[发明专利]用于救援的应急车防侧翻控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种用于救援的应急车防侧翻控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、构建应急车的防侧翻控制系统；

S2、基于车辆信息采集单元得到所述应急车行驶过程中的加速度信息，并计算所述应急车在结构化道路上行驶的非绊倒型侧翻指数RI；

S3、采用前轴纵向半车侧翻模型，预测所述应急车在复杂道路上行驶的整车侧翻指数PRI，具体包括以下步骤：

S31、基于前轴纵向半车侧翻模型，建立所述簧载质量侧倾运动方程和簧载质量垂向运动方程，其簧载质量侧倾运动方程表达式为：

其中，I_x为簧载质量绕侧倾中心的转动惯量，F₁和F₂分别为主动悬架左侧和右侧的垂向力，为前轴车身侧倾角加速度，且和分别为考虑路面激励下的前轴车身两侧的垂向加速度，m为整车质量，m_s为整车簧载质量，a_y为整车的侧向加速度，为整车的侧倾角，B为前端左车轮和前端右车轮之间的轮距；h为整车的簧载质量质心到侧倾中心的垂直距离；

簧载质量垂向运动方程的表达式为：

其中，为前轴簧载质量垂向加速度；

S32、基于前轴纵向半车侧翻模型，建立所述非簧载质量垂向运动方程，其非簧载质量垂向运动方程表达式为：

其中，m_u1和m_u2分别为前轴左侧和前轴右侧非簧载质量，且m_u1＝m_u2＝m_u，和分别为前端左车轮、前端右车轮的垂向加速度，F_t1和F_t2分别为前端左车轮、前端右车轮的垂向力；

S33、联立步骤S31和步骤S32中的表达式，建立所述应急车的前轴纵向半车侧翻模型，则所述应急车的前轴纵向半车侧翻指数表达式为：

其中，m＝m_b+2m_u，m_u为前轴左侧或右侧非簧载质量；m_b为前轴簧载质量；分别为考虑路面激励下的前轴两侧的垂向加速度；l为前轴车身两侧传感器之间的距离；

S34、计算所述应急车的整车侧翻指数PRI，则所述应急车的整车侧翻指数PRI表达式为：

PRI＝K*R

其中，K为侧翻因子；

S4、判断所述应急车的侧翻指数是否超出阀值，若所述应急车的非绊倒型侧翻指数RI0.8时，则所述主动悬架防侧翻控制单元驱动所述主动悬架的作动器动作；若所述应急车的非绊倒型侧翻指数RI≤0.8且所述应急车的整车侧翻指数PRI0.8时，则所述主动悬架防侧翻控制单元驱动所述主动悬架的作动器动作；若所述应急车的整车侧翻指数≤0.8时，则所述主动悬架防侧翻控制单元不驱动所述主动悬架的作动器动作。

2.根据权利要求1所述的用于救援的应急车防侧翻控制方法，其特征在于，步骤S4中，当所述应急车的非绊倒型侧翻指数RI0.8时，所述应急车发生侧翻，且所述应急车发生侧翻的原因为车辆紧急转弯或紧急避障时的侧向加速度过大，所述主动悬架防侧翻控制单元通过获取所述应急车质心处的传感器信息，能通过所述主动悬架中作动器动作调节所述应急车的车身侧倾角，实现所述应急车车身恢复平稳，防止车辆侧翻；当所述应急车的非绊倒型侧翻指数RI≤0.8且所述应急车的整车侧翻指数PRI0.8时，所述应急车发生侧翻，所述应急车行驶工况为复杂路面激励下的转向或直线行驶，所述主动悬架防侧翻控制单元根据所述应急车前轴在复杂路面激励下的车轮及车身信息参数预先计算出所述应急车后轴上主动悬架的作动器的作动力，通过减少路面激励对所述应急车后轴车轮的冲击，能实现所述应急车车身恢复平稳，防止车辆侧翻。

3.一种实现权利要求1或者2所述的用于救援的应急车防侧翻控制方法的控制系统，其特征在于，其包括车辆信息采集单元、车辆侧翻指数计算单元、防侧翻决策单元和主动悬架防侧翻控制单元，

所述车辆信息采集单元包括加速度计和车身侧倾角传感器，所述加速度计分别对称设于应急车车身前端的两侧及前侧车轮的轮轴处，所述车身侧倾角传感器设于所述应急车的质心处；

所述车辆信息采集单元、车辆侧翻指数计算单元、防侧翻决策单元以及所述主动悬架防侧翻控制单元均与所述应急车的主控单元通讯连接，且所述车辆信息采集单元能采集获取所述应急车行驶过程中的车辆转向行驶信息、车身及前侧车轮的加速度信息，所述车辆侧翻指数计算单元能根据所述车辆信息采集单元采集到的加速度信息实时计算所述应急车的非绊倒型侧翻指数以及推测所述应急车的整车绊倒型侧翻指数，且所述防侧翻决策单元能将所述车辆侧翻指数计算单元中计算得到的侧翻指数与所述应急车的阈值进行比较并将决策结果反馈至所述主控单元中，所述主控单元通过所述主动悬架防侧翻控制单元控制所述应急车中主动悬架中作动器动作实现所述应急车的防侧翻控制。