[发明专利]一种用于矿区运输车辆防侧翻控制方法

说明书

本发明涉及一种用于矿区运输车辆防侧翻控制系统及其控制方法，控制系统包括外界状态感知层、侧翻模型实时计算层、车辆防侧翻决策层和防侧翻执行层；所述外界状态感知层包括方向盘角度传感器、车身侧倾角传感器、横向加速度传感器、车速传感器和车载摄像头；所述侧翻模型实时计算层包括工况辨识模块和侧翻模型指标计算模块；所述车辆防侧翻决策层包括紧急决策模块、侧翻指标预测模块和防侧翻决策模块；所述防侧翻执行层包括主动转向控制模块和执行机构、差动制动控制模型和执行机构；基于该系统的控制方法将车辆行驶工况分区，选择合适的侧翻指标，与阈值进行比较，根据不同结果进行紧急决策或防侧翻决策，通过上述决策控制执行层对车辆进行控制。

技术领域

本发明涉及车辆主动安全控制领域，更具体地，涉及一种矿区运输车辆防侧翻控制系统机器控制方法。

背景技术

随着汽车行业的迅速发展，随之而来的是道路运输领域事故的数量增长，造成巨大的财产损失和人员伤亡。其中，车辆侧翻是矿区运输车辆的一种高发且危险的事故，矿区运输车辆因装载矿物后重心较高尤其容易发生侧翻。相关文献表明，若能够在潜在车辆侧翻事故发生前1秒，发出警报信息提醒驾驶员或采取必要的主动防侧翻行为，则可以在一定程度上避免约90％的交通事故，如果能再提前1秒，则侧翻事故就有可能完全避免。

目前，关于车辆侧翻机理研究以及相关主动安全技术主要集中在公路车辆，如乘用车以及重型挂车等，主要包括侧翻预警和侧翻前车辆主动安全控制。如申请号:CN201810778294.9的专利公开了一种基于车联网车辆防侧翻控制方法，该发明专利选取载荷转移率LTR作为侧翻指标，结合横摆角速度、侧倾角速度和俯仰角速度等传感器对公路车辆侧翻判别特征值进行多层递阶建模预测以实现侧翻预警及控制。同样的，申请号:CN201711 458963.6的专利公开了一种具有时滞辨识和补偿功能的车辆主动防侧翻控制系统，也选取了载荷转移率LTR作为侧翻指标，设计了时滞辨识模块进行侧翻预测。再如申请号:CN201910353704.X的专利公开了一种基于电动助力转向装置的车辆防侧翻系统及控制方法，该发明专利选取瞬态侧倾角作为汽车侧翻评价指标。

总之，目前的关于车辆侧翻控制技术主要集中在公路车辆，由于公路车辆行驶环境多为结构化道路，车辆侧翻一般由于转向过程中侧向加速度过大造成，选取的汽车侧翻指标单一，无法直接应用于矿区复杂道路行驶条件下的运输车辆防侧翻技术。

发明内容

针对矿区复杂道路行驶条件下的运输车辆防侧翻主动安全技术的需要，本发明提出的方法可以解决用于汽车和重型卡车等公路车辆的主动防倾翻控制方法不能直接用于矿区运输车辆的问题。

本发明提供一种用于矿区运输车辆防侧翻控制系统，具体包括由外界状态感知层、侧翻模型实时计算层、车辆防侧翻决策层和防侧翻执行层；

所述外界状态感知层包括方向盘角度传感器、车身侧倾角传感器、横向加速度传感器、车速传感器和车载摄像头。

所述侧翻模型实时计算层包括针对不同工况进行识别的工况辨识模块和侧翻模型指标计算模块。

所述车辆防侧翻决策层主要包括对于当前侧翻指标与阈值比较判断并决策的侧翻指标预测模块和紧急决策模块，以及对基于所述侧翻指标预测模块预测的未来侧翻指标与阈值的比较判断并且给出适当的决策的防侧翻决策模块。

所述防侧翻执行层包括主动转向控制模块、主动转向执行机构、差动制动控制模型和差动制动执行机构。

一种用于矿区运输车辆防侧翻控制系统的控制方法，包括如下步骤：

S1:车辆外界状态感知的传感器数据传输至车辆控制器的中央处理器进行数据处理。

S2：中央处理器首先通过多个传感器数据对当前的车辆行驶工况分类，具体分为：斜坡行驶、转向行驶、单边越障行驶和其它。