Rollover Warning of Articulated Vehicles Based on a Time-To-Rollover Metric

Abstract

A Time-To-Rollover (TTR) metric is proposed as the basis to assess rollover threat for an articulated vehicle. Ideally, a TTR metric will accurately “count-down” toward rollover regardless of vehicle speed and steering patterns, so that the level of rollover threat is accurately indicated. To implement TTR in real-time, there are two conflicting requirements. On the one hand, a faster-than-real-time model is needed. On the other hand, the TTR predicted by this model needs to be accurate enough under all driving scenarios. An innovative approach is proposed in this paper to solve this dilemma and the whole process is illustrated in a design example. First, a simple yet reasonably accurate yaw/roll model is identified. A Neural Network (NN) is then developed to mitigate the accuracy problem of this simplified real-time model. The NN takes the TTR generated by the simplified model, vehicle roll angle and change of roll angle to generate an enhanced NN-TTR index. The NN was trained and verified under a variety of driving patterns. It was found that an accurate TTR is achievable across all the driving scenarios we tested.

Estudio teórico experimental de la estabilidad lateral en vehículos cisterna. Metodología para la determinación del umbral de vuelco.

“…Así por ejemplo, Chen et al (1999) [33] utiliza un modelo dinámico de la masa suspendida, combinado con uno cuasi-estático de la masa no suspendida. Para caracterízalo, emplea una aproximación lineal con la velocidad y aceleración de balanceo y para determinar los parámetros de la altura y desviación del centro de gravedad, del amortiguamiento y del momento de inercia, utilizan regresión lineal de las medidas de la aceleración lateral de la masa no suspendida del eje del semirremolque.…”

“…Para la medida y determinación de la aceleración, ángulo y ratio de vuelco, proponen la combinación de medidas simples y estimaciones mediante algoritmos de estimación de parámetros (observadores), que elimina los inconvenientes de la estimación con una sola lectura: Cheng y Peng et al (1999) [33] proponen más recientemente una métrica, basada en el tiempo hasta el vuelco, "Time to Rollover" (TTR) como un indicador del riesgo de vuelco para un sistema de control activo. Se define como el tiempo necesario para que el semirremolque alcance al ángulo de vuelco crítico.…”

“…[33] [38] [39] [41][43][45] [47] [51][81] [86] [102][107] [112] [177]).Para la modelización del comportamiento de los neumáticos es posible emplear modelos de los mismos, como los descritos por Aparicio et al (1995)[10] oPacejka et al (1993) [157].…”