[發明專利]一種用于礦區運輸車輛防側翻控制方法

有效

• 申請號: 202010934038.1
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112141080B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 齊連軍;侯兆資;趙強;丁紅;段接寶;張玉林
• 申請（專利權）人: 北京踏歌智行科技有限公司;內蒙古霍林河露天煤業股份有限公司
• 主分類號: B60W30/04
• 分類號: B60W30/04
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發明涉及一種用于礦區運輸車輛防側翻控制系統及其控制方法，控制系統包括外界狀態感知層、側翻模型實時計算層、車輛防側翻決策層和防側翻執行層；所述外界狀態感知層包括方向盤角度傳感器、車身側傾角傳感器、橫向加速度傳感器、車速傳感器和車載攝像頭；所述側翻模型實時計算層包括工況辨識模塊和側翻模型指標計算模塊；所述車輛防側翻決策層包括緊急決策模塊、側翻指標預測模塊和防側翻決策模塊；所述防側翻執行層包括主動轉向控制模塊和執行機構、差動制動控制模型和執行機構；基于該系統的控制方法將車輛行駛工況分區，選擇合適的側翻指標，與閾值進行比較，根據不同結果進行緊急決策或防側翻決策，通過上述決策控制執行層對車輛進行控制。

技術領域

本發明涉及車輛主動安全控制領域，更具體地，涉及一種礦區運輸車輛防側翻控制系統機器控制方法。

背景技術

隨著汽車行業的迅速發展，隨之而來的是道路運輸領域事故的數量增長，造成巨大的財產損失和人員傷亡。其中，車輛側翻是礦區運輸車輛的一種高發且危險的事故，礦區運輸車輛因裝載礦物后重心較高尤其容易發生側翻。相關文獻表明，若能夠在潛在車輛側翻事故發生前1秒，發出警報信息提醒駕駛員或采取必要的主動防側翻行為，則可以在一定程度上避免約90％的交通事故，如果能再提前1秒，則側翻事故就有可能完全避免。

目前，關于車輛側翻機理研究以及相關主動安全技術主要集中在公路車輛，如乘用車以及重型掛車等，主要包括側翻預警和側翻前車輛主動安全控制。如申請號:CN201810778294.9的專利公開了一種基于車聯網車輛防側翻控制方法，該發明專利選取載荷轉移率LTR作為側翻指標，結合橫擺角速度、側傾角速度和俯仰角速度等傳感器對公路車輛側翻判別特征值進行多層遞階建模預測以實現側翻預警及控制。同樣的，申請號:CN201711 458963.6的專利公開了一種具有時滯辨識和補償功能的車輛主動防側翻控制系統，也選取了載荷轉移率LTR作為側翻指標，設計了時滯辨識模塊進行側翻預測。再如申請號:CN201910353704.X的專利公開了一種基于電動助力轉向裝置的車輛防側翻系統及控制方法，該發明專利選取瞬態側傾角作為汽車側翻評價指標。

總之，目前的關于車輛側翻控制技術主要集中在公路車輛，由于公路車輛行駛環境多為結構化道路，車輛側翻一般由于轉向過程中側向加速度過大造成，選取的汽車側翻指標單一，無法直接應用于礦區復雜道路行駛條件下的運輸車輛防側翻技術。

發明內容

針對礦區復雜道路行駛條件下的運輸車輛防側翻主動安全技術的需要，本發明提出的方法可以解決用于汽車和重型卡車等公路車輛的主動防傾翻控制方法不能直接用于礦區運輸車輛的問題。

本發明提供一種用于礦區運輸車輛防側翻控制系統，具體包括由外界狀態感知層、側翻模型實時計算層、車輛防側翻決策層和防側翻執行層；

所述外界狀態感知層包括方向盤角度傳感器、車身側傾角傳感器、橫向加速度傳感器、車速傳感器和車載攝像頭。

所述側翻模型實時計算層包括針對不同工況進行識別的工況辨識模塊和側翻模型指標計算模塊。

所述車輛防側翻決策層主要包括對于當前側翻指標與閾值比較判斷并決策的側翻指標預測模塊和緊急決策模塊，以及對基于所述側翻指標預測模塊預測的未來側翻指標與閾值的比較判斷并且給出適當的決策的防側翻決策模塊。

所述防側翻執行層包括主動轉向控制模塊、主動轉向執行機構、差動制動控制模型和差動制動執行機構。

一種用于礦區運輸車輛防側翻控制系統的控制方法，包括如下步驟：

S1:車輛外界狀態感知的傳感器數據傳輸至車輛控制器的中央處理器進行數據處理。

S2：中央處理器首先通過多個傳感器數據對當前的車輛行駛工況分類，具體分為：斜坡行駛、轉向行駛、單邊越障行駛和其它。