汽车稳定性分析及控制策略研究
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3 结束语
汽车稳定性控制是汽车主动安全技术体系的重要内容，是促进 汽车行业可持续发展的必然要求，所以深入开展汽车稳定性控制的 研究具有现实价值。
【参考文献】 [1] 王其东,刘伟,陈无畏,等.基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制[J].汽车工 程,2018,40(01):82-90+106. [2] 张蕾,李燕飞.低附着路面下汽车紧急制动稳定性控制策略[J].天津职业技术师范大 学学报,2017,27(04):1-5+80. [3] 李洁莹.四轮独立驱动电动汽车稳定性仿真研究[J].机电信息,2014(18):151-152. [4] 欧健,程相川,周鑫华,等.基于汽车稳定性控制系统的侧翻控制策略[J].西南交通大学 学报,2014,49(02):283-290.
汽车稳定性控制（ESP）系统主要由轮速传感器、横向加速度 传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、液压控制系统和 发动机管理电子控制单元EUC组成。控制汽车稳定性的关键是控制 汽车车轮的滑移率，而ESP系统的任务正是如此，即各加速度传感 器协同控制汽车运行的稳定性，具体如下：一是通过检测和计算汽 车方向盘转角的信号，可确定操作人员的操作意图；二是通过分析 处理横摆角速度传感器和横向加速度传感器的信号，可确定汽车在 运行中实时工况的改变，然后再分析对比理想参数与实际参数，若 两者的偏差比设定的偏差大，则表明汽车运行失稳且方向失控。为 此，ESP系统的电子控制单元ECU便会输出一个等值的补偿力矩来 恢复汽车的稳定性，且在必要时，亦可通过调节发动机转速来降低 驱动力，从而实现对汽车稳定性的有效控制[4]。
ห้องสมุดไป่ตู้
1 汽车失稳原因
研究发现，汽车轮胎的非线性区间容易出现失稳现象，且随着 车轮侧偏角的不断增大，其侧向力会逐步进入饱和状态。在饱和状 态下，前轴产生的侧滑会使汽车与操作人员预设的轨迹发生偏移， 而后轴产生的侧滑会使汽车发生甩尾等严重事故。
汽车失稳的成因复杂，其中包括以下几点：第一，如果汽车在 行驶中产生转向过度特性，即由汽车纵、侧向加速度引起的轴荷转 移，会使汽车从转向不足向转向过度转变，引起汽车失稳；第二， 如果汽车轮胎在制动或驱动时产生侧向力，便会降低轮胎侧偏刚 度，从而引起前或后轴侧滑失稳；第三，汽车的横摆角速度滞后， 若汽车突变车道，这一滞后现象便会使汽车在转向时产生较大的横 摆力矩，继而使汽车产生较大的质心侧偏角，从而引起汽车失稳； 第四，在汽车行驶中，其轮胎与地面的摩擦系数不尽相同，所以会 改变汽车的运行姿态，同时道路不平、侧向风等对汽车的影响也会 改变其运行状态，引起汽车失稳；第五，操作人员在突发意外时慌 忙操控汽车而使其驶进非线性区，并使汽车产生较大的质心侧偏 角，而使其失去稳定性[2]。
2 汽车稳定性的控制策略
汽车稳定性的控制具有时变性和非线性的特征且十分复杂，其 中汽车稳定性控制的关键是控制轮胎纵、侧向力的分布，而轮胎的 纵、侧向力又受到滑移率、侧偏角和垂直载荷等因素影响。 2.1 汽车制动防抱死系统
在一边运动一边滑移状态下，汽车车轮与地面的附着力远 比抱死状态下车轮与地面的附着力大。所以利用汽车制动防抱死 （ABS）系统既可防 止 汽 车 侧 滑 ， 又 可 最 大 限 度 缩 小 汽 车 的 制 动 距 离 ， 继 而 使 汽 车 的 滑移率降至20%，由此提高了汽车的制动 效果。 2.2 汽车牵引力控制系统
汽车牵引力控制（TCS）系统是一种防滑转控制系统，即利用 轮速传感器信号来对从动轮与驱动轮进行比较分析，若从动轮的转 速比驱动轮小，则对驱动轮的转速进行控制。与ABS系统相比，相 同点是TCS与ABS系统都用制动调节器和转速传感器来调节车轮的
运转状态，但TCS系统对汽车稳定性控制的效果更好。例如，在湿 滑路面上，汽车的驱动轮易在汽车加速时滑转，其中前轮滑转会使 汽车失控并向一侧偏移；后轮滑 转 会 使 汽 车 甩 尾 ， 但 TC S 系 统 可 减 轻 或 避 免 汽 车 在 加 速 时 发 生 滑 转现象，从而使汽车按预定 轨迹行驶[3]。 2.3 汽车稳定性控制系统
作者简介: 邹辉，本科，助理工程师，研究方向为整车底盘动力学。 汪文芳，本科，助理工程师，研究方向为整车底盘动力学。
152
2018.06
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ACADEMIC
学术
制造研究
汽车稳定性分析及控制策略研究
邹辉、汪文芳
（江铃汽车股份有限公司 330200)
摘要：在汽车行进过程中，汽车稳定性是保障汽车安全的重要性能，即指汽车不发生侧翻、侧滑和偏移的性能。本文中笔者首先分析汽车失稳的原因，然后再进一步 提出有效的控制策略[1]。 关键词：汽车；失稳原因；稳定性控制 中图分类号：U462 文献标示码： A
汽车稳定性控制是汽车主动安全技术体系的重要内容，是促进 汽车行业可持续发展的必然要求，所以深入开展汽车稳定性控制的 研究具有现实价值。
【参考文献】 [1] 王其东,刘伟,陈无畏,等.基于路面识别的汽车稳定系统滑模控制[J].汽车工 程,2018,40(01):82-90+106. [2] 张蕾,李燕飞.低附着路面下汽车紧急制动稳定性控制策略[J].天津职业技术师范大 学学报,2017,27(04):1-5+80. [3] 李洁莹.四轮独立驱动电动汽车稳定性仿真研究[J].机电信息,2014(18):151-152. [4] 欧健,程相川,周鑫华,等.基于汽车稳定性控制系统的侧翻控制策略[J].西南交通大学 学报,2014,49(02):283-290.
汽车稳定性控制（ESP）系统主要由轮速传感器、横向加速度 传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、液压控制系统和 发动机管理电子控制单元EUC组成。控制汽车稳定性的关键是控制 汽车车轮的滑移率，而ESP系统的任务正是如此，即各加速度传感 器协同控制汽车运行的稳定性，具体如下：一是通过检测和计算汽 车方向盘转角的信号，可确定操作人员的操作意图；二是通过分析 处理横摆角速度传感器和横向加速度传感器的信号，可确定汽车在 运行中实时工况的改变，然后再分析对比理想参数与实际参数，若 两者的偏差比设定的偏差大，则表明汽车运行失稳且方向失控。为 此，ESP系统的电子控制单元ECU便会输出一个等值的补偿力矩来 恢复汽车的稳定性，且在必要时，亦可通过调节发动机转速来降低 驱动力，从而实现对汽车稳定性的有效控制[4]。
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1 汽车失稳原因
研究发现，汽车轮胎的非线性区间容易出现失稳现象，且随着 车轮侧偏角的不断增大，其侧向力会逐步进入饱和状态。在饱和状 态下，前轴产生的侧滑会使汽车与操作人员预设的轨迹发生偏移， 而后轴产生的侧滑会使汽车发生甩尾等严重事故。
汽车失稳的成因复杂，其中包括以下几点：第一，如果汽车在 行驶中产生转向过度特性，即由汽车纵、侧向加速度引起的轴荷转 移，会使汽车从转向不足向转向过度转变，引起汽车失稳；第二， 如果汽车轮胎在制动或驱动时产生侧向力，便会降低轮胎侧偏刚 度，从而引起前或后轴侧滑失稳；第三，汽车的横摆角速度滞后， 若汽车突变车道，这一滞后现象便会使汽车在转向时产生较大的横 摆力矩，继而使汽车产生较大的质心侧偏角，从而引起汽车失稳； 第四，在汽车行驶中，其轮胎与地面的摩擦系数不尽相同，所以会 改变汽车的运行姿态，同时道路不平、侧向风等对汽车的影响也会 改变其运行状态，引起汽车失稳；第五，操作人员在突发意外时慌 忙操控汽车而使其驶进非线性区，并使汽车产生较大的质心侧偏 角，而使其失去稳定性[2]。
2 汽车稳定性的控制策略
汽车稳定性的控制具有时变性和非线性的特征且十分复杂，其 中汽车稳定性控制的关键是控制轮胎纵、侧向力的分布，而轮胎的 纵、侧向力又受到滑移率、侧偏角和垂直载荷等因素影响。 2.1 汽车制动防抱死系统
在一边运动一边滑移状态下，汽车车轮与地面的附着力远 比抱死状态下车轮与地面的附着力大。所以利用汽车制动防抱死 （ABS）系统既可防 止 汽 车 侧 滑 ， 又 可 最 大 限 度 缩 小 汽 车 的 制 动 距 离 ， 继 而 使 汽 车 的 滑移率降至20%，由此提高了汽车的制动 效果。 2.2 汽车牵引力控制系统
汽车牵引力控制（TCS）系统是一种防滑转控制系统，即利用 轮速传感器信号来对从动轮与驱动轮进行比较分析，若从动轮的转 速比驱动轮小，则对驱动轮的转速进行控制。与ABS系统相比，相 同点是TCS与ABS系统都用制动调节器和转速传感器来调节车轮的
运转状态，但TCS系统对汽车稳定性控制的效果更好。例如，在湿 滑路面上，汽车的驱动轮易在汽车加速时滑转，其中前轮滑转会使 汽车失控并向一侧偏移；后轮滑 转 会 使 汽 车 甩 尾 ， 但 TC S 系 统 可 减 轻 或 避 免 汽 车 在 加 速 时 发 生 滑 转现象，从而使汽车按预定 轨迹行驶[3]。 2.3 汽车稳定性控制系统
作者简介: 邹辉，本科，助理工程师，研究方向为整车底盘动力学。 汪文芳，本科，助理工程师，研究方向为整车底盘动力学。
152
2018.06
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ACADEMIC
学术
制造研究
汽车稳定性分析及控制策略研究
邹辉、汪文芳
（江铃汽车股份有限公司 330200)
摘要：在汽车行进过程中，汽车稳定性是保障汽车安全的重要性能，即指汽车不发生侧翻、侧滑和偏移的性能。本文中笔者首先分析汽车失稳的原因，然后再进一步 提出有效的控制策略[1]。 关键词：汽车；失稳原因；稳定性控制 中图分类号：U462 文献标示码： A