[发明专利]车辆防侧翻预警控制方法、系统及硬件在环仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆安全技术领域，具体涉及一种可适用于SUV等大型车辆的防侧翻预警控制方法、系统及其硬件在环仿真方法。

背景技术

SUV汽车是指运动型多用途车汽车，其能适应各种路况，受到市场的广泛欢迎。但SUV重心高，轮距相对较小，在高速转向行驶时，更容易侧向失衡，发生侧翻。因此，SUV汽车侧向稳定性控制引起人们的关注。现目前，通常在车辆行驶过程中通过一些应急性的控制方法来阻止汽车侧翻的发生，但不能提前给驾驶员或控制系统提供及时的预警信息。现目前所出现的SUV侧翻状态的预测及报警，以汽车的横向载荷转移率作为判断汽车是否发生侧翻的依据，实时地计算汽车某时刻发生侧翻需要的时间。这些侧翻预警系统虽然能够提前警示驾驶员，但如何采取相应措施，则要求驾驶员根据自己的驾驶经验做出判断，有很大的偶然性。因此，如何提高汽车主动安全性，同时减少驾驶员在驾驶过程中的负担，成为了现目前SUV汽车领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够有效提高SUV车辆主动安全性的车辆的防侧翻预警控制方法、系统，并提供其硬件在环仿真方法。

本发明的目的是这样实现的，一种车辆防侧翻预警控制方法，包括以下步骤：

S1、获取车辆当前的运动状态参数，所述运动状态参数包括车辆当前的车速、方向盘转角以及侧向加速度；

S2、计算车辆侧翻指标LTR(车辆横向载荷转移率)，并通过侧翻条件和侧翻预警时间的门限值T_max判断得到车辆侧翻预警时间TTR，完成一个预警周期计算，所述TTR指固定当前时刻输入，以当前状态为初始条件，车辆运行产生侧翻即一侧车轮离地所需时间；

S3、依据上述TTR值判断车辆是否存在侧翻危险。

优选的，所述步骤S1还包括：通过卡尔曼状态估计器根据所获取的车辆当前时刻运动状态参数值递推得到当前车辆状态作为预警算法的初始值，其中，β为质心侧偏角，γ为横摆角速度，为车体侧倾角，为车体侧倾角速度。

进一步优选的，根据所得初始状态和汽车侧翻动力学模型计算SUV动态侧翻指标LTR。

优选的，步骤S2中，所述车辆侧翻指标LTR通过以下公式计算：

上式中，m为车辆的整车质量，m_s为车辆簧载质量，d为车辆轮距，为车体侧倾角，为车体侧倾角速度，为车体侧倾角加速度，a_y为车辆侧向加速度，为悬架等效侧倾刚度，为悬架等效侧倾阻尼，h为车辆侧倾臂长，H为车辆重心高度。

优选的，所述步骤S2中，设定侧翻条件为：所述|LTR|≥0.9，当满足侧翻条件时，输出TTR，触发车辆侧翻报警，否则，进行下一个预警周期计算。

优选的，设定所述侧翻预警时间门限值T_max的目的在于减小预警计算量，保证预警的实时性，如果在T_max秒内计算侧翻指标不满足侧翻条件则停止计算，输出TTR为T_max秒。

优选的，步骤S3中依据TTR值判断车辆是否存在侧翻危险的具体方法为：

设定一个侧翻预警时间门限值T_max，当TTR值小于预警时间门限值T_max时，判定为车辆存在侧翻危险，反之，当TTR值大于预警时间门限值T_max时，判定为车辆不存在侧翻危险。即当得到的侧翻预警时间为T_max秒时，表明汽车未来T_max秒内没有侧翻危险，小于门槛值时则认为汽车存在侧翻风险。TTR值越小，表明汽车侧翻风险越高；若TTR为0时，表明汽车正在发生侧翻。

优选的，当TTR值小于预警时间门限值T_max，判定为车辆存在侧翻危险时，触发控制器工作，由控制器计算得到能阻止车辆发生侧翻的附加横摆力矩ΔM，再由执行器以差动制动的方式施加到相应的车轮产生制动。

优选的，所述控制器釆用线性二次调节器技术(LQR)形成的反馈补偿器实现差动制动功能，具体为：

根据当前车速和转向角，推导出理想行驶时的车辆侧偏角β_des和横摆角速度γ_des,Δβ为理想侧偏角与汽车当前侧偏角之差，Δγ为理想横摆角速度与当前汽车横摆角速度之差，控制器由Δβ和Δγ值计算得到最优附加横摆力矩ΔM。

优选的，当TTR值大于预警时间门限值T_max时，判定为车辆不存在侧翻危险时，返回步骤S1进行循环。