基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法及装置，方法包括：S1、获取汽车在转向行使过程中的前轮侧偏角、后轮侧偏角、方向盘转向角和目标方位角；S2、识别汽车在转向行使过程中的转向操纵特性Δα；S3、计算方向盘转向角度偏差Δδ

【技术实现步骤摘要】
基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法及装置


[0001]本专利技术属于汽车安全预警的
，具体涉及一种基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法及装置。

技术介绍

[0002]汽车转向系统是保证汽车能按驾驶员意愿进行直线或转向行驶，汽车转向操纵失控是发生交通事故的最主要因素之一。汽车转向操纵特性包括中性转向、不足转向和过度转向，中性转向是指车辆在转向过程实际转向角度等于前轮转动角度；不足转向是指车辆在转向过程中实际转向角度比前轮转动角度小，前轮出现向外侧滑动(推头)；转向过度是指车辆在转向过程实际转向角度比前轮转动角度大，后轮出现向外侧滑动(甩尾)。
[0003]传动系形式为发动机前置前驱的车辆，重心在前轴，前轮既是转向轮又是驱动轮，转向行驶时，前轮受到离心力使向外侧滑增加，出现不足转向；传动系形式为发动机前置后驱、中置后驱的车辆，重心在中心，前轮负责转向，后轮负责驱动，为中性转向；传动系形式为发动机后置后驱的车辆，重心在后轴，前轮负责转向，后轮负责驱动，为过度转向。
[0004]汽车转向操纵特性与路面附着系数、转弯半径、汽车传动形式、轮胎侧偏刚度、车轮侧偏角、转向车速、转向加车速、前轮转向角、方向盘转向角有关。汽车低速转向行驶时，基本保持中性转向；转向车速增加，出现不足转向趋势，驾驶员可通过减少油门、降低车速来减轻转向不足程度；随着转向车速进一步增加，出现过度转向趋势，速度小于临界车速时，转向操纵稳定，速度超过临界车速时，转向操纵失稳，过度转向修正比较困难。一般汽车具有适当不足转向可使汽车具有良好操纵性，过度转向则导致汽车转向失稳。GB38900
‑
2020《机动车安全技术检验项目和方法》要求“汽车(三轮汽车除外)应具有适度的不足转向特性”；JT/T 1178.2
‑
2019《营运货车安全技术条件第2部分：牵引车辆与挂车》要求“不足转向度应大于或等于0
°
/(m/s2)且小于或等于1
°
/(m/s2)”。
[0005]转向操纵失控成为车辆转向行驶危险源的原因：一是汽车在转向行驶过程中受到不平衡制动力、路面附着系数变化及侧向风等影响，使车辆转向操纵失稳；二是汽车在高速行驶变道、遇障急转向时，转向不足或者转向过度操纵使车辆侧向失稳；三是汽车转向过度时，方向盘转过角度过大、回正迟缓，车辆到达目标车线后，回打方向盘使车辆产生晃动，严重的过度转向发生侧滑、侧翻等激转现象；四是汽车转向不足时，转不过弯，硬打方向盘使后轮失去抓地力导致翻车，严重的不足转向发生漂移现象。
[0006]作为车辆转向行驶过程中的重大安全隐患，我们要对转向操纵特性进行安全管理：一是安全识别，识别转向操纵特性的风险并确定其特性；二是安全控制，根据转向操纵特性风险向驾驶员提供预警方法，降低、消除或控制风险。这对避免汽车转向操纵特性风险引发交通事故，保证汽车转向行驶稳定性和安全性，具有十分重要作用。
[0007]目前，对转向操纵特性监测和报警只是涉及对方向盘转向角度个别参数，没有监测车辆转向操纵特性，没有对汽车转向行驶过程中转向操纵特性进行安全识别、控制等安全风险管理方法，从而难以根据转向操纵特性风险向驾驶员提供预警方法降低、消除或控
制转向操纵特性风险，保证汽车转向行驶的行驶安全。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法及装置，通过对汽车转向行驶安全状态监测，避免汽车转向操纵特性风险源引发安全事故。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术一方面提供了一种基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，包括下述步骤：
[0011]S1、获取汽车在转向行使过程中的前轮侧偏角、后轮侧偏角、方向盘转向角度和目标方位角；
[0012]S2、识别汽车在转向行使过程中的转向操纵特性Δα，所述转向操纵特性Δα为：
[0013]Δα＝α
f
‑
α
r
[0014]式中，α
f
表示前轮侧偏角,α
r
表示后轮侧偏角；
[0015]S3、计算方向盘转向角度偏差Δδ
s
，所述方向盘转向角度偏差Δδ
s
计算公式如下：
[0016]Δδ
s
＝δ
sw
‑
δ
s
[0017]式中，δ
sw
为方向盘转向角理论值，δ
s
为操纵方向盘转向角度；
[0018]S3、对所述转向操纵特性进行风险识别，具体为：
[0019]Δα<0，转向操纵特性为过度转向，风险级别高；
[0020]Δα>0，转向操纵特性为不足转向，风险级别高；
[0021]Δα＝0，转向操纵特性为中性转向，风险级别低。
[0022]S4、针对识别出来的风险等级，利用计算得到的方向盘转向角度偏差Δδ
s
对行车风险进行控制。
[0023]作为优选的技术方案，步骤S1中，通过车轮惯性传感器来感知前轮侧偏角、后轮侧偏角；
[0024]通过转角传感器来感知方向盘转向角度；
[0025]通过毫米波雷达来感知前方目标方位角。
[0026]作为优选的技术方案，步骤S3中，方向盘转向角理论值δ
sw
的计算如下：
[0027]δ
sw
＝i
s
δ
tf
＝i
s
(α
target
±
α
f
)
[0028]式中，δ
tf
表示前轮转向角理论值,i
s
表示转向系统传动比，α
target
表示前方目标方位角。
[0029]作为优选的技术方案，步骤S2中，前轮转向角理论值δ
tf
的计算如下：
[0030]δ
tf
＝α
target
±
α
f
[0031]式中，α
target
表示前方目标方位角，α
f
表示前轮侧偏角。
[0032]作为优选的技术方案，步骤S5中，利用计算得到的操纵方向盘转向角度偏差Δδ
s
对风险级别进行控制，具体为：
[0033]当转向操纵特性为过度转向时，降低速度、加速度，操纵方向盘转向角度偏差Δδ
s
小于零；
[0034]当转向操纵特性为不足转向时，降低速度、加速度，操纵方向盘转向角度偏差Δδ
s
大于零；
[0035]当转向操纵特性为中性转向时，正常行使，操纵方向盘转向角度保持适当不足转向特性转向行驶，操纵方向盘转向角度偏差Δδ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、获取汽车在转向行使过程中的前轮侧偏角、后轮侧偏角、方向盘转向角度和目标方位角；S2、识别汽车在转向行使过程中的转向操纵特性Δα，所述转向操纵特性Δα为：Δα＝α
f
‑
α
r
式中，α
f
表示前轮侧偏角,α
r
表示后轮侧偏角；S3、计算方向盘转向角度偏差Δδ
s
，所述方向盘转向角度偏差Δδ
s
计算公式如下：Δδ
s
＝δ
sw
‑
δ
s
式中，δ
sw
为方向盘转向角理论值，δ
s
为操纵方向盘转向角度；S4、对所述转向操纵特性进行风险识别，具体为：Δα<0，转向操纵特性为过度转向，风险级别高；Δα>0，转向操纵特性为不足转向，风险级别高；Δα＝0，转向操纵特性为中性转向，风险级别低；S5、针对识别出来的风险等级，利用计算得到的方向盘转向角度偏差Δδ
s
对行车风险进行控制。2.根据权利要求1所述基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，其特征在于，步骤S1中，通过车轮惯性传感器来感知前轮侧偏角、后轮侧偏角；通过转角传感器来感知方向盘转向角度；通过毫米波雷达来感知前方目标方位角。3.根据权利要求1所述基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，其特征在于，步骤S3中，方向盘转向角理论值δ
sw
的计算如下：δ
sw
＝i
s
δ
tf
＝i
s
(α
target
±
α
f
)式中，δ
tf
表示前轮转向角理论值,i
s
表示转向系统传动比，α
target
表示前方目标方位角。4.根据权利要求3所述基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，其特征在于，所述前轮转向角理论值δ
tf
的计算如下：δ
tf
＝α
target
±
α
f
式中，α
target
表示前方目标方位角，α
f
表示前轮侧偏角。5.根据权利要求1所述基于转向操纵特性的汽车转向行驶安全预警方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘梦鹞，陈少伟，甘俊旗，郇锐铁，
申请(专利权)人：广东工贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：