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ESC系統(tǒng)車輛穩(wěn)定性因數(shù)的在線估計(jì)

電子穩(wěn)定控制（ESC）已成為乘用車的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，因?yàn)槠淠軌蛴行У販p少交通事故的發(fā)生率。目前，ESC已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于商用車。比較了ESC對(duì)目標(biāo)車輛行為與實(shí)際車輛行為。目標(biāo)行為通過(guò)駕駛員的操作而進(jìn)行分析，車輛的實(shí)際行為則根據(jù)機(jī)載傳感器進(jìn)行檢測(cè)。目標(biāo)車輛行為通過(guò)代表車輛轉(zhuǎn)向特性（不足轉(zhuǎn)向、中性轉(zhuǎn)向和過(guò)度轉(zhuǎn)向）的初始轉(zhuǎn)向參數(shù)（如車輛穩(wěn)定系數(shù)Ks）進(jìn)行分析。Ks的變化取決于車輛的載荷工況（如車輛的質(zhì)量和質(zhì)心位置），商用車的Ks變化很大。

分析了Ks誤差對(duì)ESC性能的影響，并建立了Ks的在線估計(jì)方法。ESC包括對(duì)過(guò)度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向的制約功能。當(dāng)預(yù)設(shè)的Ks值與實(shí)際值不符時(shí)，ESC中的一個(gè)功能將被激活，而其它功能很難激活。為了彌補(bǔ)Ks誤差，使用估計(jì)值的直方圖算法。為了提高算法的估計(jì)精度，當(dāng)車輛實(shí)際行為與輪胎達(dá)到摩擦極限時(shí)車輛行為之間沒(méi)有差別時(shí)，可以消除不確定的估計(jì)值。

研究了初始轉(zhuǎn)向特性隨有效載荷加載位置的變化規(guī)律，以及輕型載貨車初始轉(zhuǎn)向特性與ESC控制閾值之間的相對(duì)關(guān)系（圖1）。當(dāng)載荷位置靠近前輪軸（即正向加載狀態(tài)），初始轉(zhuǎn)向特性趨向于不足轉(zhuǎn)向，ESC的不足限制控制被激活。相反，當(dāng)載荷位置在后輪軸（即反向加載狀態(tài)），初始轉(zhuǎn)向特性趨于過(guò)度轉(zhuǎn)向，ESC的過(guò)度限制控制被激活。轉(zhuǎn)向特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)Ks值需要通過(guò)激活ESC對(duì)特定車輛行為的反應(yīng)來(lái)進(jìn)行估計(jì)。

為了限制ESC激活狀態(tài)隨有效載荷位置而發(fā)生變化，開(kāi)發(fā)了車輛Ks值在線估計(jì)方法。Ks值通過(guò)車載傳感器信號(hào)進(jìn)行估計(jì)。當(dāng)車輛實(shí)際行為與輪胎達(dá)到摩擦極限時(shí)車輛行為之間差別減小時(shí)，Ks值估計(jì)精度不足。為了提高估計(jì)精度，Ks的估計(jì)值將被記錄，通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)直方圖對(duì)估計(jì)的正確性進(jìn)行評(píng)估，從而能夠確保最終Ks估計(jì)值的高度確定性。Ks估計(jì)方法的有效性可通過(guò)整車試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

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

編譯：王維