一种重型车辆侧翻预警方法及装置制造方法及图纸

技术编号:11127719 阅读:112 留言:0更新日期:2015-03-11 16:59
本发明专利技术属于汽车主动安全技术领域,具体提供一种重型车辆侧翻危险预警方法及装置,目的是提供一种低成本、不受重型车辆载荷、质心高度变化的影响,并且能够对未来一段时间重型车辆即将发生的侧翻事故提前做出预警的方法及装置。其解决了现有重型车辆侧翻预警方法只能通过静态门限值方式警示车辆侧翻危险,无法提前警示驾驶员即将发生的侧翻危险。其侧翻预警方法采用经典的卡尔曼滤波技术结合简化侧翻预警模型,准确估计重型车辆的运动状态,然后利用TTR算法预测未来一段时刻的侧翻危险。该预警算法具有较好的普适性,同时避免由于重型车辆的载荷、重心位置、转动惯量等变化引起的预警不准确或失效。

【技术实现步骤摘要】
一种重型车辆侧翻预警方法及装置
本专利技术属于汽车主动安全
,尤其涉及一种重型车辆侧翻危险实时主动安 全预警方法及装置。
技术介绍
侧翻事故是重型车辆最危险的事故,而且在侧翻事故发生时,几乎所有的驾驶员 都无法察觉到侧翻的发生。据美国密歇根大学交通研究中心(UMTRI)统计,2002年至2006 年,美国每年各类重型商用车的侧翻事故平均有5, 200起。同时每年死于重型商用车侧翻 事故的人数,也从2002年的5, 314人增加到2006年的5, 537人。汽车侧翻已经成为破坏 生命财产和交通安全的重要问题。因此一直以来,重型车辆的行驶安全性,尤其是侧翻预警 技术研究问题备受国内外学者的关注。 美国、加拿大、德国、日本等欧美国家在重型车辆侧翻预警领域的研究起步较早, 很多汽车制造企业、科研机构都针对车辆侧翻预警系统进行了深入研究。目前,早期的侧翻 预警系统一般在静态转向条件下通过实时比较侧向加速度或车辆侧倾角是否大于设定的 静态门限值来判断车辆行驶状态,并可对驾驶员进行警示。此类方法较为简单,但不能提前 警示驾驶员即将发生的侧翻危险。2001年,Chen和Peng提出一套使用侧翻时间(Timeto Rollover,TTR)预测的侧翻预警算法,为了提高TTR值的精度,该算法采用神经网络技术, 但影响了算法的实时性。 目前,我国对汽车侧翻预警的研究尚处于初级阶段,专门针对重型车辆侧翻预警 技术的研究更少,仅有吉林大学、清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学和南京航 空航天大学等高校对汽车侧翻预警技术做了部分研究工作。例如,CN101350137公开了依 据侧向加速度和侧翻加速度阈值判定侧翻危险的轿车预警系统。CN10119658公开了基于 侧向加速度进行货车弯道侧翻预警装置,但上述专利都是基于静态门限值(侧向加速度阈 值)来判定侧翻危险的,该方法对重型车辆未来一段时间发生的侧翻危险无法预测。同时, 由于重型车辆的载荷、重心位置、转动惯量等参数经常变化,引起预警不准确或失效。为了 能够实现重型车辆动态侧翻预警,需要提出一种可以预测未来一段时间侧翻危险的重型车 辆动态侧翻预警装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本、能够根据当前重型车辆状态,对车辆侧翻事故 提前做出预警的重型车辆侧翻预警方法及其实现装置。该装置实时计算未来3秒时间内, 重型车辆是否达到侧翻稳定阈值,得出侧翻预警时间TTR值。根据侧翻预警TTR值判定是 否触发预警装置(蜂鸣器和预警警示灯),提醒驾驶员减速并及时修正危险驾驶操纵,从而 避免危险发生。 本专利技术采用的技术方案为: -种重型车辆侧翻预警方法,包括如下计算步骤: 第一步:重型车辆Kalman状态估计; 第二步:重型车辆侧翻预警。 如上述第一步,首先获取当前重型车辆运动状态,并根据重型车辆运动状态,估计 车辆侧倾角、横摆角速度和质心侧偏角。具体包括以下步骤: (1)获取重型车辆运动状态信息:车速、方向盘转角、侧向加速度; (2)建立重型车辆侧翻预警模型; (3)利用Kalman滤波技术估计车辆侧倾角、横摆角速度和质心侧偏角; 如上所述的建立重型车辆侧翻预警模型步骤,根据步骤(1)测量得到的重型车辆 运动信息,完成步骤(2)建立稳态条件下重型车辆侧翻预警模型;所述的重型车辆侧翻预 警模型内容,其运动微分方程,并转化为状态空间形式如下所示:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种重型车辆侧翻预警方法,包括如下内容:(1)获取重型车辆当前运动状态;(2)重型车辆Kalman状态估计;(3)重型车辆侧翻预警。

【技术特征摘要】
1. 一种重型车辆侧翻预警方法,包括如下内容: (1) 获取重型车辆当前运动状态; (2) 重型车辆Kalman状态估计; (3) 重型车辆侧翻预警。2. 根据权利要求1所述的一种重型车辆侧翻预警方法,其特征在于:获取当前重型车 辆运动状态,并根据重型车辆运动状态,估计车辆侧倾角、横摆角速度和质心侧偏角。具体 包括如下步骤: (1) 获取重型车辆运动状态信息:车速、方向盘转角、侧向加速度; (2) 重型车辆侧翻预警模型; (3) 利用Kalman滤波技术估计车辆侧倾角、横摆角速度和质心侧偏角; (4) 基于改进TTR侧翻预警算法。3. 根据权利要求2所述的一种重型车辆侧翻预警方法,其特征在于:所述的重型车辆 侧翻预警模型内容,其运动微分方程,并转化为状态空间形式如下所示:式中,预警参考模型的状态变量为式中,m是整车质量;Jxx是整车质量绕车身重心的纵轴的转动惯量;JMq是整车质量绕 侧倾轴的转动惯量;Jzz是整车质量绕Z轴的转动惯量。lv是整车重心纵向至前轴的距离; lh是整车重心纵向至后轴的距离;ay是车辆的侧向加速度;V是车辆的航向角;P车辆的横 摆角速度;小是车辆的侧倾角j是车辆的侧倾角速率;v是车辆的纵向车速;前、后轮胎的 侧偏刚度分别定义为Cv和Ch ;h为重心到侧倾中心的距离;k为悬架侧倾刚度;S为前轮转 角;c为悬架阻尼系数邛为质心侧偏角,〇、p和K为车辆模型系统参数。4. 根据权利要求2所述的一种重型车辆侧翻预警方法,其特征在于:所述的利用 Kalman滤波技术估计车辆侧倾角、横摆角速度和质心侧偏角内容,根据内容(1)测量获得 的重型车辆运动状态信息,利用内容(2)建立的重型车辆侧翻预警模型和Kalman滤波技术 估计车辆侧倾角、横摆角速度、质心侧偏角的状态量。具体的车辆状态Kalman滤波器设计 步骤如下: ⑴定义车辆侧翻模型初始的状态变量设定:毛=[〇,〇,〇,〇]和巧⑷;Kalman滤波 估计器系数设定:测量噪声协方差R= 1、过程激励噪声协方...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱天军王伟魏志成赵若禹吴杨
申请(专利权)人:河北工程大学
类型:发明
国别省市:河北;13

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