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1、(10)申请公布号 CN 103171490 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103171490 A *CN103171490A* (21)申请号 201310116217.4 (22)申请日 2013.04.03 B60Q 9/00(2006.01) (71)申请人 合肥工业大学 地址 230009 安徽省合肥市屯溪路 193 号 (72)发明人 陈一锴 张梦雅 石琴 董满生 姜康 冯忠祥 (74)专利代理机构 安徽省合肥新安专利代理有 限责任公司 34101 代理人 何梅生 (54) 发明名称 一种道路车辆弯道侧翻预警方法及预警系统 (57) 摘要 本发明涉及一种道路车。
2、辆弯道侧翻预警方法 及预警系统， 其特征是对于弯道行驶中的车辆， 实 时检测获得车轴端部的竖向剪应力和对应车轴端 部的车轮竖向加速度， 从而得到车轮与地面的接 触力 ； 由接触力得到各个车轴的侧翻因子， 进而 加权得出所有车轴的综合侧翻因子， 在加权侧翻 因子超出侧翻因子临界值时通过报警装置发出警 示。本发明方法的实施可以使道路车辆弯道行驶 更为安全可靠， 有效降低发生侧翻危险的可能性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 10317。
3、1490 A CN 103171490 A *CN103171490A* 1/2 页 2 1. 一种道路车辆弯道侧翻预警方法， 其特征是 ： a、 对于弯道行驶中的车辆， 实时检测获得车轴端部的竖向剪应力Fshear和对应车轴端部 的车轮竖向加速度 a ； 由式 （1） 计算获得车辆在弯道行驶时所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力之和 Fwheel Fwheel=Fshear+Fg+ma （1） 式 （1） 中， Fg为车辆静止状态下所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； m 为 所述车轴端部所有车轮质量之和 ； 定义 Fwheel和 a 向上为正方向 ； 由式 （2） 获得作为侧翻。
4、危险指标的侧翻因子 R ： 式 （2） 中， FL为车辆在弯道行驶时同一车轴上左侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； FR为在弯道行驶时同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； 利 用 式 （2）分 别 计 算 车 轴 数 量 为 n 的 多 车 轴 车 辆 上 各 个 车 轴 的 侧 翻 因 子 R1,R2,R3Rn， 并按式 （3） 获得加权侧翻因子 R ： R=k1R1+k2R2+k3R3+knRn （3） 式 （3） 中 ki(i=1,2n) 为各个车轴的加权系数 ； 由式 （4） 获得各个车轴的加权系数 ki ： 式 （4） 中 fL为车辆静止状态下同一车轴上左侧所有车轮与地。
5、面的竖向接触力之和 ； fR 为车辆静止状态下同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； M 为车辆总质量 ； g 为重力加速度 9.8N/kg ； b、 利用虚拟样机模型， 通过动态模拟的方式， 并利用式 （2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获得不 同车辆的侧翻因子临界值 ； c、 将步骤 a 检测获得的加权侧翻因子 R与通过步骤 b 动态模拟方式获得的对应车型 的侧翻因子临界值进行比较， 在所述加权侧翻因子 R大于侧翻因子临界值时通过报警装 置发出警示， 实现道路车辆弯道侧翻预警。 2. 一种用于实现权利要求 1 所述道路车辆侧翻预警方法的预警系统， 其特征是设置 ： 电阻式应。
6、变片 （1） ， 设置在各车轴 （6） 的端部侧面、 位于近悬架 （7） 支撑位上， 用于检测 各车轴端部的竖向剪应变， 进而得到竖向剪应力 ； 加速度传感器 （5） ， 设置在车轴端部， 传感器底部中心距车轴与轮毂结合处的水平距离 为 5-10 厘米， 用于检测各车轮的竖向加速度 ； 中央处理器， 用于计算获得加权侧翻因子， 根据不同的车辆动态模拟的侧翻因子临界 值， 判断所述加权侧翻因子是否超出侧翻因子临界值 ； 非功能型光纤传感器 （2） ， 用于在所述电阻式应变片与中央处理器之间， 以及在加速度 传感器与中央处理器之间利用光纤进行信号传输 ； 报警装置 （4） ， 包括声音提示报警和 。
7、LED 显示报警器， 在由中央处理器判断加权侧翻因 权 利 要 求 书 CN 103171490 A 2 2/2 页 3 子 R超出侧翻因子临界值时， 由所述声音提示报警发出警告声， 并由所述 LED 显示报警器 显示报警图符。 3. 根据权利要求 2 所述的用于实现权利要求 1 所述道路车辆侧翻预警方法的预警系 统， 其特征是所述声音提示报警采用蜂鸣器， 所述 LED 显示报警器采用触摸显示屏， 并可以 通过触摸显示屏给定车轮静载荷、 车轮质量以及侧翻因子临界值。 权 利 要 求 书 CN 103171490 A 3 1/7 页 4 一种道路车辆弯道侧翻预警方法及预警系统 技术领域 0001。
8、 本发明涉及一种道路车辆在弯道行驶时的侧翻预警方法及预警系统。 背景技术 0002 车辆弯道侧翻事故是一种常见的道路交通事故， 过大的离心力使车辆失去了行驶 稳定性， 一旦发生往往导致严重的人员伤亡和重大的经济损失。 0003 国内外对于车辆侧翻预警系统开展了一系列研究， 提出了一些反映侧翻趋势的性 能指标及相应的侧翻预警方案。 描述车辆侧翻的指标主要包括横向加速度、 车身侧倾角、 车 身侧倾角速度、 单轴横向载荷转移率、 侧翻的预计剩余时间等。其中， 横向加速度可以很方 便地通过加速度传感器测得， 且静态侧翻极限值可通过实验获得， 但是， 该方法并未考虑路 面不平度激励对侧翻稳定性的影响， 。
9、仅适用于平滑路面上的车辆侧翻预警 ； 汽车的车身侧 倾角和车身侧倾角速度阈值在不同的行驶状态下是动态变化的， 增加了应用的难度 ； 单轴 横向载荷转移率没有考虑汽车侧翻的整体趋势 ； 侧翻的预计剩余时间虽然较为准确， 但算 法较为复杂。 0004 上述现有技术中的道路车辆侧翻预警系统往往仅适用于两轴汽车的某种具体车 型， 不能预测多轴汽车的侧翻趋势， 使侧翻预警系统的适用性受到制约。 发明内容 0005 本发明为克服上述现有技术存在的不足， 提供一种道路车辆弯道侧翻预警方法及 预警系统， 以便在车辆弯道行驶时及时准确地对车辆侧翻进行预警， 提高行车安全性。 0006 本发明为解决技术问题采用如。
10、下技术方案 ： 0007 本发明道路车辆侧翻预警方法的特点是 ： 0008 a、 对于弯道行驶中的车辆， 实时检测获得车轴端部的竖向剪应力Fshear和对应车轴 端部的车轮竖向加速度 a ； 0009 由式 （1） 计算获得车辆在弯道行驶时所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力 之和 Fwheel 0010 Fwheel=Fshear+Fg+ma （1） 0011 式 （1） 中， Fg为车辆静止状态下所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； m 为所述车轴端部所有车轮质量之和 ； 定义 Fwheel和 a 向上为正方向 ； 0012 由式 （2） 获得作为侧翻危险指标的侧翻因子 R ：。
11、 0013 0014 式 （2） 中， FL为车辆在弯道行驶时同一车轴上左侧所有车轮与地面的竖向接触力 之和 ； FR为在弯道行驶时同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； 0015 利用式 （2）分别计算车轴数量为 n 的多车轴车辆上各个车轴的侧翻因子 R1,R2,R3Rn， 并按式 （3） 获得加权侧翻因子 R ： 说 明 书 CN 103171490 A 4 2/7 页 5 0016 R=k1R1+k2R2+k3R3+knRn （3） 0017 式 （3） 中 ki(i=1,2n) 为各个车轴的加权系数 ； 0018 由式 （4） 获得各个车轴的加权系数 ki： 0019 002。
12、0 式 （4） 中 fL为车辆静止状态下同一车轴上左侧所有车轮与地面的竖向接触力之 和 ； fR为车辆静止状态下同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； M 为车辆总 质量 ； g 为重力加速度 9.8N/kg ； 0021 b、 利用虚拟样机模型， 通过动态模拟的方式， 并利用式 （2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获 得不同车辆的侧翻因子临界值 ； 0022 c、 将步骤 a 检测获得的加权侧翻因子 R与通过步骤 b 动态模拟方式获得的对应 车型的侧翻因子临界值进行比较， 在所述加权侧翻因子 R大于侧翻因子临界值时通过报 警装置发出警示， 实现道路车辆弯道侧翻预警。 0023。
13、 本发明道路车辆侧翻预警系统的特点是设置 ： 0024 电阻式应变片， 设置在各车轴的端部侧面、 位于近悬架支撑位上， 用于检测各车轴 端部的竖向剪应变， 进而得到竖向剪应力 ； 0025 加速度传感器， 设置在车轴端部， 传感器底部中心距车轴与轮毂结合处的水平距 离为 5-10 厘米， 用于检测各车轮的竖向加速度 ； 0026 中央处理器， 用于计算获得加权侧翻因子， 根据不同的车辆动态模拟的侧翻因子 临界值， 判断所述加权侧翻因子是否超出侧翻因子临界值 ； 0027 非功能型光纤传感器， 用于在所述电阻式应变片与中央处理器之间， 以及在加速 度传感器与中央处理器之间利用光纤进行信号传输 ；。
14、 0028 报警装置， 包括声音提示报警和 LED 显示报警器， 在由中央处理器判断加权侧翻 因子 R超出侧翻因子临界值时， 由所述声音提示报警发出警告声， 并由所述 LED 显示报警 器显示报警图符。 0029 所述声音提示报警采用蜂鸣器， 所述 LED 显示报警器采用触摸显示屏， 并可以通 过触摸显示屏给定车轮静载荷、 车轮质量以及侧翻因子临界值。 0030 与现有技术相比， 本发明有益效果体现在 ： 0031 1、 本发明是以车轴端部的竖向剪应力 Fshear和对应车轴上对应一端的车轮竖向加 速度 a 为检测信号， 并综合考虑所有车轴的荷载情况， 从而能更准确地判断道路车辆的侧 翻危险性。
15、， 降低了误判的概率。 0032 2、 本发明通过应变片和加速度传感器实时检测并计算轮胎与地面的竖向接触力， 检测数据及时准确， 适用于各种车型和路面。 0033 3、 本发明利用光纤进行信号传输， 采用非功能型 （或称传光型） 光纤传感器， 充分 利用现有的传感器， 无需特殊光纤及其他特殊技术， 比较容易实现。 0034 4、 本发明应用于道路车辆总线， 能在极其恶劣的行驶条件下稳定地传输道路车辆 部件的参数， 完成各个部分协调合作的任务。 0035 5、 本发明成本更低， 系统结构简单。 说 明 书 CN 103171490 A 5 3/7 页 6 附图说明 0036 图 1 为本发明系统。
16、构成示意图 ； 0037 图 2 为本发明荷载感应子系统示意图 ； 0038 图 3 为 SUV 车辆侧翻因子与时间关系图 ； 0039 图 4 为客车侧翻因子与时间关系图 ； 0040 图 5 为两轴平头货车侧翻因子与时间关系图 ； 0041 图 6 为半挂车汽车列车侧翻因子与时间关系图 ； 0042 图中标号 ： 1应变片 ； 2光纤传感器 ； 3中央处理器 ； 4报警装置 ； 5加速度传感器 ； 6 车轴 ； 7 悬架 ； 8 车身。 具体实施方式 0043 本实施例中道路车辆弯道侧翻预警方法是按如下过程进行 ： 0044 步骤 a、 对于弯道行驶中的车辆， 实时检测获得车轴端部的竖向剪。
17、应力 Fshear和对 应车轴端部的车轮竖向加速度 a ； 车轮进入弯道行驶后， 若弯道半径较小， 车速较快， 过大 的离心力会使车辆在短时间内发生侧翻， 实时检测以便能够及时地发出预警信号， 避免车 辆发生侧翻事故。 0045 由式 （1） 计算获得车辆在弯道行驶时所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力 之和 Fwheel为 ： 0046 Fwheel=Fshear+Fg+ma （1） 0047 式 （1） 中， Fg为车辆静止状态下所述车轴端部所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； m 为所述车轴端部所有车轮质量之和 ； 定义 Fwheel和 a 向上为正方向 ； 0048 对于轿车或小型客车。
18、， 转向轴的一端为单轮， 此时式 （1） 中的 Fwheel为车轴一端单 轮与地面的接触力 ； 对于大型客车或货车， 驱动轴的一端往往为双轮， 此时式 （1） 中的 Fwheel 为车轴一端两个车轮与地面接触力之和。 0049 由式 （2） 获得作为侧翻危险指标的侧翻因子 R ： 0050 0051 式 （2） 中， FL为车辆在弯道行驶时同一车轴上左侧所有车轮与地面的竖向接触力 之和 ； FR为在弯道行驶时同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； 0052 利用式 （2）分别是计算车轴数量 n 的多车轴车辆上各个车轴的侧翻因子 R1,R2,R3Rn， 并按式 （3） 获得加权侧翻因子。
19、 R ： 0053 R=k1R1+k2R2+k3R3+knRn （3） 0054 式 （3） 中 ki(i=1,2n) 为各个车轴的加权系数 ； 0055 由式 （4） 获得各个车轴的加权系数 ki： 0056 0057 式 （4） 中 fL为车辆静止状态下同一车轴上左侧所有车轮与地面的竖向接触力之 和 ； fR为车辆静止状态下同一车轴上右侧所有车轮与地面的竖向接触力之和 ； M 为车辆总 说 明 书 CN 103171490 A 6 4/7 页 7 质量 ； g 为重力加速度 9.8N/kg ； 0058 步骤 b、 利用虚拟样机模型， 通过动态模拟的方式， 并利用式 （2） 、 式 （3）。
20、 和式 （4） 计 算获得不同车辆的侧翻因子临界值 ； 0059 步骤 c、 将步骤 a 检测获得的加权侧翻因子 R与通过步骤 b 动态模拟方式获得的 对应车型的侧翻因子临界值进行比较， 在所述加权侧翻因子 R大于侧翻因子临界值时通 过报警装置发出警示， 实现道路车辆弯道侧翻预警。 0060 参见图 1 和图 2， 本实施例中用于实现道路车辆侧翻预警方法的预警系统设置为 ： 0061 电阻式应变片1， 设置在各车轴6的端部侧面、 位于接近悬架7支撑位上， 用于检测 各车轴端部的竖向剪应变， 进而得到竖向剪应力 Fshear； 图 2 中所示的车轴 6 通过悬架 7 与 车身 8 相连接， 两端。
21、安装车轮。 0062 加速度传感器 5， 设置在车轴端部， 传感器底部中心距车轴与轮毂结合处的水平距 离为 5-10 厘米， 用于检测各车轮的竖向加速度 a ； 对于在车轴同一侧有多个车轮的情况， 所 述轮毂是指最内侧的车轮的轮毂， 由于各车轮轮毂之间的距离很小， 所以各车轮的竖向加 速度均视为 a。 0063 中央处理器 3， 用于计算获得加权侧翻因子 R， 根据不同的车辆通过动态模拟获 得侧翻因子临界值， 判断加权侧翻因子 R是否超出侧翻因子临界值 ； 0064 非功能型光纤传感器 2， 用于在所述电阻式应变片与中央处理器之间， 以及在加速 度传感器与中央处理器之间利用光纤进行信号传输 ；。
22、 0065 报警装置 4， 包括声音提示报警和 LED 显示报警器， 在由中央处理器判断加权侧翻 因子 R超出侧翻因子临界值时， 由所述声音提示报警发出警告声， 并由所述 LED 显示报警 器显示报警图符。 0066 具体实施中， 声音提示报警采用蜂鸣器， LED 显示报警器采用触摸显示屏， 并可以 通过触摸显示屏给定车轮静载荷 Fg、 车轮质量 m 以及侧翻因子临界值。 0067 关于侧翻因子临界值的获得 ： 0068 实施例 1 ： SUV 车辆的弯道侧翻因子临界值 0069 针对 SUV 车型， 选择虚拟样机模型， 通过多体系统动力学分析软件 CarSim 进行动 态模拟， 并利用式 （。
23、2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获得不同车辆的侧翻因子临界值。 0070 在 CarSim 中， 将 SUV 车辆的场景设置为典型的容易发生侧翻的半径为 100m 的弯 道， 输入不同的车速观察车辆的侧翻状态， 当车速设置为 80km/h 时， SUV 在进入弯道 7.4 秒 后发生侧翻。 0071 SUV汽车为两轴车， 各车轴一端均为一个车轮。 在计算各车轴一端车轮与地面的竖 向接触力之和时为此端一个车轮与地面的竖向接触力。对于两轴车， 综合侧翻因子的表达 式为 ： R=k1R1+k2R2 0072 通过 CarSim 软件输出的每个时刻车辆各轮胎与地面的接触力数据， 按照式 （2）。
24、 可 得出各个时刻两个车轴各自的侧翻因子值 ； 根据时间为 0 时即车辆为静止状态时的各轮胎 与地面的接触力数据， 按照式 （4） 可得出两个车轴相应的加权系数， 将式 （2） 和式 （4） 的计 算结果带入式 （3） 得到各个时刻综合侧翻因子的值， 用 MATLAB 绘制出综合侧翻因子与时间 的关系如图 3 所示。 0073 通常认为， 驾驶员对于报警装置发出的报警信号的感知时间为 0.2-0.5 秒， 方向 说 明 书 CN 103171490 A 7 5/7 页 8 盘回转时间为 0.3-0.5 秒， 因此， 驾驶员在精神状况良好的情况下， 为防止侧翻所需的反应 时间为 0.5 1 秒。。
25、 0074 综合侧翻因子的值到达 1 时为侧翻发生点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 2 秒对应的侧翻因子值设定为初级预警点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 1 秒对应的侧 翻因子值设定为高级预警点。 0075 由图 3 所示， 本实施例中进入弯道的 SUV 车， 行驶时间达到 7.4 秒时， 侧翻因子为 1， 即发生侧翻， 行驶时间为 6.4 秒时的侧翻因子为 0.64， 行驶时间为 5.4 秒时的侧翻因子 为 0.47， 因此设定本实施例中 SUV 的侧翻因子初级预警临界值为 0.47， 高级预警临界值为 0.64， 当实际检测获得的综合因子临界值超过初级预警临界值时即发出报警。
26、信号， 并可以 在达到高级预警临界值时加强报警信号。 0076 实施例 2 客车的弯道侧翻因子临界值 0077 针对客车车型， 选择虚拟样机模型， 通过多体系统动力学分析软件 TruckSim 进行 动态模拟， 并利用式 （2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获得不同车辆的侧翻因子临界值。 0078 在TruckSim中， 将客车的场景设置为典型的容易发生侧翻的半径为100m的弯道， 输入不同的车速观察车辆的侧翻状态， 当车速设置为 90km/h 时， 客车在进入弯道 2.4 秒后 发生侧翻。 0079 客车为两轴车， 前轴一端为一个车轮， 后轴一端有两个车轮。 在计算后轴一端车轮 与地面。
27、的竖向接触力时为此端两个车轮与地面的竖向接触力之和。对于两轴车， 综合侧翻 因子的表达式为 ： R=k1R1+k2R2 0080 通过 TruckSim 软件输出的每个时刻车辆各轮胎与地面的接触力数据， 按照式 （2） 可得出各个时刻两个车轴各自的侧翻因子值 ； 根据时间为 0 时即车辆为静止状态时的各轮 胎与地面的接触力数据， 按照式 （4） 可得出两个车轴相应的加权系数， 将式 （2） 和式 （4） 的 计算结果带入式 （3） 得到各个时刻综合侧翻因子的值， 用 MATLAB 绘制出综合侧翻因子与时 间的关系如图 4 所示。 0081 通常认为， 驾驶员对于报警装置发出的报警信号的感知时间。
28、为 0.2-0.5 秒， 方向 盘回转时间为 0.3-0.5 秒， 因此， 驾驶员在精神状况良好的情况下， 为防止侧翻所需的反应 时间为 0.5 1 秒。 0082 综合侧翻因子的值到达 1 时为侧翻发生点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 2 秒对应的侧翻因子值设定为初级预警点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 1 秒对应的侧 翻因子值设定为高级预警点。 0083 由图 4 所示， 本实施例中进入弯道的客车， 行驶时间达到 2.4 秒时， 侧翻因子为 1， 即发生侧翻， 行驶时间为 1.4 秒时的侧翻因子为 0.84， 行驶时间为 0.4 秒时的侧翻因子 为 0.43， 因此设定本实。
29、施例中客车的侧翻因子初级预警临界值为 0.43， 高级预警临界值为 0.84， 当实际检测获得的综合因子临界值超过初级预警临界值时即发出报警信号， 并可以 在达到高级预警临界值时加强报警信号。 0084 实施例 3 两轴平头货车的弯道侧翻因子临界值 0085 针对两轴平头货车车型， 选择虚拟样机模型， 通过多体系统动力学分析软件 TruckSim 进行动态模拟， 并利用式 （2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获得不同车辆的侧翻因子临界 值。 说 明 书 CN 103171490 A 8 6/7 页 9 0086 在 TruckSim 中， 将两轴平头货车的场景设置为典型的容易发生侧翻的半。
30、径为 100m 的弯道， 输入不同的车速观察车辆的侧翻状态， 当车速设置为 80km/h 时， 两轴平头货 车在进入弯道 2.8 秒后发生侧翻。 0087 两轴平头货车为两轴车， 前轴一端为一个车轮， 后轴一端有两个车轮。 在计算后轴 一端车轮与地面的竖向接触力时为此端两个车轮与地面的竖向接触力之和。对于两轴车， 综合侧翻因子的表达式为 ： R=k1R1+k2R2 0088 通过 TruckSim 软件输出的每个时刻车辆各轮胎与地面的接触力数据， 按照式 （2） 可得出各个时刻两个车轴各自的侧翻因子值 ； 根据时间为 0 时即车辆为静止状态时的各轮 胎与地面的接触力数据， 按照式 （4） 可得。
31、出两个车轴相应的加权系数， 将式 （2） 和式 （4） 的 计算结果带入式 （3） 得到各个时刻综合侧翻因子的值， 用 MATLAB 绘制出综合侧翻因子与时 间的关系如图 5 所示。 0089 通常认为， 驾驶员对于报警装置发出的报警信号的感知时间为 0.2-0.5 秒， 方向 盘回转时间为 0.3-0.5 秒， 因此， 驾驶员在精神状况良好的情况下， 为防止侧翻所需的反应 时间为 0.5 1 秒。 0090 综合侧翻因子的值到达 1 时为侧翻发生点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 2 秒对应的侧翻因子值设定为初级预警点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 1 秒对应的侧 翻因子值设定。
32、为高级预警点。 0091 由图 5 所示， 本实施例中进入弯道的两轴平头货车， 行驶时间达到 2.8 秒时， 侧翻 因子为 1， 即发生侧翻， 行驶时间为 1.8 秒时的侧翻因子为 0.72， 行驶时间为 0.8 秒时的侧 翻因子为 0.40， 因此设定本实施例中两轴平头货车的侧翻因子初级预警临界值为 0.40， 高 级预警临界值为 0.72， 当实际检测获得的综合因子临界值超过初级预警临界值时即发出报 警信号， 并可以在达到高级预警临界值时加强报警信号。 0092 实施例 4 半挂车汽车列车的弯道侧翻因子临界值 0093 针对半挂车汽车列车车型， 选择虚拟样机模型， 通过多体系统动力学分析软。
33、件 TruckSim 进行动态模拟， 并利用式 （2） 、 式 （3） 和式 （4） 计算获得不同车辆的侧翻因子临界 值。 0094 在 TruckSim 中， 将半挂车汽车列车的场景设置为典型的容易发生侧翻的半径为 100m 的弯道， 输入不同的车速观察车辆的侧翻状态， 当车速设置为 80km/h 时， 半挂车汽车 列车在进入弯道 3.0 秒后发生侧翻。 0095 半挂车汽车列车有五个车轴， 第1个车轴一端为一个车轮， 其余第2， 3， 4车轴一端 均有两个车轮。在计算第 2， 3， 4 车轴时一端车轮与地面的竖向接触力时为此端两个车轮与 地面的竖向接触力之和。 0096 对于五轴车， 综合。
34、侧翻因子的表达式为 ： R=k1R1+k2R2+k3R3+k4R4+k5R5 0097 通过 TruckSim 软件输出的每个时刻车辆各轮胎与地面的接触力数据， 按照式 （2） 可得出各个时刻两个车轴各自的侧翻因子值 ； 根据时间为 0 时即车辆为静止状态时的各轮 胎与地面的接触力数据， 按照式 （4） 可得出五个车轴相应的加权系数， 将式 （2） 和式 （4） 的 计算结果带入式 （3） 得到各个时刻综合侧翻因子的值， 用 MATLAB 绘制出综合侧翻因子与时 间的关系如图 6 所示。 0098 通常认为， 驾驶员对于报警装置发出的报警信号的感知时间为 0.2-0.5 秒， 方向 说 明 书。
35、 CN 103171490 A 9 7/7 页 10 盘回转时间为 0.3-0.5 秒， 因此， 驾驶员在精神状况良好的情况下， 为防止侧翻所需的反应 时间为 0.5 1 秒。 0099 综合侧翻因子的值到达 1 时为侧翻发生点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 2 秒对应的侧翻因子值设定为初级预警点， 在侧翻因子到达 1 对应时间下的前 1 秒对应的侧 翻因子值设定为高级预警点。 0100 由图 6 所示， 本实施例中进入弯道的半挂车汽车列车， 行驶时间达到 3.0 秒时， 侧 翻因子为 1， 即发生侧翻， 行驶时间为 2.0 秒时的侧翻因子为 0.80， 行驶时间为 1.0 秒时 的侧翻因子为 0.28， 因此设定本实施例中半挂车汽车列车的侧翻因子初级预警临界值为 0.28， 高级预警临界值为 0.80， 当实际检测获得的综合因子临界值超过初级预警临界值时 即发出报警信号， 并可以在达到高级预警临界值时加强报警信号。 说 明 书 CN 103171490 A 10 1/3 页 11 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103171490 A 11 2/3 页 12 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103171490 A 12 3/3 页 13 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103171490 A 13 。