，左后悬架10的下端通过左后车轮垂向载荷传感器9固定安装在后车桥8上；左前悬架16的上端与车身13固连，左前悬架16的下端通过左前车轮垂向载荷传感器17固定安装在前车桥18上；右前悬架19的上端与车身13固连，右前悬架19的下端通过右前车轮垂向载荷传感器2固定安装在前车桥18上；汽车侧倾角传感器3、汽车侧向加速度传感器12、右前车轮垂向载荷传感器2、右后车轮垂向载荷传感器7、左后车轮垂向载荷传感器9、左前车轮垂向载荷传感器15均与计算单元14电连接。

实施例二

本实施例提供一种汽车侧倾综合评价指标计算方法，汽车在发生侧倾的过程中，汽车侧倾角传感器3能够测量汽车侧倾角，汽车侧向加速度传感器12能够测量汽车侧向加速度，右后车轮垂向载荷传感器7、左后车轮垂向载荷传感器9、左前车轮垂向载荷传感器17、右前车轮垂向载荷传感器19能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元14根据公式推求出汽车相对侧倾角，根据公式推求出汽车相对侧向加速度，根据公式推求出汽车横向载荷转移率，根据公式推求出汽车侧倾综合评价指标，式中：为汽车侧倾角，为汽车侧倾角最小值，为汽车侧倾角阈值，为汽车相对侧倾角，为汽车侧向加速度，为汽车侧向加速度最小值，为汽车侧向加速度阈值，为汽车相对侧向加速度，为汽车侧倾综合评价指标，为相对侧倾角的权重系数，，为相对侧倾角的权重系数，，F₁为汽车右前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右后车轮的垂直载荷，F₃为汽车左后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左前车轮的垂直载荷，为汽车横向载荷转移率的权重系数，，且；由汽车侧倾角传感器3反映，由汽车侧向加速度传感器12反映，F₁、F₂、F₃和 F₄分别由右前车轮垂向载荷传感器2、右后车轮垂向载荷传感器7、左后车轮垂向载荷传感器9和左前车轮垂向载荷传感器17反映。

计算单元14通过汽车侧倾角传感器3、汽车侧向加速度传感器12、右前车轮垂向载荷传感器2、右后车轮垂向载荷传感器7、左后车轮垂向载荷传感器7和左前车轮垂向载荷传感器17测得汽车侧倾角、汽车侧向加速度、汽车右前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷、汽车左后车轮的垂直载荷和汽车前车轮的垂直载荷存储并处理数据，输出计算结果。

Claims

1.一种汽车侧倾综合评价指标测量装置，其特征在于，包括右前车轮[1]、右前车轮垂向载荷传感器[2]、汽车侧倾角传感器[3]、右后车轮[5]、右后悬架[6]、右后车轮垂向载荷传感器[7]、后车桥[8]、左后车轮垂向载荷传感器[9]、左后悬架[10]、左后车轮[11]、侧向加速度传感器[12]、车身[13]、计算单元[14]、左前车轮[15]、左前悬架[16]、左前车轮垂向载荷传感器[17]；汽车侧倾角传感器[3]和汽车侧向加速度传感器[12]均固定安装在车身[13]上汽车质心位置；后车桥[8]的两端分别与右后车轮[5]和左后车轮[11]相连；前车桥[18]的两端分别与右前车轮[1]和左前车轮[15]相连；右后悬架[6]的上端与车身[13]固连，右后悬架[6]的下端通过右后车轮垂向载荷传感器[7]固定安装在后车桥[8]上；左后悬架[10]的上端与车身[13]固连，左后悬架[10]的下端通过左后车轮垂向载荷传感器[9]固定安装在后车桥[8]上；左前悬架[16]的上端与车身[13]固连，左前悬架[16]的下端通过左前车轮垂向载荷传感器[17]固定安装在前车桥[18]上；右前悬架[19]的上端与车身[13]固连，右前悬架[19]的下端通过右前车轮垂向载荷传感器[2]固定安装在前车桥[18]上；汽车侧倾角传感器[3]、汽车侧向加速度传感器[12]、右前车轮垂向载荷传感器[2]、右后车轮垂向载荷传感器[7]、左后车轮垂向载荷传感器[9]、左前车轮垂向载荷传感器[15]均与计算单元[14]电连接。

2. 一种汽车侧倾综合评价指标计算方法，其特征在于，汽车侧倾角传感器[3]能够测量汽车侧倾角，汽车侧向加速度传感器[12]能够测量汽车侧向加速度，右后车轮垂向载荷传感器[7]、左后车轮垂向载荷传感器[9]、左前车轮垂向载荷传感器[17]、右前车轮垂向载荷传感器[19]能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元[14]根据公式推求出汽车相对侧倾角，根据公式推求出汽车相对侧向加速度，根据公式推求出汽车横向载荷转移率，根据公式推求出汽车侧倾综合评价指标，式中：为汽车侧倾角，为汽车侧倾角最小值，为汽车侧倾角阈值，为汽车相对侧倾角，为汽车侧向加速度，为汽车侧向加速度最小值，为汽车侧向加速度阈值，为汽车相对侧向加速度，为汽车侧倾综合评价指标，为相对侧倾角的权重系数，，为相对侧倾角的权重系数，，F₁为汽车右前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右后车轮的垂直载荷，F₃为汽车左后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左前车轮的垂直载荷，为汽车横向载荷转移率的权重系数，，且；由汽车侧倾角传感器[3]反映，由汽车侧向加速度传感器[12]反映，F₁、F₂、F₃和 F₄分别由右前车轮垂向载荷传感器[2]、右后车轮垂向载荷传感器[7]、左后车轮垂向载荷传感器[9和左前车轮垂向载荷传感器[17]反映。

3. 如权利要求1所述的一种汽车侧倾综合评价指标测量装置，其特征在于，计算单元[14]通过汽车侧倾角传感器[3]、汽车侧向加速度传感器[12]、右前车轮垂向载荷传感器[2]、右后车轮垂向载荷传感器[7]、左后车轮垂向载荷传感器[7]和左前车轮垂向载荷传感器[17]测得汽车侧倾角、汽车侧向加速度、汽车右前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷、汽车左后车轮的垂直载荷和汽车前车轮的垂直载荷存储并处理数据，输出计算结果。