基于车轮力的车辆稳定技术研究



基于车轮力的车辆稳定技术研究

电子稳定控制（ESC）系统根据车辆上传感器反馈的信息来确定车辆的动态稳定性，通过控制制动和发动机扭矩来抑制侧滑，从而确保车辆转弯时的稳定性。轮胎力、摩擦因数、转向角速度和车轮速度是ESC系统实现车辆状态稳定控制的主要数据。然而，除了车轮速度和转向角，还没有传感器能够直接测量这些基本控制参数，轮胎力通过估计算法计算位于车辆中心传感器采集到的横向加速度和横摆率信号得到。估计算法预测轮胎力大约产生150ms的时间延迟。当车辆以100km/h行驶时，车辆在没有任何控制的条件下行驶约4.2m，这样的车辆不受控制的延迟可能会产生严重的后果。并且，簧载质量的行为特征、横向加速度、横摆率、簧下质量和轮胎力的时间不一致。为了克服传统ESC从横向加速度和偏航率信息计算的时间延迟，需要开发各轮胎力测量技术以缩短ESC的响应时间。

由于ESC系统从直接关系到车辆状态和车身状态信息来预测轮胎力，因此其受到悬架响应延时的影响。下一代ESC系统的研究将直接测量轮胎力并将其应用于ESC。比较并分析了基于车身行为信息横摆率的商用ESC系统和未来将广泛使用的基于受力信息ESC系统，并对其性能进行了分析比较。开发了经过准确性验证的车辆动力学模型，通过车辆操纵稳定性评价方案比较两种控制系统的横摆率和轮胎力的响应时间。此外，对两种控制系统采用简单的算法，通过仿真和测试对其性能进行了评价。常规的ESC系统由于响应时间延迟和获得传感器信息的结构使其有一定的局限性，验证了基于受力信息ESC系统的响应时间和状态稳定性的优势。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2015年第3期

作者：C.H.Jeong et al

编译：杨昆