[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

说明书

本发明涉及一种用于救援的应急车防侧翻控制方法及其控制系统，其包括以下步骤：S1、构建应急车的防侧翻控制系统；S2、计算应急车在结构化道路上行驶的非绊倒型侧翻指数RI；S3、预测应急车在复杂道路上行驶的整车侧翻指数PRI；S4、判断应急车的侧翻指数是否超出阀值。本发明采用了绊倒型侧翻和非绊倒型侧翻两种形式的侧翻指数，针对不同侧翻形式的特点，通过控制主动悬架中的作动器动作，可以有效的防止车辆侧翻，同时前轴主动悬架获得复杂路面激励信息可以提前预测出应急车后轴上主动悬架的作动器的作动力，能够有效地缓解路面激励对后轴车轮的冲击，从而降低路面激励对于车辆侧翻的影响，以提高应急救援车辆的安全性。

技术领域

本发明属于车辆控制技术领域，特别涉及一种用于救援的应急车防侧翻控制方法及其控制系统。

背景技术

我国陆地地形路况复杂多样，且自然灾害频发，多轴重载的应急救援车辆作为陆路救援的主要装备，在应急抢险过程中，尤其是在道路被破坏的非结构化路面行驶时，侧翻事故时有发生，极大程度地延缓了救援时间，降低了救援效率。因此，急需采取必要的保护措施保护救援工作人员的安全，提高救援效率。

车辆侧翻的原因有很多，主要分为绊倒型侧翻和非绊倒型侧翻两种形式。如中国专利CN202010133753.5公开了一种车辆防侧翻主动倾摆的控制方法，但仅适用于非绊倒型侧翻，无法感知路面信息；如中国专利CN201910314744.3公开了一种考虑路面参数变化的侧翻预警方法，该方法适用于两种形式的侧翻，但仅考虑了整车在路面激励下的信息，没有考虑路面激励对车辆前后轴车轮的不同影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于救援的应急车防侧翻控制方法及其控制系统，考虑了车辆行驶路面环境对侧翻的影响，通过获取应急车前轴在路面激励下的传感器数据，推测出整车在路面激励下的侧翻指数，当侧翻指数超出阈值时，继而驱动主动悬架的作动器动作，以提高应急救援车辆的安全性。

本发明采用的技术方案是一种用于救援的应急车防侧翻控制方法，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；

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；