車輛ABS/EBD/DYC/ESP控制技術(shù)研究綜述

樊鑫虎，石揚帆，王博文，孟海，孫敏男，加璽

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

前言

車輛實際運行期間，穩(wěn)定性控制十分關(guān)鍵，直接影響到車輛的運行安全，車輛的ABS/EBD/DYC/ESP有效控制技術(shù)，便可實現(xiàn)對車輛運行穩(wěn)定性有效把控。因而，綜合分析車輛的ABS/EBD/DYC/ESP有效控制技術(shù)，為研究整車安全控制系統(tǒng)提供一定的基礎(chǔ)，有著一定的現(xiàn)實意義和價值。

1 技術(shù)原理闡述

在一定程度上 ABS技術(shù)作用即為避免制動期間車輪抱死，借助車輪狀態(tài)有效判定，根據(jù)制動力有效調(diào)節(jié)車輪內(nèi)部制動裝置；EBD技術(shù)，以ABS硬件為基礎(chǔ)，著重考量到制動期間載荷前移，為實現(xiàn)地面部分制動力有效利用，前輪抱死之前后輪先抱死，它屬于ABS系統(tǒng)程序升級版；DYC技術(shù)，它以ABS硬件為基礎(chǔ)，新增傳感裝置，實現(xiàn)對車輛穩(wěn)定運行情況實時判斷，經(jīng)對車輛實際運行期間穩(wěn)定性情況有效判斷，對車輪部分主動施加一定制動力所產(chǎn)生附加的橫擺力矩，確保車輛維持橫向穩(wěn)定狀態(tài)[1]；ESP，它屬于ABS/EBD/DYC集成化技術(shù)，借助CAN總線有效糾正車輛驅(qū)動、轉(zhuǎn)彎、制動期間轉(zhuǎn)向特性，處于極限失穩(wěn)運行狀態(tài)下橫向穩(wěn)定地控制車輛，使車輛在極限狀態(tài)下不易造成翻車，保證人員和車輛的安全；ABS技術(shù)比較適合應(yīng)用至車輛的緊急制動情況下，可滿足各項基本應(yīng)用條件；EBD技術(shù)則適宜應(yīng)用在ABS起到作用之前或者輕制動之前；車輛橫向處于不穩(wěn)定情況下，相對比ABS/EBD，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮選定ESP/DYC。總體來說根據(jù)工況不同，選用合適的控制系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。

2 控制技術(shù)

2.1 在控制策略層面

在一定程度上，精準(zhǔn)策略內(nèi)含選定控制變量、應(yīng)用控制方法等。ABS技術(shù)方法成熟度相對較高，它以滑移率、輪加速度、輪速等為基本控制變量；控制方案則包含著門限值、車輛的動力學(xué)基礎(chǔ)模型之下控制理論等相關(guān)控制方法。對于EBD控制，通常以門限值方法為主，借助stateflow狀態(tài)的流程圖來實現(xiàn)，內(nèi)含三種不同方法：第一種方法是結(jié)合前后輪實際滑移率加以控制；第二種是結(jié)合前后輪實際輪速實現(xiàn)有效把控；最后一種是參考著車速，再結(jié)合后輪輪速或者是減速度等實現(xiàn)有效控制；DYC/ESP車輛穩(wěn)定有效控制策略，以分層控制方式為主，借助動力學(xué)的控制層將實際所需求附加力矩算出來，借助控制有效分配層有效轉(zhuǎn)換，確?？蓾M足于執(zhí)行系統(tǒng)實際需求，執(zhí)行層最終實現(xiàn)整體控制。在控制變量上，通常選定質(zhì)心的側(cè)偏角、橫擺的角速度等，質(zhì)心的側(cè)偏角若比較小，則可借助橫擺角實際速度對車輛過度或者不足轉(zhuǎn)向?qū)嵤┯行袛?；質(zhì)心的側(cè)偏角若比較大，則可借助它對車輛過度轉(zhuǎn)向期間質(zhì)心的側(cè)偏角實現(xiàn)有效把控。一般情況下，會把二自由度線性車輛穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向基本特性當(dāng)成是橫擺的角速度，實現(xiàn)對汽車運行穩(wěn)定性理想表征。依照著控制理論，可實現(xiàn)自適應(yīng)、最優(yōu)及一般等控制，逐漸發(fā)展成滑膜變化結(jié)果控制、模糊控制及人工生物有效控制；對于控制測量當(dāng)中輸出量，其可直接為制動力矩或者是制動壓力，還可以考慮到電磁閥基本特性下液壓傳遞專屬機構(gòu)，對所輸出壓力調(diào)節(jié)下脈沖信號實現(xiàn)有效控制。ABS/EBD/DYC/ESP車輛有效控制技術(shù)，通常會受到初始車速、車輛轉(zhuǎn)彎、路面、制動強度、所選定輪胎模型、車輪載荷、制動系非線性基本特性、極限或者特殊情況及其余外部因素等所影響，該部分均屬于控制策略開發(fā)重點難點部分[2]。借助ABS/EBD/DYC/ESP車輛有效控制技術(shù)，可實現(xiàn)對車輛的再生制動及協(xié)調(diào)化控制。

2.2 在關(guān)鍵技術(shù)層面

實現(xiàn)控制策略基礎(chǔ)為車輛、輪胎、路面狀態(tài)相關(guān)參數(shù)關(guān)鍵性技術(shù)。處于特定精度范圍，車輛角速度應(yīng)借助車輪傳感

裝置予以測定計算處理，測量橫擺角速度，應(yīng)當(dāng)借助橫擺傳感裝置可以將車輛橫縱向的加速度測算出來；車輛附著系數(shù)、質(zhì)心的側(cè)實際偏角、最佳的滑移率、速度等，均需采用車輛運動學(xué)或者是動力學(xué)等予以估算出來。車輛的 ABS/EBD/DYC/ESP有效控制技術(shù)，均是以車輛有效制動系統(tǒng)為基礎(chǔ)，但在控制目的及作用層面存在著差異性，若過度與優(yōu)先實施協(xié)調(diào)控制，則具備良好縱向制動功能，車輛可維持穩(wěn)定運行狀態(tài)。車輛垂向、側(cè)向、縱向等動力學(xué)處于相對耦合狀態(tài)，持續(xù)提升車輛性能標(biāo)準(zhǔn)，需著重考慮到車輛各個方向性能集成化控制技術(shù)應(yīng)用至車輛內(nèi)部，兼顧所有性能，將所有控制區(qū)劃定好，集成化各項控制策略。

3 結(jié)語

從總體上來說，ABS/EBD/DYC/ESP均屬于車輛有效控制技術(shù)，各項技術(shù)均是以ABS硬件為基礎(chǔ)，相互配合地進行工作，全方位實現(xiàn)對車輛各項功能有效控制，具體應(yīng)用期間需結(jié)合實際應(yīng)用需求，將有效控制策略予以設(shè)定好，有效利用各項關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)對車輛整體運行的有效控制，為汽車安全行駛提供有力保障。雖然各項控制技術(shù)仍然有較多不足之處，但相信經(jīng)過廣大專業(yè)技術(shù)員及研究者們持續(xù)研究及探討，各項控制技術(shù)專業(yè)水準(zhǔn)均將得到有效提升，實現(xiàn)對車輛更具高效性、可靠性得控制，為車輛行駛安全及效率的提升提供基礎(chǔ)保證。