ESC系统车辆稳定性因数的在线估计



ESC系统车辆稳定性因数的在线估计

电子稳定控制（ESC）已成为乘用车的标准技术，因为其能够有效地减少交通事故的发生率。目前，ESC已经开始应用于商用车。比较了ESC对目标车辆行为与实际车辆行为。目标行为通过驾驶员的操作而进行分析，车辆的实际行为则根据机载传感器进行检测。目标车辆行为通过代表车辆转向特性（不足转向、中性转向和过度转向）的初始转向参数（如车辆稳定系数Ks）进行分析。Ks的变化取决于车辆的载荷工况（如车辆的质量和质心位置），商用车的Ks变化很大。

分析了Ks误差对ESC性能的影响，并建立了Ks的在线估计方法。ESC包括对过度转向和不足转向的制约功能。当预设的Ks值与实际值不符时，ESC中的一个功能将被激活，而其它功能很难激活。为了弥补Ks误差，使用估计值的直方图算法。为了提高算法的估计精度，当车辆实际行为与轮胎达到摩擦极限时车辆行为之间没有差别时，可以消除不确定的估计值。

研究了初始转向特性随有效载荷加载位置的变化规律，以及轻型载货车初始转向特性与ESC控制阈值之间的相对关系（图1）。当载荷位置靠近前轮轴（即正向加载状态），初始转向特性趋向于不足转向，ESC的不足限制控制被激活。相反，当载荷位置在后轮轴（即反向加载状态），初始转向特性趋于过度转向，ESC的过度限制控制被激活。转向特性的评价指标Ks值需要通过激活ESC对特定车辆行为的反应来进行估计。

为了限制ESC激活状态随有效载荷位置而发生变化，开发了车辆Ks值在线估计方法。Ks值通过车载传感器信号进行估计。当车辆实际行为与轮胎达到摩擦极限时车辆行为之间差别减小时，Ks值估计精度不足。为了提高估计精度，Ks的估计值将被记录，通过产生一个直方图对估计的正确性进行评估，从而能够确保最终Ks估计值的高度确定性。Ks估计方法的有效性可通过整车试验进行验证。

Chihiro Nitta et al. SAE 2013-01-0690.

编译：王维