[发明专利]一种罐车侧翻阈值高可靠动态估计方法

说明书

本发明提出一种罐车侧翻阈值高可靠动态估计方法，首先明确侧翻表征参数和影响侧翻阈值的因素并搭建侧翻阈值标定装置，然后开展典型侧翻场景下罐车侧翻阈值标定试验，接着处理数据并标定出不同场景下的侧翻阈值，进而利用SVR拟合出侧翻阈值及其影响因素之间的函数关系，最后基于拟合出的函数关系实现罐车侧翻阈值动态估计。该方法提出气囊压力横向转移率这一侧翻表征参数，满足侧翻危险冗余判别的需求；利用高精度惯性测量单元、压力传感器、轮力传感器和防侧翻架搭建罐车侧翻阈值标定装置，可运用于实车试验；通过实车试验数据和SVR，拟合出侧翻阈值与其影响因素间的函数关系，实现侧翻阈值动态估计。

技术领域

本发明涉及一种侧翻阈值估计方法，具体的是一种罐车侧翻阈值高可靠动态估计方法，属于车辆安全技术领域。

背景技术

我国危险品运输安全形势严峻，侧翻是主要的事故形态之一。由于装载量大，运输效率高，罐车成为危险品公路运输的主要载体。然而罐车整车质量较大、质心较高、和受液体扰动，使得罐车在转弯和变道时易发生侧翻，导致危险品泄漏、燃烧、爆炸，造成财产损失、环境污染、生态破坏、人员伤亡。因此，研究罐车侧翻防控方法对公路安全具有重要意义。

目前，侧翻防控方法是基于固定的侧翻阈值，如0.4g的侧向加速度等，然而罐车在不同驾驶行为、不同充液比和不同道路坡度下侧翻阈值是动态变化的，因此单一固定的侧翻阈值难以适用罐车实际侧翻防控需求。据资料调研，罐车侧翻阈值的获取途径大多以多维仿真试验为主，其原因为：1、缺乏罐车侧翻阈值高可靠标定装置，2、缺乏适用于罐车的典型侧翻场景库，3、缺乏能够根据罐车行驶状况动态估计侧翻阈值的方法。

发明内容

针对单一固定的侧翻阈值难以适用罐车实际侧翻防控需求的问题，本发明提出了一种罐车侧翻阈值高可靠动态估计方法。该方法能够根据罐车当前行使状态动态估计侧翻阈值，有助于提高侧翻预警的准确性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

步骤一：明确侧翻表征参数和影响侧翻阈值的因素并搭建侧翻阈值标定装置

侧翻表征参数选为侧倾角τ、侧向加速度θ和气囊压力横向转移率η，影响罐车侧翻阈值的因素选为车速v、整车质量m和充液比λ，η计算公式为：

式(1)中，F_ls是罐车第s根车轴左侧气囊压力，F_rs是罐车第s根车轴右侧气囊压力，s是车轴编号，s＝1,2,…,e，e是罐车总的车轴数量；

侧翻阈值标定装置包括一台高精度惯性测量单元、多个压力传感器、两个轮力传感器和两台防侧翻架，高精度惯性测量单元安装在接近罐车质心处，压力传感器安装在罐车空气悬架各个气囊的通气阀处，轮力传感器安装在罐车尾部最后轴两侧车轮上，防侧翻架安装在罐车两侧；高精度惯性测量单元采集侧倾角τ和侧向加速度θ，轮力传感器采集最后轴左车轮垂向力G_l和右车轮垂向力G_r，通过车身CAN总线采集最后轴两轮轮速传感器信息的均值作为车速v，各传感器数据输出频率相同，整车质量m和充液比λ事先静态测量获得；

步骤二：在封闭试验场地开展典型侧翻场景下罐车侧翻阈值标定试验

罐车侧翻场景库各场景基元划分如下表所示：

场景基元排列组合后有30种侧翻场景；典型侧翻场景下罐车侧翻阈值标定试验具体步骤包括：

子步骤1：标定试验应在干燥、坚实的路面上进行，且路面表面峰值附着系数不小于0.9；检查标定装置中各传感器的可靠性，防侧翻架的安全性，以及检查试验场地有无安全隐患；

子步骤2：基于确定的侧翻场景在封闭试验场依次设置驾驶行为、充液比和纵向坡度，在试验场地上画出J转向和双移线的试验轨迹，试验开始前，静态测量整车质量m和充液比λ；