[发明专利]一种汽车侧翻评价指标及评价方法

权利要求书

1.一种汽车侧翻评价指标及评价方法，其特征在于，汽车侧翻评价指标包括：侧倾角与侧倾角加速度相图、侧倾角与横向加速度相图、以及横向加速度与侧倾角加速度相图；

汽车侧翻评价方法，包括如下步骤：

一、应用汽车侧翻动力学理论求解所述汽车侧翻评价指标中的侧倾角与侧倾角加速度相图、侧倾角与横向加速度相图、以及横向加速度与侧倾角加速度相图的侧翻阈值条件；

二、实时测量汽车行驶过程中的侧倾角加速度，侧倾角以及横向加速度的数据；

三、根据实时测得的侧倾角，侧倾角加速度及横向加速度数据获得侧倾角与侧倾角加速度相图、侧倾角与横向加速度相图、以及横向加速度与侧倾角加速度相图；

将获得的侧倾角与侧倾角加速度相图、侧倾角与横向加速度相图、以及横向加速度与侧倾角加速度相图与所述汽车侧翻评价指标中各自对应的侧翻阈值条件进行比较，若测量数据均在侧翻阈值条件范围内，则汽车没有侧翻危险，否则汽车发生侧翻；

其中，所述汽车侧翻评价指标的侧翻阀值条件求解包括以下步骤：

1)建立汽车侧翻的四自由度动力学模型，包括：横向运动、横摆运动、簧载质量侧倾和非簧载质量侧倾的运动方程；

横向运动方程为：

横摆运动方程为：

簧载质量侧倾运动方程为：

非簧载质量侧倾运动方程为：

其中，

式中，m为汽车质量，m_s为汽车簧载质量，h为簧载质量质心到侧倾中心的距离，h_u为非簧载质量质心高度，h_c为侧倾中心高度，a为前轴到质心距离，b为后轴到质心距离，F_f为前轮侧向力，F_r为后轮侧向力，v为汽车侧向速度，u为汽车纵向速度，r为横摆角速度，a_y为汽车横向加速度，δ为前轮转角，k_f为前轮胎侧偏刚度，k_r为后轮胎侧偏刚度，β_f为前轮侧偏角，β_r为后轮侧偏角，I_z为横摆转动惯量，I_x为簧载质量绕侧倾中心转动惯量，K_s为悬架等效侧倾刚度，D_s为悬架等效侧倾阻尼，K_u为轴向等效侧倾刚度，为簧载质量侧倾角，为非簧载质量侧倾角，为簧载质量侧倾角速度，为非簧载质量侧倾角速度，为簧载质量侧倾角加速度，为非簧载质量侧倾角加速度；

2)传统横向载荷转移率LTR的定义为：其中，F_Z1汽车左轮胎的垂直力，F_Z2表示汽车右轮胎的垂直力；

通过所述四自由度动力学模型的运动方程对LTR进行转化：

其中，F₁表示左悬架力，F₂表示右悬架力；

由式(3)得，

获得汽车侧翻指标为：

当汽车侧翻指标RI的值为±1时，汽车处于侧翻的临界状态；

3)将RI＝±1代入所述汽车侧翻指标表达式(9)中，

并将其转化为簧载质量侧倾角加速度与汽车横向加速度a_y，簧载质量侧倾角加速度与簧载质量侧倾角汽车横向加速度a_y与簧载质量侧倾角的函数关系式：

4)根据汽车侧翻动力学模型求解出汽车实际行驶过程中，当RI恰好为±1时簧载质量侧倾角加速度汽车横向加速度a_y和簧载质量侧倾角的值，将簧载质量侧倾角的值代入式(11)中，汽车侧向加速度a_y的值代入式(12)中，簧载质量侧倾角加速度代入式(13)中，求得各参数间的一次函数表达式，即得到侧翻阈值条件边界曲线。