随着汽车保有量的增加,交通事故频频发生。侧翻事故作为第二高发的交通事故,与碰撞事故相较区别在于,侧翻发生所带来的后果及其严重。由于侧翻事故多发生在高质心、高质量、承载人员较多的中大型客车上,这就导致一旦发生事故必定是损失惨重。如何有效提高车辆行驶过程中的稳定性,极大程度减少人员伤亡和财产损失就显得极为重要。本文以提高车辆侧倾稳定性为目标,进行了基于分层控制且考虑垂直载荷转移的车辆防侧翻控制策略的研究。首先进行模型的建立。综合考虑车辆性能、能源问题和环境污染问题,本文选取四轮轮毂电动微型客车作为研究对象,并研究电动微型客车的总体构造和组成部分;根据研究内容建立三自由度车辆动力学模型和理想线性二自由度车辆动力学模型;通过二自由度线性模型计算出理想状态下的状态变量参考值;依次搭建轮胎模型和考虑电机最大输出转矩的电机转矩跟踪模型并验证;通过将本文建立的车辆模型与Car Sim软件中的整车模型进行试验对比,得到波动程度较为一致的参数结果,验证所建立三自由度模型准确可行。其次采用分层控制策略对车辆防侧翻控制系统进行研究。综合考虑驾驶员驾驶行为和路面环境对车辆行驶的影响,选择适用性较强的横向载荷转移率作为评判车辆发生侧翻的评价指标,并将|LTR|≥0.8作为控制器的触发条件;在分层控制的上层控制策略中采用模型预测控制算法对车辆稳控单元进行设计,选择较有标志性的质心侧偏角、横摆角速度和车身侧倾角作为状态变量,求解约束问题得到稳定性控制所需的横摆力矩。分层控制的下层控制策略采用基于二次规划的转矩分配策略,在转矩分配过程中考虑了轮胎垂直载荷的变化对控制目标的影响、而后通过上层合力矩的约束、路面附着条件摩擦圆约束以及执行器输出限制确定约束条件,将该约束问题转化为二次规划问题后,采用有效集法进行求解二次规划问题;求解得到纵向力最优解后通过换算关系式进行力与力矩的转换,完成最终的车辆稳定性控制。最后进行试验验证。本文采用MATLAB/Simulink和车辆动力学仿真软件Car Sim联合仿真的方式,分别选取双移线工况、鱼钩工况下对本文所设计车辆防侧翻控制系统进行仿真验证,通过试验结果表明,本文提出的基于分层控制的车辆防侧翻稳定性控制策略能够有效降低车身侧倾角和侧向加速度,增强车辆防侧倾稳定性,降低侧翻发生的几率。