CN115352240A - 一种车辆侧倾角估计方法、系统、电子设备及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种车辆侧倾角估计方法、系统、电子设备及车辆,包括信号处理模块、悬架参数计算模块、轮心处侧倾角估算模块、稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块、车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块。通过以上模块实时计算车辆相对地面稳态车身侧倾角,用于稳态车身侧倾角控制策略实现。本发明能够提高估算的精度,并降低使用成本,提供给后续的车身稳态侧倾控制,使车辆在稳态行驶工况,车身抗侧倾性能更优。

Description

一种车辆侧倾角估计方法、系统、电子设备及车辆
技术领域:
本发明涉及汽车车身相关控制领域,具体涉及车辆侧倾控制技术。
背景技术:
随着汽车新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)普及,用户对车辆性能要求已有大幅提升。目前,对车辆整车性能要求越高,与车辆整车性能相关控制算法所依赖场景就必须更丰富,且与实际场景要更接近。对车辆稳态车身侧倾进行控制,通常包括两方面:稳态车身侧倾角估计及稳态车身侧倾角控制。稳态车身侧倾角估计是稳态车身侧倾角控制的输入条件,稳态车身侧倾角估计越准确越接近实际,越有利于后续控制参数整定及保证算法的有效性。在稳态车身侧倾角控制中,需要实时对车辆进行稳态车身侧倾角进行估计,将估计结果作为稳态车身侧倾角控制的输入,因此,侧倾角估计的精度、过程复杂度等,都会直接影响到车身侧倾角控制的准确度以及实现的难以程度等。
现有技术中,车身侧倾角估计大多采用陀螺仪及侧倾角传感器直接测试,如专利文献201810128235.7公开了一种主动横向稳定杆及其控制方法,这种直接测试方式对车身侧倾角传感器有较高需求,并且市场上目前常用的为陀螺仪,精度越高,成本越高,不利于实现产品量产;又如专利文献201410281621.1公开了一种基于卡尔曼滤波的车辆侧倾角与俯仰角估计方法,是通过对侧向加速度、车速等进行测量,再采用卡尔曼滤波的方式对未知参数侧倾角进行估计。然而在复杂道路环境下,一些外在非随机干扰比如传感器故障,碰撞等极端情况往往会影响卡尔曼滤波算法的估计效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明提供一种车辆侧倾角估计方法、系统、电子设备及车辆,旨在提高估算的精度,并降低使用成本,提供给后续的车身稳态侧倾控制,使车辆在稳态行驶工况,车身抗侧倾性能更优。
本发明的技术方案如下:
本发明提出一种车辆侧倾角估计方法,包括如下步骤:
步骤1、信号处理:采集车辆高度信号及主动稳定杆返回的扭矩信号,滤波处理。
步骤2、轮心处侧倾角估算:利用车辆高度信号,计算悬架产生侧倾角。
步骤3、悬架参数计算:根据车辆质量参数,车辆尺寸参数、弹性原件参数、硬点相关参数(如稳定杆杠杆比等)计算悬架零部件参数到系统级参数,包括悬架刚度、悬架侧倾刚度、轮胎贡献侧倾刚度、车辆侧倾力臂。
步骤4、稳定杆实时贡献侧倾力矩反算:由主动稳定杆实时提供的扭矩,反算稳定杆贡献给前后轴的抗侧倾力矩。
步骤5、车辆相对地面稳态车身侧倾角估算:主要用于估算总的车身相对地面侧倾角。总的车身相对地面侧倾角由轮心处侧倾角与轮胎贡献侧倾角之和得到。车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块包含通过悬架参数计算模块、稳定杆贡献抗侧倾力矩模块、轮心处侧倾角估算模块输出参数,进行前后轴抗侧倾力矩计算;其中前后轴抗侧倾力矩为稳定杆贡给献前后轴抗侧倾力矩与悬架贡献抗侧倾之和。悬架贡献抗侧倾力矩为悬架侧倾刚度与轮心侧倾角的乘积。轮胎贡献侧倾角为前后轴抗侧倾力矩除以轮胎侧倾刚度所得。
通过以上方法步骤实时计算车辆相对地面稳态车身侧倾角,用于稳态车身侧倾角控制策略实现。
本申请在另一方面,还提供一种车辆侧倾角估计系统,包括信号处理模块、悬架参数计算模块、轮心处侧倾角估算模块、稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块、车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块,通过以上模块实时计算车辆相对地面稳态车身侧倾角,用于稳态车身侧倾角控制策略实现。
所信号处理模块用于采集车辆高度信号及主动稳定杆返回的扭矩信号,并滤波处理。
轮心处侧倾角估算模块用于利用车辆高度信号,计算悬架产生的侧倾角。
所述悬架参数计算模块用于根据车辆质量参数、车辆尺寸参数、弹性原件参数、硬点相关参数计算悬架零部件参数到系统级参数,包括悬架刚度、悬架侧倾刚度、轮胎贡献侧倾刚度、车辆侧倾力臂。
所述稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块用于由主动稳定杆实时提供的扭矩,反算稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩。
所述车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块用于估算总的车辆相对地面稳态车身侧倾角,总的车身相对地面侧倾角是由轮心处侧倾角与轮胎贡献侧倾角之和得到;所述轮胎贡献侧倾角为前后轴抗侧倾力矩除以轮胎侧倾刚度,所述前后轴抗侧倾力矩为稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩与悬架贡献抗侧倾力矩之和,所述悬架贡献抗侧倾力矩为悬架侧倾刚度与轮心处侧倾角的乘积。
在本申请的第三方面,提供一种电子设备,其包括:
一个或多个处理器;存储装置,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时,使得所述电子设备实现前面所述的车辆侧倾角估计方法。
本申请在第四方面,还提供一种车辆,所述车辆配置有上述电子设备。
本发明的有益效果如下:
1、本发明提出车辆侧倾角估计,未使用陀螺仪等侧倾角相关传感器,也未使用复杂的滤波算法估计,在精度可保证的前提下,成本更优,对后续实现量产提供更好保证。同时,采用高度传感器对轮心处侧倾角进行估计,并将侧倾角分成轮心处(悬架)及轮胎两部分进行计算,闭环利用稳定杆力矩计算侧倾角,稳健性高,精度足。
2、本发明的车辆侧倾角估计,在估算车辆相对地面稳态车身侧倾角时,由零部件级由下至上到系统级到整车级,如图5流程图展示,这样将车辆相对地面稳态车身侧倾角分解成两部分,一部分为悬架贡献侧倾角(轮心处侧倾角),一部分为轮胎贡献侧倾角,这样碎石化,精度更高。同时悬架贡献侧倾角通过高度传感器测试数据进行计算,而轮胎贡献侧倾角又由主动稳定杆返回扭矩进行计算,将测试数据与估算数据进行结合,进一步增强车辆相对地面稳态车身侧倾角估计的准确性。将其作为后续侧倾控制的输入,通过后续控制算法输出整车抗侧倾力矩,运用整车性能标定下车身稳态侧倾控制技术,可以保证在控制侧倾角同时,其他整车性能更优。
3、本发明的车辆侧倾角估计方法,对于量产车型,算法响应快,易实现,稳健性高,对后续控制器硬件设计提供便捷,更易被主机厂采用。
附图说明
图1是稳态车身侧倾控制的车辆示范功能块图;
图2是本发明提出的车辆侧倾角估计的原理框图;
图3是将本发明提出的车辆侧倾角估计系统与后续的稳态车身侧倾控制相结合运用的原理框图;
图4是图3的整个稳态车身侧倾控制的信号流图;
图5是整车侧倾控制正向分解流程图;
图6是图2中的轮心处侧倾角估算模块的原理框图;
图7是图2中的车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块的原理框图;
图8是图3中车辆总抗侧倾力矩计算模块原理框图;
图9是图3中车辆总抗侧倾力矩计算模块中子模块实车抗侧倾力矩控制模块原理框图;
图10是图3中前后抗侧倾力矩分配系数计算模块原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。应该理解,本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,可以使用下面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
以下实施例是将本发明保护的车辆侧倾角估计方法及系统应用到整个车身稳态侧倾控制的详细展示的是车身稳态侧倾控制的两部分内容,包括车辆侧倾角估计和车身稳态侧倾控制,总的控制包括:车辆根据高度传感器信号、方向盘转角信号、车速信号、方向盘角速度信号、侧向加速度信号及横摆角速度信号,结合车辆质量参数、系统零部件参数,对车身侧倾角进行实时估计,并与理想侧倾角进行比较,通过可变控制参数的PD控制算法输出整车抗侧倾力矩;基于理想横摆角速度与实际横摆角速度之差,对其进行控制输出前后抗侧倾力矩分配系数,借用整车正向分解技术,至上而下进行分解生成前后稳定杆扭矩。
下面先用一个完整的车身稳态侧倾控制系统来对车身稳态侧倾控制方法的实现进行详细说明:
如图1所示,是包含稳态车身侧倾控制模块60的车辆10的示例性实例。
本实施例中,信号获取模块包括4个安装在车轮上的高度传感器11、21、31、41,及OBD接口传输的整车CAN信号(未示出)中的方向盘转角信号、方向盘转速信号、车速信号及IMU(未示出)中测试侧向加速度信号、横摆角速度信号等。其中高度传感器11用于测量每一时刻前左悬架相对车身高度信号并传递给控制模块60。高度传感器21用于测量每一时刻前右悬架相对车身高度信号并传递给控制模块60。高度传感器31用于测量每一时刻后左悬架相对车身高度信号并传递给控制模块60。高度传感器41用于测量每一时刻后右悬架相对车身高度信号并传递给控制模块60。OBD接口直接获取整车CAN信号中的方向盘转角信号、方向盘转速信号、车速信号及IMU中测试侧向加速度信号、横摆角速度信号等。
控制模块60包含两方面:一方面车身相对地面侧倾角估算;第二方面为稳态车身侧倾控制策略实现方法。对车辆稳态车身侧倾进行控制输出整车抗侧倾力矩,借用整车正向分解技术,至上而下进行分解生成前后稳定杆扭矩信号,并传递给前后稳定杆电机12、22,电机12、22分别操纵前后主动稳定杆15、25对车辆进行性能调节。其中电机12是实现需求的前稳定杆扭矩的执行机构;电机22实现需求的后稳定杆扭矩的执行机构。
如图3所示,该原理框图示出了图1中的控制模块60的示例性实例。在各实施例中,控制模块60可以包括一个或多个子模块及数据存储器。可以理解的是图2所示子模块可以组合并且/或者进一步划分,从而以相似的方式产生稳态车身侧倾控制的稳定杆扭矩信号。向控制模块60输入的信号可以由车辆10的左前高度传感器11、右前高度传感器21、左后高度传感器31、右后高度传感器41、OBD接口信号输出的方向盘转角信号、方向盘转速信号、车速信号侧向加速度信号、横摆角速度信号等,也可以由车辆10的其他控制模块(未示出)提供,可以被模型化,以及,或者被预先定义。
在一个示例中,控制模块60包括两大模块:车辆侧倾角估算模块M60-1、稳态车身侧倾角控制模块M60-2。
其中车辆侧倾角估算模块M60-1是本发明保护的重点,结合参见图2,其包括信号处理模块M609-1、轮心处侧倾角估算模块M601、悬架参数计算模块M602、稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块M603、车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块M604。
稳态车身侧倾角控制模块M60-2包括信号处理模块M609-2、理想侧倾角计算模块M605、整车抗侧倾力矩计算模块M606、前后抗侧倾力矩分配系数计算模块M607、前后稳定杆所需扭矩计算模块M608。
在所述车辆侧倾角估算模块M60-1中,第一信号处理模块M609-1采用低通滤波处理来自4个高度传感器中的信号S35、S45、S55、S65,并传递给轮心处侧倾角估算模块M601,如图4所示。
在稳态车身侧倾角估算中,悬架参数计算需要用到各种参数,包括车辆质量参数C63、车辆尺寸参数C53、弹性原件参数C43、硬点相关参数C33等。
在本实施例中,车辆质量参数C63包括整车质量、前后轴荷、整车质心高度等参数。车辆尺寸参数C53包括前后轮距、轴距等参数;弹性原件参数C43包括弹簧刚度、衬套寄生刚度、缓冲块刚度、轮胎径向刚度、稳定杆衬套刚度等参数。硬点相关参数C33包括如弹簧杠杆比、稳定杆杠杆比、稳定杆节臂长度、前轴侧倾中心高度等参数。它们均用于悬架参数计算模块M602计算悬架刚度、悬架贡献侧倾刚度、轮胎贡献侧倾刚度、车辆侧倾力臂等系统级参数。
本实施例中,稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块M603是利用从前、后稳定杆电机返回的扭矩信号计算每一时刻稳定杆贡献抗侧倾力矩。
最后将以上模块M601、M602、M603计算结果均发送到车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块M604中进行整车每一时刻抗侧倾力矩计算、轮胎贡献侧倾角计算、车身相对地面侧倾角计算。
如图2和图3所示,将车辆侧倾角估算模块M60-1中每一时刻计算结果发送到稳态车身侧倾角控制模块M60-2中。在稳态车身侧倾角控制模块M60-2中,第一信号处理模块M609-2将方向盘转角信号S21、车速信号S31、侧向加速度信号S41、方向盘转速信号S51、横摆角速度信号S61进行低通滤波处理。第一信号处理模块M609-2将方向转角信号S21及车速信号S31发送给理想侧倾角计算模块M605。理想侧倾角计算模块M605将标定的与方向盘转角、车速相关的理想侧倾角传递给车辆总抗侧倾力矩计算模块M606中,通过可调控制参数的PD控制使实际车辆稳态侧倾角与理想侧倾角差值控制在0.05°(可变)以内,并将车辆总抗侧倾力矩输入给前后稳定杆所需扭矩计算模块M608中。另外,第一信号处理模块M609-2将处理后横摆角度信号S61、车速信号S31、方向盘转角信号S21传送给前后抗侧倾力矩分配系数计算模块M607中,通过D控制使理论横摆角速度与实际车辆横摆角速度插值控制在1°/s(可变)内,并将前后抗侧倾力矩分配系数传递给前后稳定杆所需扭矩计算模块M608中。前后稳定杆所需扭矩计算模块M608通过来自车辆总抗侧倾力矩计算模块M606的抗侧倾力矩及前后抗侧倾力矩分配系数计算模块M607的抗侧力矩分配系数,计算前后轴抗侧倾力矩,并基于悬架参数计算模块M602计算的悬架参数,从整车至上而下进行分解,得出前后稳定杆电机扭矩S18、S28,返回到图1中车辆示例10中的前后电机,电机触发前后稳定杆运动,实现车辆稳态车身抗侧倾控制。如图4中所示,该信号流图示出了图3中控制模块60的示例性实例。
如图6中所示,该控制框图给出了轮心处侧倾角估算模块M601的实施例。经过信号处理模块M609-1低通滤波处理后的4个高度传感器信号S35、S45、S55、S65输入到轮心处侧倾角估算模块M601中。前轴轮心处侧倾角
Figure BDA0003853073160000091
可由下式进行计算:
Figure BDA0003853073160000092
其中,
Figure BDA0003853073160000093
为前轴轮心处侧倾角,HLfwc为前左轮心压缩量即高度传感器S35测量数据,HRfwc为前右轮心压缩量即高度传感器S55测量数据,Tfw由车辆尺寸参数C53进行外部设置的前轮距。同理后轮心处侧倾角
Figure BDA0003853073160000094
采用相同原理进行计算,最后车身轮心处侧倾角
Figure BDA0003853073160000095
由式(2)取前后轮心处侧倾角的平均值。
Figure BDA0003853073160000096
稳态车身侧倾角估算模块M60-1中,悬架参数计算模块M602提供前后悬架刚度、悬架贡献侧倾刚度、前后轮胎贡献侧倾刚度、侧倾力臂的计算。
稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块M603,其中稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩由下式进行计算:
Figure BDA0003853073160000101
其中,MARB为稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩;TARB为前后稳定杆电机反馈扭矩信号S27、S17;Tw为车辆轮距;lARB_arm为稳定杆力臂;iARB为稳定杆轮心杠杆比。
如图7所示,该控制框图给出了车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块M604的实施例。稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块M603计算稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩S603-1、S603-2;轮心处侧倾角估算模块M601计算前后轮心处侧倾角S601-1、S601-2;悬架参数计算模块M602计算前后悬架刚度S602-1、S602-2及前后轮胎侧倾刚度S602-3、S602-4(考虑更换轮胎后系统性能变化,加入前后轮胎等效系数进行估算);以上信号均输入到车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块M604中进行计算。在稳态工况下,车辆相对地面稳态车身侧倾角S604-1由轮心处侧倾角及轮胎贡献侧倾角之和组成,算法中为避免后续换轮胎对估算的影响,加入轮胎等效系数进行标定,并且将前后分开考虑,即图中的前轮胎等效系数和后轮胎等效系数,取前后侧倾角平均值,这样估算模型更加精确,通过验证实测与估算值差异控制在0.02°(可变)以内。
返回图4中,在稳态车身侧倾角控制模块M60-2中,理想侧倾角计算模块M605以经过第一信号处理模块M609-2低通滤波处理后的方向盘转角信号S21-1、车速信号S31-1,建立与用户可感知的理想侧倾角的三维关系,并进行查找获得理想侧倾角信号S605-1。
如图8所示,该控制框图给出了车辆总抗侧倾力矩计算模块M606的实施例。该模块中主要包括3个子模块:稳态理想总抗侧倾力矩计算模块M6063、可调控制参数选择模块M6061、实车抗侧倾力矩控制输出模块M6062。按照如图6中所示连接关系进行信号传送,用于最后实车所需总抗侧倾力矩计算。
其中子模块稳态理想总抗侧倾力矩计算模块M6063,主要是根据理想侧倾角信号S605-1、车辆侧倾力臂信号S604-3(由模块M602计算的悬架参数,传送给模块M604中进行输出)、滤波后的车辆侧向加速度信号S41-1,采用如下式进行理想总抗侧倾力矩计算:
Figure BDA0003853073160000111
其中,Mopencal为理想总抗侧倾力矩,m为整车质量,ay为车辆侧向加速度信号S41-1,h为车辆侧倾力臂,g为重力加速度,
Figure BDA0003853073160000112
为理想侧倾角信号S605-1。
子模块可调控制参数选择模块M6061,主要是考虑当方向盘转速以及车速不一样时,车可以通过该模块对比例调节系数进行选择,从而使车辆在稳态不同场景都具有很好控制效果。该模块通过建立方向盘转速S51-1、车速S31-1与比例控制参数S6061的三维关系,后续可根据开放式进行匹配标定。这样比例调节系数通过三维查表即可获得。
如图9所示,该控制框图给出了实车抗侧倾力矩控制输出模块M6062的实施例。该子模块根据理想侧倾角S605-1与估算的车辆相对地面稳态车身侧倾角S604-1间差值进行闭环控制,通过下式进行所需抗侧倾力矩输出:
Figure BDA0003853073160000113
Figure BDA0003853073160000121
其中,Mneed为通过闭环控制输出的信号S606-1,Mlast为上一时刻作用于车辆的总抗侧倾力矩S604-2,Kd为根据理想侧倾角S605-1与估算的车辆相对地面稳态车身侧倾角S604-1间差值通过查表获得的D增益值,steplength为采样步长,Kp为可调比例系数S6061,
Figure BDA0003853073160000122
为实时估算车身相对地面侧倾角,errup为抗侧倾力矩容差上限,errlower为抗侧倾力矩容差下限(考虑这个因数比较不同),M为通过与理想抗侧倾力矩容差限值后最终输出的车辆总抗侧倾力矩S606。
如图10所示,该控制框图给出了前后抗侧倾力矩分配系数计算模块M607的实施例。该模块首先通过建立方向盘转角信号S21-1及车速信号S31-1与理想横摆角速度信号S607-1之间三维关系。将经过滤波后的车辆实际横摆角速度S61-1与理想横摆角速度S607-1进行差值计算,并查表得出增益值S607-2,与上一时刻前后抗侧倾力矩分配系数相加得到当前时刻前后抗侧倾力矩分配系数S607-3,并进行动态限值处理得出最终前后抗侧倾力矩分配系数S607。
最后,所述前后稳定杆所需扭矩计算计算模块M608,通过获取车辆总抗侧倾力矩计算模块M606输出的车辆总抗侧倾力矩S606及前后抗侧倾力矩分配系数计算模块M607输出的前后抗侧倾力矩分配系数S607,如图5所示,通过至上而下分解计算出前后轴抗侧力矩,并将前后轴抗侧倾力矩分解到悬架贡献的抗侧倾力矩及稳定杆贡献的抗侧倾力矩。再通过前面的公式(3),由稳定杆贡献的前后抗侧倾力矩计算出稳定杆所需扭矩信号S18、S28,分别发送给前后稳定杆电机。
以上通过实施例全面展示了基于整车性能标定的车身稳态控制技术,通过主动稳定杆应用层算法实现整车在稳态下不同场景的整车性能需求,控制整车抗侧倾力矩、并完成前后轴抗侧倾力矩分配,最后计算到稳定杆力矩信号需求。通过主动稳定杆对车辆稳态车身侧倾进行控制,提升车辆过弯性能。主动稳定杆可让驾驶员在不同的行驶场景,进行驾驶模式选择,进入不同模式后,主动稳定杆通过控制方法进行稳定杆力矩调节,进行整车性能控制。当稳态过弯时,保证车辆按照用户需求的侧倾角行驶,从而使用户体验最好;当瞬态变线时,保证车辆按照用户需求的横摆角速度及侧倾角速度行驶;当在破损路面时,综合评估行驶工况,保证操稳、舒适性能符合用户需求。
虽然本发明结合有限数量的实例进行了详细描述,但是应当容易理解的是,本发明并不限于这些公开的实施例。相反,本发明可以被修改以结合此前未描述的任意数量的变化、改变、替代或等价的方法,但是其与本发明的精神和范围相当。此外,虽然本发明的多个实施例被描述,但是应当理解的是,本发明的多个方面可以仅包括所描述实施例中的一些。此外,本发明不应被看作受前面描述的限制。

Claims (8)

1.一种车辆侧倾角估计方法,其特征在于,包括:
步骤1,信号处理:采集车辆高度信号及主动稳定杆返回的扭矩信号,滤波处理;
步骤2,轮心处侧倾角估算:利用车辆高度信号、轮距等车辆尺寸参数计算悬架产生的侧倾角,即轮心处侧倾角;
步骤3,悬架参数计算:根据车辆质量参数、车辆尺寸参数、弹性原件参数、硬点相关参数计算悬架零部件参数到系统级参数,包括悬架刚度、悬架侧倾刚度、轮胎贡献侧倾刚度、车辆侧倾力臂;
步骤4,稳定杆实时贡献侧倾力矩反算:由主动稳定杆实时提供的扭矩,反算稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩;
步骤5,车辆相对地面稳态车身侧倾角估算:由轮心处侧倾角与轮胎贡献侧倾角之和得到总的车身相对地面侧倾角;所述轮胎贡献侧倾角为前后轴抗侧倾力矩除以轮胎侧倾刚度;所述前后轴抗侧倾力矩为稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩与悬架贡献抗侧倾力矩之和;所述悬架贡献抗侧倾力矩为悬架侧倾刚度与轮心处侧倾角的乘积。
2.根据权利要求1所述的车辆侧倾角估计方法,其特征在于,所述轮心处侧倾角估算包括:
由下式计算前轮心处侧倾角
Figure FDA0003853073150000011
Figure FDA0003853073150000012
其中,
Figure FDA0003853073150000013
为前轴轮心处侧倾角,HLfwc为前左轮心压缩量,HRfwc为前右轮心压缩量,Tfw由车辆尺寸参数进行外部设置的前轮距;
后轮心处侧倾角
Figure FDA0003853073150000021
采用计算前轮心处侧倾角相同原理进行计算,最后取前、后轮心处侧倾角的平均值得到车身轮心处侧倾角
Figure FDA0003853073150000022
Figure FDA0003853073150000023
3.根据权利要求1所述的车辆侧倾角估计方法,其特征在于,所述稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩由下式进行计算:
Figure FDA0003853073150000024
其中,MARB为稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩;TARB为前后稳定杆电机反馈扭矩;Tw为车辆轮距;lARB_arm为稳定杆力臂;iARB为稳定杆轮心杠杆比。
4.根据权利要求1所述的车辆侧倾角估计方法,其特征在于,所述车辆质量参数包括整车质量、前后轴荷、整车质心高度等参数;车辆尺寸参数包括前后轮距、轴距等参数;弹性原件参数包括弹簧刚度、衬套寄生刚度、缓冲块刚度、轮胎径向刚度、稳定杆衬套刚度等参数;硬点相关参数包括如弹簧杠杆比、稳定杆杠杆比、稳定杆节臂长度、前轴侧倾中心高度等参数。
5.根据权利要求1所述的车辆侧倾角估计方法,其特征在于,在估算车辆相对地面稳态车身侧倾角中,加入轮胎等效系数进行标定,并且将前后分开考虑,取前后侧倾角平均值。
6.一种车辆侧倾角估计系统,实现权利要求1-5任一项所述的车辆侧倾角估计方法,其特征在于,包括信号处理模块、悬架参数计算模块、轮心处侧倾角估算模块、稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块、车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块,通过以上模块实时计算车辆相对地面稳态车身侧倾角,用于稳态车身侧倾角控制策略实现;
所述信号处理模块用于采集车辆高度信号及主动稳定杆返回的扭矩信号,并滤波处理;
所述轮心处侧倾角估算模块利用车辆高度信号、轮距等车辆尺寸参数计算悬架产生的侧倾角即轮心处侧倾角;
所述悬架参数计算模块用于根据车辆质量参数、车辆尺寸参数、弹性原件参数、硬点相关参数计算悬架零部件参数到系统级参数,包括悬架刚度、悬架侧倾刚度、轮胎贡献侧倾刚度、车辆侧倾力臂;
所述稳定杆实时贡献侧倾力矩反算模块用于由主动稳定杆实时提供的扭矩,反算稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩;
所述车辆相对地面稳态车身侧倾角估算模块用于估算总的车辆相对地面稳态车身侧倾角,即得到车辆侧倾角;总的车身相对地面侧倾角是由轮心处侧倾角与轮胎贡献侧倾角之和得到;所述轮胎贡献侧倾角为前后轴抗侧倾力矩除以轮胎侧倾刚度,所述前后轴抗侧倾力矩为稳定杆贡献的前后轴抗侧倾力矩与悬架贡献抗侧倾力矩之和,所述悬架贡献抗侧倾力矩为悬架侧倾刚度与轮心处侧倾角的乘积。
7.一种电子设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器;存储装置,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时,使得所述电子设备实现权利要求1至5中任一项所述的车辆侧倾角估计方法。
8.一种车辆,其特征在于,所述车辆配置有权利要求7所述的电子设备。
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