[发明专利]一种货车侧翻风险预估的方法

权利要求书

1.一种货车侧翻风险预估的方法，其特征在于：所述的一种货车侧翻风险预估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h_s'、非簧载重量的重心离地高度h_u、空车簧载重量m_s'、空车整车重量m_z、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m_v、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a_s’、簧载质量重心所在侧倾平面侧倾中心轴高度h_a、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m_f、后非簧载质量m_r、货车前轴左车轮负荷m_1l、货车前轴右车轮负荷m_1r、货车后轴左车轮负荷m_2l、货车后轴右车轮负荷m_2r；

2)获得空车重心高度

m_z＝m₁′+m₂′＝m_f+m_r+m_S′；

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m_人＝65n；

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：h_货＝50×H_货+H_厢；

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m_s＝m_s′+m_货+m_人；

则装载后簧载质量质心到前轴的水平距离a_s为：

则装载后簧载质量质心离地高度h_s为：

则装载后簧载质量质心侧向偏移y_s为：

则装载后簧载质量侧倾角Φ_s为：

7)获得前转向轮转角阈值δ_max，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：

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：

其中：

m_sh+m_fR+m_rR＝m·h_g；

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δ_max应满足：

则前转向轮转角阈值为：