利用加速度传感器计算车辆转向参数的方法与流程

本发明涉及装有自动变速器的车辆及其控制技术领域，特别是涉及一种利用加速度传感器计算车辆转向参数的方法。

背景技术：

装有自动变速器的车辆，因为具有操纵方便、起步平稳、乘坐舒适等优点，越来越受青睐。车辆尤其是重型半挂牵引车辆在转向时由于弯道阻力使整车阻力变大以及考虑转向过程中的动力性等要求，不合理的换挡策略会影响车辆的动力性，严重时甚至会停车。

为了改善装有自动变速器的车辆转向时的换挡策略，采用了诸如使用轮速计算转向角等方案，计算方法复杂精度低，又增加了系统的不稳定性。

事实上，传统的手动车辆在转向时由驾驶员根据转向角度、路况、动力性等判断换挡时机。作为电子控制的自动变速系统，如果已知转向角、载荷等参数，可以更精确的控制换挡。

技术实现要素：

为了改善装有自动变速器的车辆转向时的换挡策略，本发明提出了一种通过利用车辆横向加速度传感器计算车辆转向参数的方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

通过利用加速度传感器计算车辆转向参数的方法，将车辆横向加速度传感器安装在车辆重心位置，车辆在转弯时加速度传感器会感知受到地面向心力的作用的向心加速度的大小，根据向心加速度的方向得到车辆的转向方向，通过已知的车辆车速利用向心力的公式可反推得到车辆的转弯半径，根据时间参数和转弯半径、车辆的固有尺寸等参数得到车辆转过的角度，自动变速器控制单元(简称tcu)根据已识别到的转向参数和车辆动力性参数采用最合理的换挡策略。

本发明的有益效果如下：

本发明的实质是通过车辆横向加速度传感器计算车辆转向参数选择最合理的换挡策略，改善了装有自动变速器的车辆转向时的换挡策略，可以更精确的控制换挡。

附图说明

图1是车辆静止时车辆俯视图及加速度传感器信号安装方向；

图2是车辆在转弯过程中的受力示意图；

图3是利用加速度传感器进行车辆转向识别及应用的流程图。

具体实施方式

本发明的原理及具体的控制过程将通过实施例并结合附图进行详细说明。

本发明提供一种通过利用加速度传感器计算车辆转向参数的方法，将车辆横向加速度传感器安装在车辆重心位置，车辆在转弯时加速度传感器会感知受到地面向心力的作用的向心加速度的大小，根据向心加速度的方向得到车辆的转向方向，通过已知的车辆车速利用向心力的公式可反推得到车辆的转弯半径，根据时间参数和转弯半径、车辆的固有尺寸等参数得到车辆转过的角度，自动变速器控制单元(简称tcu)根据已识别到的转向参数和车辆动力性参数采用最合理的换挡策略。

将车辆横向加速度传感器安装在车辆重心位置，车辆静止时车辆加速度传感器的方向如图1所示，车辆静止时，因不受向心力，车辆横向没有加速度，理论上横向加速度的初始值应该是0，但受到安装精度等参数的影响，初始值可能不为零，所以取此时的横向加速度传感器的初始值作为横向加速度的零点。

由于车辆转向过程中，车辆在转弯过程中的受力如图2所示，由于向心力的作用产生向心加速度，加速度传感器与初始值的差值就是车辆的向心加速度。按照图2所示横向加速度左向安装为正方向，当加速度传感器的值大于初始值时为车辆正在左转向，小于初始值时为车辆正在右转向。

转弯半径的计算过程，根据向心力计算公式fn＝mv²/r和fn＝man，可得转弯半径的计算公式r＝v²/an，单位是米。其中式中fn为车辆向心力，m为车辆质量，v车辆车速，r为转弯半径，an为向心加速度，也就是加速度传感器与初始值的差值。

车辆累计转过角度的计算过程，先根据公式ω＝v/r计算得到车辆角速度，再对车辆角速度积分θ＝∫180ω/πd(t)，可得到车辆累计转过的角度，单位是度。其中式中ω为车辆转向角速度，θ为车辆累计转过的角度。

tcu根据计算的转向参数，接合当前车辆运行参数选择合理的挡位策略。

如图3所示，利用加速度传感器进行车辆转向识别，首先根据车辆车速是否为零判断车辆是否静止，静止时记录传感器初始值作为横向加速度信号的零点。如果车辆车速信号不为零，规定加速度信号安装时将正向方向指向车辆左侧，比较加速度信号是否大于初始值，大于则表示车辆正在左转向，小于则表示车辆正在右转向。利用公式r＝v²/an计算转向半径，利用公式θ＝∫180ω/πd(t)计算车辆转过角度。tcu利用计算得到的转向相关参数，选择合理的换挡策略。

技术特征：

技术总结
本发明涉及通过利用加速度传感器计算车辆转向参数的方法，将车辆横向加速度传感器安装在车辆重心位置，车辆在转弯时加速度传感器会感知受到地面向心力的作用的向心加速度的大小，根据向心加速度的方向得到车辆的转向方向，通过已知的车辆车速利用向心力的公式可反推得到车辆的转弯半径，根据时间参数和转弯半径、车辆的固有尺寸等参数得到车辆转过的角度，自动变速器控制单元根据已识别到的转向参数和车辆动力性参数采用最合理的换挡策略。改善了装有自动变速器的车辆转向时的换挡策略，可以更精确的控制换挡。

技术研发人员：王松;董瑞先;王英杰;郑旭光
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2017.09.20
技术公布日：2018.03.27