[发明专利]一种车辆轮胎垂直载荷监测装置及方法

说明书

本发明属于车辆驱动控制领域。为了解决目前多轮独立驱动车辆行驶过程中的轮胎垂直载荷无法获取的问题，本发明提供了一种车辆轮胎垂直载荷监测装置及方法，包括建立单元、检测单元及计算单元；建立单元与检测单元连接，用于建立三维坐标系；检测单元与计算单元连接，用于检测车辆相对于三维坐标系X、Y、Z轴的角速度；计算单元用于根据计算式：求得车辆轮胎垂直载荷。本发明能够实时监测车辆行驶过程中的轮胎垂直载荷，提升了车辆的动力性能和驱动效率，降低了轮胎的磨损。

技术领域

本发明涉及车辆驱动控制领域，具体涉及一种车辆轮胎垂直载荷监测装置及方法。

背景技术

多轮独立驱动车辆(例如六轮独立驱动电动车辆，每个车轮均由轮毂电机独立驱动)在不平路面、低附着路面行驶或翻越障碍时，由于各车轮所获得的路面附着力不同，在给定相同电机转矩的情况下，各个车轮的转速难以协同一致，这样一方面加速了轮胎的磨损，另一方面很可能导致车轮滑转，车轮的滑转会影响车辆行驶的稳定性，也会降低车辆的动力性能，因此在多轮独立驱动车辆行驶的过程中，需要对车轮进行防滑控制，实时监测每个车轮的滑转情况。轮胎垂直载荷是车轮防滑控制的关键参数，但车辆在行驶过程中，车轮所受的路面冲击难以测定，轮胎垂直载荷无法获取。

发明内容

本发明提供了一种车辆轮胎垂直载荷监测装置及方法，以解决目前多轮独立驱动车辆行驶过程中的轮胎垂直载荷无法获取的问题，实现实时监测车辆行驶过程中的轮胎垂直载荷的目的。

第一方面，本发明提供了一种车辆轮胎垂直载荷监测装置，包括建立单元、检测单元及计算单元；所述建立单元与所述检测单元连接，用于建立车辆的三维坐标系；所述检测单元与所述计算单元连接，用于检测所述车辆相对于所述三维坐标系X轴的角速度p、所述车辆相对于所述三维坐标系Y轴的角速度q、所述车辆相对于所述三维坐标系Z轴的角速度r；所述计算单元用于根据计算式：

求得车辆轮胎垂直载荷F_zi，

其中，i为第i个车轮，且i为偶数，m_i为第i个车轮的簧下质量，u为所述车辆沿所述三维坐标系X轴的线速度，v为所述车辆沿所述三维坐标系Y轴的线速度，为所述车辆沿所述三维坐标系Z轴的线速度的导数，p为所述车辆相对于所述三维坐标系X轴的角速度，为所述车辆相对于所述三维坐标系X轴的角速度的导数，q为所述车辆相对于所述三维坐标系Y轴的角速度，r为所述车辆相对于所述三维坐标系Z轴的角速度，l为所述车辆最前端的车轮与车体的铰接点和所述车辆最后端的车轮与车体的铰接点之间的距离，α为所述车辆的车体悬挂装置在角位移方向的动行程，为所述车辆的车体悬挂装置在角位移方向的动行程的导数，为所述车辆的车体悬挂装置在角位移方向的动行程的二阶导数，B为轮距，a_i/2为每对车轮与车体的铰接点和所述车辆的质心之间的距离，z为所述车辆任意一个车轮的铰接点与XY平面之间的距离，g为重力加速度，θ为所述车辆在所述三维坐标系中的侧倾角，为所述车辆在所述三维坐标系中的俯仰角。

第二方面，本发明还提供了一种电动车辆，包括上述的车辆轮胎垂直载荷监测装置。

第三方面，本发明还提供了一种车辆轮胎垂直载荷监测方法，包括以下步骤：建立车辆的三维坐标系；检测所述车辆相对于所述三维坐标系X轴的角速度p、所述车辆相对于所述三维坐标系Y轴的角速度q、所述车辆相对于所述三维坐标系Z轴的角速度r；利用计算式：

求得车辆轮胎垂直载荷F_zi。

本发明车辆轮胎垂直载荷监测装置具有以下有益效果：