[發明專利]一種大型客車側翻預警裝置及方法

在審

• 申請號: 201710093248.0
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106965763A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 梁曉娟;魏朗;袁望芳
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院;梁曉娟
• 主分類號: B60R21/0132
• 分類號: B60R21/0132;B62D15/02;B60Q9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及車輛安全預警的方法，尤其是一種大型客車側翻風險預警裝置及方法。

背景技術

隨著我國汽車工業的不斷發展和道路交通設施的改善，汽車行駛速度不斷提高，導致大量交通事故的發生，造成人員傷亡和巨大的經濟損失，因此，汽車行駛的安全性越來越受到人們的重視。一些汽車如大型客車、中重型貨車、重型半掛車等由于其質心位置高、質量和體積較大等特點，在高速轉彎和彎道直徑較小時極易發生側翻事故。側翻事故造成的損失嚴重，是道路交通安全和車輛安全研究領域的重要問題。如公開號為CN102756686的中國專利公開了一種預警車輛側翻的方法及裝置，利用傳感器檢測在行駛過程中車輛的橫向載荷轉移率及側向加速度值，傳感器將檢測到的數據發送至微處理單元中，微處理單將橫向載荷轉移率及側向加速度值分別與它們的預設閾值進行比較，當它們超過預設閾值后，處理器將控制報警裝置進行報警。但是，該技術方案中提到的橫向載荷轉移率是受車輛重心高度的影響的，而本技術方案中并沒有對車輛重心高度進行考慮，因此降低了側翻檢測的準確性和可靠性。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有側翻風險檢測的準確性和可靠性不夠的問題，實現一種能直接得出一個方向盤轉角閾值的大型客車側翻風險預警裝置及方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種大型客車側翻預警裝置，包括車廂，所述車廂的行李艙底部設有重量感應器，所述車廂的前后軸設有負荷感應器，所述車廂的進口設有稱重裝置，所述車廂內的方向盤上設有轉角感應器，所述車廂內設有蜂鳴器，所述重量感應器、負荷感應器、稱重裝置、轉角感應器和蜂鳴器均與控制單元相連。重量感應器、負荷感應器和稱重裝置能自動將行李艙行李總重量m_e、乘員總重量m_m、前非簧載重量m_u1、后非簧載重量m_u2的重量測得，并將這些數據自動傳輸給控制單元，控制單元及時計算出方向盤轉角閾值，對大型客車側翻風險及時預估。當存在側翻風險時，控制單元發出信號給蜂鳴器，蜂鳴器發出警報，提醒駕駛員安全操作，提高安全系數。

首先在不考慮整車質心水平會發生位移的情況下，一種大型客車側翻風險預估的方法分為以下幾步：

1）系統預存數據包括空車時車身重心離地高度h_s'、非簧載重量的重心離地高度h_u、空車車身重量m_s'、行李艙行李的等效總高H_X、行李的平均容積重量m_v、行李艙行李的總長度L_x、行李艙平面離地高度h_廂、乘員重心離地高度h_m；系統測得的數據包括行李艙行李總重量m_e、乘員總重量m_m、前非簧載重量m_u1、后非簧載重量m_u2；

2）獲得空車重心高度；

3）獲得行李艙行李的重心高度；

則行李艙總重心離地高度 ；

4）載客后，客車總重分為自重、乘員重量、和行李艙行李總重量四部分。則整車總重量 =汽車自重+乘員重量+行李艙行李總重量，即：；

則整車重心離地高度：；

；

5）載客后，客車車身重量=空車車身重量+乘員重量+行李艙行李重量，即：；

則載客后車身重量重心到前軸的水平距離a_s：

（mm）；

則車身重心離地高度h_s為：

（mm）；

6）獲得駕駛員操作的方向盤轉角閾值，包括以下幾步

A．客車轉彎、車身側傾時運動微分方程為

；

推得：

；

B．客車在前輪轉角階躍輸入下的車輛穩態響應狀態參數計算公式為

；

推得：

；

C．通過AB兩步，得到客車轉向靈敏度—穩態橫擺角速度增益為：

其中，穩定因素；

客車車身側傾靈敏度—車身側傾角增益為：

；

其中，側傾因素；

D．當大客車穩態轉向時，有側向加速度（離心力）和車身側傾，車輪垂直載荷發生橫向轉移，此時，客車側向穩定的平衡條件為：

)；