CN112622876B - 车辆质心位置确定方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种车辆质心位置确定方法、装置、设备和存储介质，涉及车辆防侧翻装备技术，方法包括：在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值。本发明实施例能够有效提升RSC（Roll Stability Control，防侧翻稳定控制系统）策略的控制效果，从而保证车辆侧翻稳定性，以及车辆防侧翻装备的有效性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆防侧翻装备技术，尤其涉及一种车辆质心位置确定方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
当车辆处于急转弯等非稳定工况时，容易发生侧翻事故，对经济社会和个人均会造成很大影响。为了防侧翻，一般在车辆上配置防侧翻装备，包括RSC（Roll StabilityControl，防侧翻稳定控制系统）以及相关的制动控制装置和转向控制装置。通过RSC对侧翻工况进行预测，在车辆具有较大侧翻危险时通过差动制动、主动转向等技术及时介入控制，进而避免车辆发生侧翻。
在RSC的侧翻工况预测及控制过程中，车辆质心位置是极为重要的参数。在车辆行驶过程中，能否准确估计车辆质心位置，将影响到RSC的控制效果，以及车辆防侧翻装备的有效性。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆质心位置确定方法、装置、设备和存储介质，以提供车辆质心位置的高精度计算方案。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆质心位置确定方法，包括：
在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；
根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；
将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；
其中，所述侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆质心位置确定装置，包括：
获取模块，用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；
第一计算模块，用于据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；
第二计算模块，用于将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；
其中，所述侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的车辆质心位置确定方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的车辆质心位置确定方法。
本发明实施例通过在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，实时获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量，从而得到当前的横向载荷转移率（Lateral Load TransferRatio，LTR）；假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建侧倾动力学方程，且满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的侧向加速度满足侧倾动力学方程的解算要求，使得以横向载荷转移率所表达的侧翻指标，与侧倾动力学方程具有一定的等价性，因此，通过将LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，可以成功解算出质心的垂向坐标值；而且，本实施例采用侧倾动力学方程约束LTR、车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值之间的运算关系，符合客观物理规律，从而保证解算出的纵向坐标值具有一定的精度。本实施例巧妙地利用侧倾动力学方程解算满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的质心垂向坐标值，能够提高计算效率；同时，由于质心垂向坐标值直接决定车辆侧翻阈值，在线实时准确地计算质心垂向坐标值，能够有效提升RSC策略的控制效果，从而保证车辆侧翻稳定性，以及车辆防侧翻装备的有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种车辆质心位置确定方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种车辆质心位置确定方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的另一种车辆质心位置确定方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的原点为A 0 时的直角坐标系的示意图；
图5是本发明实施例提供的原点为B 0 时的直角坐标系的示意图；
图6本发明实施例提供的原点为C 0 时的直角坐标系的示意图；
图7本发明实施例提供的原点为D 0 时的直角坐标系的示意图；
图8是本发明实施例提供的一种车辆质心位置确定装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种车辆质心位置确定方法的流程图，本实施例适用于在车辆行驶过程中，准确计算车辆质心的垂向坐标值的情况。该方法可以由车辆质心位置确定装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件构成，并一般集成在电子设备中。
如图1所示，车辆质心位置确定方法包括：
S110、在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量。
防侧翻稳定控制系统触发条件为触发防侧翻稳定控制系统工作的条件，在满足此条件下，开始根据车身与车轮之间的当前相对位置变化量计算车辆质心的位置。
可选的，悬架位移传感器用于检测车身与车轮之间的相对位置变化量，在当前周期采集到的相对位置变化量称为当前相对位置变化量。一般地，车身与车轮之间分布至少一个悬架位移传感器。
本实施例中的车辆包括但不限于商用车和乘用车。
S120、根据所述当前相对位置变化量计算LTR。
本实施例选择LTR作为车辆的动态侧翻性能指标，用来定量的表示车辆的侧翻稳定性能。车辆弯道行驶或躲避障碍物时车身具有一定的侧向加速度，造成车辆质心并不落在侧倾轴上，而是位于侧倾轴的上方。作用于车身的惯性力形成绕侧倾轴转动的侧倾力矩，车身产生侧倾角。车身侧倾造成一侧车轮载荷（垂向力）增加，另一侧载荷（垂向力）减少的情况，称之为侧倾引起的载荷转移。
基于上述分析可根据当前相对位置变化量计算车轮垂向力，根据车轮垂向力计算所述LTR。
S130、将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系。
其中，车辆质心的垂向坐标值是指车辆质心在垂直于地面的方向上的坐标值，也可称为质心高度值。
本实施例中质心的垂向坐标值主要由侧倾动力学方程解算，侧倾动力学方程成立的必要条件是车辆具有一定的侧向加速度，满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的侧向加速度满足解算要求。假设簧载质量的侧倾主要由侧向加速度引起，忽略路面垂直激励和非簧载质量的影响时，以LTR所表达的侧翻指标，与车辆侧倾动力学方程具有一定的等价性，因此联合LTR与侧倾动力学方程能够进行质心的垂向坐标值的解算。侧倾动力学方程符合客观物理规律，且约束LTR、车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值之间的运算关系，从而通过侧倾动力学方程解算出的纵向坐标值具有一定的精度。
可选的，将所述LTR、车辆侧向加速度a y 和车身侧倾角Ψ带入到如下侧倾动力学方程中，得到车辆质心的垂向坐标值h g ，如式（1）（2）所示。
其中，B为轮距，g为重力加速度。h g 初始值设定为车辆空载时的值h g0 。
本发明实施例通过在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，实时获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量，从而得到当前的LTR；假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建侧倾动力学方程，且满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的侧向加速度满足解算要求，使得以横向载荷转移率所表达的侧翻指标，与侧倾动力学方程具有一定的等价性，因此，通过将LTR车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，可以成功解算出质心的垂向坐标值，而且，本实施例采用侧倾动力学方程约束LTR、车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值之间的运算关系，符合客观物理规律，从而保证解算出的纵向坐标值具有一定的精度。本实施例巧妙地利用侧倾动力学方程解算满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的质心垂向坐标值，能够提高计算效率；同时，由于质心垂向坐标值直接决定车辆侧翻阈值，在线实时准确地计算质心垂向坐标值，能够有效提升RSC策略的控制效果，从而保证车辆侧翻稳定性，以及车辆防侧翻装备的有效性。
在一应用场景中，图2是本发明实施例提供的另一种车辆质心位置确定方法的流程图，分场景采用不同的方法计算车辆质心位置，具体包括以下步骤：S11、开始。
S12、数据初始化。
例如，对车辆轴距、轮距和h g 初始值的初始化。
S13、判断车辆纵向加速度a x 的绝对值是否大于等于车辆接近侧翻临界工况时的纵向加速度门限值a x,thr,non ，且车辆侧向加速度a y 的绝对值是否大于等于车辆接近侧翻临界工况时的侧向加速度门限值a y,thr,non ，且车辆横摆角速度ω r 的绝对值是否大于等于车辆接近侧翻临界工况时的横摆角速度门限值ω r,thr,non ，如果判断结果均为是，跳转到S14；否则，跳转到S15。
在一特殊情况下，如果判断结果为是，汽车倾向于侧翻的可能性很大，满足防侧翻稳定控制系统触发条件，需要防侧翻稳定控制系统立即介入。然而，如果此时仍按照图1所示方法识别质心位置，可能造成质心位置的波动而造成控制的波动，反而影响控制效果。因此，理论上，在防侧翻稳定控制系统立即介入时，要保持质心位置的值尽量恒定，以保证控制可靠性。因此，执行S14，将上一周期得到的车辆质心位置更新为本周期的车辆质心位置。
如果判断结果为否，需要进一步判断，以确定是否满足防侧翻稳定控制系统触发条件。
S14、将上一周期得到的车辆质心位置更新为本周期的车辆质心位置，即α k =α k-1 ，β k =β k-1 ，h g,k =h g,k-1 。其中，k为周期，α为纵向坐标系数，β为侧向坐标系数。
S15、判断车辆纵向加速度a x 的绝对值是否大于等于车辆正常的线性状态下转向的纵向加速度门限值a x,thr,turn ，且车辆侧向加速度a y 的绝对值大于等于车辆正常的线性状态下转向的侧向加速度门限值a y,thr,turn ，且车辆横摆角速度ω r 的绝对值大于等于车车辆正常的线性状态下转向的横摆角速度门限值ω r,thr,turn 。如果判断结果均为是，满足防侧翻稳定控制系统触发条件，跳转到S16；否则，不满足防侧翻稳定控制系统触发条件，跳转到S14。
在S15处，如果判断结果均为是，说明a x 、a y 、ω r 在车辆接近侧翻临界工况时的相关门限值与车辆正常的线性状态下转向的相关门限值之间，该车辆有侧翻的可能，则满足防侧翻稳定控制系统触发条件，采用图1所示的方法计算质心位置。如果判断结果均为否，说明该车辆没有侧翻的可能，则不满足防侧翻稳定控制系统触发条件，采用上一周期得到的车辆质心位置更新为本周期的车辆质心位置。
本发明在车辆直线行驶、稳定转向等不具有侧翻危险或者RSC策略未介入控制时，一般不需要进行精确的车辆质心位置估计，同时针对一般车辆来说，车辆质心位置在车辆稳定行驶过程变化频率不高，因此这种情况下可以使用IMU（惯性测量单元，InertialMeasurement Unit）的侧向加速度a y 、纵向加速度a x 以及横摆角速度ω r 信号综合判断是否需要进行质心位置估计。
具体的，周期性判断是否满足防侧翻稳定控制系统触发条件，周期长度例如为1秒或者10秒，本发明实施例不限。在下一周期到来时，继续判断是否满足防侧翻稳定控制系统触发条件。
其中，a x,thr,non 、a y,thr,non 与ω r,thr,non 通过实车测试标定得到，a x,thr,turn 、a y,thr,turn 与ω r,thr,turn 分别为表征车辆正常的线性状态下转向的纵向加速度门限值、侧向加速度门限值与横摆角速度门限值，同样通过实车测试标定得到。
S16、获取悬架位移传感器采集的车身与车轮之间的当前相对位置变化量。
S17、根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR。
S18、将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值。
图3是本发明实施例提供的另一种车辆质心位置确定方法的流程图，具体包括以下步骤：
S210、在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量。
S220、根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数。
值得说明的是，由于忽略车身俯仰与侧倾运动产生的加速度，因此在车辆出现较大纵向加速度或侧向加速度时，坐标系数维持车辆平顺行驶时所估计得到的值，以保证RSC的控制稳定性。基于此，侧向坐标系数和纵向坐标系数的初始值均取为0.5。在后续周期中，则需要在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数。
整车质量M包括簧上质量M s 和簧下质量M u ，簧下质量M u 指不由悬挂系统中的弹性元件所支撑的质量，一般包括有车轮、弹簧、减震器以及其它相关部件等，簧上质量M s 是车辆剩余部分的质量，一般包括车架、动力系统、传动装置、乘员等。
具体的，第一步：在各直角坐标系下，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；其中，各直角坐标系是以车辆各车轮的交线与对应车轮投影线的交点为各坐标原点，以坐标原点与相邻车轮的连线作为横轴和纵轴而构建的。交线是车轮平面和地平面相交得到的，所述投影线是车轮旋转轴线在地平面上投影得到的。
图4是本发明实施例提供的原点为A 0 时的直角坐标系的示意图。坐标系原点O为车辆前左轮车轮平面和地平面的交线，与车轮旋转轴线在地平面上投影线的交点A 0 。坐标系原点O分别与相邻车轮，即后左轮和前右轮在地面上的相同位置点D 0 、B 0 的连线作为X轴、Y轴，方向分别指向点D 0 、B 0 。其中,线段A 0 D 0 、B 0 C 0 长度近似等于车辆轴距L（单位m），线段A 0 B 0 、D 0 C 0 长度近似等于车辆轮距B（单位m）。质心位置坐标以（αL，βB，h g ）表达，h g 单位为m。类似地，图5、图6和图7分别示出了坐标系原点O为B 0 、C 0 和D 0 时的直角坐标系，不再赘述。
然后，忽略路面激励造成的悬架位移传感器数据高阶项所带来的对车架的垂向反作用力，在每个直角坐标系下，X轴、Y轴相对位置保持不变，通过X轴、Y轴的力矩平衡原理，可得到质心位置在XOY面的坐标（αL，βB）的侧向坐标系数β和纵向坐标系数α。
第二步：对各直角坐标系下的侧向坐标系数和纵向坐标系数分别进行融合，得到最终的侧向坐标系数和纵向坐标系数。可选的，融合的方式可以是加权平均。
为充分利用4个悬架位移传感器的采集数据，减小噪声与误差影响，同时减小由于忽略悬架位移数据高阶项所带来的影响，依次分别在各坐标系下求取坐标系数α和β，并对多个坐标系数α和β分别取平均值，最终得到的坐标系数表达式如式（3）所示。
其中，k fl 为左前方悬架位移传感器采集的当前相对位置变化量（单位mm），Δx fl 为左前方悬架的垂直线刚度（单位N/mm）。k fr 为右前方悬架位移传感器采集的当前相对位置变化量（单位mm），Δx fr 为右前方悬架的垂直线刚度（单位N/mm）。k rl 为左后方悬架位移传感器采集的当前相对位置变化量（单位mm），Δx rl 为左后方悬架的垂直线刚度（单位N/mm）。k rr 为右后方悬架位移传感器采集的当前相对位置变化量（单位mm），Δx rr 为右后方悬架的垂直线刚度（单位N/mm）。M s 为当前簧上质量。
在上述实施例中基础上，提供一种可选实施方式提供当前簧上质量的计算过程。具体的，在所述根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数之前，还包括：根据所述当前相对位置变化量、悬架的垂直线刚度、车辆空载时的初始簧上质量、车身的当前垂向加速度和修正量，计算当前簧上质量；其中，所述修正量根据车身垂向加速度的时间积分、所述初始簧上质量和纵向速度的最大值得到。
详见式（4），a z 为IMU测得的车身垂向加速度，ΔM s 为根据垂向加速度a z 计算的修正量，M s0 为车辆空载时的簧上质量（单位kg）。
由悬架位移传感器采集数据计算得到的簧上质量估计初值，忽略了高阶项所产生的作用力，因此将ΔM s 设计为a z 时间积分值的函数形式，具体如式（5）所示，其中v z,max 为纵向速度的最大值，c为常数，v z,max 与c均由标定得到。
本实施例采用基于垂向加速度数值的误差修正方法，减小由于忽略悬架位移数据高阶项所带来的影响。
S230、根据所述侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值。
将侧向坐标系数乘以轮距得到侧向坐标值，将纵向坐标系数乘以轴距得到纵向坐标值，最终，得到质心位置在XOY面的坐标为（αL，βB）。
S240、根据所述当前相对位置变化量计算LTR。
S250、将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值。
值得说明的是，S220和S230可以在S210之后的任意时刻执行，即可以在S240和S250之后、之前或者之时执行。
本实施例完整地提供了质心的侧向坐标值、纵向坐标值和垂向坐标值的计算方案，其中，通过侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值，充分考虑了车辆轮间不同的距离，具有针对性地计算侧向坐标值和纵向坐标值，适用于不同尺寸的车辆。
在上述实施例和下述实施例中，根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR，包括：根据当前簧上质量在各悬架上的分量、所述当前相对位置变化量和悬架的垂直线刚度，得到第一参考车轮垂向力；根据车轮垂向力计算模型，得到第二参考车轮垂向力；融合所述第一参考车轮垂向力和所述第二参考车轮垂向力，得到最终的车轮垂向力；根据最终的车轮垂向力，计算所述LTR。
具体的，首先根据当前簧上质量在各悬架上的分量、所述当前相对位置变化量和悬架的垂直线刚度得到第一参考车轮垂向力F z,i,c ，如式（6）所示。其中，M s,i 为簧上质量在4个悬架上的分量，计算式如（7）所示。然后根据车轮垂向力计算模型（8）计算得到第二参考车轮垂向力F z,i,m ，其中，h g,k-1 为前一个周期估计得到的质心垂向坐标值。最后，采用加权式（9）得到最终的车轮垂向力，k Fz 为[0，1]区间内的融合系数，由标定得到的常数。得到车轮垂向力之后，LTR的计算式如式（10）所示。
现有技术通常采用车轮垂向力计算LTR，而车轮垂向力的计算方法不尽相同。本实施例通过当前相对位置变化量计算得到的第一参考车轮垂向力，与通过车轮垂向力计算模型得到的第二参考车轮垂向力进行融合，得到综合的垂向力，从而提高垂向力和LTR的计算精度。
在上述实施例和下述实施例中，在所述将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值之前，还包括：对当前侧倾角速度积分，得到第一参考侧倾角；根据当前相对位置变化量和轮距，得到第二参考侧倾角；采用融合系数，对所述第一参考侧倾角和所述第二参考侧倾角进行融合，得到最终的车身侧倾角。
具体的，首先通过IMU的侧倾角速度
积分获得车身侧倾角积分值，即第一参考侧倾角Ψ I,k ，如式（11）所示，其中，Ψ k-1 为（k-1）周期得到的最终的车身侧倾角，ΔT为周期时长。然后通过4个悬架位移传感器采集到的数据得到车身侧偏角计算值，即第二参考侧倾角Ψ C,k ，如式（12）所示。最后采用加权式（13）得到最终的车身侧倾角Ψ k （单位rad）。其中，k Ψ 为[0，1]区间内的融合系数，也称为权值。优选的，车身侧倾角达到极值时，悬架位移较大，计算值较为准确，此时|
|较小，故将k Ψ 设计为|
|的单调递增函数，即k Ψ =f(|
|)。
本实施例将侧倾角速度积分得到的侧倾角与当前相对位置变化量计算得到的侧倾角进行融合，提高了侧倾角的计算精度。
而且，充分考虑到|
|较小时，采用悬架位移计算侧倾角更为准确的特点，将融合系数设定为侧倾角速度绝对值的单调递增函数，进一步提高侧倾角的准确性。
图8是本发明实施例提供的一种车辆质心位置确定装置的结构示意图，适用于在车辆行驶过程中，针对RSC策略计算车辆质心的垂向坐标值的情况，该装置具体包括：获取模块301、第一计算模块302和第二计算模块303。
获取模块301，用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；
第一计算模块302，用于据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；
第二计算模块303，用于将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；
其中，所述侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系。
本发明实施例通过在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，实时获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量，从而得到当前的LTR；假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建侧倾动力学方程，且满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的侧向加速度满足解算要求，使得以横向载荷转移率所表达的侧翻指标，与侧倾动力学方程具有一定的等价性，因此，通过将LTR车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，可以成功解算出质心的垂向坐标值，而且，本实施例采用侧倾动力学方程约束LTR、车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值之间的运算关系，符合客观物理规律，从而保证解算出的纵向坐标值具有一定的精度。本实施例巧妙地利用侧倾动力学方程解算满足防侧翻稳定控制系统触发条件时的质心垂向坐标值，能够提高计算效率；同时，由于质心垂向坐标值直接决定车辆侧翻阈值，在线实时准确地计算质心垂向坐标值，能够有效提升RSC策略的控制效果，从而保证车辆侧翻稳定性，以及车辆防侧翻装备的有效性。
可选的，该装置还包括第三计算模块和系数计算模块；第三计算模块用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量之后，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；系数计算模块用于根据所述侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值。
可选的，第三计算模块具体用于：在各直角坐标系下，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；所述各直角坐标系是以车辆各车轮的交线与对应车轮投影线的交点为各坐标原点，以坐标原点与相邻车轮的连线作为横轴和纵轴而构建的，所述交线是车轮平面和地平面相交得到的，所述投影线是车轮旋转轴线在地平面上投影得到的；对各直角坐标系下的侧向坐标系数和纵向坐标系数分别进行融合，得到最终的侧向坐标系数和纵向坐标系数。
可选的，该装置还包括：当前簧上质量计算模块，用于在所述根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数之前，根据所述当前相对位置变化量、悬架的垂直线刚度、车辆空载时的初始簧上质量、车身的当前垂向加速度和修正量，计算当前簧上质量；其中，所述修正量根据车身垂向加速度的时间积分、所述初始簧上质量和纵向速度的最大值得到。
可选的，第一计算模块302具体用于：根据当前簧上质量在各悬架上的分量、所述当前相对位置变化量和悬架的垂直线刚度，得到第一参考车轮垂向力；根据车轮垂向力计算模型，得到第二参考车轮垂向力；融合所述第一参考车轮垂向力和所述第二参考车轮垂向力，得到最终的车轮垂向力；根据最终的车轮垂向力，计算所述LTR。
可选的，该装置还包括：车身侧倾角计算模块，用于在所述将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值之前，对当前侧倾角速度积分，得到第一参考侧倾角；根据当前相对位置变化量和轮距，得到第二参考侧倾角；采用融合系数，对所述第一参考侧倾角和所述第二参考侧倾角进行融合，得到最终的车身侧倾角。
可选的，第二计算模块303具体用于：将所述LTR、车辆侧向加速度a y 和车身侧倾角Ψ带入到如下侧倾动力学方程中，得到车辆质心的垂向坐标值h g ；如式（1）（2）所示。
本申请实施例所提供的车辆质心位置确定装置可执行本申请任意实施例所提供的车辆质心位置确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图9所示，该设备包括处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43；设备中处理器40的数量可以是一个或多个，图9中以一个处理器40为例；设备中的处理器40、存储器41、输入装置42和输出装置43可以通过总线或其他方式连接，图9中以通过总线连接为例。
存储器41作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆质心位置确定方法对应的程序指令/模块（例如，车辆质心位置确定装置中的获取模块301、第一计算模块302和第二计算模块303）。处理器40通过运行存储在存储器41中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆质心位置确定方法。
存储器41可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器41可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器41可进一步包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置42可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置43可包括显示屏等显示设备。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例的车辆质心位置确定方法。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种车辆质心位置确定方法，其特征在于，包括：
在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；
根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；
将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；
其中，所述侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系；
在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量之后，还包括：
根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；
根据所述侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数，包括：
在各直角坐标系下，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；所述各直角坐标系是以车辆各车轮的交线与对应车轮投影线的交点为各坐标原点，以坐标原点与相邻车轮的连线作为横轴和纵轴而构建的，所述交线是车轮平面和地平面相交得到的，所述投影线是车轮旋转轴线在地平面上投影得到的；
对各直角坐标系下的侧向坐标系数和纵向坐标系数分别进行融合，得到最终的侧向坐标系数和纵向坐标系数。
3.根据权利要求2或1所述的方法，其特征在于，在所述根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数之前，还包括：
根据所述当前相对位置变化量、悬架的垂直线刚度、车辆空载时的初始簧上质量、车身的当前垂向加速度和修正量，计算当前簧上质量；
其中，所述修正量根据车身垂向加速度的时间积分、所述初始簧上质量和纵向速度的最大值得到。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR，包括：
根据当前簧上质量在各悬架上的分量、所述当前相对位置变化量和悬架的垂直线刚度，得到第一参考车轮垂向力；
根据车轮垂向力计算模型，得到第二参考车轮垂向力；
融合所述第一参考车轮垂向力和所述第二参考车轮垂向力，得到最终的车轮垂向力；
根据最终的车轮垂向力，计算所述LTR。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值之前，还包括：
对当前侧倾角速度积分，得到第一参考侧倾角；
根据当前相对位置变化量和轮距，得到第二参考侧倾角；
采用融合系数，对所述第一参考侧倾角和所述第二参考侧倾角进行融合，得到最终的车身侧倾角。
6.根据权利要求1-2和4-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值，包括：
将所述LTR、车辆侧向加速度a y 和车身侧倾角Ψ带入到如下侧倾动力学方程中，得到车辆质心的垂向坐标值h g ；
其中，B为轮距，g为重力加速度。
7.一种车辆质心位置确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量；
第一计算模块，用于据所述当前相对位置变化量计算横向载荷转移率LTR；
第二计算模块，用于将所述LTR、车辆侧向加速度和车身侧倾角带入到侧倾动力学方程中，计算车辆质心的垂向坐标值；
其中，所述侧倾动力学方程是假设簧载质量的侧倾由侧向加速度引起时构建的，表达了LTR与车辆侧向加速度、车身侧倾角和车辆质心的垂向坐标值的关系；
第三计算模块，用于在满足防侧翻稳定控制系统触发条件时，获取车身与车轮之间的当前相对位置变化量之后，根据所述当前相对位置变化量和当前簧上质量，计算车辆质心的侧向坐标系数和纵向坐标系数；
系数计算模块，用于根据所述侧向坐标系数和纵向坐标系数、轴距和轮距，得到侧向坐标值和纵向坐标值。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的车辆质心位置确定方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的车辆质心位置确定方法。
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