淺談ESC的標定過程

陳杰，葛飛

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230009）

淺談ESC的標定過程

陳杰，葛飛

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230009）

車身電子穩定系統（ESC）是繼車輛防抱死系統（ABS）和牽引力控制系統(TCS)之后車輛主動安全控制技術方面的一次里程碑式的跨越提升。ESC結構復雜，對整車系統（如制動系統、動力系統）開發相關性要求很高，

需要進行詳細的標定才能使整車發揮最佳的性能。文章主要介紹ESC的標定流程和相關法律法規的探討。

ESC；標定；制動系統；動力系統

前言

車身電子穩定系統（ESC）是繼車輛防抱死系統（ABS）和牽引力控制系統(TCS)之后車輛主動安全控制技術方面的一次里程碑式的跨越提升。ESC系統利用傳感器對車輛的動態狀況和駕駛員指令進行監控，評價車輛實際行駛狀態與駕駛員意圖的誤差，根據評價結果發出調整指令，通過脈沖調整車輪制動力及發動機輸出轉矩對車輛由于轉向過度或轉向不足導致的車輛失控危險工況進行自動干預，對車輛橫擺力矩進行適用調整，使車輛按照駕駛員的意圖行駛，改善車輛的轉向響應性及側向穩定性。歐洲、美國等國家已經要求所有新類型的車輛強制匹配ESC系統，現在國內已經開始推廣ESC。

1 標定流程

完整的 ESC及相關附加功能標定一般需要兩夏一冬約8-12個月的標定周期。

第一個夏季試驗標定，主要進行車輛靜態、動態數據采集及整車建模；

冬季標定，主要進行ABS/ESC/TCS及其它附加功能冰雪路面標定及試驗；

第二個夏季標定，主要進行ABS/ESC/TCS及其它附加功能的高附著路面性能確認及驗證試驗。

2 標定場地要求

對于夏季試驗場，主要是要求可以發揮ESC性能的高附著路面（地面附著系數1.0以上），比如直線性能路（雙車道2km以上）、動態廣場（φ300m）、坡道（3%-40%各種坡度）。

對于冬季試驗場，主要需要測試ESC性能的低附路面、對開對接測試路面。主要有：ABS/TCS對開對接路、坡道、冰面、雪面、冰雪圓、操穩道等。

3 車輛改裝

ESC標定過程中需要采集相關數據，對軟件進行調整，因此首先需要對車輛進行相應的改裝。

3.1 ESC模塊安裝

主要是設計 ESC安裝支架、制動管路接口的改裝、ESC模塊安裝、開發ECU安裝。

3.2 傳感器安裝和校準

主要是壓力傳感器、溫度傳感器、內嵌組合式傳感器的暗轉和校準。

3.3 線束的改裝

主要是電源線、CAN-High、CAN-Low、K-Line、Kill-Switch等線束的安裝和整改。

3.4 測試儀器的安裝

主要是電源盒、CAN BOX、ATi(信號采集設備+模數轉換模塊)、V-Box、踏板力計、陀螺儀（三自由度傳感器：縱向加速度、橫向加速度、偏航率）、Oxford/V-Box III/Datron(ESC側偏角測量）等。

3.5 防護措施

在標定的過程中，容易發生側翻，所以必須設計安裝專用的防側翻支架或防翻滾支架，尤其是質心高的SUV、MPV、卡車等車型。

4 車輛磨合

為了保證標定的準確性，要先對車輛進行磨合，保證車輛處于最佳的設計狀態。

4.1 摩擦片與制動盤的磨合

對車輛進行200次干燥瀝青路面的緩剎制動，主要要求車輛速度從80Km/h減速至50Km/h，制動過程中保持減速度小于0.3g，摩擦片的溫度控制在150℃以內。

4.2 輪胎磨合

對車輛進行20次干燥瀝青路面緊急制動，要求車輛速度從100Km/h減速至0Km/h，摩擦片的溫度控制在150℃以內。

4.3 整車行駛系磨合

整車按照直線、蛇形、變道、環形進行磨合，要求發動機轉速不能超過3500r/min，整車最高車速不超過80Km/h。

5 車輛標定

5.1 ABS標定

ABS標定過程，主要是進行高附著路面標定和低附著路面標定。

高附著路面標定，主要是標定ABS直線制動性能，調整ABS的建壓梯度控制、壓力循環控制、滑移率控制。同時EBD標定主要是調整制動壓力的梯度和ABS進入點、退出點控制。

低附著路面標定，主要是在冰面、雪面、對開、對接路面上，測試ABS路面識別控制、偏航率控制、路面轉換識別控制等。

在ABS標定過程中，摩擦片的溫度控制在100℃以內。整車性能指標主要是制動減速度、制動距離和整車的偏航率。

5.2 ESC和TCS標定

首先，需要建立整車模型。

在車輛穩態情況下，對各種方向盤轉角輸入和車速進行偏航率數據采集，建立車輛穩態模型。

圖1

方向盤瞬態變化輸入情況下，對車輛偏航率數據進行采集，建立車輛動態模型。

圖2

影響車輛模型精度的因數，主要有懸架（包括彈簧剛度、減震器阻尼系數變化對側傾剛度的影響）、輪胎（輪胎材料的軟硬度對車輛瞬態響應的影響）、車輛載荷（輕載總重/軸載變化較大）、其它參數（質心位置、輪距、軸距）。

模型建立后，在各種路面上進行ESC和TCS標定，主要是介入的時機標定和強度標定。

涉及到的路面主要有：干燥瀝青路面、濕瀝青路面、碎石路面、拋光冰面、壓實雪面、對開路面、對接路面、對開坡道、顛簸路、斜坡路等。駕駛員主要進行的操作有：單邊道（90 °、135 °、180 °、270 °）、雙變道（90 °、135°、180 °、270 °）、蛇形、環形（低附冰雪路面）、階躍轉向（90 °、135 °、180 °）、緩慢過彎、斜坡路驗證（高環道路）、ESC+ABS（輕踩制動單變道、輕踩制動雙變道、緊急制動單變道、緊急制動雙變道）、ESC+TCS（全油門加速過彎、半油門加速過彎、全油門加速變道、半油門加速變道）。

在標定過程中，ESC監控的整車性能指標是最大側偏角和側偏角速率；TCS監控的性能指標主要是加速度、偏航率、反應時間。

6 法規介紹

世界各大整車測評機構普遍采用正弦停滯試驗方法對ESC進行符合性測試。評價指標主要包括側向穩定性和轉向機動性兩個方面。

側向穩定性評價指標：

車輛橫擺角速度在正弦停滯轉向輸入完成后的1秒鐘時刻，不能超過方向盤轉角換向后的第一個橫擺角速度峰值的35%；

圖3

車輛橫擺角速度在正弦停滯轉向輸入后的1.75秒時刻，不能超過方向盤轉角換向后的第一個橫擺角速度峰值的20%。

轉向機動性評價指標：

對于整備質量小于3.5噸的車輛，在轉向開始后的1.07秒時刻車輛重心位置與初始直線路徑的側向位移量不小于1.83米；

對于整備質量大于3.5噸的車輛，側向位移至少應為1.52米。

7 結語

ESC的標定，是基于現有的車型調整相關軟件，使車輛發揮出最佳的ESC性能。本文簡單介紹了ESC的標定過程、標定內容、注意事項等，為后續車型ESC標定開發提供相關參考。

[1] 吉林大學汽車工程系.汽車構造（第 5版）[M].北京:人民交通出版社,2005.

[2] 余志生.汽車理論（第5版）[M].北京:機械工業出版社,2010.

[3] 劉惟信.汽車設計[M].北京:清華大學出版社,2001.

[4] 張鐘光.汽車ESP動力學模型分析及控制系統設計[J].青島大學學報,2003,18（3）:73-76.

[5] 劉光明.汽車電子穩定性程序控制技術[J].公路與汽運,2006,8（4）:10-11.

福特自動駕駛再獲專利 未來車型可自動越野

福特的越野自動駕駛系統使用了大量的陣列傳感器以及車載數據，其中包括攝像頭、雷達、超聲波及高度傳感器、激光雷達、等高線地圖、雨水與道路情況檢測儀等等。首先，系統會研判，進行越野自動駕駛是否安全。如果判定結果為安全，那么系統將會在有乘客在車內的情況下越野；如果系統判定結果為不安全，存在側翻或者其他風險，越野自動駕駛系統會指導乘客先行下車。這是，乘客可以在遠處觀看自動駕駛汽車越野，當然乘客還可以通過“遙控裝置”實現部分手動操作。不管是手動還是無人操作，通過“爬巖”或者“避免離地凈高”等模式，系統將調整汽車各種變量，比如主動制導懸架、車身托架、差速器以及個別輪胎位置，來實現無害越過河流或者穿過森林等等。此外，福特還表示，越野自動駕駛將適合各種車型，包括廂式貨車、小貨、出租車還有公交車等等。 （編輯：朱斌 來源：網易汽車）

Discussion on the calibration process of ESC

Chen Jie, Ge Fei
( Anhui Jianghuai Automobile Technology Center, Anhui Hefei 230009 )

Electronic Stability Program(abbr.ESP) is a milestone in automobile technology since antilock brake system and traction control system,The development of ESC was difficult for complicated and relativity brake system and powertrain of vehicle, meticulously matching is required to achieve vehicle beat performance.Process of calibration and relevant laws were discussed in this article.

ESC; calibration; brake system; powertrain

U463.8

A

1671-7988(2017)22-152-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.055

陳杰男，本科，工程師職稱，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心輕型商用車研究院 。主要從事車輛底盤系統開發。

CLC NO.:U463.8

A

1671-7988(2017)22-152-03