Метод определения параметров движения двухосных колесных машин для обеспечения работы системы динамической стабилизации

Управляемость и устойчивость — важнейшие эксплуатационные свойства автомобиля и составляющие безопасности его движения, повышению которых во всем мире придается большое значение. Одной из главных проблем, возникающих при разработке алгоритмов работы систем активной безопасности колесной машины, является получение достоверной информации о количественных значениях параметров ее движения, позволяющей судить, насколько они соответствуют показателям, заданным водителем, прогнозировать момент наступления нештатных ситуаций и диагностировать их вид (например, занос передних или задних осей, опасность опрокидывания и др.). К наиболее часто используемым на практике параметрам, характеризующим условия движения колесных машин, относится угол отклонения вектора фактической скорости ее центра масс от вектора его теоретической (кинематической) скорости. Однако определение направления вектора фактической скорости центра масс связано с большими вычислительными трудностями вследствие необходимости построения сложных прогнозирующих фильтров Калмана. Предложен метод определения параметров движения двухосной колесной машины для обеспечения работы системы динамической стабилизации, позволяющий надежно и экономично диагностировать занос ее передней или задней оси. Методами имитационного моделирования движения двухосных автомобилей с задней и передней ведущими осями доказана работоспособность предложенного метода.

Литература

[1] Белоусов Б.Н., Попов С.Д. Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности. Конструкция. Теория. Расчет. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 728 с.

[2] Ungoren A.Y., Peng H., Tseng H.E. A study on lateral speed estimation methods. International Journal of Vehicle Autonomous Systems, 2004, vol. 2, no. 1–2, pp. 126–144.

[3] Karogal I., Ayalew B. Independent Torque Distribution Strategies for Vehicle Stability Control. SAE Technical Papers, 2009. doi: 10.4271/2009-01-0456.

[4] Hiemer M., Von Vietinghoff A., Kiencke U., Matsunaga T. Determination of the vehicle body slip angle with non-linear observer strategies. SAE World Congress, Detroit, MI, US, 11–14 April 2005, paper no. 2005-01-0400.

[5] Best M.C., Gordon T.J., Dixon P.J. An extended adaptive Kalman filter for real-time state estimation of vehicle handling dynamics. Vehicle System Dynamics, 2000, vol. 34, no. 1, pp. 57–75.

[6] Klier W., Reim A., Stapel D. Robust estimation of vehicle sideslip angle – an approach w/o vehicle and tire models. SAE World Congress, Detroit, MI, US, 14–17 April 2008, paper no. 2008-01-0582.

[7] Sentouh C., Sebsadji Y., Mammar S., Glaser S. Road bank angle and faults estimation using unknown input proportional-integral observer. 9th European Control Conference, 2007, Kos International Convention Center, Kos, Greece, 2–5 July 2007, code 111730, pp. 5131–5138.

[8] Imsland L., Grip H.F., Johansen T.A., Fossen T.I., Kalkkuhl J.C., Suissa A. Nonlinear observer for vehicle velocity with friction and road bank angle adaptation–validation and comparison with an extended Kalman filter. SAE World Congress, Detroit, MI, US, 16–19 April 2007, paper no. 2007-01-0808.

[9] Imsland L., Johansen T.A., Grip H.F., Fossen T.I. On non-linear unknown input observers-applied to lateral vehicle velocity estimation on banked roads. International Journal of Control, 2007, vol. 80, is. 11, pp. 1741–1750.

[10] Ларин В.В. Теория движения полноприводных колесных машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 391 с.

[11] Жилейкин М.М., Чулюкин А.О. Алгоритм работы системы динамической стабилизации для автомобиля 4?4 с подключаемой задней осью. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 4. URL: http://technomag.bmstu.ru/doc/704685.html. doi: 10.7463/0414.0704685 (дата обращения 20 августа 2014).

[12] Ryu J., Gerdes J.C. Estimation of vehicle roll and road bank angle. American Control Conference, 2004, vol. 3, pp. 2110–2115.

[13] Вахламов В.К. Автомобили. Эксплуатационные свойства. Москва, Академия, 2006. 240 с.

[14] Жилейкин М.М. Теоретические основы повышения показателей устойчивости и управляемости колесных машин на базе методов нечеткой логики. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 238 с.