CN110775046B - 一种车辆防侧翻控制***和防侧翻控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆防侧翻领域，公开了一种车辆防侧翻控制***和防侧翻控制方法，包括主控制器、悬架***和制动***，车辆为全挂车或半挂车或中置轴挂车或牵引车或载重车或轻卡或客车或轨道车辆，控制***还包括轮速采集模块，悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块；轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块与主控制器电气连接，主控制器根据采集轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块传输的信号对悬架***和制动***进行防侧翻调节。通过多种参数进行加权融合得到可靠及时的侧翻趋势，从而为用户提供准确及时的防侧翻建议和防侧翻策略，用户体验感更好，不会出现过早或者过晚干涉驾驶员驾驶。

Description

一种车辆防侧翻控制***和防侧翻控制方法
技术领域
本发明涉及车辆防侧翻领域，尤其涉及了一种车辆防侧翻控制***和防侧翻控制方法。
背景技术
载重车辆尤其是载重挂车由于质量大、重心高，在弯道行驶时如果车速或转向控制不当，比较容易发生侧翻，是目前交通事故的一大主因。目前有关车辆侧翻稳定控制(Roll Stability Control，RSC)的方法和装置，主要基于车辆的侧向加速度或车辆两侧车轮的载荷转移率来监测车辆的侧翻趋势，并在上述监测信号超过侧翻阈值的时候，进行警告或制动干预。对于制动干预，公知的技术里面还包含了侧翻的测试制动，即进行短促的轻微制动并检测内侧车轮的轮速变化，如果轮速出现明显的降低，则判定为内侧车轮已基本无载荷或即将/已经离地，此时立刻进行防侧翻的制动干预，对车辆实施较大的制动以降低车速。公知技术里面还包含了两侧车轮的非对称制动，即仅对外侧车轮实施制动，从而产生使车辆回正的力矩，以便更有效的降低侧翻风险。
公知的基于车辆的侧向加速度或等效侧向加速度(例如内外侧车轮的轮速差)来进行侧翻趋势判断的方法，需确定一个侧翻阈值，而侧翻触发阈值与车辆重心高度直接相关。《CN105517863A_用于使车辆组合的行驶特性稳定的方法和行驶动态调节装置》中公开了车辆重心高度的估算方法，主要利用轴荷和车辆特征来近似估算，而轴荷则通过空气悬架支撑气囊压力或发动机输出功率与车辆实际加速度的关系来估算。
公知的基于车辆两侧车轮的载荷转移率来监测车辆侧翻趋势的方法，通常采用悬架高度传感器或悬架变形位移传感器来测量车轮等效实际载荷，或通过三轴角速度传感器的信号处理得到车轮等效实际载荷转移率(Load Transfer Rate，LTR)，当车辆两侧载荷发生明显转移并且超过一定阈值后触发防侧翻控制。《CN108394406A_基于感知载荷和主动制动的重型车防侧翻预警***》公开了一种通过前后左右悬架位移传感器(高度传感器)测量各悬架载荷/支反力并计算载荷转移率LTR的方法，并且设定LTR＝0.8时为侧翻预警阈值，LTR＝0.9时为防侧翻控制阈值。《CN108909704A_一种基于车联网车辆防侧翻控制方法》公开了一种方法，通过三轴角速度积分和卡尔曼滤波得到最优实时侧倾角，然后利用侧向加速度计算横向载荷转移率LTR，并通过多层递阶建模预测法对LTR进行1到2秒预测，并且设定当LTR>1时为侧翻危险状态，通过主动转向和非对称制动来稳定车辆。《CN109368076A_一种液罐车罐体防侧翻控制***及控制方法》公开了一种方法，利用四个位移传感器(安装在车辆罐体四角支架)测量罐体姿态、两个位移传感器(安装在挂车后车轴下方)测量后轴侧倾角、一个液位传感器测量罐体中液体质心高度，然后根据上述测量值计算得到车辆的静态质心高度和动态质心高度之差，并设定两个阈值K1(罐体与底盘接触)和K2(一侧车轮离地)分别作为侧翻的警告阈值和实施防侧翻制动干预的阈值。
对于侧翻趋势的判断，现有技术基于车辆的侧向加速度(或等效侧向加速度，例如内外侧车轮的轮速差)，或基于侧向载荷转移率(侧倾角)，并未将二者进行融合处理，或者并没有考虑车辆实际运行过程中的动态特性和影响。
其中，现有技术基于侧向加速度的侧翻触发阈值与车辆重心高度直接相关，重心高度则主要利用轴荷和车辆特征来近似估算，而轴荷则通过空气悬架支撑气囊的压力或发动机输出功率与车辆实际加速度的关系来估算，不仅精度无法保证，在一些特殊工况下，比如路面不平、坡道、拐弯斜面车道等，还可能出现错误甚至相反的判断和控制。此外，现有技术对侧向加速度的侧翻阈值计算是一个静态计算过程，即当车辆参数和载荷不变的情况下，这个阈值也不变，这样并不符合实际情况。例如，在不同的车速情况下，或者不同的车辆侧倾角度情况下，相同的侧向加速度导致车辆侧翻的危险性显然是不一样的。一个极端情况的例子就是，如果车辆载荷分布不均，发生了静态侧向偏载，而静态偏载并不能等效的反应为侧向加速度的变化，如果该车辆行驶于弯道并朝偏载的反方向转向时，很小的侧向加速度就可能导致车辆向偏载一侧发生侧翻。
同样，现有技术基于载荷转移率或侧倾角的侧翻触发阈值与悬架本身的刚度和初始静态偏载情况直接相关，并且对于空气悬架而言其等效刚度是与载荷大小相关的可变值，而现有技术直接将其设置为一个常数或等效的常数，忽略了悬架的动态特性。此外，现有技术仅通过悬架高度传感器或变形位移传感器来进行测量并估算载荷转移率或侧倾角度，而在车辆实际转向过程中，侧向加速度往往先于悬架的变形，悬架变形只是这个瞬态过程发生之后的现象体现，因此这种方法会存在滞后效应。
对于防侧翻的干预控制，现有技术主要通过制动和转向干预来实现，对于挂车来说仅通过制动或非对称的制动干预来实现。上述干预措施的时机往往存在悖论：过早的制动干预，特别是公知技术中的测试制动，会影响车辆正常行驶甚至扰乱驾驶员对车辆状态的判断，而过晚的制动干预则可能根本起不到作用，因为此时驾驶员很可能已经判断出车辆行驶异常而采取了相应的转向或者制动措施，或者为时已晚，无法避免车辆侧翻。
发明内容
为了避免现有防侧翻控制技术中的上述问题，进一步提高侧翻趋势判断的准确性和适用范围，以及改善防侧翻控制的效果，本发明提出了一种基于电控空气悬架的车辆特别是挂车的侧翻趋势判定和防侧翻控制的方法，以及采用这种方法的控制***及报警装置。本发明的核心思想是利用多种信号的动态特征量进行加权融合来判断车辆的侧翻趋势，在侧翻早期就介入侧翻稳定控制，并且这种控制不影响车辆正常行驶、不会对驾驶员判断车辆状态造成干扰，以及在车辆侧翻不可避免的极端情况下，对车辆周围的相关人员和其它车辆发出警报，以最大程度减小车辆侧翻造成的危害。提供了一种车辆防侧翻控制***和防侧翻控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种车辆防侧翻控制***，包括主控制器、悬架***和制动***，车辆为全挂车或半挂车或中置轴挂车或牵引车或载重车或轻卡或客车或轨道车辆，控制***还包括轮速采集模块，悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块；轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块与主控制器电气连接，主控制器根据采集轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块传输的信号对悬架***和制动***进行防侧翻调节。
作为优选，还包括报警装置，主控制器根据采集轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块传输的信号对报警装置进行控制；还包括悬架高度传感器和空气悬架支撑气囊压力传感器，主控器与高度传感器和空气悬架支撑气囊压力传感器电气连接，主控器根据高度传感器和空气悬架支撑气囊压力传感器传递的信号计算悬架的当前实际载荷；还包括与主控制器电气连接的侧向加速度传感器，侧向加速度传感器用于采集车辆的侧向加速度信号。
作为优选，悬架***为空气悬架***，空气悬架***包括空气悬架气囊和用于调节空气支撑气囊压力的空气悬架电控阀和空气悬架储气筒，悬架负载采集模块包括用于检测空气悬架气囊压力的空气悬架支撑气囊压力传感器，主控制器与气悬架支撑气囊压力传感器和空气悬架电控阀电气连接获取空气悬架的状态控制空气悬架电控阀；车身倾斜采集模块为悬架高度传感器，轮速采集模块为轮速传感器，侧向加速度采集模块为侧向加速度传感器。
作为优选，制动***为压缩空气电子制动***，压缩空气电子制动***包括电控单元、制动气室调节器、气压接头、制动器和制动储气筒，电控单元和制动气室调节器与主控制器电气连接，主控器根据CAN总线的制动请求电信号或者制动请求气压接头的气压信号，对控制器的制动压力实施闭环调节；电控单元和制动气室调节器集成在主控制器上，制动***还包括与主控制器电气连接的后轴EBS调节器，主控制器通过后轴EBS调节器对后轴双腔制动器的行车制动实施闭环调节。
本发明还提供一种车辆防侧翻判断控制方法，包括以下步骤，
S1，获取车辆的固定参数，
S2，获取车辆的静态参数；静态参数为车辆处于静止状态或匀速直线行驶状态车辆参数中用于评估侧翻趋势的参数，静态参数作为评估侧翻趋势的基准；
S3，获取车辆的动态参数，动态参数与步骤S2中的静态参数进行比较获取动态特征量；
S4，根据车辆的状态获取各动态特征量的当前加权系数；
S5，根据动态特征量以及各动态特征量的当前加权系数，计算当前侧翻趋势特征量K；
S6，***预设不同的侧翻阈值，不同的侧翻阈值对应不同的防侧翻方法，比较当前防侧翻特征量K所处的阈值范围，车辆做出不同的防侧翻指令。通过多种特征参数，以及车辆的各种状态来进行防侧翻趋势的判断，从而提高判断的合理性以及准确性。
作为优选，车辆的固态参数为对侧翻有影响的参数，包括车重、最大载重、车轴数量、轮胎数量、轮距、轮胎尺寸、制动器输入/输出特性、空气悬架支撑气囊安装位置和刚度特性、空气悬架压力传感器输出特性、空气悬架电控阀的输出特性、悬架高度传感器输出特性、侧向加速度传感器安装位置和输出特性，车辆的固定参数固化在车辆的主控制器的软件中或者在写入主控制器的标定文件中。这些参数为传感器直接采集到的信息，为传感器的基本参数。
作为优选，步骤S2中部分防侧翻相关静态参数包括车辆实际重量、质心高度、静态偏载率、悬架刚度、侧向加速度静态偏移量。采集车辆静态行驶的状态，从而能够获得可靠的基础参数，便于动态特征量的计算。
作为优选，步骤S2中车辆的静态参数至少包括空气悬架静态高度、空气悬架支撑气囊静态气压、侧向加速度和轮速中的两种。采用多种参数进行预测车辆的防侧翻状态，从而能够更加准确可靠的提供防侧翻参考，便于提供准确的防侧翻动作，保证防侧翻动作不会出现误判对驾驶员造成影响。
作为优选，车辆的静态参数包括空气悬架静态高度、空气悬架支撑气囊气压、侧向加速度，定义步骤S3中各获取动态特征量分别为，侧向加速度动态特征量为Ka，空气悬架高度动态特征量为Kh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量为Kp，轮速动态特征量为Kv，定义步骤S4中各动态特征量的动态加权系数为，侧向加速度动态特征量的动态加权系数为Wa，空气悬架高度动态特征量的动态加权系数为Wh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量的动态加权系数为Wp，轮速动态特征量的动态加权系数为Wv,步骤S5中侧翻趋势特征量K为：
Figure GDA0003957008290000071
通过对各动态特征量进行加权处理，而且加权系数为动态加权系数，从而能够得出合理的侧翻趋势特征量K，通过对侧翻趋势特征量K与不同阈值的比较，从而判断车辆处于的侧翻趋势的程度，使得控制器判断当前是否需要执行防侧翻动作以及执行何种防侧翻动作；定义悬架调节阈值为K1,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K1，主控制器通过空气悬架电控阀实施空气悬架高度调节：对外侧悬架支撑气囊加压，内侧悬架支撑气囊减压。
作为优选，定义驾驶员警告阈值为K2，当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K2，则主控制器通过控制警告装置进行警告；定义主动制动干预阈值为K3,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K3，则主控制器控制制动器施加制动操作；定义侧翻不可避免警报阈值K4,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K4，则主控制器通过控制警报装置进行报警。
本发明由于采用了以上技术方案，本发明通过利用多种信号的动态特征量进行加权融合来判断车辆的侧翻趋势，在侧翻早期就介入侧翻稳定控制，并且这种控制不影响车辆正常行驶、不会对驾驶员判断车辆状态造成干扰，以及在车辆侧翻不可避免的极端情况下，对车辆周围的相关人员和其它车辆发出警报，以最大程度减小车辆侧翻造成的危害。
附图说明
图1是控制***的部件连接示意图。
图2是防侧翻趋势判断以及控制侧翻方法的结构示意图。
图3是控制***的控制原理图。
图标记表
1、牵引车
2、挂车
3、挂车主控制器
4、空气悬架支撑气囊压力传感器
5、空气悬架支撑气囊
6、悬架高度传感器
7、轮速传感器
8、双腔制动器(集成行车制动和驻车制动)
9、制动器
10、轮胎
11、紧急继动阀
12、制动储气筒
13、空气悬架储气筒
14、溢流阀
15、空气悬架电控阀
16、后轴EBS调节器
17、过载保护阀(防重叠阀)
18、侧方警报继电器
19、ISO 7638接头
20、制动灯接头(ISO118524N)
21、制动控制气压接头
22、制动供气接头
23、牵引车制动主控制器
24、制动灯供电分线器
25、挂车主控制器3与后轴EBS调节器16的电气连接
26、挂车主控制器3与空气悬架电控阀15的电气连接
27、后部警报继电器
31、侧向加速度传感器(集成在挂车主控制器中)。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例通过典型的采用空气悬架和压缩空气制动***302的两轴全挂车作为示例来描述本发明的核心思想，但并不代表本发明仅限于所描述的车型，本领域的技术人员根据本文的描述应很容易将本发明应用于其它各种车型并进行相应的变通处理。
本实施例提供一种车辆防侧翻控制***，包括主控制器3、悬架***301和制动***302，还包括轮速采集模块303，悬架负载采集模块304、侧向加速度采集模块305和车身倾斜采集模块306；轮速采集模块303、悬架负载采集模块304、侧向加速度采集模块305和车身倾斜采集模块306与主控制器3电气连接，主控制器3根据采集轮速采集模块303、悬架负载采集模块304、侧向加速度采集模块305和车身倾斜采集模块306传输的信号对悬架***301和制动***302进行防侧翻调节。防侧翻控制***还包括报警装置307，主控制器根据采集轮速采集模块303、悬架负载采集模块304、侧向加速度采集模块305和车身倾斜采集模块306传输的信号对报警装置307进行控制。其中报警装置307包括驾驶室内用于提醒驾驶员的室内警告装置和车身外侧用于警告周围车辆以及行人的报警装置307。悬架***301为空气悬架***301，空气悬架***301包括空气悬架气囊和用于调节空气支撑气囊压力的空气悬架电控阀15和空气悬架储气筒13，悬架负载采集模块304包括用于检测空气悬架气囊压力的空气悬架支撑气囊压力传感器4，主控制器3与气悬架支撑气囊压力传感器4和空气悬架电控阀15电气连接获取空气悬架的状态控制空气悬架电控阀15；车身倾斜采集模块306为悬架高度传感器6，轮速采集模块303为轮速传感器7，侧向加速度采集模块305为侧向加速度传感器31。
制动***302为压缩空气电子制动***EBS，压缩空气电子制动***302包括电控单元、制动气室调节器、气压接头21、制动器9和制动储气筒12，电控单元和制动气室调节器与主控制器3电气连接，主控制器3根据CAN总线的制动请求电信号或者制动请求气压接头21的气压信号，对控制器的制动压力实施闭环调节；电控单元和制动气室调节器集成在主控制器3上，制动***302还包括与主控制器3电气连接的后轴EBS调节器16，主控制器3通过后轴EBS调节器16对后轴双腔制动器9的行车制动实施闭环调节。
具体的如图所示，附图中1为牵引车(未具体示出)，2为挂车，在本示例中牵引车1和挂车2均采用压缩空气电子制动***302(Electronic Brake System，EBS)。附图标记23是牵引车的制动主控制器，通过公知的ISO 7638接头19与挂车的主控制器3电气相连接，为主控制器3提供电源、报警指示端口和CAN通讯接口。此外，牵引车还通过制动灯接头(ISO118524N)20控制挂车2的制动灯，挂车2则通过制动灯供电分线器24将制动灯供电接入挂车主控制器3，以便在ISO 7638接头19断开或者失效的情况下为其提供备用电源。牵引车1通过制动供气接头22为挂车2提供压缩空气，并通过制动控制气压接头21将驾驶员的制动请求压力传递给挂车主控制器3。挂车主控制器3同时接收CAN总线传递过来的制动请求电信号和制动控制气压接头21传递过来的制动请求气压信号，并优先采用电信号实施挂车制动，仅在电信号异常时采用气压信号实施制动。此外，如果挂车主控制器3的电子制动回路出现故障或失效时，挂车仍然能够利用制动控制气压接头21的气压信号来实施备压制动，备压制动已是公知的技术，在此不做详细阐述。此外，压缩空气供气管路和制动请求气压管路还进入紧急继动阀11，紧急继动阀11可实现挂车驻车制动的实施与释放，并在供气管路泄漏或脱开时实施挂车的自动制动。同样，紧急继动阀11的上述功能也为公知的技术，在此不做详细阐述。
挂车主控制器3集成了挂车电子制动***302(EBS)的电控单元和制动气室压力调节器，根据CAN总线的制动请求电信号或制动请求气压接头21的气压信号，对制动器9的制动压力实施闭环调节。此外，挂车主控制器3与后轴EBS调节器16之间具有电气连接25，可控制后轴EBS调节器16对后轴双腔制动器8的行车制动气压实施闭环调节。挂车制动所需的压缩空气来源于制动储气筒12。挂车主控制器3在实施制动调节的过程中，通过轮速传感器7检测轮胎的实际转速和滑移率，并在轮胎趋于抱死的时候实施防抱死(Anti-lock BrakeSystem，ABS)调节。
挂车主控制器3还与空气悬架电控阀15之间具有电气连接26，可调节空气悬架支撑气囊5的气压，从而调节空气悬架的高度，并通过悬架高度传感器6的反馈信号实现闭环调节。此外，挂车主控制器3还通过空气悬架支撑气囊压力传感器4监测气囊的实际压力，从而感知悬架的实际载荷。空气悬架调节所需的压缩空气来源于空气悬架储气筒13，从牵引车1供应的压缩空气在通过溢流阀14后为空气悬架储气筒13充气。
此外，挂车2还具有过载保护阀(防重叠阀)17，当同时实施行车制动和驻车制动的时候，可保护双腔制动器8免于过载损坏。过载保护阀(防重叠阀)也已为公知的技术，在此不做详细阐述。
当车辆行驶于弯道的时候，由于离心力的作用，车辆载荷会向外侧车轮转移，使外侧悬架动态压缩、内侧悬架动态拉伸，车身出现侧倾。特别对于载重汽车或载重挂车而言，由于车辆重心高、质量大，如果在弯道行驶时车速和转向控制不当，比较容易出现侧翻的情况。
为了最大程度避免车辆侧翻以及减轻由于车辆侧翻而造成的危险后果，并解决背景技术中所描述的现有防侧翻技术的缺点，本发明在图示的典型车辆制动***302基础上提出了一种侧翻趋势判断方法和防侧翻的控制方法及控制***。
首先获取挂车2的固定参数，这些固定参数由车辆设计和制造决定，并与防侧翻控制相关，例如车重、最大载重、车轴数量、轮胎数量、轮距、轮胎尺寸、制动器输入/输出特性、空气悬架支撑气囊安装位置和刚度特性、空气悬架压力传感器输出特性、空气悬架电控阀的输出特性、悬架高度传感器输出特性、侧向加速度传感器安装位置和输出特性等。上述固定参数一般固化在挂车主控制器3的软件中，或者在车辆下线时通过诊断设备写入挂车主控制器3的标定文件中。
然后当车辆处于静止状态或在平坦路面近似匀速直线行驶时，挂车主控制器3获取挂车2的静态参数，车辆静态参数表征了车辆的静态特征，并作为车辆行驶过程动态特征量计算的参考基准。这些静态参数包括从传感器直接采集到的信息，包括空气悬架静态高度、空气悬架支撑气囊静态气压、侧向加速度静态输出，以及结合车辆固定参数运算后得到的防侧翻相关静态参数，例如包括但不限于车辆实际重量、等效估算的质心高度、质心侧向偏移量(静态偏载率)、等效悬架刚度、悬架支撑点的等效侧向支撑杠杆长度、侧向加速度静态偏移量等等。通常情况下，车辆的侧向加速度信号由集成在挂车主控制器3内部的侧向加速度传感器31来进行测量，侧向加速度传感器31也可位于挂车主控制器3外部并电气连接至挂车主控制器3。
接下来在车辆动态行驶过程中，特别是弯道行驶过程中，挂车主控制器3采集车辆的侧向加速度、空气悬架高度、空气悬架气囊压力和轮速信号，并在车辆静态参数的基准上得到上述信号的动态特征量，然后对这些动态特征量进行动态融合，得到车辆侧翻趋势特征量K。这里所述的信号动态特征量是动态信号偏离静态值的差异，为了便于计算，可将各特征量进行归一化处理。各信号的动态特征量可以有多种计算方法，例如线性差、线性比、均方根、对数差等等，具体计算方法在本发明中并不作为限制，但各特征量应能表征车辆侧翻趋势或概率的大小。此外，各信号的动态特征量对于侧翻趋势特征量K的“贡献”并不相同，应进行加权处理。通常，加权系数体现了对应信号的动态特征量与车辆侧翻的相关性，加权系数的大小取决于车辆的防侧翻相关固定参数、静态参数和动态参数。例如，侧向加速度动态特征量的加权系数在车辆满载时肯定比在车辆空载或部分载荷时更大，因为满载时车辆重心更高，质量(惯性)更大，相同的侧向加速度更容易导致车辆侧翻，而如果车辆此时行驶速度很快，则更容易发生侧翻事故。因此，加权系数可以是固定值，也可以是更为优化的动态值，或者是更为复杂的神经网络迭代结果。同样，加权系数的计算方法在本发明中并不作为限制，用户可以根据自己实际情况进行选择设计。上述计算车辆侧翻趋势特征量K的过程可以简单用下列公式示意：
Figure GDA0003957008290000131
式中，Ka为侧向加速度动态特征量，Kh为空气悬架高度动态特征量，Kp为空气悬架支撑气囊压力动态特征量，Kv为轮速动态特征量，Wa、Wh、Wp、Wv分别为上述动态特征量的动态加权系数。车辆侧翻趋势特征量K的计算结果可触发下面的四种防侧翻控制或警告，并且这四种情况可以同时进行也可以分开进行：
1)悬架调节
挂车主控制器3判断当前车辆侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K1，则通过空气悬架电控阀15实施空气悬架高度(刚度)调节：对外侧悬架支撑气囊加压(悬架升高、刚度加强)，内侧悬架支撑气囊减压(悬架降低、刚度减弱)。悬架调节不会对正常行车造成任何影响，驾驶员甚至感觉不到这种调节的存在，但对于防侧翻的作用却非常大，相当于在很早期就介入车身稳定控制，并为防侧翻开始做准备。
2)驾驶员警告
挂车主控制器3判断当前车辆侧翻趋势特征量K超过了驾驶员警告阈值K2，则通过驾驶室内的声光警告装置对驾驶员发出警告，通知驾驶员车辆具有侧翻危险，应立即采取措施适当控制车速和转向，避免侧翻危险进一步加剧。警告信息例如可以由挂车主控制器3通过ISO 7638接头19中的CAN总线或第5针脚传递至牵引车1的制动主控制器23，并由牵引车制动主控制器23激活驾驶室仪表台的相关警示装置(未示出)。
3)主动制动干预
挂车主控制器3判断当前车辆侧翻趋势特征量K超过了主动制动干预阈值K3，则主动介入控制，对制动器9和双腔制动器8的行车制动气室施加适当的气压，对挂车2实施制动。制动实施方式可以为公知技术中的两侧对称或非对称制动，目的是降低车速和车辆的侧向加速度，避免车辆侧翻。如果此时检测到有车轮抱死趋势，挂车主控制器3还应进行ABS调节。在主动制动干预期间，如果驾驶员接管控制，例如驾驶员采取了制动或转向措施，挂车主控制器3则取消主动介入制动，将控制权交给驾驶员。
4)侧翻不可避免警报
挂车主控制器3判断当前车辆侧翻趋势特征量K超过了侧翻不可避免警报阈值K4，即侧翻无论如何已不可避免时，通过ISO 7638接头19中的CAN总线或第5针脚将侧翻不可避免警报信息传递至牵引车1的制动主控制器23，并由牵引车制动主控制器23激活驾驶室仪表台的相关警示装置(未示出)，提醒驾驶员做好相应防护准备。同时，在车辆前方、后方和侧方发出声光警报，提醒周围相关的车辆、人员进行避让，最大程度降低侧翻事故造成的危害。车辆前方的警报可由牵引车制动主控制器23来激活牵引车1的喇叭和头灯(未示出)，后方的警报可利用挂车的尾灯、制动灯，由挂车主控制器3激活后部警报继电器27使制动灯或尾灯闪烁，侧方的警报则可安装专用的警报器或指示灯，并由挂车主控制器3控制侧方警报继电器18来激活。
实施例2
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：制动***302采用真空制动***或液压制动***或电制动***等其它类型的制动***来代替压缩空气制动***。
实施例3
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：该实施例的应用车辆为半挂车或中置轴挂车或牵引车或载重车或轻卡或客车甚至轨道车辆等其它车型。
实施例4
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：悬架***301采用其它类型的悬架***，如板簧/机械悬架、气液悬架等，对于机械/板簧悬架而言，载荷感应可由悬架变形位移量来取代空气悬架支撑气囊压力，取消悬架高度(刚度)调节(因为机械/板簧悬架无法进行高度或刚度调节)。
实施例5
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：高度传感器、气囊压力传感器、轮速传感器均采用2点布置，即布置于车辆的左右两侧。
实施例6
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：采用车身翻滚角速度信号或者其积分信号来等效替代悬架高度信号来测量车身侧倾状态。
实施例7
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：用车辆左右两侧的轮速差或横摆角速度与平均车速的乘积来等效替代侧向加速度传感器来进行测量侧向加速度信号。
实施例8
一种车辆防侧翻控制***及判断控制方法，本实施例与实施例1的区别之处在于：将压力传感器全部或部分集成在挂车主控制器3内部，并把相应气囊压力接入挂车主控制器3进行信号采集。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种车辆防侧翻控制***，包括主控制器、悬架***和制动***，其特征在于：控制***还包括轮速采集模块，悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块；轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块与主控制器电气连接，主控制器根据采集轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块传输的信号对悬架***和制动***进行防侧翻调节；该***的车辆防侧翻方法包括以下步骤：
S1，获取车辆的固定参数；
S2，获取车辆的静态参数；静态参数为车辆处于静止状态或匀速直线行驶状态车辆参数中用于评估侧翻趋势的参数，静态参数作为评估侧翻趋势的基准；
S3，获取车辆的动态参数，动态参数与步骤S2中的静态参数进行比较获取动态特征量，动态特征量是动态信号偏移静态参数的差异；
S4，根据车辆的状态获取各动态特征量的当前加权系数；
S5，根据动态特征量以及各动态特征量的当前加权系数，计算当前侧翻趋势特征量K；
S6，***预设不同的侧翻阈值，不同的侧翻阈值对应不同的防侧翻方法，比较当前防侧翻特征量K所处的阈值范围，车辆做出不同的防侧翻指令；
其中，悬架***为空气悬架***，空气悬架***包括空气悬架气囊和用于调节空气支撑气囊压力的空气悬架电控阀和空气悬架储气筒，悬架负载采集模块包括用于检测空气悬架气囊压力的空气悬架支撑气囊压力传感器，主控制器与气悬架支撑气囊压力传感器和空气悬架电控阀电气连接获取空气悬架的状态控制空气悬架电控阀；车身倾斜采集模块为悬架高度传感器，轮速采集模块为轮速传感器，侧向加速度采集模块为侧向加速度传感器；车辆的静态参数包括空气悬架静态高度、空气悬架支撑气囊气压、侧向加速度和轮速，定义步骤S3中各获取动态特征量分别为，侧向加速度动态特征量为Ka，空气悬架高度动态特征量为Kh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量为Kp，轮速动态特征量为Kv，定义步骤S4中各动态特征量的动态加权系数的大小取决于车辆的防侧翻相关固定参数、静态参数和动态参数，侧向加速度动态特征量的动态加权系数为Wa，空气悬架高度动态特征量的动态加权系数为Wh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量的动态加权系数为Wp，轮速动态特征量的动态加权系数为Wv,步骤S5中侧翻趋势特征量K为：
Figure FDA0003957008280000021
2.根据权利要求1所述的车辆防侧翻控制***，其特征在于：还包括报警装置，主控制器根据采集轮速采集模块、悬架负载采集模块、侧向加速度采集模块和车身倾斜采集模块传输的信号对报警装置进行控制；还包括悬架高度传感器和空气悬架支撑气囊压力传感器，主控器与高度传感器和空气悬架支撑气囊压力传感器电气连接，主控器根据空气悬架支撑气囊压力传感器传递的信号计算悬架的当前实际载荷；还包括与主控制器电气连接的侧向加速度传感器，侧向加速度传感器用于采集车辆的侧向加速度信号。
3.根据权利要求1所述的车辆防侧翻控制***，其特征在于：制动***为压缩空气电子制动***，压缩空气电子制动***包括电控单元、制动气室调节器、气压接头、制动器和制动储气筒，电控单元和制动气室调节器与主控制器电气连接，主控器根据CAN总线的制动请求电信号或者制动请求气压接头的气压信号，对控制器的制动压力实施闭环调节；电控单元和制动气室调节器集成在主控制器上，制动***还包括与主控制器电气连接的后轴EBS调节器，主控制器通过后轴EBS调节器对后轴双腔制动器的行车制动实施闭环调节。
4.一种车辆防侧翻控制方法，应用于权利要求1至权利要求3任一所述的车辆防侧翻控制***，其特征在于：包括以下步骤，
S1，获取车辆的固定参数；
S2，获取车辆的静态参数；静态参数为车辆处于静止状态或匀速直线行驶状态车辆参数中用于评估侧翻趋势的参数，静态参数作为评估侧翻趋势的基准；
S3，获取车辆的动态参数，动态参数与步骤S2中的静态参数进行比较获取动态特征量，动态特征量是动态信号偏离静态参数的差异；
S4，根据车辆的状态获取各动态特征量的当前加权系数；
S5，根据动态特征量以及各动态特征量的当前加权系数，计算当前侧翻趋势特征量K；
S6，***预设不同的侧翻阈值，不同的侧翻阈值对应不同的防侧翻方法，比较当前防侧翻特征量K所处的阈值范围，车辆做出不同的防侧翻指令；
其中，悬架***为空气悬架***，空气悬架***包括空气悬架气囊和用于调节空气支撑气囊压力的空气悬架电控阀和空气悬架储气筒，悬架负载采集模块包括用于检测空气悬架气囊压力的空气悬架支撑气囊压力传感器，主控制器与气悬架支撑气囊压力传感器和空气悬架电控阀电气连接获取空气悬架的状态控制空气悬架电控阀；车身倾斜采集模块为悬架高度传感器，轮速采集模块为轮速传感器，侧向加速度采集模块为侧向加速度传感器；车辆的静态参数包括空气悬架静态高度、空气悬架支撑气囊气压、侧向加速度和轮速，定义步骤S3中各获取动态特征量分别为，侧向加速度动态特征量为Ka，空气悬架高度动态特征量为Kh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量为Kp，轮速动态特征量为Kv，定义步骤S4中各动态特征量的动态加权系数为，侧向加速度动态特征量的动态加权系数为Wa，空气悬架高度动态特征量的动态加权系数为Wh，空气悬架支撑气囊压力动态特征量的动态加权系数为Wp，轮速动态特征量的动态加权系数为Wv,步骤S5中侧翻趋势特征量K为：
Figure FDA0003957008280000041
5.根据权利要求4所述的一种车辆防侧翻控制方法，其特征在于：车辆的固定参数为对侧翻有影响的参数，车辆的固定参数固化在车辆的主控制器的软件中或者在写入主控制器的标定文件中。
6.根据权利要求4所述的一种车辆防侧翻控制方法，其特征在于：定义悬架调节阈值为K1,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K1，主控制器通过空气悬架电控阀实施空气悬架高度调节：对外侧悬架支撑气囊加压，内侧悬架支撑气囊减压；定义驾驶员警告阈值为K2，当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K2，则主控制器通过控制警告装置进行警告；定义主动制动干预阈值为K3,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K3，则主控制器控制制动器施加制动操作；定义侧翻不可避免警报阈值K4,当侧翻趋势特征量K超过了悬架调节阈值K4，则主控制器通过控制警报装置进行报警。
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