[发明专利]交通车辆道路行驶安全分析方法

摘要

本发明公开了一种交通车辆道路行驶安全分析方法，属于道路交通车辆行驶安全技术领域，用于在山区或桥梁等路段对不同车辆行驶安全性进行分析。本发明交通车辆道路行驶安全分析方法首先建立车辆纵向动力学模型：发动机模型、液力变矩器模型、自动变速器模型、车辆驱动模型和刹车系统模型分别建模，综合得到车辆的纵向动力学模型。再结合车辆运动学方程，建立一般状态下标准装载车辆运动模型。在车辆一般状态下标准装载运动模型基础上，修正车辆在轻载、重载、超重时的运动模型，分析其相应的运动规律。本发明通过对车辆动力学模型的建立，车辆行驶状态数据的获得，设计实验对模型进行验证及修正，实现了对特殊路段下车辆行驶安全性的判断。

主权项

一种交通车辆道路行驶安全分析方法，其特征在于包括下述步骤：(a)建立装载车辆运动模型 V · = - γ rM V 2 + 1 rM [ R g T tr ( ω e , ω t ) - T rr - T b - T g ] u = V cos αβ sin v = V sin αβ sin w = V cos β 式中V：车辆速度[m/s]；M：车辆质量[kg]；r：车轮半径[m]；γ：风阻系数[kg/m]；Rg：总传动比，Rg＝Rtrans·Rfd；Rtrans：变速箱齿轮比；Rfd：主减速比；ωe：发动机转速[r/min]；ωt：液力变矩器的涡轮转速[r/min]；Ttr：滚动阻力矩[n·m]；Ttr：自动变速器输出转矩[n·m]；Tb：制动转矩[n·m]；Tg：上下坡阻力矩[n·m]；Tg＝M·g·sin(θ)·r，(θ道路倾角)；u：车辆速度在x轴方向上的分量[m/s]；v：车辆速度在y轴方向上的分量[m/s]；w：车辆速度在z轴方向上的分量[m/s]；α：速度在OXY平面内的投影与x轴夹角；β：车辆速度与法向z轴夹角；(b)将速度量模型修正为 V · = - γ rM V 2 + 1 rM [ R g T tr ( ω e , ω t ) - T rr - T b - T g ] + f ( T over , T non ) 式中，f(Tover，Tnon)是因车胎不平衡以及车辆超载造成的影响；(c)通过舵机取代驾驶员来控制方向盘、油门以及刹车，通过程序实现对舵机的控制进而达到用软件控制车辆行驶；(d)在车辆上安装GPS，位置传感器等传感器，记录车辆的姿态，速度，位置等信息；(e)实际车辆运动模型获得：进行一定量的直、弯道行驶实验，上、下坡行驶实验，利用记录的数据获得速度模型，进而建立不同状态下的实际车辆运动模型；(f)将车辆模型的运动方程进行变化，对车辆行驶的稳定性进行分析；(g)通过实验分别对超重车辆、车胎失衡车辆及路面不平整时的车辆运动模型进行修正，得到最符合实际的模型；(h)根据获得最符合实际的车辆运动模型，展开对不同路面，不同超重等级，不同转弯半径，不同上下坡度等状况下的车辆行驶分析仿真，寻找到在不同路面路段下的车辆安全行车速度，道路安全坡度或者道路安全转弯半径等，实现对车辆行驶安全的分析。