CN116176604A - 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置 - Google Patents

车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116176604A
CN116176604A CN202111421199.1A CN202111421199A CN116176604A CN 116176604 A CN116176604 A CN 116176604A CN 202111421199 A CN202111421199 A CN 202111421199A CN 116176604 A CN116176604 A CN 116176604A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
actual
longitudinal acceleration
longitudinal
load distribution
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
Application number
CN202111421199.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王冠文
覃广坦
张宏洲
廖银生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN202111421199.1A priority Critical patent/CN116176604A/zh
Publication of CN116176604A publication Critical patent/CN116176604A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • B60W40/11—Pitch 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
    • B60W40/13—Load or weight
    • 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
    • B60W2520/16—Pitch
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置，所述方法包括：获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值；获取车辆纵向加速度的测量值；根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，纵向加速度传感器组件用于获取车辆纵向加速度的测量值；根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角；根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。本发明的识别方法，根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。

Description

车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆载荷分布的识别方法、一种车辆载荷分布的识别装置、一种车辆控制器、一种车辆和一种计算机可读存储介质。
背景技术
目前测量车辆前后载荷的分布情况时，需要在悬架处安装载荷传感器或至少两个车身高度传感器，以根据传感器检测值确定载荷分布情况，这种方案需要增加额外的传感器，成本较高。
相关技术中也存在间接估计前后载荷水平的方案，例如一种根据前后轮共振能量识别载荷分布的方法，通过防抱死制动系统的轮速传感器获取车轮速信号，分别对前后轮的轮速信号进行频谱分析，并对共振能量进行比较，根据比较结果估计载荷分布。这种方法需要识别前后轮的共振频谱特征，计算量较大，并且大部分前驱车型后轮无明显共振特征(或仅在部分车速段能识别)，不能获得相应的共振能量特征值，因此该方案的应用范围有限。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆载荷分布的识别方法，根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高.
本发明的第二个目的在于提出一种车辆载荷分布的识别装置。
本发明的第三个目的在于提出一种车辆控制器。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
本发明的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆载荷分布的识别方法，包括：获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值；获取车辆纵向加速度的测量值；根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，纵向加速度传感器组件用于获取车辆纵向加速度的测量值；根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角；根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。
根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法，首先获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值，接着获取车辆纵向加速度的测量值，再根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，然后根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角，最后根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。由此，该方法能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
另外，根据本发明上述实施例的车辆载荷分布的识别方法还可以具有如下的附加技术特征：
根据本发明的一个实施例，通过下述公式确定车辆前后轴载荷的分布：
k1·F2-k2·F1＝k1·k2·L·tanθ
其中，θ表示车辆的俯仰角，F2表示车辆的后轴载荷，F1表示车辆的前轴载荷，k2表示车辆的后悬架的总刚度，k1表示车辆的前悬架的总刚度，L表示车辆的前轴和后轴的轴距。
根据本发明的一个实施例，根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值，包括：对实际车速进行微分求导，以获得车辆纵向加速度的实际值。
根据本发明的一个实施例，通过下述公式计算获得纵向夹角α：
Figure BDA0003377461050000021
其中，α表示纵向夹角，as表示车辆纵向加速度的测量值，
Figure BDA0003377461050000022
表示车辆纵向加速度的实际值，g表示重力加速度。
根据本发明的一个实施例，根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角，包括：在预设时间内，根据实际车速获取车辆行驶路程，并根据实际车速和纵向夹角获取道路高度变化；获取预设时间的初始海拔高度和终止海拔高度的海拔高度差值；根据车辆行驶路程、道路高度变化和海拔高度差值确定车辆的俯仰角。
根据本发明的一个实施例，通过下述公式计算预设时间内的车辆行驶路程：
Figure BDA0003377461050000023
其中，S表示车辆行驶路程，T表示预设时间，vi表示实际车速。
根据本发明的一个实施例，通过下述公式计算预设时间内的道路高度变化：
Figure BDA0003377461050000031
其中，Δh表示道路高度变化，T表示预设时间，vi表示实际车速，α表示纵向夹角。
根据本发明的一个实施例，通过下述公式计算车辆的俯仰角：
Figure BDA0003377461050000032
其中，θ表示车辆的俯仰角，Δh表示道路高度变化，S表示车辆行驶路程，ΔH表示海拔高度差值。
根据本发明的一个实施例，上述车辆载荷分布的识别方法，还包括：获取车辆的总质量；根据车辆的总质量和车辆前后轴载荷的分布确定车辆的前轴负载和后轴负载。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车辆载荷分布的识别装置，包括：第一获取模块，用于获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值；第二获取模块，用于获取车辆纵向加速度的测量值；第一角度确定模块，用于根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，纵向加速度传感器组件用于获取车辆纵向加速度的测量值；第二角度确定模块，用于根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角；载荷分布确定模块，用于根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。
根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别装置，第一获取模块获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值，第二获取模块获取车辆纵向加速度的测量值，第一角度确定模块根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，第二角度确定模块根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角，载荷分布确定模块根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。由此，该装置能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的一种车辆控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆载荷分布的识别程序，处理器执行车辆载荷分布的识别程序时，实现上述的车辆载荷分布的识别方法。
本发明实施例的车辆控制器，通过执行上述的车辆载荷分布的识别方法，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出一种车辆，包括上述的车辆控制器。
根据本发明的一个实施例，上述车辆还包括：速度传感器、加速度传感器和导航定位设备。
本发明实施例的车辆，通过包含上述的车辆控制器，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆载荷分布的识别程序，该车辆载荷分布的识别程序被处理器执行时实现上述的车辆载荷分布的识别方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行时实现上述的车辆载荷分布的识别方法，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的纵向加速度传感器组件测量值与车辆实际纵向加速度的关系图；
图3为根据本发明一个实施例的车辆载荷分布的识别方法的流程图；
图4为根据本发明一个实施例的俯仰角的估计结果示例图；
图5为根据本发明一个实施例的俯仰角与车辆前后轴载荷的关系图；
图6为根据本发明一个具体示例的车辆载荷分布的识别的过程；
图7为根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别装置的方框示意图；
图8为根据本发明实施例的车辆控制器的方框示意图；
图9为根据本发明实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的车辆载荷分布的识别方法、车辆载荷分布的识别装置、车辆控制器、车辆和计算机可读存储介质。
图1为根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法可包括以下步骤：
S1，获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值。
根据本发明的一个实施例，根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值，包括：对实际车速进行微分求导，以获得车辆纵向加速度的实际值。
举例来说，在车辆行驶过程中，可以利用速度传感器获取车辆的实际车速，例如可通过车载控制器获取轮速传感器发出的信号，根据轮速信号计算出车辆的实际车速，获取一段时间内的车辆的实际车速，可得到实际车速随时间的变化曲线，对该变化曲线进行微分求导，可获得车辆纵向加速度的实际值。
S2，获取车辆纵向加速度的测量值。
举例来说，可通过纵向加速度传感器组件直接获得车辆纵向加速度的测量值。
S3，根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，纵向加速度传感器组件用于获取车辆纵向加速度的测量值。
在本发明的一个实施例中，通过下述公式计算获得纵向夹角α：
Figure BDA0003377461050000051
其中，α表示纵向夹角，as表示车辆纵向加速度的测量值，
Figure BDA0003377461050000052
表示车辆纵向加速度的实际值，g表示重力加速度。
具体而言，由上述步骤S1和S2可以获得车辆行驶过程中的纵向加速度的实际值和测量值，进一步计算得到纵向夹角α。例如，可以通过单片机计算得到纵向夹角α，或者通过自适应滤波器对纵向加速度的实际值和测量值这两个加速度的信息进行估算得到纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角。例如，可通过上述公式(1)计算获得纵向夹角α。其中，自适应滤波器可以为RLS(Recursive least squares，递归最小二乘)滤波器、卡尔曼滤波或其它形式的滤波器。
举例而言，当车辆在具有一定坡度的道路上行驶时，如图2所示，纵向加速度传感器组件2固定在车身上，车身2A由于在斜坡上行驶处于倾斜状态，纵向加速度传感器组件未保持与车辆前进方向与道路路面2B平行的方向，因此其测量的纵向加速度值as包含车辆纵向加速度实际值
Figure BDA0003377461050000053
和重力加速度g在传感器测量方向的分量，即：/>
Figure BDA0003377461050000054
其中，纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角为α，道路坡度角i，车辆俯仰角为θ，三者角度之间存在以下关系：α＝θ+i。根据纵向加速度的实际值和纵向加速度的测量值，从而得出纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角近似值。当车辆俯仰角θ趋于0时，cosα趋于1，可以得出纵向夹角α的近似值。/>
S4，根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角，包括以下步骤：
S41，在预设时间内，根据实际车速获取车辆行驶路程，并根据实际车速和纵向夹角获取道路高度变化。其中，预设时间可根据实际情况进行标定。
在本发明的一个实施例，通过下述公式计算预设时间内的车辆行驶路程：
Figure BDA0003377461050000061
其中，S表示车辆行驶路程，T表示预设时间，vi表示实际车速。
在本发明的一个实施例中，通过下述公式计算预设时间内的道路高度变化：
Figure BDA0003377461050000062
其中，Δh表示道路高度变化，T表示预设时间，vi表示实际车速，α表示纵向夹角。
具体而言，当车辆在以一定的速度行驶在道路上时，车轮轮速传感器获取每一时刻的车速，在预设时间内，根据实时得到的车速以及步骤S3得到的纵向夹角可以分别计算出里程数和道路高度的变化。例如，通过上述公式(2)，对速度从0时刻到预设时间T时刻进行求积分，可以得到预设时间内的车辆行驶路程S；通过上述公式(3)，从0时刻到预设时间T时刻对速度与纵向夹角α的正弦值乘积进行求积分，可以得到道路高度变化Δh。其中，预设时间可根据实际情况而定。其中，需要说明的是，在上述公式(3)中也可以直接根据纵向夹角α的弧度值来获取道路高度变化，因为纵向夹角的值很小，α的弧度值和正弦值近似相等。
S42，获取预设时间的初始海拔高度和终止海拔高度的海拔高度差值。
具体而言，车辆在行驶的过程中，地形本身就有海拔高度的变化。为了减去海拔高度的实际影响，在预设时间内，可通过车辆GPS导航仪直接获取预设时间内初始时的海拔高度和终止时的海拔高度，将获取到的值进行差值计算，可以获得预设时间内海拔高度信息。例如，预设时间为10s，初始时刻海拔高度为10m，终止时刻海拔高度为110m，则可以计算出海拔高度差值为100m。在需要说明的是，海拔真实高度信息由车内导航定位设备(如GPS导航仪、北斗定位系统)直接提供，但也可替换为其他方式，如配合二维定位的三维地图，可以借助三维地图来得到起始点的海拔高度，并将两者海拔值作差也可以获得预设时间内海拔高度的信息。
S43，根据车辆行驶路程、道路高度变化和海拔高度差值确定车辆的俯仰角。
在本发明的一个实施例中，通过下述公式计算车辆的俯仰角：
Figure BDA0003377461050000071
其中，θ表示车辆的俯仰角，Δh表示道路高度变化，S表示车辆行驶路程，ΔH表示海拔高度差值。
具体而言，由步骤S41和步骤S42可以得到车辆行驶路程、道路高度变化和海拔高度差值，然后根据车辆行驶路程、道路高度变化和海拔高度变化可以得到车辆的俯仰角。如图4所示，在预设时间内，车行驶的距离越远，道路高度变化越大，车辆行驶起始位置和终点位置的实际海拔高度也在相应的变化，通过上述公式(4)可计算获得车辆的俯仰角θ。
S5，根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。
在本发明的一个实施例中，通过下述公式确定车辆前后轴载荷的分布：
k1·F2-k2·F1＝k1·k2·L·tanθ (5)
其中，θ表示车辆的俯仰角，F2表示车辆的后轴载荷，F1表示车辆的前轴载荷，k2表示车辆的后悬架的总刚度，k1表示车辆的前悬架的总刚度，L表示车辆的前轴和后轴的轴距。
具体而言，由上述步骤可以计算得出车辆的俯仰角，然后利用静力学理论，根据车辆的俯仰角以及预先存储的车辆信息参数可以计算前后轴载荷的差异。其中，预存的车辆信息为车辆的前轴与后轴的轴距L，车辆的前悬架的总刚度k1和车辆的后悬架的总刚度k2。举例而言，如图5所示，车辆的前悬架的总刚度k1和车辆的后悬架的总刚度k2不相等时，前轴轴荷F1和后轴轴荷F2分别施加于前后悬架上，造成前后悬架高度Δh1与Δh2不同，因此可以得到前后轴载荷与俯仰角之间的关系如上述公式(5)所示，再结合上述公式(4)可以得出该车辆前轴与后轴的载荷差值大小。其中，由公式(5)可以看出，俯仰角越大，前后悬架高度差距越大，车辆前轴与后轴的载荷差值也就越大。
在发明的一个实施例中，若该车辆的前悬架的总刚度k1和车辆的后悬架的总刚度k2近似相等，则悬架刚度可记为k，那么俯仰角θ与前后轴荷之差ΔF可简化为正比关系：即
Figure BDA0003377461050000081
即当车辆的俯仰角越大时，前后轴载荷差越大，即载荷作用在前轴和后轴的大小相差较大；车辆俯仰角度越小时，前后轴载荷差越小，即载荷作用在前轴和后轴的大小较为接近。因此可以估计俯仰角即可得到前后轴载荷差异。
上述实施例可以求出前后轴载荷相差多少，不能得到准确的前后轴载荷是多少，若需要得到前后载荷的具体值，则可以根据车辆的总质量来计算。
根据本发明的一个实施例，上述车辆载荷分布的识别方法，还包括：获取车辆的总质量；根据车辆的总质量和车辆前后轴载荷的分布确定车辆的前轴负载和后轴负载。
具体而言，车辆的轴荷就是车轴所承受的载荷，车辆的轴荷分布是指车辆的质量在前轴、后轴上所占的比例，以百分比表示。从轴荷的分配可以看出车辆质量分配的是否合理，是否影响驱动桥有足够的动力，是否影响轮胎超载以及磨损的均匀性，是否影响驾驶的稳定性等。理想状态下前后轴的轴荷各为50％时，轮胎磨损的均匀性以及驾驶的稳定性最好。因此，当获取到车辆空载时的总质量时，根据车辆质量分配在前轴与后轴的比例，可以确定车辆的前轴负载和后轴负载。
综上，本发明的车辆载荷分布的识别方法，能够在车辆行行驶中间接估计车辆前后轴静态载荷分布，可用于改善车辆系统的性能，例如，防抱死制动系统、电子稳定程序、牵引力控制、电子制动力分配、主动悬架、主动侧翻保护、大灯范围控制和轮胎压力监测等。在上述的识别方法中，不需要安装专用的载荷传感器或至少两个车身高度传感器，适用所有车型，精度更高。
作为一个具体示例，如图6所示，当车辆在道路上以一定的速度行驶时，首先获取轮速传感器1发出的信号，加速度计算模块4首先根据轮速信号计算出车辆实际速度vi，并通过微分对车辆速度求导，得到车辆实际的纵向加速度
Figure BDA0003377461050000082
同时纵向加速度传感器组件2可直接采集到车辆纵向加速度的测量值as。接着自适应滤波器5(可以是递归最小二乘、卡尔曼滤波或其它形式的滤波器)根据输入的实际的纵向加速度/>
Figure BDA0003377461050000083
以及车辆纵向加速度的测量值as两个加速度信息估计纵向夹角α的值。当纵向夹角的值确定之后，积分模块6在一个固定的时间周期内根据实时得到的车速/>
Figure BDA0003377461050000084
以及纵向夹角α可计算车辆行驶的里程S和虚拟道路高度变化Δh，同时在固定时间周期内，GPS导航仪3记录出起始与终止时海拔高度信息Hi并在比较模块7中计算俯仰角，最后载荷分布计算模块8根据俯仰角以及预存的车辆信息计算出车辆前后载荷分布。综上所述，根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法，获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值；获取车辆纵向加速度的测量值；根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角；根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角；根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。由此，该方法能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆载荷分布的识别装置。
如图7所示，本发明实施例的车辆载荷分布的识别装置：第一获取模块10、第二获取模块20、第一角度确定模块30、第二角度确定模块40和载荷分布确定模块50。
其中，第一获取模块10用于获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值。第二获取模块20用于获取车辆纵向加速度的测量值。第一角度确定模块30用于根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，纵向加速度传感器组件用于获取车辆纵向加速度的测量值。第二角度确定模块40用于根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角。载荷分布确定模块50用于根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。
根据本发明的一个实施例，载荷分布确定模块50通过下述公式确定车辆前后轴载荷的分布：
k1·F2-k2·F1＝k1·k2·L·tanθ
其中，θ表示车辆的俯仰角，F2表示车辆的后轴载荷，F1表示车辆的前轴载荷，k2表示车辆的后悬架的总刚度，k1表示车辆的前悬架的总刚度，L表示车辆的前轴和后轴的轴距。
根据本发明的一个实施例，第一获取模块10根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值，具体用于：对实际车速进行微分求导，以获得车辆纵向加速度的实际值。
根据本发明的一个实施例，第一角度确定模块30通过下述公式计算获得纵向夹角α：
Figure BDA0003377461050000091
其中，α表示纵向夹角，as表示车辆纵向加速度的测量值，
Figure BDA0003377461050000092
表示车辆纵向加速度的实际值，g表示重力加速度。
根据本发明的一个实施例，第二角度确定模块40根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角，具体用于：在预设时间内，根据实际车速获取车辆行驶路程，并根据实际车速和纵向夹角获取道路高度变化；获取预设时间的初始海拔高度和终止海拔高度的海拔高度差值；根据车辆行驶路程、道路高度变化和海拔高度差值确定车辆的俯仰角。
根据本发明的一个实施例，第二角度确定模块40通过下述公式计算预设时间内的车辆行驶路程：
Figure BDA0003377461050000101
其中，S表示车辆行驶路程，T表示预设时间，vi表示实际车速。
根据本发明的一个实施例，第二角度确定模块40通过下述公式计算预设时间内的道路高度变化：
Figure BDA0003377461050000102
其中，Δh表示道路高度变化，T表示预设时间，vi表示实际车速，α表示纵向夹角。
根据本发明的一个实施例，第二角度确定模块40通过下述公式计算车辆的俯仰角：
Figure BDA0003377461050000103
其中，θ表示车辆的俯仰角，Δh表示道路高度变化，S表示车辆行驶路程，ΔH表示海拔高度差值。
根据本发明的一个实施例，载荷分布确定模块50还用于：获取车辆的总质量；根据车辆的总质量和车辆前后轴载荷的分布确定车辆的前轴负载和后轴负载。
需要说明的是，本发明实施例的车辆载荷分布的识别装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的车辆载荷分布的识别方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的车辆载荷分布的识别装置，第一获取模块用于获取车辆的实际车速，并根据实际车速确定车辆纵向加速度的实际值；第二获取模块用于获取车辆纵向加速度的测量值；第一角度确定模块用于根据纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角；第二角度确定模块用于根据实际车速和纵向夹角确定车辆的俯仰角；载荷分布确定模块用于根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布。由此，该装置能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆。
如图8所示，本发明的车辆控制器200可包括：存储器210、处理器220及存储在存储器210上并可在处理器220上运行的车辆载荷分布的识别程序，处理器220执行车辆载荷分布的识别程序时，实现上述的车辆载荷分布的识别方法。
本发明的车辆控制器，通过执行上述的车辆载荷分布的识别方法，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
对应上述实施例，本发明还提出了一种车辆。
如图9所示，本发明的车辆100可包括：车辆控制器200、速度传感器110、加速度传感器120和导航定位设备130。
本发明的车辆，通过上述的车辆控制器，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
对应上述实施例，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
本发明的计算机可读存储介质，其上存储有车辆载荷分布的识别程序，该车辆载荷分布的识别程序被处理器执行时实现上述的车辆载荷分布的识别方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的车辆载荷分布的识别方法，能够根据车辆的俯仰角确定车辆前后轴载荷的分布，无需额外安装传感器，通用性较强，且精度较高。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，包括：
获取车辆的实际车速，并根据所述实际车速确定所述车辆纵向加速度的实际值；
获取所述车辆纵向加速度的测量值；
根据所述纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，所述纵向加速度传感器组件用于获取所述车辆纵向加速度的测量值；
根据所述实际车速和所述纵向夹角确定所述车辆的俯仰角；
根据所述车辆的俯仰角确定所述车辆前后轴载荷的分布。
2.根据权利要求1所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，通过下述公式确定所述车辆前后轴载荷的分布：
k1·F2-k2·F1＝k1·k2·L·tanθ
其中，θ表示所述车辆的俯仰角，F2表示所述车辆的后轴载荷，F1表示所述车辆的前轴载荷，k2表示所述车辆的后悬架的总刚度，k1表示所述车辆的前悬架的总刚度，L表示所述车辆的前轴和后轴的轴距。
3.根据权利要求1所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，根据所述实际车速确定所述车辆纵向加速度的实际值，包括：
对所述实际车速进行微分求导，以获得所述车辆纵向加速度的实际值。
4.根据权利要求1所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，通过下述公式计算获得所述纵向夹角α：
Figure FDA0003377461040000011
其中，α表示所述纵向夹角，as表示所述车辆纵向加速度的测量值，
Figure FDA0003377461040000012
表示所述车辆纵向加速度的实际值，g表示重力加速度。
5.根据权利要求1所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，所述根据所述实际车速和所述纵向夹角确定所述车辆的俯仰角，包括：
在预设时间内，根据所述实际车速获取车辆行驶路程，并根据所述实际车速和所述纵向夹角获取道路高度变化；
获取所述预设时间的初始海拔高度和终止海拔高度的海拔高度差值；
根据所述车辆行驶路程、所述道路高度变化和所述海拔高度差值确定所述车辆的俯仰角。
6.根据权利要求5所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，通过下述公式计算所述预设时间内的所述车辆行驶路程：
Figure FDA0003377461040000021
其中，S表示所述车辆行驶路程，T表示所述预设时间，vi表示所述实际车速。
7.根据权利要求5所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，通过下述公式计算所述预设时间内的所述道路高度变化：
Figure FDA0003377461040000022
其中，Δh表示所述道路高度变化，T表示所述预设时间，vi表示所述实际车速，α表示所述纵向夹角。
8.根据权利要求5所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，通过下述公式计算所述车辆的俯仰角：
Figure FDA0003377461040000023
其中，θ表示所述车辆的俯仰角，Δh表示所述道路高度变化，S表示所述车辆行驶路程，ΔH表示所述海拔高度差值。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的车辆载荷分布的识别方法，其特征在于，还包括：
获取所述车辆的总质量；
根据所述车辆的总质量和所述车辆前后轴载荷的分布确定所述车辆的前轴负载和后轴负载。
10.一种车辆载荷分布的识别装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取车辆的实际车速，并根据所述实际车速确定所述车辆纵向加速度的实际值；
第二获取模块，用于获取所述车辆纵向加速度的测量值；
第一角度确定模块，用于根据所述纵向加速度的实际值和测量值确定纵向加速度传感器组件与水平面的纵向夹角，其中，所述纵向加速度传感器组件用于获取所述车辆纵向加速度的测量值；
第二角度确定模块，用于根据所述实际车速和所述纵向夹角确定所述车辆的俯仰角；
载荷分布确定模块，用于根据所述车辆的俯仰角确定所述车辆前后轴载荷的分布。
11.一种车辆控制器，其特征在于，存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆载荷分布的识别程序，所述处理器执行所述车辆载荷分布的识别程序时，实现根据权利要求1-9中任一项所述的车辆载荷分布的识别方法。
12.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求11所述的车辆控制器。
13.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括：速度传感器、加速度传感器和导航定位设备。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有车辆载荷分布的识别程序，该车辆载荷分布的识别程序被处理器执行时实现根据权利要求1-9中任一项所述的车辆载荷分布的识别方法。
CN202111421199.1A 2021-11-26 2021-11-26 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置 Pending CN116176604A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111421199.1A CN116176604A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111421199.1A CN116176604A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116176604A true CN116176604A (zh) 2023-05-30

Family

ID=86440775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111421199.1A Pending CN116176604A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116176604A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105829185B (zh) 通过评估滚动半径来估计潜在附着力
KR101735938B1 (ko) 타이어 마모를 판단하기 위한 시스템 및 방법
US6816804B1 (en) System and method for estimating velocity using reliability indexed sensor fusion
US8798887B2 (en) System and method for estimating the mass of a vehicle
US9395233B2 (en) Mass, drag coefficient and inclination determination using accelerometer sensor
US8494710B2 (en) System and method for identifying a spatial relationship for use in calibrating accelerometer data
FI120061B (fi) Menetelmä tiedon keräämiseksi tien pinnan liukkaudesta
CN106232446B (zh) 用于确定惯性传感器的误差的方法
CN105416294B (zh) 一种重型汽车列车参数估计方法
US20100179718A1 (en) Method and device for monitoring the state of tires
US11505015B2 (en) Determining a tire pressure status in a vehicle
US20030144777A1 (en) System and method for monitoring the vehicle dynamics of a motor vehicle
KR101358166B1 (ko) 차량의 가속도 센서의 장기 오프셋 드리프트 결정 방법
CN111114551B (zh) 一种车辆坡道坡度识别方法和装置
JP2019113373A (ja) 輪荷重推定装置
CN111006884B (zh) 基于傅立叶变换的车轮车轴侧偏角与侧偏刚度的测量方法
CN117897319A (zh) 用于确定和表征路面不平坦的方法和设备
CN111132878B (zh) 摩擦估计
US7870781B2 (en) Method for monitoring the tire condition in vehicles
US20240017729A1 (en) Vehicle and vehicle load distribution identification method, apparatus, medium and electronic device
CN106232439A (zh) 用于运行电子制动系统的方法
CN110525441B (zh) 坡度检测方法、系统及车辆
CN116176604A (zh) 车辆及其载荷分布的识别方法和识别装置
JP2016217065A (ja) 路面粗さの計測装置
CN205239485U (zh) 一种重型汽车列车参数估计系统

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