[发明专利]车辆动态质心的计算方法、横摆力矩的计算方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆动态质心的计算方法、横摆力矩的计算方法和系统。

背景技术

随着社会的发展，人们对车辆安全性的要求越来越高，车辆稳定性控制系统在车辆上的应用越来越普遍。在车辆稳定性控制系统中，横摆力矩是一个很重要的参数，横摆力矩通常是计算出来的，横摆力矩的计算精度越高，车辆的稳定控制效果越好。

现有技术中有一种横摆力矩的计算方法，该计算方法是利用模糊控制方法，以横摆角速度和侧偏角作为两个输入量，依照经验根据模糊规则计算出横摆力矩，这种方法是建立在大量的试验基础之上的，需要进行大量的试验，人力物力的消耗较大，且计算出的横摆力矩的精度并不能令人满意。

发明内容

本发明为解决上述横摆力矩的计算方法精度不能令人满意的问题，提供一种横摆力矩的计算方法，该计算方法考虑了车辆运行中各种不同的状态，计算出的横摆力矩更精确。

本发明的车辆横摆力矩的计算方法，用加速度传感器测量纵向加速度和横向加速度的值，获取前轮侧向力、后轮侧向力、前轮侧偏角和后轮侧偏角的值，然后，由如下公式计算横摆力矩：

M＝F_sf*cosα_f*(a+h*a_x/g)-F_sf*sinα_f*h*a_y/g-F_sr*(b-h*a_x/g)

其中，M是横摆力矩，F_sf是前轮侧向力，F_sr是后轮侧向力，α_f是前轮侧偏角，α_r是后轮侧偏角，a是车辆静止时其质心到前轴的距离，b是车辆静止时其质心到后轴的距离，h是车辆质心高度，a_x是纵向加速度，a_y是横向加速度，g是重力加速度。

进一步地，

F_sf的计算公式如下：F_sf＝C_f*α_f

F_sr的计算公式如下：F_sr＝C_r*α_r

其中，C_f是前轮胎的侧偏刚度，C_r是后轮胎的侧偏刚度。

进一步地，用方向盘转角传感器测量方向盘转角的值，用陀螺仪传感器测量横摆角速度的值，用轮速传感器测量车辆纵向速度的值，获取侧偏角的值，然后，用如下公式计算前轮侧偏角和后轮侧偏角：

αf=δ/K-β+aωu]]>

αr=-β+bωu]]>

其中，δ表示方向盘转角，K表示方向盘与车轮之间的传动比，ω表示车辆绕静止时的质心位置的横摆角速度，β表示侧偏角，u表示车辆纵向速度。

进一步地，β的计算公式如下：tanβ＝∫(a_y-u*ω)/u。

本发明还提供一种车辆动态质心位置的计算方法，其中，用加速度传感器测量纵向加速度和横向加速度的值，以车辆静止时的质心位置为原点设置直角坐标系，所述直角坐标系的X轴方向为车身的纵向且指向车辆的前进方向，所述坐标系的Y轴方向为车身的横向，所述动态质心的坐标如下：