基于硬件在环仿真平台的ABS和ESC系统性能研究

基于硬件在环仿真平台的ABS和ESC系统性能研究

美国国家公路交通安全管理局研究了基于硬件在环仿真平台的重型汽车防抱死制动系统（ABS）和电子稳定控制（ESC）系统对汽车安全性能的影响。

在该研究中，利用商业化软件TruckSim中对事故场景进行了重建，事故涉及到的数据取自案卷号为2002-078-004的一起与混凝土墙碰撞的交通事故。发生碰撞事故的汽车为装载大型钢管的2001款福莱纳FLD 120 CBE汽车列车。从记录的轮胎制动痕迹，确定3条碰撞发生前驾驶员期望的行驶路线。仿真时，对这3条路线分别进行了模拟。由于汽车安全性能的评估高度依赖于驾驶员的操作，因而仿真平台采用的驾驶员模型利用了两种不同的路径跟踪算法，并对这两种算法分别进行了模拟。建立的硬件在环仿真平台利用软件表示汽车的动态特性，而制动特性则由硬件表示。同时，将测量得到的制动压力反馈到TruckSim中，形成闭环控制。整个硬件在环仿真平台的主机采用DS1006处理器板，采用奔迪克斯公司（Bendix）生产的EC-60控制器。EC-60控制器除能实现ABS和ESC系统控制，还能实现自动牵引力控制、橫摆角速度控制和侧倾稳定性控制。表示制动特性的硬件对应于5条车轴共包含10个制动室，均采用鼓式制动器。通过dSPACE实时仿真系统对硬件进行完全控制，并允许用户在运行时改变仿真参数。传递到dSPACE中的制动压力在软件环境下将被转换为制动转矩。仿真时，设定汽车的行驶速度为72.4km/h、转向半径为68m，分别仿真上述两种路径跟踪算法和3条预期行驶路线不采用ABS和ESC、仅采用ABS、采用ABS和ESC的18种情况，记录汽车失控前所允许的最大行驶速度。仿真结果显示，仅采用ABS能保证汽车制动情况下较为稳定的车速，在某些情况下加入ESC系统能够进一步增强车辆稳定。建立的硬件在环仿真平台能够有效测试各种先进的汽车安全技术（如正面碰撞预警、碰撞紧急制动等），该仿真平台将在未来的汽车安全性研究中得到广泛的应用。

Sughosh J.Rao et al.SAE

2015-01-2835.

编译：王祥