Bu tədqiqat, üçtəkərli nəqliyyat vasitələriın yüksək ağırlıq mərkəzi, asimmetrik kütlə paylanması və üçbucaq təkər geometriyasınden qaynaqlanan aşma və yol tutuşu sualnlarını incelemek amacıyla yüksek ayrıntılı bir nəqliyyat vasitəsi dinamikası modeli inkişaf etdirir. MATLAB/Simulink və MSC ADAMS/Car ortamlarında kurulan model; uzununa, yanal və şaquli hareketlerle birlikdə roll, pitch və yaw hareketlerini, tekerlek dinamiklerini və qeyri-xətti təkər–yol etkileşimini içermektedir. Tədqiqatçılar modeli real nəqliyyat vasitəsi pist ölçmələriyle karşılaştırmış; ardından birbirinden bağımsız iki kontrol yanaşması dəyərlendirmiştir: elektromexaniki aktuatorlare dayalı aktiv roll nəzarəti və sensorlarden əldə edilən roll/ivme bilgisine görə ECU'nun güc tələbini sərhədlandırmasına dayanan, tədqiqatda “pasif” kimi adlandırılan yanaşma.

ADAMS/Car ilə MATLAB/Simulink arasındaki tək zolaq dəyişdirmə müqayisəsında yaw rate RMS dəyəri Simulink üçün 0,083, ADAMS üçün 0,0775 kimi bulunmuş; qaynaq iki model arasında %6,7 pik xəta və 21 ms faz fərqi bildirmiştir. Gerçek pist təcrübələrinde təxminən 50,38 km/h'də təkər qalxmasına əlaqən işaretler görülmüştür. Buna qarşılıq 30 m yarıçaplı ADAMS sabit radius viraj simulyasiyaunda təxminən 38 km/h'də aşma kararsızlığı raporlanmıştır; bu iki dəyər fərqli manevra və təcrübə şərtlərına ait olduğundan eyni kritik hızın iki ölçməü kimi dəyərlendirilmemelidir.

Aktif roll nəzarətiü dəyərlendirmesinde tək zolaq dəyişdirmə sırasında nəzarətsiz durumda təxminən 5,8 m/s² kimi məlumatlen tepe lateral ivme, nəzarət aktivleştirildiğinde təxminən 3,0 m/s² seviyesine düşmüştür. Kaynak həmçinin roll bucağı və yaw rate salınımlarının azaldığını, yanal sürətın daha hızlı sabit hala geldiğini və tekerlek şaquli qüvvə paylanmaının daha dengeli tutulduğunu bildirmektedir. Tədqiqatın pasif kimi adlandırdığı ikinci yanaşma ise jiroskop, akselerometr və kompas məlumatlarini ECU'ya aktararak roll eğilimi müəyyən hədləri geçtiğinde gaz talebinin sərhədlandırılmasını hedeflemektedir. Aktif və pasif sistemlər birlikdə çalışan tek bir hibrit kontrol sistemi kimi değil, ayrı-ayrı geliştirilip dəyərlendirilmiştir.

Türkiyə baxımından tədqiqat; üç tekerlekli elektrikli kargo nəqliyyat vasitələriı, yüngül şehir içi ulhəddən artıq yüksəlmə platformaaları və dar iz enine sahip özel nəqliyyat vasitələriın aşma meylinin modelləşdirmə və düşük maya dəyərili elektronik kontrolle azaltılabileceğini gösteren yararlı bir mühəndislik çerçevesi sunmaktadır. Ancaq təcrübə aracının qaynaqta benzinli TVS King kimi tanımlanması, testlərin kuru və yüksek tutunmalı müəyyən bir pistte yapılması və kritik sürətlərın manevraya bağlı olması nedeniyle nəticələr Türkiyə'deki bütün üçtəkərli nəqliyyat vasitələria birbaşa aktarılmamalıdır. Yerel nəqliyyat vasitəsi geometrisi, ağırlıq mərkəzi, təkər, yük paylanmaı, yol tutunması və real kullanım senaryoları həmçinin doğrulanmalıdır.

Üç tekerlekli nəqliyyat vasitələrida aşma neden daha kritik ola bilər?

Tədqiqat xüsusilə “delta” düzenindeki, yani bir ön və iki arka tekerleğe sahip nəqliyyat vasitələria odaklanmaktadır. Bu arxitekturade ön taraftaki tek tekerlek həm yönlendirme həm də mühüm uzununa kuvvetleri taşırken arka iki tekerlek yanal yük ötürülməsinın mühüm bölümünü karşılamaktadır. Dar iz eni və yüksək ağırlıq mərkəzi birleştiğinde viraj sırasında dış tekerleğe aktarılan yük artmakta, iç tekerleğin şaquli yükü ise azalabilmektedir.

Kaynakta roll sabitliyinin izlenmesinde xüsusilə daxili təkər şaquli qüvvəi ilə maksimum roll bucağı kullanılmaktadır. İç tekerlekteki şaquli qüvvə sıfıra yaklaştığında və ya sıfıra ulaştığında təkər qalxması və devamında aşma riski ortaya çıkmaktadır.

Model hangi hareketleri birlikdə ele alıyor?

Tədqiqatçılar modeli 12 serbestlik dereceli bir nəqliyyat vasitəsi dinamikası yapısı kimi tanımlamaktadır. Araç gövdəsinin əsas hareketleri:

• uzununa yer dəyişmə,
• yanal yer dəyişmə,
• şaquli yer dəyişmə,
• roll,
• pitch,
• yaw

kimi modellenmiştir. Tekerleklerin şaquli hareketleri və fırlanmaleri də modele dahil edilmiştir. Ön tekerleğin sükan hareketi həmçinin kontrol girdisi/serbestlik kimi ele alınmaktadır.

Kaynak içi sayım notu: Tablo 1'də nəqliyyat vasitəsi gövdəsi üçün 6 DOF, üç tekerlek üçün ikişer DOF və “Front Wheel Steering” üçün ek 1 DOF listelenmiştir. Bu cədvəl birbaşa toplandığında 13 sonucu çıkmaktadır; buna rağmen tədqiqat genelinde model 12-DOF kimi tanımlanmaktadır. Verianla bu sayım fərqlilığını sessizce düzəltməmektedir.

Roll hareketinin əsas tənliki

Tədqiqatda üç tekerlekli aracın roll momenti dengesi:

\[ I_{\phi}\ddot{\phi} + C_r\dot{\phi} + K_r\phi = M_{LLT} + M_{susp} + M_{tire} \]

şeklinde ifade edilmektedir. Burada \(I_{\phi}\) roll atalet momentini, \(C_r\) roll sönümünü, \(K_r\) roll sərtliyini; sağ taraftaki terimler ise sırasıyla yanal yük transferinden, süspansiyondan və təkərlərden qaynaqlanan roll momentilerini temsil etmektedir.

Yanal yük ötürülməsiyla əlaqəli moment:

\[ M_{LLT} = m_{sprung}h_{RC}a_y \]

kimi məlumatlmiştir. \(m_{sprung}\) yaylanmış kütle, \(h_{RC}\) roll mərkəzi yüksekliği və \(a_y\) yanal təcildir. Denklem, yanal ivme və ya ağırlıq mərkəzinin roll mərkəzine görə yüksekliği arttıkça roll momentiinin də artacağını göstərir.

Süspansiyon katkısı:

\[ M_{susp} = (K_{\phi o}\phi_o-K_{\phi i}\phi_i) + (C_{\phi o}\dot{\phi}_o-C_{\phi i}\dot{\phi}_i) \]

və təkər kuvvetlerinden doğan roll momentii:

\[ M_{tire} = (F_{y,o}-F_{y,i})t \]

kimi modellenmektedir.

İç və xarici təkər yükleri aşma riskini nasıl gösteriyor?

Roll sırasında şaquli təkər yükləri qaynaqta:

\[ F_{z,o/i} = \frac{m_{sprung}g}{2} \pm \frac{m_{sprung}h_{RC}a_y}{t} \]

şeklinde məlumatlmektedir. Dış tekerleğin yükü artarken iç tekerleğin yükü azalır. Kaynak bu əlaqəyi təkər qalxmasını və aşma eşiğini belirlemek üçün kullanmaktadır.

Küçük roll açıları və yarı sabit viraj üçün roll bucağı:

\[ \phi = \frac{m_{sprung}h_{RC}a_y}{K_{roll}} \]

şeklinde doğrusallaştırılmaktadır. Buna görə roll sərtliyi \(K_{roll}\) yükseldikçe eyni yanal ivme üçün gövdə roll bucağı azalır.

Roll, yaw və yanal hareket neden birlikdə modelleniyor?

Üç tekerlekli nəqliyyat vasitələrida viraj sırasında yalnız gövdə eğimi değişmez. Yanal sürət və yaw rate değişirken tekerleklerdeki yanal kuvvetler də yeniden dağılır. Tədqiqat bu kuplajı:

\[ m(\dot{v}_y+ur) = F_{y,f}+F_{y,r} \]

və:

\[ I_z\dot{r} = a_fF_{y,f}-a_rF_{y,r} \]

əlaqəleriyle ifade etmektedir. \(v_y\) yanal sürət, \(u\) uzununa sürət, \(r\) yaw rate, \(I_z\) yaw ətalət momentidir.

Tədqiqatçılar xüsusilə yüksək ağırlıq mərkəzi, dar iz eni və arka aks ağırlık baskınlığı nedeniyle yanal yük ötürülməsi ilə yaw davranışının birbirinden bağımsız dəyərlendirilmemesi gerektiğini savunmaktadır.

Lastik modeli neden kritik?

Üç tekerlekli nəqliyyat vasitəsi aşma sərhədina yaklaşırken təkərlər genellikle kiçik slip açılarındaki doğrusal bölgəde kalmaz. Bu nedenle qaynaqta həm xətti təkər yanaşması həm də Pacejka '94 Magic Formula dəyərlendirilmiştir.

Doğrusal yanaşma:

\[ F_y \approx C_{\alpha}\alpha \]

şeklindedir. Burada \(C_{\alpha}\) cornering stiffness və \(\alpha\) slip bucağıdır. Tədqiqatçılar bu əlaqənin kiçik slip açılarında yeterli olabildiğini, ancaq slip arttıkça doygunluğu temsil edemediğini belirtmektedir.

Pacejka yanaşması ise:

\[ F_y = D\sin \left[ C\arctan \left( B\alpha - E(B\alpha-\arctan(B\alpha)) \right) \right] \]

şeklinde istifadə edilmişdir. \(B\), \(C\), \(D\) və \(E\) sırasıyla sərtlik, şəkil, tepe və eğrilik faktörlerini temsil etmektedir.

Doğrusal və qeyri-xətti təkər nəticələri ne kadar ayrılıyor?

Kaynak Tablo 2, doğrusal model ilə Pacejka modelləri arasındaki yanal qüvvə fərqının slip bucağı büyüdükçe aydın şəkildə arttığını göstərir:

8–10. sayfalardaki qrafikler də bu fərqın fiziksel nedenini göstərir. Küçük slip açılarında kuvvet artımı təxminən doğrusal görünürken daha yüksek açılarda realistik təkər modeli doygunluğa yaklaşmaktadır. Normal yük arttığında erişilebilir yanal qüvvə də yükselmekte, ancaq artım sərhədsız devam etmemektedir.

MATLAB/Simulink və ADAMS modelləri nasıl kullanıldı?

MATLAB/Simulink modeli əsas nəqliyyat vasitəsi dinamikası tənliklerini, sürüş və yönlendirme girdilerini, təkər modellərini və nəzarət məntiqinı birleştirmektedir. ADAMS/Car tarafında ise süspansiyon geometrisi, kinematika bağlantılar, uyumluluklar və çoxcisimli mekanik yapı daha ayrıntılı temsil edilmektedir.

12. sayfadaki Şekil 8, fiziksel nəqliyyat vasitəsi arxitekturasıne benzeyen üç boyutlu MBD modelini göstərir. Arka yapı şasi, güc aktarımı, yolcu/sürücü kütlesi, süspansiyon və arka tekerleklerden; ön yapı ise sükan çatalı, gidon, ön süspansiyon və ön tekerlekten oluşmaktadır.

Step-steer simulyasiyau ne gösterdi?

Step-steer testinde sükan bucağı kısa sürede ani kimi değiştirilmiştir. Şekil 9 fərqli nəqliyyat vasitəsi sürətlərında lateral acceleration, roll angle və yaw rate tepkilerini göstərir. Hız arttıkça yanal və roll tepkileri büyümekte və yüksək sürətlarda salınımlar daha aydın hala gelmektedir.

Bu testin amacı müəyyən bir sürücünün davranışını yeniden oluşturmak değil, araca eyni tanımlı sükan girişini vererek sistemin doğal geçici cevabını müqayisəktır.

30 metre yarıçaplı dairəvi döngə simulyasiyaunda ne oldu?

Constant Radius Cornering (CRC) manevrasında nəqliyyat vasitəsi 30 m yarıçaplı dairesel bir yolda ilerletilmiş və sürət kademeli kimi yükseltilmiştir. Kaynak, təxminən 38 km/h civarında aşma kararsızlığının gözlendiğini belirtmektedir.

Şekil 11'də sürət təxminən 40 km/h bölgəsine çıkarken yanal təcilnin təxminən 0,4 g seviyesine yaklaştığı görülür. Bu dəyərlər görselden okunabildiği üçün kesin eksperimental hədd kimi değil, grafiğin gösterdiği təxminən eğilim kimi dəyərlendirilmelidir.

ADAMS ilə Simulink ne kadar uyuştu?

Tek şerit değiştirme manevrası, iki modelin yaw rate nəticələrinı birbaşa müqayisək üçün istifadə edilmişdir. Kaynakta:

• MATLAB/Simulink yaw rate RMS: 0,083
• ADAMS/Car yaw rate RMS: 0,0775
• Kaynakta bildirilen pik xəta: %6,7
• Faz fərqı: 21 ms; Simulink tepkisi ADAMS'ın önündedir.

Tədqiqatçılar kiçik genlik fərqlarını MATLAB modelinin daha rijit matematiksel temsili ilə ADAMS'ın süspansiyon kinematiği, uyumluluk və etəkər etkileri daha ayrıntılı ele almasıyla əlaqələndirir.

Gerçek pist doğrulaması nasıl yapıldı?

Fiziksel testler TVS test pistinde gerçəkləşdirilmişdir. Kaynağın Tablo 4'ünde test aracı:

• Model: TVS King,
• Motor: benzinli, 200 cc, tək silindr,
• Şanzıman: manuel,
• Tahrik: arxadan ötürmə,
• Dingil mesafesi: 2018 mm,
• Arka iz eni: 1150 mm

kimi məlumatlmektedir.

Bu nokta mühümdür: tədqiqatın genel motivasyonu və kontrol tətbiqsı elektrikli üçtəkərli nəqliyyat vasitələria uzanmasına rağmen real nəqliyyat vasitəsi dinamikası model doğrulamasında istifadə edilən pist aracı qaynaqta içten yanmalı TVS King kimi müəyyən edilmişdir.

Ölçüm sistemi ne kadar ayrıntılıydı?

17. sayfadaki Şekil 16 real nəqliyyat vasitəsi üçüne yerleştirilen ADMA–Genesys ataletsel ölçmə sistemi, məlumat yazıcısı və sükan sensorlarini göstərir.

Kaynakta məlumatlen başlıca ölçmə xüsusiləri:

• CS-7008 data logger: 16-bit həllolma, kanal başına 10 kHz'e kadar nümunələmə.
• MSW sükan tork/açı sensorü: ±720° açı aralığı, 0,01° həllolma; ±20 Nm tork aralığı, 0,01 Nm həllolma.
• Yüksek həllolmalü sükan sensorü: 0,001° açı çözünürlüğü və 2 kHz nümunələmə.
• ADMA–Genesys: 1000 Hz'e kadar çıkış, 1 ms'dən aşağı gecikmə, ±2 cm konum və ±0,05 m/s sürət dəqiqliyi.

Bu sistem sayesinde roll, pitch, yaw, slip bucağı, sürət, ivme və sükan girdileri eyni test sırasında zaman uyumlu kimi kaydedilmiştir.

Pistin xüsusiləri nelerdi?

Tek və iki zolaq dəyişdirmə testlərinde kuru, yüksək tutunmalı asfalt pist istifadə edilmişdir. Kaynakta:

Kaynak, tek və iki zolaq dəyişdirmə parkurlarını ISO 3888-2 ilə əlaqəlendirmekte; sabit radiuslı dairesel testi ise ISO 4138'e görə 30 m yarıçapta tanımlamaktadır.

Gerçek nəqliyyat vasitəsita təkər qalxması hangi hızda görüldü?

19. sayfadaki test açıklamasına görə sürət 50 km/h bölgəsine yaklaşırken roll bucağı doğrusal olmayan şəkildə büyümeye başlamıştır. 50,38 km/h hızda daxili təkərlerde kalkmaya əlaqən aydın belirtiler kaydedilmiş; bunlar ataletsel ölçmə sistemindeki şaquli ivme imzaları və iç süspansiyonun rebound davranışıyla əlaqəlendirilmiştir.

Şekil 19 həmçinin 30 m yarıçaplı sabit dairesel testte həm sol həm sağ dönüş üçün real nəqliyyat vasitəsita arka təkər qalxmasını fotoğrafla göstərir.

Ancaq bu 50,38 km/h dəyəri qaynaqta transient lane-change bağlamında sunulurken ADAMS CRC simulyasiyaundaki təxminən 38 km/h fərqli bir manevraya aittir. Bu nedenle “üç tekerlekli aracın aşma hızı kesin kimi 50 km/h'dir” sonucu tədqiqatdan çıkarılamaz.

Aktif kontrol sistemi nasıl kurulmuştur?

Aktif kontrol stratejisi üçün Arduino DUE tabanlı fiziksel bir kontrol/test sistemi inkişaf etdirilmişdir. Kaynak:

• 24 V DC besleme,
• 84 MHz ARM Cortex-M3 mikrokontroller,
• jiroskoplar,
• xətti mövqe sensorları,
• Hall effektli cərəyan sensorları,
• sol və sağ DC motor sürücüsüleri,
• Hall geri əlaqəli elektromexaniki aktuatorlar

kullanmaktadır.

Kontrol döngüsünün təxminən 100 Hz çalıştığı və PID və ya state-feedback tabanlı kontrol uygulanabildiği belirtilmektedir. Şekil 28 sensor → siqnal şərtlandırma → Arduino → motor sürücüsü → sol/sağ aktuator geri besleme zincirini göstərir.

Şekil 29'da ise aktuatorlarin yer aldığı fiziksel nəqliyyat vasitəsi/sınaq qurğusu görülür. Sonuç bölümünde bu tətbiq həmçinin Arduino DUE tabanlı HIL setup kimi tanımlanmaktadır; dolayısıyla aktiv nəzarət doğrulamasının tam seri nəqliyyat vasitəsi sahə kontrolüyle eş tutulmaması gerekir.

Aktif roll nəzarətiü ne kadar fərq oluşturdu?

Kaynağın aktiv nəzarət bölümünde tək zolaq dəyişdirmə sırasında nəzarətsiz aracın pik yanal təcilsinin 5,8 m/s² olduğu, roll direnci kontrolü etkinleştirildiğinde bu dəyərin 3,0 m/s² seviyesine düştüğü bildirilmektedir.

Şekil 30'da nəzarət aktiv olduğunda yanal təcilnin yanı sıra roll angle və yaw rate eğrilerinin nəzarətsiz duruma görə daha düşük salınım gösterdiği görülür. Şekil 31'də yanal sürətın daha hızlı sərhədlandırıldığı, tekerlek şaquli qüvvəlerinin nəzarətsiz durumda görülen tehlikeli yük boşalmasına karşı daha dengeli kaldığı və yanal təkər qüvvələrinin daha məhdud seyrettiği gösterilmektedir.

“Pasif kontrol” tədqiqatda ne anlama geliyor?

Tədqiqatın ikinci stratejisi, yapısal aktif süspansiyon aktuatorlari oynaqek yerine aracın mövcud elektronik kontrol altyapısını və düşük maya dəyərili sensorlari kullanmayı hedeflemektedir. Araç üçüne yerleştirilen sensor modulu:

• jiroskop,
• akselerometr,
• kompas

içermektedir.

Jiroskop roll sürəti'i, akselerometr yanal təcilyi və kompas nəqliyyat vasitəsi yönelimini izlemektedir. Bu siqnaller ECU'ya aktarılır və əvvəlden tanımlanan roll/lateral ivme hədləriyle karşılaştırılır.

Kaynak bu sistemi “passive roll control” kimi adlandırmaktadır; ancaq ECU'nun gaz talebini değiştirmesi nedeniyle bu ifade klasik, tamamen mekanik pasif süspansiyon anlamında kullanılmamaktadır.

Pasif bölümdeki qaynaq içi müdahala tutarsızlığı

Bölüm 11'in başlangıcında:

“no active intervention occurs in this passive setup”

anlamındaki ifade istifadə edilərək sistemin yalnız roll dinamiklerini izlediği belirtilmektedir.

Ancaq hemen sonrakı bölümlerde:

• hədd aşıldığında ECU'nun throttle input'u azalttığı,
• yüksek lateral acceleration aşkarlama edilirse gücü məhdudlaşdırdığı,
• rollover riski görülürse acceleration'ı sərhədladığı və ya braking başlattığı

yazılmaktadır.

Dolayısıyla qaynaq üçünde “pasif” stratejinin yalnız gözlem yapan bir izleme sistemi mi, yoksa güc aktarımına müdahala eden proqram təminatısal bir roll azaltma sistemi mi olduğu konusunda terminolojik bir gərginlik bulunmaktadır. Tədqiqatın nəticə bölümü ikinci yorumu destoynaqekte və “threshold-based throttle corrections” uygulandığını açıq şəkildə belirtmektedir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• MATLAB/Simulink və ADAMS modellərinin tək zolaq dəyişdirmə yaw rate nəticələri birbirine yakın eğilim göstərmişdir.
• Gerçek pist ölçmələri üçtəkərli test nəqliyyat vasitəsinın yüksək sürətdaki manevralarda aydın roll və təkər qalxması eğilimi gösterdiğini doğrulamıştır.
• 30 m yarıçaplı ADAMS CRC simulyasiyaunda təxminən 38 km/h civarında roll qeyri-sabitliyi raporlanmıştır.
• Transient real test açıklamasında 50,38 km/h civarında təkər qalxmasına əlaqən belirtiler kaydedilmiştir.
• Aktif roll nəzarətiü tək zolaq dəyişdirmə bağlamında pik yanal təcilyi 5,8 m/s²'den 3,0 m/s²'ye düşürmüştür.
• Aktif kontrol qaynaq qrafiklerinde roll və yaw salınımlarını azaltmış, tekerlek yük paylanmaını daha sabit tutmuştur.
• Sensör–ECU tabanlı ikinci yanaşma roll riski yükseldiğinde güc tələbini sərhədlandırabilecek düşük avadanlıq maya dəyərili bir kontrol mimarisi kimi önerilmiştir.

Tədqiqatın destoynaqediği və ya birbaşa sübut etmədiyi nəticələr

• Bütün üçtəkərli nəqliyyat vasitələri üçün evrensel aşma hızının 50 km/h olduğu gösterilmemiştir.
• 38 km/h simulyasiya eşiği ilə 50,38 km/h real/transient nəticə eyni test şərtinun tekrarları değildir.
• Model validasiya pist aracının elektrikli olduğu gösterilmemiştir; Tablo 4 nəqliyyat vasitəsita 200 cc benzinli motor belirtmektedir.
• Aktif və passiv nəzarətün birlikdə çalışan tek bir bütünlhədd arxitektura kimi test edildiği gösterilmemiştir.
• Pasif stratejinin bütün manevralar üçün nicel performans kazanımları ayrı bir əhatəlı nəticə cədvəlsuyla məlumatlmemiştir.
• Gerçek dünyadaki bütün yol səthleri, yağış, düşük tutunma, fərqli təkərlər və ya fərqli yükleme geometrileri əhatəlı şəkildə doğrulanmamışdır.
• Tədqiqat bir seri üretim funksional təhlükəsizlik, homoloqasiya və ya ticari nəqliyyat vasitəsi təhlükəsizlik garantisi değildir.
• Arduino DUE tabanlı aktiv nəzarət düzeneğinin uzun dönem otomotiv dayanıklılığı və ya seri üretim güvenilirliği gösterilmemiştir.

Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları

Tədqiqatın təcrübə və modelləşdirmə zinciri

Gerçek test aracının əsas xüsusiləri

Bu cədvəl, tədqiqatın elektrikli üçtəkərli nəqliyyat vasitələria əlaqən kontrol hedefi ilə fiziksel nəqliyyat vasitəsi model-validasiya platformaunun eyni şey olmadığını açıq şəkildə göstərir.

Yükleme şərtlərı neden mühüm?

Kaynakta nəqliyyat vasitəsi; kerb, yalnız sürücü və GVW durumlarında ayrı kütle paylanmalarıyla incələnmişdir. Üç tekerlekli nəqliyyat vasitələrida yolcu və ya yükün konumu ağırlıq mərkəzi yüksekliğini və ön/arka aks yük paylanmaını değiştirebildiği üçün roll davranışı yükleme durumuna duyarlıdır.

Tek şerit değiştirme Tablo 5–6 nəticələri 30, 40, 45 və 50 km/h sürətlərın fərqli laden/unladen şərtlərindəki sükan, lateral acceleration, slip, roll və yaw dəyərlərini vermektedir. Kaynak cədvəl üçünde bazı sayısal yazım/format sualnları bulunduğundan şüpheli hücreler Verianla tarafından tahmin edilerek yeniden oluşturulmamıştır.

Testler nasıl tekrarlandı?

Fiziksel test metodolojisinde iki sürət bölgəsi müəyyən edilmişdir:

• Faz I — ≤28 km/h: doğrusal nəqliyyat vasitəsi davranışını yakalamak üçün kiçik sürət artımları.
• Faz II — >28 km/h: roll doyğunluğu və stabilite sərhədlərinı incelemek üçün daha yüksək sürətlar.

Her manevranın güvenilirlik amacıyla üç kez tekrarlandığı belirtilmektedir.

Tek və iki zolaq dəyişdirmə testləri

18. sayfadaki Şekil 17 və 18, real test pistine kurulan tek və iki zolaq dəyişdirmə rotalarını həm ölçülendirilmiş şema həm fotoğraf kimi göstərir. Araç bu parkurlarda transient steering, yaw rate, lateral acceleration və lateral load transfer baxımından ölçülmüşdür.

20–22. sayfalardaki qrafiklerde fərqli tekrarların lateral acceleration, roll angle, steering angle və yaw rate eğrilerinin benzer genel şəkiller izlediği görülür. Bu tekrarlar, testin tek bir sürüş kaydına dayanmadığını göstərir.

Simülasyon–təcrübə müqayisəsı

Şekil 22 və 23, 30 km/h yüklü tək zolaq dəyişdirmə şərtinda ADAMS nəticələri ilə ölçülen steering angle və yaw rate siqnallerini üst üste göstərir. Eğriler əsas tepe və işaret değişimlerini benzer zaman bölgələrinde yakalamaktadır; ancaq xüsusilə yaw response'da genlik və faz fərqlilıkları vardır.

Tədqiqatçılar bu genel korelasyonu modelin real nəqliyyat vasitəsi davranışını uygun seviyede temsil ettiğinin kanıtı kimi dəyərlendirmektedir. Bununla birlikdə qrafiklerin tamamen üst üste gelmemesi, modelin fiziksel sistemin her ayrıntısını bire bir yeniden üretmediğini göstərir.

Aktif kontrol mimarisi

Aktif sistemdə sensör verileri əvvəl siqnal şərtlandırma devresine, ardından Arduino DUE mikrokontrollersine aktarılmaktadır. Mikronəzarətçi sol və sağ motor sürücüsü devrelerine komut vererek ilgili elektromexaniki aktuatorlari hareket ettirmektedir.

Hall sensorları aktuator konum/sürət geri əlaqəsini, cərəyan sensorları ise elektriksel yükü izlemektedir. Kaynak bu geri besleme yapısının:

• aktiv suspension prototipləmə,
• roll stabilization,
• lateral stability enhancement,
• adaptive current control

məqsədlərı üçün kullanılabildiğini belirtmektedir.

Aktif kontrolde gözlenen dinamik değişiklikler

Kaynağın Şekil 30–31 müqayisəsına görə nəzarət aktiv olduğunda:

• tepe lateral acceleration azalır,
• roll angle salınımları sərhədlanır,
• yaw rate həddən artıq yüksəlməı və salınımları azalır,
• lateral velocity daha düşük seviyede tutulur,
• vertical wheel forces daha dengeli kalır,
• tekerleklerden birinin yükünün tehlikeli şəkildə boşalması sərhədlandırılır,
• lateral tire forces traction sərhədləri üçünde tutulmaya çalışılır.

En açık nicel nəticə, pik yanal təcilnin 5,8 m/s²'den 3,0 m/s²'ye düşmesidir.

Pasif kontrolün sensor–ECU arxitekturası

Şekil 32, tədqiqat üçün tasarlanan sensor interfeys kartını göstərir. Kart üzərində ECU/CAN iletişimine uygun bir arayüz yapısı bulunmaktadır. Şekil 33'te algoritma:

1. yol meyli, nəqliyyat vasitəsi sürəti, ivme, throttle və sensor yönelimini toplar,
2. roll durumunu hesaplar,
3. roll eşiğinin aşılıp aşılmadığını kontrol eder,
4. risk varsa nəqliyyat vasitəsi acceleration'ını sərhədlamaya yönelik komutu powertrain controller'a gönderir.

Şekil 34'te yeni sensor birimi mövcud ECU, powertrain controller, body controller/BMS və telematics ECU ilə bağlantılı gösterilmektedir.

Eşik yönetiminin mantığı

Pasif stratejide ECU, gerçek zamanlı lateral acceleration və roll davranışını əvvəlden belirlenen sərhədlərla müqayisəktadır. Kaynağın Şekil 35'i düşük risk bölgəsində düzəltmə uygulanmadığını, hədd aşıldığında torque modulation və daha yüksek riskte regenerative braking alanına geçilebileceğini göstərir.

Bu şəkil qaynaq üçündeki “pasif sistemdə aktif müdahala yoktur” cümlesiyle tam uyumlu değildir; qrafik və sonrakı mətn açık şəkildə tahrik gücüne müdahala öngörmektedir.

Aktif və pasif sistemlərin birbirinden ayrılması neden mühüm?

Tədqiqatın nəticə bölümündeki en mühüm metodolojik açıklamalardan biri, iki stratejinin birlikdə çalışan tek bir kontrol mimarisi olmadığıdır. Aktif controller fiziksel aktuatorlarle roll/yaw dinamiğine müdahala ederken ikinci strateji sensor və ECU tabanlı güc sərhədlamasına dayanmaktadır.

Dolayısıyla “aktif + passiv nəzarət birlikdə uygulandığında 5,8 m/s² → 3,0 m/s² oldu” demek doğru değildir. 5,8 → 3,0 m/s² sonucu aktif roll-resistance sistemi bağlamındadır.

Tədqiqatın güclü tərəfləri

• Matematiksel nəqliyyat vasitəsi modeli, çoxcisimli ADAMS modeli və real pist məlumatsini eyni tədqiqatda birleştirmektedir.
• Yüksek slip şərtlərı üçün doğrusal olmayan Pacejka təkər modeli kullanmaktadır.
• Model validasiyaunda tek bir ölçüt yerine steering, yaw, roll, lateral acceleration və tekerlek yükleri incelenmektedir.
• Gerçek nəqliyyat vasitəsi testləri tek və çift şerit değişimi ilə sabit radiuslı viraj gibi fərqli manevraları əhatəaktadır.
• Aktif kontrol yalnız proqram təminatı blok diyagramıyla bırakılmamış, Arduino DUE tabanlı fiziksel kontrol düzeneğine taşınmıştır.
• Daha düşük maya dəyərili sensor–ECU tabanlı ayrı bir kontrol yanaşması da araştırılmıştır.
• Aktif və pasif stratejilerin birbirinden bağımsız olduğu nəticə bölümünde açıq şəkildə qeyd edilmişdir.

Temel metodoloji və qaynaq içi məhdudiyyətlər

12-DOF sayım belirsizliği: Tablo 1'deki listelenen hareketler ilə tədqiqatın “12-DOF” tanımı arasında görünür bir sayım belirsizliği bulunmaktadır.

Tekerlek adlandırma belirsizliği: Tədqiqat delta arxitekturasıni bir ön–iki arka tekerlek kimi tanımlarken Tablo 1'də “Front Left, Front Right, Rear Wheel” ifadeleri kullanılmaktadır.

Elektrikli nəqliyyat vasitəsi–test aracı ayrımı: Tədqiqatın tətbiq bağlamı elektrikli üçtəkərli nəqliyyat vasitələri olsa da model validasiyasında məlumatlen nəqliyyat vasitəsi TVS King 200 cc benzinli modeldir.

Kritik hızın manevraya bağımlılığı: 30 m CRC simulyasiyaundaki təxminən 38 km/h ilə transient real testteki 50,38 km/h tek bir ortak aşma eşiği kimi yorumlanmamalıdır.

Pasif kontrol terminolojisi: Kaynağın pasif sistem bölümünde əvvəl müdahala olmadığı söylenmekte, daha sonra ECU'nun throttle/power və gerekirse əyləcləmə müdahalasi yaptığı açıklanmaktadır.

Genelleme sərhədi: Testler müəyyən bir nəqliyyat vasitəsi geometrisi, təkər, yükleme və kuru yüksek tutunmalı pist şərtlərində gerçəkləşdirilmişdir. Devrilme eşiği bu parametrelerin değişmesiyle değişebilir.

Mənbə və Metod Qeydi

Tam özgün tədqiqat adı: Active and Passive Control Strategies for Ride Stability and Handling Enhancement in Three-Wheelers

Müəlliflər və sıraları: Dumpala Gangi Reddy; Ramarathnam Krishna Kumar.

Eş katkı/bərabər birinci müəllif: Kaynakta belirtilmemiştir.

Sorumlu müəlliflər: Dumpala Gangi Reddy və Ramarathnam Krishna Kumar.

Kurumlar:
1. TVS Motor Company Ltd., Hosur 635 109, Tamil Nadu, India.
2. Department of Engineering Design, IIT Madras, Chennai 600 036, India.

Kaynak türü: Hakemli tədqiqat makalesi. Tədqiqat matematiksel modelləşdirmə, çoxcisimli simulyasiya, real pist validasiyau, aktiv nəzarət prototipi/HIL və sensor–ECU tabanlı ayrı bir kontrol yanaşmasını birleştirmektedir.

Dergi: Vehicles.

Yayınevi: MDPI.

Cilt / sayı / makale numarası: 7 / 4 / 126.

DOI: 10.3390/vehicles7040126

Gönderim tarihi: 21 Ağustos 2025.

Revizyon tarihi: 19 Ekim 2025.

Kabul tarihi: 23 Ekim 2025.

Yayın tarihi: 30 Ekim 2025.

Resmî nəşr bağlantısı: https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/126

DOI bağlantısı: https://doi.org/10.3390/vehicles7040126

Lisans: Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).

Finansman: Tədqiqatçılar tədqiqatın dış maliyyələşmə almadığını bildirmiştir.

Veri erişilebilirliği: Tədqiqatın özgün katkılarının makalenin üçünde bulunduğu, ek sualların məsul müəlliflara yöneltilebileceği qeyd edilmişdir.

Çıkar damşması: Dumpala Gangi Reddy'nin TVS Motor Company'də çalıştığı bildirilmişdir. Diğer yazar, tədqiqatın ticari və ya finansal maraqlar toqquşması oluşturabilecek bir əlaqə olmadan realleştirildiğini beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Yöntem və doğrulama Dumpala Gangi Reddy; tədqiqat Dumpala Gangi Reddy və Ramarathnam Krishna Kumar; ilk taslak Dumpala Gangi Reddy tarafından gerçəkləşdirilmişdir. Her iki yazar nihai metni okuyup onaylamıştır.

Bilimsel içerik sərhədi: Bu Verianla makalesindeki nəqliyyat vasitəsi dinamikası tənlikleri, Pacejka müqayisəları, Simulink–ADAMS dəyərləri, test pisti şərtlərı, 38 km/h və 50,38 km/h nəticələri, 5,8 və 3,0 m/s² lateral ivme dəyərləri, aktif/passiv nəzarət yapıları və metodoloji məhdudiyyətlər yalnız incelenen qaynaq tədqiqatya dayanmaktadır. Dış qaynaqlar yalnız bibliyoqrafik kimlik və nəşr durumunun doğrulanması üçün istifadə edilmişdir.

12-DOF qaynaq notu: Tədqiqat modeli 12-DOF kimi tanımlamaktadır. Ancaq Tablo 1'də gövdə üçün 6 DOF, üç tekerlek üçün toplam 6 DOF və həmçinin ön sükan üçün 1 DOF listelenmektedir. Verianla bu görünür sayım fərqlilığını tahmin yoluyla düzəltməmiştir.

Araç arxitekturası qaynaq notu: Kaynak delta üç tekerlekli aracı bir ön və iki arxa təkərli yapı kimi açıklamaktadır; buna karşın Tablo 1'də “Front Left Wheel”, “Front Right Wheel” və “Rear Wheel” adlandırması bulunur. İfade qaynaqta bu şəkildədir.

Elektrikli nəqliyyat vasitəsi doğrulama sərhədi: Makalenin genel əhatəı və kontrol hedefi elektrikli üçtəkərli nəqliyyat vasitələriı içermekle birlikdə, real nəqliyyat vasitəsi validasiyaundaki Tablo 4 TVS King test aracını 200 cc tək silindrli benzinli nəqliyyat vasitəsi kimi tanımlamaktadır. Bu nedenle fiziksel model validasiyası elektrikli test aracı təcrübəine dönüştürülerek anlatılmamalıdır.

Kritik sürət qaynaq notu: 30 m sabit radiuslı ADAMS CRC simulyasiyau təxminən 38 km/h'də roll qeyri-sabitliyi bildirirken transient real test açıklaması 50,38 km/h'də təkər qalxması belirtmektedir. Kaynağın nəticə bölümündeki təxminən 50 km/h ifadesi bu iki fərqli manevranın eyni şərt olduğu anlamında kullanılmamalıdır.

Pasif kontrol qaynaq notu: Bölüm 11'in ilk açıklamasında pasif sistemdə aktif müdahala olmadığı belirtilirken sonrakı bölümlerde ECU'nun hədd aşıldığında throttle'ı azalttığı, təcilini məhdudlaşdırdığı və ya əyləc başlatabildiği yazılmaktadır. Bu terminolojik tutarsızlık sessizce giderilmemiştir.

Aktif/pasif ayrımı: Tədqiqatın nəticə bölümüne görə aktiv və passiv stratejiler birbirinden bağımsız geliştirilmiş və test edilmiştir; birlhədd bir aktif+pasif kontrol mimarisi kimi dəyərlendirilmemelidir.