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。     

主动悬架对汽车防侧翻性能的影响及仿真分析

针对汽车侧翻事故,提出了基于模糊控制策略的主动悬架系统来改善汽车侧翻稳定性的方法,选取车辆悬架左、右侧弹簧的垂向变形量之差及其变化速度作为控制参数,以车辆侧倾角作为防侧翻稳定性的评价指标。建立相应主动悬架的ADAMS仿真模型,通过ADAMS和MATLAB的联合仿真,分析了主动悬架对汽车防侧翻性能的影响。研究结果表明:主动悬架可以有效改善汽车的侧翻稳定性,性能明显优于被动悬架。     

基于ESC的轻型汽车侧翻特性分析

针对轻型汽车的侧翻特性构建了汽车侧翻数学模型,以此模型选取某型号的轻型汽车建立了汽车运动学方程,分别通过稳态回转试验仿真分析和ESC试验仿真分析,得到三种不同车速条件下得到的车辆侧向加速度与SSF边界、DSF边界的比较、车辆侧翻稳定区域及车轮转角与车辆侧向加速度关系曲线。     

基于正交试验的SUV侧翻性能仿真分析

基于某SUV参数测试数据,运用CARSIM建立整车模型,通过蛇形试验工况进行仿真分析,验证了模型的有效性。在此基础之上,通过鱼钩试验工况,采用正交试验的方法,得到了一个最优方案和车辆的关键参数对反映汽车侧翻稳定性的横向加速度、侧倾角和横摆角速度等评价指标的贡献率,分析这些参数对侧翻稳定性评价指标的贡献率,得到了这些关键参数与侧翻稳定性的关系。这为开发前期对整车侧翻性能的预测提供参考依据。     

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。     

轮毂电机驱动电动汽车的侧翻稳定性分析与控制

针对轮毂电机驱动电动汽车非簧载质量与侧倾稳定性之间的非线性关系,分析不同路面激励下非簧载质量对轮毂电机驱动电动汽车侧翻稳定性的影响,提出分层防侧翻控制策略。考虑轮毂电机驱动电动汽车四轮独立驱动特点,建立包括主动悬架在内的汽车侧翻动力学模型,确定适用于不平整路面的绊倒型侧翻因子;以某轮毂电机驱动SUV为对象,分析非簧载质量与侧翻稳定性之间的关系;根据四轮独立驱动的特点,设计分层控制器,选取典型汽车侧翻工况进行实例仿真。研究结果表明:在平整路面上,非簧载质量与车辆侧翻稳定性成正态分布关系;在不平整路面上,非簧载质量对车辆侧翻稳定性的影响存在耦合关系;提出的防侧翻分层控制器,可有效提升车辆在不平整路面行驶时的防侧翻能力。     

浅析自卸车倾卸稳定性及改善措施

本文通过对自卸汽车工作过程中的侧翻问题做了较为系统的阐述,从自卸车举升工作环境因素、举升机构受力分析及举升过程中的动态稳定性等方面分析车辆在举升工作中造成侧翻的原因。进而提出一些防止自卸汽车侧翻的技术方案,提高自卸汽车作业稳定性。     

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。     

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。     

稳态转向时非满载罐式汽车侧翻稳定性的分析

由于非满载罐内液体货物的晃动 ,运输液体货物的罐式汽车与运输固体货物的汽车在弯道或变道行驶时 ,其侧翻稳定性将发生较大的变化。本文通过对罐内晃动液体质心位置的分析 ,建立了罐式汽车侧翻数学模型 ,研究了部分装载液体罐式汽车的稳态转向侧翻阈值 ,并简要介绍了导致罐式汽车侧翻的主要汽车因素 ,为进一步研究罐式汽车的侧翻特性和侧翻的检测及预防方法打下基础。     

重型汽车侧倾稳定性影响因素分析研究

不同附着系数路面上车辆的侧倾稳定性不同,高附着系数路面车辆容易发生侧翻,低附着系数路面车辆容易发生侧滑,通过ADAMS软件仿真分析得到了影响侧倾稳定性的部分因素,指出如何改变这些因素来提高车辆的侧倾稳定性。     

机械弹性车轮结构参数对汽车侧翻稳定性的影响

为深入研究机械弹性车轮（MEW）的结构参数对汽车侧翻稳定性的具体影响,利用刷子理论模型建立了MEW稳态侧偏简化理论模型,利用理论、试验以及数值仿真等方法,分析了结构参数（包括几何参数和材料参数）对MEW侧偏特性的具体影响。以改进的载荷转移率作为侧翻稳定性的评价指标建立了匹配MEW的整车非线性3-DOF侧翻预测模型,研究了车轮侧偏力学特性对侧翻稳定性的具体影响规律。结果表明：铰链组结构参数对侧偏特性影响较小,适当增大弹性环分布高度、减小輮轮断面高宽比和初始剪切模量可以增大车轮侧偏刚度和侧向力峰值,进而提高匹配机械弹性车轮汽车的侧翻稳定性。     

Study on Rollover Index and Stability for a Triaxle Bus

Vehicle rollover, and its resulting fatalities, is an actively researched topic especially for multi-axle vehicles in the field of vehicle dynamics and control. This paper first presents a new rollover index for a triaxle bus to accurately evaluate its rollover possibility and then discusses the influence laws of the vehicle rollover dynamics to explore the mechanism of its stability. First, a six degree of freedom rollover model of the triaxle bus is developed, including lateral, yaw, roll motion of the sprung mass of the front/rear axle, and roll motion of the unsprung mass of the front/rear axle. Next, some key parameters of the vehicle rollover model are identified. A new rollover index is deduced according to the basics of vehicle dynamics, to predict vehicle rollover risk for the triaxle bus, which is verified by TruckSim. Furthermore, the influence laws of vehicle rollover dynamics by vehicle parameters and road parameters are discussed based on the simulation results. More importantly, the results show that the new method of modeling can precisely describe the rollover dynamics of the studied bus, and the proposed new index can e ectively evaluate the rollover possibility. Therefore, this study provides a theoretical basis to improve anti-rollover ability for triaxle buses.     

[分布式驱动电动汽车动力学控制]轮毂电机驱动电动汽车的侧翻稳定性分析与控制

To figure out the non-linear relationship between the unsprung mass and rollover stability of in-wheel motor drive electric vehicles, the effects of the unsprung mass on rollover stability in different road excitations were analyzed and an anti-rollover control strategy was investigated. First, taking the characteristics of four-wheel independent drive into consideration, the rollover dynamics vehicle models including the active suspension were established, and the rollover index suitable for uneven road was determined. Next, taking an in-wheel motor drive SUV as an example, the effects of unsprung mass on the vehicle roll stability were verified respectively. Finally, hierarchical controllers were designed based on the distributions of the four wheels driving torques. And some simulation tests with typical manoeuvres were also conducted to evaluate the proposed control method. The results show that, the unsprung mass and the rollover stability form a normal distribution on flat road, however, once existing road excitation, there is complex coupling relationship among the effects of unsprung mass and rollover stability. With the hierarchical rollover prevention controller, the vehicle rollover maybe avoided effectively.     

Multi-objective stability control algorithm of heavy tractor semi-trailer based on differential braking

Rollover and jack-knifing of tractor semi-trailer are serious threats for vehicle safety,and accordingly active safety technologies have been widely used to reduce or prevent the occurrence of such accidents.However,currently tractor semi-trailer stability control is generally only a single hazardous condition (rollover or jack-knifing) control,it is difficult to ensure the vehicle comprehensive stability of various dangerous conditions.The main objective of this study is to introduce a multi-objective stability control algorithm which can improve the vehicle stability of a tractor semi-trailer by using differential braking.A vehicle controller is designed to minimize the likelihood of rollover and jack-knifing.First a linear vehicle model of tractor semi-trailer is constructed.Then an optimal yaw control for tractor using differential braking is applied to minimize the yaw rate and lateral acceleration deviation of tractor,as well as the hitch articulation angle of tractor semi-trailer,so as to improve the vehicle stability.Second a braking scheme and variable structure control with sliding mode control are introduced in order to achieve the best braking effect.Last Fishhook maneuver is introduced to the active safety simulation and the active control system effect verification.The simulation results show that multi-objective stability control algorithm of semi-trailer could improve the vehicle stability significantly during the transient maneuvers.The proposed multi-objective stability control algorithm is effective to prevent the vehicle rollover and jackknifing.     

车辆侧翻倾向动态测试的研究(一)

为了定量分析车辆的侧翻倾向,必需开发一变工况下预测车辆侧翻可靠的动态测试方法。本文介绍车辆侧翻稳定性方面已经开发的动态测试的一些成果。开发车辆侧翻倾向的测试,必需首先确定车辆侧翻所绕的轴线(侧翻轴)的位置。为此应首先进行中心轴概念的研究。如本文所述表明,车辆中心轴位置是不可预测的,导致三种可能的侧翻轴的分析,要进行车辆系统的动能和势能,和其部件变形造成的结果以及过去开发的能量基础函数所谓侧翻防止能量储备(RPER)的研究。RPER的定义为车辆到达侧翻位置所需的能量和车辆回转运动能量可转换成举升车辆的重势的差值。根据这种定义,在车辆侧翻情况下,在到达侧翻位置前,RPER函数值应降至零,通常在非侧翻情况RPER常为正值。本文介绍了开发的计算RPER的算式。RPER函数已经被Missouri-Columbia大学,采用全尺寸6辆轻型货车,箱式载货车和轻型箱式越野车辆以及二辆轿车,在不同的控制和侧翻掉纵过程的扩展试验获得的试验结果证实。试验时还采用的路边几何状况,包括路面铺土到铺石子的过渡段。本文对两侧翻和非侧翻情况绘出RPER的性能曲线。     

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。     

车辆侧翻倾向动态测试的研究(一)

为了定量分析车辆的侧翻倾向,必需开发一变工况下预测车辆侧翻可靠的动态测试方法。本文介绍车辆侧翻稳定性方面已经开发的动态测试的一些成果。开发车辆侧翻倾向的测试,必需首先确定车辆侧翻所绕的轴线(侧翻轴)的位置。为此应首先进行中心轴概念的研究。如本文所述表明,车辆中心轴位置是不可预测的,导致三种可能的侧翻轴的分析,要进行车辆系统的动能和势能,和其部件变形造成的结果以及过去开发的能量基础函数所谓侧翻防止能量储备(RPER)的研究。RPER的定义为车辆到达侧翻位置所需的能量和车辆回转运动能量可转换成举升车辆的重势的差值。根据这种定义,在车辆侧翻情况下,在到达侧翻位置前,RPER函数值应降至零,通常在非侧翻情况RPER常为正值。本文介绍了开发的计算RPER的算式。RPER函数已经被Missouri-Columbia大学,采用全尺寸6辆轻型货车,箱式载货车和轻型箱式越野车辆以及二辆轿车,在不同的控制和侧翻掉纵过程的扩展试验获得的试验结果证实。试验时还采用的路边几何状况,包括路面铺土到铺石子的过渡段。本文对两侧翻和非侧翻情况绘出RPER的性能曲线。