汽车稳定性分析及对策研究

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汽车稳定性分析及控制策略研究

汽车稳定性分析及控制策略研究
3 结束语
汽车稳定性控制是汽车主动安全技术体系的重要内容,是促进 汽车行业可持续发展的必然要求,所以深入开展汽车稳定性控制的 研究具有现实价值。
【参考文献】 [1] 王其东,刘伟,陈无畏,等.基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制[J].汽车工 程,2018,40(01):82-90+106. [2] 张蕾,李燕飞.低附着路面下汽车紧急制动稳定性控制策略[J].天津职业技术师范大 学学报,2017,27(04):1-5+80. [3] 李洁莹.四轮独立驱动电动汽车稳定性仿真研究[J].机电信息,2014(18):151-152. [4] 欧健,程相川,周鑫华,等.基于汽车稳定性控制系统的侧翻控制策略[J].西南交通大学 学报,2014,49(02):283-290.
汽车稳定性控制(ESP)系统主要由轮速传感器、横向加速度 传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、液压控制系统和 发动机管理电子控制单元EUC组成。控制汽车稳定性的关键是控制 汽车车轮的滑移率,而ESP系统的任务正是如此,即各加速度传感 器协同控制汽车运行的稳定性,具体如下:一是通过检测和计算汽 车方向盘转角的信号,可确定操作人员的操作意图;二是通过分析 处理横摆角速度传感器和横向加速度传感器的信号,可确定汽车在 运行中实时工况的改变,然后再分析对比理想参数与实际参数,若 两者的偏差比设定的偏差大,则表明汽车运行失稳且方向失控。为 此,ESP系统的电子控制单元ECU便会输出一个等值的补偿力矩来 恢复汽车的稳定性,且在必要时,亦可通过调节发动机转速来降低 驱动力,从而实现对汽车稳定性的有效控制[4]。
ห้องสมุดไป่ตู้
1 汽车失稳原因
研究发现,汽车轮胎的非线性区间容易出现失稳现象,且随着 车轮侧偏角的不断增大,其侧向力会逐步进入饱和状态。在饱和状 态下,前轴产生的侧滑会使汽车与操作人员预设的轨迹发生偏移, 而后轴产生的侧滑会使汽车发生甩尾等严重事故。

汽车稳定性分析及对策研究

汽车稳定性分析及对策研究

汽车稳定性分析及对策研究随着汽车工业的不断发展,车辆的设计、制造和性能都得到了极大的提升,然而在实际驾驶过程中,车辆稳定性依然是一个十分重要的问题。

汽车稳定性不仅关乎车辆安全性,也直接影响了驾驶者的驾驶体验。

对汽车的稳定性分析和对策研究具有重要意义。

一、汽车稳定性分析1.1 车辆稳定性的定义车辆稳定性是指车辆在行驶中保持直线行驶或在转弯、避障等特殊场景下保持稳定的能力。

一个稳定的车辆能够更好地保持横向、纵向和转向的稳定性,提高了车辆的操控性和安全性。

1.2 影响车辆稳定性的因素车辆稳定性受到诸多因素的影响,包括悬挂系统、操控系统、车辆质量、车辆速度等。

其中最主要的因素包括横向稳定性和纵向稳定性。

横向稳定性是指车辆在转弯、避障等横向运动时的稳定性,主要受悬挂系统、车辆重心、轮胎性能等因素影响。

而纵向稳定性是指车辆在加速、制动等纵向运动时的稳定性,主要受制动系统、悬挂系统、车辆重心等因素影响。

1.3 车辆稳定性测试为了评估车辆的稳定性,工程师们设计了一系列的测试项目来检验车辆在各种运动情况下的性能。

比如在横向稳定性测试中,会进行转向稳定性测试、侧倾角测试、悬挂系统性能测试等;在纵向稳定性测试中,会进行加速稳定性测试、制动稳定性测试等。

只有通过这些测试项目,才能够全面评估车辆的稳定性能力。

二、汽车稳定性对策研究2.1 悬挂系统优化悬挂系统是影响车辆稳定性最重要的部件之一,因此优化悬挂系统对于提升车辆稳定性至关重要。

通过采用新材料、新工艺、新设计,可以提高悬挂系统的刚性和稳定性,从而减小车身的横摇、纵摇等现象,提高车辆的稳定性。

2.2 轮胎性能提升轮胎是车辆与地面接触的唯一部件,其性能直接影响车辆的操控性和安全性。

因此改善轮胎的性能,是提升车辆稳定性的有效途径。

可以通过采用新材料、新结构、新制造工艺等手段来提升轮胎的抓地力、耐磨性等性能,从而提高车辆在横向和纵向运动中的稳定性。

2.3 电子稳定控制系统随着电子技术的不断进步,车辆的稳定性控制系统也得到了极大的提升。

汽车稳定性分析及对策研究

汽车稳定性分析及对策研究

汽车稳定性分析及对策研究随着汽车的普及和使用,对汽车的安全性也越来越重视。

其中,汽车的稳定性是影响行车安全的重要因素之一。

本文对汽车稳定性进行分析,并提出对应的对策。

一、汽车稳定性的概念汽车稳定性是指汽车行驶时在受到外部干扰或自身动力下产生的各种变化时,汽车保持姿态的能力。

这包括侧翻、翻滚、偏移等变化。

稳定性好的汽车能够更好地保护驾车人员和乘客的安全。

1.结构因素:汽车的结构对于稳定性具有很大的影响,例如底盘结构、重心高度、车身结构等。

2.悬挂系统:悬挂系统对于汽车的稳定性也有很大的影响,主要包括悬挂系统的刚度、阻尼等参数。

3.轮胎:轮胎的负荷、胎压、花纹等都会影响汽车的稳定性。

4.驾驶员:驾驶员技能和行为方式也会影响汽车的稳定性。

1.改进底盘结构:改进底盘结构可以降低车身的重心高度,提升行驶稳定性。

车身稳定性很大程度上受到底盘刚度的影响,因此加强横向连杆和纵向连杆的刚度也会有助于提高汽车稳定性。

2.完善悬挂系统:在悬挂系统设计中应该更多考虑安全因素。

减震器、弹簧、悬挂的偏心距等参数都应该加以考虑。

此外,金属弹簧也比橡胶弹簧更稳定。

3.选择优质轮胎:大众文化中有这样的观念,更宽、更低的轮胎一定会更好看。

但殊不知,它们的胎面压力相对高于普通轮胎,增加了车辆翻滚的概率。

因此优质的轮胎不一定要更宽更低,最重要的是能负载和承受汽车额定的重量和速度。

4.驾驶员技能:驾驶员的技能对于汽车行驶的安全起着至关重要的作用。

因此,要提高驾驶员的技能和安全意识,增强其对信号的识别和反应能力,掌握正确的驾驶技能,如急刹车、急转弯等。

四、结语汽车的稳定性是保障人员安全的重要因素。

本文围绕汽车稳定性的定义、影响因素和对策等方面进行探讨,以帮助读者更好地理解汽车稳定性的重要性,提高对车辆行驶安全的认知。

车载测试中的车辆稳定性分析

车载测试中的车辆稳定性分析

车载测试中的车辆稳定性分析在汽车工业中,车载测试是评估和研究车辆性能、安全性和可靠性的重要手段之一。

在车载测试中,车辆稳定性是一个关键指标,它体现了车辆在各种驾驶条件下的操控稳定性和安全性能。

本文将分析车载测试中的车辆稳定性问题,从不同角度探讨车辆稳定性的影响因素和测试方法。

一、车辆稳定性的影响因素1. 车身结构:车身结构是车辆稳定性的基础,决定了车辆的刚性和抗扭能力。

车身结构设计合理与否对车辆的操控性和稳定性有着重要影响。

2. 悬挂系统:悬挂系统是车辆悬挂部件的总称,包括减震器、弹簧、悬挂臂等。

合理设计的悬挂系统能够提供良好的悬挂效果和路面适应性,提高车辆的操控性和驾驶舒适性。

3. 制动系统:制动系统对车辆的稳定性影响很大。

制动力的平衡性和响应速度决定了车辆在紧急制动时的稳定性和安全性。

4. 动力系统:动力系统是车辆稳定性的重要组成部分,引擎输出的动力大小和变化对车辆的操控性和稳定性有着重要影响。

二、车载测试中的车辆稳定性分析方法1. 滚转试验:滚转试验是评估车辆横向稳定性的一种常用方法。

通过在特定条件下对车辆进行急转弯等操控性试验,观察和记录车辆的横向加速度、侧倾角等数据,并对其进行分析和评估。

2. 转向稳定性试验:转向稳定性试验是评估车辆转向性能的一种方法。

通过对车辆进行直线行驶和转弯时的转向响应、转向力矩等测试,评估车辆的转向稳定性和操控性能。

3. 制动稳定性试验:制动稳定性试验是评估车辆制动性能的一种方法。

通过对车辆进行不同速度下的制动测试,观察和记录车辆的制动距离、制动力平衡等数据,评估车辆的制动稳定性和安全性能。

4. 路面适应性试验:路面适应性试验是评估车辆悬挂系统和底盘的一种方法。

通过对车辆在不同路面条件下的行驶测试,观察和记录车辆的悬挂运动、车身姿态等数据,评估车辆的悬挂系统和底盘的性能和稳定性。

三、车辆稳定性优化措施1. 车身结构优化:通过使用轻量化材料、提高车身刚性、优化车身设计等措施,改善车辆的抗扭能力和刚性,提高整体稳定性。

车辆稳定性研究报告

车辆稳定性研究报告

车辆稳定性研究报告一、引言随着汽车工业的飞速发展,车辆稳定性对于行车安全的重要性日益凸显。

据统计,我国每年因车辆稳定性问题导致的交通事故数量居高不下,给人民生命财产安全带来严重威胁。

因此,研究车辆稳定性对于预防交通事故、提高行车安全具有重要意义。

本报告以车辆稳定性为研究对象,旨在探讨影响车辆稳定性的因素,分析现有技术的优缺点,并提出改进措施。

本研究问题的提出主要基于以下背景:一方面,车辆稳定性问题涉及多个因素,如车辆结构、驾驶行为、道路条件等,这些因素相互交织,增加了研究难度;另一方面,随着新能源汽车、智能网联汽车的推广,车辆稳定性问题愈发复杂。

因此,有必要对车辆稳定性进行深入研究。

研究目的与假设:1. 分析影响车辆稳定性的主要因素,提出相应的评价指标;2. 对比现有车辆稳定性控制技术的优缺点,探讨技术发展趋势;3. 基于研究结果,提出改进车辆稳定性的措施,并通过实验验证其有效性;4. 假设通过优化车辆稳定性控制策略,可以有效降低交通事故发生率。

研究范围与限制:1. 研究对象为乘用车,不考虑其他类型车辆;2. 研究主要针对车辆在直线行驶和转弯过程中的稳定性问题;3. 本报告所涉及的数据、实验和结论均基于国内实际情况。

本报告将系统、详细地呈现研究过程、发现、分析及结论,以期为提高我国车辆稳定性及行车安全提供参考。

二、文献综述国内外学者在车辆稳定性领域已进行了大量研究,形成了丰富的理论框架和研究成果。

早期研究主要关注车辆动力学模型建立,如阿克曼转向几何原理、车辆侧向力分配等。

随着控制理论的发展,研究者开始探讨车辆稳定性控制策略,如PID控制、滑模控制等。

在理论框架方面,研究者提出了基于车辆动力学模型的稳定性评价指标,如侧向加速度、横摆角速度等。

同时,针对不同行驶工况,如直线行驶、转弯、制动等,研究者也提出了相应的稳定性控制方法。

主要研究发现如下:1. 车辆稳定性受多因素影响,包括车辆结构、驾驶行为、道路条件等;2. 稳定性控制技术能有效提高车辆行驶安全性,降低交通事故发生率;3. 不同的稳定性控制策略具有不同的优缺点,如PID控制简单易实现,但参数调节困难;滑模控制鲁棒性强,但存在抖振问题。

车载测试中的车辆稳定性评估与改进

车载测试中的车辆稳定性评估与改进

车载测试中的车辆稳定性评估与改进随着汽车技术的不断发展,车载测试成为了评估车辆性能和安全性的重要手段之一。

在车辆的设计与制造阶段,对车辆的稳定性进行准确评估并进行改进,对提高车辆的安全性和性能至关重要。

本文将探讨车载测试中的车辆稳定性评估与改进方法。

一、车辆稳定性评估方法1. 动力学测试动力学测试是车载测试中最常用的评估车辆稳定性的方法之一。

其中包括加速测试、制动测试、转向测试等。

通过这些测试,可以评估车辆在不同驾驶条件下的稳定性表现,如加速度、制动距离、转向响应等指标。

同时,还可获得车辆动态特性曲线,从而全面了解车辆在不同工况下的行驶性能。

2. 路况模拟测试路况模拟测试能够模拟车辆在实际行驶中所遇到的不同路况,如平稳路面、凹凸不平的路面等。

通过此种测试方法,可以评估车辆在各种复杂路况下的稳定性能。

同时,还可评估底盘悬挂系统以及车身结构等关键部件在不同路况下的可靠性和稳定性。

3. 人工干预测试人工干预测试是一种将驾驶员主观行为引入车辆稳定性评估的方法。

通过引导驾驶员按照特定的测试要求进行驾驶操作,可以评估车辆在不同人工干预情况下的稳定性。

此方法可以模拟实际驾驶中的不同驾驶习惯和行为,全面评估车辆的操控性和稳定性。

二、车辆稳定性改进方法1. 悬挂系统优化车辆的悬挂系统是保证车辆稳定性的重要组成部分。

通过对悬挂系统的结构和参数进行优化,可以提高车辆的稳定性。

例如,采用多连杆悬挂系统可以增加车辆的稳定性和操控性能,减少车辆在转弯和高速行驶中的侧倾。

2. 制动系统改进制动系统在车辆的稳定性和安全性中起着关键作用。

通过改进制动系统的结构和性能,可以提高车辆的制动能力,减少制动距离,从而增强车辆的稳定性。

例如,采用更先进的刹车片和刹车盘材料,可以提高制动效果和耐磨性。

3. 车身结构升级车身结构的刚度和强度对车辆稳定性有着重要影响。

通过升级车身结构材料和加强关键连接点,可以增加车身的刚性和强度,提高车辆的整体稳定性。

汽车稳定实验报告总结(3篇)

汽车稳定实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着我国经济的快速发展和汽车产业的日益壮大,汽车在人们生活中的地位越来越重要。

然而,汽车在行驶过程中,受到各种因素的影响,如路面状况、车辆性能等,可能导致车辆出现不稳定现象,给驾驶者和乘客带来安全隐患。

为了提高汽车的安全性能,降低交通事故的发生率,汽车稳定性实验成为汽车研发和检测的重要环节。

本实验旨在通过对汽车稳定性进行测试和分析,为汽车设计和改进提供理论依据。

二、实验目的1. 了解汽车稳定性实验的基本原理和方法;2. 掌握汽车稳定性测试设备的使用技巧;3. 分析汽车稳定性测试结果,为汽车设计和改进提供参考;4. 培养实验者的实际操作能力和数据分析能力。

三、实验内容1. 实验设备:汽车稳定性测试台、测速仪、转向角传感器、测力计、数据采集器等;2. 实验方法:采用实车实验和仿真实验相结合的方式,对汽车稳定性进行测试和分析;3. 实验步骤:(1)搭建实验平台,将汽车稳定性测试台、测速仪、转向角传感器、测力计等设备安装到位;(2)调整实验参数,如车速、转向角等,使实验条件符合测试要求;(3)进行实车实验,记录实验数据;(4)将实验数据输入计算机,进行数据处理和分析;(5)根据实验结果,对汽车稳定性进行评价和改进。

四、实验结果与分析1. 实验结果:(1)稳定性因数:通过实验,计算出汽车的稳定性因数,判断汽车在行驶过程中的稳定性;(2)特征车速:根据实验数据,确定汽车在特定路面条件下的特征车速;(3)稳态横摆角速度:分析汽车在转向过程中的横摆角速度,评估汽车的操纵稳定性;(4)侧向加速度:测量汽车在侧向力作用下的加速度,判断汽车在侧向力作用下的稳定性。

2. 分析与讨论:(1)稳定性因数与特征车速:稳定性因数越高,汽车在行驶过程中的稳定性越好;特征车速越高,汽车在高速行驶时的稳定性越差。

因此,在汽车设计和改进过程中,应注重提高稳定性因数,降低特征车速;(2)稳态横摆角速度:稳态横摆角速度越小,汽车在转向过程中的稳定性越好。

汽车底盘稳定性分析与优化研究

汽车底盘稳定性分析与优化研究

汽车底盘稳定性分析与优化研究第一章引言随着汽车技术的快速发展,汽车底盘稳定性问题越来越受到关注。

汽车底盘作为汽车的重要组成部分,影响着整车的性能和安全。

底盘稳定性是指汽车在行驶过程中能够始终保持稳定的状态,不会出现侧倾、过弯失控、打滑等危险行为。

如何提高汽车底盘稳定性,是当前汽车工程界面临的一个重要课题。

本文将从以下几方面进行探讨:首先,介绍汽车底盘的基本构成和功能;其次,分析影响汽车底盘稳定性的因素;最后,提出优化方案,探讨如何提高汽车底盘稳定性。

第二章汽车底盘的基本构成和功能汽车底盘是指汽车的底部结构,由车身、车桥、悬挂系统、制动系统、转向系统、轮胎和轮毂等组成,是汽车的重要组成部分。

汽车底盘的主要功能包括支撑和转向。

1.支撑功能汽车底盘的支撑功能是指汽车在行驶和静止时,能够承受车身和乘员的重量,同时能够减少汽车在路面行驶时受到的冲击和震动。

支撑功能主要由底盘的车身、车轮和悬挂系统来实现。

2.转向功能汽车底盘的转向功能是指汽车在行驶过程中能够准确地转向,实现左右转弯、掉头、超车等动作。

转向功能主要由底盘的转向系统和轮胎来实现。

第三章影响汽车底盘稳定性的因素汽车底盘稳定性是一个复杂的系统工程,受到多种因素的影响。

下面将对影响汽车底盘稳定性的因素进行简要分析。

1.车身结构汽车的车身结构直接影响到汽车底盘的稳定性。

车身结构越稳定,汽车在高速行驶时的侧倾和颠簸就越小,从而提高了底盘稳定性。

因此,在汽车底盘稳定性设计中,要合理设计车身的支撑结构,以提高汽车的刚性和稳定性。

2.悬挂系统结构悬挂系统是汽车底盘中的重要组成部分,能够减少汽车在行驶过程中的震动和颠簸。

悬挂系统结构的合理性和调整能直接影响汽车的稳定性。

在设计悬挂系统时,要注重提高其刚度和稳定性,同时要综合考虑其阻尼特性和弹性特性,以提高汽车在过弯和颠簸路段的稳定性和舒适性。

3.车速和路面条件车速和路面条件是影响汽车底盘稳定性的两个重要因素。

汽车在高速行驶时,惯性力和空气阻力会对底盘产生较大的影响,从而影响其稳定性。

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研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断
中国设备工程 2018.02 (上)
近年来,随着社会经济的发展和科学技术的进步,汽车工业和道路建设质量都有了很大程度的改善,因此,汽车的运行速度和制动性能等动力学性能都有了很大的提升。

从而使汽车逐渐成为了人们出行过程中使用的普通、快捷、方便的交通工具。

但也应该认识到汽车对人类社会的生命财产所造成的伤害和损失。

本文将重点研究汽车失稳的原因以及汽车稳定性应对策略。

1 汽车失稳原因分析
区分不同转向特性的车辆,如果某一汽车是转向过度特性的汽车,当车度过高,达到一定的限度时,即便其是处于线性区域内也非常可能会出现失去稳定的情况。

而对于转向不足特性的车辆来说,相比转向过度的汽车,在较高的车速时其仍然具有较好的稳定性,从而确保车辆在线性区域内能够得到较好的操控稳定性。

具体来说,在非线性区域内由于侧偏角的增大,轮胎的侧向力会逐渐地趋于饱和,从而导致在非线性区域内车辆失去稳定性的概率较大。

车辆后轴的侧向力达到一定极限时,这时车辆的后轴会出现横向移动,引发车辆甩尾等其他十分严重事故;在车辆前轴侧向力达到一定极限时,前轴就会出现横向运动,从而导致汽车的驾驶方向出现偏差,方向失控。

与此同时,导致车辆失稳的因素还有很多,比如不同路面u 值的摩擦系数,自然界的侧向风,不同的驾驶操纵等。

下面列举了一些致使汽车失稳的一些主要因素。

(1)在驾驶员进行紧急刹车或者突然加速等紧急操纵而致使车辆进入非线性区内,这时质心侧偏角会增大,车辆会失去稳定性,驾驶员不能通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向。

(2)转向不足的汽车在不同的驾驶模式下运行时,车辆的轴荷会因为过度的速度变化而转移,在某些情况
下会导致车辆由转向不足转变为转向过度,车辆也会因此失稳。

(3)由于不同的路面其附着系数u 值是不同的,它对汽车行驶特性影响较大。

另外,自然界等产生的横向力,道路的纵横曲线同样会对汽车的运行产生影响,进而引发质心侧偏角的增大使车辆失稳。

(4)当汽车突然要变更车道时,往往会产生较高的质心侧偏角。

汽车实际的横摆角速度总是滞后于驾驶员对汽车的操作,汽车转向时这种滞后会导致汽车出现相对较高的横摆力矩,在横摆力矩的影响下车辆往往会失去稳定性。

上述主要分析了4条影响汽车稳定性的因素,从上述分析来看,影响车辆稳定性的变量主要包括车辆的横摆角速度和质心的侧偏,在目前国内外的研究中也主要用这两个参数作为理想变量来描述车辆的运行情况。

2 汽车稳定性控制策略分析
汽车稳定性控制技术包括汽车动力学建模、行驶状态观测、失稳控制策略和控制技术产业化。

动力学建模则包括面向控制和面向仿真的建模。

面向仿真的建模通常采用Carsim、ADAMS 等仿真软件建立仿真模型,面向控制的建模可采用两轮、四轮模型。

状态观测通常是指对汽车运行过程中的状态参数的观测,包括对轮缸压力、摩擦系数、轮胎侧向力、纵横向车速等进行的实时观测。

在产业化方面通过不断的探索和研究,在国内汽车的生产线中,稳定性控制技术的产业化在逐步实现。

控制车辆稳定性的策略主要有以下几个方面。

(1)汽车制动防抱死系统(ABS)。

由于车轮在边滚变化状态下与地面的附着力大于车轮处于抱死状态下的附着力,这样不仅可以防止车辆发生侧滑,还可以最大限度缩小制动距离,从而控制车轮的滑移率在20%,制动达到最安全的效果。

汽车稳定性分析及对策研究
杨昌伟,王志荣,冯迪
(长安大学工程机械学院,陕西 西安 710034)
摘要:汽车动力学稳定性是汽车驾驶过程中保持汽车安全的一项十分重要的性能,一直以来都是汽车安全行业研究的热点,其主要是指汽车在行驶过程中不发生侧滑、偏移和侧翻的性能。

因此,深入分析汽车在实际运行工况中发生侧滑、偏移、侧翻等危险状况的内在机理,积极研究解决汽车在运行过程中尤其是极限工况下的稳定性的有效应对策略对汽车驾驶安全是十分重要的。

关键词:汽车动力学;稳定性;汽车安全;控制策略
中图分类号:U461.3 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2018)02(上)-0086-02
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中国设备
工程
Engineer ing hina C P l ant
中国设备工程 2018.02 (上)
(2)汽车牵引力控制系统(TCS)。

牵引力控制系统(TCS,Traction Control System),也叫作循迹控制系统。

TCS 借助轮速传感器的信号来比较驱动轮和从动轮的大小,当驱动轮的速度大于从动轮的轮速时,控制驱动轮转速的一种防滑转控制系统。

TCS 与ABS 的作用模式十分相似,都使用轮速传感器及制动调节器对车轮运转状态进行调节。

TCS 对汽车的稳定性的意义重大,在附着系数较低比如结冰。

湿滑的路面,汽车在加速时驱动轮容易出现滑转现象,后轮滑转会导致汽车甩尾,前轮滑转则会导致汽车方向失控向一侧偏移, TCS 可以在汽车加速时避免或减轻这种现象,使汽车保持预定的行驶轨迹。

(3)汽车稳定性控制系统(ESP)。

汽车稳定性控制系统(ESP,Electronic Stability Program)。

虽然不同的汽车企业对稳定性控制系统的叫法有所不同,但是原理和结构基本相同。

其中比较典型的叫法主要包括:丰田的 Vehicle Stability Control,简称VSC;本田的 Vehicle Stability Assist 简称VSA; Bmw 的 Dynamic Stability Control 简称DSC、奔驰的 Electronic Stability Program 简称ESP;Volvo 的 Dynamic Stability and Traction Control 简称DSTC。

可以说是TCS 系统技术和ABS 系统技术的叠加升级,相对这两项技术来说有了质的飞跃。

车辆稳定控制系统的基本组成包含发动机管理电子控制单元 ECU、液压控制系统、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器、横向加速度传感器、轮速传感器。

严格控制车轮的滑移率,防止车轮因“抱死”而出现车辆方向的不可控是车辆稳定性控制的关键。

因此,ESP 在工作过程中的关键是对轮胎 “抱死”状态,即对车轮滑移率的控制。

在ESP 工作过程中各个加速度传感器协同工作,共同完成汽车运行稳定性的控制,一方面,对方向盘的转角信号的检测与计算可以得出驾驶员的实际操作意图;另一方面,对横向加速度传感器、横摆角速度传感器信号的处理分析可以得到车辆在实际道路上运行时的实时工况变化,将实际参数与理想参数进行分析对比,两者之间的偏差ε大于设定的偏差εmax 时,则得到汽车运行不稳定,失去方向控制的结论。

此时电子控制单元ECU 就会通过偏差ε来输出一个相应大小的补偿力矩,即通过液压调节器重新分配不同车轮制动力的大小,通过两侧车轮制动力的不同产生的新的反向力矩来消除车辆运行产生的横摆力矩,使车辆恢复稳定性。

在必要时,也可以对发动机进行调节,降低驱动力以保持车辆稳定性。

在外界的干扰或者转向等的作用下,当汽车以高速或者在路面附着系数比较小的道路上进行转向等其他紧急驾驶操作时,转向半径R 会变得不稳定,将实际的转向半径(R 1)比预期的转向半径(R 2)小的情况(R 1<R 2)称为过度转向,实际的转向半径(R 1)比预期的转向半径(R 2)大的情况(R 1>R 2)称为不足转
向,当R 1≠R 2时车辆都是失稳的。

车辆稳定控制系统(ESP)具体工作原理如下。

(1)防止车辆后轮打滑的倾向。

当车辆后轮相对于前轮失去抓地力时会发生侧滑。

ECU 使用横摆角速度和横向加速度传感器信号来确定横向加速度和质心偏角值,当这两个值较大时,确定后轮有较大的滑动倾向,这时对车辆的外侧前轮施加一定的制动量形成力平衡力抵抗横摆力矩,并抑制由于过度转向导致的后轮过度侧滑,从而防止车辆旋转或甩尾现象。

同时,施加在车轮上的制动力也降低了车辆的速度,更有利于保持车辆的稳定性。

(2)防止车辆前轮打滑的倾向。

ECU 像(1)中后轮一样,计算车辆的状态以确定是否存在前轮打滑(即转向不足)的趋势。

如果横摆角速度的实际值比理想值小,表示车辆不能根据驾驶员期望的轨迹行驶,并且预期转向半径小于实际的转向半径。

在这种情况下,通过滑动趋势的幅度减小发动机的输出功率,同时制动力被施加到内后轮以减小侧向力以形成相同的力矩以保持车辆处于预定的轨迹,由此抑制前轮打滑。

3 结语
汽车主动安全是汽车安全领域的关键环节。

汽车动力学稳定性的控制在汽车主动安全技术体系中至关重要,是汽车持续安全发展,满足人类社会安全发展需求的基础。

但是,当前单一的汽车稳定性控制技术已经不能满足当前汽车安全技术的需要,行业发展趋势表明,同时将 DSC 技术与自适应巡航控制、防侧翻控制、智能交通系统等技术融合,最大限度的实现安全交通是行业追求的目标,是今后汽车主动安全技术发展的方向。

参考文献:
[1]杨康.汽车电子稳定系统 ESP 控制策略的研究[D].燕山大学硕士学位论文, 2014.
[2]郭孔辉.汽车操纵动力学
[M].长春:吉林科学技术出版社,1991.
[3]周鑫华.基于横摆和侧倾的汽车稳定性及控制策略模型研究[D].重庆理工大学硕士学位论文,2013.。

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