【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车，具体为一种轮胎侧偏角实时识别的系统。
技术介绍
1、在汽车工业和驾驶领域，车辆操控和安全性一直是重要的关注点。车辆的操控性与轮胎的性能密切相关，而轮胎侧偏角是影响车辆稳定性的关键参数之一。同时，轮胎的侧偏角又包含伪侧偏成分，即在零度侧偏角时，仍存在较大的侧向加速度。
2、在车辆稳定行驶与安全控制领域中，如车辆质心侧偏角等标准车载传感器无法直接测量的车辆状态参数也极为重要，受制于制造成本与车体架构等因素，利用标准车载传感器测量参数以及如整车质量等的车辆结构参数对上述车辆状态参数进行滤波计算与估计的方案可行性较高。当前对车辆状态参数进行滤波计算与估计的方法大多基于卡尔曼滤波技术进行设计，其利用先验噪声的统计特性，对估计过程中的噪声进行一系列的处理从而能够有效应对测量误差，实现对选定量较为准确的估计。
3、目前侧向动力学的参数研究，缺乏定量解析侧向加速度信号产生机理和特征的物理模型。目前算法均是基于定性的信号规律，建立拟合关系。算法精度不高，适用范围窄。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种轮胎侧偏角实时识别的系统，具备提高了数据的稳定性与准确性等优点，解决了上述技术问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种轮胎侧偏角实时识别的系统，包括智能轮胎传感器、加速度传感器、处理器以及运算模块；
5、所述智能轮胎传感器底
6、所述加速度传感器用于收集车辆在行驶过程中的加速信号，并将加速信号通过无线传输方式发送至处理器中进行计算处理，所述加速度传感器将每五个信号编为一组；
7、所述处理器用于对接收到的轮胎带束层的侧偏引起的弹性侧向变形uy_belt数据和轮胎胎面的侧偏引起的侧向变形uy_tread数据根据算法公式计算弹性侧偏角，再通过算法公式计算弹性变形值，所述处理器根据计算得出的弹性侧偏角和弹性变形值通过算法公式计算出正常行驶状态下轮胎侧偏角，之后将由传感器数据计算得出的轮胎侧偏角输送至运算模块中进行计算处理；
8、所述运算模块通过读取车辆tbox中的信息来对汽车的前后轮的侧偏刚度进行读取，并对车辆的实时侧偏角进行计算，通过车辆实时的扭矩和所受到的侧向力以及扭转量带入到算法公式中，对车辆的轮胎侧偏角进行计算，之后将运算模块计算得出的轮胎侧偏角以及处理器发送的轮胎侧偏角通过卡尔曼滤波的方式进行融合计算，得出最终的实时轮胎侧偏角。
9、作为本专利技术的优选技术方案，以所述智能轮胎传感器建立三维坐标系，其中以智能轮胎传感器水平时其底面平面处于xoy平面内，所述智能轮胎传感器的ay轴与轮胎的转动轴相平行。
10、作为本专利技术的优选技术方案，所述带束层弹性侧向变形uy_belt和胎面的弹性侧向变形uy_tread之间呈近似的线性关系，可通过弹性侧向变形uy_belt通过计算公式求出侧偏角大小，计算公式如下：
11、
12、其中，αslip为弹性侧偏角，x为坐标位置，ku是uy_belt和uy_tread之间的标定系数关系。
13、作为本专利技术的优选技术方案，所述弹性侧偏角包含两部分，一部分为轮胎的非线性特性引起的伪侧偏角度，另一部分为弹性变形，计算公式如下：
14、
15、
16、其中，表示的实际计算得出的轮胎侧偏角，αply表示的伪侧偏角度，uy_ply表示的是胎面的变形数据，表示胎面实际变形数据为胎面的变形数据与带束层弹性侧向变形uy_belt数据之和。
17、作为本专利技术的优选技术方案，将所述和代入至弹性侧偏角计算公式中，得出如下计算公式：
18、
19、由于正常行驶状态下，轮胎的侧偏角较小，因此可得到如下计算公式：
20、
21、进一步得到，如下计算公式：
22、
23、作为本专利技术的优选技术方案，所述αply表示的伪侧偏角度，其与胎面的变形数据uy_ply满足下述计算公式：
24、
25、最终得到如下计算公式：
26、
27、之后处理器将计算得出的传输到运算模块内部进行计算。
28、作为本专利技术的优选技术方案，所述加速度传感器实际采样频率为1600hz，通过五点移动平均的方式对加速度信号做滤波处理，且截止频率为200hz。
29、作为本专利技术的优选技术方案，所述运算模块读取车辆tbox内部的车辆姿态数据，并通过车辆的质量、车辆的转动惯量、车辆的前后轮侧偏刚度来对车辆的前后轮的偏转角度分别进行计算。
30、作为本专利技术的优选技术方案，所述运算模块通过侧向力以及力矩的具体计算公式如下：
31、may＝fyf+fyr＝cαfαf+cαrαr
32、
33、其中m为车辆质量，ay为车辆的横向加速度，i为车辆的转动惯量，为车辆的横摆角加速度，a为前轮到车辆质心的距离，b为后轮到车辆质心的距离，fyf为前轮侧向力，fyr为后轮侧向力，cαf为前轮的侧偏刚度，cαr为后轮的侧偏刚度。
34、作为本专利技术的优选技术方案，所述运算模块通过算法公式计算出的后轮的偏转角度αr和前轮的偏转角度αf，并将处理器传输的进行卡尔曼滤波进行融合计算，得出实时侧偏角。
35、与现有技术相比，本专利技术提供了一种轮胎侧偏角实时识别的系统，具备以下有益效果：
36、1、本专利技术通过读取传感器与车辆tbox以及数据库中的部分参数，通过两种不同的手段来对测算而对轮胎侧偏角进行计算，并将二者通过卡尔曼滤波进行融合计算，从多个维度上来对车辆的驾驶情况进行分析，实现轮胎实时侧偏角识别，提高了数据的稳定性与准确性。
37、2、本专利技术通过在进行数据卡尔曼滤波计算式，引入结合实验数据，形成查找表，在对数据进行测算时，通过增加了当前车辆的实时状态分析，进而实时从多个维度上对数据进行计算，提高了数据的实时性。
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1.一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：包括智能轮胎传感器、加速度传感器、处理器以及运算模块；
2.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：以所述智能轮胎传感器建立三维坐标系，其中以智能轮胎传感器水平时其底面平面处于xOy平面内，所述智能轮胎传感器的Ay轴与轮胎的转动轴相平行。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述带束层弹性侧向变形uy_belt和胎面的弹性侧向变形uy_tread之间呈近似的线性关系，可通过弹性侧向变形uy_belt通过计算公式求出侧偏角大小，计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述弹性侧偏角包含两部分，一部分为轮胎的非线性特性引起的伪侧偏角度，另一部分为弹性变形，计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：将所述和代入至弹性侧偏角计算公式中，得出如下计算公式：
6.根据权利要求5所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述αply表示的伪侧偏角度，其
7.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述加速度传感器实际采样频率为1600Hz，通过五点移动平均的方式对加速度信号做滤波处理，且截止频率为200Hz。
8.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述运算模块读取车辆TBOX内部的车辆姿态数据，并通过车辆的质量、车辆的转动惯量、车辆的前后轮侧偏刚度来对车辆的前后轮的偏转角度分别进行计算。
9.根据权利要求8所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述运算模块通过侧向力以及力矩的具体计算公式如下：
10.根据权利要求9所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述运算模块通过算法公式计算出的后轮的偏转角度αr和前轮的偏转角度αf，并将处理器传输的进行卡尔曼滤波进行融合计算，得出实时侧偏角。
...【技术特征摘要】
1.一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：包括智能轮胎传感器、加速度传感器、处理器以及运算模块；
2.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：以所述智能轮胎传感器建立三维坐标系，其中以智能轮胎传感器水平时其底面平面处于xoy平面内，所述智能轮胎传感器的ay轴与轮胎的转动轴相平行。
3.根据权利要求1所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述带束层弹性侧向变形uy_belt和胎面的弹性侧向变形uy_tread之间呈近似的线性关系，可通过弹性侧向变形uy_belt通过计算公式求出侧偏角大小，计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：所述弹性侧偏角包含两部分，一部分为轮胎的非线性特性引起的伪侧偏角度，另一部分为弹性变形，计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的一种轮胎侧偏角实时识别的系统，其特征在于：将所述和代入至弹性侧偏角计算公式中，得出如下计算公式：
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【专利技术属性】
技术研发人员：项大兵，张舜，杜守俊，
申请(专利权)人：江苏路必达物联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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