专利名称：一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车运行安全状态综合监控预警方法领域，尤其是涉及在途车辆 预警阈值的确定方法。车辆在途状态预警在硬件技术方面容易实现，但是关于怎样确定危 险状态等级并且怎样才能有效预警一直是研究的重点和难点。本发明从制动距离角度出 发，综合考虑在各种在途因素影响下车辆的制动距离发生的变化，利用其与安全制动距离 的变化率确定此刻车辆的危险度，然后根据危险度的等级再确定预警时刻，并采取不同的 预警措施。
背景技术：
目前我国营运车辆经常存在超载、超速等现象，当道路条件较为恶劣时(例如长 下坡导致制动器过热而失效等情况发生)，极易导致交通事故。车辆在行驶过程中，很多潜 在的危险状况很难被发现，据了解发生事故时很多驾驶人员当时并不清楚地了解车辆运行 状态，此时如果驾驶员采取了不正当的驾驶手段，可能会导致意外事故的发生。因此，对载 货汽车的运输过程进行监测预警的必要性已经被广泛认可，但是针对预警阈值的确定方法 研究的较少。车辆预警的方式各式各样，研究者所考虑的预警条件都有所不同，但是车辆的安 全状态主要由制动性能来表现，而制动距离的大小能够直接评定车辆的制动效能，制动效 能又能评价车辆的制动能力。故本发明从制动距离的角度出发是一种合理的判定车辆安全 或是危险状态的方法。目前对车辆安全状态的描述多为安全度，安全度的确定方法主要是与探测的车辆 当时车距和理论安全车距比有关，其表示范围为0 100%，根据不同的安全度数值进行预 警。此方法没有体现出车辆的自身实时状态和外界环境对车辆制动的影响，故预警阈值和 时刻的确定过于理论，预警精度不高。针对制动距离的研究中，大多数都是利用经典公式，只考虑车速和制动起作用时 间等单一因素，涉及到的参数较少，故计算的制动距离不准确，不能体现真实情况。在实际 的道路环境下影响制动距离的因素有很多，本发明中的制动距离模型综合考虑了影响制动 的关键因素，能够较为准确的计算出当时的实际制动距离，为预警提供了可靠的依据。
发明内容
本发明提供一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法，针对在途车辆容 易存在一些潜在的危险状况，如不采取正当的措施，极易引发事故等特点，以制动距离作为 出发点，通过其来反映车辆的安全状态。主要是通过对在途车辆所采集的信息进行处理，得 到车辆当时状态下制动所需的制动距离Cl1，并计算在当时车速下的安全制动距离Cltl，利用 危险度的公式确定危险度的数值，并根据危险度的范围来确定预警等级，本发明提供了一 种有效的预警阈值确定的方法，解决了现有方法预警不精确的问题。本发明的上述目的通过以下技术方案实现，结合
如下
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本发明公开一种基于制动距离的载货汽车安全状态动态预警的方法，综合考虑车 辆自身制动器参数、车辆当前的状态和外界道路环境等因素。其中制动器参数主要包括制 动系统压力、制动蹄片磨损和制动器温升三个重要制动器性能参数；车辆状态因素主要考 虑的是车速、超载、偏载等；道路环境因素主要包括长下坡和道路摩擦系数等容易引发交通 事故的因素。通过建立的制动距离模型计算出当前车辆制动所需的距离d”并定义车辆安 全制动距离Cltl (在某一车速下其他影响因素都在正常范围内时车辆制动所需的制动距离)。 利用给定的车辆危险度计算方法，通过当前制动距离与安全制动距离的比较，得出车辆当 前危险度R数值。根据不同的危险度范围采取不同级别的预警，对驾驶员进行预警。本发 明实时性强、精度高，无需复杂的计算和设计，准确度高，有很强的实际指导意义，为汽车危 险状态阈值的确定提供了一种科学有效的方法。本发明所述的一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法，具体步骤如 下步骤一，周期性获取在途车辆的状态信息，主要提取车辆的自身制动器参数、当前 的状态因素和外界道路环境因素信息，并进行信息整合；步骤二，利用制动距离模型计算出当前车辆所需的制动距离Cl1，将步骤一中各参 数输入制动距离模型中，计算出车辆在当前状态下制动所需的距离Cl1,其计算公式为
Γ π J ι ( ‘ τ" λ ua02(m0 +ιηΛ-r
权利要求
一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法，其特征在于，具体步骤如下步骤一，周期性获取在途车辆的状态信息，主要提取车辆的自身制动器参数、当前的状态因素和外界道路环境因素信息，并进行信息整合；步骤二，利用制动距离模型计算出当前车辆所需的制动距离d1，将步骤一中各参数输入制动距离模型中，计算出车辆在当前状态下制动所需的距离d1，其计算公式为 <mrow><msub> <mi>d</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>3.6</mn></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>τ</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msup><msub> <mi>τ</mi> <mn>2</mn></msub><mo>′</mo> </msup> <mo>+</mo> <mfrac><msup> <msub><mi>τ</mi><mn>2</mn> </msub> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup><mn>2</mn> </mfrac> <mo>)</mo></mrow><msub> <mi>u</mi> <mrow><mi>a</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>+</mo><mfrac> <msup><msub> <mi>u</mi> <mrow><mi>a</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mn>2</mn> </msup> <mn>25.92</mn></mfrac><mo>·</mo><mfrac> <mrow><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>m</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>m</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mi>r</mi> </mrow> <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>w</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>A</mi> <mi>w</mi></msub><mo>·</mo><mi>μ</mi><mo>·</mo><msub> <mi>R</mi> <mi>m</mi></msub><mo>-</mo><mi>G</mi><mo>·</mo><mi>sin</mi><mi>i</mi> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow>其中τ1驾驶员反应时间，τ2′消除制动蹄片间隙所需时间，τ2″制动器制动力增长所需时间，τ＝τ2′+τ2″为制动器起作用时间，ua0起始制动车速，m0车辆满载质量，m1车辆超载部分质量，Pw制动管路压力；Aw轮缸活塞面积；μ制动衬片摩擦系数；Rm；制动盘有效摩擦半径；i道路坡度；G车辆重力。步骤三，根据当前车速计算出安全制动距离d0，其计算公式为其中τ1驾驶员反应时间，τ2′消除制动蹄片间隙所需时间，τ2″制动器制动力增长所需时间，τ＝τ2′+τ2″为制动器起作用时间，ua0起始制动车速，路面摩擦系数。步骤四，将步骤二算出的当前车辆所需的制动距离d1与步骤三安全制动距离d0相比较，通过计算危险度R确定车辆当前危险状态，并以危险度的范围作为车辆预警的阈值，实行分级预警。计算当时车辆的危险度数值，其计算公式为 <mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>d</mi> <mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn></msub> </mrow> <msub><mi>d</mi><mn>0</mn> </msub></mfrac><mo>×</mo><mn>100</mn><mo>%</mo><mo>;</mo> </mrow>步骤五，判定危险度的范围，以此作为车辆预警的阈值，实行分级预警，当d1≤d0时，不计算危险度；当d1＞d0时，判断危险度的范围。FDA0000028680140000012.tif,FDA0000028680140000013.tif
2.根据权利要求1所述的一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法，其特征 在于，所述的判断危险度的范围共分为三个级别屯> 150m或R > 200%进行一级预警， 50%< R < 200%进行二级预警，R ( 50 %进行三级预警，如果危险度数值接近零，则表示车辆处于正常安全状态，不进 行预警，返回步骤一。
3.根据权利要求1所述的一种基于制动距离的载货汽车安全状态预警的方法，其特征 在于，所述的制动距离模型综合考虑影响车辆制动距离的因素包括制动系统压力、制动蹄 片磨损和制动器温升的制动器参数，包括车速和超载量的车辆状态因素，包括长下坡的道 路环境因素，上述所有因素确定为影响制动距离的关键因素，制动距离随每个因素的变化 而变化。
全文摘要
本发明涉及一种基于制动距离的载货汽车安全状态动态预警的方法，尤其是涉及在途车辆预警阈值的确定方法。目的是针对在途车辆容易存在一些潜在的危险状况，以制动距离作为出发点，通过其来反映车辆的安全状态。实现对车辆在途状态实时监测具体步骤是通过提取车辆的自身制动器参数、当前的状态因素和外界道路环境因素等多种因素信息，进行信息整合，利用制动距离模型计算出当前车辆所需的制动距离d1，并与安全制动距离d0相比较，通过计算危险度R确定车辆当前危险状态，并以危险度的范围作为车辆预警的阈值，实行分级预警。本发明实时性强、精度高，无需复杂计算和设计，准确度高，为汽车危险状态阈值的确定提供了一种科学有效的方法。
文档编号B60R21/01GK101983881SQ20101051038
公开日2011年3月9日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者冀秉魁, 周茹波, 孙文财, 孙维圆, 李世武, 杨众凯, 汪海正, 王琳虹, 田晶晶, 隗海林 申请人:吉林大学