[发明专利]一种考虑路面参数变化的车辆侧翻预警方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑路面参数变化的车辆侧翻预警方法及系统，在建立用于计算侧翻指标LTR的车辆侧翻模型时考虑了路面输入的影响，使得侧翻指标同时适用于绊倒性侧翻和非绊倒性侧翻；同时，还给出了一种离线确定侧翻预警值与车速、路面摩擦系数的办法，使得车辆侧翻预警方法的预警值的能够根据车辆状态和路面环境自适应地改变，预警方法的环境适应性和鲁棒性更好。与传统方法相比，在侧翻指标的计算中引入了侧倾角加速度，使得侧翻指标的计算在车辆接近侧翻状态时误差较小，预警更为准确。

技术领域

本发明属于自动控制及智能车辆技术领域，具体涉及一种考虑路面参数变化的车辆侧翻预警方法及系统。

背景技术

随着汽车保有量的增加，交通事故所引起的人员伤亡和财产损失日趋严重。美国公路安全局的统计数据表明，在2015年发生的1096万起交通事故中，侧翻只涉及其中的1.9％，但在所有致死事故中，侧翻所占的比例为18.1％，侧翻导致的死亡人数却占交通事故总死亡人数的32％。在所有交通事故中，车辆侧翻事故的危害程度仅次于车辆碰撞，居于第二位。

车辆侧翻根据产生原因的不同，可分为绊倒性侧翻和非绊倒性侧翻。绊倒性侧翻是指车辆受到外部输入而产生的侧翻，车辆行驶中遇到路面不平或撞上护栏等障碍物而产生的侧翻就属于绊倒性侧翻，这类侧翻约占侧翻总数的80％。非绊倒性侧翻是指车辆在行驶过程中因转向过急等非外部因素而产生的侧翻，约占侧翻总数的20％。侧翻事故一般发生在路面附着条件较好、车速较高的情况下，驾驶员较难依靠自身判断予以避免。当前车辆侧翻预警技术大都以车轮离地为出发点，首先设立侧翻指标，然后建立车辆的动力学模型。接着通过读取车载传感器或者建立观测器来获取动力学模型所需的车辆状态参数，最后完成侧翻指标的计算，从而实现侧翻预警。

然而目前主流的方法存在几个主要缺点：

1、所采用的侧翻指标往往只适用于非绊倒性侧翻，对于绊倒性侧翻的适用性较差。

2、车辆侧翻指标的计算需要车辆的侧倾角加速度这一关键状态信息，在获取该状态时，主流方法大都通过在车辆顶部加装加速度传感器去获取车辆垂向加速度，然后通过近似计算来得到车辆的侧倾角加速度。这种近似计算在车辆接近侧翻(即车辆侧倾角大于10°)时误差较大，预警的准确率较低。

3、侧翻预警值的选取没有考虑路面环境的变化，大都设定为某一常量。在乡村、越野等非城市道路环境下，车辆所处路面的变化程度较大，采用固定预警值的侧翻预警方法适用性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种考虑路面参数变化的车辆侧翻预警方法及系统，考虑了路面输入的影响，使得侧翻指标同时适用于绊倒性侧翻和非绊倒性侧翻，提高预警准确率。

一种车辆侧翻预警方法，包括：

根据如下车辆侧翻模型实时计算车辆的LTR值：

其中，m_s为车辆的簧载质量，a_y为车辆的侧向加速度，a_z为车辆垂向加速度，I_xx为车辆绕其横滚轴的转动惯量，h_R为簧载质量体质心到横滚轴的距离，l_s为车辆左轮与右轮的间距，m为车辆总质量，g为重力加速度，φ为车辆的侧倾角，为车辆的侧倾角加速度；

将计算得到的LTR值与设定的LTR侧翻阈值进行比较，当LTR值大于LTR侧翻阈值时，则发出车辆侧翻预警信号。

进一步的，所述设定的LTR侧翻阈值的获取方法为：

根据车辆的鱼钩转向工况，确定路面的摩擦系数x及车辆运动速度y的范围；将摩擦系数x和运动速度y在各自范围内任意取值，得到多组车辆的摩擦系数x及运动速度y的数据组合；