Utafiti huu unatengeneza modeli ya kina ya mienendo ya gari ili kuchunguza matatizo ya kupinduka na ushikaji barabara katika magari ya magurudumu matatu yanayotokana na kituo cha juu cha uzito, mgawanyo usiolingana wa uzito na jiometri ya pembetatu ya magurudumu. Modeli iliyoundwa katika mazingira ya MATLAB/Simulink na MSC ADAMS/Car inajumuisha mwendo wa longitudinal, lateral na vertical pamoja na mwendo wa roll, pitch na yaw, mienendo ya magurudumu na mwingiliano usio wa mstari wa tairi–barabara. Watafiti walilinganisha modeli na vipimo vya gari halisi kwenye njia ya majaribio; kisha wakatathmini mbinu mbili huru za udhibiti: udhibiti hai wa roll unaotegemea aktueta za kielektromekanika na mbinu ambayo katika utafiti inaitwa “passive”, inayotegemea ECU kupunguza mahitaji ya nguvu kulingana na taarifa za roll/acceleration kutoka kwenye sensa.

Katika ulinganisho wa single lane change kati ya ADAMS/Car na MATLAB/Simulink, thamani ya yaw rate RMS ilipatikana kuwa 0,083 kwa Simulink na 0,0775 kwa ADAMS; chanzo kiliripoti %6,7 peak error na tofauti ya awamu ya 21 ms kati ya modeli hizo mbili. Katika majaribio halisi ya uwanjani, ishara za wheel lift zilionekana karibu 50,38 km/h. Kwa upande mwingine, katika uigaji wa ADAMS wa constant radius cornering wenye radius ya 30 m, rollover instability iliripotiwa karibu 38 km/h; kwa kuwa thamani hizi mbili zinahusu maneva na mazingira tofauti ya majaribio, hazipaswi kutafsiriwa kama vipimo viwili vya kasi moja muhimu.

Katika tathmini ya active roll control, wakati wa single lane change peak lateral acceleration iliyotajwa kuwa takriban 5,8 m/s² katika hali isiyodhibitiwa ilishuka hadi karibu 3,0 m/s² udhibiti ulipowashwa. Chanzo pia kinaripoti kwamba oscillations za roll angle na yaw rate zilipungua, lateral velocity ilitulia haraka zaidi na mgawanyo wa vertical wheel force ulihifadhiwa kwa uwiano bora zaidi. Mbinu ya pili, ambayo utafiti unaiita passive, hutuma data za gyroscope, accelerometer na compass kwa ECU na inalenga kupunguza mahitaji ya throttle wakati mwelekeo wa roll unapozidi vizingiti vilivyowekwa. Mifumo hai na passive haikuundwa na kutathminiwa kama mfumo mmoja wa hybrid unaofanya kazi pamoja, bali kama mbinu mbili tofauti.

Kwa mtazamo wa Türkiye: Utafiti unatoa mfumo wa kihandisi wenye manufaa unaoonyesha kuwa mwelekeo wa kupinduka katika magari ya umeme ya mizigo ya magurudumu matatu, majukwaa mepesi ya usafiri wa mijini na magari maalumu yenye track width nyembamba unaweza kupunguzwa kwa uundaji wa modeli na udhibiti wa kielektroniki wa gharama ndogo. Hata hivyo, kwa kuwa gari la majaribio limeelezwa katika chanzo kama TVS King ya petroli, majaribio yalifanywa kwenye njia maalumu kavu yenye grip ya juu, na kasi muhimu hutegemea maneva, matokeo hayapaswi kuhamishwa moja kwa moja kwa magari yote ya magurudumu matatu nchini Türkiye. Jiometri ya gari husika, kituo cha uzito, tairi, mgawanyo wa mzigo, grip ya barabara na mazingira halisi ya matumizi lazima zithibitishwe kando.

Kwa nini kupinduka kunaweza kuwa muhimu zaidi katika magari ya magurudumu matatu?

Utafiti unalenga hasa mpangilio wa “delta”, yaani magari yenye gurudumu moja mbele na magurudumu mawili nyuma. Katika usanifu huu gurudumu moja la mbele hubeba kazi ya uelekezaji pamoja na sehemu muhimu ya nguvu za longitudinal, huku magurudumu mawili ya nyuma yakibeba sehemu kubwa ya lateral load transfer. Track width nyembamba inapoungana na kituo cha juu cha uzito, mzigo unaohamishwa kwenda gurudumu la nje huongezeka wakati wa kona, huku vertical load ya gurudumu la ndani ikipungua.

Katika chanzo, vertical force ya gurudumu la ndani na maximum roll angle hutumiwa hasa kufuatilia roll stability. Vertical force kwenye gurudumu la ndani inapokaribia sifuri au kufika sifuri, wheel lift na hatimaye hatari ya rollover hutokea.

Modeli inahusisha mienendo gani kwa pamoja?

Watafiti wanaeleza modeli kama muundo wa mienendo ya gari wenye 12 degrees of freedom. Mienendo ya msingi ya body ya gari imeundwa kama:

• longitudinal translation,
• lateral translation,
• vertical translation,
• roll,
• pitch,
• yaw

. Vertical movement na rotation za magurudumu pia zimejumuishwa katika modeli. Steering movement ya gurudumu la mbele pia inachukuliwa kama control input/degree of freedom tofauti.

Dokezo la kuhesabu ndani ya chanzo: Katika Jedwali 1, 6 DOF zimeorodheshwa kwa vehicle body, mbili DOF kwa kila moja ya magurudumu matatu, na 1 DOF ya ziada kwa “Front Wheel Steering”. Ukijumlisha moja kwa moja jedwali hili, matokeo ni 13; hata hivyo, katika utafiti wote modeli inaelezwa kama 12-DOF. Verianla haisahihishi kimya kimya tofauti hii ya kuhesabu.

Mlinganyo wa msingi wa mwendo wa roll

Katika utafiti, usawa wa roll moment wa gari la magurudumu matatu umeelezwa kama:

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

Hapa \(I_{\phi}\) ni roll moment of inertia, \(C_r\) ni roll damping, na \(K_r\) ni roll stiffness; vipengele upande wa kulia vinawakilisha roll moments zinazotokana kwa mtiririko huo na lateral load transfer, suspension na tires.

Moment inayohusiana na lateral load transfer imepewa kama:

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

Ambapo \(m_{sprung}\) ni sprung mass, \(h_{RC}\) ni roll center height na \(a_y\) ni lateral acceleration. Mlinganyo unaonyesha kwamba roll moment huongezeka kadiri lateral acceleration au urefu wa center of gravity ukilinganisha na roll center unavyoongezeka.

Mchango wa suspension:

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

na roll moment inayotokana na tire forces:

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

imeundwa kwa modeli.

Mzigo wa gurudumu la ndani na la nje unaonyeshaje hatari ya kupinduka?

Wakati wa roll, vertical wheel loads zimepewa katika chanzo kama:

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

Mzigo wa gurudumu la nje huongezeka huku mzigo wa gurudumu la ndani ukipungua. Chanzo hutumia uhusiano huu kutambua wheel lift na rollover threshold.

Kwa roll angles ndogo na quasi-steady cornering, roll angle inafanyiwa linearization kama:

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

Kwa hiyo, roll stiffness \(K_{roll}\) inapoongezeka, body roll angle hupungua kwa lateral acceleration ileile.

Kwa nini roll, yaw na lateral motion zinawekwa katika modeli kwa pamoja?

Katika magari ya magurudumu matatu, si body inclination pekee inayobadilika wakati wa kona. Lateral velocity na yaw rate zinapobadilika, lateral forces kwenye magurudumu pia husambazwa upya. Utafiti unaeleza coupling hii kupitia:

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

na:

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

. \(v_y\) ni lateral velocity, \(u\) ni longitudinal speed, \(r\) ni yaw rate, na \(I_z\) ni yaw moment of inertia.

Watafiti wanasisitiza hasa kwamba kutokana na center of gravity ya juu, track width nyembamba na rear-axle weight bias, lateral load transfer na yaw behavior hazipaswi kutathminiwa kwa kujitenga.

Kwa nini modeli ya tairi ni muhimu?

Gari la magurudumu matatu linapokaribia rollover limit, tires kwa kawaida hazibaki kwenye linear region ya slip angles ndogo. Kwa hiyo chanzo kimetathmini linear tire approach pamoja na Pacejka '94 Magic Formula.

Linear approach ni:

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

. Hapa \(C_{\alpha}\) ni cornering stiffness na \(\alpha\) ni slip angle. Watafiti wanaeleza kwamba uhusiano huu unaweza kutosha kwa slip angles ndogo, lakini hauwezi kuwakilisha saturation kadiri slip inavyoongezeka.

Pacejka approach imetumiwa kama:

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

. \(B\), \(C\), \(D\) na \(E\) zinawakilisha kwa mtiririko huo stiffness, shape, peak na curvature factors.

Matokeo ya tairi ya mstari na isiyo ya mstari yanatofautiana kwa kiasi gani?

Jedwali 2 la chanzo linaonyesha kwamba tofauti ya lateral force kati ya linear model na Pacejka models huongezeka wazi kadiri slip angle inavyoongezeka:

Grafu kwenye kurasa 8–10 pia zinaonyesha sababu ya kimwili ya tofauti hii. Kwa slip angles ndogo ongezeko la nguvu linaonekana takriban linear, lakini katika angles kubwa zaidi modeli halisi ya tairi inakaribia saturation. Normal load inapoongezeka, lateral force inayopatikana pia huongezeka, lakini ongezeko hili haliendelei bila kikomo.

Modeli za MATLAB/Simulink na ADAMS zilitumikaje?

Modeli ya MATLAB/Simulink inaunganisha equations za msingi za vehicle dynamics, driving na steering inputs, tire models na control logic. Katika upande wa ADAMS/Car, suspension geometry, kinematic joints, compliances na multibody mechanical structure zinawakilishwa kwa undani zaidi.

Figure 8 kwenye ukurasa 12 inaonyesha modeli ya 3D MBD inayofanana na usanifu wa gari halisi. Rear structure inajumuisha chassis, powertrain, passenger/driver mass, suspension na rear wheels; front structure inajumuisha steering fork, handlebar, front suspension na front wheel.

Uigaji wa step-steer ulionyesha nini?

Katika step-steer test, steering angle ilibadilishwa ghafla ndani ya muda mfupi. Figure 9 inaonyesha lateral acceleration, roll angle na yaw rate responses katika speeds tofauti za gari. Kadiri speed inavyoongezeka, lateral na roll responses huongezeka na oscillations huwa dhahiri zaidi katika speeds za juu.

Lengo la test hii si kuunda upya tabia ya dereva fulani, bali kutoa defined steering input ileile kwa gari na kulinganisha natural transient response ya mfumo.

Nini kilitokea katika uigaji wa kona ya mviringo yenye radius ya 30 mita?

Katika Constant Radius Cornering (CRC), gari liliendeshwa kwenye njia ya mviringo yenye radius ya 30 m na speed ikaongezwa hatua kwa hatua. Chanzo kinaripoti rollover instability karibu 38 km/h.

Figure 11 inaonyesha kwamba speed inapofika eneo la karibu 40 km/h, lateral acceleration inakaribia takriban 0,4 g. Kwa sababu thamani hizi zinasomeka kutoka kwenye grafu, zinapaswa kutafsiriwa kama mwenendo wa takriban unaoonyeshwa na grafu, si kama experimental threshold sahihi.

ADAMS na Simulink zilikubaliana kwa kiwango gani?

Single lane change maneuver ilitumiwa kulinganisha moja kwa moja matokeo ya yaw rate ya modeli hizo mbili. Katika chanzo:

• MATLAB/Simulink yaw rate RMS: 0,083
• ADAMS/Car yaw rate RMS: 0,0775
• Peak error iliyoripotiwa na chanzo: %6,7
• Phase difference: 21 ms; Simulink response iko mbele ya ADAMS.

Watafiti wanahusisha tofauti ndogo za amplitude na uwakilishi wa kihisabati ulio rigid zaidi katika MATLAB model, huku ADAMS ikizingatia suspension kinematics, compliance na elastic effects kwa undani zaidi.

Uthibitishaji halisi wa njia ya majaribio ulifanywaje?

Physical tests zilifanywa kwenye TVS test track. Katika Jedwali 4 la chanzo, test vehicle imepewa kama:

• Model: TVS King,
• Engine: petrol, 200 cc, single-cylinder,
• Transmission: manual,
• Drive: rear-wheel drive,
• Wheelbase: 2018 mm,
• Rear track width: 1150 mm

.

Jambo hili ni muhimu: ingawa motivation ya jumla ya utafiti na matumizi ya control yanaenea hadi electric three-wheelers, track vehicle iliyotumiwa kwa validation ya real-vehicle dynamics model imeelezwa katika chanzo kama internal-combustion TVS King.

Mfumo wa kipimo ulikuwa wa kina kiasi gani?

Figure 16 kwenye ukurasa 17 inaonyesha ADMA–Genesys inertial measurement system, data logger na steering sensors zilizowekwa ndani ya gari halisi.

Sifa kuu za kipimo zilizotolewa katika chanzo ni:

• CS-7008 data logger: 16-bit resolution, sampling hadi 10 kHz kwa kila channel.
• MSW steering torque/angle sensor: ±720° angle range, 0,01° resolution; ±20 Nm torque range, 0,01 Nm resolution.
• High-resolution steering sensor: 0,001° angle resolution na 2 kHz sampling.
• ADMA–Genesys: output hadi 1000 Hz, latency chini ya 1 ms, ±2 cm position na ±0,05 m/s speed accuracy.

Mfumo huu uliwezesha roll, pitch, yaw, slip angle, speed, acceleration na steering inputs kurekodiwa kwa usawazishaji wa muda katika test ileile.

Sifa za njia ya majaribio zilikuwa zipi?

Katika single na double lane change tests, dry high-grip asphalt track ilitumiwa. Katika chanzo:

Chanzo kinahusisha single na double lane change courses na ISO 3888-2; constant-radius circular test imefafanuliwa kwa radius ya 30 m kulingana na ISO 4138.

Wheel lift ilionekana kwa kasi gani katika gari halisi?

Kulingana na maelezo ya test kwenye ukurasa 19, roll angle ilianza kuongezeka kwa namna isiyo linear speed ilipokaribia eneo la 50 km/h. Katika 50,38 km/h, ishara wazi za lift kwenye inner wheels zilirekodiwa; ziliunganishwa na vertical acceleration signatures kwenye inertial measurement system na rebound behavior ya inner suspension.

Figure 19 pia inaonyesha kwa picha rear wheel lift ya gari halisi katika left na right turns kwenye constant circular test yenye radius ya 30 m.

Hata hivyo, thamani hii ya 50,38 km/h inawasilishwa katika chanzo katika muktadha wa transient lane-change, wakati takriban 38 km/h katika ADAMS CRC simulation inahusu maneva tofauti. Kwa hiyo, hitimisho kwamba “rollover speed ya three-wheeler ni hasa 50 km/h” haliwezi kutolewa kutoka kwenye utafiti.

Mfumo wa active control uliundwaje?

Kwa active control strategy, mfumo halisi wa control/test unaotegemea Arduino DUE ulitengenezwa. Chanzo kinatumia:

• 24 V DC supply,
• 84 MHz ARM Cortex-M3 microcontroller,
• gyroscopes,
• linear position sensors,
• Hall-effect current sensors,
• left na right DC motor drivers,
• electromechanical actuators zenye Hall feedback

.

Control loop inasemekana kufanya kazi karibu 100 Hz na PID au state-feedback based control inaweza kutumiwa. Figure 28 inaonyesha mnyororo wa sensor → signal conditioning → Arduino → motor driver → left/right actuator feedback.

Figure 29 inaonyesha physical vehicle/test setup yenye actuators. Katika sehemu ya matokeo, utekelezaji huu pia umeelezwa kama Arduino DUE based HIL setup; kwa hiyo uthibitishaji wa active control haupaswi kuchukuliwa kuwa sawa na full production-vehicle field control.

Active roll control ilileta tofauti kiasi gani?

Katika sehemu ya active control ya chanzo, peak lateral acceleration ya gari bila control wakati wa single lane change imetajwa kuwa 5,8 m/s², na thamani hii ilishuka hadi 3,0 m/s² wakati roll resistance control iliwashwa.

Katika Figure 30, active control inapowashwa, roll angle na yaw rate curves pamoja na lateral acceleration zinaonyesha oscillation ndogo kuliko hali isiyodhibitiwa. Figure 31 inaonyesha lateral velocity inadhibitiwa haraka zaidi, vertical wheel forces zinabaki na uwiano bora dhidi ya dangerous unloading inayoonekana bila control, na lateral tire forces zinaendelea katika viwango vilivyopunguzwa.

“Passive control” ina maana gani katika utafiti?

Strategy ya pili ya utafiti inalenga kutumia existing electronic control infrastructure ya gari na low-cost sensors badala ya kuongeza structural active suspension actuators. Sensor module iliyowekwa ndani ya gari inajumuisha:

• gyroscope,
• accelerometer,
• compass

.

Gyroscope hufuatilia roll rate, accelerometer lateral acceleration, na compass orientation ya gari. Signals hizi hutumwa kwa ECU na kulinganishwa na predefined roll/lateral acceleration thresholds.

Chanzo kinauita mfumo huu “passive roll control”; hata hivyo, kwa sababu ECU hubadilisha throttle demand, neno hili halitumiki kwa maana ya classical, fully mechanical passive suspension.

Mgongano wa chanzo kuhusu intervention katika sehemu ya passive

Mwanzoni mwa Section 11:

“no active intervention occurs in this passive setup”

kwa maana hiyo inaelezwa kwamba mfumo hufuatilia tu roll dynamics.

Hata hivyo, katika sehemu zinazofuata mara moja imeandikwa kwamba:

• ECU inapunguza throttle input wakati threshold imezidiwa,
• inapunguza power ikiwa high lateral acceleration imegunduliwa,
• inapunguza acceleration au kuanza braking ikiwa rollover risk imeonekana

.

Kwa hiyo kuna tension ya terminolojia ndani ya chanzo kuhusu ikiwa strategy ya “passive” ni monitoring system inayotazama tu au software-based roll mitigation system inayoingilia powertrain. Sehemu ya conclusions ya utafiti inaunga mkono tafsiri ya pili na inaeleza wazi kwamba “threshold-based throttle corrections” zilitumika.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• MATLAB/Simulink na ADAMS models zilionyesha mwenendo unaokaribiana katika yaw rate results za single lane change.
• Real track measurements zilithibitisha kwamba test three-wheeler inaonyesha roll na wheel-lift tendency wazi katika high-speed maneuvers.
• Katika ADAMS CRC simulation yenye radius ya 30 m, roll instability iliripotiwa karibu 38 km/h.
• Katika maelezo ya transient real test, ishara za wheel lift zilirekodiwa karibu 50,38 km/h.
• Active roll control ilipunguza peak lateral acceleration kutoka 5,8 m/s² hadi 3,0 m/s² katika muktadha wa single lane change.
• Katika source graphs active control ilipunguza roll na yaw oscillations na kuweka wheel-load distribution kuwa stable zaidi.
• Sensor–ECU based second approach ilipendekezwa kama low-hardware-cost control architecture inayoweza kupunguza power demand wakati roll risk inaongezeka.

Matokeo ambayo utafiti hauungi mkono au haujathibitisha moja kwa moja

• Haijaonyeshwa kwamba universal rollover speed kwa three-wheelers zote ni 50 km/h.
• 38 km/h simulation threshold na 50,38 km/h real/transient result si marudio ya test condition ileile.
• Haijaonyeshwa kwamba track vehicle ya model validation ilikuwa electric; Jedwali 4 linaeleza gari lenye 200 cc petrol engine.
• Haijaonyeshwa kwamba active na passive control zilijaribiwa pamoja kama unified integrated architecture.
• Quantitative performance gains za passive strategy kwa maneuvers zote hazijatolewa katika comprehensive separate results table.
• All real-world road surfaces, rain, low grip, different tires au different loading geometries hazijathibitishwa kwa kina.
• Utafiti si production functional-safety, homologation au commercial vehicle safety guarantee.
• Long-term automotive durability au production reliability ya Arduino DUE-based active control setup haijaonyeshwa.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mnyororo wa majaribio na uundaji wa modeli wa utafiti

Sifa kuu za gari halisi la majaribio

Jedwali hili linaonyesha wazi kwamba control objective ya utafiti kuhusu electric three-wheelers si kitu kilekile na physical vehicle model-validation platform.

Kwa nini loading conditions ni muhimu?

Katika chanzo, gari limechunguzwa katika hali za kerb, driver-only na GVW kwa mass distributions tofauti. Kwa sababu katika three-wheelers nafasi ya abiria au mzigo inaweza kubadilisha center-of-gravity height na front/rear axle load distribution, roll behavior ni nyeti kwa loading condition.

Single lane change results katika Jedwali 5–6 zinatoa steering, lateral acceleration, slip, roll na yaw values kwa speeds za 30, 40, 45 na 50 km/h katika laden/unladen conditions tofauti. Kwa kuwa kuna baadhi ya numeric writing/format issues ndani ya source table, suspicious cells hazijajengwa upya kwa kukisia na Verianla.

Majaribio yalirudiwaje?

Katika physical test methodology, speed regions mbili zilifafanuliwa:

• Phase I — ≤28 km/h: small speed increments ili kunasa linear vehicle behavior.
• Phase II — >28 km/h: higher speeds ili kuchunguza roll saturation na stability limits.

Imeelezwa kwamba kila maneuver ilirudiwa mara tatu kwa ajili ya reliability.

Single na double lane change tests

Figure 17 na 18 kwenye ukurasa 18 zinaonyesha single na double lane change routes zilizowekwa kwenye real test track kwa dimensioned diagram na photograph. Gari lilipimwa kwenye courses hizi kwa transient steering, yaw rate, lateral acceleration na lateral load transfer.

Grafu kwenye kurasa 20–22 zinaonyesha kwamba lateral acceleration, roll angle, steering angle na yaw rate curves kutoka repetitions tofauti zinafuata shapes za jumla zinazofanana. Repetitions hizi zinaonyesha kwamba test haikutegemea driving record moja tu.

Ulinganisho wa simulation–experiment

Figure 22 na 23 zinaweka juu ya nyingine ADAMS results na measured steering angle na yaw rate signals katika 30 km/h loaded single lane change condition. Curves zinanasa basic peaks na sign changes katika maeneo ya muda yanayofanana; hata hivyo, hasa katika yaw response kuna amplitude na phase differences.

Watafiti wanachukulia correlation hii ya jumla kama ushahidi kwamba modeli inawakilisha real-vehicle behavior katika kiwango kinachofaa. Hata hivyo, kutokulingana kabisa kwa graphs kunaonyesha kwamba modeli haizalishi upya kila undani wa physical system moja kwa moja.

Active control architecture

Katika active system, sensor data kwanza hutumwa kwenye signal conditioning circuit na kisha kwa Arduino DUE microcontroller. Microcontroller hutuma commands kwenye left na right motor-driver circuits na kuendesha electromechanical actuators husika.

Hall sensors hufuatilia actuator position/speed feedback, huku current sensors zikifuatilia electrical load. Chanzo kinaeleza kwamba feedback structure hii inaweza kutumiwa kwa:

• active suspension prototyping,
• roll stabilization,
• lateral stability enhancement,
• adaptive current control

.

Mabadiliko ya mienendo yaliyoonekana chini ya active control

Kulingana na ulinganisho wa Figure 30–31, control inapowashwa:

• peak lateral acceleration hupungua,
• roll angle oscillations hupunguzwa,
• yaw rate overshoot na oscillations hupungua,
• lateral velocity huwekwa katika kiwango cha chini zaidi,
• vertical wheel forces hubaki na uwiano bora,
• dangerous unloading ya moja ya wheels hupunguzwa,
• lateral tire forces hujaribiwa kuwekwa ndani ya traction limits.

Quantitative result iliyo wazi zaidi ni kushuka kwa peak lateral acceleration kutoka 5,8 m/s² hadi 3,0 m/s².

Sensor–ECU architecture ya passive control

Figure 32 inaonyesha sensor interface board iliyobuniwa kwa utafiti. Board ina interface structure inayofaa kwa ECU/CAN communication. Katika Figure 33, algorithm:

1. hukusanya road slope, vehicle speed, acceleration, throttle na sensor orientation,
2. huhesabu roll state,
3. hukagua kama roll threshold imezidiwa,
4. ikiwa kuna risk, hutuma command kwa powertrain controller ili kupunguza vehicle acceleration.

Katika Figure 34, new sensor unit inaonyeshwa ikiwa imeunganishwa na existing ECU, powertrain controller, body controller/BMS na telematics ECU.

Logic ya threshold management

Katika passive strategy, ECU hulinganisha real-time lateral acceleration na roll behavior na predefined limits. Figure 35 ya chanzo inaonyesha kwamba hakuna correction katika low-risk region, torque modulation inaweza kuanza threshold ikizidiwa, na regenerative braking region inaweza kufikiwa katika higher risk.

Figure hii haipatani kikamilifu na sentensi ya chanzo kwamba “hakuna active intervention katika passive system”; graph na maandishi yanayofuata yanaonyesha wazi powertrain intervention.

Kwa nini ni muhimu kutenganisha active na passive systems?

Moja ya maelezo muhimu ya kimetodolojia katika conclusions ni kwamba strategies hizi mbili si architecture moja ya control inayofanya kazi pamoja. Active controller huingilia roll/yaw dynamics kupitia physical actuators, huku strategy ya pili ikitegemea sensor- na ECU-based power limiting.

Kwa hiyo si sahihi kusema “active + passive control zilipotumika pamoja, 5,8 m/s² → 3,0 m/s²”. Result ya 5,8 → 3,0 m/s² ni katika muktadha wa active roll-resistance system.

Nguvu za utafiti

• Unaunganisha mathematical vehicle model, multibody ADAMS model na real-track data katika utafiti mmoja.
• Unatumia nonlinear Pacejka tire model kwa high-slip conditions.
• Katika model validation, steering, yaw, roll, lateral acceleration na wheel loads zinachunguzwa badala ya metric moja tu.
• Real-vehicle tests zinajumuisha maneuvers tofauti kama single/double lane change na constant-radius cornering.
• Active control haikuachwa katika software block diagram pekee, bali ilihamishwa kwenye physical Arduino DUE-based control setup.
• Separate lower-cost sensor–ECU based control approach pia ilichunguzwa.
• Conclusions zinaeleza wazi kwamba active na passive strategies ni independent.

Vikwazo vikuu vya kimetodolojia na vya ndani ya chanzo

12-DOF counting ambiguity: Kuna ambiguity inayoonekana kati ya motions zilizoorodheshwa katika Jedwali 1 na ufafanuzi wa “12-DOF” wa utafiti.

Wheel naming ambiguity: Utafiti unaeleza delta architecture kama one-front–two-rear-wheel arrangement, lakini Jedwali 1 linatumia “Front Left, Front Right, Rear Wheel”.

Electric-vehicle–test-vehicle distinction: Ingawa application context ya utafiti ni electric three-wheelers, gari linalotolewa katika model validation ni TVS King 200 cc petrol model.

Maneuver dependence ya critical speed: Takriban 38 km/h katika 30 m CRC simulation na 50,38 km/h katika transient real test hazipaswi kutafsiriwa kama common rollover threshold moja.

Passive-control terminology: Sehemu ya passive system kwanza inasema hakuna intervention, kisha inaeleza kwamba ECU huingilia throttle/power na braking inapohitajika.

Generalization limit: Tests zilifanywa kwa vehicle geometry, tire, loading na dry high-grip track conditions maalumu. Rollover threshold inaweza kubadilika parameters hizi zikibadilika.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la utafiti asilia: Active and Passive Control Strategies for Ride Stability and Handling Enhancement in Three-Wheelers

Waandishi na mpangilio wao: Dumpala Gangi Reddy; Ramarathnam Krishna Kumar.

Mchango sawa/mwandishi wa kwanza sawa: Haijatajwa katika chanzo.

Waandishi wa mawasiliano: Dumpala Gangi Reddy na Ramarathnam Krishna Kumar.

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

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti iliyopitiwa na wataalamu. Utafiti unaunganisha mathematical modeling, multibody simulation, real-track validation, active-control prototype/HIL na separate sensor–ECU based control approach.

Jarida: Vehicles.

Mchapishaji: MDPI.

Juzuu / toleo / namba ya makala: 7 / 4 / 126.

DOI: 10.3390/vehicles7040126

Tarehe ya kuwasilishwa: 21 Agosti 2025.

Tarehe ya marekebisho: 19 Oktoba 2025.

Tarehe ya kukubaliwa: 23 Oktoba 2025.

Tarehe ya kuchapishwa: 30 Oktoba 2025.

Kiungo rasmi cha uchapishaji: https://www.mdpi.com/2624-8921/7/4/126

Kiungo cha DOI: https://doi.org/10.3390/vehicles7040126

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

Ufadhili: Watafiti wameripoti kwamba utafiti haukupokea ufadhili wa nje.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba michango asilia ya utafiti imo ndani ya makala na maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa waandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Imeripotiwa kwamba Dumpala Gangi Reddy anafanya kazi katika TVS Motor Company. Mwandishi mwingine ametangaza kwamba utafiti ulifanywa bila uhusiano unaoweza kusababisha mgongano wa kibiashara au kifedha wa maslahi.

Michango ya waandishi: Mbinu na uthibitishaji — Dumpala Gangi Reddy; utafiti — Dumpala Gangi Reddy na Ramarathnam Krishna Kumar; rasimu ya kwanza — Dumpala Gangi Reddy. Waandishi wote wawili walisoma na kuidhinisha maandishi ya mwisho.

Kikomo cha maudhui ya kisayansi: Vehicle-dynamics equations, Pacejka comparisons, Simulink–ADAMS values, test-track conditions, 38 km/h na 50,38 km/h results, 5,8 na 3,0 m/s² lateral-acceleration values, active/passive control structures na methodological limitations katika makala hii ya Verianla vinategemea utafiti wa chanzo uliochunguzwa pekee. External sources zilitumiwa tu kuthibitisha bibliographic identity na publication status.

Dokezo la chanzo la 12-DOF: Utafiti unaeleza modeli kama 12-DOF. Hata hivyo, Jedwali 1 linaorodhesha 6 DOF kwa body, jumla ya 6 DOF kwa magurudumu matatu, pamoja na 1 DOF ya ziada kwa front steering. Verianla haijasahihisha tofauti hii inayoonekana kwa kukisia.

Dokezo la chanzo la usanifu wa gari: Chanzo kinaeleza delta three-wheeler kama muundo wa gurudumu moja mbele na mawili nyuma; hata hivyo Jedwali 1 lina majina “Front Left Wheel”, “Front Right Wheel” na “Rear Wheel”. Maneno hayo yako hivyo katika chanzo.

Kikomo cha uthibitishaji wa electric vehicle: Ingawa scope ya jumla ya makala na control objective zinajumuisha electric three-wheelers, Jedwali 4 katika real-vehicle validation linaeleza TVS King test vehicle kama 200 cc single-cylinder petrol vehicle. Kwa hiyo physical model validation haipaswi kusimuliwa kana kwamba ilikuwa electric test-vehicle experiment.

Dokezo la chanzo la critical speed: ADAMS CRC simulation ya 30 m constant radius inaripoti roll instability karibu 38 km/h, huku transient real-test description ikitaja wheel lift katika 50,38 km/h. Kauli ya takriban 50 km/h katika conclusions ya chanzo haipaswi kutumiwa kumaanisha kwamba maneuvers hizi mbili tofauti zilifanywa katika conditions zilezile.

Dokezo la chanzo la passive control: Maelezo ya mwanzo ya Section 11 yanasema hakuna active intervention katika passive system, lakini sehemu zinazofuata zinaeleza kwamba ECU inapunguza throttle threshold ikizidiwa, inapunguza acceleration au inaweza kuanza braking. Mgongano huu wa terminolojia haujasahihishwa kimya kimya.

Utenganishaji wa active/passive: Kulingana na conclusions ya utafiti, active na passive strategies zilitengenezwa na kujaribiwa kwa kujitegemea; hazipaswi kutathminiwa kama combined active+passive control architecture.