[发明专利]基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统及控制策略，车辆防侧翻系统包含传感器模块、方向盘转角预估单元、前轮差动制动模块、侧翻评价单元和控制器ECU。本发明通过灰色预测模型在线预测车辆模型的方向盘输入值，并基于此提出可预测的汽车侧翻评价指标，建立客车LTR的估计模型，在车辆LTR估计值达到侧翻阈值时，通过前轮差动制动模块进行防侧翻控制，避免了控制系统的时滞对侧翻判断的影响。

技术领域

本发明属于汽车安全技术领域，具体涉及一种基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统及控制策略。

背景技术

汽车的出现为人类的生活方式带来了巨大变化，汽车工业的高速发展与经济水平的不断提高推动了汽车的普及使用，与此同时，也带来了一系列的社会问题。随着汽车的日益普及和道路车流的增多，道路交通事故已成为全球范围内日益严重的公共安全问题，成为现代社会的一大公害。

一些车辆如SUV、客车、重型半挂车等由于具有质心位置偏高、质量和体积相对较大、轮距相对过窄等特点，极易发生侧翻事故。在侧翻事故发生时，驾驶员几乎都察觉不到侧翻的发生。据美国公路交通安全局统计，1992年至1996年,美国每年发生的各类汽车侧翻事故高达22700起，是仅次于正面碰撞的行车事故。1993年至1998年，35000 余人死于交通事故其中非碰撞事故占10％，而重大非碰撞事故中的90％是侧翻事故。随着中国汽车数量的不断增长，交通运输的快速发展，车辆侧翻等重大交通事故也持续增加。可见研制一种侧翻预警系统来避免侧翻事故的频繁发生十分必要。

目前，大多数的交通事故都是由于驾驶员的错误操作引起的，因此对基于驾驶意图的主动安全控制研究的需求十分迫切。而利用现有的防侧翻控制策略，则不可避免存在以下几个问题：第一，控制系统存在时滞，以致得到的侧翻评价指标具有滞后性；第二，无法考虑到驾驶意图；第三，无法估计未来时刻的侧翻状态。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统及控制策略，预测未来时刻驾驶员的方向盘输入，有效防止车辆侧翻。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统，包括依次连接的传感器模块、方向盘转角预估单元、汽车参数预估单元和侧翻评价单元，其中，所述传感器模块还与汽车参数预估单元连接，传感器模块包括车速传感器、方向盘转角传感器，分别测量车辆的车速和方向盘转角；所述方向盘转角预估单元与方向盘转角传感器连接，所述汽车参数预估单元与方向盘转角预估单元和车速传感器连接，所述侧翻评价单元分别与方向盘转角预估单元和汽车参数预估单元相连；

所述侧翻评价单元将所得信息分别输出给前轮差动制动模块和控制ECU，其中输出触发信号给差动制动模块，输出侧翻评价值给ECU；所述控制ECU输出制动压力差信号给前轮差动制动模块。

上述的基于驾驶员输入预测的汽车防侧翻系统的控制策略，包含以下步骤：

步骤1)，方向盘转角传感器感应车辆的方向盘转角，并将方向盘转角值传递给方向盘转角预估单元；车速传感器感应车辆的车速，并将其传递给汽车参数预估单元；

步骤2)，方向盘转角预估单元基于当前时刻的方向盘转角值和灰色预测模型理论，预估未来时刻的方向盘输入值，并将此预估值输出到汽车参数预估单元进行汽车侧翻相关参数的预测；

步骤3)，汽车参数预估单元将得到的方向盘预测值及车速做为输入，计算得到汽车各项参数的预测值，包括车身侧向加速度预测值、车身侧倾角预测值、车身侧倾角速度预测值，并将其输入到侧翻评价单元；

步骤4)，侧翻评价单元根据接收到的车身侧倾角预测值、车身侧倾角速度预测值、车身侧向加速度预测值计算出侧翻评价值，并将其传递给控制器ECU，并在所述侧翻评价值大于预设的侧翻阈值时发送触发信号给前轮差速制动模块；