[发明专利]一种基于加速度的测力车轮转动角度测试方法

说明书

本发明公开了一种基于加速度的测力车轮转动角度测试方法；其步骤是：1，加速度传感器设置；2，同步采集加速度值；3，绘制包络线；4，计算类振荡曲线；5，分段处理；6，每分段内波峰点或波谷点及分段点的获取；7，所有波峰点或波谷点及分段点的获取并排序；8.计算时间差；9.计算角速度；10.计算车轮转动角度。本发明能消除传统光电编码器测试方法测试车轮旋转角度时，车辆转向造成的车轮转动角度偏差和车轮外倾角变化对测试结果影响问题，从而能提高车轮转动角度测试的准确性，提高WFT轮胎力解算的精确度。

技术领域

本发明涉及汽车测控技术领域，尤其是一种基于加速度的测力车轮转动角度测试方法。

背景技术

汽车运动是由地面对车轮作用力、车体对车轮作用力以及空气作用力等共同作用的结果，其中地面对轮胎的作用力对汽车的运动起决定性作用，尤其在极限工况下。现有的汽车动力学稳定性控制系统难以解决汽车低附和复杂操控下的侧滑或激转等危险工况下的控制问题，其实质是对极限工况下的轮胎受力状态及其分布估计不准。

轮胎六分力传感器(Wheel Force Transduces,简称WFT)是测力车轮的主要组成部分，是直接测试汽车行驶过程中轮胎力和轮胎力估计算法验证的最直接有效手段。和一般的多维力传感器不同，汽车测力车轮的测试和解算是在不同坐标系下进行的，由于弹性体随着车轮一起沿着轮胎平面转动，所以测试到的轮力是在车轮坐标系下的，而解算得到的轮力则是在车体坐标系下的，和车轮转动无关。因此要实现这种不同坐标系下的轮胎力解算，对于车轮转动角度的测试是必须的。

如图6所示，传统的车轮转动角度的测试方法采用单圈绝对式光电编码器来实现车轮转动角度的测试。单圈绝对式编码器的核心元件是主光栅，其上面刻有复杂而排列有序的线条，每一个角位置都有特定的通光与不通光状态，全周内，没有重复的状态，都是单值函数，经光电信号提取和电路处理，输出连续的自然二进制码，可计算出车轮转动角度。然而该编码器外环与WFT弹性体固定连接，内环固定端引出来与汽车车身固定连接，该固定连接点不在轮胎旋转平面内，故在车辆转向时会造成附加的车轮转动角度偏差，且规律难以确定，不易建模补偿，从而造成车体坐标系下的轮胎力解算结果的不准确。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足之处，提出一种基于加速度的测力车轮转动角度测试方法，以期能提高车轮转动角度测试的准确性，提高WFT轮胎力解算的精确度。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于加速度的测力车轮转动角度测试方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、在车轮上同心设置有轮胎六分力传感器，在所述轮胎六分力传感器的弹性体的四分之一圆周上均匀设置有n个加速度传感器，则相邻两个加速度传感器在圆周上的角度为

步骤2、在所述车轮行驶状态下，利用所述n个加速度传感器分别获取不同时刻下的加速度值，记为A(t)＝{a₁(t),a₂(t),…,a_i(t),…,a_n(t)}，其中，a_i(t)表示第t个时刻下第i个加速度传感器所采集的加速度值，1≤i≤n；T₁≤t≤T₂；T₁和T₂表示开始采样时刻和结束采样时刻；

步骤3、在二维坐标系上绘制在采样总时间T下第i个加速度值{a_i(T₁),…,a_i(t)，…,a_i(T₂)}的曲线及其上包络线和下包络线，并得到所述上包络线和下包络线的均值曲线；所述二维坐标系的横坐标为采样时间，纵坐标为加速度值；