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CN108099919B - 车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆 - Google Patents

车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆 Download PDF

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CN108099919B CN201711096800.8A CN201711096800A CN108099919B CN 108099919 B CN108099919 B CN 108099919B CN 201711096800 A CN201711096800 A CN 201711096800A CN 108099919 B CN108099919 B CN 108099919B
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Abstract

本发明提供一种车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆。其中车辆防侧翻预警方法包括：采集车身侧倾状态参数；根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险。本发明提供的技术方案使用的基于簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型更加接近真实车辆的侧翻状态，状态指示作用更加精准，预警的准确度高。

Description

车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆
技术领域
本发明涉及智能汽车领域，尤其涉及一种车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆。
背景技术
车辆侧翻是一种严重的道路交通事故，对于质心高的客货车而言更容易发生侧翻事故，随着载重的需求，多轴的客货车越来越多，高速行驶时在转弯和变道等操控时，极易发生侧翻事故。
研究侧翻的问题，离不开对侧翻阈值或者侧翻指标的研究。现有技术主要使用了侧倾角、侧向加速度和横向载荷转移率LTR这三种侧翻阈值为基础的侧翻问题研究。侧翻指标是用来描述汽车是否发生侧翻的判断标准，其确定对汽车侧翻预警算法的好坏有直接的影响。
用侧倾角、侧向加速度以及载荷转移率等作为侧翻阈值指标进行预警的方案，由于侧倾角和侧向加速度测量的误差以及针对不同的车型阈值不同不够归一化，因此通常使用横向载荷转移率LTR(Lateral-load Transfer Rate,LTR＝(FL-FR)/(FL+FR)，即车辆左右侧轮胎的垂直载荷之差除以垂直载荷之和)作为侧翻阈值。
现有技术基于动力学模型(LTR＝-2(kφ+cφ′)/mgT)及其衍生模型的阈值预警，忽略了簧载质量的离心力侧翻力矩，会导致计算的载荷转移率比实际值要低，因而导致与真实车辆的侧翻状态有偏差，进而影响预警的准确度。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种车辆防侧翻预警方法、装置、存储介质及车辆，以解决现有技术由于忽略了簧载质量的离心力侧翻力矩而影响预警的准确度的问题。
本发明一方面提供了一种车辆防侧翻预警方法，包括：采集车身侧倾状态参数；根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险。
可选地，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。
可选地，还包括：所述载荷转移率阈值模型是根据车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系建立的。
可选地，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
可选地，所述载荷转移率阈值模型的模型公式为：其中，LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离。
可选地，还包括：在车辆的簧载质量ms与非簧载质量mu的大小关系为ms＞＞mu，且各个车轴的侧倾中心离地高度相等的情况下，根据达朗贝尔约束将所述载荷转移率阈值模型的模型公式简化，得到简化模型公式为：其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
可选地，根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险，包括：若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
可选地，在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。
可选地，还包括：通过显示装置显示、通过语音装置播报和/或通过仪表指示侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级；和/或，通过指示灯指示所述危险等级。
本发明的另一方面又提供了一种车辆防侧翻预警装置，包括：采集模块，用于采集车身侧倾状态参数；处理模块，用于根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；判断模块，用于根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险。
可选地，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。
可选地，还包括：所述载荷转移率阈值模型是根据车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系建立的。
可选地，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
可选地，所述载荷转移率阈值模型的模型公式为：其中，LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离。
可选地，还包括：在车辆的簧载质量ms与非簧载质量mu的大小关系为ms＞＞mu，且各个车轴的侧倾中心离地高度相等的情况下，所述载荷转移率阈值模型的模型公式在根据达朗贝尔约束简化后得到的简化模型公式为：其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
可选地，所述判断模块还用于：若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
可选地，所述判断模块还用于：在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。
可选地，还包括：显示装置、语音装置和/或仪表，用于给出侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级；和/或，指示灯，用于指示所述危险等级。
本发明的又一方面又提供了一种车辆，包括上述任一项所述的装置。
本发明的又一方面又提供了一种车辆，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一所述应用于服务器端方法的步骤。
本发明的再一方面又提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述应用于服务器端、应用于终端或者应用于设备端的方法的步骤。
本发明提供的技术方案使用的基于簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型更加接近真实车辆的侧翻状态，状态指示作用更加精准，预警的准确度高；而且，本发明提供的技术方案适用于各种轴数的车辆，能够对各种轴数的客货车进行侧翻预警；且根据定制化的临界值设定，能够对不同车型做到最佳预警效果；根据载荷转移率特性和驾驶员的习惯，利用仪表指示等多种方式，使当前驾驶操作对侧翻危险状态的影响具有直观化的显示效果，方便驾驶员根据危险状态修正驾驶操作。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的车辆防侧翻预警方法的整体框架图；
图2是多轴车侧翻动力学模型示意图；
图3是本发明提供的车辆防侧翻预警方法的一种优选实施例的算法流程图；
图4是本发明提供的车辆防侧翻预警装置的整体框架图；
图5是本发明提供的车辆防侧翻预警装置的一种优选实施例的功能模块图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明一方面提供了一种车辆防侧翻预警方法。图1是本发明提供的车辆防侧翻预警方法的整体框架图；图2是多轴车侧翻动力学模型示意图。如图1和图2所示，本发明车辆防侧翻预警方法包括：步骤S110，采集车身侧倾状态参数；步骤S120，根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；步骤S130，根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险。其中，载荷转移率阈值模型考虑了簧载质量的离心力侧翻力矩在侧翻临界状态的平衡作用，使得该模型更加接近侧翻临界状态的真实状况。
“簧载质量”和“非簧载质量”对于汽车的安全和舒适性有着非常重要的影响。由弹性元件(包括弹簧和减振筒)所承载的质量称为“簧载质量”，主要包括底盘骨架及其他所有弹性部件所承载的质量。而自悬架摆臂或者弹性元件向车轮端延伸的部件，均归属于“非簧载质量”。简单来说，能和车轮一起跳动的部件属于“非簧载质量”，而只能和车身保持相对静止的部件属于“簧载质量”。例如，对于非独立悬架的汽车来说，由于后桥会随着车轮的跳动而倾斜，所以应当属于“非簧载质量”。
本发明提供的技术方案通过对比不同的载荷转移率指标在指示侧翻状态的优缺点，选择基于车辆动力学的载荷转移率阈值模型，并对现有的阈值模型进行了改进。现有的车辆侧翻动力学模型所描述的侧翻状态，并非临界状态，仍旧有一个绕X轴的转动惯量存在平衡作用，本发明提供的技术方案将车辆簧载质量的侧向加速度引起的侧倾力矩加入平衡过程，则更加接近侧翻临界状态。由于考虑了簧载质量的离心力侧翻力矩，使得本发明所提供的通用载荷转移率模型比现有的模型更加接近真实车辆的侧翻状态，状态指示作用更加精准。
根据本发明车辆防侧翻预警方法的一种实施方式，还包括根据车辆的侧向力和侧倾力矩平衡关系建立所述载荷转移率阈值模型。所述侧向力和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。现有技术的各类侧翻阈值都是针对两轴车辆的设定，本发明提供的技术方案将多轴(包括两轴)车辆的动力学进行建模，使得侧翻预警系统普遍适用于各种轴数的客货车辆。
根据侧向力和侧倾力矩平衡关系，即水平方向力平衡和侧翻极限状态的力矩平衡关系，有
当侧倾角很小时，
再根据力矩平衡和载荷转移率定义，有
于是得到n轴车的横向载荷转移率为：
以上公式中LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离；fi＝(i＝1,...,n)为各个车轴与惯性力平衡的侧向力；ay为车辆侧向加速度。
公式1能够较为精确地指示多轴客货车的侧翻危险，但在实际使用中又过于复杂，当轴数增加的时候，计算量大大增加的同时，变量的测量也是一个较大的工程量。于是对模型进行一定程度的简化，当簧载质量远大于非簧载质量即ms＞＞mu，且各车轴的侧倾中心离地高度近似相等，离地高度为hu＝hui，根据达朗贝尔约束，将所述载荷转移率阈值模型的模型公式简化。达朗贝尔约束的公式为：
其中，ΔWi＝(i＝1,...,n),ΔW分别为各个车轴的载荷转移量和整车的载荷转移量；Fi＝(i＝1,...,n)为各个车轴的轮胎侧偏力(侧向力)；M代表力矩(Moment)，下标x,sprung代表簧载质量(sprung mass)绕X轴的力矩，下标x,unsprung代表非簧载质量(unsprung mass)绕X轴的力矩，Ti为各个车轴的轮距。
又因hu＝hui且根据公式1可以得到简化模型公式为：
其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
多轴车侧翻动力学模型示意参见图2，图2中所示的符号含义与以上公式中相同。
根据本发明车辆防侧翻预警方法的一种实施方式，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。基于本发明技术方案提供的载荷转移率阈值模型的要求，需要一些关键参数和变量，其中参数包括车辆的簧载质量、非簧载质量、质心都侧倾中心垂向距离、侧倾中心到地面距离、车辆轴距，悬架组合侧倾刚度和组合阻尼系数；而变量则只需要侧倾角和侧倾角速度。
根据本发明车辆防侧翻预警方法的一种实施方式，根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险，包括：若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。根据当前计算的动态阈值与车辆的预设的侧翻阈值进行比较，通常预设的侧翻阈值比1小，可以根据待匹配的车辆进行设定报警临界值比例，比如：预设侧翻阈值为50％。
图3是本发明提供的车辆防侧翻预警方法的一种优选实施例的算法流程图；如图3所示，在多轴车侧翻阈值模型基础上，进行防侧翻预警系统的算法流程设计。实时地检测车辆侧倾角传感器，得到侧倾角速度和侧倾角；然后根据车辆悬架的组合阻尼系数计算悬架阻尼的抗侧翻力矩，根据悬架的组合侧倾刚度计算悬架的弹性抗侧翻力矩，同时计算出簧载质量造成的车身惯性侧翻力矩；根据以上力矩值计算多轴车侧翻力矩；再根据多轴车侧翻力矩及簧载质量和非簧载质量，以及根据公式2的通用载荷转移率模型，计算得到LTRg；根据当前计算的动态阈值与车辆的设定侧翻阈值进行比较，通常设定侧翻阈值比1小，可以根据待匹配的车辆进行设定报警临界值比例，图3所示的50％和70％的阈值，为参考的设定阈值；最后设定报警显示部分，根据载荷转移率的定义可以知道，方向盘右转时，车辆载荷向左侧转移，LTRg的指示值指向右侧，操纵越剧烈，则侧翻的危险性越高，直观地给驾驶员以提示，方便其规范自己的驾驶行为，避免侧翻事故发生。
在上述计算流程中，多轴车侧翻力矩是合力矩，它是从簧载质量力矩平衡，传递到非簧载质量力矩平衡，最后根据力和力矩关系，以及载荷转移率LTR的定义，即LTR＝ΔW/W(体现在非簧载力矩平衡公式中的载荷转移ΔW)，以及总载荷W(即ms+mu)，得到。在以上公式中，为载荷转移力矩平衡，得到载荷转移ΔW，进而得到LTR＝ΔW/W；msayhscosφ为簧载质量的离心侧翻力矩；车身惯性侧翻力矩为msayhscosφ+msghssinφ；悬架阻尼抗侧翻力矩为悬架弹性抗侧翻力矩为kφ；车身惯性侧翻力矩减去悬架阻尼抗侧翻力矩，再减去悬架弹性抗侧翻力矩，即为总的多轴车侧翻力矩。
车辆动力学模型基础上的防侧翻预警方法，只对车辆的悬架侧倾刚度、阻尼系数，以及侧倾角和侧倾角速度敏感，能够动态实时地指示车辆的侧翻危险状态。
根据本发明车辆防侧翻预警方法的一种实施方式，在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。如图3所示，仪表指示中侧翻危险状态分类为三类，安全、二级黄色预警和三级红色预警。当-50％≤LTRg≤50％时为安全状态；当50％＜LTRg＜70％OR-70％＜LTRg＜-50％时为二级黄色预警状态；LTRg≥70％OR LTRg≤-70％时为三级红色预警。危险等级越高说明侧翻的可能性越大。预警的临界值可以根据不同的车型进行定制化的调教，质心越高、固有侧翻阈值越低的车辆在匹配时可以相应设定越低的临界值，满足不同车型的安全需求。
根据本发明车辆防侧翻预警方法的一种实施方式，还包括：通过显示装置显示、通过语音装置播报和/或通过仪表指示侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级；和/或，通过指示灯指示所述危险等级。利用仪表指示的方式，对模型所揭示的车辆侧倾状态进行指示，符合驾驶员的直观感觉，当方向盘转左，车辆右倾，LTR<0，侧翻危险状态指示针打到左侧，且与幅度成正相关；反之，方向盘转右，车辆侧翻危险的剧烈程度亦和指示针所示相同。
本发明的另一方面又提供了一种车辆防侧翻预警装置。图4是本发明提供的车辆防侧翻预警装置的整体框架图。如图4所示，本发明车辆防侧翻预警装置包括：采集模块100，用于采集车身侧倾状态参数；处理模块200，用于根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；判断模块300，用于根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，还包括：所述载荷转移率阈值模型根据车辆的侧向力和侧倾力矩平衡关系建立。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，还包括：所述侧向力和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，所述载荷转移率阈值模型的模型公式为：
LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，还包括：在车辆的簧载质量ms与非簧载质量mu的大小关系为ms＞＞mu，且各个车轴的侧倾中心离地高度相等的情况下，所述载荷转移率阈值模型的模型公式在根据达朗贝尔约束简化后得到的简化模型公式为：其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，所述判断模块300还用于：若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，所述判断模块300还用于：在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。
根据本发明车辆防侧翻预警装置的一种实施方式，还包括：显示装置、语音装置和/或仪表，用于给出侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级；和/或，指示灯，用于指示所述危险等级。
图5是本发明提供的车辆防侧翻预警装置的一种优选实施例的功能模块图。如图5所示为本发明提供的车辆防侧翻预警装置包括两个部分，基础的侧翻模型部分和实际的侧翻预警程序部分。基于侧翻模型的要求，需要一些关键参数和变量，其中参数包括车辆的簧载质量、非簧载质量、质心都侧倾中心垂向距离、侧倾中心到地面距离、车辆轴距，悬架组合侧倾刚度和组合阻尼系数；而变量则只需要侧倾角和侧倾角速度。关键的参数需要通过车辆出厂参数和实际运行工况决定，涉及悬架的参数还需要进行特定的试验匹配，而变量则可以通过传感器设备获取。将传感器数据通过车载CAN总线网络传输到侧翻预警系统的计算模块，如ECU模块(Electronic Control Unit，电子控制单元)，通过图3所示的计算流程和算法，再根据动态侧翻阈值，最终动态实时地指示车辆的侧翻危险状态。其中动态侧翻阈值的设定因车而异，因地制宜，根据具体的实际情况设定。通常情况下，动态侧翻阈值的范围是-1到+1，设定危险级别可以根据不同车型的自身需求，比如对于大车可能设定±0.5，小车可能±0.6；极端危险状态，大车可能设定±0.7，小车可能设定±0.8，诸如此类。然后实时计算出来的当前载荷转移率与上述动态侧翻阈值设定值进行比较。
综上，本发明利用车身动力学模型，将载荷转移的问题变成力和力矩平衡问题，侧翻力矩与抗侧翻力矩的平衡，如图3所示的基于多轴车侧翻动力学通用阈值LTRg的侧翻预警算法示意图，通过车身自身的参数的设定，可以进行实时地检测、判断并报警。具体的实现，可以根据实际情况参照图5结构示意图来实现。侧翻阈值临界值设定，则是因车而异，因地制宜。同时在实现上依托CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线网络共享数据，并进行显示或报警，既能作为独立模块，也可以嵌入到现有总线网络中。预警的方式也可以根据数值的大小进行相应的不同级别的设定，方便驾驶员对车辆侧翻危险状况有直观的认识。
实施例中，传感器设备可以是集成的车辆共享数据的实施方式，也可以是单独的传感器设备；微处理器可以是微型计算中心、微处理器、MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等；显示单元也可以有声音的提醒功能，或是用指示灯指示，不仅限于图像指示器的提醒。
本发明的又一方面又提供了一种车辆，包括上述任一项所述的装置。
本发明的又一方面又提供了一种车辆，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一所述应用于服务器端方法的步骤。
本发明的再一方面又提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述应用于服务器端、应用于终端或者应用于设备端的方法的步骤。
本发明提供的技术方案使用的基于簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型更加接近真实车辆的侧翻状态，状态指示作用更加精准，预警的准确度高；而且，本发明提供的技术方案适用于各种轴数的车辆，能够对各种轴数的客货车进行侧翻预警；且根据定制化的临界值设定，能够对不同车型做到最佳预警效果；根据载荷转移率特性和驾驶员的习惯，利用仪表指示等多种方式，让驾驶员对当前驾驶操作对侧翻危险状态的影响具有直观化地显示效果，方便驾驶员根据危险状态修正驾驶操作。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (21)

1.一种车辆防侧翻预警方法，其特征在于，包括：
采集车身侧倾状态参数；
根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；
根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险；
所述载荷转移率阈值模型是根据车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系建立的；
所述载荷转移率阈值模型的模型公式为：
其中，LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：在车辆的簧载质量ms与非簧载质量mu的大小关系为ms＞＞mu，且各个车轴的侧倾中心离地高度相等的情况下，根据达朗贝尔约束将所述载荷转移率阈值模型的模型公式简化，得到简化模型公式为：
其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险，包括：
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险，包括：
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
通过显示装置显示和/或通过语音装置播报指示侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级。
10.一种车辆防侧翻预警装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集车身侧倾状态参数；
处理模块，用于根据所述采集到的车身侧倾状态参数，以及预设的包括簧载质量的离心力侧翻力矩的载荷转移率阈值模型，计算车辆的横向载荷转移率；
判断模块，用于根据所述计算出的横向载荷转移率和预设的侧翻阈值，判断车辆是否有发生侧翻的危险；
所述载荷转移率阈值模型是根据车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系建立的；
所述载荷转移率阈值模型的模型公式为：
其中，LTRg为n轴车的横向载荷转移率；n为车辆的轴数；ms为车辆簧载质量；hs为车辆质心到侧倾轴的垂向距离；hu＝huj，是各个车轴侧倾中心到地面的距离；T为各个车轴的轮距；φ为车身侧倾角；Kφ,j,k为各个车轴悬架侧倾刚度以及组合侧倾刚度；Cφ,j,c为各个车轴悬架阻尼系数以及组合阻尼系数；li＝(i＝1,...,n)为各个车轴距质心的纵向距离。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述车身侧倾状态参数包括车身侧倾角和侧倾角速率。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：所述侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系为多轴车辆的侧向力平衡关系和侧倾力矩平衡关系，所述多轴车辆包括两轴以上车辆。
14.根据权利要求10-13任一项所述的装置，其特征在于，还包括：在车辆的簧载质量ms与非簧载质量mu的大小关系为ms＞＞mu，且各个车轴的侧倾中心离地高度相等的情况下，所述载荷转移率阈值模型的模型公式在根据达朗贝尔约束简化后得到的简化模型公式为：
其中m＝ms+mu；mu为车辆的非簧载质量。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
16.根据权利要求10-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值小于等于预设的侧翻阈值，则判断车辆没有发生侧翻的危险；
若所述计算出的横向载荷转移率的绝对值大于预设的侧翻阈值，则判断车辆有发生侧翻的危险。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述判断模块还用于：在判断车辆有发生侧翻的危险的情况下，根据所述横向载荷转移率的绝对值的大小划分危险等级，在所述横向载荷转移率的绝对值大的情况下所述危险等级相应高。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，还包括：
显示装置和/或语音装置，用于给出侧翻预警提示信息，所述侧翻预警提示信息包括所述横向载荷转移率和/或所述危险等级。
19.一种车辆，其特征在于，包括权利要求10-18任一 所述的装置。
20.一种车辆，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-9任一所述方法的步骤。
21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。
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