轴货运汽车防侧翻预警系统设计文献综述

 2022-03-02 21:38:27

文献综述

汽车的侧翻根据造成车辆侧翻的原因不同,大体上可以分为两类:一类是绊倒型侧翻,也就是车辆在行驶过程中因为碰到马路缘或者是在转向过程中碰到了障碍物等而引起的侧翻,这种侧翻的形式往往在碰道障碍物前都有一段时间的侧滑;另一类则是非绊倒型侧翻,这种一般都是因为过度的转向而使得车辆的侧向加速度的过大从而导致内侧轮胎的离地。目前,我国对车辆侧翻预警的研究大都处于理论研究的初级阶段,专门针对车辆侧翻预警及防侧翻控制的实车试验验证相对较少,但是国外很多国家早已对汽车侧翻预警进行了较为深入的研究,并且有很多研究成果在实际运营的车车辆中开始运用。

一、国内研究现状

国内的一些学者和团体在近好些年来也对汽车侧翻预警技术进行了大量研究。2007年,哈尔滨工业大学刘晓为等人在其专利中利用传感器测量的侧倾角、侧向加速度计算综合侧翻因子来判断汽车的侧翻危险状态。同年,南航的张先奎利用三自由度车辆模型提出了基于姿态检测的TTR侧翻预警算法,通过仿真分析表明,侧翻预警器能够可靠的对侧翻危险进行预警。2008年,南航的金智林根据建立的三自由度车辆模型提出了侧翻动态稳定因子的概念,其表达式中考虑了车辆动态因素对侧翻稳定性的影响,相比于静态侧翻因子来说更能准确反应车辆的动态侧倾稳定性。同年,吉林大学的黄杰燕分别对重型单车和半挂汽车的侧翻预警进行了研究,比较了重型单车3自由度与5自由度模型以及半挂车5自由度与8自由度模型的预警效果,并分析了影响预警效果的各种因素。2009,清华大学的王建强、李克强等通过计算车辆的质心高度来计算车辆侧翻阈值,以此判断车辆的侧翻危险状态,并根据车辆的侧翻阈值将侧翻危险程度分为三个等级。2010年,北京航空航天的大学的王建、余贵珍等建立了包含轮胎非线性特性的扩展三自由度模型,通过滑膜观测器实时观测车辆侧倾状态,利用模糊推理计算车辆的侧倾危险指数。2011年,吉林大学的朱天军在总结传统TTR预警算法选取侧倾角作为侧翻指标时普适性差的缺点,提出了以具有普适性的动态横向载荷转移率作为侧翻预警指标的方法,并进行了实车试验。2012年,吉林大学的赵剑、郭李彤等人对传统TTR算法进行了改进,提出了基于NN-TTR的侧翻预警算法,有效的提高了预警的精度。

二、国外研究现状

1990年,Rakheja提出了以稳态转向时内侧轮胎离地的侧向加速度作为车辆侧翻预警指标的方法,其原理是在侧向加速度传感器测量值达到设定的侧翻门槛值时给予驾驶员警示。同理,采用车辆侧倾角作为侧翻指标也可以实现此类预警。但是由于不同类型车辆以及不同载重量的车辆其达到侧翻时的侧向加速度以及侧倾角不同,所以此类侧翻指标不具有普适性。

也在这一年,Thomas与Woodrooffe提出了利用车辆的横向载荷转移率LTR做味侧翻预警指标的方法,LTR的绝对值的变化范围为0到1,数值越大表明侧翻危险性越大,当达到1时,汽车一侧车轮开始离地并发生侧翻。由于此方法对于不同类型的汽车具有普适性,在近几年的研究中,大部分学者都把LTR值作为汽车侧翻危险性的判定指标。

1997年,P.J.Liu提出了半挂车侧翻失稳评价指标REF,研究发现RSF与挂车的侧向加速度以及车轴侧倾角有着紧密联系,并且此指标与横向载荷转移率一样与车辆的类型与参数无关,可以可靠的判断车辆的侧翻危险状态,具有较好的普适性。

2001年,Chen和Peng提出了基于TTR的动态侧翻预警算法,并通过神经网络技术提高了预警算法的精度,此算法可以准确预测未来汽车的侧倾状态,具有一定的超实时性,但此算法仍选用汽车的侧倾角度作为侧翻指标,使得此算法普适性不强。

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