CN108099916A - 一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 - Google Patents
一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108099916A CN108099916A CN201611060180.8A CN201611060180A CN108099916A CN 108099916 A CN108099916 A CN 108099916A CN 201611060180 A CN201611060180 A CN 201611060180A CN 108099916 A CN108099916 A CN 108099916A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- wheel
- tire
- processing unit
- central processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
- B60W40/105—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
- B60W40/107—Longitudinal acceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
- B60W40/114—Yaw movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/12—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to parameters of the vehicle itself, e.g. tyre models
- B60W40/13—Load or weight
- B60W2040/1315—Location of the centre of gravity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W2050/0001—Details of the control system
- B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/20—Steering systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
- B60W2520/105—Longitudinal acceleration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/14—Yaw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/28—Wheel speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
- B60W2530/20—Tyre data
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
本发明属于汽车电子领域,提供一种监控车辆行驶状态的方法和系统,以较低的成本准确监控车辆的行驶状态。所述系统包括:轮速传感器,用于测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器;胎压传感器,用于测算各个车胎的胎压值Pi并传送至中央处理器;偏航率传感器,用于测算车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至中央处理器;方向盘转角传感器,用于测算车辆的方向盘转角并传送至中央处理器;中央处理器,用于根据Vi、Pi、ax、γ和计算车辆的质心侧偏角β并根据β判断车辆的行驶状态。本发明一方面能够准确判断车辆的行驶状态,另一方面能够降低车辆零部件成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车电子领域,尤其涉及一种监控车辆行驶状态的方法和系统。
背景技术
汽车是现代文明的代表之一,也是越来越多普通老百姓家庭的“标配”。正是因为汽车的日益普及,车辆的安全行驶成为汽车制造业界关注的重要课题。车辆的安全行驶与车辆的行驶状态是息息相关的,因此,为了保障车辆的安全行驶,汽车制造业界提供了监控车辆行驶状态的各种解决方案。
现有的一种监控车辆行驶状态的方法是测量汽车质心侧偏角,具体技术方案为:由安装在悬架下端的四个车轮垂向载荷传感器分别测量出四个车轮的垂向载荷值,将与这些垂向载荷值相关轮胎模型参数作为算法的参数,结合车轮滑移率(或轮胎侧偏角)、汽车纵向车速、车身质量、前轮转向角和横摆角速度(车身质量、前轮转向角和横摆角速度可由质心传感单元确定)等数值,按照算法提供的公式,求解出车辆的质心侧偏角,从而得出汽车的当前行驶状态。
发明人发现,上述测量汽车质心侧偏角的方案中,车轮垂向载荷传感器是安装在悬架下端的,如此,车辆在转向过程、特别是车辆以较高速度转向时,由于悬架变形较为严重,安装在悬架下端的车轮垂向载荷传感器测量到的载荷值与实际垂向载荷值有较大差别,从而一方面造成车身质量和轮胎模型参数计算不准确,最终利用计算出来的质心侧偏角也存在较大偏差;另一方面,给车辆零部件布置带来一定麻烦,而且影响车辆舒适性和增加了车辆制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监控车辆行驶状态的方法和系统,以较低的成本准确监控车辆的行驶状态。
本发明第一方面提供一种监控车辆行驶状态的系统,所述系统包括车辆各个车轮的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接,所述胎压传感器与所述中央处理器连接;
所述轮速传感器,用于测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器,所述Vi的下标表示车辆的第i个车轮,所述Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;
所述胎压传感器,用于测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至所述中央处理器,所述Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,所述Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;
所述偏航率传感器,用于测算所述车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至所述中央处理器;
所述方向盘转角传感器,用于测算所述车辆的方向盘转角并传送至所述中央处理器;
所述中央处理器,用于根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态。
本发明第二方面提供一种监控车辆行驶状态的方法,应用于包括车辆各个车轮的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器组成的系统,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接,所述胎压传感器与所述中央处理器连接,所述方法包括:
所述轮速传感器测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器,所述Vi的下标表示车辆的第i个车轮,所述Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;
所述胎压传感器测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至所述中央处理器,所述Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,所述Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;
所述偏航率传感器测算所述车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至所述中央处理器;
所述方向盘转角传感器测算所述车辆的方向盘转角并传送至所述中央处理器;
所述中央处理器根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态。
从上述本发明技术方案可知,一方面,本发明基于安装在车辆各个车胎内的胎压传感器来测算各车轮载荷,不受悬架变形的影响,因而能够克服车辆较高速度转弯时悬架变形对车轮载荷测量产生的影响,准确测算出车辆质心侧偏角,判断车辆状态;另一方面,本发明系统中仅使用ESP系统和胎压监测系统的零部件,通过ESP系统中的轮速传感器和偏航率传感器测算出纵向车速、车轮滑移率和横摆角速度,通过ESP系统中的方向盘转角传感器测算出前轮转向角度,因此减少了安装车轮垂向载荷传感器、车速传感器及质心传感单元(包含横摆角速度传感器和前轮转向角传感器)等零部件成本,同时也避免了布置难度较大的车轮垂向载荷传感器等车辆零部件。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的监控车辆行驶状态的系统的结构示意图;
图2是本发明实施例二提供的监控车辆行驶状态的系统的结构示意图;
图3是本发明实施例三提供的监控车辆行驶状态的系统的结构示意图;
图4是本发明实施例四提供的监控车辆行驶状态的方法的实现流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种监控车辆行驶状态的方法和系统,所述系统包括:车辆各个车轮上的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接,所述胎压传感器与所述中央处理器连接;所述轮速传感器,用于测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器,所述Vi的下标表示车辆的第i个车轮,所述Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;所述胎压传感器,用于测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至所述中央处理器,所述Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,所述Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;所述偏航率传感器,用于测算所述车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至所述中央处理器;所述方向盘转角传感器,用于测算所述车辆的方向盘转角并传送至所述中央处理器;所述中央处理器,用于根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态。本发明实施例还提供相应的监控车辆行驶状态的方法。以下分别进行详细说明。
请参阅附图1,是本发明实施例一提供的监控车辆行驶状态的系统的结构示意图。为了便于说明,附图1仅示出了与本发明实施例相关的部分。附图1示例的监控车辆行驶状态的系统主要包括车辆各个车轮的轮速传感器101、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器102、安装在车辆质心位置的偏航率传感器103、方向盘转角传感器104和中央处理器105,且轮速传感器101、偏航率传感器103和方向盘转角传感器104与中央处理器105连接,胎压传感器102与中央处理器105连接,其中:
轮速传感器101,用于测算各个车轮的速度Vi并传送至中央处理器105,Vi的下标表示车辆的第i个车轮,Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度,例如,V1、V2、V3和V4分别表示第1、2、3和4个轮速传感器测得的车辆的第1、2、3和4个车轮的速度。
胎压传感器102,用于测算各个车胎的胎压值Pi并传送至所中央处理器105,Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压,例如,P1、P2、P3和P4分别表示安装在第1、2、3和4个轮胎内的第1、2、3和4个胎压传感器测得的车辆的第1、2、3和4个轮胎的胎压。
需要说明的是,在本发明实施例中,胎压传感器102安装在每个轮胎内部(例如可安装在轮胎轮毂的轮圈上),即每个轮胎内均安装有一个胎压传感器102。由于胎压传感器102的安装位置不在悬架上,因而不受悬架变形的影响,能够克服车辆较高速度转弯时悬架变形对车轮载荷测量产生的影响,准确测算出每个车轮的载荷值。
偏航率传感器103,用于测算车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至中央处理器105。
在本发明实施例中,偏航率传感器103是安装在车身质心位置的几种传感器的统称,主要包含横向加速度传感器、纵向加速度传感器和横摆角速度传感器等传感器件。
方向盘转角传感器104,用于测算车辆的方向盘转角并传送至中央处理器105。
中央处理器105,用于根据Vi、Pi、ax、γ和计算车辆的质心侧偏角β并根据β判断车辆的行驶状态。
从上述附图1示例的监控车辆行驶状态的系统可知,一方面,本发明基于安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器来测算各车轮载荷,不受悬架变形的影响,因而能够克服车辆较高速度转弯时悬架变形对车轮载荷测量产生的影响,准确测算出车辆质心侧偏角,判断车辆状态;另一方面,本发明系统中仅使用ESP系统和胎压监测系统的零部件,通过ESP系统中的轮速传感器和偏航率传感器测算出纵向车速、车轮滑移率和横摆角速度,通过ESP系统中的方向盘转角传感器测算出前轮转向角度,因此减少了安装车轮垂向载荷传感器、车速传感器和质心传感单元(包含横摆角速度传感器和前轮转向角传感器)等零部件成本,同时也避免了布置难度较大的车轮垂向载荷传感器等车辆零部件。
附图1示例的中央处理器105可以包括速度处理单元201、前轮转向角计算单元202、载荷计算单元203、综合计算单元204和状态判断单元205,如附图2所示本发明实施例二提供的监控车辆行驶状态的系统,其中:
速度处理单元201,用于比较各个车轮的速度Vi得出最小轮速值Vmin,并根据最小轮速值Vmin和车辆的纵向加速度ax计算车辆的纵向车速Vx和各个车轮的滑移率Si,Si的下标表示第i个车轮,Si表示第i个车轮的滑移率。
前轮转向角计算单元202,用于按照公式计算前轮转向角δ,其中,μ为车辆的方向盘与转向轮的机械传动比。
载荷计算单元203,用于对比横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值Pi,并根据横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值计算各个车轮的载荷Fzi,Fzi的下标zi表示第i个车轮,Fzi表示第i个车轮的载荷。
在本发明实施例中,载荷计算单元203对比横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值Pi,消除温度和车辆预加载的影响,并根据公式Fzi=F(Pi)计算各个车轮的载荷Fzi,其中,公式中F()表示某种计算方法。
综合计算单元204,用于根据车辆的纵向车速Vx、各个车轮的滑移率Si、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ和各个车轮的载荷Fzi,计算车辆的质心侧偏角β。
状态判断单元205,用于根据车辆的质心侧偏角β判断车辆的行驶状态。
在本发明实施例中,车辆的质心侧偏角的某个范围对应车辆的某种行驶状态,因此,当综合计算单元204计算出车辆的质心侧偏角β时,可以根据上述对应关系判断车辆的行驶状态。
附图2示例的综合计算单元204可以包括参数获取单元301、纵横向力计算单元302和偏角计算单元303,如附图3所示本发明实施例三提供的监控车辆行驶状态的系统,其中:
参数获取单元301,用于根据各个车轮的载荷Fzi获取轮胎模型的参数。
例如,若车辆包含四个车轮,则参数获取单元301可以根据第1至4个车轮的载荷Fz1、Fz2、Fz3和Fz4获取轮胎模型的参数B、C、D和E。
纵横向力计算单元302,用于根据各个车轮的滑移率Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi。
以车辆包含四个车轮、参数获取单元301获取轮胎模型的四个参数B、C、D和E为例,在本发明一个实施例中,纵横向力计算单元302可以根据公式Fi=Dsin(C arctan(BSi-E(BSi-arctanBSi)))计算出各个车轮的受力Fi,然后,将受力Fi在纵向和横向上分解,得到各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi。
偏角计算单元303,用于根据车辆的车身质量m、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ、车辆的纵向车速Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,计算车辆的质心侧偏角β。
以四个车轮的车辆为例,在本发明实施例中,偏角计算单元303可以结合车辆的车身质量m、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ、车辆的纵向车速Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,根据公式计算出车辆的质心侧偏角β,公式中,V′x表示对纵向车速Vx求导得到车辆的纵向加速度ax即ax=V′x,Fy1、Fy2、Fy3和Fy4分别表示四个车轮中第一、第二、第三和第四个车轮,例如,左前轮、右前轮、左后轮和右后轮或左后轮、右后轮、左前轮和右前轮的横向力,Fx1和Fx2分别表示四个车轮中第一和第二个车轮,例如左前轮和右前轮或左后轮和右后轮的纵向力。
在上述附图1至附图3示例的监控车辆行驶状态的系统中,各个车轮的轮速传感器101、偏航率传感器103和方向盘转角传感器104与中央处理器105连接可以是各个车轮的轮速传感器101、偏航率传感器103和方向盘转角传感器104采用硬线与中央处理器105连接。
在上述附图1至附图3示例的监控车辆行驶状态的系统中,各个轮胎的胎压传感器102与中央处理器105连接可以是各个轮胎的胎压传感器102以无线方式与中央处理器105连接。
请参阅附图4,是本发明实施例四提供的监控车辆行驶状态的方法的实现流程示意图,附图4示例的监控车辆行驶状态的方法可应用于包括车辆各个车轮的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器组成的系统,其中,轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与中央处理器连接,胎压传感器与中央处理器连接。附图4示例的监控车辆行驶状态的方法主要包括以下步骤S401至步骤S405,详细说明如下:
S401,轮速传感器测算各个车轮的速度Vi并传送至中央处理器,其中,Vi的下标表示车辆的第i个车轮,Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;
S402,胎压传感器测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至中央处理器,其中,Pi的下标表示车辆的第i个车胎,Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;
S403,偏航率传感器测算车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至中央处理器;
S404,方向盘转角传感器测算车辆的方向盘转角并传送至中央处理器;
S405,中央处理器根据各个车轮的速度Vi、各个轮胎的胎压值Pi、车辆的纵向加速度ax、车辆的横摆角速度γ和车辆的方向盘转角计算车辆的质心侧偏角β,并根据β判断车辆的行驶状态。
作为本发明一个实施例,中央处理器根据各个车轮的速度Vi、各个轮胎的胎压值Pi、车辆的纵向加速度ax、车辆的横摆角速度γ和车辆的方向盘转角计算车辆的质心侧偏角β,并根据β判断车辆的行驶状态可以通过如下步骤S4051至S4055实现:
S4051,比较各个车轮的速度Vi得出最小轮速值Vmin,并根据最小轮速值Vmin和车辆的纵向加速度ax计算车辆的纵向车速Vx和各个车轮的滑移率Si。
S4052,按照公式计算前轮转向角δ,所述μ为所述车辆的方向盘与转向轮的机械传动比。
S4053,对比横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值Pi,并根据所述横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值计算各个车轮的载荷Fzi,其中,Fzi的下标zi表示第i个车轮,Fzi表示第i个车轮的载荷。
S4054,根据车辆的纵向车速Vx、各个车轮的滑移率Si、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ和各个车轮的载荷Fzi,计算车辆的质心侧偏角β。
具体地,可以根据各个车轮的载荷Fzi获取轮胎模型的参数,根据车轮的滑移率Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,根据车辆的车身质量、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ、车辆的纵向车速Vx、各个车轮的纵向力和横向力,计算车辆的质心侧偏角β。
例如,若车辆包含四个车轮,则根据各个车轮的载荷Fzi获取轮胎模型的参数可以是根据第1至4个车轮的载荷Fz1、Fz2、Fz3和Fz4获取轮胎模型的参数B、C、D和E。以车辆包含四个车轮、获取的轮胎模型的四个参数是B、C、D和E为例,在本发明一个实施例中,根据车轮的滑移率Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi可以是根据公式Fi=Dsin(Carctan(BSi-E(BSi-arctanBSi)))计算出各个车轮的受力Fi,然后,将受力Fi在纵向和横向上分解,得到各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi。
以四个车轮的车辆为例,在本发明实施例中,根据车辆的车身质量、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ、车辆的纵向车速Vx、各个车轮的纵向力和横向力,计算车辆的质心侧偏角β可以是:结合车辆的车身质量m、车辆的横摆角速度γ、前轮转向角δ、车辆的纵向车速Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,根据公式计算出车辆的质心侧偏角β,公式中,V′x表示对纵向车速Vx求导得到车辆的纵向加速度ax即ax=V′x,Fy1、Fy2、Fy3和Fy4分别表示四个车轮中第一、第二、第三和第四个车轮,例如,左前轮、右前轮、左后轮和右后轮或左后轮、右后轮、左前轮和右前轮的横向力,Fx1和Fx2分别表示四个车轮中第一和第二个车轮,例如左前轮和右前轮或左后轮和右后轮的纵向力。
S4055,根据经步骤S4054计算出的车辆的质心侧偏角β,判断车辆的行驶状态。
进一步地,在上述本发明实施例中,轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与中央处理器连接可以是所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器采用硬线与所述中央处理器连接。
进一步地,在上述本发明实施例中,胎压传感器与中央处理器连接可以是所述胎压传感器以无线方式与所述中央处理器连接。
需要说明的是,上述本发明方法实施例,由于与本发明系统实施例的各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容基于同一构思,其带来的技术效果与本发明系统实施例相同,具体内容可参见本发明系统实施例中的叙述,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的监控车辆行驶状态的方法和系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (13)
1.一种监控车辆行驶状态的系统,其特征在于,所述系统包括车辆各个车轮的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接,所述胎压传感器与所述中央处理器连接;
所述轮速传感器,用于测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器,所述Vi的下标表示车辆的第i个车轮,所述Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;
所述胎压传感器,用于测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至所述中央处理器,所述Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,所述Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;
所述偏航率传感器,用于测算所述车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至所述中央处理器;
所述方向盘转角传感器,用于测算所述车辆的方向盘转角并传送至所述中央处理器;
所述中央处理器,用于根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态。
2.如权利要求1所述的系统,其特征在于,所述中央处理器包括:
速度处理单元,用于比较所述各个车轮的速度Vi得出最小轮速值Vmin,并根据所述最小轮速值Vmin和车辆的纵向加速度ax计算所述车辆的纵向车速Vx和各个车轮的滑移率Si;
前轮转向角计算单元,用于按照公式计算前轮转向角δ,所述μ为所述车辆的方向盘与转向轮的机械传动比;
载荷计算单元,用于对比所述横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值Pi,并根据所述横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值计算各个车轮的载荷Fzi,所述Fzi的下标zi表示第i个车轮,所述Fzi表示第i个车轮的载荷;
综合计算单元,用于根据所述Vx、Si、γ、δ和Fzi,计算所述车辆的质心侧偏角β;
状态判断单元,用于根据所述车辆的质心侧偏角β判断所述车辆的行驶状态。
3.如权利要求2所述的系统,其特征在于,所述综合计算单元包括:
参数获取单元,用于根据所述Fzi获取轮胎模型的参数;
纵横向力计算单元,用于根据所述Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi;
偏角计算单元,用于根据所述车辆的车身质量、所述γ、所述δ、所述Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,计算所述车辆的质心侧偏角β。
4.如权利要求3所述的系统,其特征在于,所述参数获取单元根据所述Fzi获取的轮胎模型的参数包括四个轮胎的轮胎模型参数B、C、D和E;
所述纵横向力计算单元具体用于根据所述Si和轮胎模型的参数,按照公式Fi=Dsin(Carctan(BSi-E(BSi-arctanBSi)))计算出各个车轮的受力Fi,将受力Fi在纵向和横向上分解,得到各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi;
所述偏角计算单元具体用于根据所述车辆的车身质量、所述γ、所述δ、所述Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,按照公式计算所述车辆的质心侧偏角β,其中,所述m为所述车辆的车身质量,所述V′x表示对所述纵向车速Vx求导得到车辆的纵向加速度ax,所述Fy1、Fy2、Fy3和Fy4分别表示四个车轮中第一、第二、第三和第四个车轮的横向力,所述Fx1和Fx2分别表示四个车轮中第一和第二个车轮或第三和第四个车轮的纵向力。
5.如权利要求1至4任意一项所述的系统,其特征在于,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接包括:所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器采用硬线与所述中央处理器连接。
6.如权利要求1至4任意一项所述的系统,其特征在于,所述胎压传感器与所述中央处理器连接包括:所述胎压传感器以无线方式与所述中央处理器连接。
7.一种监控车辆行驶状态的方法,应用于包括车辆各个车轮的轮速传感器、安装在车辆各个轮胎内的胎压传感器、安装在车辆质心位置的偏航率传感器、方向盘转角传感器和中央处理器组成的系统,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接,所述胎压传感器与所述中央处理器连接,其特征在于,所述方法包括:
所述轮速传感器测算各个车轮的速度Vi并传送至所述中央处理器,所述Vi的下标表示车辆的第i个车轮,所述Vi表示第i个轮速传感器测得的第i个车轮的速度;
所述胎压传感器测算各个轮胎的胎压值Pi并传送至所述中央处理器,所述Pi的下标表示车辆的第i个轮胎,所述Pi表示第i个胎压传感器测得的第i个轮胎的胎压;
所述偏航率传感器测算所述车辆的纵向加速度ax和横摆角速度γ并传送至所述中央处理器;
所述方向盘转角传感器测算所述车辆的方向盘转角并传送至所述中央处理器;
所述中央处理器根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述中央处理器根据所述Vi、Pi、ax、γ和计算所述车辆的质心侧偏角β并根据所述β判断所述车辆的行驶状态包括:
比较所述各个车轮的速度Vi得出最小轮速值Vmin,并根据所述最小轮速值Vmin和车辆的纵向加速度ax计算所述车辆的纵向车速Vx和各个车轮的滑移率Si;
按照公式计算前轮转向角δ,所述μ为所述车辆的方向盘与转向轮的机械传动比;
对比所述横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值Pi,并根据所述横摆角速度γ变化前各个轮胎的胎压值计算各个车轮的载荷Fzi,所述Fzi的下标zi表示第i个车轮,所述Fzi表示第i个车轮的载荷;
根据所述Vx、Si、γ、δ和Fzi,计算所述车辆的质心侧偏角β;
根据所述车辆的质心侧偏角β判断所述车辆的行驶状态。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述Vx、Si、γ、δ和Fzi,计算所述车辆的质心侧偏角β包括:
根据所述Fzi获取轮胎模型的参数;
根据所述Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi;
根据所述车辆的车身质量、所述γ、所述δ、所述Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,计算所述车辆的质心侧偏角β。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述Fzi获取的轮胎模型的参数包括四个轮胎的轮胎模型参数B、C、D和E;
所述根据所述Si和轮胎模型的参数计算各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi具体为:根据所述Si和轮胎模型的参数,按照公式Fi=Dsin(C arctan(BSi-E(BSi-arctanBSi)))计算出各个车轮的受力Fi,将受力Fi在纵向和横向上分解,得到各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi;
所述根据所述车辆的车身质量、所述γ、所述δ、所述Vx、各个车轮的纵向力和横向力,计算所述车辆的质心侧偏角β具体为:根据所述车辆的车身质量、所述γ、所述δ、所述Vx、各个车轮的纵向力Fxi和横向力Fyi,按照公式计算所述车辆的质心侧偏角β,其中,所述m为所述车辆的车身质量,所述V′x表示对所述纵向车速Vx求导得到车辆的纵向加速度ax,所述Fy1、Fy2、Fy3和Fy4分别表示四个车轮中第一、第二、第三和第四个车轮的横向力,所述Fx1和Fx2分别表示四个车轮中第一和第二个车轮或第三和第四个车轮的纵向力。
11.如权利要求7至10任意一项所述的方法,其特征在于,所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器与所述中央处理器连接包括:所述轮速传感器、偏航率传感器和方向盘转角传感器采用硬线与所述中央处理器连接。
12.如权利要求7至10任意一项所述的方法,其特征在于,所述胎压传感器与所述中央处理器连接包括:所述胎压传感器以无线方式与所述中央处理器连接。
13.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1至6中任意一项所述的监控车辆行驶状态的系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611060180.8A CN108099916A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611060180.8A CN108099916A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108099916A true CN108099916A (zh) | 2018-06-01 |
Family
ID=62205400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611060180.8A Pending CN108099916A (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108099916A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108791305A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种双驱车辆加速度变化曲率同步方法、系统及相关装置 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1862232A (zh) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | 比亚迪股份有限公司 | 机动车侧偏角的估计系统及估计方法 |
CN101165997A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-04-23 | 郭建国 | 动态轮胎压力监测副机及动态轮胎压力监测网桥 |
CN101947905A (zh) * | 2010-08-09 | 2011-01-19 | 哈尔滨工程大学 | 汽车轮胎温度压力监测系统的定位发射装置及方法 |
CN101954904A (zh) * | 2009-07-14 | 2011-01-26 | 福特全球技术公司 | 机动车辆 |
CN102514560A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 北京理工大学 | 一种防滑控制系统中获取车辆纵向行驶速度信息的方法 |
CN102529604A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 合肥昌辉汽车电子有限公司 | Tpms轮胎压力监测系统 |
CN103332077A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-10-02 | 合肥晟泰克汽车电子有限公司 | 一种汽车轮胎气压监测系统及其工作方法 |
CN103412136A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-27 | 江苏大学 | 一种车辆横摆角速度测量系统及方法 |
CN103660915A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-03-26 | 吉林大学 | 一种轮毂马达液压驱动系统变量泵排量控制方法 |
CN103786533A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-14 | 安徽农业大学 | 一种汽车行驶过程中轮胎载荷实时监测系统及其监测方法 |
CN104890675A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-09 | 山东理工大学 | 一种汽车横向速度测量装置及其计算方法 |
CN104890674A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-09 | 山东理工大学 | 一种汽车质心侧偏角测量装置及其计算方法 |
-
2016
- 2016-11-25 CN CN201611060180.8A patent/CN108099916A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1862232A (zh) * | 2005-05-13 | 2006-11-15 | 比亚迪股份有限公司 | 机动车侧偏角的估计系统及估计方法 |
CN101165997A (zh) * | 2007-10-12 | 2008-04-23 | 郭建国 | 动态轮胎压力监测副机及动态轮胎压力监测网桥 |
CN101954904A (zh) * | 2009-07-14 | 2011-01-26 | 福特全球技术公司 | 机动车辆 |
CN101947905A (zh) * | 2010-08-09 | 2011-01-19 | 哈尔滨工程大学 | 汽车轮胎温度压力监测系统的定位发射装置及方法 |
CN102514560A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-27 | 北京理工大学 | 一种防滑控制系统中获取车辆纵向行驶速度信息的方法 |
CN102529604A (zh) * | 2012-01-20 | 2012-07-04 | 合肥昌辉汽车电子有限公司 | Tpms轮胎压力监测系统 |
CN103332077A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-10-02 | 合肥晟泰克汽车电子有限公司 | 一种汽车轮胎气压监测系统及其工作方法 |
CN103412136A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-11-27 | 江苏大学 | 一种车辆横摆角速度测量系统及方法 |
CN103660915A (zh) * | 2014-01-08 | 2014-03-26 | 吉林大学 | 一种轮毂马达液压驱动系统变量泵排量控制方法 |
CN103786533A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-05-14 | 安徽农业大学 | 一种汽车行驶过程中轮胎载荷实时监测系统及其监测方法 |
CN104890675A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-09 | 山东理工大学 | 一种汽车横向速度测量装置及其计算方法 |
CN104890674A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-09 | 山东理工大学 | 一种汽车质心侧偏角测量装置及其计算方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108791305A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种双驱车辆加速度变化曲率同步方法、系统及相关装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106427957B (zh) | 基于四轮驱动的电动汽车稳定控制系统及方法及电动汽车 | |
CN106467111B (zh) | 车身稳定控制方法、系统及汽车 | |
EP2722202B1 (en) | Vehicle tire load estimation | |
CN105034988B (zh) | 汽车电子稳定控制系统传感器故障诊断和容错控制方法 | |
CN105946858B (zh) | 基于遗传算法的四驱电动汽车状态观测器参数优化方法 | |
CN105835889B (zh) | 一种基于二阶滑模观测器的车辆质心侧偏角的估计方法 | |
Farroni | TRICK‐Tire/Road Interaction Characterization & Knowledge-A tool for the evaluation of tire and vehicle performances in outdoor test sessions | |
WO2021027286A1 (zh) | 一种控制车辆稳定性的方法及设备 | |
EP2865572A1 (en) | Road friction estimation system and method | |
CN110239462B (zh) | 一种车辆侧翻的预警方法及系统 | |
CN102730000B (zh) | 车辆动态质心的计算方法、横摆力矩的计算方法和系统 | |
KR20140067117A (ko) | 차량 모델 유닛을 포함하는 센서 시스템 | |
CN105774458B (zh) | 用于控制悬架系统的方法 | |
CN101002151A (zh) | 实时车辆动力学性能估计系统 | |
CN107933563A (zh) | 用于确定地面与车辆轮胎之间摩擦的方法和系统 | |
CN108556850B (zh) | 一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法 | |
CN106938664A (zh) | 车轮对准监测 | |
CN104890674A (zh) | 一种汽车质心侧偏角测量装置及其计算方法 | |
CN108290553B (zh) | 车辆运动检测设备 | |
Kim et al. | Development of EHPS motor speed map using HILS system | |
CN109204318A (zh) | 一种判断车辆急速变道的方法及终端设备 | |
JP4242134B2 (ja) | 車両用加速度及び角速度検出装置 | |
CN110920605B (zh) | 一种车辆控制方法及设备 | |
US9387736B2 (en) | System, method, and program for detecting deflated tires | |
CN108099916A (zh) | 一种监控车辆行驶状态的方法、系统及车辆 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180601 |