[發明專利]基于車路系統的危化品運輸車高速公路彎道側翻預警系統

在審

• 申請號: 202011001397.8
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112201052A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 夏晶晶;時磊
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G08G1/04
• 分類號: G08G1/04;G08G1/052;G08G1/09;H04W4/44;G06F17/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 湯金燕

1.一種基于車路系統的危化品運輸車高速公路彎道側翻預警系統，其特征在于，包括以下系統：車路信息交互系統、車輛側翻判斷系統、車-路報警系統和車速主動控制系統；

車路信息交互系統包括電源、車載單元、路側單元、激光雷達信號接收器、路側激光雷達和車載ECU；車-路報警系統包括車內顯示器和路側電子警示牌；車輛側翻判斷系統包括車速閾值計算中心和車速傳感器；車速主動控制系統包括電控燃油噴射裝置；

車載單元與路側單元連接電源，路側單元通過導線與激光雷達信號接收器連接，路側激光雷達進行工作，將前方路況信息傳輸至路側單元，此時路側單元與車載單元通過無線通訊技術實現信息交互；車內顯示器通過導線與車載單元連接，路側電子警示牌通過導線與路側單元連接；車速閾值計算中心和車速傳感器通過導線與車載單元連接，當車速大于閾值車速，車內顯示屏接到車載單元的信號，發出車速過快字樣的音畫警報，鑒于車路信息的互通性，電子警示牌接收路側單元的預警信號，發出車速過快字樣的警報；車載單元通過導線與車載ECU連接，如果車速安全，不再預警，如果依舊危險，車載ECU向電控燃油噴射裝置發出電信號，以減少噴油時間減低車速。

2.根據權利要求1所述的基于車路系統的危化品運輸車高速公路彎道側翻預警系統，其特征在于，安裝在路側的路側設備與安裝在車輛的車載設備通過無線通訊技術連接；車載單元接收車輛ECU傳輸的各種車輛運行工況信息，路側單元將前方的路況信息傳輸至汽車，為提前預警做準備。

3.根據權利要求1所述的基于車路系統的危化品運輸車高速公路彎道側翻預警系統，其特征在于，側翻判斷系統通過獲取路側單元與車載單元傳來的車輛信息與路況信息，信息至少包括：輪距、液體的質量、車輛重量和彎道半徑；通過對危化品運輸車側傾中心點O在地面的垂直投影點P取矩所得的取矩方程確定危化品運輸車的臨界側翻速度閾值；

所述的車輛側翻判斷系統中，車輛的臨界側翻速度V_R的計算過程如下：

步驟1，考慮到危化品運輸車在行駛時液體晃動的影響，將罐內液面簡化為一個平面，建立以罐體長軸為y軸，短軸為z軸的坐標系，設立液體的質心坐標(y_l、z_l)，則有y_t＝S_z/A；z_l＝S_y/A，其中，液面線與液體的橫截面面積為A，液體橫截面面積對y軸與z軸的靜矩分別為S_y和S_z；

步驟2，通過獲取危化品運輸車側傾時對側傾中心點O在地面的垂直投影點P取矩所得的取矩方程為：

其中，B表示危化品運輸車的輪距，Fz₀表示彎道外側垂直車輪載荷，Fz_l表示彎道內側垂直車輪載荷，m表示非滿載液體時危化品運輸車的整車質量，a_y表示側向加速度，h_c表示危化品運輸車非滿載液體時質心位置距側傾中心點O的垂直距離，h_r表示側傾中心點O距地面的距離，g表示重力加速度，L表示非滿載液體時危化品運輸車質心距側傾中心點O的水平距離；

部分裝載液體時其質心與側傾中心O的垂直距離：

部分裝載液體時危化品運輸車質心距側傾中心點O的水平距離：

其中，m_l為裝載的液體質量，h_v為車輛整備質量質心距側傾中心O點的距離，mv為罐式汽車的整備質量，Φ為罐體的側傾角；

步驟3，車輛側翻時，其內側車輪載荷Fz₁＝0，外側車輪載荷Fz₁＝mg，由于危化品運輸車的側傾角較小，則sinφ≈φ，cosφ≈1，將公式代入得到：

步驟4，通過路側設備傳輸來的彎道半徑R，帶入預警系統計算，可以獲得臨界側翻車速：