本发明专利技术涉及一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置及其确定方法，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轴位置测量装置，包括车速传感器、车身、质心传感单元、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、计算单元、右后车轮垂向载荷传感器、右后悬架、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架等。本发明专利技术还涉及一种汽车侧倾中心轴位置确定方法。使用本发明专利技术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轴的位置，有效提高汽车侧翻预测与防侧翻控制系统效果。
【技术实现步骤摘要】
一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置及其确定方法
本专利技术涉及汽车侧倾与侧翻研究
，尤其涉及一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置及其确定方法。
技术介绍
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，汽车侧倾中心轴是指车身相对于地面侧倾转动所绕的纵向瞬时轴线，汽车侧倾中心轴分别穿过车身在前轴、后轴处的横断面，与车身在前轴处的横断面的交点为汽车前侧倾中心，与车身在后轴处的横断面的交点为汽车后侧倾中心，即汽车前、后侧倾中心的连线为汽车侧倾中心轴。国内外许多学者和企业，研究汽车侧倾与侧翻时，均假设汽车侧倾轴为静态的，汽车前、后侧倾中心位置不变，，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，其侧倾轴位置是动态变化的，而且侧倾中心轴位置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轴的动态测量。
技术实现思路
为了克服目前汽车侧倾与侧翻研究存在的不足，本专利技术提出一种汽车侧倾轴位置动态测量装置及其确定方法，能够测试汽车发生侧倾时侧倾中心轴位置的动态力学几何位置，为有效控制汽车防止发生侧翻提供支持。本专利技术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轴位置动态测量装置，包括车轮、车速传感器、车身、质心传感单元、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、前车桥、计算单元、右后车轮垂向载荷传感器、后车桥、右后悬架、左后车轮垂向载荷传感器、左后悬架；质心传感单元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左半部；左后车轮垂向载荷传感器、质心传感单元、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。本专利技术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轴位置确定方法，汽车在发生侧倾的过程中，车速传感器能够测量汽车的行驶车速，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、侧倾角度及侧倾角加速度，左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后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m1(a+b)＝mb推求出汽车分配到前车桥上的簧载质量m1，根据公式m2(a+b)＝ma推求出汽车载荷分配到后车桥上的簧载质量m2；根据公式推求出汽车前侧倾中心到地面的垂直距离h1，根据公式推求出汽车前侧倾中心到右前侧车轮中心的水平距离T1；根据公式推求出汽车后侧倾中心到地面的垂直距离h2，根据公式推求出汽车后侧倾中心到右后侧车轮中心的水平距离T2，汽车前后侧倾中心的连线为侧倾中心轴；式中：g为重力加速度，T为汽车两侧车轮的水平距离，m为汽车簧载质量，m1为汽车分配到前车桥上的簧载质量m1，m2为汽车分配到后车桥上的簧载质量m2，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，F2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，ay为汽车的侧向加速度，ω为汽车的横摆角速度，为汽车的侧倾角，为汽车的侧倾角加速度，u为汽车的行驶车速；F1、F2、F3和F4分别由右前车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器和左后车轮垂向载荷传感器反映，ay、ω、和由质心传感单元反映，u由车速传感器反映。计算单元通过右前车轮垂向载荷传感器、左前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器、质心传感单元和车速传感器测得汽车右前车轮的垂直载荷、汽车左前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷、汽车左后车轮的垂直载荷、汽车的侧向加速度、汽车的横摆角速度、汽车的侧倾角、汽车的侧倾角加速度和汽车的行驶车速存储并处理数据，输出计算结果。本专利技术的有益效果是：使用本专利技术能够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等，计算出汽车发生侧倾与侧翻时侧倾中心轴的位置，提高汽车侧翻预测与防侧翻控制系统研究精度和效果。附图说明图1是汽车及侧倾中心轴位置动态测量装置的主视图。图2是汽车及侧倾中心轴位置动态测量装置的俯视图。图中：1-车轮，2-车速传感器，3-车身，4-质心传感单元，5-左前悬架，6-左前车轮垂向载荷传感器，7-汽车前侧倾中心，8-汽车分配到前车桥上的簧载质量的质心，9-右前车轮垂向载荷传感器，10-右前悬架，11-前车桥，12-汽车簧载质量质心，13-计算单元，14-右后车轮垂向载荷传感器，15-后车桥，16-右后悬架，17-汽车分配到后车桥上的簧载质量的质心，18-汽车前侧倾中心，19-左后车轮垂向载荷传感器，20-左后悬架。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合附图，对本方案进行阐述。实施例一如图1、图2所示的一种汽车侧倾中心位置动态测量装置，包括车轮1、车速传感器2、车身3、质心传感单元4、左前悬架5、左前车轮垂向载荷传感器6、右前车轮垂向载荷传感器9、右前悬架10、前车桥11、计算单元13、右后车轮垂向载荷传感器14、后车桥15、右后悬架16、左后车轮垂向载荷传感器19、左后悬架20；质心传感单元4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15、前车桥11的两端与车轮1相连；左后悬架20的上端与车身3固连，左后悬架20的下端通过左后车轮垂向载荷传感器19固定安装在后车桥15上；右后悬架16的上端与车身3固连，右后悬架16的下端通过右后车轮垂向载荷传感器14固定安装在后车桥15上；左前悬架5的上端与车身3固连，左前悬架5的下端通过左前车轮垂向载荷传感器6固定安装在前车桥11上；右前悬架10的上端与车身3固连，右前悬架10的下端通过右前车轮垂向载荷传感器9固定安装在前车桥11上；车速传感器2固定安装在后车桥15的左半部；车速传感器2、质心传感单元4、左前车轮垂向载荷传感器6、右前车轮垂向载荷传感器9、右后车轮垂向载荷传感器14、左后车轮垂向载荷传感器19均与计算单元13电连接。实施例二本实施例提供一种汽车侧倾中心轴位置确定方法，汽车在发生侧倾的过程中，质心传感单元4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2能够测量汽车的行驶车速，左前车轮垂向载荷传感器6、右前车轮垂向载荷传感器9、右后车轮垂向载荷传感器14、左后车轮垂向载荷传感器19能够测量各车轮所受的垂向载荷，计算单元13根据公式计算单元根据公式m1(a+b)＝mb推求出汽车分配到前车桥上的簧载质量m1，根据公式m2(a+b)＝ma推求出汽车载荷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置，包括车轮[1]、车速传感器[2]、车身[3]、质心传感单元[4]、左前悬架[5]、左前车轮垂向载荷传感器[6]、右前车轮垂向载荷传感器[9]、右前悬架[10]、前车桥[11]、计算单元[13]、前车桥[13]、右后车轮垂向载荷传感器[14]、后车桥[15]、右后悬架[16]、左后车轮垂向载荷传感器[19]、左后悬架[20] ；质心传感单元[4]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[15]、前车桥[11]的两端与车轮[1]相连；左后悬架[20]的上端与车身[3]固连，左后悬架[20]的下端通过左后车轮垂向载荷传感器[19]固定安装在后车桥[15]上；右后悬架[16]的上端与车身[3]固连，右后悬架[16]的下端通过右后车轮垂向载荷传感器[14]固定安装在后车桥[15]上；左前悬架[5]的上端与车身[3]固连，左前悬架[5]的下端通过左前车轮垂向载荷传感器[6]固定安装在前车桥[11]上；右前悬架[10]的上端与车身[3]固连，右前悬架[10]的下端通过右前车轮垂向载荷传感器[9]固定安装在前车桥[11]上；车速传感器[2]固定安装在后车桥[15]的左半部；车速传感器[2]、质心传感单元[4]、左前车轮垂向载荷传感器[6]、右前车轮垂向载荷传感器[9]、右后车轮垂向载荷传感器[14]、左后车轮垂向载荷传感器[19]均与计算单元[8]电连接。...
【技术特征摘要】
1.一种汽车侧倾中心轴位置动态测量装置，包括车轮[1]、车速传感器[2]、车身[3]、质心传感单元[4]、左前悬架[5]、左前车轮垂向载荷传感器[6]、右前车轮垂向载荷传感器[9]、右前悬架[10]、前车桥[11]、计算单元[13]、右后车轮垂向载荷传感器[14]、后车桥[15]、右后悬架[16]、左后车轮垂向载荷传感器[19]和左后悬架[20]；质心传感单元[4]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[3]上的整车质心位置；后车桥[15]、前车桥[11]的两端与车轮[1]相连；左后悬架[20]的上端与车身[3]固连，左后悬架[20]的下端通过左后车轮垂向载荷传感器[19]固定安装在后车桥[15]上；右后悬架[16]的上端与车身[3]固连，右后悬架[16]的下端通过右后车轮垂向载荷传感器[14]固定安装在后车桥[15]上；左前悬架[5]的上端与车身[3]固连，左前悬架[5]的下端通过左前车轮垂向载荷传感器[6]固定安装在前车桥[11]上；右前悬架[10]的上端与车身[3]固连，右前悬架[10]的下端通过右前车轮垂向载荷传感器[9]固定安装在前车桥[11]上；车速传感器[2]固定安装在后车桥[15]的左半部；车速传感器[2]、质心传感单元[4]、左前车轮垂向载荷传感器[6]、右前车轮垂向载荷传感器[9]、右后车轮垂向载荷传感器[14]、左后车轮垂向载荷传感器[19]均与计算单元[13]电连接。2.一种汽车侧倾中心轴位置确定方法，其特征在于，质心传感单元[4...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱绪云，高琦，李爱娟，曹凤萍，刘永辉，徐传燕，王慧君，李建英，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37
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