[发明专利]预警车辆侧翻的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全预警的方法和装置，特别是一种预警车辆侧翻的方法和装置。

背景技术

随着我国汽车工业的不断发展和道路交通设施的改善，汽车行驶速度不断提高，导致大量交通事故的发生，造成人员伤亡和巨大的经济损失，因此，汽车行驶的安全性越来越受到人们的重视。一些汽车如油罐车、中重型货车、重型半挂车等由于其质心位置高、质量和体积较大等特点，在高速转弯和弯道直径较小时极易发生侧翻事故。据美国公路交通安全管理局（NHTSA）车辆侧翻所引起事故的危害程度仅次于车辆碰撞所引起的事故，位居第二。欧洲及北美交通事故统计分析表明，汽车侧翻占导致人身伤害交通事故的5%，占存在人员死亡的交通事故的20%。车辆侧翻之车辆在行驶过程中绕纵轴转动车辆侧翻是指车辆在行驶过程中绕纵轴转动90°或更大的角度，以致车身和地面相接触的危险侧向运动。车辆侧翻一般分为两种：一种是绊倒侧翻，即车辆行驶时发生侧向滑移，与路面上的障碍物侧向撞击而将其“绊倒”；一种是曲线运动引起的侧翻，即车辆在道路上行驶时，车辆侧向加速度超过侧翻阈值，内侧车轮垂直反作用力为零时引起侧翻。影响车辆侧翻的因素很多，通常分为两大类：一是与汽车设计参数有关的静态因素，如质心高度、轮距、悬架和轮胎特性等；二是随汽车行驶而异的因素，如司机的转向模式，道路表面的形状及附着系数，汽车承载型式，路面上有无障碍等。例如罐式汽车的罐内装满液体时，液体货物的质量均匀分布于罐内，车辆的侧翻特性与运输等量固体货物时基本相同。但当罐内只是部分装载液体货物并转向行驶时，由于液体的流动性，罐内液体将晃动，在重力与惯性力等的作用下，整车的质心位置也将发生变化，使罐式汽车的侧翻特性受到影响，其侧翻阈值减小，容易导致侧翻事故的发生。目前，中国专利公开号CN2825373Y，名称为“自卸车防侧翻报警装置”的申请案，其特征是采用两路倾角开关根据自卸车工作时的实际情况，感知横向斜坡角度，在两个不同的角度分别闭合导通。用电阻进行限流，高亮度的发光二极管和蜂鸣器对倾角开关所感知斜坡角度进行声光报警提示，该系统功能单一，采用机械开关，测量的可靠性差，测量的汽车种类单一，限制了系统的普及和应用。传统的侧倾测量装置只是单纯的测量汽车的侧倾角或单纯的测量汽车的侧向加速度。而汽车的侧倾角实验值和实际侧倾值相差很大，不能准确的判断汽车是否达到侧倾条件。本发明采用同时测量侧向加速度和横向载荷转移率两个值作为评价汽车侧倾的条件，使测量结果更准确，可靠性更强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预警车辆侧翻的方法和装置，其准确性好、可靠性强且具有普遍使用性，以克服现有技术的不足。

本发明的是这样实现的：预警车辆侧翻的方法，利用传感器检测在行驶过程中车辆的横向载荷转移率及侧向加速度值，传感器将检测到的数据发送至微处理单元中，微处理单将横向载荷转移率及侧向加速度值分别与它们的预设阈值进行比较，当它们超过预设阈值后，处理器将控制报警装置进行报警。

所述的横向载荷转移率为车辆两侧的钢板弹簧形变应力值的比值。

预警车辆侧翻的装置，它包括微处理单元，电源，微处理单元与电源连接，在微处理单元上连接有左侧钢板弹簧应变传感器、右侧钢板弹簧应变传感器、侧向加速度传感器及报警装置。

报警装置包括报警器、安全灯、预警灯、报警灯及显示器。

本发明针对实验车型在实验研究的基础上,根据车辆临界侧翻时车辆两侧钢板弹簧变形和侧向加速度特征,运用应力应变传感器和侧向加速度传感器并结合智能控制器对行驶中的车辆进行侧翻检测，当车辆有侧翻趋势时对驾驶员进行声光报警，使驾驶员采取减速行驶等措施避免侧翻事故的发生，或为以后的防侧翻装置提供侧翻预警信号。

具体来说，主要判断依据为利用横向载荷转移情况来判断车辆侧翻，即侧翻预警算法，侧翻预警算法通过车辆两侧的钢板弹簧形变应力值的比值来估算横向载荷转移情况及横向载荷转移率。

横向载荷转移率LLTR（Lateral Load Transfer Rate）定义为：车辆两侧车轮上的垂直载荷之差与垂直荷载之和的比值，如下式所示：

式中，F_li为车辆左侧车轮上的垂直载荷；F_ri为车辆右侧车轮上的垂直载荷；i和n分别为轴的位置和总的车轴数。在本发明中我们取车辆的最后一根车轴即i=1，取一根车轴，计算简单方便，因车辆侧翻时最后一根车轴最先Y侧翻趋有侧倾趋势，因此，对最后一根车轴进行计算。