一種汽車橫向速度測量裝置及其計算方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車系統(tǒng)動力學研宄技術領域，尤其涉及一種車汽橫向速度測量裝置 及其計算方法。
【背景技術】
[0002] 對于車輛來說橫向速度是指垂直于汽車行駛方向的速度。橫向速度是車輛穩(wěn)定性 控制系統(tǒng)中最重要的控制變量，也是判斷車輛是否失穩(wěn)的重要指標。尤其是在轉彎工況下， 汽車的橫向速度過大會使行駛的車輛偏離行駛車道，可能造成嚴重的交通事故。因此，準確 的獲取車輛行駛過程中尤其是轉彎工況下的橫向速度是主動安全控制系統(tǒng)的主要研宄內 容。汽車轉向行駛時，需要準確測量車輛的橫向速度，以精確控制汽車轉向行駛的精度和效 果。而目前學者和企業(yè)的研宄方法中，文獻未見對橫向速度測量的裝置。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了克服當前車輛狀態(tài)參數估計算法的不足，本發(fā)明提出一種汽車橫向速度測量 裝置及其計算方法，能夠測出汽車在行駛中的橫向速度，為車輛的穩(wěn)定性控制提供支持。
[0004] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種汽車橫向速度測量裝置， 包括左后車輪、左后車輪角速度傳感器、右后車輪、右后車輪角速度傳感器、車身、質心傳感 單元、計算單元、車速傳感器、左前車輪、左前車輪角速度傳感器、右前車輪、右前車輪角速 度傳感器；質心傳感單元包括側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳感器和 前輪轉向角傳感器，固定安裝在整車質心位置；車速傳感器固定安裝在后車橋的中部；左 后車輪角速度傳感器固定安裝在左后車輪；右后車輪角速度傳感器固定安裝在右后車輪； 左前車輪角速度傳感器固定安裝在左前車輪；右前車輪角速度傳感器固定安裝在右前車 輪；左后車輪角速度傳感器、質心傳感單元、右后車輪角速度傳感器、車速傳感器、左前車輪 角速度傳感器、右前車輪角速度傳感器均與計算單元電連接。
[0005] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的又一種技術方案是：構造一種汽車橫向速度計算 方法，車輛在行駛過程中，質心傳感單元能夠測量汽車質心處的的縱向加速度、橫向加速度 和橫擺角速度和前輪轉向角，車速傳感器能夠測量汽車質心處的縱向速度，左后車輪角速 度傳感器、右后車輪角速度傳感器、左前車輪角速度傳感器、右前車輪角速度傳感器能夠分 別測量各個車輪的角速度。計算單元根據公式
推求出輪胎縱向力Fxt， 根據公式Fvf =D sin[CtarT1 [ffcr - - tan-1 (Sa))])推求出輪胎側向力Fyi，根據公式
推求出車輛的橫向加速度。根據 公另
推求出車輛的橫向速度1^?，式中B、C、D、E為輪胎 參數，其參數值得大小由輪胎垂向載荷確定，F3i分別為四個車輪的垂向載荷，由車輪垂 向載荷傳感器反映，w為車輪角速度，由車輪角速度傳感器反映，R半徑，％為車輪縱向速 度，由車速傳感器反映，a為輪胎側偏角，m為車身質量，s為前輪轉向角，由前輪轉向角傳 感器反映，r為車輛的橫擺角速度，由橫擺角速度傳感器反映，aY為車輛的橫向加速度，由 橫向加速度傳感器反映，κ為估計器增益。
[0006] 計算單元通過車輪垂向載荷傳感器、車輪角速度傳感器、質心傳感單元和車速傳 感器測得汽車各車輪的垂直載荷、各車輪的角速度、汽車的橫向加速度、汽車的橫擺角速 度、汽車的縱向加速度、汽車的前輪轉向角和汽車的縱向車速存儲并處理數據，輸出計算結 果。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：能夠根據常用車載傳感器測量的各車輪的垂向載荷、汽車 橫擺角速度、各車輪角速度、縱向速度、前輪轉向角、計算出車輛的橫向速度，從而為車輛的 主動安全控制系統(tǒng)提供了理論依據。
【附圖說明】
[0008] 圖1是汽車及橫向速度測量裝置的視圖。
[0009] 圖中：1-車輪，2-左前車輪角速度傳感器，3-質心傳感單元，4-車身，5-左后車輪 角速度傳感器，6-左后車輪垂向載荷傳感器，7-車速傳感器，8-后車橋，9-右后車輪垂向載 荷傳感器，10-右后車輪角速度傳感器，11-整車質心，12-右前車輪角速度傳感器，13-右前 車輪垂向載荷傳感器，14-前車橋，15-左前車輪垂向載荷傳感器，16-計算單元。
【具體實施方式】
[0010] 為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合附圖，對本方案 進行闡述。
[0011] 實施例一 如圖所示的一種汽車橫向速度測量裝置，包括車輪1、左前車輪角速度傳感器2、質心 傳感單元3、車身4、左后車輪角速度傳感器5、左后車輪垂向載荷傳感器6、車速傳感器7、 后車橋8、右后車輪垂向載荷傳感器9、右后車輪加速度傳感器10、整車質心11、右前車輪角 速度傳感器12、右前車輪垂向載荷傳感器13、前車橋14、左前車輪垂向載荷傳感器15、計 算單元16 ;質心傳感單元3包括側向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、縱向加速度傳傳感 器、和前輪轉向角傳感器，固定安裝在車身4上的整車質心位置；后車橋8、前車橋14的兩 端與車輪1相連；左后車輪垂向載荷傳感器6、右后車輪垂向載荷傳感器9固定安裝在后車 橋8上；左前車輪垂向載荷傳感器15、右前車輪垂向載荷傳感器13固定安裝在前車橋14 上；車速傳感器11固定安裝在后車橋12的中部；左前車輪角速度傳感器2、左后車輪角速 度傳感器5、右前車輪角速度傳感器12、右后車輪角速度傳感器10固定安裝在各個車輪上； 左后車輪垂向載荷傳感器6、質心傳感單元3、右后車輪垂向載荷傳感器9、車速傳感器11、 左前車輪垂向載荷傳感器15、右前車輪垂向載荷傳感器13、左前車輪角速度傳感器2、左后 車輪角速度傳感器5、右前車輪角速度傳感器12、右后車輪角速度傳感器10均與計算單元 16電連接。
[0012] 實施例二 本實施例提供一種汽車橫向速度計算方法，車輛在行駛過程中，質心傳感單元3能 夠