基于模型预测的重型车辆侧翻主动控制.pdfVIP

第26卷第9期 农业工程学报 V．01．26No．9 1762010年9月 TransactionsoftheCSAE Sep．2010 基于模型预测的重型车辆侧翻主动控制 夏晶晶1，常绿1，胡晓明1，一，何勇1 (1．淮阴工学院交通工程学院，淮安223001；2．同济大学机械工程学院，上海210804) 摘要：为解决重型车辆侧翻问题，提出基于模型预测的侧翻主动控制方法。通过车辆侧倾数学模型来预测车辆的侧翻 趋势，从而实现对于车辆侧翻主动控制的实时性。以带有空气悬架的大型客车为例，结合空气弹簧的工作特性，设计主 km／h、方向盘转角200。的情况下进行仿真试验， 动控制策略，实现对车辆侧翻危险状态的主动控制。在车辆行驶速度80 车辆左侧空气悬架的刚度上升了12．9％，右侧窄气悬架的刚度下降了13．7％，车辆侧倾角稳定在3．9。。结果表明，基于 模型预测的车辆侧翻主动控制系统能够及时调整左右空气悬架的刚度，提高重型车辆的侧翻控制能力，减少重型车辆侧 翻事故的发生。 关键词：车辆，模型，预测，空气悬架，主动控制 doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．09．030 中图分类号：U461．6 文献标志码：A 文章编号：1002—6819(2010)-09—0176-05 Xia a1．Activecontrolontheside of vehiclebasedonmodel LU，Hu tumblingheavy forecast[J] Jingjing,ChangXiaoming，et Transactionsofthe Chinese喇th abstrac0 CSAE，2010，26(9)：176一180．(inEnglish 0引言 1 空气弹簧的工作特性 车辆侧翻是造成生命财产损失的重大交通安全事 通常空气弹簧充放气的目的是控制车身高度。根据 故。重型车辆由于质量和结构尺寸较大、质心较高，当 车速、路面等工况需要，空气弹簧通过充放气调节自身 车辆遇到极限工况时，如小半径转弯，躲避障碍物等， 高度，从而控制车身高度MJ。 更容易诱发侧翻事故。为了减少重型车辆侧翻事故的发 1．1空气弹簧的充放气特性 生，提高重型车辆操纵和侧倾稳定性，必须采取必要的 根据伯努力方程可以确定管道内空气流体的平均流 主动安全措施来避免车辆侧翻的发生。 速 Furleigh等人针对重型铰接车辆提出了四轮转向控 、Pl=P2+pu2 (1) 制策略，使重型车辆在高速避障时横向加速度大幅降 式中：p1——空气弹簧储气筒的额定压力，研究中考虑 低【11。Dunwoody提出一种主动控制系统，利用液压式第 为恒定压力，MPa；晚——空气弹簧内的压力，MPa； 五轮和主动悬架来控制车辆的侧倾运动，使侧翻阈值提 广充入气体的流体密度，kg／m3；lr管道内气体的 高了20％～30％【2】o Wielenga提出一种防侧翻控制系统， 平均流速，m／s。 利用差动制动代替全轮制动，若车轮离地或车辆横向加 空气弹簧理论充气时间由下式确定 速度超过阈值，该系统立即触发差动制动避免侧翻f3】。上