[發明專利]一種智能商用車質心位置測量方法及行車安全控制系統

有效

• 申請號: 202011493196.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112455456B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 王爾烈;章俊;王洪亮;王顯會;皮大偉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B60W40/13
• 分類號: B60W40/13;B60W30/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

1.一種智能商用車質心位置測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)：開始移動時，信號采集模塊通過車輛傳感器獲取信號值，并進行信號值的濾波處理；

步驟(2)：信號采集模塊將濾波處理后的測量信號值上傳到計算模塊，計算模塊計算得基本參數；

步驟(3)：計算模塊根據參數信息計算實時質心高度、縱向偏移量和橫向偏移量；

步驟(4)：根據所設置的固定時間間隔進行質心位置的更新；

所述步驟(1)中獲取的車輛傳感器信號值包括縱向加速度、橫向加速度和橫擺角速度、懸架位移量、縱向速度和轉向盤轉角；

所述縱向加速度、橫向加速度和橫擺角速度、懸架位移量、縱向速度和轉向盤轉角通過以下方式獲取：

使用安裝于商用車底盤處的IMU，測量商用車運行過程中的縱向加速度、橫向加速度和橫擺角速度；

使用安裝于車輛懸架處的懸架位移傳感器，測量各懸架位移量；若車輛搭載空氣懸架或主動懸架，則可以直接獲得懸架位移量而無需額外加裝懸架位移傳感器；

使用車速傳感器測量車速，或通過底盤CAN總線直接讀取測量車速；

使用轉角傳感器測量車輛行駛過程中轉向盤轉角；

步驟(2)中的計算模塊計算得基本參數具體為：

車身俯仰角θ：

車身側傾角φ：

橫向車速v_y：v_y＝v_x?tanδ；

轉向輪轉角δ：δ＝nδ_sw；

式中：a_x、a_y為商用車縱向加速度和橫向加速度；ω_z為商用車橫擺角速度；v_x為車輛縱向速度；v_y為車輛橫向速度，橫向速度根據轉向輪轉角δ和車速計算獲得，轉向輪轉角根據選裝轉向盤轉角δ_sw和轉向系傳動比n計算獲得；為縱向速度和橫向速度的微分；g為重力加速度；

車身俯仰角和側傾角合角α：

根懸架彈簧力-位移公式得到各輪上的載荷，進一步得到商用車質量：

式中：為某一車輪上的載荷，i＝1,2,…2n；n為商用車車軸數量；k_i為第i個懸架的彈簧剛度系數，x_i為第i個懸架的位移量，ε_i為第i個懸架的彈簧非線性參數，n、k_i和ε_i均為計算模塊中預設參數；

步驟(3)中的計算模塊根據參數信息計算實時質心高度具體為：

式中：k_φ為側傾剛度；

動態質心縱橫向位置坐標：(-hsinθ,-hsinφ)。

2.一種商用車行車安全控制系統，其特征在于，包括信號采集模塊、計算模塊、底盤智能域控制模塊、顯示模塊；

信號采集模塊獲取車輛傳感器信息以及由無線通信獲取道路信息；

計算模塊根據權利要求1所述的方法得到的質心位置，以及由無線通訊獲得的道路信息，計算得到臨界安全車速，生成安全行車預警信息；

智能底盤域控制模塊根據臨界安全車速，通過智能底盤域，控制電子油門和電子制動實現安全行車限速；

所述顯示模塊用于聲光提示當前商用車行車狀態以及安全行車預警信息。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述信號采集模塊有兩路來源，一路是車輛傳感器測量信號，一路是無線通信獲得道路信號；無線通信用于路側單元或智能網聯云平臺或高精度地圖提供給信號采集模塊道路信息。