本发明涉及汽车控制
技术领域：
，尤其是一种汽车侧翻测试系统及其预警方法。
背景技术：
：汽车附着状态是汽车动力学理论的重要组成部分，随着交通工具的高速发展和绝对数量的急剧增长，我国已成为全球第一大汽车市场，至2013年底我国汽车保有量达1.37亿辆。交通事故造成的死伤人数也不断增加。我国交通事故死伤人数已经连续十年世界第一，汽车数量仅占全球1.9%，死亡人数却占全球15%。显然交通事故已成为“中国第一害”，每年死亡人数超过10万人，因此汽车行驶安全性越来越多地受到人们的重视，如安全气囊、防抱死系统ABS和汽车稳定系统VSC等安全措施，对降低碰撞造成的危害具有显著效果。但侧翻事故却未得到应有的重视，据统计，汽车侧翻事故的危害程度仅次于碰撞事故，在欧洲发达国家侧翻事故造成人员伤亡的数量占汽车事故的20%以上。与此同时，防侧翻技术作为汽车主动安全技术的重要方面，成为制约我国自主品牌汽车的关键因素。迄今为止，我国拥有防侧翻技术方面的自主知识产权实现了初步量产，但在精度和可靠性方面依然有很大差距。技术实现要素：为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种汽车侧翻测试系统及其预警方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车侧翻测试系统，包括在测试车上安装的侧翻测试系统，所述测试系统包括车载观测系统、车载侧翻分析系统和车载显示系统，所述车载观测系统连接至车载侧翻分析系统，所述车载侧翻分析系统连接至车载显示系统。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述车载观测系统包括簧上测试单元和簧下测试单元；其中，簧上测试单元内有激光陀螺仪一、倾角传感器一、方向盘转角传感器，用来测量簧上质量模块角度、角速度参数和方向盘转角；簧下测试单元内有激光陀螺仪二、倾角传感器二、车速传感器，用来测量簧下质量模块角度和角速度参数。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，还设有一中央处理器，中央处理器连通簧上测试单元和簧下测试单元，用来处理簧上测试单元和簧下测试单元输入的信号，获得侧翻状态参数，然后将侧翻状态信号发送给车载显示系统进行显示。一种根汽车侧翻测试系统的预警方法，方法如下：（1）获取：通过车载观测系统获取汽车侧翻过程的观测参数；（2）建模：通过观测参数和试验汽车自身的出厂参数，根据侧向动能和势能构建侧翻模型；（3）预警：将车载侧翻分析系统分析的侧翻状态，侧翻状态通过车载显示系统显示出来。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述步骤（1）中汽车侧翻过程分为：侧滑、侧倾、侧翻三个阶段。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述步骤（1）中观测参数包括：簧载质量、簧载质心高度、簧载质心转惯量、簧载质心转角与转速、非簧载质量、非簧载质心高度、非簧载质心转动惯量、非簧载质心垂向与侧向偏移量、非簧载质心转角与转速。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述步骤（2）根据侧向动能和势能构建试验车的侧翻模型，其中的侧向动能与势能，通过如下公式计算：；根据汽车侧向动能与势能进行侧翻判定：如果则，汽车不会侧翻，如果则，汽车将会发生侧翻；式中，为汽车侧向动能，为汽车重力势能和弹性势能，W为汽车重力，为悬架簧载质量，为非簧载质量，为汽车侧向速度，为质心到旋转中心B点的长度，为质心到旋转中心A点的长度，为AB的长度，为整车质心到B点的长度，为与地面之间的夹角，为与地面之间的夹角，为与水平面之间的夹角，A点为的旋转中心，B点为的旋转中心，为悬架侧向转动刚度，为悬架偏转角度，为轮胎侧向转动刚度，为轮胎偏转角度，为侧向力导致的动能损耗因子。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，侧翻模型中，考虑簧载质量非簧载质量的动能和势能。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，侧翻模型中，考虑轮胎弹性变形所具有弹性势能和悬架侧偏所具有的弹性势能。根据本发明的另一个实施例，进一步包括，非簧载质量，质心到旋转中心A点的长度，AB的长度，整车质心到B点的长度，轮胎侧向转动刚度，悬架侧向转动刚度，的旋转中心A，的旋转中心B，这些参数在试验前进行测量；其余参数用车载测试系统用来实时测量。本发明的有益效果是，本发明通过观测参数和汽车自身参数，根据侧向动能和势能构建侧翻算法，最后将系统分析的侧翻状态显示出来，方法简单而准确。附图说明下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是汽车侧翻测试系统原理图。图2是车载测试系统结构。图3是侧翻算法模型。图4是侧翻结构尺寸。图5是试验车整车运行轨迹。图6是整车横摆角速度。图7是整车横摆角度。图8是整车滑移角度。图9是整车侧翻程度。具体实施方式下面对本发明的侧翻测试系统和预警方法做进一步的详细说明。第1步,在试验车上安装车载测试系统，获取临界工况下试验汽车各项参数。第2步，根据车载测试系统测量汽车相关参数：汽车重力W，悬架簧载质量，非簧载质量，汽车侧向速度，质心到旋转中心B点的长度，质心到旋转中心A点的长度，AB的长度，整车质心到B点的长度，与地面之间的夹角，与地面之间的夹角，与水平面之间的夹角，的旋转中心A，的旋转中心B，悬架侧向转动刚度，悬架偏转角度，轮胎侧向转动刚度，轮胎偏转角度。其中，非簧载质量，质心到旋转中心A点的长度，AB的长度，整车质心到B点的长度，轮胎侧向转动刚度，悬架侧向转动刚度，的旋转中心A，的旋转中心B，在试验前进行测量。第3步，求解第4步，求解汽车侧向动能与势能，通过如下公式第5步，根据汽车侧向动能势能进行侧翻判定，如果则，汽车不会侧翻，如果则，汽车将会发生侧翻。第6步，车载测试系统包括簧上测试单元和簧下测试单元。其中簧上测试单元内有激光陀螺仪、倾角传感器、方向盘转角传感器，测试簧上质量模块的角度、角速度参数和方向盘转角传感器；簧下测试单元内有激光陀螺仪、倾角传感器、车速传感器，测量簧下质量模块角度和角速度参数。第7步，激光陀螺仪、倾角传感器、方向盘转角传感器采集信号传给簧上测试单元，激光陀螺仪、倾角传感器、车速传感器采集信号传给簧下测试单元，中央处理器用来处理簧上测试单元和簧下测试单元输入的信号，进行处理获得侧翻状态参数，然后将侧翻状态信号发送给显示系统进行显示。将本发明的预警方法应用到一个现场实施例中：在试验车上安装车载测试系统，获取临界工况下试验汽车各项参数如下表：表1实施例一试验车的各项参数参数名称参数值簧载质量1370kglxx606.1kg.m-2lyy4192kg.m-2lzz4192kg.m-2lxy0lxz0Rx0.665mRy1.749mRz1.749m前后轮距2276mm簧下质量80kg左右轮距1550mm整车长2777mm整车宽1795mm整车高1471mm轮心高度280mm轮胎刚度230N/mm轮胎宽度215mm轮胎滚动半径330mm悬架滚动刚度384N.m/deg如图5-9所示，通过上述采集的信号数据，获得的横摆角度、横摆角速度、滑移角度都十分准确，进行处理的侧翻状态参数也十分准确，最后通过显示系统显示出来，提高了整车的安全性能。当前第1页1 2 3