[发明专利]一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置及其确定方法

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轴位置动态测量装置及其确定方法。

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，汽车侧倾中心轴是指车身相对于地面侧倾转动所绕的纵向瞬时轴线，汽车侧倾中心轴分别穿过车身在前轴、后轴处的横断面，与车身在前轴处的横断面的交点为汽车前侧倾中心，与车身在后轴处的横断面的交点为汽车后侧倾中心，即汽车前、后侧倾中心的连线为汽车侧倾中心轴。国内外许多学者和企业，研究汽车侧倾与侧翻时，均假设汽车侧倾轴为静态的，汽车前、后侧倾中心位置不变，，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，其侧倾轴位置是动态变化的，而且侧倾中心轴位置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轴的动态测量。

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轴位置动态测量装置及其确定方法，能够测试汽车发生侧倾时侧倾中心轴位置的动态力学几何位置，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轴位置动态测量装置，包括车轮、车速传感器、车身、质心传感单元、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、前车桥、计算单元、右后车轮垂向载荷传感器、后车桥、右后悬架、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架；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左半部；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轴位置确定方法，汽车在发生侧倾的过程中，车速传感器能够测量汽车的行驶车速，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、侧倾角度及侧倾角加速度，左前车轮垂向载荷传感器、右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                                                推求出汽车分配到前车桥上的簧载质量m₁，根据公式推求出汽车载荷分配到后车桥上的簧载质量m₂；根据公式推求出汽车前侧倾中心到地面的垂直距离h₁，根据公式推求出汽车前侧倾中心到右前侧车轮中心的水平距离T₁；根据公式推求出汽车后侧倾中心到地面的垂直距离h₂，根据公式推求出汽车后侧倾中心到右后侧车轮中心的水平距离T₂，汽车前后侧倾中心的连线为侧倾中心轴。式中：g为重力加速度，T为汽车两侧车轮的水平距离，m为汽车簧载质量，m₁为汽车分配到前车桥上的簧载质量m₁，m₂为汽车分配到后车桥上的簧载质量m₂，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。