车辆侧翻预警研究现状与关键技术

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.     

基于TTR和LTR的轻型客车侧翻预警及仿真

针对某轻型客车的非绊倒性侧翻机理进行了分析,提出了基于TTR和LTR的车辆侧翻预测方法,并建立了Truck Sim和Simulink的联合仿真模型,利用该模型对轻型客车在鱼钩工况下的侧翻性能进行了仿真。仿真结果表明,所建立的侧翻预警系统能适时地对轻型客车进行侧翻预警,且在鱼钩工况下TTR=0.4时的预警最可靠。     

多用途乘用车侧翻稳定性能动态测试方法研究

对比分析了国内外车辆侧翻稳定性相关的标准法规的基本情况。研究了车辆发生侧翻的类型和机理,基于侧向加速度判断车辆侧翻状态的方法,通过整车道路试验对比了正弦停滞试验和鱼钩试验诱导车辆发生侧翻的效果,初步探讨了多用途乘用车侧翻稳定性动态测试方法和评价指标,为国内车辆侧翻稳定系统的开发和测评标准的制定提供了参考。     

大型车辆侧翻预测和控制技术研究进展

大型车辆引起的重特大侧翻事故频发会造成严重的人员伤亡和财产损失,因此,提高中国大型车辆防侧翻技术水平显得尤为重要.通过阐述国内外在车辆侧翻预警和稳定性控制方面开展的研究现状,详细描述基于静态门限值法和动态门限值法的侧翻预警技术研究进展,分析车辆半主动、主动转向控制、主动悬架控制、差动控制、电子稳定控制、联合控制等防侧翻控制技术发展现状,指出当前车辆侧倾预警领域主要研究方向在于提高侧翻指标的预测精度和响应实时性,特别是综合考虑道路环境因素对侧翻指标的影响.侧翻控制已逐步从半主动阶段提升到主动控制,控制方法更趋智能化、精确化.人-车-路-环境耦合作用、复杂非线性条件下的车辆侧翻预测模型,以及混沌条件下的优化控制将会是未来重点研究方向.      

铰接车辆转向侧翻过程仿真

建立了铰接式车辆转向侧翻过程的数学模型,根据铰接式车辆在转向侧翻过程中的一些重要特性,研究和分析了铰接车辆侧翻的影响参数,通过过程仿真,获得了实现铰按车辆安全转向的车速临界值.     

自卸车举升作业防侧翻预警系统设计

分析研究自卸车举升作业侧翻机理,运用牛顿力学理论,以横向坡度角、轮胎变形角、悬架变形角、车架变形角、货厢扭转角和货厢举升角等作为自卸车举升作业侧翻评价参数,建立自卸车举升防侧翻预警模型。以该防侧翻预警模型为基础,开发出自卸车举升作业防侧翻预警系统的软件和硬件。最后将此套防侧翻预警系统装车试验,验证系统具有较高的精度与可靠性,可以在自卸车举升作业发生侧翻前发出报警,提高自卸车举升作业的安全性。     

基于车辆动态控制的防侧翻方法分析研究

本文基于49CFR Part 575法规对车辆防侧翻评价指标进行初步探索,并利用CarSim软件建立具有高质心特性的SUV车辆模型,对车身、制动系统、转向系统、轮胎及悬架等子模块进行了定义,完成非线性动力学模型的建立,结合汽车动态控制系统,建立车辆防侧翻控制策略,同时,利用CarSim与Matlab/Simulink进行联合仿真,模拟SUV在极限工况Fishhook环境下的工作情况,验证防侧翻的作用效果,结果表明:防侧翻策略有效的减小了侧向加速度,使得车辆的抗侧翻能力有所增强,汽车的安全性与稳定性得到了有效的保证,为实车试验提供科学依据。     

基于底盘集成控制的轻型汽车防侧翻控制

提出了一种基于底盘集成控制的轻型汽车主动防侧翻控制系统。选取横向载荷转移率作为侧翻预警因子,并通过一3自由度侧翻参考模型进行实时计算。在此基础上,应用模型预测控制算法对主动转向和主动差动制动系统进行集成控制,提出了主动防侧翻控制算法。利用Matlab/Simulink与Carsim对车辆进行了典型工况的联合仿真。结果表明,所提出的主动防侧翻控制系统能准确预测车辆侧翻危险,避免侧翻事故发生,有效提高车辆综合行驶性能。     

基于主动横向稳定杆的汽车防侧翻控制

为了提高汽车转向时的侧向稳定性,建立了汽车三自由度侧翻模型,提出了主动横向稳定杆直接防侧翻力矩控制的汽车侧向稳定性控制方案。采用LQR最优控制算法,以侧向加速度、质心侧偏角和横向载荷转移率为综合控制对象,以主动横向稳定杆为执行机构,建立防侧翻控制系统,在Matlab/Simulink环境中对汽车进行阶跃转向侧翻仿真实验。仿真结果表明,基于主动横向稳定杆LQR控制系统能够及时在横向稳定杆上产生抗侧翻力矩,提高汽车的转向侧翻控制能力,减少侧翻事故的发生。     

基于零力矩点指标和侧翻时间算法的车辆侧翻预警

为进行车辆侧翻预警,建立了车辆3自由度模型,并仿真得到车辆的响应;引进了零力矩点(ZMP)作为车辆侧翻指标,根据3自由度模型得到的响应,计算ZMP的位置。分析结果表明,与常用的侧翻预警指标——横向载荷转移率(LTR)相比,采用ZMP指标,不仅能同样准确地表述车辆侧翻的状态,且在一侧车轮离开地面时,能精确地获取车辆ZMP的坐标,利于侧翻控制。再结合侧翻时间(TTR)的算法,则能预测未来3s内车辆侧翻的可能性,实现车辆侧翻预警。最后通过硬件在环试验,验证所提出的侧翻预警方法的有效性和可靠性。     

分布式大型车辆防撞预警系统设计与实现

大型车辆的交通事故已经成为社会关注的热点问题,减少碰撞风险是交通安全研究的重要内容。根据大型车辆前向碰撞预警、后方碰撞预警和侧向防撞预警的要求,设计了一种全方位防撞预警系统。系统以分布式信息采集、处理和报警平台为基础,通过基于安全距离的算法实现分级预警。实车预警实验表明该系统能够根据安全等级准确地给出报警信息。     

基于ADAMS/Car的车辆侧翻风险因素研究

为了研究车辆侧翻风险因素对车辆侧翻的影响程度,运用ADAMS/Car软件建立了某轿车的多体动力学模型,基于仿真分析的方法进行了鱼钩转向侧翻试验设计,并选取横向载荷转移率作为度量车辆侧翻风险的指标.通过正交试验的方法,研究了路面摩擦系数、车辆行驶速度、方向盘角速度以及质心高度对车辆侧翻的影响程度.结果表明,在给定的水平下影响车辆侧翻的因素按其影响的强弱程度依次为:车辆行驶速度、路面摩擦系数、质心高度、方向盘角速度,其中车辆行驶速度对车辆的侧翻具有显著性影响.     

基于ADAMS的砼搅拌运输车侧翻极限分析

针对砼搅拌运输车侧翻事故多发的现象,基于ADAMS/Car建立砼搅拌运输车的多体动力学整车模型,对搅拌车的抗侧翻特性及操纵稳定性进行仿真试验;设计并进行了准静态侧翻试验、稳态回转试验、角阶跃输入试验和蛇行试验,通过虚拟试验的方式探讨了搅拌车的行驶稳定极限,得到搅拌车的侧翻阈值在0.37左右,而发生侧翻的临界侧倾角为6°,该结论可作为侧翻预警及主动侧翻控制的门限值,为进一步研发搅拌车的侧翻预警系统及防侧翻装置提供理论依据。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究EI北大核心CSCD

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

SUV车辆差动制动防侧翻控制研究

建立了SUV车辆的线性侧翻预警与控制模型,利用CarSim进行了侧翻动力学的仿真分析。以前轮独立后轮低选控制的ABS为基础,运用最优控制原理设计了上层控制器得到最优横摆力矩,设计了差动制动协调器进行制动力分配和协调驾驶员的制动操作,与ABS下层控制器、执行器共同组成差动制动防侧翻控制系统。利用CarSim和Matlab/Simulink对控制系统进行了鱼钩转向试验联合仿真,结果表明,该控制系统方案可行,满足侧翻预警与控制的有效性和实时性的要求。     

弯道安全车速建模及影响因素分析

车速的合理选择,是影响弯道行车安全的关键.为此,针对车辆在弯道行驶过程中因超速导致的侧滑、侧翻等侧向失稳事故,通过建立车辆转向行驶动力学模型,结合道路环境信息,在分析车辆转向时载荷横向偏移、悬架变形等基础之上,对传统模型进行改进,建立精度更高的弯道安全车速计算模型.并采用车辆动力学仿真软件CarSim和TruckSim进行不同工况下的仿真试验验证.运用正交试验方法对试验结果进行极差和方差分析,获取弯道安全车速对7种主要影响因素的敏感度.结果表明,该模型所得的安全车速值,与车辆侧向失稳时的临界车速值之间的平均误差为1.55%;相比于其他因素,弯道半径和路面附着系数对安全车速的影响最为显著;当路面附着系数达到特定值时,模型考虑了车辆的侧翻危险,使其计算得到的弯道安全车速呈现饱和现象.      

分布驱动轮式车辆差动转向动力学特性研究

针对现有轮式车辆差动转向理论中未考虑胎体扭转特性和稳态差动转向动力学特性的问题,结合分布驱动轮式车辆结构特点,进行基于轮胎扭转和侧偏特性的轮式车辆差动转向动力学特性研究。通过建立单轴和双轴分布驱动轮式车辆动力学模型,分析轮胎与路面相互作用机理和稳态差动转向形成过程;讨论胎体扭转和横向变形引起的车轮回正力矩与侧偏力、侧向外力和车辆结构尺寸等对车辆稳态差动转向过程的影响。结果显示,轮胎扭转迟滞及其产生的回正力矩对稳态差动转向影响较大;双轴轮式车辆差动转向过程为侧偏与侧滑的耦合作用,其差动转向的必要条件为轮距大于轴距。     

窄体车辆转向与侧倾同步控制研究

为了解决窄体车辆过弯易侧翻的问题，研究一种采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆，通过控制车辆在转弯时主动向弯道内侧倾斜的程度，提高车辆弯道行驶时的安全性；针对车辆在转向和侧倾控制过程中存在的响应不同步问题，提出一种基于模糊控制的同步控制策略。首先，对采用转向和侧倾并联机构的窄体侧倾车辆进行结构原理分析，并建立转向轮模型和车辆3自由度模型。然后，对侧倾控制系统的响应特性在线辨识，通过模糊控制得到因悬架阻尼力作用引起的侧倾响应时滞量，并对转向动作进行相应延时，从而实现转向与侧倾的同步控制；同时，分别确立期望的前轮转向角和整车侧倾角，通过PID控制使实际转向角和侧倾角跟踪期望值。最后，分别基于MATLAB/Simulink和试制的窄体侧倾样车进行仿真和试验分析。研究结果表明：窄体侧倾车辆的悬架阻尼力导致侧倾动作的响应时间明显大于转向动作的响应时间，从而导致车辆的转向和侧倾不能实现同步控制；单移线和S弯转向试验结果表明，所提控制策略能够有效改善转向和侧倾的响应不同步现象，从而将窄体侧倾车辆在转弯时的侧向加速度和侧倾作动器的峰值扭矩分别减小67.9%以上和48.4%以上，有效防止了窄体车辆转向时...     

整车不足转向特性影响因素研究

文章分析了悬架KC特性、轮胎力学特性对车辆不足转向特性的影响,其中悬架侧倾转向、侧向力转向、回正力矩转向及轮胎侧偏刚度对整车不足转向特性有重要贡献,而轮胎垂向载荷及复合工况下纵向滑移率则对轮胎侧偏刚度有明显影响,进而改变整车不足转向特性,为底盘开发提供了重要的理论依据。     

山区道路车辆侧翻模型与安全分析

车辆侧翻是山区道路行驶车辆的主要事故形态之一.针对山区道路车辆的行驶安全,通过对车辆在坡弯结合路段的受力分析,建立了山区道路行驶的车辆动力学模型,根据横向载荷转移率研究了车辆侧翻与车辆运动状态之间的关系,给出了车辆在山区道路安全行驶的临界速度以及临界侧向加速度.通过车辆在山区道路的实验进行验证,结果表明当车辆自身参数以及道路信息确定时,可通过控制车速及侧向加速度来避免侧翻的发生,提高车辆的行驶稳定性.