發(fā)布時間：2020-12-28 05:02

　　現(xiàn)如今,汽車已經(jīng)成為人們出行必備的交通工具,但其給人們帶來方便的同時也可能造成危險,交通事故頻頻發(fā)生,因此汽車碰撞安全問題一直是主被動安全領域的研究焦點。汽車在遭受碰撞后可能產(chǎn)生橫擺運動并偏離行軌跡行駛,駕駛員可能會反應不及時或者做出過激的操作,這樣會加劇車輛失穩(wěn),容易產(chǎn)生二次碰撞或多次碰撞。為了提高汽車碰后的行駛安全性,避免二次碰撞造成更為嚴重的人員傷亡,本文在模型預測控制框架下進行了車輛碰后控制器設計,可實現(xiàn)提高碰撞后汽車穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)行駛軌跡的目標,從而降低發(fā)生后續(xù)碰撞的可能性。為了獲取碰撞過程中的碰撞力,根據(jù)牛頓第二定律、動量守恒定律以及碰撞領域恢復系數(shù)概念搭建了碰撞力計算模型,并與CarSim聯(lián)合仿真驗證了碰撞力計算模型的準確性,結果表明,根據(jù)兩車碰撞前的狀態(tài)求解出的碰撞力滿足精度要求。搭建了用于控制器設計的線性車輛碰撞模型,并在碰撞工況下對模型的準確性和精度進行了驗證,結果表明精度符合控制器設計的要求。車輛遭受碰撞后主要需要考慮兩個問題,一是恢復其行駛穩(wěn)定性;二是控制其行駛軌跡,而對軌跡的控制需要建立在車輛穩(wěn)定行駛的前提下,所以在線性碰后控制器的設計中采用了穩(wěn)定性控制器和軌跡... 

【文章來源】： 王星宇 吉林大學

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

碰撞導致車輛失去控制汽車的安全措施主要分為主動安全措施和被動安全措施，主動安全措施包括

第1章緒論5圖1.2大眾MKB多重防撞系統(tǒng)國內(nèi)對車輛碰撞領域的研究集中在車輛碰撞事故的恢復工作、碰撞后車輛的結構變化以及駕駛員和乘客的保護措施。碰撞事故的恢復工作在交通事故的定責中應用的較多，首先根據(jù)真實的事故數(shù)據(jù)，利用仿真軟件對數(shù)據(jù)進行擬合，以獲得碰撞發(fā)生前后兩車的行駛狀態(tài)，再根據(jù)相關法律法規(guī)認定交通事故的主要責任方。文獻[28]利用Pc-Crach進行車輛側滑事故的再現(xiàn)研究，對兩輛車碰撞前、碰撞過程中以及碰撞后的運動進行了再現(xiàn)[28]。對碰撞后車輛的結構變化以及駕駛員和乘客的保護措施的研究一般用作車輛被動保護領域。文獻[29]針對車輛正面碰撞過程中的被動安全性能進行了分析研究，建立了某型整車有限元模型，利用LS-DYNA軟件進行有限元分析，對汽車的結構耐撞性進行了綜合評價，并研究了汽車吸能部件對碰撞結果的影響[29]。文獻[30]對汽車在低速下的碰撞性能進行了研究，采用RCAR低速碰撞試驗與評價方法，分別從碰撞能量計算，吸能彈簧單元和吸能盒結構設計等方面對車輛碰撞性能設計過程進行了闡述[30]。國內(nèi)對車輛碰后控制的研究較少主要因為車輛碰撞實驗資金耗費高且危險系數(shù)大，但是可以通過前期的仿真試驗為后期實車實驗提供參考，降低資金耗費。1.2.2車輛穩(wěn)定性控制研究現(xiàn)狀最早的車輛穩(wěn)定性控制源自于博世公司，其在1986年將ABS（Anti-lockBrakingSystem，制動防抱死系統(tǒng)）和TCS（TractionControlSystem，牽引力控制系統(tǒng)）控制相結合，并應用于梅賽德斯S級轎車上[31]。ABS和TCS分別作用于車輛減速和加速時，他們通過控制車輪的縱向滑移率來防止車輪抱死或者打滑，提高了車輛在加減速時的穩(wěn)定性，但針對車輛驅動/制動轉彎，或者高速轉彎情況

吉林大學碩士學位論文6卻無能為力[32-33]。博世公司在1995年提出了VDC（VehicleRunningDynamicControlSystem，車輛行駛動態(tài)控制系統(tǒng)），后稱ESP（ElectronicStabilityProgram，車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)）。它的ECU接受來自方向盤轉角傳感器、油門踏板傳感器、制動輪缸壓力傳感器的數(shù)據(jù)來判斷駕駛員的駕駛意圖，當車輛的實際狀態(tài)與理想狀態(tài)出現(xiàn)差別時，ECU會進行決策并利用差動制動的方式來形成橫擺力矩，通過將橫擺力矩在車輪上分配，使車輛始終跟隨理想狀態(tài)行駛，保證車輛的行駛穩(wěn)定性[34]。圖1.3ESP通過制動干擾實現(xiàn)偏航控制。當汽車轉向不足時，由于橫向抓地力不足，難以使汽車沿駕駛員所期望的那樣轉向。在這種情況下，ESP可通過兩種方式幫助駕駛員，減小發(fā)動機扭矩以減小車輪牽引力并增加橫向抓地力，并且控制內(nèi)側前輪和后輪單獨或者一同制動（圖1.3中的bF），從而產(chǎn)生補償橫擺扭矩，使汽車可以正常的轉向。當轉向過度時，發(fā)動機扭矩會降低，外前輪胎和外后輪胎會單獨或者一同制動，以產(chǎn)生補償扭矩，從而避免車輛過度轉向[35]。在博世公司提出ESP之后，各大廠家也紛紛跟進做出自家的穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，如豐田提出的VSC（VehicleStabilityControl）大陸電子提出的ESC（ElectronicStabilityProgram）。除此之外，國內(nèi)外的學者也對車輛穩(wěn)定性控制進行了大量研究�？刂栖囕v穩(wěn)定性一般依靠主動轉向，差動制動或者二者協(xié)調(diào)控制，主動轉向系統(tǒng)通過控制車輛的前輪轉向角來控制車輪的側向力，改善車輛側向穩(wěn)定性；差

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2943168