【摘要】：汽車在高速駕駛的過程中如果發(fā)生爆胎是非常危險的,爆胎后常見的情況有車輛跑偏撞上交通設(shè)施和其他車輛,車輛輪輞觸地導(dǎo)致車輛側(cè)翻,這些情況都會造成巨大的財產(chǎn)損失甚至危害到人的生命安全。因此各大汽車廠商都逐步為車輛配備了胎壓監(jiān)測系統(tǒng),對輪胎胎壓和胎溫異常的情況進(jìn)行預(yù)警,防患于未然。同時建立針對爆胎情況的車輛主動安全控制系統(tǒng)也是非常必要的,即在車輛爆胎后通過車輛的多種執(zhí)行器對車輛進(jìn)行控制,保證其穩(wěn)定行駛。本文在國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于爆胎的研究基礎(chǔ)之上,進(jìn)行了進(jìn)一步的深入探究,并在分布式驅(qū)動電動汽車平臺上展開車輛爆胎控制的研究,旨在充分利用分布式驅(qū)動汽車在車輛穩(wěn)定性控制方面的優(yōu)勢以實(shí)現(xiàn)對爆胎車輛的穩(wěn)定性控制。全文圍繞爆胎輪胎力學(xué)建模、爆胎車輛動力學(xué)建模、分布式驅(qū)動汽車爆胎穩(wěn)定性控制等方面進(jìn)行了研究,全文內(nèi)容包括以下部分:1)研究了爆胎輪胎的力學(xué)特性,并建立了爆胎輪胎的力學(xué)模型。對比分析了爆胎前后各輪胎參數(shù)的變化,并討論了輪胎參數(shù)和車輛參數(shù)變化對于車輛爆胎后的動力學(xué)響應(yīng)(運(yùn)動狀態(tài))的影響。2)對爆胎車輛的動力學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)闡述,包括輪胎側(cè)向力、縱向力,以及由于側(cè)向力和縱向力引起的附加橫擺力矩,對于縱向力的分析介紹了“爆胎制動效應(yīng)”,對于側(cè)向力的分析提出了“爆胎側(cè)傾效應(yīng)”。3)使用Car Sim建立了車輛模型,并設(shè)定了爆胎工況。對車輛爆胎進(jìn)行了多種工況的仿真,包括:直行工況前車輪爆胎、直行工況后車輪爆胎、轉(zhuǎn)彎工況前外側(cè)車輪爆胎、轉(zhuǎn)彎工況前內(nèi)側(cè)車輪爆胎、轉(zhuǎn)彎工況后外側(cè)車輪爆胎、轉(zhuǎn)彎工況后內(nèi)側(cè)車輪爆胎。考慮了經(jīng)驗(yàn)不足的駕駛員操控車輛的爆胎車輛動力學(xué)響應(yīng),論證了沒有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員對于車輛的錯誤操作會導(dǎo)致車輛失穩(wěn)的觀點(diǎn)。4)設(shè)計了基于輪速的間接爆胎監(jiān)測方法。以直接橫擺力矩控制作為核心思想,提出了基于分布式驅(qū)動的等轉(zhuǎn)矩分配控制策略,并使用模糊控制算法進(jìn)行反饋控制。將等轉(zhuǎn)矩分配控制策略和模糊控制算法進(jìn)行結(jié)合,構(gòu)成了整車的爆胎穩(wěn)定性控制器,通過仿真實(shí)現(xiàn)了多種工況以及有駕駛員干預(yù)的爆胎穩(wěn)定性控制,結(jié)果顯示控制器及控制策略效果優(yōu)異。5)設(shè)計了爆胎車輛主動制動系統(tǒng),在爆胎車輛實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性控制之后,對車輛進(jìn)行了制動操作,在制動的過程中爆胎穩(wěn)定性控制器繼續(xù)工作。仿真結(jié)果表明主動制動系統(tǒng)和穩(wěn)定性控器協(xié)調(diào)控制,在爆胎車輛維持穩(wěn)定后逐漸將車輛減速至停下,效果優(yōu)異6)設(shè)計并制作了分布式驅(qū)動(四輪獨(dú)立驅(qū)動)汽車實(shí)驗(yàn)平臺,該平臺可支持大部分的車輛動力學(xué)實(shí)驗(yàn);同時該平臺配備主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng),而電機(jī)控制器可實(shí)現(xiàn)電子剎車,因此該平臺也可支持智能駕駛(無人駕駛)的研究。本文內(nèi)容主要創(chuàng)新點(diǎn)有:1)提出了“爆胎側(cè)傾效應(yīng)”,詳細(xì)分析了爆胎后輪胎外傾側(cè)向力對于爆胎車輛的動力學(xué)響應(yīng)的影響。2)其他學(xué)者的研究都提出了沒有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員在爆胎后的錯誤操作會導(dǎo)致車輛失穩(wěn)發(fā)生交通事故,但大多沒有對此觀點(diǎn)進(jìn)行論證,本文建立了單點(diǎn)預(yù)瞄駕駛員模型,通過參數(shù)設(shè)定使得駕駛員在較高速以及緊急情況下對于車輛操控能力較差,然后通過Car Sim/Simulink的聯(lián)合仿真將駕駛員模型應(yīng)用于爆胎車輛,論證了此觀點(diǎn)。3)提出了基于分布式驅(qū)動的爆胎穩(wěn)定性控制策略,其他學(xué)者的控制方法大多通過差動制動實(shí)現(xiàn)。分布式驅(qū)動控制策略區(qū)別于差動制動,其控制更加精準(zhǔn)、高效,并且避免了過大制動可能導(dǎo)致車輛進(jìn)一步失穩(wěn)的潛在危險。4)大部研究在車輛爆胎后實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性控制,但車輛依然保持一個較高的車速繼續(xù)行駛,這是不安全且考慮不完善的。本文設(shè)計了爆胎車輛主動制動系統(tǒng),在車輛的穩(wěn)定性控制實(shí)現(xiàn)后,對車輛進(jìn)行了制動操作,將車由高速行駛變?yōu)橥Ｏ隆?br>【圖文】：

除了重力和空氣阻力（空氣動力學(xué)），其他大部分影響汽車運(yùn)動的主要力和都是通過輪胎與地面接觸，進(jìn)而作用于汽車[2]。因此，輪胎對于車輛具有重要若在高速行駛過程中發(fā)生爆破，極有可能導(dǎo)致車輛發(fā)生交通事故。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶來了汽車保有量的上升，但是因?yàn)楸ニ鶎?dǎo)致的交通事故也，爆胎具有不可預(yù)知性和突發(fā)性的特點(diǎn)，很多駕駛員對于這種突發(fā)情況無法采措施，，導(dǎo)致了很多交通事故的發(fā)生。根據(jù)美國官方調(diào)g氖菹允荊攔磕晁俾飛系畝裥越煌ㄊ鹿手杏

本文編號：2673160