CN105034740A - 一种汽车侧翻时间测量装置及其计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车侧翻时间测量装置及其计算方法。针对现有对汽车侧翻预测研究存在的不足，提出了一种汽车侧翻时间测量装置，包括左前车轮垂向载荷传感器、计算单元、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器、车身等；本发明还提出了一种汽车侧翻时间计算方法。使用本发明可以根据汽车各车轮的垂向载荷，计算出汽车行驶过程中发生侧翻的时间，使车载控制系统或驾驶员在汽车发生侧翻前对汽车行驶状态做出调整，防止汽车侧翻事故发生。

Description

一种汽车侧翻时间测量装置及其计算方法

技术领域

本发明涉及汽车侧倾与侧翻研究技术领域，尤其涉及一种汽车侧翻时间测量装置及其计算方法。

背景技术

提前预测汽车侧翻对于防止发生交通事故具有十分重要的作用。但目前有关汽车侧翻预测及预警研究中，主要通过检测汽车的侧翻评价指标是否达到设定的静态阈值进行汽车侧翻预测，当检测到侧翻评价指标已经达到侧翻阈值时汽车已经开始侧翻，此时驾驶员再做出相应的操作来对汽车的行驶状态进行纠正，往往具有滞后性，防侧翻效果不理想。少数研究人员提出，若汽车保持当前行驶状态，通过观测汽车侧翻评价指标（如汽车质心处的侧倾角）达到所设定阈值的时间，即汽车保持当前侧倾角加速度不变的情况下达到侧倾角阈值的时间。但是，汽车侧倾角、侧倾角速度等汽车状态参数在测量时存在较大的误差，且安装存在一定困难，因此现有的汽车侧翻时间预测准确度较差，难以推广应用。

发明内容

为了克服目前汽车侧翻时间预测研究存在的不足，本发明提出一种汽车侧翻时间测量装置及其计算方法，以汽车横向载荷转移率作为汽车侧翻评价指标，计算汽车保持当前行驶状态距离发生侧翻的时间，该汽车侧翻时间测量方法具有较好的通用性、准确性，有助于控制系统甚至驾驶员在汽车发生侧翻前对汽车行驶状态做出调整，为有效防止汽车发生侧翻提供支持。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种汽车侧翻时间测量装置，包括左前车轮、左前悬架、左前车轮垂向载荷传感器、前车桥、右前悬架、右前车轮、计算单元、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮、右后车轮垂向载荷传感器、右后悬架、左后悬架、左后车轮、左后车轮垂向载荷传感器、后车桥、车身；前车桥的两端分别与左前车轮和右前车轮相连，后车桥的两端分别与左后车轮和右后车轮相连；左前悬架的上端与车身固连，左前悬架的下端通过左前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；右前悬架的上端与车身固连，右前悬架的下端通过右前车轮垂向载荷传感器固定安装在前车桥上；右后悬架的上端与车身固连，右后悬架的下端通过右后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；左后悬架的上端与车身固连，左后悬架的下端通过左后车轮垂向载荷传感器固定安装在后车桥上；左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器、左后车轮垂向载荷传感器均与计算单元电连接。

本发明解决其技术问题所采用的又一种技术方案是：构造一种汽车侧翻时间计算方法，汽车在发生侧翻前的一段时间，左前车轮垂向载荷传感器能够测量左前车轮所受的垂向载荷，右前车轮垂向载荷传感器能够测量右前车轮所受的垂向载荷，右后车轮垂向载荷传感器能够测量右后车轮所受的垂向载荷，左后车轮垂向载荷传感器能够测量左后车轮所受的垂向载荷，计算单元根据公式LTR=（F₁+F₄-F₂-F₃）/（F₁+F₂+F₃+F₄）推求出汽车横向载荷转移率LTR，并通过对LTR进行一阶微分得到横向载荷转移率一阶变化率m，对LTR进行二阶微分得到横向载荷转移率二阶变化率a，根据公式LTR_t=LTR₀+m₀·t+（a₀·t²）/2推求出汽车侧翻预测时间t，式中：F₁为汽车左前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右前车轮的垂直载荷，F₃为汽车右后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左后车轮的垂直载荷，LTR_t为设定的侧翻阈值，LTR₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移率，m₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移一阶变化率，a₀为车辆在当前行驶状态下的横向载荷转移率二阶变化率；F₁由左前车轮垂向载荷传感器反映，F₂由右前车轮垂向载荷传感器反映，F₃由右后车轮垂向载荷传感器反映，F₄由左后车轮垂向载荷传感器反映。

计算单元通过左前车轮垂向载荷传感器、右前车轮垂向载荷传感器、右后车轮垂向载荷传感器和左后车轮垂向载荷传感器测得汽车左前车轮的垂直载荷、汽车右前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷和汽车左后车轮的垂直载荷存储并处理数据，得到横向载荷转移率、横向载荷转移率一阶变化率和横向载荷转移率二阶变化率，推求出汽车侧翻预测时间，存储并处理数据，输出计算结果。

本发明的有益效果是：能够根据汽车各车轮的垂向载荷，计算出汽车距离发生侧翻的时间，为车载防侧翻控制系统或者提醒驾驶员对汽车运行状态进行调整，防止汽车发生侧翻事故。

附图说明

图1是汽车侧翻时间测量装置的主视图。

图2是汽车侧翻时间测量装置的俯视图。

图中：1-左前车轮，2-左前悬架，3-左前车轮垂向载荷传感器，4-前车桥，5-右前悬架，6-右前车轮，7-计算单元，8-右前车轮垂向载荷传感器，9-右后车轮，10-右后车轮垂向载荷传感器，11-右后悬架，12-左后悬架，13-左后车轮，14-左后车轮垂向载荷传感器，15-后车桥，16-车身。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合附图，对本方案进行阐述。

实施例一

如图1、图2所示的一种汽车侧翻时间测量装置，包括左前车轮1、左前悬架2、左前车轮垂向载荷传感器3、前车桥4、右前悬架5、右前车轮6、计算单元7、右前车轮垂向载荷传感器8、右后车轮9、右后车轮垂向载荷传感器10、右后悬架11、左后悬架12、左后车轮13、左后车轮垂向载荷传感器14、后车桥15、车身16；前车桥4的两端分别与左前车轮1和右前车轮6相连，后车桥15的两端分别与左后车轮13和右后车轮9相连；左前悬架2的上端与车身16固连，左前悬架2的下端通过左前车轮垂向载荷传感器3固定安装在前车桥4上；右前悬架5的上端与车身16固连，右前悬架2的下端通过右前车轮垂向载荷传感器8固定安装在前车桥4上；右后悬架11的上端与车身16固连，右后悬架11的下端通过右后车轮垂向载荷传感器10固定安装在后车桥15上；左后悬架12的上端与车身16固连，左后悬架12的下端通过左后车轮垂向载荷传感器14固定安装在后车桥15上；左前车轮垂向载荷传感器3、右前车轮垂向载荷传感器8、右后车轮垂向载荷传感器10、左后车轮垂向载荷传感器14均与计算单元7电连接。

实施例二

本实施例提供一种汽车侧翻时间计算方法，汽车在发生侧翻前的一段时间，左前车轮垂向载荷传感器3能够测量左前车轮1所受的垂向载荷，右前车轮垂向载荷传感器8能够测量右前车轮6所受的垂向载荷，右后车轮垂向载荷传感器10能够测量右后车轮9所受的垂向载荷，左后车轮垂向载荷传感器14能够测量左后车轮13所受的垂向载荷，计算单元7根据公式LTR=（F₁+F₄-F₂-F₃）/（F₁+F₂+F₃+F₄）推求出汽车横向载荷转移率LTR，并通过对LTR进行一阶微分得到横向载荷转移率一阶变化率m，对LTR进行二阶微分得到横向载荷转移率二阶变化率a，根据公式LTR_t=LTR₀+m₀·t+（a₀·t²）/2推求出汽车侧翻预测时间t，式中：F₁为汽车左前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右前车轮的垂直载荷，F₃为汽车右后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左后车轮的垂直载荷，LTR_t为设定的侧翻阈值，LTR₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移率，m₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移一阶变化率，a₀为车辆在当前行驶状态下的横向载荷转移率二阶变化率；F₁由左前车轮垂向载荷传感器3反映，F₂由右前车轮垂向载荷传感器8反映，F₃由右后车轮垂向载荷传感器10反映，F₄由左后车轮垂向载荷传感器14反映。

计算单元7通过左前车轮垂向载荷传感器3、右前车轮垂向载荷传感器8、右后车轮垂向载荷传感器10和左后车轮垂向载荷传感器14测得汽车左前车轮的垂直载荷、汽车右前车轮的垂直载荷、汽车右后车轮的垂直载荷和汽车左后车轮的垂直载荷存储并处理数据，得到横向载荷转移率、横向载荷转移率一阶变化率和横向载荷转移率二阶变化率；推求出汽车侧翻预测时间，存储并处理数据，输出计算结果。

Claims (2)

1.一种汽车侧翻时间测量装置，其特征在于，包括左前车轮[1]、左前悬架[2]、左前车轮垂向载荷传感器[3]、前车桥[4]、右前悬架[5]、右前车轮[6]、计算单元[7]、右前车轮垂向载荷传感器[8]、右后车轮[9]、右后车轮垂向载荷传感器[10]、右后悬架[11]、左后悬架[12]、左后车轮[13]、左后车轮垂向载荷传感器[14]、后车桥[15]、车身[16]；前车桥[4]的两端分别与左前车轮[1]和右前车轮[6]相连，后车桥[15]的两端分别与左后车轮[13]和右后车轮[9]相连；左前悬架[2]的上端与车身[16]固连，左前悬架[2]的下端通过左前车轮垂向载荷传感器[3]固定安装在前车桥[4]上；右前悬架[5]的上端与车身[16]固连，右前悬架[2]的下端通过右前车轮垂向载荷传感器[8]固定安装在前车桥[4]上；右后悬架[11]的上端与车身[16]固连，右后悬架[11]的下端通过右后车轮垂向载荷传感器[10]固定安装在后车桥[15]上；左后悬架[12]的上端与车身[16]固连，左后悬架[12]的下端通过左后车轮垂向载荷传感器[14]固定安装在后车桥[15]上；左前车轮垂向载荷传感器[3]、右前车轮垂向载荷传感器[8]、右后车轮垂向载荷传感器[10]、左后车轮垂向载荷传感器[14]均与计算单元[7]电连接。

2.一种汽车侧翻时间计算方法，其特征在于，左前车轮垂向载荷传感器[3]能够测量左前车轮[1]所受的垂向载荷，右前车轮垂向载荷传感器[8]能够测量右前车轮[6]所受的垂向载荷，右后车轮垂向载荷传感器[10]能够测量右后车轮[9]所受的垂向载荷，左后车轮垂向载荷传感器[14]能够测量左后车轮[13]所受的垂向载荷，计算单元[7]根据公式LTR=（F₁+F₄-F₂-F₃）/（F₁+F₂+F₃+F₄）推求出汽车横向载荷转移率LTR，并通过对LTR进行一阶微分得到横向载荷转移率一阶变化率m，对LTR进行二阶微分得到横向载荷转移率二阶变化率a，根据公式LTR_t=LTR₀+m₀·t+（a₀·t²）/2推求出汽车侧翻预测时间t，式中：F₁为汽车左前车轮的垂直载荷，F₂为汽车右前车轮的垂直载荷，F₃为汽车右后车轮的垂直载荷，F₄为汽车左后车轮的垂直载荷，LTR_t为设定的侧翻阈值，LTR₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移率，m₀为汽车在当前行驶状态下的横向载荷转移一阶变化率，a₀为车辆在当前行驶状态下的横向载荷转移率二阶变化率；F₁由左前车轮垂向载荷传感器[3]反映，F₂由右前车轮垂向载荷传感器[8]反映，F₃由右后车轮垂向载荷传感器[10]反映，F₄由左后车轮垂向载荷传感器[14]反映。