车辆侧向防倾斜控制方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，特别涉及一种车辆侧向防倾斜控制方法。

背景技术

目前车辆主要是通过传感器获取悬架左右高度数据后，再进行车辆倾斜调整。然而通过传感器获取的数据具有传输的滞后性、且如果获取的数据波动较大，均会影响数据准确性，因此目前车辆在侧向坡度较大的路面上行驶、越野路面脱困及高速转弯时，车辆的悬架根据不同的路面状态进行车辆侧倾的相应调整的精确性较差，导致汽车的操稳性能及舒适性能较差。此时驾乘人员会对车辆行驶安全状态信心不足，在长时间驾乘后也会加大疲劳感。

发明内容

本发明的目的在于解决目前车辆在侧向坡度较大的路面上行驶、越野路面脱困及高速转弯时，车辆的悬架根据不同的路面状态进行车辆侧倾的相应调整的精确性较差，导致汽车的操稳性能及舒适性能较差的问题。本发明提供了一种车辆侧向防倾斜控制方法，能够提高左右悬架调节的精确度。

为解决上述技术问题，本发明实施方式公开了一种车辆侧向防倾斜控制方法，包括以下步骤：

S1：采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，其中，行驶参数包括车速、方向盘的输入角度、车辆的每个轮胎的角速度、每个轮胎的胎压、每个轮胎对应的悬架下压力变化值、以及悬架刚度；

S2：根据车速和方向盘的输入角度以及预设的动态模型确定车辆的每个轮胎的线速度；其中，动态模型包括车辆轴距、轮距、旋转中心距前轴距离、旋转中心距后轴距离以及前轮转向特性；

S3：根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径；

S4：根据每个轮胎的动态滚动半径和预存的静态滚动半径，确定每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差；

S5：根据预存的每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系，采集到的每个轮胎的胎压、每个轮胎对应的悬架下压力变化值、悬架刚度，以及确定的每个轮胎的滚动半径差，确定左右悬架下压行程差；

S6：根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。

采用上述技术方案，首先采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，再建立车辆的动态模型，并输入行驶参数确定每个轮胎的线速度。进一步根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径、每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差。然后根据每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系、每个轮胎的胎压、对应的悬架下压力变化值、滚动半径差、以及悬架刚度，确定左右悬架下压行程差。最后根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。这样确定的左右悬架下压行程差的精确度较高，能够提高左右悬架调节的精确度，即更精确地调整车辆的左右悬架离地高度，从而精确地弥补因路面或者侧向加速度导致的车身侧倾，提高车辆的操稳性能及舒适性能。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S6包括：

若左侧轮胎的滚动半径差大于右侧轮胎的滚动半径差，则右边悬架行程上调左右悬架下压行程差；

若左侧轮胎的滚动半径差小于右侧轮胎的滚动半径差，则左边悬架行程上调左右悬架下压行程差；

若左侧轮胎的滚动半径差等于右侧轮胎的滚动半径差，则不调整悬架行程。

采用上述技术方案，根据左侧轮胎的滚动半径差与右侧轮胎的滚动半径差的大小，能够更精确地调整左右边悬架的离地高度，提高车辆的舒适性能。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S2中，确定每个轮胎的线速度，包括以下步骤：

S21：根据动态模型中的前轮转向特性和采集到的方向盘的输入角度，确定左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角；其中，前轮转向特性包括左前轮转向特性和右前轮转向特性；

S22：根据左侧轮胎的转角、右侧轮胎的转角、动态模型中的车辆轴距、旋转中心距后轴距离、以及轮距，确定每个轮胎的运动半径以及车辆的旋转中心的运动半径；

S23：根据旋转中心的运动半径和采集到的车速，确定旋转中心的运动角速度；

S24：根据旋转中心的运动角速度和每个轮胎的运动半径，确定每个轮胎的线速度。

采用上述技术方案，能够得到精确的每个轮胎的线速度的具体数值，为之后确定左右悬架下压行程差，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S21中，根据以下公式分别确定左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角：

θ

θ

其中，θ

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角的具体数值，为之后确定每个轮胎的运动半径，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S22中，根据以下公式分别确定每个轮胎的运动半径以及旋转中心的运动半径：

R

R

R

R

R

tanθ

其中，R

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的运动半径以及旋转中心的运动半径的精确值，为之后确定旋转中心的运动角速度和旋转中心的运动角速度，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S23中，根据以下公式确定旋转中心的运动角速度：

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到旋转中心的运动角速度的精确值，为之后确定每个轮胎的线速度，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S24中，根据以下公式确定每个轮胎的线速度：

其中，l

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的线速度的精确值，为之后确定每个轮胎的动态滚动半径，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S3中，根据以下公式确定每个轮胎的动态滚动半径：

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的动态滚动半径的精确值，为之后确定每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S4中，根据以下公式确定每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差；

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差的精确值，为之后确定左右悬架下压行程差，提供较为精确的数据支撑。

根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开的车辆侧向防倾斜控制方法，步骤S5中，根据以下公式确定左右悬架下压行程差：

ΔS

ΔS

ΔS

ΔS＝|ΔS

其中，ΔF

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到左右悬架下压行程差的精确值，为精确调整左右悬架离地高度提供数据支持。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种车辆侧向防倾斜控制方法，首先采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，再建立车辆的动态模型，并输入行驶参数确定每个轮胎的线速度。进一步根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径、每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差。然后根据每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系、每个轮胎的胎压、对应的悬架下压力变化值、滚动半径差、以及悬架刚度，确定左右悬架下压行程差。最后根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。这样能够提高左右悬架调节的精确度，即更精确地调整车辆的左右侧离地高度，从而精确地弥补因路面或者侧向加速度导致的车身侧倾，提高车辆的操稳性能及舒适性能。

附图说明

图1为本发明实施例的车辆侧向防倾斜控制方法的流程图；

图2为某车型的方向盘的输入角度与左侧轮胎和右侧轮胎的转角的关系图；

图3为本发明实施例的车辆侧向防倾斜控制方法的动态模型的数据尺寸的示意图；

图4为胎压为200kap时悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的测量数据和拟合数据的关系图；

图5为胎压为210kap时悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的测量数据和拟合数据的关系图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施方式公开了一种车辆侧向防倾斜控制方法，包括以下步骤：

S1：采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，其中，行驶参数包括车速(mm/s)、方向盘的输入角度(°)、车辆的每个轮胎的角速度(°/s)、每个轮胎的胎压(kpa)、每个轮胎对应的悬架下压力变化值(N)、以及悬架刚度(N/mm)。

本实施方式中，需要说明的是，每个轮胎的角速度可以通过底盘电子稳定控制系统中分别设置在四个车轮上的轮速传感器获得。

S2：根据车速和方向盘的输入角度以及预设的动态模型确定车辆的每个轮胎的线速度(mm/s)；其中，动态模型包括车辆轴距(mm)、轮距(mm)、旋转中心距前轴距离(mm)、旋转中心距后轴距离(mm)以及前轮转向特性。

本实施方式中，需要说明的是，旋转中心点是车辆物理特性上的质心，它的位置是固定不变的，可以在车辆设计阶段通过设计计算出来，也可以通过后期车辆开发过程中实车测量出来。确定旋转中心点的位置后可以在车辆设计阶段或者后期车辆开发过程中确定旋转中心距前轴距离、旋转中心距后轴距离。前轮转向特性包括左前轮转向特性和右前轮转向特性，可理解为一系列有变化传动比，方向盘的输入角度通过助力装置、转向器和转向横拉杆组成的转向梯形传动机构传递到车轮。这个变化的速比也可以在车辆设计阶段通过设计计算出来，还可以通过后期车辆开发过程中实车测量出来。图2为某车型的方向盘的输入角度与左侧轮胎和右侧轮胎的转角的关系图，左侧轮胎的转角与方向盘的输入角度的比值即为左前轮转向特性，右侧轮胎的转角与方向盘的输入角度的比值即为右前轮转向特性。如图2所示，方向盘的输入角度为正值时，代表车辆向左转，方向盘的输入角度为负值时，代表车辆向右转。例如，当某车型向左转时方向盘的输入角度为200°时，右前(右侧)轮胎的转角约为12.5°，左前(左侧)轮的转角约为13°。因此，可以确定左前轮转向特性约为0.065，右前轮转向特性约为0.0625。

图3为本发明实施例的车辆侧向防倾斜控制方法的动态模型的数据尺寸的示意图。如图3所示，C

S3：根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径(mm)。

S4：根据每个轮胎的动态滚动半径和预存的静态滚动半径(mm)，确定每个轮胎的滚动半径差(mm)、左侧轮胎的滚动半径差(mm)、以及右侧轮胎的滚动半径差(mm)。

需要说明的是，本实施方式中，车辆在转弯过程中因为物理特性，车辆的重心会像外侧偏移，造成轴荷转移现象，导致内外侧(左右)悬架下压力不同，这个是车辆动力学特性。因车辆内外侧(左右)悬架下压力不同，造成每个轮胎的静态滚动半径和根据动态模型确定的每个轮胎的动态滚动半径有差异。

S5：根据预存的每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系，采集到的每个轮胎的胎压、每个轮胎对应的悬架下压力变化值、悬架刚度，以及确定的每个轮胎的滚动半径差，确定左右悬架下压行程差(mm)。

需要说明的是，预存的每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系，可以通过前期开发标定确定。

S6：根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。

在一种具体实施方式中，步骤S6包括：

若左侧轮胎的滚动半径差大于右侧轮胎的滚动半径差，则右边悬架行程上调左右悬架下压行程差；

若左侧轮胎的滚动半径差小于右侧轮胎的滚动半径差，则左边悬架行程上调左右悬架下压行程差；

若左侧轮胎的滚动半径差等于右侧轮胎的滚动半径差，则不调整悬架行程。

采用上述技术方案，首先采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，再建立车辆的动态模型，并输入行驶参数确定每个轮胎的线速度。进一步根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径、每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差。然后根据每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系、每个轮胎的胎压、对应的悬架下压力变化值、滚动半径差、以及悬架刚度，确定左右悬架下压行程差。最后根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。这样能够提高左右悬架调节的精确度，即更精确地调整车辆的左右悬架离地高度，从而精确地弥补因路面或者侧向加速度导致的车身侧倾，提高车辆的操稳性能及舒适性能。

在一种具体实施方式中，步骤S2中，确定每个轮胎的线速度，包括以下步骤：

S21：根据动态模型中的前轮转向特性和采集到的方向盘的输入角度，确定左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角；其中，前轮转向特性包括左前轮转向特性和右前轮转向特性；

S22：根据左侧轮胎的转角、右侧轮胎的转角、动态模型中的车辆轴距、旋转中心距后轴距离、以及轮距，确定每个轮胎的运动半径以及车辆的旋转中心的运动半径；

S23：根据旋转中心的运动半径和采集到的车速，确定旋转中心的运动角速度；

S24：根据旋转中心的运动角速度和每个轮胎的运动半径，确定每个轮胎的线速度。

采用上述技术方案，能够得到精确的每个轮胎的线速度的具体数值，为之后确定左右悬架下压行程差，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S21中，根据以下公式分别确定左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角：

θ

θ

其中，θ

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到左侧轮胎的转角和右侧轮胎的转角的具体数值，为之后确定每个轮胎的运动半径，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S22中，根据以下公式分别确定每个轮胎的运动半径以及旋转中心的运动半径：

R

R

R

R

R

tanθ

其中，R

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的运动半径以及旋转中心的运动半径的精确值，为之后确定旋转中心的运动角速度和旋转中心的运动角速度，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S23中，根据以下公式确定旋转中心的运动角速度：

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到旋转中心的运动角速度的精确值，为之后确定每个轮胎的线速度，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S24中，根据以下公式确定每个轮胎的线速度：

其中，l

需要说明是，本实施方式中，同一车辆中每个轮胎的运动角速度与旋转中心的运动角速度是相同，因此可以根据旋转中心的运动角速度和每个轮胎的运动半径确定每个轮胎的线速度。

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的线速度的精确值，为之后确定每个轮胎的动态滚动半径，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S3中，根据以下公式确定每个轮胎的动态滚动半径：

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的动态滚动半径的精确值，为之后确定每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S4中，根据以下公式确定每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差：

其中，

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差的精确值，为之后确定左右悬架下压行程差，提供较为精确的数据支撑。

在一种具体实施方式中，步骤S5中，根据以下公式确定左右悬架下压行程差：

ΔS

ΔS

ΔS

ΔS＝|ΔS

其中，ΔF

需要说明的是，本实施方式中，轮胎在不同胎压下受到下压力时的滚动半径不同，通过前期开发标定可得到如图4和图5所示的悬架下压力与轮胎滚动半径变化值和胎压的关系。图4为胎压为200kap时悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的测量数据和拟合数据的关系图，图5为胎压为210kap时悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的测量数据和拟合数据的关系图。其中，图4和图5中的实线表示悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的测量数据的关系，虚线表示悬架下压力与轮胎滚动半径变化值的拟合数据的关系。如图4和图5所示，拟合后悬架下压力与轮胎滚动半径变化值呈线性变化关系。根据悬架下压力与轮胎滚动半径变化值和胎压的关系可以进一步确定预存的每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系，即每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系可以表示为：

本实施方式中，可以通过悬架下压力和悬架刚度计算悬架下压行程，因此每个轮胎对应的悬架下压力变化值与对应的悬架行程差和刚度的函数关系可以表示为：ΔS

采用上述技术方案，通过上述公式能够得到左右悬架下压行程差的精确值，为精确调整左右悬架离地高度提供数据支持。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种车辆侧向防倾斜控制方法，首先采集车辆处于行驶状态下的行驶参数，再建立车辆的动态模型，并输入行驶参数确定每个轮胎的线速度。进一步根据每个轮胎的线速度和角速度确定每个轮胎的动态滚动半径、每个轮胎的滚动半径差、左侧轮胎的滚动半径差、以及右侧轮胎的滚动半径差。然后根据每个轮胎对应的悬架下压力变化值与滚动半径差和胎压的函数关系、每个轮胎的胎压、对应的悬架下压力变化值、滚动半径差、以及悬架刚度，确定左右悬架下压行程差。最后根据左侧轮胎的滚动半径差和右侧轮胎的滚动半径差的大小关系、以及左右悬架下压行程差，调节左右边悬架行程。这样能够提高左右悬架调节的精确度，即更精确地调整车辆的左右侧离地高度，从而精确地弥补因路面或者侧向加速度导致的车身侧倾，提高车辆的操稳性能及舒适性能。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。