[發明專利]車輛側傾狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201410006515.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN104296722B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 劉偉;湯望;李克強;李會仙
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

技術領域

本發明屬于車輛側傾控制技術領域，涉及一種車輛側傾狀態檢測方法。

背景技術

車輛在受到側向加速度過程中，會繞自身的側傾中心發生傾斜，產生車輛側傾。側傾超出一定程度便會導致車輛舒適性、操縱穩定性變差，甚至導致車輛側翻，造成交通事故。車輛側傾控制對車輛側傾狀態進行分析，對潛在的側翻趨勢進行判斷，從而提高車輛的安全性。目前可用于車輛側向運動狀態測量的傳感器主要有側向加速度傳感器，但是目前側向加速度傳感器的安裝和傳感器信息處理方法不能夠獲取有效的車輛側傾狀態，難于用于車輛側傾控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種車輛側傾狀態檢測方法，以快速獲取有效的車輛側傾狀態信息。

為實現上述目的，本發明的車輛側傾狀態檢測方法包括的步驟如下：

（1）采集車輛側向加速度a_bh和垂直地面方向加速度a_bv；

（2）根據步驟（1）所得加速度求得車輛側傾角和車輛相對大地坐標系的側向加速度a_y，

（3）將求得車輛側傾角與設定的側傾范圍進行比較，判斷得到車輛側傾狀態。

所述車輛側向加速度和垂直地面方向加速度的采集是通過雙軸向加速度傳感器采集，該雙軸向加速度傳感器設于車身的側傾平面上，且雙軸向加速度傳感器中心與車輛質心重合。

若雙軸向加速度傳感器因安裝位置限制而不能安裝到預定位置，則需保證傳感器安裝在車輛中心線，同時根據安裝位置和質心之間的位置關系，將傳感器信息折算至質心。

所述步驟（3）中設定的側傾范圍是側傾角應在[-10°,10°]。還包括步驟（4）若判斷車輛在設定的側傾范圍之內，說明有側傾趨勢，需對車輛進行側傾控制或側翻預警。

本發明的車輛側傾狀態檢測方法利用雙軸向加速度傳感器直接計算車輛側傾角的方式來獲得輛側傾狀態信息，而不是現有技術中通過對車輛側傾運動中側向加速度的變化規律來間接反映，能夠更加直接、快速的獲取有效的車輛側傾狀態信息，為后續的側傾控制及預警提供有效技術支持，避免車輛側翻事故的發生。

附圖說明

圖1是傳感器安裝和車輛側傾平面內加速度示意圖；

圖2是側傾過程中傳感器采集車輛加速度狀態信息示意圖；

圖3是雙軸向慣性加速度傳感器示意圖；

圖4是傳感器信息折算例子示意圖。

附圖中標號代表的含義為：1，車身；2，底盤；3，加速度傳感器；4，車身側傾平面內加速度；5，加速度傳感器測量方向。

具體實施方式

車輛側傾運動指的是車輛沿縱向運動軸線的轉動，對圖1進行了縱向運動軸線、側傾運動方向的標注，以便于了解側傾平面定義。圖1中1表示車身，2表示底盤，3表示加速度傳感器，4表示車身側傾平面內加速度，5表示加速度傳感器測量方向。

本車輛側傾狀態檢測方法僅給出側傾角的計算方法（即車身坐標系bv-o-hv與大地坐標系H-O-V之間的側傾角），用于對車輛側傾狀態有更好地測量：能夠直接反映車輛側傾運動的車輛狀態參數是車輛的側傾角，但是現有陀螺傳感器（穩定性控制系統部件）的布置方案只用于采集車輛側向加速度和橫擺角速度（即需要用到車輛運行的其他狀態），在目前的車載產品中沒有通過改變陀螺傳感器的布置方案來獲取側傾角，以用于側傾運動預測。

車輛側傾狀態檢測方法采用一個雙軸向加速度傳感器在車輛側傾平面布置的方案，該雙軸向加速度傳感器中心與車輛質心重合。雙軸向加速度傳感器采集車身在側傾平面中車身垂向加速度a_bv和側向加速度a_bh，當然也可分別安裝可測量側向加速度a_bh的傳感器和車輛垂直地面方向加速度a_bv。車身側傾產生時，加速度傳感器由于安裝在車身側傾平面，因此跟隨車身與大地坐標系產生側傾角傳感器中心應與車輛質心重合，如因安裝位置限制而不能安裝到預定位置，則需保證傳感器安裝在車輛中心線，同時根據安裝位置和質心之間的位置關系，將傳感器信息折算至質心。折算需要考慮車輛橫擺角速度信號等，在穩定性控制系統的設計中有相應介紹，不是本方法介紹的重點。以圖4為例對折算進行簡單說明，r為橫擺角速度，安裝位置距質心距離為ls，此時：a_y=a′_y-r·l_s，其中a_y為質心處側向加速度，a′_y為傳感器安裝位置的側向加速度。