[发明专利]一种汽车侧倾中心位置测量装置及其计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车侧倾与侧翻研究技术领域，尤其涉及一种汽车侧倾中心位置测量装置及其计算方法。

背景技术

汽车侧倾稳定性是衡量汽车安全性能的重要指标，汽车发生大幅度侧倾、甚至发生侧翻可能引发严重交通事故，其危害程度仅次于汽车发生碰撞事故。对于两轴汽车来说，汽车侧倾中心是指车体发生侧倾运动时车身转动所绕的瞬时轴线与汽车质心所在的横向垂直切面的交点，一般用汽车质心位置作为参考原点表示汽车侧倾中心位置。国内外许多学者和企业，研究汽车侧倾与侧翻时，均假设汽车侧倾中心位置不变，而且当成常值用于汽车侧倾与侧翻研究。但是，汽车在发生侧倾与侧翻时，其侧倾中心位置是变化的，而且会影响汽车防侧翻控制系统的精度和效果，目前的技术文献未能实现汽车侧倾中心位置的测量。

发明内容

为了克服目前汽车侧倾与侧翻研究存在的不足，本发明提出一种汽车侧倾中心位置测量装置及其计算方法，能够测试汽车发生侧倾时侧倾中心的力学几何位置，为有效控制汽车防止发生侧翻提供支持。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种汽车侧倾中心位置测量装置，包括车轮、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架、车身、质心传感单元、计算单元、右后悬架、右后车轮垂向载荷传感器、车速传感器、后车桥、前车桥、左前悬架、左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器、右前悬架；质心传感单元包括侧向加速度传感器、横摆角速度传感器和侧倾角传感器，固定安装在整车质心位置；后车桥、前车桥的两端与车轮相连；左后悬架的上端与车身固连，左后悬架的下端通过左后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；右后悬架的上端与车身固连，右后悬架的下端通过右后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；左前悬架的上端与车身固连，左前悬架的下端通过左前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；右前悬架的上端与车身固连，右前悬架的下端通过右前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；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、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。

本发明解决其技术问题所采用的又一种技术方案是：构造一种汽车侧倾中心位置计算方法，车辆在发生侧倾的过程中，质心传感单元能够测量汽车质心处的侧向加速度、横摆角速度、侧倾角加速度及侧倾角度，车速传感器能够测量汽车的行驶车速，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测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元根据公式                                                推求出汽车侧倾中心到地面的垂直距离h，根据公式推求出汽车侧倾中心到右侧车轮中心的水平距离T₁，式中：g为重力加速度，T为汽车两侧车轮的水平距离，M为整车质量，m_L为簧载质量，H为整车质心到地面的垂直距离，F₁为汽车右前车轮的垂直载荷，F₂为汽车左前车轮的垂直载荷，F₃为汽车右后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左后车轮的垂直载荷，a_y为汽车的侧向加速度，ω为汽车的横摆角速度，为汽车的侧倾角，为汽车的侧倾角加速度，u为汽车的行驶车速；F₁、F₂、F₃和 F₄分别由右前车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器和左后车轮垂向载荷传感器反映，a_y、ω、和由质心传感单元反映，u由车速传感器反映。

计算单元通过右前车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后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、汽车的侧向加速度、汽车的横摆角速度、汽车的侧倾角加速度、汽车的侧倾角和汽车的行驶车速存储并处理数据，输出计算结果。

    本发明的有益效果是：能够根据汽车各车轮的垂向载荷、汽车的横摆角速度、汽车的侧倾角和汽车的行驶车速等，计算出汽车发生侧倾与侧翻时侧倾中心的位置，提高汽车侧翻预测与防侧翻控制系统研究精度和效果。

附图说明                    

图1是汽车及侧倾中心位置测量装置的主视图。

图2是汽车及侧倾中心位置测量装置的俯视图。