专利名称：一种轮胎侧偏刚度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车检测技术领域，涉及车辆轮胎的检测，具体涉及ー种轮胎侧偏刚度测量装置。
背景技术：
轮胎是车辆与地面最直接的接触部分，轮胎的侧偏特性以及运动特性对车辆的行 驶安全影响较大。轮胎的侧偏刚度反映了车辆抵抗侧向力的能力，实时监测车辆轮胎的侧偏刚度能帮助驾驶员更好的操控车辆。由于轮胎的侧偏特性极其复杂，如典型的Pacejka轮胎模型、Bakker轮胎模型、以及Magic Formula轮胎模型,这些模型对轮胎的特性进行深入的分析,但是，目前还没有专门测量轮胎侧偏刚度的系统，且现有的轮胎侧偏刚度都是车辆在静态情况下，施加不同的载荷来间接测取的，这些方法没有充分考虑车辆的运行速度、质心侧偏、以及车辆横摆的变化对轮胎侧偏刚度的影响。因此，设计ー种间接測量车轮侧偏刚度的装置很有必要。
发明内容针对现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供ー种实时对轮胎侧偏刚度测量的装置。为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种轮胎侧偏刚度測量装置，其特征在干，包括单片机，在单片机的输入端连接有纵向速度传感器、侧向速度传感器和方向盘转角传感器，单片机的输出端连接有数码管。本实用新型的其他特点是所述单片机采用MC9S12XS128单片机。本实用新型的轮胎侧偏刚度测量装置，结构简单、成本低，受外界干扰小；且通过CAN总线可以将采集得到的车轮侧偏刚度提供给不同的车载辅助系统，提供给压线报警系统、ACC自适应巡航系统以及侧面碰撞修正系统(BSI)等。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为车辆稳态转向图。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进ー步的解释。
具体实施方式
本实用新型以ニ自由度车辆模型为基础，通过车载传感器实时采集的车辆运动信息，计算出车辆的侧偏刚度，再通过数码管显示出当前前后轮胎的侧偏刚度值。车辆在行驶过程中受到横向力的作用，由于轮胎的侧偏特性以及路面附着系数的影响，车辆受到横向力作用时轮胎中性平面与轮胎的前进方向不一致，即产生侧偏角。车载速度传感器和方向盘转角传感器实时采集车辆的运动参数，将采集到的参数送入单片机进行运算。计算结果直接在数码管中显示出来。[0015]参考图1，本实施例的测量车轮侧偏刚度的装置，包括MC9S12XS128单片机、纵向速度传感器、侧向速度传感器和方向盘转角传感器，纵向速度传感器、、侧向速度传感器方向盘转角传感器和数码管分别与MC9S12XS128单片机连接。纵向速度传感器与单片机Padci (P■是模数转换接口)口连接，侧向速度传感器与单片机的Padi (Padi是模数转换接口 ) 口相连，方向盘转角传感器与单片机的Pad2 (Pad2是模数转换接口 ) 口相连，数码管通过上拉电阻与单片机I/O连接。纵向车速传感器和侧向车速传感器成90°安装在汽车底盘纵向和横向正中位置。它们实时采集车辆的行驶速度U，V ;数码管装在车内仪表盘附近；方向盘转角传感器安装在方向盘转向管柱内；速度传感器将实时采集回来的速度U，V和方向盘转角传感器采集回来的方向盘转角S ￥分别送入单片机，单片机获得这些数据后，首先，对侧向速度求导数得到车辆的侧向加速度ay，再根据车辆稳态转向图(如图2所示)中车辆横摆角速度与侧向
加速度之间的关系计算出车辆的横摆角速度K，车辆的质心侧偏角近似用I表示，再根据车
辆自身的参数计算出车轮的侧偏刚度。具体计算公式如下ay = v'(I)
U2ay=—(2)^r=J(3)联立以上三式即可求得车辆的横摆角速度Wr=-(4)
U其中，u为车辆纵向行驶的速度，R为道路的曲率半径，V为车辆侧向速度，ay为车辆的横向加速度，Wr为车辆的横摆角速度。根据汽车理论相关知识可以得到前后轮侧偏角的计算公式
n awr ￡ax= p-\---O(5)
U
Q bwrOC1= /3--
U(6)
r ■■ p Fvcbmu2 b,、Fy, =—~cos^ =-x—cos^(7)
LRL
「 n ^ Fa mu2 aFyi= =——x—(8)
72 L RL式中，Ct1, a 2分别为前后车轮侧偏角；FY1，Fy2分别为车轮前后轮受到的侧偏力；P为质心侧偏角；m为车辆质量；a，b分别为质心到前后轴的距离；L为轴距；6为前轮转角。[0033]联立以上8个等式即可求出前后车轮的侧偏刚度
权利要求1.一种轮胎侧偏刚度测量装置，其特征在于，包括单片机，在单片机的输入端连接有纵向速度传感器、侧向速度传感器和方向盘转角传感器，单片机的输出端连接有数码管。
2.如权利要求I所述的轮胎侧偏刚度测量装置，其特征在于，所述单片机采用MC9S12XS128 单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种测量轮胎侧偏刚度的装置，其特征在于，包括单片机，在单片机的输入端连接有纵向速度传感器、侧向速度传感器和方向盘转角传感器，单片机的输出端连接有数码管。其结构简单、成本低，受外界干扰小；且通过CAN总线可以将采集得到的车轮侧偏刚度提供给不同的车载辅助系统，提供给压线报警系统、ACC自适应巡航系统以及侧面碰撞修正系统(BSI)等。
文档编号G01M17/02GK202362155SQ20112049342
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年12月1日
发明者任德锟, 应江婷, 张亚岐, 张驾平, 石磊磊, 陈明星 申请人:长安大学