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1、专题:工程技术研究世界科技研究与发展2005年2月汽车动力学控制系统3研究进展博士李亮教授宋健(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084)摘要:汽车动力学控制系统(VDC)是采用电子控制技术提高汽车主动安全性能的重要研究成果,是当前汽车动力学的主要的研究领域。通过对这一核心技术的研究,系统总结了VDC研究的关键问题:系统建模、控制策略、控制算法、控制器的开发研究、故障保护等,并提出了这一领域进一步研究的方向。关键词:动力学控制系统防抱死系统牵引力控制系统控制策略控制算法控制器TheProgressofVehicleDynamicsContro
2、lSystemPh.DLILiangProfessorSONGJian(DepartmentofAutomotiveEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract:Thevehicledynamicscontrolsystemisanimportantresearchproduction,andisthemainresearchfieldoftheelectriccontrolofthevehicle.Bycollection,classificationandstudyoftheachievem
3、entsonVDCresearchanditsproducts,thesystemmodeling,controlstrategy,controlarithmetic,thecontrollerdevelopment,malfunctionanditssafeguards,performancesevaluationontheVDCaresummarized.AndtheperspectiveoftheVDCstudyisalsodiscussed.Keywords:vehicledynamicscontrol,anti2lockbrakesystem(A
4、BS),tractioncontrolsystem(TCS),controlstrategy,controlarithmetic,controller研究前沿。不同的研发机构对其命名不同,Bosch公司称之为汽车动力学控制(VDC),或汽车电子稳1汽车动力学控制的发展简介定程序(ESP);丰田公司称之汽车稳定性控制系统1.1概述(VSC)、汽车稳定性辅助系统(VSA),汽车电子稳定汽车动力学控制系统是汽车动力学及其电控的控制系统(ESC);宝马公司称之汽车动力学稳定控3基金项目:国家自然基金项目(50175057)资助。第10页Vol.27No.1www.
5、globesci.com2005年2月世界科技研究与发展专题:工程技术研究制(DSC);也有文献中称之为集成汽车动力学控制过多转向。VDC系统通过控制汽车的运动姿态,能系统(IVD)。这些技术大目标是相同的,仅在设计够提高汽车在各种状况下的稳定性和操纵性:控制[1,2]目标,控制策略,追求的性能上稍稍有些不同。所有的关键的侧向动力学运动状态,获得最大安全为了能够从整车动力学角度对汽车进行自动控性能;在驾驶员因为惊恐造成激转下时,主动控制转制,汽车动力学控制经过了从制动防抱死系统向程度,提高汽车的稳定性;提高汽车在各种工况下(ABS)到汽车牵引力控制系统(T
6、CS),然后发展到的稳定性和驱动性能;通过在物理参数限制范围之动力学稳定性控制(VDC)的发展历程,逐渐实现了内操稳性的提高,使得普通的驾驶员能集中精力于能够在各种工况下提高汽车的动力学性能———全交通状况;同ABS/ASR相比,提高了转向能力和稳[12]部、部分制动,滑移,驱动,发动机反拖,换档以及从定性。换档到反拖的瞬态过程,通过控制四个车轮的横向和纵向力的分布和幅度控制任何路况下汽车动力学[3]运动模式,因此大大提高了汽车主动安全特性。统计分析知:汽车动力学控制系统(VDC)能够降低[4]50%的交通事故。欧洲事故调查中心对欧洲五国近五年交通事故进行
7、了调查统计,结果表明:VDC能够对18%的交通伤害事故,34%的致命的图1ABS(TCS),VDC控制范围示意图[5]交通事故产生一定的有利作用。图2所示为Bosch的VDC系统的控制模块简1.2ABS与TCS图。可见,VDC系统集成ABS和TCS,增加汽车横汽车稳定性的问题分为两种:一是汽车固有的摆角速度传感器,转向盘转角传感器,侧向加速度传不稳定性,二是在突发状况下驾驶人员的误操作。[13]感器组成一个控制系统。其它公司的VDC系统良好的汽车动力学控制系统能够对这些误操作具有[14,15]基本上都遵循这样的控制策略。[6,7]识别能力,提供正确的控制。
8、ABS是最先出现的汽车主动安全控制系统,它通过电控单元控制电磁阀的
