پایداری و کنترل دینامیکی غلت‌زدگی خودرو در حالت واژگون و غیرواژگون ۲۰۲۲
Dynamic Stability and Control of Tripped and Untripped Vehicle Rollover 2022

حوادث واژگونی خودرو طی سه دهه گذشته یک مشکل ایمنی جدی بوده است. اگرچه واژگونی‌ها درصد کمی از کل تصادفات رانندگی را تشکیل می‌دهند، اما سهم قابل توجهی در صدمات شدید و مرگبار دارند. به طور مشخص، برخی از خودروهای بزرگ مسافربری، مانند ون‌های بزرگ، وانت‌ها و خودروهای شاسی‌بلند، با مرکز ثقل (CG) بالا و عرض کم، بیشتر مستعد حوادث واژگونی هستند. حوادث واژگونی خودرو را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: واژگونی ناشی از گیر کردن و واژگونی غیر ناشی از گیر کردن. واژگونی ناشی از گیر کردن معمولاً زمانی رخ می‌دهد که یک خودرو سر می‌خورد و لاستیک‌های آن در خاک نرم فرو می‌روند یا با سرعت جانبی کافی به یک مانع گیرکننده مانند جدول کنار خیابان برخورد می‌کند. از طرف دیگر، واژگونی غیر ناشی از گیر کردن ناشی از مانورهای شدید در شرایط بحرانی رانندگی، مانند سرعت بیش از حد در هنگام دور زدن، اجتناب از موانع و مانور شدید تغییر خط است. در این شرایط، نیروهای وارده در نقطه تماس تایر و جاده به اندازه‌ای بزرگ هستند که باعث واژگونی خودرو می‌شوند. علاوه بر این، واژگونی خودرو ممکن است به دلیل اختلالات خارجی مانند باد جانبی و تحریک فرمان رخ دهد. بنابراین، بررسی پایداری دینامیکی و کنترل واژگونی خودرو در شرایط ناشی از گیر کردن و غیر ناشی از گیر کردن به منظور جلوگیری از حوادث واژگونی خودرو ضروری است.

در این کتاب، از مدل‌های دینامیکی مختلف برای توصیف واژگونی خودرو در شرایط غیر ناشی از گیر کردن و شرایط خاص ناشی از گیر کردن استفاده شده است. از نظریه دینامیک خودرو، شاخص‌های واژگونی استخراج می‌شوند و پایداری‌های دینامیکی واژگونی خودرو مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. علاوه بر این، برخی از استراتژی‌های کنترل فعال برای بهبود عملکرد ضد واژگونی خودرو مورد بحث قرار می‌گیرند.

Vehicle rollover accidents have been a serious safety problem for the last three decades. Although rollovers are a small percentage of all traffic accidents, they do account for a large proportion of severe and fatal injuries. Specifically, some large passenger vehicles, such as large vans, pickup trucks, and sport utility vehicles, are more prone to rollover accidents with a high center of gravity (CG) and narrow track width. Vehicle rollover accidents may be grouped into two categories: tripped and untripped rollovers. A tripped rollover commonly occurs when a vehicle skids and digs its tires into soft soil or hits a tripping mechanism such as a curb with a sufficiently large lateral velocity. On the other hand, the untripped rollover is induced by extreme maneuvers during critical driving situations, such as excessive speed during cornering, obstacle avoidance, and severe lane change maneuver. In these situations, the forces at the tire-road contact point are large enough to cause the vehicle to roll over. Furthermore, vehicle rollover may occur due to external disturbances such as side-wind and steering excitation. Therefore, it is necessary to investigate the dynamic stability and control of tripped and untripped vehicle rollover so as to avoid vehicle rollover accidents.

In this book, different dynamic models are used to describe the vehicle rollover under both untripped and special tripped situations. From the vehicle dynamics theory, rollover indices are deduced, and the dynamic stabilities of vehicle rollover are analyzed. In addition, some active control strategies are discussed to improve the anti-rollover performance of the vehicle.