專利名稱：基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛防側(cè)翻預(yù)警控制方法，尤其是一種采用估計重型車輛在行駛過程中車身側(cè)傾角的大小來防側(cè)翻預(yù)警控制方法。
背景技術(shù)：
重型車輛具有質(zhì)心位置高、整車質(zhì)量和體積大、前后輪距相對于整車高度過窄等特點，因此側(cè)翻穩(wěn)定閾值較小，容易發(fā)生側(cè)翻事故。一般情況下，在發(fā)生側(cè)翻事故時，駕駛員很難察覺到事故的發(fā)生。據(jù)美國高速公路交通安全管理局(NHTSA)統(tǒng)計，在非碰撞交通事故中，有90%是由汽車側(cè)翻造成的，而其導(dǎo)致的死亡率也達到了 75%，在這些側(cè)翻事故中，重型車輛占到了將近70%左右。重型車輛的側(cè)翻已經(jīng)成為影響交通安全的重要問題。因此，重型車輛的行駛安全性，尤其是行駛中的側(cè)翻穩(wěn)定性問題一直以來是車輛主動安全性研究的熱點。車輛側(cè)翻是指車輛在行駛過程中繞其縱軸線轉(zhuǎn)動90°或更大的角度，以至車身與地面相接觸的一種極其危險的側(cè)向運動。有很多因素可能引起車輛的側(cè)翻，包括車輛結(jié)構(gòu)、駕駛員和道路條件等。車輛側(cè)翻大體上可分為兩大類，一類是曲線運動引起的側(cè)翻，另一類是絆倒側(cè)翻。前者指車輛在道路(包括側(cè)向坡道)上行駛時，由于車輛的側(cè)向加速度超過一定限值，使得車輛內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力為零而引起的側(cè)翻；后者是指汽車行駛時產(chǎn)生側(cè)向滑移，與路面上的障礙物側(cè)向撞擊而將其“絆倒”。本發(fā)明研究的是非絆倒型側(cè)翻情況下的重型車輛側(cè)翻預(yù)警算法。近年來，側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)在重型車輛穩(wěn)定性控制中的應(yīng)用大大提高了車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性，進而有效避免了重型車輛側(cè)翻事故的發(fā)生。但這些研究并沒有考慮某些關(guān)鍵參數(shù)在車輛行駛過程中難以直接測取的問題，從而導(dǎo)致作為側(cè)翻危險判據(jù)的動態(tài)門限值不能準(zhǔn)確獲得。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，即采用經(jīng)典Kalman濾波狀態(tài)估計技術(shù)實時準(zhǔn)確估計重型車輛在行駛過程中車身側(cè)傾角的大小，并由此計算出車輛側(cè)翻預(yù)警控制的動態(tài)門限值。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計基于側(cè)翻時間(Time-To-Rollover, TTR)的重型車輛側(cè)翻預(yù)警算法，最終達到重型車輛側(cè)翻預(yù)警的目的，這種通過經(jīng)典Kalman濾波狀態(tài)估計技術(shù)來實時準(zhǔn)確地估計出重型車輛在行駛過程中車身側(cè)傾角的大小的策略，為重型車輛側(cè)翻預(yù)警算法提供了一種新的解決方案。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，具體步驟為:首先建立車輛側(cè)翻模型，采用Kalman濾波估計算法，利用車輛側(cè)翻模型來預(yù)測真實車輛的狀態(tài)參數(shù)，以車輛當(dāng)前時刻的運行狀態(tài)為初始值，按照車輛側(cè)翻規(guī)律以^為步長計算模型的側(cè)翻指標(biāo)LTR，當(dāng)該側(cè)翻指標(biāo)LTR第一次滿足側(cè)翻條件時記下計算步數(shù)即可以得到車輛側(cè)翻預(yù)警時間為車輛側(cè)翻模型是根據(jù)達朗貝爾原理，建立三個平衡方程:
(1)繞Z軸的力矩平衡方程為:
權(quán)利要求
1.一種基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，其特征在于，具體步驟為:首先建立車輛側(cè)翻模型，采用Kalman濾波估計算法，利用車輛側(cè)翻模型來預(yù)測真實車輛的狀態(tài)參數(shù)，以車輛當(dāng)前時刻的運行狀態(tài)為初始值，按照車輛側(cè)翻規(guī)律以^力步長計算模型的側(cè)翻指標(biāo)(LTR)，當(dāng)該側(cè)翻指標(biāo)(LTR)第一次滿足側(cè)翻條件時記下計算步數(shù)I，即可以得到車輛側(cè)翻預(yù)警時間為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，其特征在于:所述車輛側(cè)翻模型是根據(jù)達朗貝爾原理，建立三個平衡方程: 繞Z軸的力矩平衡方程為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，其特征在于:所述采用Kalman濾波估計算法對車輛狀態(tài)估計步驟為: 設(shè)定車輛側(cè)翻模型的初始狀態(tài)變量為J| = (0,0,0,0)； .4 = h; 設(shè)定Kalman濾波估計器系數(shù)為: 測量噪聲協(xié)方差R=I ; 過程激勵噪聲協(xié)方差β=1000x/4 ；Kalman濾波估計器時間更新部分為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，其特征在于:所述計算車輛模型的側(cè)翻指標(biāo)(LTR)的具體計算公式為:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于車身側(cè)傾角估計的防側(cè)翻預(yù)警控制方法，具體步驟為首先建立車輛側(cè)翻模型，采用Kalman濾波估計算法，利用車輛側(cè)翻模型來預(yù)測真實車輛的狀態(tài)參數(shù)，以車輛當(dāng)前時刻的運行狀態(tài)為初始值，按照車輛側(cè)翻規(guī)律以為步長計算模型的側(cè)翻指標(biāo)LTR，當(dāng)該側(cè)翻指標(biāo)LTR第一次滿足側(cè)翻條件時記下計算步數(shù)N，即可以得到車輛側(cè)翻預(yù)警時間為N×T5。本發(fā)明通過經(jīng)典Kalman濾波狀態(tài)估計技術(shù)來實時準(zhǔn)確地估計出重型車輛在行駛過程中車身側(cè)傾角的大小的策略，為重型車輛側(cè)翻預(yù)警算法提供了一種新的解決方案。
文檔編號B60W40/10GK103213582SQ20131013547
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者孫濤, 和好, 朱紅全 申請人:上海理工大學(xué)