一种货车侧翻预警装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106926778A(43)申请公布日2017.07.07(21)申请号201710092992.9(22)申请日2017.02.21(71)申请人梁晓娟地址310023浙江省杭州市西湖区翰墨香林苑12幢2单元701室(72)发明人梁晓娟李强庞茂杨礼康(51)Int.Cl.B60Q9/00(2006.01)权利要求书6页说明书17页附图1页(54)发明名称一种货车侧翻预警装置及方法(57)摘要本发明提供的是一种货车侧翻预警的装置及方法，通过对车辆实际重心高度、重心水平位置、整车重心侧向偏移、行车速度的分析，得出前转向轮转角阈值，对比驾驶员操作的方向盘转角，控制单元通过实际方向盘转角与前转向轮转角阈值的比较得到风险状态预估值R，当风险状态预估值R超出安全范围时，控制单元发出信号，蜂鸣器会发出警报声，提醒驾驶员安全操作，降低货车侧翻风险，提高驾驶安全性。CN106926778ACN106926778A权利要求书1/6页1.一种货车侧翻预警装置，包括车体和车厢，其特征在于：所述车体的前轴、后轴、前轴左车轮、前轴右车轮、后轴左车轮、后轴右车轮均设有负荷感应器，所述车厢的下部设有重量感应器，所述车体内的方向盘设有转角感应器，所述车体内设有蜂鸣器，所述负荷感应器、所述重量感应器、所述转角感应器和所述蜂鸣器均与控制单元相连。2.采用权利要求1所述的一种货车侧翻预警装置的方法分为以下几步：1）系统预存数据包括空车时簧载质量的重心离地高度hs'、非簧载重量的重心离地高度hu、空车簧载重量ms'、空车整车重量mz、前轮距B1、后轮距B2、座椅中心到前轴距离a座、车载货物等效容积重量mv、车载货物等效总长L货、车载货物等效总高H货、车载货物等效宽W货、货车车厢前端到前轴的水平距离a厢、货车车厢平面离地高度H厢、座椅平面离地高度h座、空车时簧’载质量重心到前轴的水平距离as、簧载质量重心所在侧倾平面侧倾中心轴高度ha、整车重心到前轴的水平距离a、整车重心到后轴的水平距离b、货车总体设计重心到前轴的水平距’’离a、货车总体设计重心到后轴的水平距离b；系统测得的数据包括货物重量m货、前非簧载质量mf、后非簧载质量mr、货车前轴左车轮负荷m1l、货车前轴右车轮负荷m1r、货车后轴左车轮负荷m2l、货车后轴右车轮负荷m2r；2）获得空车重心高度；；3）获得整车重心侧向偏移；4）获得货物重心离地高度；其中：a座为车内人员重心到前轴的水平距离(mm)，取为座椅中心到前轴距离；车内包括驾驶员在内的乘员人数为n，乘员和驾驶员每人质量按65kg计，则；则堆码货物的等效总长为：；堆码货物的等效总高为：；货物质心离地高度h货为：；5）获得整车重心高度；6）装载后簧载质量重心位置获得：车身由三部分组成：空车车身+车上乘员（包括驾驶员）+车载货物，则车身总质量；则装载后簧载质量质心到前轴的水平距离as为：；2CN106926778A权利要求书2/6页则装载后簧载质量质心离地高度hs为：；则装载后簧载质量质心侧向偏移ys为：；则装载后簧载质量侧倾角Φs为：；7）获得前转向轮转角阈值δmax，包括以下几步：A、货车在高速行驶、急转弯工况下的运动方程：侧向运动：；横摆运动：；车身侧倾运动：；获得各车轮侧向力，侧偏刚度取为正值：；；；；带入可得：；B、获得前轮角阶跃输入下进入的稳态转向响应状态参数：货车等速行驶时，在前轮角阶跃输入下进入的稳态响应是等速圆周行驶，稳态时，货车横摆角速度、车身侧倾角均为定值，此时，根据A可得：3CN106926778A权利要求书3/6页；则货车稳态转向时输出的响应参数为：稳态横摆角速度为：；其中，稳定因素；车身侧倾角为：；其中，侧倾因素；由转向引起的车身侧倾角为：；可见，当货车行驶在水平路面上，且车辆载荷没有引起车身侧倾时：；由转向引起的车身侧倾角达到最大值；；C、货车转弯侧向稳定条件：货车急速转弯稳态转向时，有侧向加速度（离心力）和车身侧倾，车轮垂直载荷发生横向转移，侧向稳定的平衡条件为：)；当内侧车轮垂直载荷为零，即FZ1=0，FZ3=0时，货车具有侧翻风险，而此时垂向载荷转移为最大值：；；因此,货车不发生侧翻的条件为：4CN106926778A权利要求书4/6页；其中：；；故，货车不发生侧翻的稳定条件为：；；；D、获得货车侧向失稳时的前转向轮转角阈值：当时，；可见货车转向时，当转向方向和车身侧倾方向一直时存在严重侧翻危险，不能转向；当时，货车在一定车速下不发生侧翻的条件为：；；前转向轮转角δmax应满足：；；则前转向轮转角阈值为：；8）货车侧翻报警分为以下几步：5CN106926778A权利要求书5/6页A、驾驶员操作的方向盘转角为δ’，i为转向器总传动比，则：；当货车具