使用悬架位移数据确定横摇角和倾斜角制造技术

一种设备包括可操作地连接到多个车轮的主体，其中多个车轮相对于限定倾斜角(β)的倾斜表面来定位。悬架系统包括至少一个悬架传感器，该悬架传感器配置成提供悬架位移数据。控制器与至少一个悬架传感器通信，并且具有处理器和有形的非暂时性存储器，在该存储器上记录指令。控制器配置成获得悬架位移数据并至少部分地基于悬架位移数据确定横摇角(

Determining Roll Angle and Inclination Angle Using Suspension Displacement Data

A device includes a body operatively connected to a plurality of wheels, in which multiple wheels are positioned relative to an inclined surface with a defined inclination angle (beta). The suspension system includes at least one suspension sensor configured to provide suspension displacement data. The controller communicates with at least one suspension sensor and has a processor and a tangible non-temporary memory on which instructions are recorded. The controller is configured to obtain suspension displacement data and determine roll angle at least partially based on suspension displacement data.\uff08

【技术实现步骤摘要】
使用悬架位移数据确定横摇角和倾斜角引言本公开涉及使用悬架位移数据确定设备的横摇角和倾斜角。虽然可以使用横摇角速率传感器和横向加速度计来估计倾斜道路上车辆的横摇角和倾斜角，但是车辆可能并不总是配备有这种传感器。
技术实现思路
本专利技术公开了一种设备，其具有可操作地连接到多个车轮的主体，其中多个车轮定位在限定倾斜角(β)(相对于水平或绝对水平的环境框架)的倾斜表面上。悬架系统可操作地连接到多个车轮，并且其包括至少一个悬架传感器，该悬架传感器配置成提供悬架位移数据。控制器与悬架传感器通信并且具有处理器和有形的非暂时性存储器，在该存储器上记录指令。处理器执行指令使控制器从悬架传感器获得悬架位移数据。控制器配置成确定多个预定参数、设备的横摆角速度(r)和纵向速度(Vx)。多个预定参数包括第一因子(A)和第二因子(B)。至少部分地基于悬架位移数据确定横摇角控制器被配置为至少部分地基于横摇角横摆角速度(r)、纵向速度(Vx)和多个预定参数来确定倾斜角(β)。部分地基于横摇角和倾斜角(β)中的至少一个来控制设备的操作。第一因子(A)可以至少部分地基于选定的倾斜角(βs)和对应于选定的倾斜角(βs)的选定的横摇角使得选定的倾斜角(βs)介于0和15度之间(包括0和15度)。第二因子(B)可以至少部分地基于第一因子(A)和重力常数(g)，使得此处，当倾斜角(β)为零度时，r0、和Vx0分别是横摆角速度、横摇角和纵向速度。多个车轮包括第一车轮和第二车轮，其中设备包括可操作地连接第一车轮和第二车轮的第一轴。多个预定参数包括第三因子(C)，其部分地基于第一轴。悬架位移数据包括沿着主体的第一角(z＝Z1)的z轴和第一车轮的中心(z＝zu1)的各个坐标之间的第一位移(ΔZLF)，使得ΔZLF＝-(Z1-zu1)。悬架位移数据包括沿着主体的第二角(z＝Z2)的z轴和第二车轮的中心(z＝zu2)的各个坐标之间的第二位移(ΔZRF)，使得ΔZRF＝-(Z2-zu2)。横摇角可以限定为多个车轮可包括第三车轮和第四车轮，其中设备包括可操作地连接第三车轮和第四车轮的第二轴。多个预定参数包括第四因子(D)，其部分地基于第二轴。悬架位移数据可以包括沿着主体的第三角(z＝Z3)的z轴和第三车轮的中心(z＝zu3)的各个坐标之间的第三位移(ΔZLR)，使得ΔZLR＝-(Z3-zu3)。悬架位移数据可以包括沿着主体的第四角(z＝Z4)的z轴和第四车轮的中心(z＝zu4)的各个坐标之间的第四位移(ΔZRR)，使得ΔZRR＝-(Z4-zu4)。横摇角可以限定为：多个预定参数可包括偏航惯性矩(Izz)、俯仰惯性矩(Iyy)、质量(M)和设备的总重心与设备的簧上部分的重心之间的距离(Zc)。倾斜角(β)基于横摇角横摆角速度(r)、纵向速度(Vx)、多个预定参数和重力常数(g)，使得：部分地基于横摇角和倾斜角(β)中的至少一个来控制设备的操作可以包括：如果横摇角和倾斜角(β)中的至少一个超过各自的预定阈值则发送消息。控制设备的操作可以包括如果横摇角和倾斜角(β)中的至少一个超过各自的预定阈值，则限制设备的速度。还公开了一种控制设备操作的方法，该设备具有可操作地连接到多个车轮的主体，其中多个车轮相对于限定倾斜角(β)的倾斜表面定位，该设备具有可操作地连接到多个车轮并具有至少一个悬架传感器的悬架系统，以及与至少一个悬架传感器通信的控制器。该方法能够在线估计横摇角和倾斜角(β)，而不需要以下因素：横摇角速率传感器、横向加速度计、观察者、车轮胎模型、车轮胎传感器或道路信息。该方法能够降低成本并降低复杂性。该方法包括从悬架传感器获得悬架位移数据，并包括获得多个预定参数、横摆角速度(r)和纵向速度(Vx)。多个预定参数包括第一因子(A)和第二因子(B)。该方法包括至少部分地基于悬架位移数据确定横摇角和至少部分地基于横摇角横摆角速度(r)、纵向速度(Vx)和多个预定参数确定倾斜角(β)。部分地基于横摇角和倾斜角(β)中的至少一个来控制设备的操作。从以下结合附图对实现本专利技术的最佳方式的详细描述中，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。附图说明附图1是具有多个车轮、悬架系统和控制器的设备的示意性前视图；图2是图1的设备的示意性局部透视图；并且图3是可由图1的控制器执行的方法的示意性流程图。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，图1和图2示意性地示出了设备10，其具有可操作地连接到多个车轮14的主体12。设备10可以是移动平台，例如但不限于乘用车、运动型多功能车、轻型卡车、重型车辆、ATV、小型货车、公共汽车、运输车辆、自行车、机器人、农具、运动相关的设备、船、飞机、火车或其他运输设备。设备10可以采用许多不同的形式并包括多个和/或替代的组件和设施。虽然图1和图2中示出了设备10的示例，图中所示的组件并不旨在限制。如图1和图2所示，多个车轮14包括第一车轮14A和第二车轮14B。设备10可包括第一、第二、第三和第四车轮分别如图2所示14A、14B、14C、14D。应该理解，设备10中的车轮的数量可以改变。多个车轮14中的每一个限定相应的中心16。在图2中，示出了第一、第二、第三和第四中心16A、16B、16C、16D。如图1和图2所示，设备10包括可操作地连接第一车轮14A和第二车轮14B的第一轴18。如图2所示，第二轴20可操作地连接第三车轮14C和第四车轮14D。如图2所示，主体12限定多个边缘或角22。如图2所示，在所示的实施例中，主体12包括第一、第二、第三和第四角，分别为22A、22B、22C、22D。如图1所示，设备10包括可操作地连接到多个车轮14的悬架系统28。悬架系统28可包括弹簧30、阻尼器32和各种其他部件(未示出)。如图1所示，悬架系统28包括至少一个悬架传感器36，其配置成提供悬架位移数据，即，弹簧30的各种局部区段、阻尼器32或悬架系统28的其他部件的相对位移。悬架传感器36可以安装在各种位置，安装的变化取决于设备10的设计。悬架传感器36的数量可以基于设备10而变化(参见图2中所示的传感器36A、B、C和D)。应当理解，设备10可采用本领域技术人员可用的任何类型的悬架和传感器技术。例如，悬架传感器36可以包括应变计，该应变计被配置为通过安装表面处的应变元件的变化来改变其电阻。应变元可以被定义为弹簧的局部区段、减震器或悬架的其他部件的相对位移。可以使用惠斯通电桥(未示出)或其他单元测量应变计的电阻变化。悬架传感器36可以配置成将应变计的电阻变化转换成电刺激，以传输到控制器C。或者，悬架传感器36可包括磁流变流体(MR)或载体流体，其填充有微米大小的磁性颗粒。当受到磁场作用时，磁性颗粒增加流体的粘度，使其成为粘弹性固体。悬架传感器36可以配置成将磁流变流体(MR)的物理特性的变化转换成电刺激，以传输到控制器C。如图1所示，设备10位于倾斜表面38上。表面倾斜角40，在此称为倾斜角40(β)，是在设备10所在的倾斜表面38和环境框架水平42之间形成的角度，环境框架水平42可以被称为地平面或海平面或绝对水平。如图1所示，当设备10没有运转时，设备10的垂直中心线44在设备框架中垂直延伸。垂直中心线44通常垂直于第一轴1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：主体，可操作地连接到多个车轮，所述多个车轮定位在限定倾斜角(β)的倾斜表面上；悬架系统，可操作地连接到所述多个车轮，并且具有至少一个悬架传感器，所述悬架传感器配置成提供悬架位移数据；控制器，与所述至少一个悬架传感器通信，并具有处理器和记录指令的有形非暂时性存储器，所述处理器执行所述指令使得所述控制器：从所述至少一个悬架传感器获得所述悬架位移数据；获得多个预定参数、横摆角速度(r)和纵向速度(Vx)，所述多个预定参数包括第一因子(A)和第二因子(B)；至少部分地基于所述悬架位移数据确定横摇角

【技术特征摘要】
2017.11.10 US 15/8093031.一种设备，包括：主体，可操作地连接到多个车轮，所述多个车轮定位在限定倾斜角(β)的倾斜表面上；悬架系统，可操作地连接到所述多个车轮，并且具有至少一个悬架传感器，所述悬架传感器配置成提供悬架位移数据；控制器，与所述至少一个悬架传感器通信，并具有处理器和记录指令的有形非暂时性存储器，所述处理器执行所述指令使得所述控制器：从所述至少一个悬架传感器获得所述悬架位移数据；获得多个预定参数、横摆角速度(r)和纵向速度(Vx)，所述多个预定参数包括第一因子(A)和第二因子(B)；至少部分地基于所述悬架位移数据确定横摇角至少部分地基于所述横摇角所述横摆角速度(r)、所述纵向速度(Vx)和所述多个预定参数确定所述倾斜角(β)；和部分地基于所述横摇角和所述倾斜角(β)中的至少一个来控制所述设备的操作。2.如权利要求1所述的设备，其中：所述第一因子(A)至少部分地基于选定的倾斜角(βs)和对应于所述选定的倾斜角的选定的横摇角使得并且所述选定的倾斜角(βs)在0到15度之间，包括0和15度。3.如权利要求2所述的设备，其中：所述第二因子(B)至少部分地基于所述第一因子(A)和重力常数(g)，使得并且当所述倾斜角(β)为零度时，r0、和Vx0分别是所述横摆角速度、横摇角和纵向速度。4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个车轮包括第一车轮和第二车轮，并且还包括：第一轴，可操作地连接所述第一车轮和所述第二车轮，所述多个预定参数包括部分地基于所述第一轴的第三因子(C)；其中，所述悬架位移数据包括沿着所述主体的第一角(z＝Z1)的z轴和所述第一车轮的中心(z＝zu1)的各个坐标之间的第一位移(ΔZLF)，使得ΔZLF＝-(Z1-zu1)；并且其中，所述悬架位移数据包括沿着所述主体的第二角(z＝Z2)的所述z轴和所述第二车轮的中心(z＝zu2)的各个坐标之间的第二位移(ΔZRF)，使得ΔZRF＝-(Z2-zu2)。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述横摇角限定为：6...

【专利技术属性】
技术研发人员：SK·陈，V·派力普查克，B·B·利特库西，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US