汽车侧翻预警报警装置的研究

阐述了汽车侧翻的危害,以及我国汽车侧翻预警装置的研究现状。简述了汽车侧翻预警报警装置的工作原理,提出了一种基于侧向加速度和基于横向载荷转移率为侧翻判断条件的侧翻预警的方法。指出侧向加速度和横向载荷转移率是开发实用汽车侧翻预警报警系统的关键技术,并对汽车侧翻预警报警装置的实用性进行了探讨。     

基于动态稳定性的汽车侧翻预警

为提高汽车侧翻预警算法的实时性及动态过程侧翻预警的精度,提出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法。考虑车轮侧倾外倾和侧倾转向及悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性的影响,建立多自由度汽车侧翻动力学模型;应用汽车侧翻动力学理论及劳斯稳定性判据获得汽车侧翻动平衡稳定条件及汽车侧翻动平衡状态的抗干扰稳定条件,并提出侧翻动态稳定因子作为汽车动态稳定性的评价指标;融合汽车侧翻预警机理及侧翻动态稳定因子设计出基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法;针对高速紧急工况下运动型多功能车侧翻过程进行动态侧翻预警仿真分析。结果表明,基于动态稳定性的汽车侧翻预警算法预警结果准确、实时,可提高动态过程汽车侧翻预警精度,降低侧翻危险的误报警率,有助于改善汽车防侧翻的主动安全性能。     

基于灰色预测的驾驶员-汽车系统侧翻预测

为了保证高速行车安全性,研究了基于预瞄-预测模型的汽车侧翻评价指标估计问题,提出了一种基于预瞄-预测驾驶员模型的侧翻预测方法。以高重心汽车为研究对象,建立了三自由度汽车模型和预瞄驾驶员模型;基于预瞄-跟随理论和灰色预测理论,搭建了预瞄-预测驾驶员模型;根据汽车侧翻的机理提出了能反映侧翻情况的指标--横向载荷转移率,并在此基础上提出了汽车侧翻指标估计-预测模型;基于主动转向控制策略和汽车侧翻指标估计-预测模型构建了汽车侧翻预测系统,并进行了不同工况下的仿真分析,从而验证了侧翻预测系统的有效性。     

用于侧翻预警的线控转向控制策略研究

以横向载荷转移率(LTR)作为侧翻预警的指标,利用MEMS传感器和自回归预测模型(AR)对侧倾角和侧倾角速度进行测量和预测进而计算得到LTR预测值,通过线控转向的控制策略对前轮转角进行修正从而将LTR值控制在安全范围内,但这也在一定程度上改变了车辆的行驶轨迹,为了提高车辆的车道保持能力,采用了线控转向和电子机械制动联合防侧翻控制。为了验证侧翻预警效果,在Carsim和Matlab/Simulink中对该控制策略进行联合仿真,仿真结果表明该控制策略能有效地防止汽车侧翻,提高了车辆的行驶安全性。     

基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学研究

为了提高汽车的抗侧翻能力,以四自由度汽车模型为基础,研究分析了横向载荷转移率(LTR)与汽车运动参数的相互关系,提出了一种基于LTR的汽车差动制动防侧翻动力学模型,在此基础上研究分析了差动制动时制动力大小对汽车防侧翻性能的影响,此项研究成果补充了汽车差动制动防侧翻控制理论.仿真结果验证了所建立动力学模型的有效性.     

汽车多增益融合线控转向传动比及防侧翻控制

转向传动比是汽车操纵稳定性及主动安全性的重要影响因素,理想转向传动比忽略转向执行机构影响,仅考虑汽车单一运动稳定性,难以实现汽车主动转向防侧翻实际要求。考虑线控转向执行机构动力学特性,提出融合汽车横摆、横向及侧倾运动增益的线控转向传动比,设计多增益融合转向传动比的主动转向防侧翻控制策略。建立线控转向系统模型,分析线控转向系统动力学特性;由汽车系统动力学理论求解横摆运动、横向运动及侧倾运动的转向传动比增益,采用遗传算法进行不同工况的转向传动比优化,获得多增益融合线控转向传动比;根据典型工况汽车稳定性分析规律,设计多增益融合线控转向传动比的汽车主动转向防侧翻控制策略。实例仿真结果表明,多增益融合线控转向传动比能同时改善车辆低速转向灵活性和高速转向稳定性,设计的控制策略在绊倒型及非绊倒型工况均能够有效地防止汽车侧翻,减少控制器对驾驶员转向意图的干预。     

基于主动安全防护的车辆侧翻预警系统设计

为了防止汽车在行驶过程中发生侧翻,减少交通事故的发生,设计了一种基于嵌入式车载平台的主动安全防护的车辆侧翻预警系统,通过传感器对汽车行驶时的角速度和加速度进行监测,利用改进Sage-Husa自适应卡尔曼滤波算法进行数据融合得到汽车实时侧倾角,当监测到车辆侧倾值达到侧翻指标门限值时,系统发出报警提醒驾驶人员采取相应措施,从而达到预防汽车侧翻事故的发生。系统仿真实验结果表明:该系统有着良好稳定的预警性能,能够提高汽车的主动安全性能。     

基于改进TTR算法的车辆侧翻预警研究

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。     

基于车辆侧倾角侧翻预警算法的研究

侧翻预警是防止运输车辆发生事故的主要手段。基于车辆侧倾角和侧向加速度的监测,建立车辆动态侧翻模型,设计侧翻事故线性判别函数,提出了直接根据侧倾角信号和侧向加速度信号对侧翻事故进行判断的预警算法。通过对某车型进行仿真试验验证了预警算法的有效性,同时本算法具有计算量小、计算速度快等优点,对减少同类交通事故的发生具有重要意义。     

基于主动横向稳定器的车辆稳定性研究

为了提高车辆的抗侧翻能力,设计了一种主动横向稳定器,基于MATLAB/Simulink中建立了8自由度整车动力学模型,采用PID理论进行控制,并以紧急转弯和绕桩试验两工况进行仿真分析。结果表明:主动稳定器能够大大降低车辆转向时的车身侧倾,并且能够相应地降低车轮横向载荷转移率,对提高车辆的抗侧翻能力与操稳性具有很好的效果。     

油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究

本文建立了单气室油气分隔式油气悬架的非线性数学模型,和车辆瞬态转向的单轴动力学模型。并结合油气悬架和板簧悬架的具体参数对车辆瞬态转向稳定性进行了仿真研究,得出了与板簧悬架相比,油气悬架可以提高工程车辆的转向行驶侧翻稳定性的结论。     

基于多工况匹配的商用车侧翻预警方法

提出了一种MTTR(matched time-to-rollover)侧翻预警方法,该方法的关键是如何实时准确地获得车辆侧倾角和侧倾角速度。为此,利用卡尔曼滤波来估计侧倾角速度;同时,提出了三种侧倾角估计方法,以适应不同的侧翻工况,并且利用模糊推理完成工况匹配。基于以上方案,以J转向、鱼钩、双移线工况作为典型的车辆侧翻工况,在TruckSim/Simulink软件中进行了联合仿真。结果表明,MTTR侧翻预警方法能够更为直接、准确地反映车辆距离侧倾发生所剩余的时间,具有更好的预警效果。     

基于差动制动的防侧翻车辆动力学控制研究

防侧翻车辆动力学控制是将传统的车辆动力学控制与车辆的防侧翻控制相结合的现代车辆主动安全技术。本文通过对汽车差动制动的力学特性的分析,介绍了基于差动制动的防侧翻车辆动力学控制。讨论了防侧翻车辆动力学控制的控制原理和相应的控制方案,比较了两种车辆动力学控制的仿真结果,为利用差动制动控制改善车辆的操纵稳定性提供了动力学基础。     

骨架式车身力流试验分析研究

以特定工况下某骨架式车身为例,进行结构力流试验分析研究。测量车身骨架关键位置的应力应变,分析车身骨架的力学性能;提出以具有相同量纲的应力成分描述力流分布、以内力矩描述力流传递的力流评价方法;引入并改进承载因子和承载均匀性系数作为车身结构承载能力的评价指标;基于力流分析给出车身骨架结构的优化方案。研究结果表明,弯矩应力成分可以作为力流分布的主要评价依据,翘曲应力成分可以作为观测力流走向的辅助手段;扭转工况下车身骨架纵梁主要起传递力流的作用,横梁和立柱组成抗扭环,主要起分担力流的作用,车身的前部、中部和后部都应存在抗扭环,若缺失必将影响车身结构的承载能力;力流优化使骨架式车身结构的承载能力提升18.71%,载荷分布均匀性提高14.89%。力流分析对车身结构设计及优化有重要参考价值。     

基于MATLAB的轨道巡检车横向动力学研究

建立轨道巡检车车辆的横向动力学方程，并在该模型中考虑了所有轮胎的径向刚度以及走行轮胎的侧偏效应和纵向滑转。针对不同运行工况，利用MATLAB对动力学方程进行求解，得出巡检车由直线轨道进入曲线轨道后的运动稳定性及动态表现行为。     

基于断面载荷分析的正面车身结构安全性能优化

车身结构的安全性能是整车安全性能的基础,基于断面载荷理论进行车身结构安全性能优化设计是车身结构设计的重要方法之一。文中通过对某车型前纵梁和前横梁断面优化设计,使得在正面百分之百刚性壁碰撞和百分之四十偏置碰撞中车身结构变形合理,吸能充分,有效地保证了假人的生存空间。