[發明專利]車輛防側翻預警控制方法、系統及硬件在環仿真方法

在審

• 申請號: 201710877679.6
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107745709A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 宋立新;裴曉敏
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: B60W30/04
• 分類號: B60W30/04;B60W40/10;B60W10/18
• 代理公司: 成都拓荒者知識產權代理有限公司51254
• 代理人: 鄒廣春

1.車輛防側翻預警控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取車輛當前的運動狀態參數，所述運動狀態參數包括車輛當前的車速、方向盤轉角以及側向加速度；

S2、計算車輛側翻指標LTR(車輛橫向載荷轉移率)，并通過側翻條件和側翻預警時間的門限值T_max判斷得到車輛側翻預警時間TTR，完成一個預警周期計算，所述TTR指固定當前時刻輸入，以當前狀態為初始條件，車輛運行產生側翻即一側車輪離地所需時間；

S3、依據上述TTR值判斷車輛是否存在側翻危險。

2.根據權利要求1所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，所述步驟S1還包括：通過卡爾曼狀態估計器根據所獲取的車輛當前時刻運動狀態參數值遞推得到當前車輛狀態作為預警算法的初始值，其中，β為質心側偏角，γ為橫擺角速度，為車體側傾角，為車體側傾角速度。

3.根據權利要求2所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，步驟S2中，所述車輛側翻指標LTR通過以下公式計算：

上式中，m為車輛的整車質量，m_s為車輛簧載質量，d為車輛輪距，為車體側傾角，為車體側傾角速度，為車體側傾角加速度，a_y為車輛側向加速度，為懸架等效側傾剛度，為懸架等效側傾阻尼，h為車輛側傾臂長，H為車輛重心高度。

4.根據權利要求3所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，所述步驟S2中，設定側翻條件為：所述|LTR|≥0.9，當滿足側翻條件時，輸出TTR，觸發車輛側翻報警，否則，進行下一個預警周期計算。

5.根據權利要求1所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，步驟S3中依據TTR值判斷車輛是否存在側翻危險的具體方法為：

當TTR值小于預警門限值T_max時，判定為車輛存在側翻危險，反之，當TTR值大于預警門限值T_max時，判定為車輛不存在側翻危險。

6.根據權利要求5所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，當判定為車輛存在側翻危險時，觸發控制器工作，由控制器計算得到能阻止車輛發生側翻的附加橫擺力矩ΔM，再由執行器以差動制動的方式施加到相應的車輪產生制動。

7.根據權利要求6所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，所述控制器釆用線性二次調節器技術(LQR)形成的反饋補償器實現差動制動功能，具體為：

根據當前車速和轉向角，推導出理想行駛時的車輛側偏角β_des和橫擺角速度γ_des,Δβ為理想側偏角與汽車當前側偏角之差，Δγ為理想橫擺角速度與當前汽車橫擺角速度之差，控制器由Δβ和Δγ值計算得到最優附加橫擺力矩ΔM。

8.根據權利要求5所述的車輛防側翻安全預警控制方法，其特征在于，當判定為車輛不存在側翻危險時，返回步驟S1進行循環。

9.一種車輛防側翻預警控制系統，其特征在于，包括：

車輛傳感器單元，用于獲取車輛運動狀態參數；

控制器單元，用于接收所述車輛傳感器單元獲取的車輛運動狀態參數，分析判斷車輛是否存在側翻危險，并輸出能阻止汽車發生側翻的控制信號；

執行器，用于根據所述控制器發出的控制信號對車輛實施制動處理。

10.基于車輛防側翻預警控制系統的硬件在環仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、在主機上安裝LabView軟件平臺，用以設計控制器，同時安裝CarSim軟件平臺，用以構建車輛模型；

B、通過汽車模擬設備進行模擬駕駛，通過裝有LabView軟件平臺的目標機接收處理所述汽車模擬設備輸出的車輛狀態參數，并將該車輛狀態參數傳送給主機的CarSim車輛模型；

C、通過與主機控制連接的演示機對車輛的實時狀態進行動畫模擬顯示；

D、目標機同時將車輛狀態參數傳給側翻預警硬件單元，由側翻預警硬件單元計算出TTR(車輛側翻預警時間)；

E、目標機得到所述TTR值并判斷是否觸發主機上的控制器來控制車輛的行駛狀態。