Non-linear control of a Narrow Tilting Vehicle

Abstract

International audience— Narrow Tilting Vehicles (NTVs) are the convergence of a car and a motorcycle. They are expected to be the new generation of city cars considering their practical dimensions and lower energy consumption. But considering their height to breadth ratio, in order to maintain lateral stability, NTVs should tilt when cornering. Unlike the motorcycle's case, where the driver tilts the vehicle himself, the tilting of an NTV should be automatic. Two tilting systems are available; Direct and Steering Tilt Control, the combined action of these two systems being certainly the key to improve considerably NTVs dynamic performances. Focusing on the lateral dynamic of NTVs, multivariable control strategies based on linear robust control theory, were already proposed in the literature, assuming decoupling with the longitudinal dynamic. In this paper a 4 DoF model of the main longitudinal and lateral dynamics is considered, and its differential flatness is demonstrated. The three flat outputs have furthermore a particular physical meaning, making possible the design of a simple external control loop complying with the driver demands

Caracterización del diseño de la suspensión inclinable para vehículos de movilidad personal

“…La necesidad de cambiar el diseño de los vehículos de transporte convencional, a modelos más eficientes para la movilidad urbana, ha obligado a los fabricantes a extender a los usuarios una nueva tendencia con respecto al diseño. Según Claveau et al, (2014) y Tan et al, (2016), una nueva generación de coches está siendo estudiada la cual será práctica y eficiente en relación con los problemas de tráfico y falta de espacios de estacionamiento en las áreas urbanas. Estos vehículos son angostos y pequeños, por lo tanto, el ahorro de combustible y su tamaño reducido a la mitad de los convencionales (menor a 1 m) serían una ventaja al momento de movilizarse (Rocha et al, 2018).…”

“…Los NTV´s son la fusión entre un automóvil y una motocicleta, generando una gran expectativa para la nueva generación de transporte urbano, considerando sus dimensiones prácticas y su menor consumo de energía. Berote et al (2015) indica que, con el fin de que sea seguro y confortable como un coche convencional, debe ser alto y cerrado, pero debido a que por naturaleza una estructura alta y angosta tiende al vuelco o derrape, es necesario inclinarlo hacia el interior de la curva, esto con la finalidad de compensar el momento generado por la fuerza lateral, en adición Claveau et al, (2014) y Kim et al, (2014) menciona que, a diferencia del caso de una motocicleta, en donde el conductor inclina por sí mismo, la inclinación del NTV debe ser automática. Dos sistemas de control están disponibles, el control directo de inclinación y el control de dirección de inclinación, la acción combinada de estos dos sistemas sería la clave para mejorar el comportamiento dinámico (Guamán et al, 2019).…”

Torque vectoring–based drive: Assistance system for turning an electric narrow tilting vehicle

“…This makes a narrow commuter vehicle integrate the features and advantages of a car and a motorcycle, but its roll stability is an issue. 3–6…”

“…This makes a narrow commuter vehicle integrate the features and advantages of a car and a motorcycle, but its roll stability is an issue. [3][4][5][6] In order to maintain lateral stability, the narrow commuter vehicles should lean into corners during turning like two-wheeled vehicles. 7,8 This type of vehicle is also called a narrow tilting vehicle (NTV).…”

Nonlinearity Compensation based Tilting Controller for Electric Narrow Tilting Vehicles

“…But such linear control approaches cannot perform a natural decoupling between the longitudinal and the lateral dynamics consequently and achieve only the desired performance at low vehicle speeds. Considering the coupling dynamics of NTVs, some model-based control methods are employed to optimise the vehicle response in lateral dynamics [3], [15]- [17]. These control methods just consider the steady state vehicle behaviour, and the non-linear dynamics have been ignored.…”