[发明专利]轮胎受力计算方法、装置和车载计算机设备

说明书

本发明提供一种轮胎受力计算方法、装置和车载计算机设备，该轮胎受力计算方法用于根据车辆常用传感器观测数据计算轮胎力，包括：实时获取车辆的纵向加速度、横摆角速度、纵向车速、侧向加速度以及方向盘转角；按照预设的轮胎垂向力算式，利用纵向加速度、横摆角速度以及纵向车速进行运算，获得轮胎垂向力；按照预设的轮胎纵向力算式，利用轮胎参数、垂直荷载以及轮胎垂向力进行运算，获得轮胎纵向力；按照预设的轮胎侧向力算式，利用所述纵向加速度、所述侧向加速度、所述方向盘转角、所述轮胎垂向力以及所述轮胎纵向力进行运算，获得轮胎侧向力。本发明的轮胎受力计算方法，使用车辆常用传感器即可实现轮胎力的计算，从而降低轮胎力获取的成本。

技术领域

本发明涉及车辆动力学领域，具体而言，涉及一种轮胎受力计算方法、装置、车载计算机设备和计算机存储介质。

背景技术

轮胎力是决定车辆动力学状态的关键参量，同时也是汽车底盘智能控制的基础，车辆在行驶的过程中，轮胎力受多方面因素的影响。

目前，获得轮胎力的方法主要有直接测量法，该直接测量法需要复杂且特定的轮胎力传感器，例如可以使用KISTLER(奇石乐)的轮胎六分力传感器。但是这些传感器非常昂贵，不能广泛应用于大规模生产的汽车中。

另一种方法则是使用各种轮胎模型进行轮胎力的计算，例如使用Dugoff模型，或Pacejka轮胎模型等，但是轮胎模型中的许多参数获取需要大量不同轮胎规格、不同轮胎压力下的试验数据进行校准，其试验成本较高。

总的来说，现有的轮胎力获取方法，其轮胎力获取成本太高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种轮胎受力计算方法、装置、车载计算机设备和计算机存储介质，以降低轮胎力获取的成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种轮胎受力计算方法，用于根据车辆常用传感器观测数据计算轮胎力，包括：

实时获取车辆的纵向加速度、横摆角速度、纵向车速、侧向加速度以及方向盘转角；

按照预设的轮胎垂向力算式，利用所述纵向加速度、所述横摆角速度以及所述纵向车速进行运算，获得轮胎垂向力；

按照预设的轮胎纵向力算式，利用轮胎参数、垂直荷载以及所述轮胎垂向力进行运算，获得轮胎纵向力；

按照预设的轮胎侧向力算式，利用所述纵向加速度、所述侧向加速度、所述方向盘转角、所述轮胎垂向力以及所述轮胎纵向力进行运算，获得轮胎侧向力。

优选地，所述轮胎垂向力算式包括：

式中，a是车辆质心与车轮前轴的距离，b是车辆质心与车轮后轴的距离，h_g为车辆的质心高度，w为轮距，m为车辆质量，g为重力加速度，u为车辆纵向车速，为车辆横摆角速度，fl代表车辆前方左车轮，fr代表车辆前方右车轮，rl代表车辆后方左车轮，rr代表车辆后方右车轮。

优选地，所述轮胎纵向力算式包括：

其中，上式为基于PID算法的轮胎纵向力算式，式中，R_ij为各个轮胎的有效半径，R_s,ij为各个轮胎的静态轮胎半径，F_zij为轮胎垂向力，k_zij为轮胎垂向刚度，K_p、K_i以及K_d为PID参数，e_ω为车轮加速度偏差，为轮胎纵向力初始值，为轮胎纵向力。