[发明专利]山区道路行驶车辆动力学模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆动力学模型建模方法，特别是涉及一种山区道路行驶车辆动力学模型建模方法。

背景技术

山区道路地理条件复杂，路面窄，且多弯多坡，车辆在山路行驶时较一般路面易发生侧翻事故，特别是对于重型车辆而言，由于其重心高、质量和体积大、高宽比大等特点，在山路行驶时更易发生侧翻事故，因此对山区道路交通的行驶安全进行评价尤为重要。影响道路交通安全的因素是多方面的，综合起来可以从人、车、路以及环境四个方面进行考虑，其中车辆是诱发交通事故的最直接因素，因此从车辆动力学出发，建立车辆动力学模型，分析模型的稳定性，判断车辆的行驶状态与交通事故发生之间的关系，对道路的交通安全行驶做出评价，是一种有效的交通事故分析方法，对于预防交通事故的发生有着重要意义。

文献“《Evaluation of a Sliding Mode Observer for Vehicle Sideslip Angle》J.Stéphant，A.Charara，D.Meizel，2007，Control Engineering Practice 15，803-812”公开了一种车辆动力学模型建模方法，该方法主要针对车辆在平面行驶以及平面转弯行驶的情况下建立车辆动力学模型。以自行车模型为基础，利用牛顿定律建立了非线性车辆动力学模型，所给的模型没有考虑道路的坡度以及路面侧倾等复杂的道路几何线形对交通安全行驶造成的影响，并且将轮胎力假设为线性关系，忽略了运动中不同轮胎法向载荷变化的影响。但是车辆在山区道路行驶过程时，由于道路坡度和路面侧倾的影响，特别是在转弯行驶时，每个轮胎的法向载荷受到转向和制动所产生的加速度以及车身俯仰和侧倾的影响，导致各个轮胎对地面的垂直载荷不一致，引起各个轮胎对地面附着力的差异，对车辆的操纵稳定性产生影响。目前所给出的模型无法分析车辆在山路行驶时坡度、侧倾以及车辆的载重、行驶速度等因素对车辆行驶安全的影响，无法对复杂情况下的行驶安全进行评估分析。

发明内容

为了克服现有的车辆动力学模型建模方法只针对平面行驶的车辆而造成适应性差的不足，本发明提供一种山区道路行驶车辆动力学模型建模方法，该方法通过建立车辆在山区道路行驶的车辆动力学模型，获取的车辆行驶时状态数据和道路几何信息，分析模型的稳定性，可以实现车辆在山区道路行驶的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种山区道路行驶车辆动力学模型建模方法，其特点是包括下述步骤：

(a)建立山区道路行驶的车辆动力学模型