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。     

基于制动与悬架系统的车辆主动侧翻控制的研究

为提高车辆抗侧翻能力,建立了10自由度整车侧翻动力学模型,应用车辆动力学和轮胎力耦合特性,提出了一种基于差动制动和半主动悬架协同工作的车辆主动抗侧翻控制策略。通过对制动力矩的差动调节和半主动悬架阻尼力的适时匹配,实现对车辆侧翻的有效控制。根据子系统运动特性,设计了制动系统基于滑移率的积分滑模控制器和悬架系统灰模糊控制器。分别对制动、悬架控制及综合控制进行的鱼钩试验仿真结果表明,综合控制策略可有效降低危险时域车辆的侧倾角,相对于单一系统控制进一步提高了车辆抗侧翻能力。     

客车静态和动态侧倾稳定性判别方法对比研究

建立了某款客车侧向、横摆和侧倾的3自由度动力学数学模型,进行了该客车的静态稳定性因子和静态侧翻稳定角的计算,以及动态鱼钩试验和双移线试验的仿真对比。结果表明,静态工况下计算得出的客车所能达到的车辆侧向加速度要比动态工况下的大,客车在极限工况下容易发生侧滑或横摆失稳,发生绊倒侧翻的可能性大于非绊倒侧翻。     

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.     

基于零力矩点位置和模糊控制的商用车防侧翻控制

为了防止车辆发生侧翻,引入零力矩点的位置作为车辆侧翻的指标。根据某一时刻车辆的状态,预测下一段时间内零力矩点的y坐标,来计算该时刻的侧翻时间。一旦某时刻的侧翻时间小于设定的门限值,则激活车辆防侧翻控制策略,对车辆进行控制,防止车辆发生侧翻。本文中采用基于模糊控制的PID控制策略,对不同的车轮施加不同制动力矩,防止车辆发生侧翻。通过Truck Sim和Matlab/Simulink联合仿真,对算法进行验证,对采取模糊控制差动制动策略、传统的PID策略和无侧翻控制策略的车辆,分别进行阶跃试验和鱼钩试验,测取采取不同控制策略车辆的实时侧倾角。对比结果表明,采用模糊差动制动控制策略的车辆,防侧翻性能最好。     

液压互联悬架抗侧倾控制研究（双语出版）

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明：所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

液压互联悬架抗侧倾控制研究

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明:所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

重型汽车的侧翻稳定性分析方法的研究

在考虑整车各柔性元件变形的前提下,利用多体动力学分析软件Adams对某重型汽车进行整车建模,并对其进行了静侧翻稳定性分析,得到准确的临界侧翻稳定角。该方法可用于车辆开发过程中的产品虚拟验证,有效地缩短研发周期,节约试验成本。     

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。     

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。     

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。     

基于新型磁流变阻尼器的汽车防侧翻研究

为提高车辆防侧翻性能，提出一种新型磁流变（MR）阻尼器，并对其蓄能器的弹性力进行了分析。在假设该MR阻尼器磁流变液（MRF）不可压缩，且在同一腔室内压力均匀分布的基础上，对其粘性力及受磁场强度控制的阻尼力进行推导分析，并仿真分析了MR阻尼器总阻尼力。最后，在CarSim中建立整车模型，在Simulink中通过PID控制进行联合仿真，结果表明，装备新型MR阻尼器的车辆可以在急转弯工况中使侧倾角减小近20%，在鱼钩试验工况中使轮胎最大垂直位移减小约50%，具有很好的防侧翻效果。     

某混凝土搅拌车差动制动防侧翻控制仿真分析

针对混凝土搅拌运输车侧翻事故多发的现象,该文介绍了差动制动的防侧翻原理,基于ADAMS/Car建立了搅拌车的整车动力学模型,设计了针对搅拌车的差动制动防侧翻控制系统,并结合ADAMS/Car和Simulink建立了联合仿真试验模型,仿真试验结果表明,通过虚拟试验仿真可以合理的选择侧翻门限值,设计的差动制动防侧翻系统可以有效防止高速转向引起的车辆侧翻。     

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.     

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。     

车辆侧翻警示及控制系统的现状研究

乘用车领域,SUV由于质心较高,导致动态侧翻稳定性较差,易产生侧翻;商用车领域,重型车辆(尤其是重型半挂车)具有重量和尺寸大、质心高等特点,与其他公路车辆相比,其侧翻稳定极限较低。因此,提高车辆的侧倾稳定性是提高公路运输安全和减少交通事故的重要手段。本文阐述了车辆侧翻警示与控制系统的研究方法,比较出车辆侧翻警示与控制的优缺点,为车辆侧翻警示算法及控制策略的研究奠定了基础。     

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。     

汽车侧翻试验台非接触式防翻装置的设计开发

为保证汽车侧倾稳定角试验过程中的车辆安全,设计开发了一种用于防止试验车辆发生侧翻安全事故的非接触式防翻装置。该装置通过液压缸驱动防护支撑板,实现支撑板与侧翻试验台上的被试车辆保持一定安全距离的跟随运动,避免车辆达到侧倾稳定临界角时发生侧翻。经现场试验表明,该装置能够实现设计功能,在不影响试验结果的情况下保证车辆安全。     

客车预警防侧翻控制研究

客车车辆重心高、轮距窄,在紧急避让或高速超车易发生侧翻事故。建立三自由度名义模型,联立TruckSim非线性整车模型设计了基于横向动态载荷转移率预警系统和防侧翻系统,利用角阶跃工况联合仿真对设计系统进行验证。仿真结果表明:基于模糊PID控制能够有效改善客车行驶稳定性,降低客车侧翻风险。     

基于主动横向稳定杆的汽车侧翻混杂控制研究

针对车辆在侧向加速度与路面不平干扰时,容易发生侧翻和影响乘坐舒适性的问题,本文中设计了一种主动横向稳定杆装置。为满足车辆在各行驶工况下的性能要求,提出了采用混杂控制方法对不同工况下的车辆进行控制。在紧急转向或不平路面工况时,为防止车辆侧翻和提高车辆的乘坐舒适性,分别利用线性二次型最优控制理论设计了控制器,并采用微粒群优化算法对控制器的权系数进行优化。在此基础上建立了整车控制模型,并通过台架试验验证所建模型的正确性。最后对采用主动横向稳定装置控制的车辆进行了一系列时域和频域仿真,结果表明,该方法能根据车辆不同的行驶工况有效避免车辆侧翻,且明显改善了车辆的乘坐舒适性。