[发明专利]一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法

说明书

本发明公开了一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法，包括：确定所述重型车辆空载时车轮垂向载荷和由状态变化造成的垂向载荷变化计算重型车辆车轮垂向载荷，计算过程如下：F_zri＝F_zroi+ΔF_zri,F_zli＝F_zloi+ΔF_zli；本发明计算出的车轮垂向载荷精度较高，计算简单，非常适用于实时的稳定性控制系统中。

技术领域

本发明涉及重型车辆稳定性控制领域，具体涉及一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法。

背景技术

多轴卡车是公路运输、矿业运输的重要重型车型，目前常见的轴数有3轴，4轴与5轴，当然仍有更多轴的特殊车辆在军事运输中应用。多轴卡车多工作在大载荷下，工况恶劣，所以多轴卡车的稳定性是汽车厂商与研发机构关注的重点。目前市场化的车辆上都或多或少安装了稳定性控制系统。随着传感器在车辆上的应用越来越广泛，车辆的稳定性主动控制系统得到了一定的完善。车辆的状态，如侧向加速度，纵向加速度，横摆角速度，侧倾角，侧倾角速度等，都能够用常用传感器结合简单的计算方法准确获得。但是仍有一些在车辆稳定性控制系统中极为重要的状态，比如车轮的实时垂向载荷，不容易测得。目前精准的垂向载荷测量需要昂贵的六分力传感器。如果不使用昂贵的六分力传感，使用加速度传感器测量轴的垂向加速度，或者用位移传感器测量悬架形变这类方法来计算垂向载荷，计算结果会与实际结果偏差很大，需要大量的前期标定工作，鲁棒性欠佳。显然多轴卡车需要考虑成本，不能使用价格昂贵的传感器，由于轴数较多，工况较为复杂也不适用于使用测量悬架的方式来计算车轮垂向载荷。

同时，为了不使用昂贵的传感器，一些研究中使用四分之一车辆模型，另一些只利用侧向与纵向加速度建立简单的模型，为了更准确，还有一些研究利用侧向与纵向加速度及侧倾角，侧倾角速度来建立整车侧倾模型计算车轮的垂向载荷，但这些方法计算精度较差，且都是针对两个轴的车辆开发的，并且这三种方法都不适合使用到多轴车辆上去，目前多轴车辆多会将车辆模型简化成两轴车辆，再利用动态载荷系数分配轴荷，这样做鲁棒性差，除了车辆参数外仍需标定动态载荷系数。

发明内容

本发明设计开发了一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法，本发明的发明目的是解决现有计算方式由于轴数较多工况复杂导致计算成本高，不易计算的问题。

本发明提供的技术方案为：

一种多轴重型车辆车轮垂向载荷通用计算方法，包括：

确定所述重型车辆空载时车轮垂向载荷和由状态变化造成的垂向载荷变化计算重型车辆车轮垂向载荷，计算过程如下：

F_zri＝F_zroi+ΔF_zri,F_zli＝F_zloi+ΔF_zli；

式中，i＝1,…,n，n为轴数，F_zri为第i个轴右侧车轮的垂直载荷，F_zli为第i个轴左侧车轮的垂直载荷，F_zroi为第i个轴右侧车轮空载时的垂直载荷，F_zloi为第i个轴左侧车轮空载时的垂直载荷，ΔF_zri为第i个轴右侧车轮的垂直载荷变化，ΔF_zli为第i个轴左侧车轮的垂直载荷变化；

其中，所述第i个轴右侧车轮的垂直载荷变化为

以及

所述第i个轴左侧车轮的垂直载荷变化为