[發明專利]一種基于車輛側傾角側翻判別方法

在審

• 申請號: 202110445847.0
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113002552A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 朱穎;沈盛軍
• 申請（專利權）人: 包頭職業技術學院
• 主分類號: B60W40/10
• 分類號: B60W40/10;B60W50/00;B60W50/14
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務所(普通合伙) 34139
• 代理人: 陳斌

1.一種基于車輛側傾角側翻判別方法，其特征在于，包括與下步驟：

S1：側翻分析，在設計側翻預警算法時，需要分析影響側翻的因素及其門檻值。影響車輛的側翻因素除了車輛的結構參數外，還包括車輛狀態變量之間的關系；

S2：計算車輛動態側傾角,判別函數依賴兩個因素，一是判別函數的幾何形式，主要形式是線性和非線性函數,二是判別函數的系數，基于線性判別函數，通過數值分析的方法計算判別函數的系數，線性判別函數的函數形式：

g(x)＝ω₀+ω₁x₁+ω₂x₂+...+ω_nx_n (1)

式(1)中x₁，x₂，…，x_n是輸入模式特征向量的各個分量，ω₀，ω₁，…，ω_n組成與該類對應的權向量，它們的大小反應特征向量的各個分量在確定該類判別函數值的重要程度，綜合考慮車輛懸架的組合角和輪胎的垂向剛度，建立車輛穩態轉向行駛時車輛的動態模型，確定轉向工況下車輛側傾角和側向加速度的關系，從而得出判別函數；

假設輪胎垂向剛度假定為線性的，輪距和側傾中心選在簧載質量質心所處的垂直平面內，整車質心在簧載質心與非簧載質心的連接線上，對低側輪胎接地點A取矩，則車輛處于側翻臨界狀態時數學模型為：

其中：G_s為簧載質量；G_u為非簧載質量；G_a為整車質量；a_y為車輛穩態轉向行駛時所受側向加速度，由于簧載質量側傾角以及非簧載質量側傾角β很小，所以tanβ＝β＝2δ/B，令A＝2δ/B，tan(α+β)＝α+β，其中δ為輪胎變形量，B為輪距，則有：

S₁＝R'·tanβ＝R'·A (3)

S₂＝(h_R-R')·tanβ＝(h_R-R')·A (4)

其中為側傾中心高度；為非簧載質量質心的高度，

其中hs為簧載質量質心高度，h_s＝(G_ah_g-G_uR')/(G_a-G_u)；h為簧載質量至側傾中心的等效高度，h＝h_s-h_R，

忽略側向加速度對側傾中心的影響，對側傾中心O點取矩，則有：

為簧載質量的側傾角，

將式(2)～(6)代入式(1)，得：

方程兩邊同時除以cosα，且令tanα＝x，則有：

經整理可得：

k₄x⁴+k₃x³+k₂x²+k₁x+k₀＝0 (10)

式中：

k₁＝2(f₀f₁-g₀g₁) (12)

k₃＝2f₀f₁-2g₁g₂ (14)

用牛頓迭代法求方程式(10)的根x^[10]則α＝arctanx；

S3：將車輛的結構參數代入式(9)和式(12)中，實時監測側向加速度值，尤其在轉向過程中會受到很大側向加速度影響；

S4：為研究側向加速度對側傾角的影響，對側向加速度采樣，車輛其他參數保持不變，計算側傾角值：

將車輛的側傾角和側向加速度兩種樣本進行最小二乘擬合，得出線性判別函數的權系數,

W＝(ω₂,ω₁),ω₀

令x＝(α,a_y)

則g(x)＝ω₀+ω₁x₁+ω₂x₂+...+ω_nx_n≥0，即發出預警信號，提示駕駛員車輛即將發生側翻危險。