某多用途乘用车ESC性能道路试验研究

周永亮 唐胜五 曾智钦

摘要：ESC系统作为多用途乘用车不可或缺的组成部分，对于提升多用途乘用车的安全系数具有重要作用。本文以某多用途乘用车为例进行道路试验，对其ESC系统性能进行分析，希望可以起到一定借鉴意义。

关键词：ESC;性能;乘用车;道路

前言

ESC系统即电子稳定系统，属于车辆新型的安全系统组成部分，属于TCS（牵引力控制系统）、ABS（防抱死制动系统）等功能的延伸，通过该系统的使用可以提升乘用车控制质量，有效提升乘用车在特殊工况下的可转向性、侧向稳定性。ESC系统性能参数包括方向盘转向角、侧向位移、横摆角速度等。

一、ESC系統特征、结构、原理

1.1 ESC系统特征

ESC系统应用于多用途乘用车中可以提升车辆运行状态监控水平，根据实际车辆行驶时的需要，调节制动力矩与动力系统扭矩，从而达到调整横摆力矩的目的，提升车辆安全性能。一般多用途乘用车的ESC系统具有以下特征：（1）可避免转向不足或者转向过度。乘用车在实际运行中可以通过该系统，对实际车辆行驶情况与驾驶员意愿进行比对评估，通过相应的计算机闭环控制，对车辆的姿态进行控制，确保转向适宜。（2）ESC系统可以直接测定乘用车的横摆角速度，并且根据测量结果估算出侧滑量。（3）实现单独控制制动力矩，利用ESC系统可以在比对驾驶员意愿与实际车辆行驶状况的基础上，实现对乘用车的任意一个制动力矩（车轮）进行控制，促进车辆横摆力矩产生，提升车辆稳定性[1]。（4）在乘用车行驶全程发挥相应的控制作用，ESC系统可以在乘用车制动、加速、滑行时发挥作用，倒车除外。（5）ESC功能可以在TCS、ABS等功能工作时同步运行控制。

1.2 ESC系统结构

ESC系统结构具体组成部分包括传感器、执行器、ECU（控制单元）三部分。其中传感器部分包括轮速传感器（4个）、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、方向盘转角传感器、主缸压力传感器，主要负责将乘用车行驶过程中相关系统运行情况采集并传送给ECU。ECU负责车辆状态控制，对制动系统及动力系统进行控制[2]。执行器一般由制动器、管路、真空助力器、调节器（液压）组成，属于重要的传统制动系统，通过该部分与ECU联动可以有效控制各车轮制动力。

1.3 ESC系统原理

ESC系统运行的主要原理为，根据名义状态与实际状态的模型对比，调整发动机与制动力力矩，改变车辆胎侧向与纵向附着力的分配，从而达到横摆力矩改变的目的。系统对来自各传感器（主缸压力、方向盘转角、轮速）的相关位置进行分析，判断驾驶员此时的真正驾驶意图，从名义上判断车辆当前运行情况，之后根据横向加速度与横摆角速度相对应的传感器数据分析车辆实际运行状态[3]。

二、ESC系统性能道路试验

2.1多用车及道路试验设定

选择某品牌多用途乘用车，车辆的具体参数如下：ESC系统450、690mm（空载质心位置）、240kPa（轮胎气压）、225/55 R17 97V（轮胎型号）、麦弗逊+多连杆式（悬架结构）、200km/h（最大设计车速）、1570mm/1579mm（轮距）、2837mm（轴距）、690kg/1610，920kg（整车整备轴荷及质量）、1030kg/2162，1 105kg（整车最大轴荷及总质量单位）、2（轴数）。按照GB/T 30677-2014（《轻型汽车电子稳定性控制系统性能要求及试验方法》）对该车辆进行道路试验。测验选择RT3100陀螺仪与SR60驾驶转向机器人进行测验。在实验中首先慢增量转向测试一共转向六次，采用线性回归分析慢增量的A值，控制A值平均值（绝对值）为34.2°，车速控制在80±2km/h进行停滞（正弦）试验，分别从右左两个方向进行实验，从1.5A方向盘幅值以1.5A的方向盘逐渐增加到270°记录相应的参数变量。

2.2 ESC系统性能道路试验结果

正弦右向停滞实验结果，81.20km/h车速，1.5A=51.3°方向盘转角，-11.33°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;3.0A=102.6°方向盘转角，-17.78°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;4.5A=153.8°方向盘转角，-40.81°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;6A=205.2°方向盘转角，-52.92°/s横摆角速度峰值，-2.94m侧向位移;270°方向盘转角，-63.59°/s横摆角速度峰值，3.00m侧向位移。

正弦左向停滞实验结果，81.20km/h车速，1.5A=51.3°方向盘转角，11.53°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;3.0A=102.6°方向盘转角，21.11°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;4.5A=153.8°方向盘转角，40.544°/s横摆角速度峰值，无侧向位移;6A=205.2°方向盘转角，55.55°/s横摆角速度峰值，-2.97m侧向位移;270°方向盘转角，61.93°/s横摆角速度峰值，-3.00m侧向位移。

参数变量测试结果如下图1。

2.3测试结果分析

经过对该多用途乘用车ESC系统性能道路试验，从右向正弦与左向正弦及图1可知，该车的最大方向盘270°时，会出现短暂停滞之后横摆角速度峰值来临，随着调整方向盘的回转变化，横摆角速度出现稳态回归，需要调整超调量十分小，表明该车的稳定性比较好，安全性比较高。通过停滞实验结果，可知该车辆符合高附着路面相应国家标准。

结束语

综上所述，在实际生产中，可以对多用途乘用车ESC性能道路试验，全面分析其系统的性能，有效提升系统质量，促进多用途乘用车的发展与改进。相关研究者可以利用道路试验从ESC系统各性能具体角度出发，优化乘用车稳定性控制系统，促进车辆质量提升。

参考文献

[1]牛成勇， 徐建勋， 游国平. 国产SUV电子稳定控制系统性能测试研究[J]. 山东理工大学学报：自然科学版， 2019， 33（02）：55-59.

[2]孙琼， 王光飞， 孙召健. 乘用车电子稳定控制系统评价方法研究[J]. 客车技术， 2018（4）：32-34.