基于电动助力转向的汽车防侧翻预警系统研究

为了使驾驶员能主动感知车辆侧倾状态、防止车辆侧翻,提出了一种新型基于电动助力转向的防侧翻预警系统;利用横向载荷转移率的门限值作为防侧翻预警控制的触发条件,采用助力电机电流补偿控制,当车辆侧倾较大,即横向载荷转移率超过门限值时,预警控制系统使驾驶员操纵转向盘力矩增大,结合侧翻报警灯工作,提醒驾驶员车辆正处于危险工况;MATLAB/simulink中的仿真分析验证了防侧翻预警控制器能有效的提高车辆的操稳性。     

SUV侧翻预警系统硬件在环实时仿真设计

针对运动型多功能汽车（SUV）设计一种基于动态侧翻预警的控制系统。以横向载荷转移率作为侧翻指标,研究TTR侧翻预警算法及硬件实现,并应用差动制动方法对车辆进行侧倾控制。在汽车模拟器上进行硬件在环实时仿真实验,选取双移线和Fishhook工况对SUV动态侧翻预警控制性能进行分析。仿真结果显示,基于预警的防侧翻控制系统不仅可以有效地提高车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性,且只有在出现侧翻危险时才起动制动装置,节省了制动能量。     

重型车辆侧翻预警系统的开发

建立了重型车辆三自由度车辆模型,经过鱼钩工况仿真验证,确定此模型比较准确,可用于预警系统的仿真研究;以横向载荷转移率(LTR)预警门限值为参考值,应用经典卡尔曼滤波原理对车辆运行状态进行实时估计,实时计算出反映侧倾危险的侧翻时刻,从而开发了一套对重型车辆进行观测的侧翻预警系统。经在高附着路面上进行实车试验,设LTR预警门限值为0.2,侧翻时刻为3s,并在侧向加速度为0.2的条件下,该系统能及时做出预报,说明此系统有效可靠。     

基于差动制动的SUV防侧翻控制仿真研究

在汽车行驶安全性研究中,为提高SUV极限行驶性能中的抗侧翻能力,建立了一种差动制动的防侧翻控制方法.建立了三自由度SUV侧翻模型,并在SUV侧翻模型的基础上推导出横向载荷转移率,作为汽车的动态侧翻性能指标,用来定量的表示汽车的侧翻稳定性能,并用特定值作为控制系统的触发因子,从而在符合控制条件时通过PID控制器对侧向加速度差值进行控制,进而进行制动力的分配,实现差动制动控制.以Matlab/Simulink和CarSim仿真软件作为仿真平台对SUV防侧翻控制系统进行联合仿真,仿真结果表明在典型工况下SUV防侧翻性能得到有效改善,横向载荷转移率值降低12.5%左右.实验证明,研究结果对SUV防侧翻控制系统的设计具有一定参考价值.     

运动型多功能汽车动态侧翻预警系统研究

汽车侧翻是一种迅速发生且非常致命的事故,为及时准确地获得汽车侧翻状态信息,针对运动型多功能汽车(SUV)研究了一种动态侧翻预警系统。根据侧翻运动规律建立了三自由度SUV侧翻动力学模型,研究了SUV动态侧翻预警算法,设计了以16位单片机为核心的动态侧翻预警系统硬件结构。对典型工况下的SUV动态侧翻预警性能进行了实验分析,结果表明:该系统计算汽车侧翻预警时间(TTR)准确且实时性好,减小重心高度、方向转角及车速,增加轮距宽度将有助于获得更大的动态侧翻预警时间,提高汽车防侧翻主动安全性。     

线控转向汽车防侧翻稳定性控制

通过线控转向（Steer by Wire,SBW）系统控制汽车方向盘转角提高某汽车在极限行驶中抗侧翻能力.建立SBW整车模型,基于紧急避让、紧急掉头和蛇行运动等3种危险操纵稳定性工况分析,得出该车易侧翻的结论.提出基于横向载荷转移率(Lateral Load Transfer Ratio, LTR)的车辆动态防侧翻控制算法,通过SIMULINK与CarSim的联合仿真平台,建立转向优化控制模型.仿真结果表明在典型工况下该车防侧翻性能得到明显改善.     

基于汽车主动安全的车载嵌入式平台的研究

防止汽车侧翻是研究汽车主动安全的重要范畴,侧翻预警是有效防止汽车侧翻事故的重要手段。MEMS传感器的技术发展带动了汽车状态在线监预报测技术的发展。利用Windows CE 6.0嵌入式操作系统设计了汽车侧翻安全预警和车载通信平台。基于Visual Studio 2005中VC++语言设计了汽车主动安全应用软件,在主控制器中实现汽车侧翻预警、GSM/GPRS通信、GPS解析等功能。这些技术也为车联网的进一步发展提供一定的基础。     

重型车辆侧翻预警算法研究

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。     

汽车侧翻预警及防侧翻控制

为了减少汽车侧翻事故,提出了一种基于模型的汽车侧翻预警算法以及在预警基础上的防侧翻控制算法.预警算法通过三自由度线性汽车侧翻模型计算将来一段时间内汽车横向载荷转移律的绝对值,由侧翻条件得到侧翻危险时间;控制算法根据预警时间来触发比例-微分控制器对汽车实施控制.结果表明,预警算法能够及时准确预测汽车侧翻危险,而控制方法可以更好地发挥制动器效能,防止汽车侧翻.     

基于模型预测的客车侧翻控制方法

为提高客车侧翻稳定性，解决单独差动制动控制效果不稳定的问题，提出了一种基于模型预测控制的主动转向/差动制动联合控制方法。针对计算侧翻指标LTR难度较大的问题，建立了无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter, UKF)状态参数估计器对LTR值进行估计。基于模糊控制理论设计了主动转向、差动制动下层控制器。通过TruckSim/Simulink联合仿真平台对客车在鱼钩试验和阶跃试验典型工况下进行了仿真分析，结果表明，设计的MPC控制器相比单独差动制动控制具有更好的控制效果和控制稳定性。     

Detection of Impending Vehicle Rollover with Road Bank Angle Consideration Using a Robust Fuzzy Observer

 This article describes a method of vehicle dynamics estimation for impending rollover detection. We estimate vehicle dynamic states in presence of the road bank angle as a disturbance in the vehicle model using a robust observer. The estimated roll angle and roll rate are used to compute the rollover index which is based on the prediction of the lateral load transfer. In order to anticipate rollover detection, a new method is proposed to compute the time to rollover (TTR) using the load transfer ratio (LTR). The nonlinear model, deduced from the vehicle lateral and roll dynamics, is represented by a Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. This representation is used to account for the nonlinearities of lateral cornering forces. The proposed T-S observer is designed with unmeasurable premise variables to cater for non-availability of the slip angles measurement. The proposed approach is evaluated using CarSim simulator under different driving scenarios. Simulation results show good efficiency of the proposed T-S observer and the rollover detection method.     

基于GPS和GSM的车辆倾翻事故报警系统设计

为了提高车辆的安全驾驶性能,对车辆的横向与纵向倾翻事故进行研究,以Atmega16单片机为处理单元设计了一倾翻事故报警系统;系统采用XW02-1S2422双轴角度传感器实时测量车辆的横向和纵向倾翻角度,根据设定的倾翻极限角度实现车辆的倾翻状态的监控与预警功能,并利用声光信息提示司机;当车辆发生翻车事故时,利用GPS准确定位事故现场,通过GSM将定位结果以短消息的方式发送到指定手机,以便于及时救援;大量试验表明,系统可以实现对倾翻事故的报警功能,准确率达到95%。     

汽车纵向防撞报警系统设计与实例分析

为防止汽车与前方物体发生碰撞,使汽车始终在安全车速下行驶,减少事故的发生,设计了一种基于AT89S52原理的汽车纵向防撞报警系统,在出现与车距离小于安全距离等紧急情况时发出警报,提醒驾驶员注意并采取减速或制动措施,从而达到有效预防追尾碰撞事故发生的目的,提高了汽车的主动安全性能.为了检验系统的功能,测试系统的性能,优化设计方案,设计了一种模拟程序来进行系统性能测试.测试结果表明:在输入报警距离与制动距离时,均能实现不同方式的报警.     

An investigation into vehicle rollover prevention by coordinated control of active anti-roll bar and electronic stability program

This paper presents a method for designing a controller that uses an active anti-roll bar (AARB) and an electronic stability program (ESP) for rollover prevention. ESP with longitudinal speed control (LSC) can carry out active braking to reduce vehicle speed and lateral acceleration to prevent a rollover. To enhance the rollover prevention capability of the ESP, an AARB is adopted. The controller for the AARB was designed based on linear quadratic (LQ) static output feedback (SOF) control methodology, which attenuates the effect of lateral acceleration on the roll angle and roll rate by control of the suspension stroke and the tire deflection of the vehicle. Although this AARB significantly increases ride comfort and rollover prevention, it has a drawback — the vehicle loses its maneuverability. Therefore, the ESP with LSC is used to overcome this drawback. Simulations showed that the proposed method was effective in preventing a rollover.     

Lateral acceleration potential field function control for rollover safety of multi-wheel military vehicle with in-wheel-motors

This article proposes an automatic longitudinal deceleration based method for multi-wheel vehicle rollover safety in autonomous mode. The information of lateral acceleration and vehicle roll angle is used to generate the longitudinal acceleration at which the vehicle will remain stable to rollover. The lateral and roll dynamics are coupled with longitudinal dynamics using a potential field function for lateral acceleration. This virtual potential field is developed on g-g diagram which represents vehicle portrait of lateral and longitudinal acceleration on abscissa and ordinate respectively. The motion of vehicle is represented by a point moving on this phase portrait of g-g diagram. TruckSim model of multi-wheel military vehicle with in-wheel motors is used with this algorithm which shows that the vehicle is less susceptible to rollover. The safe longitudinal acceleration is achieved by torque control of in-wheel motors fitted in each wheel. Using this method, the vehicle followed the desired trajectory as higher speeds which are safe. This is particularly useful for vehicle autonomous driving with rollover stability.

     

客运车辆运行状态图像监控系统设计

针对公路客运车辆运行中存在的事故多发问题,设计了一种能够实时警示和记录驾驶员违章驾驶行为的客运车辆运行状态图像监控系统。该系统采用SEED-VPM642高速视频图像处理DSP作为图像处理平台,利用CCD图像传感器进行前方道路图像的采集,MC9S12DG128单片机完成车辆行驶状态参数的采集处理及声光预警。实验结果表明,该系统工作可靠性高、价格成本低,具有广泛的应用前景。