[发明专利]轮胎受力计算方法、装置和车载计算机设备

权利要求书

1.一种轮胎受力计算方法，用于根据车辆常用传感器观测数据计算轮胎力，其特征在于，包括：

实时获取车辆的纵向加速度、横摆角速度、纵向车速、侧向加速度以及方向盘转角；

按照预设的轮胎垂向力算式，利用所述纵向加速度、所述横摆角速度以及所述纵向车速进行运算，获得轮胎垂向力；

按照预设的轮胎纵向力算式，利用轮胎参数、垂直荷载以及所述轮胎垂向力进行运算，获得轮胎纵向力；

按照预设的轮胎侧向力算式，利用所述纵向加速度、所述侧向加速度、所述方向盘转角、所述轮胎垂向力以及所述轮胎纵向力进行运算，获得轮胎侧向力；

所述“按照预设的轮胎侧向力算式，利用所述纵向加速度、所述侧向加速度、所述方向盘转角、所述轮胎垂向力以及所述轮胎纵向力进行运算，获得轮胎侧向力”包括：

根据所述侧向加速度及所述轮胎垂向力计算出轮胎侧向力基础值；

根据所述轮胎侧向力基础值定义随机游走SCKF状态空间，并根据所述随机游走SCKF状态空间及所述方向盘转角，确定轮胎侧向力的过程方程及测量方程；

对所述过程方程及所述测量方程进行SCKF时间更新处理及测量更新处理，获得前后车轴的侧向力值；

根据所述前后车轴的侧向力值及所述轮胎垂向力，计算出轮胎侧向力。

2.根据权利要求1所述的轮胎受力计算方法，其特征在于，所述轮胎垂向力算式包括：

式中，a是车辆质心与车轮前轴的距离，b是车辆质心与车轮后轴的距离，h_g为车辆的质心高度，w为轮距，m为车辆质量，g为重力加速度，u为车辆纵向车速，为车辆横摆角速度，fl代表车辆前方左车轮，fr代表车辆前方右车轮，rl代表车辆后方左车轮，rr代表车辆后方右车轮。

3.根据权利要求1所述的轮胎受力计算方法，其特征在于，所述轮胎纵向力算式包括：

其中，上式为基于PID算法的轮胎纵向力算式，式中，R_ij为各个轮胎的有效半径，R_s,ij为各个轮胎的静态轮胎半径，F_zij为轮胎垂向力，k_zij为轮胎垂向刚度，K_p、K_i以及K_d为PID参数，e_ω为车轮加速度偏差，为轮胎纵向力初始值，为轮胎纵向力。

4.根据权利要求1所述的轮胎受力计算方法，其特征在于，所述轮胎侧向力算式包括：

式中，为车辆前方左车轮侧向力，为车辆前方右车轮侧向力，为车辆后方左车轮侧向力，为车辆后方右车轮侧向力；为前车轴的侧向力值，为后车轴的侧向力值；为车辆前方左车轮垂向力，为车辆前方右车轮垂向力，为车辆后方左车轮垂向力，为车辆后方右车轮垂向力；为前车轴的垂向力值，为后车轴的垂向力值。

5.根据权利要求1所述的轮胎受力计算方法，其特征在于，还包括：

判断所述轮胎垂向力、所述轮胎纵向力以及所述轮胎侧向力是否超过预设值；

当所述轮胎垂向力、所述轮胎纵向力以及所述轮胎侧向力中至少有一中轮胎力超过预设值时，生成警报提示提醒用户。