[发明专利]一种轮胎垂向力的测量方法及装置

说明书

本发明涉及车辆工程技术领域，公开了一种轮胎垂向力的测量方法及装置。该方法采集轮胎在不同工况下的垂向加速度数据，根据该数据生成垂向加速度信号响应图，在图中获取轮胎的接地印痕长度，结合轮胎半经验模型，进行台架试验，就可以确定轮胎垂向力的测量表达式，在实际求取轮胎的垂向力时，仅需采集轮胎的接地印痕长度、胎压和轮速，就可以结合轮胎垂向力的测量表达式得出轮胎垂向力的测量值。本发明借助理论基础较强的轮胎动力学模型求解轮胎垂向力，可以提高轮胎垂向力测量的精度，还可以节约成本，保证轮胎行驶的安全性。

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别是涉及一种轮胎垂向力的测量方法及装置。

背景技术

目前通常采用机器学习的方式对轮胎垂向力进行估算，通过采集车辆在不同工况下的运行数据结合训练函数，得出垂向载荷预估模型，将模型导入到实时控制器中，通过实时采集轮胎的接地及轮速、胎压信息，实现对垂向载荷的实时估算。

由于采用机器学习算法对轮胎垂向力进行估算的这种方法，需要庞大的数据库确保垂向力估算的精度，所以在前期的数据采集中，需要考虑的工况较多，试验的成本较大，数据训练的周期长，应用的范围局限，而且缺乏轮胎力学的支撑，算法的精度不够。

发明内容

本发明提供了一种轮胎垂向力的测量方法及装置，可以通过较少的传感器和试验采集数据，节约成本，保证轮胎行驶的安全性，提高轮胎垂向力测量的精度。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种轮胎垂向力的测量方法，包括：

采集轮胎的接地印痕长度和胎压；

根据预设的速度公式获取轮胎的轮速；

利用轮胎垂向力模型，根据获取的轮胎的接地印痕长度、胎压和轮速，测量轮胎垂向力；其中，所述轮胎垂向力模型是改进后的轮胎半经验模型。

本发明仅需要采集轮胎的接地印痕长度、胎压和轮速，再利用轮胎垂向力模型就可以测量出轮胎的垂向力，其中本发明用到的轮胎垂向力模型是根据轮胎半经验模型改进得到的，利用轮胎半经验模型计算轮胎的垂向力可以提高垂向力测量的精度，也可以减少前期需要采集的数据量。

进一步地，所述轮胎垂向力模型，具体为：

接收训练轮胎在不同工况下的垂向加速度数据；

根据所述垂向加速度数据，生成训练垂向加速度信号响应图；

分析所述训练垂向加速度信号响应图，获取训练轮胎的接地印痕长度；

根据所述训练轮胎的接地印痕长度，对轮胎半经验模型开展台架试验，形成轮胎垂向力模型。

本发明采集训练轮胎在不同工况下的垂向加速度数据，根据该数据生成垂向加速度信号响应图，在图中获取训练轮胎的接地印痕长度，结合轮胎半经验模型，进行台架试验，就可以确定轮胎垂向力模型；借助理论基础较强的轮胎半经验模型求解轮胎垂向力，使得求解的结果精度得以保证。

进一步地，所述根据所述训练轮胎的接地印痕长度，对轮胎半经验模型开展台架试验，形成轮胎垂向力模型，具体为：

所述轮胎半经验模型的表达式，具体为：

其中，a为训练轮胎的接地印痕长度；R₀为训练轮胎的自由滚动半径；F_Z为训练轮胎的垂向力；C_z为训练轮胎的垂向刚度；a₁和b₁为待拟合的系数；m和n为待拟合的次数；

根据台架试验对a1、b1、m和n四个参数进行参数辨识，形成轮胎半经验模型的表达式；