[发明专利]一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法

说明书

本发明公开了一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法，包括以下步骤：建立车辆侧倾中心的力矩平衡方程和垂直方向动力学模型，提出车辆轮胎垂直载荷之差和垂直载荷之和求比值的侧倾风险指标；建立关于车辆侧倾高度、侧倾中心转动惯量、悬架等效侧倾刚度、悬架等效阻尼系数变化的车辆状态参数误差辨识模型；通过最小递推二乘算法，计算实时的侧倾高度、侧倾中心转动惯量、悬架等效侧倾刚度、悬架等效阻尼系数变化；建立基于实时修正侧倾高度的改进侧倾指标模型；基于合理的RI阈值建立车辆侧倾风险预警。本发明有效警示驾驶员车辆有侧翻风险，提高驾驶安全性。

技术领域

本发明属于智能驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法。

背景技术

如今车辆侧翻事故频发，虽然车辆侧翻事故在所有事故总数中所占比重较小，但一旦发生事故，就会造成重大的人员伤亡和财产损失，据调查，车辆侧翻事故占总事故率的3％，但却造成33％的事故死亡率。根据美国NHTSA报告显示，2013-2016年间美国的车辆侧翻事故和死亡人数都呈现逐年递增趋势。驾驶员很难察觉车辆在紧急操纵工况下很可能车辆失稳及随之而来的车辆侧翻事故。因此，对于车辆侧翻事故的主动监测和预警研究就显得十分必要，以此来降低车辆侧翻事故率。如今车辆侧倾预警研究主要集中在对车辆侧倾静态指标、车辆侧倾时间预估、弯道危险车速等方面。目前还缺少对于涵盖多个车辆动态参数和结构参数的侧倾指标分析，只有将车辆侧倾角、侧倾角速率、横向加速度、侧倾高度变化等参数综合考虑，才能将侧倾指标更精确化，更进一步降低风险预警精度，给予驾驶员更准确的预警，降低车辆侧翻事故发生率。

现有车辆侧倾风险预警，如申请号CN201710429872.3，一种基于重心高度在线估计的车辆侧翻指数预测方法，主要通过自适应滤波理论来获取有关的重心高度辨识模型，其中需要通过大量自适应学习来更新数据，计算量大，对硬件要求高，存在时滞性问题。如申请号CN201710363190.7，一种液体罐车弯道行驶防侧翻预警控制系统和方法，只考虑了车辆临界侧翻速度，当忽略了车辆横向加速度、侧倾角等参数的共同影响，指标精度低。如申请号CN201410128767.2，一种驾驶员交互式商用车辆侧翻预警方法及系统，在车辆入弯时通过查询MAP表，判断车辆未来在弯道中行驶的侧翻倾向，同样只考虑了车辆车速问题，完全忽视了其他影响更大的状态参数。

由以上现有专利可以看出，现有的车辆侧翻预警方法主要还是从车速的限定、车辆重心高度等单方面考虑，忽略了很多车辆自身的结构参数和状态参数的影响，大大降低了预警精度。因此，要全面考虑各类参数的影响，才能更有效为驾驶员提供风险预警。

发明内容

本发明主要解决的问题是：如何搭建一个车辆侧倾风险预估指标，以及综合考虑对车辆侧倾时参数的动态预估，来提高侧倾风险预估指标的精度，最后根据改进的侧倾风险预估指标来建立一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警系统。

本发明提供一种以车辆侧倾参数预估为基础的侧倾风险指标，通过车辆动力学模型、误差辨识模型、最小递推二乘参数预估算法，来建立一种车辆侧倾风险模型，为车辆提供实时精确的危险预警。

本发明解决其技术问题所采用的方案是一种基于侧倾风险指标的车辆危险状态预警方法，其特征在于，以下步骤：

步骤1：建立车辆簧上和簧下侧倾中心的侧倾方向力矩平衡模型，用于计算整车左右车轮的垂直载荷差值，建立车辆簧上质心的垂直方向动力学模型，用于计算车辆两侧车轮垂直载荷总和，通过左右车轮的垂直载荷差值以及车辆两侧车轮垂直载荷总和计算侧倾风险指标；

步骤2：车辆横向加速度结合车辆侧倾中心的侧倾方向力矩平衡模型，分别得到固定侧倾中心的侧倾角、侧倾角速率、侧倾角加速度，进一步结合实测的侧倾角、侧倾角速率以及侧倾角加速度，建立车辆状态参数误差辨识模型；