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车辆侧翻预警研究现状与关键技术

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大客车侧翻碰撞安全性设计与优化关键技术

大客车侧翻碰撞安全性设计与优化关键技术

碰撞吸能结构
设计合理的碰撞吸能结构 ，如碰撞吸能盒、碰撞吸 能梁等，以有效地吸收和 分散碰撞产生的能量。
碰撞吸能效率
优化碰撞吸能结构设计， 提高其吸能效率，以最大 程度地减少碰撞对乘客和 车辆的伤害。
安全防护装置设计
安全带系统
设计合理的安全带系统，包括预 张紧器、限力器等，以在车辆发 生侧翻碰撞时，将乘客固定在座
大客车侧翻碰撞 安全性设计与优 化关键技术
2023-11-11
目录
• 引言 • 大客车侧翻碰撞安全性设计 • 大客车侧翻碰撞仿真分析 • 大客车侧翻碰撞实验研究 • 大客车侧翻碰撞安全性优化设计建议 • 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
客车侧翻碰撞事故的严重性
客车作为一种大型交通工具，侧翻碰撞事故往往会造成严重 的人员伤亡和财产损失，对交通安全和生命安全构成严重威 胁。
安全带系统优化
改进安全带系统的设计，如采用预张紧安全带和限力安全带，以提 高乘员的安全性。
安全气囊系统优化
根据大客车的特殊要求，优化安全气囊系统的设计，提高其在侧翻 碰撞过程中的保护效果。
逃生装置设计
设计易于操作的逃生装置，以便在车辆侧翻碰撞后迅速撤离车内的乘 客。
06
结论与展望
研究结论
经过对大客车侧翻碰撞安全性的研究，发现车辆的碰撞安全性与车辆的重量、重心 高度、车身结构等因素密切相关。
实验设备
使用真实的大客车进行侧翻碰撞实验，选择合适的碰撞速度和角度，模拟实际道 路交通事故。
实验方法
通过在预设位置设置障碍物，使大客车在行驶过程中发生侧翻碰撞，同时记录碰 撞过程中的数据。
实验过程与结果分析
实验过程
在实验过程中，对大客车的速度、角度、碰撞位置等参数进行精确控制，记录碰撞前后的数据。

重型车辆侧翻预警算法研究

重型车辆侧翻预警算法研究

重型车辆侧翻预警算法研究和好;孙涛;王岩松【摘要】针对重型车辆在行驶过程中非绊倒型侧翻预警实现问题，建立了三自由度车辆侧翻模型并设计了以侧翻时间（TTR）为预警标准的算法。

考虑到预警算法中动态门限值中某些参数难于直接测取的问题，将Kalman滤波技术融合于其中，提出了基于车身侧倾角估计的TTR侧翻预警算法，实现车辆动态侧翻特性的精确预测。

而后利用Matlab/Simulink与Trucksim软件联合仿真对侧翻预警算法进行验证。

结果表明，基于车身侧倾角估计的重型车辆侧翻预警算法能够顺利运行，为非绊倒型侧翻预警问题提供了一种新的设计思路。

%Focusing on the issue of realizing the traveling heavy vehicle non-tripped rollover warning, a 3-DOF rollover model and a Time-To-Rollover(TTR)-based rollover algorithm are established. On this basis, Kalman filter technique is introduced to the Time-To-Rollover(TTR)algorithm, to present a TTR rollover warning algorithm based on roll angle estimation, thereby realizing the precision prediction of dynamic rollover character. This paper validates the algorithm by using Matlab/Simulink and Trucksim co-simulation platform. The results show that the rollover warning algorithm based on roll angle estimation can successfully work and provide a new design thinking to the issue of heavy vehicle non-tripped rollover warning.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2013(000)024【总页数】6页(P256-261)【关键词】重型车辆;卡尔曼滤波;车身侧倾角估计;侧翻时间;侧翻预警算法【作者】和好;孙涛;王岩松【作者单位】上海理工大学机械工程学院，汽车工程研究所，上海 200093;上海理工大学机械工程学院，汽车工程研究所，上海 200093;上海工程技术大学汽车工程学院，上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TP391.9重型车辆具有质心位置高、整车质量和体积大、前后轮距相对于整车高度过窄等特点，因此侧翻稳定阈值较小，容易发生侧翻事故。

车辆侧翻预警研究现状与关键技术

车辆侧翻预警研究现状与关键技术

车辆侧翻预警研究现状与关键技术随着车辆行驶速度的提高，车辆侧翻事故逐渐成为一种非常危险的交通事故形式。

在过去的几十年中，研究人员一直在积极探索车辆侧翻预警技术，以帮助驾驶员提前感知车辆侧翻的危险性，并采取相应的措施，从而避免潜在的危险。

目前，与车辆侧翻预警相关的研究已经取得了很大的进展。

首先，研究人员通过对车辆物理学特性的研究，建立了一系列数学模型来分析车辆侧翻可能发生的条件和原因，进而对车辆侧翻进行预测。

一些国家还推出了针对车辆侧翻的统计数据，对车辆侧翻事故发生的时空特征、车辆类型、驾驶员行为等因素进行综合分析与研究，通过预测车辆侧翻的趋势和规律，制定出更加有效的车辆侧翻预警策略。

其次，随着传感器技术的不断发展，车辆侧翻预警系统也得到了很大的改善。

现阶段，车辆侧翻预警系统可以采用多种传感器来监测车辆运动状态和周围环境的变化，如重力传感器、陀螺仪、GPS等。

通过对车辆运动状态和周围环境的持续监测，车辆侧翻预警系统能够及时发出警报，提醒驾驶员采取适当的措施。

最后，车辆侧翻预警技术的研究也包括了许多理论分析和仿真模拟研究。

通过分析车辆侧翻时的各种力学特性，研究人员可以提出更加有效的车辆侧翻预警策略，并通过仿真模拟技术对这些策略进行评估和优化。

总之，车辆侧翻预警技术的研究已经取得了很大的进展，但仍然存在一些挑战和难题。

未来，研究人员需要持续探索更加准确和有效的车辆侧翻预警技术，以保障交通出行的安全与可靠。

为了更好的实现车辆侧翻预警技术的应用，研究人员不仅需要深入了解车辆侧翻发生的机制和规律，还需要关注关键技术的发展和应用。

以下是一些关键技术的介绍：1. 数据采集与处理技术：为了较好地获得驾驶员和车辆的运动状态数据，需要使用先进的传感器设备来采集数据。

然后使用专业的数据处理技术对数据进行精细化分析处理，分析拟合模型得出有关警报触发信号的规律。

2. 算法优化技术：目前许多侧翻预警系统都采用了基于物理原理的模型来进行预测，但这种方法存在较大的局限性。

车辆侧翻预警研究现状与关键技术

车辆侧翻预警研究现状与关键技术
Ａｕｏ ｂｌ ｒｕ ｏｐ ｒｔ ｎ） ｔｍｏ ｉ Ｇ ｐＣ ｒ ｏａｉ ｅ ｏ ｏ
【 ｂｔａｔＴ ｅｓ ｔｓｏ ｅｅｒｈｏ ｅ ｉｌ ｍｌ ｖｒ ａ ｎ ｙｔｍ ｂｔ ｈｎ ｎ ｂｏｄ ｉ ｏ ｔｎｄ ｉ ｔｅ Ａ ｓ ｃ］ ｈ ｕ ｆｒ ａｃ ｎｖｈｃ ｈ ｅ ｍｉｇｓｓｅ ｏｈｉ Ｃ ａ ａ ｄａ ｒ ｓ ｕｈ ｅ ｎ ｈ ｒ ｓ ｅ Ｄ ｗ ｎ ｉ ａ
ｃ ｎ ｒ ｌｍｅｈ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｙ ｍｉ ａ ｄ ｓ ｂ ｅ ｄ ｏ ｍ＇ Ｉ ｉ ａｓ ｏ ｎ ｅ ｕ ｎ ｆ ｅ ｐ ｐ ｒｔ ａ ｈ ｃ ｕ ｓ ｉｎ ０ ｏ ｃ ｅ ｏ ｔ ｔｏ ａｅ ｎｄ ｎ ｏ ａ ｃ ｎ ｔ ｌ ｏ ｒｈ ｔ ｔ ｓ ｌｏ ｐ ｉ ｄ ｏ ｔｉ ａ ｅ ｈ ｔｌ ｅ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｆｒ Ｈ ｖ ｔ ａ ． ｔ ｉ ｔ ｗａ ｎｎ ｌｏ ｉ ｍ ｎ ｅ ｉ ｌ ｄ ｖ ｎ ｔ ｔ ｓ ａ ｋ ｙ ｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｅｏ ｉｇ ａ ｐ ａ ｔ ａ ｅ ｉｌ ｏｌｖ ｒ￣ ｒ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｒ ｉ ｇ ａｇ ｒｔ ａ ｄ ｖ ｈ ｃｅ ｒ ｉ ｇ ｓａｅ ｉ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｄ ｌｐ ｎ ｒ ｃｉ ｌｖ ｈ ｃｅ ｒ ｌ ｅ ｈ ｉ ｆ ｖ ｃ ｏ ｎ ｎ ｙ ｔｍ， Ｅ ｕ ｌｏ ｆ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｒ ｎ ｆ ＵＵ ｅ ｖ ｈ ｃ ｅ Ｆ ｒ ｖ ｔｗ ｒ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｉ ａｓ ｒ ｓ ｎ ｅ ． Ｈ ｏ ｔ ｋ ｏ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ ｏ ｌ Ｆ ｅ ｉｌ ｏ ｅ ｅ ａ ｎ ｙ ｔ ｍ ｌｏｐ ｅ ｅ ｄ ｏ ｔ ｔ ｆ ｔ ｎ ｓ ｔ
局 统计 ．９翻事故 高达 ２ ７ ０起 ．是仅 次于正 面碰撞 的行车 ２０
辆侧 翻预 警 系 统 在侧 翻算 法 门限 值 选 取 上 采 用 的 两 种 方 式 ：基 于 静 态 门 限 值 的 控 制 方 法 和 基 于 动 态 稳 定 门 限 值 的

车辆侧翻动态预警控制系统

车辆侧翻动态预警控制系统

车辆侧翻动态预警控制系统潘兵;梅寒【摘要】随着国内货运车辆的数量增长,由车辆超载、偏载引起道路交通事故也日益增多,道路安全问题日益突出.文章介绍的系统涉及传感器技术、电子技术及车辆底盘稳定控制领域,通过传感器实时动态监测每个轮端的载荷量,ECU处理传感器的信号,并通过算法识别侧翻的风险,进而根据判断结果进行报警处理,同时根据侧翻风险等级,实施主动干预,适时及时的主动干预,能大大降低侧翻的风险,减少交通事故发生概率.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)015【总页数】3页(P31-33)【关键词】侧翻预警;主动干预;底盘安全【作者】潘兵;梅寒【作者单位】陕西汽车控股集团有限公司,陕西西安 710200;陕西汽车控股集团有限公司,陕西西安 710200【正文语种】中文【中图分类】U463.6CLC NO.:U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-31-03 随着电子商务和物流行业爆炸式的发展，运输车辆的数量激增，车辆动力性能也逐步增强，车辆超载屡禁不止，超载、偏载引起道路交通事故也与日俱增，特别是群死群伤性重特大道路交通事故与超载、偏载有直接关系，道路安全问题日益突出，严重威胁人民群众的生命财产安全。

本文介绍的车辆侧翻动态预警控制系统属于车辆底盘稳定控制领域。

通过安装在车辆悬挂上的传感器，实时动态监测轮端载荷，ECU采集各传感器数值，经由算法计算车辆在运行过程中的状态，识别偏载、侧翻风险，并根据判断的结果进行报警、干预处理，大大降低侧翻风险。

目前，车辆侧翻动态预警控制系统存在两种技术路线，一是车辆加载陀螺仪等传感器来感知车辆在运行过程中的侧倾角，以此来判断车辆的行驶状态，识别侧翻预警，但是此种方法的改装成本较高，同时无法实时确定车轮是否离地，准确度不高，技术性价比较低；二是通过实时计算评估车辆质心高度来确定是否存在侧翻风险，但此方法需增加若干传感器，车辆载货高度等参数一致性也难以保证，造成车辆侧翻预警准确度较低。

重型车辆侧翻预警技术研究现状及发展趋势

重型车辆侧翻预警技术研究现状及发展趋势

重型车辆侧翻预警技术研究现状及发展趋势赵志国;王冬冬【摘要】Heavy vehicle has very poor roll stability, causing many tumbling accidents. And the active safety performance, handling and stability performance and side tumbling pre-warning technology of heavy vehicle must be improved to reduce the probability of serious traffic accidents and ensure the safety of road transportation. In the paper, the methods of side tumbling pre-warning and research status at domestic and abroad are discussed, and problems of present research are pointed out. The hidden Markov theory and the vehicle-road collaborative method are also introduced as two key techniques and development trend of side tumbling pre-warning method.%重型车辆本身特点导致其侧倾稳定性较差,极易发生侧翻事故,为此必须提高车辆主动安全性、操纵稳定性和车辆侧翻预警技术,从而减少重大交通事故发生几率,保证公路运输安全.在全面阐述国内外车辆侧翻预警方法及研究现状的基础上,指出现有研究方法存在的问题,最后介绍了隐马尔可夫理论和车路协同2种侧翻预警关键技术及发展趋势.【期刊名称】《河北科技大学学报》【年(卷),期】2013(034)002【总页数】6页(P108-112,172)【关键词】重型车辆;侧翻预警;研究现状;发展趋势【作者】赵志国;王冬冬【作者单位】淮阴工学院交通学院,江苏淮安 223001【正文语种】中文【中图分类】U461.62010-2011年，中国重型车辆总销售量突破180万辆，增长速度堪称世界之最。

基于改进TTR算法的车辆侧翻预警研究

基于改进TTR算法的车辆侧翻预警研究褚端峰;崔剑;邓泽健;田飞;吴超仲【摘要】侧翻时限(TTR)能有效用于车辆侧翻预警，然而传统的TTR方法所选定的侧翻阈值因行车条件的改变难以精确设定，会导致预警提前或滞后等问题。

为了弥补传统 TTR 算法的不足，提高车辆侧翻预警的有效性，建立了三自由度车辆动力学模型；提出了以车辆的当前侧向加速度与实时侧向极限加速度的比值这一相对量作为侧翻评价指标，替代传统依靠侧倾角或侧向加速度等绝对量来进行侧翻预测；根据当前车辆运动状态计算未来发生侧翻时的 TTR 值，从而得到改进 TTR 侧翻预警算法。

结果表明：改进 TTR 侧翻预警算法较传统基于侧倾角或侧向加速度的这两种 TTR 侧翻预警算法，能更准确地发现侧翻危险。

%The TTR method might realize vehicle rollover warning,but there existed some prob-lems(i.e.premature warning,hysteretic warning),because rollover threshold was difficult to precise-ly set up due to changing traffic conditions.In order to improve the traditional TTR method and the effectiveness of vehicle rollover warning,three degrees of freedom of vehicle dynamics model was es-tablished.A rollover evaluation index was proposed by using the relative value,i.e.ratio of immediate lateral acceleration to the real time lateral limit acceleration,instead of absolute value such as roll an-gle or lateral acceleration for rollover warning.According to the current vehicle dynamic states,TTR value in the forthcoming was calculated in realtime.Finally,based on the improved TTR,the criti-cality of rollover threat in the forthcoming was predicted,and the vehicle rollover warning was a-chieved.The results show that comparing with two traditional TTR rolloverwarning algorithms,the improved TTR rollover warning algorithm may be used to predict rollover more precisely.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2016(027)011【总页数】5页(P1557-1561)【关键词】侧翻预警;改进侧翻时限;车辆动力学;侧向极限加速度【作者】褚端峰;崔剑;邓泽健;田飞;吴超仲【作者单位】武汉理工大学，武汉，430063; 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉，430063;武汉理工大学，武汉，430063; 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉，430063;武汉理工大学，武汉，430063; 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉，430063;武汉理工大学，武汉，430063; 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉，430063;武汉理工大学，武汉，430063; 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心，武汉，430063【正文语种】中文【中图分类】U461.91车辆侧翻主要由一些特殊的行驶工况直接或间接引起，如紧急转弯、一侧轮胎突然遭遇不平的路面等。

汽车侧翻预警及防侧翻控制


执行机构的动力学模型, uc为控制器输出 ,则有
M uc
=0.21s+1
(5)
如图 3, 基于预警算法的 PD反馈控制系统为 双输入控制系统 , 选择 X=[ · vr ] T为状态变量 ,
Y=LTR为系统输出控制变量 , 则系统状态方程为
·
EX(t)=AX(t)+B[
δ(t)M(t)] T
Y(t)=CX(t)+D[ δ(t)M(t)] T
(4)
转换后的 LTR为汽车的状态参数的函数 , 这
些状态参数的未来时刻值都可以通过模型进行计
算获得 , 因此转换后的 LTR可以用做预 警侧翻因
子 , 以便简化车侧翻条件 .
2.3 预警算法超实时性
预警算法要实现超实时性能 , 受到四个因素的
影响 :模型的复杂程度 、步长 Ts的选取 、预警上限 值 X的选取以及处理器的运算性能 .
B= 0 2kf 2akf 0 00 1 0
C=
0 0
2mmsguThcm
2msh mT
+
-2mmgsThhcm 2mmsghTcm 0 0 E-1 A
D= -2mmgsThhcm 2mms ghTcm 0 0 E-1 B
368
动 力 学 与 控 制 学 报
2007年第 5卷
根据控制要求不仅要使输出接近参考值 , 同时
基于预警算 法的 PD反 馈控制系统如 图 3所 示 , 选择 LTR为控制目标 , 通过 A/D采集汽车当前 的前轮转角输入和车速计算侧翻预警值 , 当预警值 小于 X时触发控制器 , 控制核心算法采用经典的比 例 -微分控制算法 , 输出控制信号经过 D/A转换
后驱动制动器在不同轮上产生不同的制动力 , 得到 抗横摆力矩 , 从而实现汽车的防侧翻控制 .

油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究

油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究随着经济的不断发展和城市化进程的加快，各种工程车辆在工程建设和维护中的作用越来越大。

其中，油气悬架工程车辆是一类常用的工程车辆，具有重载能力和适应性强的特点，在农村公路、山区等地区得到广泛应用。

然而，由于油气悬架工程车辆的特殊结构和作业条件，其侧翻稳定性问题备受关注。

油气悬架工程车辆的侧翻稳定性与其结构和工作时的行驶状态密切相关。

该车辆采用了空气弹簧和气囊等悬架系统，可以根据车辆载荷实现高低调节和自适应悬架。

另外，该车辆通常采用重心低、底盘宽的结构，使得车辆行驶时具有较好的稳定性。

然而，在一些极端工作条件下，如山区陡坡、急弯道等，车辆容易出现侧翻。

因此，研究油气悬架工程车辆的侧翻稳定性，对于保障车辆安全、提高工作效率具有重要意义。

为了研究油气悬架工程车辆的侧翻稳定性，首先需要对车辆结构和工作状态进行分析。

对于该车辆的结构，需要重点关注车辆位置和重心高度的变化情况。

在悬架系统受到外部作用的情况下，车辆存在向某一侧翻倾倒的风险。

此时，重心高度的变化会直接影响车辆的侧翻稳定性。

其次，需要考虑车辆的行驶状态。

例如，在曲线行驶时，车辆容易出现横向偏移，增加了车辆侧翻的风险。

在分析了车辆的结构和工作状态后，还需要制定相应的侧翻防止措施。

针对车辆重心高度的变化，可以通过优化车辆结构和技术升级等方式进行改善。

此外，也可以采取加强车辆防护设施等被动措施来减少侧翻损失。

针对车辆的行驶状态，可以通过加强驾驶员培训和加装安全预警系统等主动措施来提高车辆的侧翻稳定性。

总之，油气悬架工程车辆的侧翻稳定性是一个重要的研究方向。

它涉及到车辆的结构设计、安全防护、行驶状态等多个方面。

只有在充分了解车辆的特点和作业条件的基础上，才能提出有效的侧翻防范措施，保障车辆的安全和工作效率。

涉及油气悬架工程车辆侧翻稳定性的相关数据一般分为车辆结构参数和实际工作数据两部分。

首先，车辆结构参数包括车辆重量、重心高度、轴距、宽度等参数。

汽车侧翻稳定性与预警综述分解

汽车侧翻稳定性与预警综述摘要：近年来，汽车侧翻事故作为重要的安全问题，受到越来越多的关注。

美国高速公路交通安全管理局统计数据表明，在汽车事故中，侧翻的危害程度仅次于碰撞事故居第二位。

然而，我国目前针对高速急转弯时汽车侧翻动态稳定性及预警方面的研究还很少。

因此，本文总结归纳了目前主流侧翻稳定性模型，侧翻预警的硬件系统与算法。

通过仿真来计算侧倾角，来得测算汽车侧翻稳定性。

以及时下最为新颖的通过DPS来获得汽车的侧倾角，横向加速度等数据来预警。

本文比较了各种方案的利弊，对目前汽车的侧翻稳定性分析及预警研究做了一定程度的综述。

关键字：侧翻模型，侧翻控制器，预警算法，侧翻仿真，GPS侧翻控制系统Abstract: in recent years, the most important safety problems as vehicle rollover accident, has attracted more and more attention. High U.S.Highway traffic safety administration statistics show that, in a car accident, harm degree rollover after touchHit the house second. However, China's current high speed sharp turning vehicle dynamic rollover stability and rollover warningThe study is also very little. Therefore, this paper summarizes the current mainstream rollover stability model, hardware system and rollover warning algorithm. Through the simulation to calculate the roll angle measurement, more automobile side tumbling stability. And nowadays the most novel through the DPS to get the car's side angle, lateral acceleration and other data to alert. In this paper, based on the comparison of the advantages and disadvantages of the various schemes on the current car rollover stability analysis and early warning research made a certain degree of review.Keywords:rollover model, rollover warning algorithm, controller, rollover simulation, GPS rollover control system1.汽车侧翻模型及动态稳定性分析1.1简明汽车模型建立模型为研究汽车侧翻提供了很大的便利。

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为两种：一种是绊倒侧翻，即车辆行驶时发生侧向滑 移，与路面上的障碍物侧向撞击而将其“绊倒”；一种 是曲线运动引起的侧翻，即车辆在道路上行驶时，车 辆侧向加速度超过门限值， 使内侧车轮垂直反力为 零引起侧翻。
2 侧翻预警系统研究发展状况
2.1 国外研究发展状况 美国、德国、日本等国家在车辆侧翻模拟和预
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两者，轮胎变形量若大于极限变形量，则车辆发生侧 偏。 但由于使用了遗传算法，导致实时性较差，使驾 驶员难以及时反应。
2009 年 ，Delphi 公 司 的 Stavroff 注 册 了 一 个 重 型车辆 侧 翻 预 警 方 法 的 专 利[15]，在 专 利 中 提 出 了 一 种自适应算法来预警侧翻。 此方法对每辆车的质心 高度进行预先的估计：先使车辆行驶一段路程，在此 过程中通过测量车速、 侧向加速度和横摆角速度 3 个状态量对车辆质心高度进行估计。 由于考虑了车 辆行驶中质心变化，此方法保证了预警的准确性。
传统方法预警的精准性较差， 基于前人在侧翻 机理上的研究，Preston-Thomas 和 Woodrooffe 开发出 了 一 套 稳 定 控 制 和 警 报 系 统 [5]，在 此 系 统 中 使 用 了 横 向载荷转移率（LTR）作为判定车辆侧翻的危险指标。 自此之后很多研究以 LTR 作为判定标准。 1998 年 Dunwoody 等人提出了一个侧翻预警方法，并申请了 专利[6]，其中就使用了 LTR 作为判断依据，当有侧翻 危险时系统可以警示驾驶员。 Penzotii 申请的侧翻预 警 方 法 专 利 中 也 用 LTR 来 判 定 侧 翻 的 危 险 程 度[7]。 2003 年 ， 韩 国 Hyundai -Kai 汽 车 研 究 中 心 的 Dongyoon Hyun 建立了重型半挂车侧翻预警模型[8]， 并通过 LTR 值判定侧翻危险程度。 该研究考虑了悬 架和轮胎的非线性特点， 通过参数辨识技术辨识出 影响 LTR 值的参数，使预测模型更接近实车，能够 较好地反映车辆侧翻。
美国密歇根大学交通运输研究中心开发了一套 RSA （Rollove Stability Adviser） 物 理 样 机 [11]， 该 样 机 可以视觉警示驾驶员目前的行驶状态。 RSA 系统在 后来的研究中也得到了一定的应用。 在专利号为 WO2004110809 的专利中[12]，就使用了这一系统，来 实现预警的目的。
2001 年，Chen 和 Peng 提出了一套使用侧翻时 间（Time To Rollover，TTR）预测的预警算法[13]。 TTR 算法简单易行，实时性也好。 为了提高 TTR 值的精 度，Chen 和 Peng 使用了神经网络技术，但正是使用 了神经网络技术，影响了算法的实时性。
2002 年 ，Trent 和 Greene 提 出 了 利 用 遗 传 算 法和车辆轮胎的变形量估计来判断车辆侧翻的 方 法 [14]。 此方法通过轮胎的模型计算得到轮胎变形 量，再通过遗传算法估计出轮胎的极限变形量，比较
·设计·计算·研究·
车辆侧翻预警研究现状与关键技术 *
张不扬 1 宗长富 1 王德平 2
（1.吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室；2.中国第一汽车集团公司规划部）
【摘要】阐述了目前国内、外在车辆侧翻预警领域开展研究的现状。 简述了侧翻预警系统的工作原理，介绍了车 辆侧翻预警系统在侧翻算法门限值选取上采用的两种方式： 基于静态门限值的控制方法和基于动态稳定门限值的 控制方法。 指出侧翻预警算法和车辆行驶状态的获取是开发实用侧翻预警系统的关键技术，并展望了未来汽车侧翻 预警系统的发展方向。
1999 年，P. J. Liu 研发出一套车载潜在侧翻危 险预警装置[10]，此系统用于半挂车的侧翻预警。 P. J. Liu 在 其 中 提 出 了 侧 翻 失 稳 评 价 指 标 RSF （Roll Safety Factor）。 该方法与驾驶员操纵输入和车辆尺 寸参数有关，具有良好的普适性。
除 LTR 外，预警侧翻的方法还有很多 ，密 苏 里 大 学 哥 伦 比 亚 分 校 Nalecz 开 发 出 一 种 利 用 侧 翻 保 护 能 量 储 备 （Rollover Prevention Energy Reserved， RPER） 法 来 预 警 侧 翻 [9]， 经 过 试 验 表 明 ， 此 方 法 可 以 准确有效地进行侧翻预警。
警领域的研究起步较早，很多汽车厂家、科研机构 都针对车辆侧翻预警系统进行了深入研究。 传统的 预警装置采用单纯的比较侧倾角或车辆侧向加速 度与阈值的大小来预警。 1990 年 Rekheja 和 Alain Piche 开发出一套重型半挂车方向稳定性早期预警 系 统[3]，此 系 统 在 静 态 转 向 条 件 下 利 用 比 较 侧 向 加 速度是否大于设定的门限值来判断车辆状态，并可
Key words：Vehicle, Rollover warning system, Key technology
1 前言
一些车辆如 SUV、重型半挂车等由于具有质心 位置偏高、质量和体积相对较大、轮距相对过窄等特 点，极易发生侧翻事故。 在侧翻事故发生时，驾驶员 几乎都察觉不到侧翻的发生。 据美国公路交通安全 局统计，1992 年~1996 年,美国每年发生的各类汽车 侧翻事故高达 22700 起， 是仅次于正面碰撞的行车 事故。 1993 年~1998 年，35 000 余人死于交通事故， 其中非 碰 撞 事 故 占 10％， 而 重 大 非 碰 撞 事 故 中 的 90％是侧翻事故[1]。 随着中国汽车数量的不断增长， 交通运输的快速发展， 车辆侧翻等重大交通事故也 持续增加。 可见研制一种侧翻预警系统来避免侧翻 事故的频繁发生十分必要。 车辆侧翻指车辆在行驶 过程中绕纵轴转动 90°或更大的角度， 以至使车身 和地面相接触的危险侧向运动[2]。 一般车辆侧翻分
* 基金项目：吉林大学“大学生创新性实验计划”项目（2009C42057）；高等学校博士学科点专项科研基金（200801830030）。 2010 年 第 8 期
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·设计·计算·研究· 对驾驶员进行警示，但此方法较为简单，预警性能 较差。 2007 年 Sverrisson 申请了一个预警方法的专 利[4]，即 利 用 实 际 侧 向 加 速 度 占 极 限 侧 向 加 速 度 百 分比大小来判断侧翻危险程度。
主题词：汽车 侧翻预警系统 关键技术 中图分类号：U461.5 文献标识码：A 文章编号：1000－3703（2010）08－0027－05
Status of Research and Key Technology of Vehicle Rollover Warning System
Zhang Buyang1, Zong Changfu1, Wang Deping2 （1. State Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation, Jilin University; 2. Planning Department, China First
汽车技术

·设计·计算·研究· 级报警。 此法依据货车侧向加速度与侧翻加速度阈 值的差值和预置的侧翻报警范围， 发出相应的报警 指示。吉林大学对车辆侧翻预警也进行了相关研究， 宗长富在 Matlab/simulink 中建立的重型半挂车数学 模型及动力学仿真模型基础上, 在变车速阶跃转向 输入下进行车辆结构参数与侧翻稳定性关系的仿真 分析，得出重型半挂车侧翻稳定性、车辆结构参数和 不同车速间的关系， 为后来的重型半挂车侧倾稳定 性研究提供了理论依据[27]。 黄杰燕研究开发了基于 TTR 预 警 的 防 侧 翻 控 制 系 统 ， 建 立 了 重 型 半 挂 车 5DOF 和 8DOF 模型，并深入分析了影响侧翻预警结 果的各种因素，为国内进一步进行基于 TTR 算法预 警 的 研 究 打 下 了 坚 实 基 础 [28]。 朱 天 军 在 总 结 传 统 TTR 预警算法优缺点后，提出了改进的 TTR 侧翻预 警算法，避免了质心、载荷等变化对预警的影响，提 高了算法的准确性和普适性[29]。
在系统的实际应用上也有些例子， 如美国稳定 动力学公司（Stability Dynamics Ltd）开发出一套 LG Alert 系统安装在机场消防车上用于预 警 消 防 车 的 侧翻[16]，当 车 辆 侧 向 力 增 加 的 时 候 可 以 对 驾 驶 员 进 行危险提示。此公司还推出了一款 XM2 侧翻预警系 统， 该系统可以通过视觉信号警示驾驶员目前车辆 的侧翻危险程度。 2.2 国内相关研究发展状况
Automobile Group Corporation） 【Abstract】The status of research on vehicle rollover warning system both in China and abroad is outlined in the paper. The operating principle of the system is introduced briefly, and the following two methods applied in the selection of vehicle rollover algorithm gate limits of the warning system is presented: control method based on static gate limit and control method based on dynamic and stable door limit. It is also pointed out in the paper that the acquisition of rollover warning algorithm and vehicle driving state is a key technology of developing a practical vehicle rollover warning system, an outlook of the development trend of future vehicle rollover warning system is also presented.