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(lái)方便的同時(shí)也可能造成危險(xiǎn),交通事故頻頻發(fā)生,因此汽車碰撞安全問(wèn)題一直是主被動(dòng)安全領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。汽車在遭受碰撞后可能產(chǎn)生橫擺運(yùn)動(dòng)并偏離行軌跡行駛,駕駛員可能會(huì)反應(yīng)不及時(shí)或者做出過(guò)激的操作,這樣會(huì)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(yán)重的人員傷亡,本文在模型預(yù)測(cè)控制框架下進(jìn)行了車輛碰后控制器設(shè)計(jì),可實(shí)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(biāo),從而降低發(fā)生后續(xù)碰撞的可能性。為了獲取碰撞過(guò)程中的碰撞力,根據(jù)牛頓第二定律、動(dòng)量守恒定律以及碰撞領(lǐng)域恢復(fù)系數(shù)概念搭建了碰撞力計(jì)算模型,并與CarSim聯(lián)合仿真驗(yàn)證了碰撞力計(jì)算模型的準(zhǔn)確性,結(jié)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(shè)計(jì)的線性車輛碰撞模型,并在碰撞工況下對(duì)模型的準(zhǔn)確性和精度進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明精度符合控制器設(shè)計(jì)的要求。車輛遭受碰撞后主要需要考慮兩個(gè)問(wèn)題,一是恢復(fù)其行駛穩(wěn)定性;二是控制其行駛軌跡,而對(duì)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(shè)計(jì)中采用了穩(wěn)定性控制器和軌跡... 

【文章來(lái)源】： 王星宇 吉林大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碰撞導(dǎo)致車輛失去控制汽車的安全措施主要分為主動(dòng)安全措施和被動(dòng)安全措施，主動(dòng)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(guó)內(nèi)對(duì)車輛碰撞領(lǐng)域的研究集中在車輛碰撞事故的恢復(fù)工作、碰撞后車輛的結(jié)構(gòu)變化以及駕駛員和乘客的保護(hù)措施。碰撞事故的恢復(fù)工作在交通事故的定責(zé)中應(yīng)用的較多，首先根據(jù)真實(shí)的事故數(shù)據(jù)，利用仿真軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(guān)法律法規(guī)認(rèn)定交通事故的主要責(zé)任方。文獻(xiàn)[28]利用Pc-Crach進(jìn)行車輛側(cè)滑事故的再現(xiàn)研究，對(duì)兩輛車碰撞前、碰撞過(guò)程中以及碰撞后的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了再現(xiàn)[28]。對(duì)碰撞后車輛的結(jié)構(gòu)變化以及駕駛員和乘客的保護(hù)措施的研究一般用作車輛被動(dòng)保護(hù)領(lǐng)域。文獻(xiàn)[29]針對(duì)車輛正面碰撞過(guò)程中的被動(dòng)安全性能進(jìn)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(jìn)行有限元分析，對(duì)汽車的結(jié)構(gòu)耐撞性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并研究了汽車吸能部件對(duì)碰撞結(jié)果的影響[29]。文獻(xiàn)[30]對(duì)汽車在低速下的碰撞性能進(jìn)行了研究，采用RCAR低速碰撞試驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法，分別從碰撞能量計(jì)算，吸能彈簧單元和吸能盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面對(duì)車輛碰撞性能設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了闡述[30]。國(guó)內(nèi)對(duì)車輛碰后控制的研究較少主要因?yàn)檐囕v碰撞實(shí)驗(yàn)資金耗費(fèi)高且危險(xiǎn)系數(shù)大，但是可以通過(guò)前期的仿真試驗(yàn)為后期實(shí)車實(shí)驗(yàn)提供參考，降低資金耗費(fèi)。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(dòng)防抱死系統(tǒng)）和TCS（TractionControlSystem，牽引力控制系統(tǒng)）控制相結(jié)合，并應(yīng)用于梅賽德斯S級(jí)轎車上[31]。ABS和TCS分別作用于車輛減速和加速時(shí)，他們通過(guò)控制車輪的縱向滑移率來(lái)防止車輪抱死或者打滑，提高了車輛在加減速時(shí)的穩(wěn)定性，但針對(duì)車輛驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)轉(zhuǎn)彎，或者高速轉(zhuǎn)彎情況

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文6卻無(wú)能為力[32-33]。博世公司在1995年提出了VDC（VehicleRunningDynamicControlSystem，車輛行駛動(dòng)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(lái)自方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、油門(mén)踏板傳感器、制動(dòng)輪缸壓力傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)判斷駕駛員的駕駛意圖，當(dāng)車輛的實(shí)際狀態(tài)與理想狀態(tài)出現(xiàn)差別時(shí)，ECU會(huì)進(jìn)行決策并利用差動(dòng)制動(dòng)的方式來(lái)形成橫擺力矩，通過(guò)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(guò)制動(dòng)干擾實(shí)現(xiàn)偏航控制。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向不足時(shí)，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(zhuǎn)向。在這種情況下，ESP可通過(guò)兩種方式幫助駕駛員，減小發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)前輪和后輪單獨(dú)或者一同制動(dòng)（圖1.3中的bF），從而產(chǎn)生補(bǔ)償橫擺扭矩，使汽車可以正常的轉(zhuǎn)向。當(dāng)轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)降低，外前輪胎和外后輪胎會(huì)單獨(dú)或者一同制動(dòng)，以產(chǎn)生補(bǔ)償扭矩，從而避免車輛過(guò)度轉(zhuǎn)向[35]。在博世公司提出ESP之后，各大廠家也紛紛跟進(jìn)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(guó)內(nèi)外的學(xué)者也對(duì)車輛穩(wěn)定性控制進(jìn)行了大量研究。控制車輛穩(wěn)定性一般依靠主動(dòng)轉(zhuǎn)向，差動(dòng)制動(dòng)或者二者協(xié)調(diào)控制，主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過(guò)控制車輛的前輪轉(zhuǎn)向角來(lái)控制車輪的側(cè)向力，改善車輛側(cè)向穩(wěn)定性；差

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2943168