某多用途乘用車ESC性能道路試驗研究

周永亮 唐勝五 曾智欽

摘 要：ESC系統(tǒng)作為多用途乘用車不可或缺的組成部分，對于提升多用途乘用車的安全系數(shù)具有重要作用。本文以某多用途乘用車為例進行道路試驗，對其ESC系統(tǒng)性能進行分析，希望可以起到一定借鑒意義。

關鍵詞：ESC;性能;乘用車;道路

0 前言

ESC系統(tǒng)即電子穩(wěn)定系統(tǒng)，屬于車輛新型的安全系統(tǒng)組成部分，屬于TCS（牽引力控制系統(tǒng)）、ABS（防抱死制動系統(tǒng)）等功能的延伸，通過該系統(tǒng)的使用可以提升乘用車控制質量，有效提升乘用車在特殊工況下的可轉向性、側向穩(wěn)定性。ESC系統(tǒng)性能參數(shù)包括方向盤轉向角、側向位移、橫擺角速度等。

1 ESC系統(tǒng)特征、結構、原理

（1）ESC系統(tǒng)特征。ESC系統(tǒng)應用于多用途乘用車中可以提升車輛運行狀態(tài)監(jiān)控水平，根據(jù)實際車輛行駛時的需要，調(diào)節(jié)制動力矩與動力系統(tǒng)扭矩，從而達到調(diào)整橫擺力矩的目的，提升車輛安全性能。一般多用途乘用車的ESC系統(tǒng)具有以下特征：1）可避免轉向不足或者轉向過度。乘用車在實際運行中可以通過該系統(tǒng)，對實際車輛行駛情況與駕駛員意愿進行比對評估，通過相應的計算機閉環(huán)控制，對車輛的姿態(tài)進行控制，確保轉向適宜。2）ESC系統(tǒng)可以直接測定乘用車的橫擺角速度，并且根據(jù)測量結果估算出側滑量。3）實現(xiàn)單獨控制制動力矩，利用ESC系統(tǒng)可以在比對駕駛員意愿與實際車輛行駛狀況的基礎上，實現(xiàn)對乘用車的任意一個制動力矩（車輪）進行控制，促進車輛橫擺力矩產(chǎn)生，提升車輛穩(wěn)定性[1]。

（2）ESC系統(tǒng)結構。ESC系統(tǒng)結構具體組成部分包括傳感器、執(zhí)行器、ECU（控制單元）三部分。其中傳感器部分包括輪速傳感器（4個）、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、方向盤轉角傳感器、主缸壓力傳感器，主要負責將乘用車行駛過程中相關系統(tǒng)運行情況采集并傳送給ECU。ECU負責車輛狀態(tài)控制，對制動系統(tǒng)及動力系統(tǒng)進行控制[2]。

（3）ESC系統(tǒng)原理。ESC系統(tǒng)運行的主要原理為，根據(jù)名義狀態(tài)與實際狀態(tài)的模型對比，調(diào)整發(fā)動機與制動力力矩，改變車輛胎側向與縱向附著力的分配，從而達到橫擺力矩改變的目的。系統(tǒng)對來自各傳感器的相關位置進行分析，判斷駕駛員此時的真正駕駛意圖，從名義上判斷車輛當前運行情況，之后根據(jù)橫向加速度與橫擺角速度相對應的傳感器數(shù)據(jù)分析車輛實際運行狀態(tài)[3]。

2 ESC系統(tǒng)性能道路試驗

（1）多用車及道路試驗設定。選擇某品牌多用途乘用車，車輛的具體參數(shù)如下：ESC系統(tǒng)450、690mm（空載質心位置）、240kPa（輪胎氣壓）、225/55 R17 97V（輪胎型號）、麥弗遜+多連桿式（懸架結構）、200km/h（最大設計車速）、1570mm/1579mm（輪距）、2837mm（軸距）、690kg/1610，920kg（整車整備軸荷及質量）、1030kg/2162，1 105kg（整車最大軸荷及總質量單位）、2（軸數(shù)）。按照GB/T 30677-2014（《輕型汽車電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)性能要求及試驗方法》）對該車輛進行道路試驗。測驗選擇RT3100陀螺儀與SR60駕駛轉向機器人進行測驗。在實驗中首先慢增量轉向測試一共轉向六次，采用線性回歸分析慢增量的A值，控制A值平均值（絕對值）為34.2°，車速控制在80±2km/h進行停滯（正弦）試驗，分別從右左兩個方向進行實驗，從1.5A方向盤幅值以1.5A的方向盤逐漸增加到270°記錄相應的參數(shù)變量。

（2）ESC系統(tǒng)性能道路試驗結果。正弦右向停滯實驗結果，81.20km/h車速，1.5A=51.3°方向盤轉角，-11.33°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;3.0A=102.6°方向盤轉角，-17.78°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;4.5A=153.8°方向盤轉角，-40.81°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;6A=205.2°方向盤轉角，-52.92°/s橫擺角速度峰值，-2.94m側向位移;270°方向盤轉角，-63.59°/s橫擺角速度峰值，3.00m側向位移。

正弦左向停滯實驗結果，81.20km/h車速，1.5A=51.3°方向盤轉角，11.53°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;3.0A=102.6°方向盤轉角，21.11°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;4.5A=153.8°方向盤轉角，40.544°/s橫擺角速度峰值，無側向位移;6A=205.2°方向盤轉角，55.55°/s橫擺角速度峰值，-2.97m側向位移;270°方向盤轉角，61.93°/s橫擺角速度峰值，-3.00m側向位移。

參數(shù)變量測試結果如下圖1。

（3）測試結果分析。經(jīng)過對該多用途乘用車ESC系統(tǒng)性能道路試驗，從右向正弦與左向正弦及圖1可知，該車的最大方向盤270°時，會出現(xiàn)短暫停滯之后橫擺角速度峰值來臨，隨著調(diào)整方向盤的回轉變化，橫擺角速度出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)回歸，需要調(diào)整超調(diào)量十分小，表明該車的穩(wěn)定性比較好，安全性比較高。通過停滯實驗結果，可知該車輛符合高附著路面相應國家標準。

3 結束語

綜上所述，在實際生產(chǎn)中，可以對多用途乘用車ESC性能道路試驗，全面分析其系統(tǒng)的性能，有效提升系統(tǒng)質量，促進多用途乘用車的發(fā)展與改進。相關研究者可以利用道路試驗從ESC系統(tǒng)各性能具體角度出發(fā)，優(yōu)化乘用車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，促進車輛質量提升。

參考文獻：

[1]牛成勇，徐建勛，游國平.國產(chǎn)SUV電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)性能測試研究[J].山東理工大學學報：自然科學版，2019，33（02）：55-59.

[2]孫瓊，王光飛，孫召健.乘用車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)評價方法研究[J].客車技術，2018（04）：32-34.

[3]周忠強，韓松.基于樣本協(xié)方差矩陣最大特征值的低信噪比環(huán)境電網(wǎng)異常狀態(tài)檢測[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2019，047（008）：113-119.

作者簡介：周永亮（1984-），男，湖北宜昌人，本科，研究方向：乘用車整車ESC系統(tǒng)。