侧翻事故作为所有道路交通事故中致命率极高的恶性交通事故,对国民经济与人身安全具有很大的危害。各国对车辆的侧翻关注程度都很大并制订了相关的法规,用于保证车辆的防侧翻性能。国外学者做了较多的研究,并且已有成熟的产品装备客车。但各大整车厂和零部件厂家的产品所采用的方法不同,控制效果差别也很大。目前,针对客车的防侧翻控制,主要以主动悬架技术、四轮转向技术,差速制动技术及主动侧倾杆装置等方法为主。目前,国内在防侧翻控制方面的研究还处于理论研究阶段,防侧翻控制技术还不成熟,没有成熟可靠的防侧翻控制产品装备车辆。即使是高端的客车车型,采用的也是国外公司匹配的产品,大部分营运车辆并没有装备防侧翻系统。此外,国内公路交通运输普遍的超载现象,更进一步恶化了车辆的侧翻稳定性。随着能源危机的加剧与混合动力技术的不断成熟,我国许多城市出现了混合动力客车。与传统客车相比,混合动力客车增加了电机系统和电池系统,并且多数将电池布置在车辆的顶部,这使整车质量增加的同时也提高了质心位置,导致混合动力客车的侧翻问题也随之突显出来。目前,国内运营的大部分混合动力客车均为城市公交客车,由于市内工况下车速较低,因此客车的抗侧翻性能对车辆安全性的影响并不大。为了能够进一步扩大混合动力客车市场,国内外整车厂商已开始对城际公路混合动力客车进行研发。由于城际营运公路客车的车速较高,且混合动力车型相对传统客车抗侧翻性能的降低,使得如何提高混合动力客车的防侧翻性能成为整车厂家关注的焦点。本文以混合动力客车为研究对象,依据一汽集团对下一代混合动力城际公路客车的技术需求,针对车辆侧翻动力学特性,围绕车辆侧翻稳定性及相应防侧翻控制算法进行研究。开发了基于李雅普诺夫稳定性理论的模型参考自适应防侧翻控制算法,同时,针对客车的实际工况,提出了车辆质心位置、转弯类型、车辆侧倾角等侧翻特征状态参数的识别和估算方法及采用主动干预的触发和截止条件。本文的研究内容主要包括以下几方面:(1)针对车辆丧失侧翻稳定性的机理,分析了不同工况下车辆发生侧翻的原因。同时,利用现有车辆传感器信号对影响车辆侧翻特性的车辆质心位置进行了估算,对车辆的转弯类类别进行了判别,研究了主动防侧翻控制的触发与终止条件。(2)基于李雅普诺夫函数稳定性理论,开发了车辆防侧翻模型参考自适应控制算法。该算法可以计算出保证车辆稳定性所需要的车轮制动力,并借助车辆制动系统高速电磁阀等执行部件,对不同车轮施加相应的制动力来实现对车辆的主动防侧翻控制。(3)基于Matlab/Simulink环境搭建了混合动力客车防侧翻离线仿真平台,并进行了防侧翻控制算法的离线仿真验证。(4)基于MATLAB/xPC环境搭建了混合动力客车硬件在环试验平台,并在不同工况下验证本文所开发的客车防侧翻控制算法的有效性。