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

前言

ESC系統即電子穩定系統，屬于車輛新型的安全系統組成部分，屬于TCS（牽引力控制系統）、ABS（防抱死制動系統）等功能的延伸，通過該系統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、側向穩定性。ESC系統性能參數包括方向盤轉向角、側向位移、橫擺角速度等。

一、ESC系統特征、結構、原理

1.1 ESC系統特征

ESC系統應用于多用途乘用車中可以提升車輛運行狀態監控水平，根據實際車輛行駛時的需要，調節制動力矩與動力系統扭矩，從而達到調整橫擺力矩的目的，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，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控制，對車輛的姿態進行控制，確保轉向適宜。（2）ESC系統可以直接測定乘用車的橫擺角速度，并且根據測量結果估算出側滑量。（3）實現單獨控制制動力矩，利用ESC系統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生，提升車輛穩定性[1]。（4）在乘用車行駛全程發揮相應的控制作用，ESC系統可以在乘用車制動、加速、滑行時發揮作用，倒車除外。（5）ESC功能可以在TCS、ABS等功能工作時同步運行控制。

1.2 ESC系統結構

ESC系統結構具體組成部分包括傳感器、執行器、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運行情況采集并傳送給ECU。ECU負責車輛狀態控制，對制動系統及動力系統進行控制[2]。執行器一般由制動器、管路、真空助力器、調節器（液壓）組成，屬于重要的傳統制動系統，通過該部分與ECU聯動可以有效控制各車輪制動力。

1.3 ESC系統原理

ESC系統運行的主要原理為，根據名義狀態與實際狀態的模型對比，調整發動機與制動力力矩，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。系統對來自各傳感器（主缸壓力、方向盤轉角、輪速）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，之后根據橫向加速度與橫擺角速度相對應的傳感器數據分析車輛實際運行狀態[3]。

二、ESC系統性能道路試驗

2.1多用車及道路試驗設定

選擇某品牌多用途乘用車，車輛的具體參數如下：ESC系統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）。按照GB/T 30677-2014（《輕型汽車電子穩定性控制系統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°記錄相應的參數變量。

2.2 ESC系統性能道路試驗結果

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。

參數變量測試結果如下圖1。

2.3測試結果分析

經過對該多用途乘用車ESC系統性能道路試驗，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，會出現短暫停滯之后橫擺角速度峰值來臨，隨著調整方向盤的回轉變化，橫擺角速度出現穩態回歸，需要調整超調量十分小，表明該車的穩定性比較好，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。

結束語

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

參考文獻

[1]牛成勇， 徐建勛， 游國平. 國產SUV電子穩定控制系統性能測試研究[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. 乘用車電子穩定控制系統評價方法研究[J]. 客車技術， 2018（4）：32-34.