[發明專利]輪胎側向力辨識方法及裝置

有效

• 申請號: 202010881298.7
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112182477B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 梁冠群;危銀濤;杜永昌;鄔明宇;童汝亭;呂靖成
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06F30/20;G01M17/02;G01L17/00;G01L5/20;G01L5/16;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

本發明實施例提供一種輪胎側向力辨識方法及裝置，該方法包括：采集輪胎行駛過程中的側向加速度；將所述側向加速度和輪胎的垂直載荷，輸入至預設的輪胎側向力辨識模型，得到輪胎的側向力；其中，所述輪胎側向力辨識模型，是以輪胎側向加速度和輪胎垂直載荷為自變量，以輪胎側向力為應變量，基于多組試驗數據，進行擬合得到。該方法僅需要輪胎內側加速度和胎壓信號就能進行側向力的辨識，無需復雜的傳感器和設備，且在不同的車速與胎壓下均能進行有效辨識。

技術領域

本發明涉及車輛工程技術領域，尤其涉及一種輪胎側向力辨識方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著多種傳感器的應用，智能輪胎系統引起了廣泛的關注，包括光學傳感器、激光傳感器、電容傳感器、應變傳感器、磁傳感器和加速度傳感器。從傳感器獲得的信號可以轉換為表征輪胎、車輛和道路的關鍵參數，包括輪胎力、輪胎振動及噪音、滑水和輪胎路面摩擦系數。這些參數可用于促進輪胎設計和改善車輛控制性能。

在智能輪胎系統中使用的傳感器中，微機電系統(MEMS)加速度傳感器由于具有體積小，價格便宜和能耗低等優點而被廣泛使用。在許多研究中，已經發現加速度傳感器型智能輪胎可以提供輪胎力的準確估算。

當前的大多數估計算法僅適用于簡單的工作條件，而無法適應與復雜條件。側向力是安全、高性能的車輛底盤系統和轉向系統的重要變量。準確的估算和監控側向力可用于增強車輛操縱和控制的性能。能夠為車輛動力學控制如ESP和TCS系統以及自動駕駛提供實時的側向力信息。輪胎行駛時工作條件復雜，目前亟需一種在輪胎行駛過程中，能實時準確實現側向力辨識的方法。

發明內容

本發明實施例提供一種輪胎側向力辨識方法及裝置，用以彌補技術空白。

本發明實施例提供一種輪胎側向力辨識方法，包括：采集輪胎行駛過程中的側向加速度；將所述側向加速度和輪胎的垂直載荷，輸入至預設的輪胎側向力辨識模型，得到輪胎的側向力；其中，所述輪胎側向力辨識模型，是以輪胎側向加速度和輪胎垂直載荷為自變量，以輪胎側向力為應變量，基于多組試驗數據，進行擬合得到。

根據本發明一個實施例的輪胎側向力辨識方法，所述采集輪胎行駛過程中的側向加速度之前，還包括：在輪胎的不同側偏角、不同垂直載荷條件下，測量相應的側向力和側向加速度，得到多組試驗數據；以輪胎側向加速度和輪胎垂直載荷為自變量，以輪胎側向力為應變量，基于所述多組試驗數據進行擬合，得到所述輪胎側向力辨識模型。

根據本發明一個實施例的輪胎側向力辨識方法，基于所述多組試驗數據進行擬合之前，還包括：對于所述多組試驗數據，將側向加速度測量值減去偽側偏加速度，將側向力測量值減去偽側偏力，得到消除偽側偏后的多組試驗數據；相應地，基于所述多組試驗數據進行擬合，具體為：基于消除偽側偏后的多組試驗數據，進行擬合；其中，所述偽側偏加速度和偽側偏力，分別為輪胎側偏角為零時測得的側向加速度和側向力。

根據本發明一個實施例的輪胎側向力辨識方法，所述測量相應的側向力和側向加速度，得到多組試驗數據，包括；獲取多組數據時，同時采集同一位置的徑向加速度，確定徑向加速度序列中，梯度絕對值最大的兩個時刻；將所述兩個時刻之間的側向加速度平均值，作為所述多組試驗數據中的側向加速度。

根據本發明一個實施例的輪胎側向力辨識方法，所述輪胎側向力辨識模型包括：

其中，中k₁～k₃為待擬合的參數，為側向加速度，F_z為垂直載荷，F_y,e為輪胎側向力。

本發明實施例還提供一種輪胎側向力辨識裝置，包括：采集模塊，用于采集輪胎行駛過程中的側向加速度；處理模塊，用于將所述側向加速度和輪胎的垂直載荷，輸入至預設的輪胎側向力辨識模型，得到輪胎的側向力；其中，所述輪胎側向力辨識模型，是以輪胎側向加速度和輪胎垂直載荷為自變量，以輪胎側向力為應變量，基于多組試驗數據，進行擬合得到。