同济大学熊璐教授团队：多轴车辆防侧翻控制发展现状综述丨JME封面文章

引用论文

熊璐, 吕宗宇, 韩伟, 施矞馨, 冷搏, 周泉. 多轴车辆防侧翻控制发展现状综述[J]. 机械工程学报, 2026, 62(10): 231-252.

XIONG Lu, Lü Zongyu, HAN Wei, SHI Yuxin, LENG Bo, ZHOU Quan. Review of Advances in Anti-rollover Control for Multi-axle Vehicles[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2026, 62(10): 231-252.

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多轴车辆作为服务国家战略需求的关键装备，是大件货物道路运输体系的重要保障与必备支撑。其轴数多、车身长、重心高、惯量大，在复杂道路或紧急转向工况下面临较高的侧翻风险，一旦发生事故将造成严重人员伤亡和巨大经济损失，已成为制约大件货物运输安全与效率的关键瓶颈。对此，同济大学熊璐教授团队围绕多轴车辆防侧翻控制，对现有研究进行系统梳理，聚焦多轴车辆动力学建模、车辆侧翻风险评估方法、车辆防侧翻控制策略三个层面，分析多轴车辆模型复杂性问题及其等效建模方法之间的内在联系，探讨侧翻风险评估指标对模型精度的高度依赖所带来的关键挑战，以及揭示多轴车辆防侧翻控制与多执行器协调在控制分层和约束耦合等方面的共性问题。在此基础上，讨论该领域当前的发展趋势并提出了未来研究方向，为多轴车辆主动安全控制技术的进一步研究与工程应用提供参考 。本文作为《机械工程学报》2026年第10期的封面文章发表，期望相关工作为研究提供参考。

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研究背景

多轴车辆作为服务国家战略需求的重要运输装备，是大件货物道路运输体系的重要保障和关键支撑。由于其具有轴数多、车身长、整车质量大、重心高以及惯量大的结构特点，在高速行驶、复杂道路以及紧急转向等极限工况下容易产生较大的横向载荷转移和侧倾运动，导致侧翻风险增加。一旦发生侧翻事故，将造成严重人员伤亡和巨大经济损失，已成为制约大件货物运输安全性与高效运行的重要瓶颈。针对多轴车辆复杂结构特征及高安全需求，近年来国内外学者围绕防侧翻控制技术开展了大量研究。本文围绕多轴车辆防侧翻控制领域，对现有研究成果进行系统梳理，重点从动力学建模、侧翻风险评估以及防侧翻控制策略三个方面展开分析，旨在揭示动力学建模、风险评估与协同控制之间的内在联系，为提升多轴车辆复杂工况下的安全性和智能化控制水平提供理论依据。

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亮点或创新点

(1) 拓展了车辆稳定性控制研究范围，针对传统车辆动力学研究主要面向乘用车和轻型车辆的问题，将研究对象扩展至多轴、高重心、大载荷等复杂运输车辆，系统总结了多轴车辆在结构特点、动力学响应及稳定控制需求方面的特殊性，丰富了车辆主动安全控制领域的研究体系；

(2) 构建了多轴车辆防侧翻控制技术分析框架，围绕动力学建模、侧翻风险评估和防侧翻控制策略三个关键层面，系统梳理了现有研究方法及发展趋势，深入分析了不同模型复杂度、风险判据准确性以及控制策略适用范围之间的关联，为多轴车辆主动安全控制研究提供了系统化参考；

(3) 面向车辆电动化、智能化发展趋势，分析了分布式电驱动和角模块等新型底盘技术对多轴车辆控制能力提升的重要作用。通过各轮驱动力矩和转向角的独立调节，可实现多执行器协同优化，进一步突破传统控制方法限制，拓宽车辆稳定运行边界，提高复杂工况下的安全性与可靠性。

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实验方法

本文属于综述性论文，主要从动力学建模、风险评估方法以及控制策略三个方面展开，讨论了该领域当前的发展趋势并提出了未来研究方向，为多轴车辆主动安全控制技术的进一步研究与工程应用提供参考。

面对多轴车辆自由度多、多维强非线性耦合、重载工况参数时变等核心挑战，本文从高精度的仿真模型、强实时的控制模型和降高维的等效模型三个方面对多轴车辆动力学模型展开阐述。

图1 三轴车辆稳态低速转弯等效轴距示意图

为了车辆行驶过程中及时提醒驾驶员采取纠正操作，避免因侧倾失稳导致事故，本文按照特征将侧翻风险评估方法分为基于状态、基于能量和基于预测三大类。

表1 车辆侧翻风险评估方法

随着分布式电驱动技术的广泛应用和先进控制技术的发展，多轴车辆的系统架构逐渐从单执行器可控向多执行器协同演进，为车辆防侧翻系统的主动控制提供了新的技术路径，本文按照执行器参与情况对防侧翻控制研究进行综述。

图2 不同执行器参与情况下车辆防侧翻控制示意图

在车辆防侧翻控制方法层面，本文按参与执行器种类分为两大类：单执行器作动和多执行器协同，分别展开阐述。

表2 车辆防侧翻控制方法

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结论

本文系统综述了多轴车辆防侧翻控制领域的发展现状，重点总结了动力学建模、侧翻风险评估以及防侧翻控制三个方面的研究成果。未来研究需要进一步发展数据驱动与机理融合的高保真动力学模型，构建兼顾实时性和鲁棒性的侧翻风险预测方法，并结合分布式电驱动、线控转向和主动悬架技术，实现多执行器协同控制。通过“建模-评估-控制-分配”的一体化框架，可进一步提升多轴车辆复杂环境下的主动安全水平。

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团队研究方向

面向汽车具身智能发展需求，课题组围绕线控底盘与执行器、车辆动力学与控制、多模态感知与自主智能、测评方法与验证工具链等方向开展研究。团队现有教授3名、副教授3名、助理教授2名、博士后及科研人员3名，其中国家级人才3名，上海市级人才5名，现有在读硕博士生80余名。近五年来，团队牵头国家自然科学基金杰出青年基金、重点项目、优秀青年基金、国家重点研发计划项目、重点研发计划政府间国际合作项目、省部级以上科研项目及相关领域横向项目近40项，与行业众多知名企业，如上汽、华为、比亚迪等，以及Momenta、博世、舍弗勒等龙头自动驾驶和零部件公司保持长期合作。团队获国家级、省部级科技奖励一等奖3项，科研经费充足，研究生生源质量优秀，可为有志于从事智能汽车研究的青年人才提供良好的科研发展平台。

作者及团队介绍

熊璐，同济大学长聘特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，中国汽车工程学会会士；现任同济大学汽车与能源学院院长、新能源汽车工程中心主任。长期从事汽车底盘控制、分布式驱动电动汽车动力学控制、智能驾驶相关科研工作，主持获得中国汽车工业技术发明一等奖、上海市科技进步一等奖。指导学生多次获得全国互联网+大赛金奖、挑战杯一等奖、全国“创青春”创新创业大赛金奖等国家级创新奖励。担任国际汽车工程师学会（SAE）智能与网联学术技术委员会主席、中国汽车工程学会汽车智能交通分会主任委员、中国汽车工程学会智能底盘分会副主任委员、中国汽车工程学会动力学分会副主任委员、全国汽车标准化技术委员会车辆动力学分技术委员会副主任委员等兼职。

韩伟，工学博士，入选中国科协“青年人才托举工程”，现任同济大学汽车与能源学院助理教授、中国大学生无人驾驶方程式车队指导教师。主要从事车辆动力学与控制、智能汽车路面感知与运动控制领域研究，主持了国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划子课题，获得中国汽车工程学会优秀博士论文奖。担任中国科协“AI赋能智能车辆动力学控制”青年科学家沙龙学术秘书、中国汽车工程学会博士生论坛“汽车线控底盘控制”分会场联合主席与学术秘书、SAE汽车智能与网联技术国际会议“智能底盘线控技术”分论坛主席、Vehicles期刊客座编委等职务。

吕宗宇，同济大学博士研究生，主要研究方向为车辆动力学与控制。

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近两年团队发表文章

[1] 熊璐,韩寅锋,冷搏,等.考虑系统不确定性的分布式驱动电动汽车纵向动力学研究[J].机械工程学报,2026,62(8):246-258.

[2] 熊璐,胡旭歌,吕浩然,等.面向车辆运动控制的路面不平度识别综述[J].机械工程学报,2026,62(8):139-156.

[3] 熊璐, 冷搏, 章新杰, 等. 汽车线控底盘技术现状与发展建议[J]. 前瞻科技, 2025, 4(2): 99-114.

[4] Leng B, Han W, Solmaz S, et al. Modeling, analysis and control on vehicle lateral dynamics with chassis heterogeneous actuators[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2025, 38(1): 187.

[5] Han W, Zhao X, Yu Y, et al. Sensorless control of brake-by-wire systems via a novel layer-by-layer progressive control methodology[J]. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 2026,12(4): 6543-6555.

[6] Zhou S Z, HAN W, XIONG L. Road-adaptive reinforcement learning for safe active suspension control[J]. Applied Soft Computing, 2026, 203, 116023.

[7] Han W, Zhou Q, Xiong L. A hierarchical motion control framework for reference trajectory tracking of autonomous vehicles considering decoupling vehicle kinematics and dynamics[J]. IEEE Transactions on Transportation Electrification, 2025,11(4): 9359-9370.

责任编辑：杜蔚杰

责任校对：张 强

审 核：张 彤

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