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原文传递客车急转工况行驶稳定性及其控制技术研究

论文题名：	客车急转工况行驶稳定性及其控制技术研究
关键词：	商用客车;急转工况;行驶稳定性;质心运动;集成控制
摘要：	客车急转工况是一种由“驾驶员—车辆—道路”诸因素集成作用的特殊行驶状态，此时客车往往行驶速度较快、转向角较大或较急，容易发生侧滑、侧翻等失稳、失控状况，进而引发交通事故。　　论文以客车急转工况行驶稳定性及其控制为对象，对客车急转工况的形成、客车急转工况行驶稳定性主要关联因素及其作用机理，客车急转工况行驶稳定评价与集成控制，以及基于CAN的稳定性集成控制网络与应用层协议等开展了系列深入地研究，为客车主动安全控制提供解决方案。论文主要研究工作如下：　　（1）通过分析客车转向行驶工况下“驾驶员—车辆—道路”三方面因素对客车行驶稳定性的影响规律，研究客车急转工况形成机理，提出客车急转工况及其概念模型；基于对客车急转工况行驶稳定性主要关联因素及其作用机理的研究，建立客车急转工况行驶稳定性影响因素的关联模型，并将其作为客车行驶稳定性分析与评价的理论基础。　　（2）通过对客车转向行驶状态及其质心运动的分析，以车辆动力学经典理论为基础，分析急转工况下客车的主要受力与运动状态，建立客车急转工况运动状态动力学方程，并分别采用实车道路测试、车辆动力学软件（IPG TruckMaker）仿真并进行对比的方法，验证动力学方程的有效性和正确性，结果表明其能较好地描述客车急转工况的行驶状态，可用于后续客车急转工况行驶稳定性控制的仿真与验证。　　（3）通过对客车转向行驶时横向力系数与行驶稳定性关系的分析，提出客车急转工况行驶稳定控制中的横向力系数方法，以及横向力系数的计算公式；在采用数据分析与仿真试验相结合的方法对横向力系数进行分析的基础上，提出客车急转工况横向力系数的预警阈值与危险阈值及其计算方法；并基于横向力系数建立客车行驶稳定的安全转弯半径计算模型与安全车速计算模型，采用仿真对比的方法对所建计算模型进行验证，所建模型能较好地对客车急转工况的安全转弯半径与防侧翻安全车速进行表征。　　（4）面向客车主动安全与辅助驾驶等行驶稳定性控制需求，在分析主动转向调整轮胎侧向力、差动制动调节轮胎纵向力产生横摆力矩这两种行驶稳定性控制方法的控制特性的基础上，提出客车急转工况行驶稳定的主动转向控制、差动制动控制和两者集成控制的控制策略与控制算法，以及主动转向与差动制动集成控制的控制流程和控制模式切换算法；设计基于CAN的客车急转工况行驶稳定集成控制网络与应用层协议。　　（5）采用IPG TruckMaker车辆动力学仿真系统、Matlab/Simulink仿真软件、客车车载网络综合实验台以及主动转向、气压式差动制动执行机构等软硬件，构建客车急转工况行驶稳定集成控制硬件在环仿真试验平台；通过硬件在环仿真对客车急转工况行驶稳定集成控制方法与控制网络进行验证，所提控制方法的控制效果良好，控制网络的性能完全满足控制系统需求。　　论文工作为客车主动安全控制、辅助驾驶和自动驾驶的发展提供理论基础，将有力提升我国客车主动安全控制技术方面的自主创新能力。
作者：	范李
专业：	机械设计及理论
导师：	李刚炎
授予学位：	博士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文