本发明专利技术涉及一种汽车质心侧偏角的测量装置,针对现有对汽车质心侧偏角研究存在的不足，提出了一种汽车质心侧偏角测量装置，包括左后车轮垂向载荷传感器、质心传感单元、计算单元、右后车轮垂向载荷传感器、车速传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器。本发明专利技术还涉及一种汽车质心侧偏角计算方法。使用发明专利技术可以根据车轮垂向载荷、汽车的横摆角速度、前轮转向角，计算出汽车行驶中的质心侧偏角。通过对汽车质心侧偏角的把握，对于车辆动力学稳定性控制系统、防侧翻系统等主动安全控制十分重要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车系统动力学研宄
，尤其涉及一种汽车质心侧偏角测量装 置及其计算方法。
技术介绍
通常在车辆系统动力学稳定性控制系统中，车身坐标系下的汽车质心侧偏角定义 为横向速度与纵向速度比值的反正切值，当侧偏角较小时，可以认为侧偏角等于横向速度 与纵向速度的比值。汽车在行驶过程中，如果侧偏角急速增大，可能会造成车辆失控。国内 外许多学者和企业在研宄质心侧偏角时，常用的方法是利用估算的横向速度计算质心侧偏 角，横向速度的估计结果会对质心侧偏角的计算结果影响很大，得到的质心侧偏角误差可 能会很大。
技术实现思路
为了克服当前汽车行驶稳定性研宄存在的不足，本专利技术提出一种汽车质心侧偏角 测量装置及其计算方法，能够准确测出汽车在行驶中的质心侧偏角，为车辆的稳定性控制 提供支持。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种汽车质心侧偏角测量装 置，包括左后车轮、左后车轮垂向载荷传感器、右后车轮、右后车轮垂向载荷传感器、车身、 质心传感单元、计算单元、车速传感器、左前车轮、左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮、右 前车轮垂向载荷传感器；质心传感单元包括横摆角速度传感器和前轮转向角传感器，固定 安装在整车质心位置；车速传感器固定安装在后车桥的中部；左后车轮垂向载荷传感器固 定安装在左后悬架下端；右后车轮垂向载荷传感器固定安装在右后悬架下端；左前车轮垂 向载荷传感器固定安装在左前悬架下端；右前车轮垂向载荷传感器固定安装在右前悬架下 端；左后车轮垂向载荷传感器、质心传感单元、右后车轮垂向载荷传感器、车速传感器、左前 车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器均与计算单元电连接。 本专利技术解决其技术问题所采用的又一种技术方案是：构造一种汽车质心侧偏角计 算方法，车辆在行驶过程中，质心传感单元能够测量汽车的的横摆角速度和前轮转向角，车 速传感器能够测量汽车质心处的纵向速度，左后车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷 传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器能够分别测量各个车轮的垂 向载荷。计算单元根据公式推求出车辆的轮 胎侧向力和纵向力，根据公式：推求 出汽车的质心侧偏角P。式中$分别为四个车轮的纵向力和侧向力，EK C、B、E为轮胎模 型参数，参数的大小与垂向载荷有关，Fsi由垂向载荷传感器反映，X为轮胎滑移率或轮 胎侧偏角，&为汽车纵向速度，由车速传感器反映，m为车身质量，δ为前轮转向角，由前轮 转向角传感器反映，Y为车辆的横摆角速度，由横摆角速度传感器反映。 计算单元通过车轮垂向载荷传感器、质心传感单元和车速传感器测得汽车各车轮 的垂直载荷、汽车的横摆角速度、汽车的前轮转向角和汽车的纵向车速存储并处理数据，输 出计算结果。 本专利技术的有益效果是：能够根据常用车载传感器测量的各车轮的垂向载荷、汽车 横摆角速度、纵向速度、前轮转向角、计算出车辆的质心侧偏角，从而为车辆的主动安全控 制系统提供了理论依据。【附图说明】 图1是汽车及横向速度测量装置的视图。 图中：1-车轮，2-车身，3-质心传感单元，4-左后车轮垂向载荷传感器，5-车速传 感器，6-右后车轮垂向载荷传感器，7-整车质心，8-右前车轮垂向载荷传感器，9-左前车轮 垂向载荷传感器，11_前车桥，1〇_计算单兀，12-后车桥。【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 如图所示的一种汽车质心侧偏角测量装置，包括车轮1、质心传感单元3、车身2、左后 车轮垂向载荷传感器4、车速传感器5、后车桥12、右后车轮垂向载荷传感器6、整车质心7、 右前车轮垂向载荷传感器8、前车桥11、左前车轮垂向载荷传感器9、计算单元10 ;质心传感 单元3包括横摆角速度传感器和前轮转向角传感器，固定安装在车身2上的整车质心位置； 后车桥12、前车桥11的两端与车轮1相连；左后车轮垂向载荷传感器4、右后车轮垂向载荷 传感器6固定安装在后车桥12上；左前车轮垂向载荷传感器9、右前车轮垂向载荷传感器 8固定安装在前车桥11上；车速传感器5固定安装在后车桥12的中部；左后车轮垂向载荷 传感器4、质心传感单元3、右后车轮垂向载荷传感器6、车速传感器5、左前车轮垂向载荷传 感器9、右前车轮垂向载荷传感器8均与计算单元10电连接。 实施例二 本实施例提供一种汽车质心侧偏角的计算方法，车辆在行驶过程中，质心传感单元3 能够测量汽车质心处的横摆角速度和前轮转向角，车速传感器7能够测量汽车质心处的纵 向速度；左后车轮垂向载荷传感器4、右后车轮垂向载荷传感器6、左前车轮垂向载荷传感 器9、右前车轮垂向载荷传感器8能够测量各个车轮的垂向载荷。计算单元16根据公式：推求出车辆的轮胎纵向力Fjrf和侧向力F yi，根 据公式推求出 汽车的质心侧偏角P。式中Fi分别为四个车轮的纵向力和侧向力，e、E为轮胎模型 参数，参数的大小与垂向载荷·^有关，分别为四个车轮的垂向载荷，由车轮垂向载荷传 感器反映，X为车轮滑移率或者轮胎侧偏角，&为车轮纵向速度，由车速传感器反映，m为 车身质量，δ为前轮转向角，由前轮转向角传感器反映，γ为车辆的横摆角速度，由横摆角速 度传感器反映。 计算单元10分别通过右前车轮垂向载荷传感器8、左前车轮垂向载荷传感器9、右 后车轮垂向载荷传感器6、左后车轮垂向载荷传感器5、质心传感单元3、车速传感器7、测得 汽车右前车轮的垂直载荷、汽车左前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷、汽车左后 车轮的垂直载荷、汽车的横摆角速度、汽车的前轮转向角和汽车的纵向车速存储并处理数 据，计算出质心侧偏角，并输出计算结果。【主权项】1. 一种汽车质心侧偏角测量装置，其特征在于，包括车轮（I)、质心传感单元（3)、车身 (2)、左后车轮垂向载荷传感器（4)、车速传感器（5)、后车桥（12)、右后车轮垂向载荷传感 器（6)、整车质心（7)、右前车轮垂向载荷传感器（8)、前车桥（11)、左前车轮垂向载荷传感 器（9)、计算单元（10);质心传感单元（3)包括横摆角速度传感器、和前轮转向角传感器，固 定安装在车身（2)上的整车质心位置；后车桥（12)、前车桥（11)的两端与车轮（1)相连； 左后车轮垂向载荷传感器（4)、右后车轮垂向载荷传感器（6)固定安装在后车桥（12)上； 左前车轮垂向载荷传感器（9)、右前车轮垂向载荷传感器（8)固定安装在前车桥（11)上； 车速传感器（5)固定安装在后车桥（12)的中部；左后车轮垂向载荷传感器（4)、质心传感 单元（3)、右后车轮垂向载荷传感器（6)、车速传感器（5)、左前车轮垂向载荷传感器（9)、右 前车轮垂向载荷传感器（8)均与计算单元（10)电连接。2. -种汽车横向速度计算方法，其特征在于，车辆在行驶过程中，质心传感单元（3)能 够测量汽车质心处的横摆角速度和前轮转向角，车速传感器（5)能够测量汽车质心处的纵 向速度，左后车轮垂向载荷传感器（4)、右后车轮垂向载荷传感器（6)、左前车轮垂向载荷 传感器（9)、右前车轮垂向载荷传感器（8)能够测量各个车轮的垂向载荷；计算单元（10) 根据公式：推求出车辆的轮胎纵向力和侧向力Fyf ，根据公式：推求出车本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车质心侧偏角测量装置，其特征在于，包括车轮(1)、质心传感单元(3)、车身(2)、左后车轮垂向载荷传感器(4)、车速传感器(5)、后车桥(12)、右后车轮垂向载荷传感器(6)、整车质心(7)、右前车轮垂向载荷传感器(8)、前车桥(11)、左前车轮垂向载荷传感器(9)、计算单元(10)；质心传感单元(3)包括横摆角速度传感器、和前轮转向角传感器，固定安装在车身(2)上的整车质心位置；后车桥(12)、前车桥(11)的两端与车轮(1)相连；左后车轮垂向载荷传感器(4)、右后车轮垂向载荷传感器(6)固定安装在后车桥(12)上；左前车轮垂向载荷传感器(9)、右前车轮垂向载荷传感器(8)固定安装在前车桥(11)上；车速传感器(5)固定安装在后车桥(12)的中部；左后车轮垂向载荷传感器(4)、质心传感单元(3)、右后车轮垂向载荷传感器(6)、车速传感器(5)、左前车轮垂向载荷传感器(9)、右前车轮垂向载荷传感器(8)均与计算单元(10)电连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐家川，李少廷，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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