一种汽车侧倾中心位置测量装置及其计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车侧倾中心位置测量装置,针对现有对汽车侧倾和侧翻研究存在的不足，提出了一种汽车侧倾中心位置测量装置，包括左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架、质心传感单元、计算单元、右后悬架、右后车轮垂向载荷传感器、车速传感器、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、右前悬架等。本发明还涉及一种汽车侧倾中心位置计算方法。使用发明可以根据汽车各车轮的垂向载荷、汽车的横摆角速度、汽车的侧倾角和汽车的行驶车速，计算出汽车发生侧倾与侧翻时侧倾中心的位置，有效提高汽车侧翻预测与防侧翻控制系统效果。
【专利说明】一种汽车侧倾中心位置测量装置及其计算方法
【技术领域】
[0001] 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位置测量 装置及其计算方法。
【背景技术】
[0002] 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，汽车侧倾中心是指车体发生侧倾运动时车身转动所绕的瞬时轴线与汽车质心所在的横 向垂直切面的交点，一般用汽车质心位置作为参考原点表示汽车侧倾中心位置。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，其侧倾中心位置是变化的，而且会 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位置的测 量。
【发明内容】
[0003] 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中心位 置测量装置及其计算方法，能够测试汽车发生侧倾时侧倾中心的力学几何位置，为有效控 制汽车防止发生侧翻提供支持。
[0004] 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位置测量装 置，包括车轮、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架、车身、质心传感单元、计算单元、右后悬 架、右后车轮垂向载荷传感器、车速传感器、后车桥、前车桥、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；质心传感单兀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中部；左后车轮 垂向载荷传感器、质心传感单兀、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。
[0005] 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 心位置计算方法，车辆在发生侧倾的过程中，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、侧倾角加速度及侧倾角度，车速传感器能够测量汽车的行驶 车速，左后车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感 器、右前车轮垂向载荷传感器能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元根据公式
【权利要求】
1. 一种汽车侧倾中心位置测量装置，包括车轮[1]、左后车轮垂向载荷传感器[2]、左 后悬架[3]、车身[5]、质心传感单元[6]、计算单元[8]、右后悬架[9]、右后车轮垂向载荷 传感器[10]、车速传感器[11]、后车桥[12]、前车桥[13]、左前悬架[14]、左前车轮垂向载 荷传感器[15]、右前车轮垂向载荷传感器[16]、右前悬架[17]，其特征在于，质心传感单元 [6]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，固定安装在车身[5]上的 整车质心位置；后车桥[12]、前车桥[13]的两端与车轮[1]相连；左后悬架[3]的上端与 车身[5]固连，左后悬架[3]的下端通过左后车轮垂向载荷传感器[2]固定安装在后车桥 [12]上；右后悬架[9]的上端与车身[5]固连，右后悬架[9]的下端通过右后车轮垂向载荷 传感器[10]固定安装在后车桥[12]上；左前悬架[14]的上端与车身[5]固连，左前悬架 [14]的下端通过左前车轮垂向载荷传感器[15]固定安装在前车桥[13]上；右前悬架[17] 的上端与车身[5]固连，右前悬架[17]的下端通过右前车轮垂向载荷传感器[16]固定安 装在前车桥[13]上；车速传感器[11]固定安装在后车桥[12]的中部；左后车轮垂向载荷 传感器[2]、质心传感单元[6]、右后车轮垂向载荷传感器[10]、车速传感器[11]、左前车轮 垂向载荷传感器[15]、右前车轮垂向载荷传感器[16]均与计算单元[8]电连接。
2. -种汽车侧倾中心位置计算方法，其特征在于，质心传感单元[6]能够测 量汽车质心处的汽车的侧向加速度、汽车的横摆角速度、汽车的侧倾角加速度及汽 车的侧倾角度，车速传感器[11]能够测量汽车的行驶车速，左后车轮垂向载荷传 感器[2]、右后车轮垂向载荷传感器[10]、左前车轮垂向载荷传感器[15]、右前车 轮垂向载荷传感器[16]能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元[8]根据公式
推求出汽车 侧倾中心到地面的垂直距离h，存储并输出计算结果；计算单元[8]根据公式
推求出汽 车侧倾中心到右侧车轮中心的水平距离T1，式中g为重力加速度，T为汽车两侧车轮的水平 距离，M为整车质量，为簧载质量，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，F 2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，\为汽车的侧向加速度，ω为汽车的横摆角速度，t为汽车的侧倾角，學为汽 车的侧倾角加速度，u为车速七不不和F4分别由右前车轮垂向载荷传感器[16]、左前车 轮垂向载荷传感器[15]、右后车轮垂向载荷传感器[10]和左后车轮垂向载荷传感器[2]反 映，ay、ω、φ和φ由质心传感单元[6]反映，u由车速传感器[11]反映。
【文档编号】B60W40/10GK104386065SQ201410772133
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】邱绪云, 高琦, 刘永辉, 曹凤萍, 李爱娟, 徐传燕, 王慧君, 李建英 申请人:山东交通学院