【摘要】汽车转弯制动时,由于左右车轮载荷的变化,经常导致车辆过多转向而丧失方向稳定性,可以通过改进汽车上普遍采用的ABS制动防抱死系统的控制策略来保持车辆在转向制动时的侧向稳定性。通过对传统ABS系统和改进型ABS的详细比较,说明了可在传统的ABS系统的基础上,通过修改控制策略中弯道内、外侧车轮的目标滑移率来实现汽车横向稳定性的控制,使ABS部分代替ESP的作用。
关键词:转弯制动;目标滑移率;改进型ABS;侧向稳定性
0 引言
汽车操纵稳定性,是指在驾驶员不感觉过分紧张、疲劳的条件下,汽车能按照驾驶员通过转向系及转向车轮给定的方向(直线或转弯)行驶;且当受到外界干扰(路不平、侧风、货物或乘客偏载)时,汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的性能。其中,汽车的转向稳定性尤为重要,接下来看看由于汽车急转所引起的交通事故数据。
Audi公司的调查研究表明,随着车速的提高由于车辆急转而引发的交通事故也在急剧增长。时速在80km/h和100 km/h之间的人员伤亡事故有40%与急转有关;而在时速超过160km/h以后,人员伤亡事故与车辆急转的关系将接近100%,这时几乎每一起事故都由急转引起。由于在急转发生时驾驶员将失去对车辆的控制,从而导致发生严重的交通事故。一项对驾驶员转弯时行为进行的统计分析表明,57%的驾驶员在转向之前或转向过程中制动。转向制动时的车轮抱死或者制动力的不均匀必然会使车辆的稳定性下降,从而导致更严重的安全事故发生。假如有一种系统能在车辆急转制动时自动地介入,使驾驶员保持对车辆的控制,将会大大减少发生事故和造成人员伤亡的几率。因此,在传统的ABS上进行改进是一个改善侧向稳定性的好办法。
1 ABS系统与ESP系统的比较
1.1 传统ABS系统对车辆侧向操纵稳定性的控制
传统的ABS制动防抱死系统通过监视车轮抱死的倾向自动地减小、保持、增加制动压力使车轮滑移率保持在最佳滑移率附近,防止车轮抱死,从而提高车辆的操纵稳定性。由车辆附着系数和滑移率曲线可知,当车辆的滑移率在最佳滑移率附近时,其纵向附着系数达到最大,侧向附着系数也有一定值,故在车辆转弯制动时可以提供一定的侧向力来保持一定的车辆的操作稳定性。这是一种通过控制车辆纵向滑移率的方法来间接保证车辆的转向制动时的操纵稳定性的方法,在很多情况下最佳滑移率处的侧向附着力还不足以保持车辆的侧向操纵稳定性。
1.2 ESP系统对车辆侧向稳定性的控制
最为大众熟知的车辆操纵稳定性控制系统就是ESP(Electronic Stability Program),即电子稳定程序,它是以ABS