基于場(chǎng)景的ESC系統(tǒng)冰雪道路試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法研究*

高繼東, 高博麟,2, 謝書港

(1.中國汽車技術(shù)研究中心,天津 300300； 2. 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300300)

基于場(chǎng)景的ESC系統(tǒng)冰雪道路試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法研究*

高繼東1, 高博麟1,2, 謝書港1

(1.中國汽車技術(shù)研究中心,天津 300300； 2. 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300300)

采用基于場(chǎng)景的試驗(yàn)方法，針對(duì)ESC的過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向的干預(yù)能力，在冰雪道路上進(jìn)行了ESC測(cè)試，分別設(shè)置了滑行避障試驗(yàn)、制動(dòng)避障試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)。結(jié)果表明，與滑行避障試驗(yàn)相比，制動(dòng)避障可更有效地測(cè)試車輛ESC系統(tǒng)的性能，同時(shí)更接近于實(shí)際交通駕駛場(chǎng)景；采用質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度跟隨誤差能有效分析ESC的控制效果，可作為車輛ESC系統(tǒng)在低附路面上的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

ESC；基于場(chǎng)景的測(cè)試方法；冰雪道路；避障試驗(yàn)；穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)

前言

汽車是人們普遍使用的交通工具之一，在帶給人們出行便利的同時(shí)，也造成了大量的交通事故。由于電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(electric stability control,ESC)是對(duì)汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展，并在此基礎(chǔ)上,增加了車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí)橫擺角速度傳感器、橫向加速度傳感器和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，通過ECU分別控制前后軸左右車輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，確保車輛行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱性和橫向穩(wěn)定性。由于ESC在減少交通事故方面具有顯著作用，越來越多的汽車制造商已經(jīng)開始將ESC作為車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置。

與此同時(shí)，針對(duì)ESC系統(tǒng)的測(cè)試評(píng)價(jià)方法也在不斷發(fā)展中，尤其是針對(duì)高附路面上的ESC性能測(cè)試方法。2007年頒布的美國FMVSS 126法規(guī)[1]，明確規(guī)定采用在高附路面上的正弦延遲試驗(yàn)來驗(yàn)證車輛ESC系統(tǒng)的干預(yù)性能。ECE R13H中也添加了有關(guān)ESC的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容與FMVSS 126基本保持一致[2]。此外，行業(yè)協(xié)會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)化組織的推薦高附路面試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，如ISO 7401 J-turn試驗(yàn)[3]、ISO 3888變道和避障試驗(yàn)[4]等也都被用來測(cè)試評(píng)價(jià)ESC的控制效果[5]。文獻(xiàn)[6]中采用在高附路面上的Fishhook測(cè)試對(duì)穩(wěn)定性系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。文獻(xiàn)[7]中采取了高附路面上的2/3避障試驗(yàn)對(duì)ESC的控制干預(yù)能力進(jìn)行了測(cè)試評(píng)價(jià)。

相比較而言，關(guān)注低附路面上測(cè)試評(píng)價(jià)方法的研究相對(duì)較少。文獻(xiàn)[8]中在冬季低附路面上進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)和ISO避障作為DSC性能評(píng)價(jià)的兩個(gè)主要工況，并初步給出了部分主客觀評(píng)價(jià)的DSC性能評(píng)價(jià)方法。文獻(xiàn)[9]中則在冬季道路上進(jìn)行了與TCS控制相關(guān)的測(cè)試與評(píng)價(jià)研究，但未涉及ESC系統(tǒng)的測(cè)試評(píng)價(jià)。此外，目前國內(nèi)正在開展的ESC 推薦性標(biāo)準(zhǔn)也對(duì)低附路面上的ESC測(cè)試評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了可行性分析。因此，針對(duì)整車ESC系統(tǒng)在低附路面上的性能，進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)方法研究，對(duì)規(guī)范ESC技術(shù)發(fā)展、促進(jìn)ESC技術(shù)水平的提升，具有重要意義。

另一方面，針對(duì)汽車主動(dòng)安全的測(cè)試方法，通?？梢苑譃閮纱箢怺10]：一類是基于場(chǎng)景的測(cè)試方法；另一類是基于功能的測(cè)試方法?；趫?chǎng)景的測(cè)試方法，其測(cè)試工況設(shè)計(jì)依據(jù)通常來源于實(shí)際道路交通事故數(shù)據(jù)，從大量的數(shù)據(jù)中提取出最接近危險(xiǎn)交通場(chǎng)景的設(shè)計(jì)參數(shù)，來指導(dǎo)測(cè)試工況的設(shè)計(jì)工作。其優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)試工況本身貼近于實(shí)際道路交通事故場(chǎng)景，測(cè)試目的能夠有效提升主動(dòng)安全系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。與之相對(duì)，基于功能的測(cè)試，其工況設(shè)計(jì)依據(jù)來源于主動(dòng)安全系統(tǒng)的子功能設(shè)計(jì)。測(cè)試工況對(duì)系統(tǒng)本身的性能進(jìn)行非常有針對(duì)性的檢驗(yàn)，但卻無法保證測(cè)試工況能夠與實(shí)際道路交通事故場(chǎng)景接近或吻合。

對(duì)避免交通事故的統(tǒng)計(jì)研究顯示[11]，在緊急避障的過程中，低附路面上98%的駕駛員在轉(zhuǎn)向的同時(shí)進(jìn)行了制動(dòng)；高附路面上94%的駕駛員在轉(zhuǎn)向的同時(shí)進(jìn)行了制動(dòng)。由此可見，傳統(tǒng)的等速行駛避障試驗(yàn)很難復(fù)現(xiàn)出真實(shí)道路環(huán)境下駕駛員的實(shí)際操縱動(dòng)作，也很難對(duì)ESC系統(tǒng)在該工況下的控制性能進(jìn)行有效評(píng)價(jià)。因此，針對(duì)ESC的控制功能設(shè)定與實(shí)際交通事故場(chǎng)景相近的制動(dòng)避障測(cè)試工況，更有利于對(duì)ESC的性能評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果也更有針對(duì)性。

因此，針對(duì)以上研究現(xiàn)狀，提出了在低附路面上的制動(dòng)避障測(cè)試評(píng)價(jià)試驗(yàn)，并在冬季試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行了大量的測(cè)試試驗(yàn)研究。分別設(shè)置了壓實(shí)雪地路面上的滑行避障試驗(yàn)和制動(dòng)避障試驗(yàn)，通過對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證提出測(cè)試評(píng)價(jià)方法的有效性。最后，通過穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)對(duì)測(cè)試評(píng)價(jià)方法的工況適應(yīng)性進(jìn)行了驗(yàn)證。試驗(yàn)分析結(jié)果為未來研究ESC的冬季道路的有效測(cè)試評(píng)價(jià)方法，補(bǔ)充完善ESC測(cè)試評(píng)價(jià)體系做好了前期的數(shù)據(jù)積累及試驗(yàn)研究工作。

1 ESC控制功能簡介

為了能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)車輛的危險(xiǎn)行駛狀態(tài)和駕駛員意圖，并做出相應(yīng)的控制響應(yīng)，ESC系統(tǒng)通常需要包括以下幾個(gè)部分的控制模塊：車輛狀態(tài)感知模塊、橫擺力矩分配模塊、車輪滑移控制模塊和輪缸壓力控制模塊等。

圖1 博世ESP的控制模塊結(jié)構(gòu)圖

由于橫擺角速度是描述車輛橫向運(yùn)動(dòng)的重要變量，因此，在ESC系統(tǒng)中，通常會(huì)將名義橫擺角速度作為車輛實(shí)際橫擺角速度的控制目標(biāo)。

然而，如果是車輛在濕滑路面上的轉(zhuǎn)彎工況，僅僅控制車輛的橫擺角速度和側(cè)向加速度是不夠的，還需要考慮車輛質(zhì)心側(cè)偏角的影響。

如圖2所示，圖中最下方曲線代表高附路面上，角階躍輸入車輛的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)；如果在低附路面上，ESC僅控制橫擺角速度跟隨名義橫擺角速度，車輛的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)則會(huì)如圖中最上方曲線所示，質(zhì)心側(cè)偏角過大失去穩(wěn)定性，同時(shí)幾乎完全喪失轉(zhuǎn)向能力；而如果同時(shí)考慮橫擺角速度控制和質(zhì)心側(cè)偏角控制，車輛就能夠在低附路面上較好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向能力，并保證轉(zhuǎn)彎行駛的穩(wěn)定性，如圖中中間曲線軌跡所示。因此，在低附路面上，對(duì)ESC控制效果的測(cè)試評(píng)價(jià)比在高附路面上需要考慮更多的評(píng)價(jià)因素和更有針對(duì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

圖2 低附路面上ESP對(duì)不足轉(zhuǎn)向工況的干預(yù)原理

2 典型ESC冬季試驗(yàn)及分析

為了研究裝備有ESC系統(tǒng)車輛在冬季道路上的有效測(cè)試評(píng)價(jià)方法，開展了冰雪道路上的車輛ESC測(cè)試評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究。采用一臺(tái)裝備有ESC系統(tǒng)的國產(chǎn)轎車，其部分參數(shù)如表1所示。在黑河臥牛湖水庫汽車試驗(yàn)場(chǎng)，先后進(jìn)行了冰雪路面的性能試驗(yàn)，試驗(yàn)包括避障試驗(yàn)和穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)，其中避障試驗(yàn)又包含了滑行避障試驗(yàn)和制動(dòng)避障試驗(yàn)。

試驗(yàn)過程中用到的傳感器和測(cè)量信號(hào)如表2所示，系統(tǒng)采樣頻率為1 000Hz。

表1 試驗(yàn)車輛參數(shù)規(guī)格表

試驗(yàn)場(chǎng)地的路面峰值附著系數(shù)測(cè)量結(jié)果，采用GB 21670—2008《乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》中的“k值法”進(jìn)行測(cè)定，最終測(cè)得壓實(shí)雪面的路面峰值附著系數(shù)約為0.32。

2.1 避障試驗(yàn)

由于ESC系統(tǒng)中的名義橫擺角速度通常是由線性2自由度車輛模型計(jì)算獲得，同時(shí)，ESC系統(tǒng)為了能夠?qū)崟r(shí)獲取車輛的關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如縱向車速、橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角等信息，通常需要建立狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)。在純側(cè)偏轉(zhuǎn)向工況下，ESC系統(tǒng)更容易獲得準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)；然而，由于輪胎物理附著極限的影響，當(dāng)車輛處于制動(dòng)轉(zhuǎn)向或加速轉(zhuǎn)向時(shí)，輪胎將同時(shí)受到地面縱向制動(dòng)力和側(cè)偏力作用，此時(shí)，車輛狀態(tài)觀測(cè)器的對(duì)車輛關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)的獲取就容易出現(xiàn)偏差甚至錯(cuò)誤。

另一方面，實(shí)際車輛行駛過程中，當(dāng)駕駛員遇到前方障礙物時(shí)，往往會(huì)緊急踩下制動(dòng)踏板減速，同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)向避障操作。因此，這種橫縱向聯(lián)合的轉(zhuǎn)向工況更接近于實(shí)際駕駛場(chǎng)景，對(duì)ESC控制性能的測(cè)試評(píng)價(jià)而言，也更具有實(shí)際意義。

因此，分別進(jìn)行了滑行避障和制動(dòng)避障試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析研究，驗(yàn)證制動(dòng)避障試驗(yàn)對(duì)ESC性能測(cè)試評(píng)價(jià)的有效性。

2.1.1 滑行避障試驗(yàn)

在滑行避障工況中，車道寬度為3.75m，駕駛員首先將車輛加速到80km/h，并保持車速，然后松開加速踏板，讓車輛保持自由滑行狀態(tài)，進(jìn)行避障試驗(yàn)，其試驗(yàn)工況如圖3所示，部分試驗(yàn)曲線如圖4所示。

圖3 避障試驗(yàn)工況

圖4 壓實(shí)雪面滑行避障試驗(yàn)

由圖4可見，在第20～25s之間，駕駛員進(jìn)行了避障操作，整個(gè)轉(zhuǎn)向過程中，縱向車速從80km/h下降至65km/h。期間，當(dāng)車輛經(jīng)過第①個(gè)、第②個(gè)和第④個(gè)彎角時(shí)，車輛實(shí)際橫擺角速度超過名義橫擺角速度，如圖4(d)所示，車輛有出現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向趨勢(shì)，ESC系統(tǒng)及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行了干預(yù)動(dòng)作，如圖4(e)所示，對(duì)車身姿態(tài)進(jìn)行了糾正和補(bǔ)償。因此，整個(gè)避障試驗(yàn)過程中，最大橫擺角速度跟隨偏差出現(xiàn)在第24.5s，約為13°/s，同時(shí)，質(zhì)心側(cè)偏角保持在1.2°以內(nèi)，如圖4(c)所示，表明車輛行駛狀態(tài)穩(wěn)定，駕駛員能夠順利完成轉(zhuǎn)向工況。

在滑行避障試驗(yàn)中，ESC系統(tǒng)能夠有效判斷車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，并及時(shí)干預(yù)糾正，防止車輛出現(xiàn)不穩(wěn)定行駛工況，ESC系統(tǒng)順利通過滑行避障測(cè)試。

2.1.2 制動(dòng)避障試驗(yàn)

在滑行避障之后，進(jìn)行了制動(dòng)避障試驗(yàn)，并對(duì)比分析ESC系統(tǒng)在兩種工況中的性能差異。

制動(dòng)避障工況中，駕駛員首先將車輛加速到100km/h，并保持車速，然后松開加速踏板，完全踩下制動(dòng)踏板，使車輛處于緊急制動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行避障操作，其試驗(yàn)操作曲線如圖5(a)和圖5(f)所示。

圖5 壓實(shí)雪面制動(dòng)避障試驗(yàn)

對(duì)比滑行避障的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，整個(gè)制動(dòng)避障過程中，車速從100km/h下降至20km/h。盡管在第④個(gè)彎角處，車速已經(jīng)降至41km/h，見圖5(a)，遠(yuǎn)低于滑行避障中第④個(gè)彎角處的車速(70km/h)，但制動(dòng)避障工況中，駕駛員仍需要轉(zhuǎn)動(dòng)更大的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角才能夠完成轉(zhuǎn)向動(dòng)作，見圖5(b)，其原因是：在這種縱滑-側(cè)偏聯(lián)合工況中，地面制動(dòng)力消耗了大部分的前軸輪胎附著力，使得能夠提供車輛側(cè)偏轉(zhuǎn)向的附著力較小，因此需要轉(zhuǎn)動(dòng)更大的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，才能使車輛完成預(yù)期的轉(zhuǎn)向軌跡。

另一方面，在整個(gè)制動(dòng)避障過程中，車輛名義橫擺角度的計(jì)算結(jié)果幾乎無法與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角建立對(duì)應(yīng)聯(lián)系，如圖5(d)所示，其根本原因在于ESC系統(tǒng)的名義橫擺角速度不僅依賴于線性2自由度模型的計(jì)算結(jié)果，同時(shí)也受到輪胎等效側(cè)向峰值附著系數(shù)的影響。由于地面縱向制動(dòng)力消耗了大部分的輪胎附著力，使輪胎等效側(cè)向峰值附著系數(shù)相比于實(shí)際路面峰值附著系數(shù)顯著降低，因此，名義橫擺角速度的計(jì)算結(jié)果始終受到車輛縱向制動(dòng)的限制，導(dǎo)致車輛的實(shí)際橫擺角速度始終難以與名義橫擺角速度相一致，ESC系統(tǒng)在整個(gè)避障過程中頻繁工作，尤其從第③到第④個(gè)彎角期間，橫擺角速度的跟隨誤差幾乎維持在10°/s。

同時(shí)，與滑行避障工況相比，車輛行駛姿態(tài)出現(xiàn)了明顯差異：整個(gè)制動(dòng)避障過程中，車輛的質(zhì)心側(cè)偏角與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角出現(xiàn)了明顯的反向狀態(tài)，如圖5(c)所示，也即車輛始終處于過多轉(zhuǎn)向的行駛姿態(tài)中；尤其在第④個(gè)彎角處，車輛的質(zhì)心側(cè)偏角與橫擺角速度方向相反，并且達(dá)到了-2°。由于冰雪道路上，車輛質(zhì)心側(cè)偏角的極限特征值約為±2°，超過該特征值，車輛將難以控制而發(fā)生激轉(zhuǎn)側(cè)滑[9]。因此，此時(shí)車輛已經(jīng)接近了失穩(wěn)邊界，駕駛員反打轉(zhuǎn)向盤達(dá)到了50°以維持穩(wěn)定行駛，如圖5(b)所示，盡管ESC系統(tǒng)頻繁干預(yù)防止車輛出現(xiàn)失控，如圖5(e)所示，但車輛依然處于不穩(wěn)定的行駛狀態(tài)。

進(jìn)一步對(duì)完成的13組制動(dòng)避障和滑行避障試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析，選取試驗(yàn)過程中的最大質(zhì)心側(cè)偏角βmax和最大橫擺角速度跟隨誤差Δγmax兩項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)比結(jié)果如表3所示。

由表可見，在13次制動(dòng)避障試驗(yàn)中，βmax的平均值為2.15°，已經(jīng)處于冰雪路面上車輛穩(wěn)定行駛的邊界條件，與之相對(duì)，滑行避障試驗(yàn)時(shí)βmax的平均值僅為1.22°，遠(yuǎn)小于制動(dòng)避障中的數(shù)值。同時(shí)，制動(dòng)避障工況中的Δγmax的平均值為15.36°/s，也明顯大于滑行避障工況中的Δγmax的平均值11.10°/s。

從上述分析可以看出，制動(dòng)避障工況能夠有效測(cè)試車輛ESC系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，同時(shí)采用質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度跟隨誤差可以有效分析車輛在避障過程中的ESC控制效果，且其數(shù)值大小能夠表征ESC系統(tǒng)對(duì)車輛控制優(yōu)劣的程度，可以作為車輛ESC系統(tǒng)低附路面避障試驗(yàn)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.2 穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)

車輛在壓實(shí)雪面上，沿圓半徑為143m的圓弧軌跡順時(shí)針行駛，駕駛員節(jié)氣門開度約為50%，縱向車速74km/h左右，在開啟ESC的條件下，車輛的一組試驗(yàn)曲線如圖6所示。

圖6 壓實(shí)雪面穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)

由圖可見，第20s之前，如圖6(a)和圖6(f)所示，駕駛員節(jié)氣門開度和車速較為穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角在0～30°之間不斷調(diào)整，由于圓周運(yùn)動(dòng)的車速較快，因此，ESC頻繁干預(yù)，以控制實(shí)際橫擺角速度能夠跟隨名義的橫擺角速度值。由圖6(d)可見，第20s之前，橫擺角速度的跟隨誤差不超過15°，質(zhì)心側(cè)偏角能夠一直控制在-1°左右，且與車輛轉(zhuǎn)角方向相同，表明車輛并未出現(xiàn)任何過多轉(zhuǎn)向的趨勢(shì)，且具有輕微的不足轉(zhuǎn)向特征，但并不影響駕駛員對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向操縱。

第20～25s之間，盡管駕駛員節(jié)氣門開度并未減少，如圖6(f)所示，但由于ESC從18s開始持續(xù)工作，如圖6(e)所示，導(dǎo)致縱向車速出現(xiàn)降低。ESC的持續(xù)干預(yù)控制，使得車速連續(xù)下降，車輛由穩(wěn)定行駛趨向于過多轉(zhuǎn)向，質(zhì)心側(cè)偏角達(dá)到了+1.5°，并大范圍快速振蕩，如圖6(c)所示，表明車輛的行駛狀態(tài)處于反復(fù)調(diào)整的不穩(wěn)定狀態(tài)；同時(shí)橫擺角速度的實(shí)際值與名義值出現(xiàn)較大偏差，如圖6(d)所示，ESC系統(tǒng)已經(jīng)無法有效控制橫擺角速度跟隨，最大跟隨誤差超過了20°/s。對(duì)應(yīng)地，由于車輛行駛狀態(tài)的不穩(wěn)定，駕駛員連續(xù)大角度調(diào)整轉(zhuǎn)向盤角度，甚至出現(xiàn)了反打方向(即車輛向右順時(shí)針轉(zhuǎn)向的過程中，轉(zhuǎn)向盤向左轉(zhuǎn)動(dòng))的現(xiàn)象。此時(shí)，駕駛員認(rèn)為穩(wěn)態(tài)圓周工況已經(jīng)無法維持，從而完全松掉加速踏板，轉(zhuǎn)向盤回正至中位，此次穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)結(jié)束。

從上述分析可以看出，采用質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度跟隨誤差可以有效分析車輛穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)中的ESC控制效果，其數(shù)值能夠表征ESC對(duì)車輛控制優(yōu)劣的程度，可以作為車輛ESC系統(tǒng)低附路面穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3 結(jié)論

(1)在路面峰值附著系數(shù)約為0.32的壓實(shí)雪面上，設(shè)計(jì)進(jìn)行了ESC冬季道路試驗(yàn)的試驗(yàn)工況，包括穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)和避障對(duì)比試驗(yàn)，避障對(duì)比試驗(yàn)包括滑行避障試驗(yàn)和制動(dòng)避障試驗(yàn)。

(2)避障對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于滑行避障，制動(dòng)避障工況可以更加有效地測(cè)試車輛ESC系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，也更接近于實(shí)際交通駕駛場(chǎng)景，對(duì)ESC匹配性能的測(cè)試評(píng)價(jià)更具有實(shí)際意義。

(3)穩(wěn)態(tài)圓周試驗(yàn)和避障試驗(yàn)表明，采用質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度跟隨誤差可以有效分析車輛在試驗(yàn)過程中的ESC控制效果，且其數(shù)值大小能夠表征ESC系統(tǒng)對(duì)車輛控制優(yōu)劣的程度，可以作為車輛ESC系統(tǒng)在低附道路的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

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A Study on Evaluation Method for Scenario-based Test of ESC System on Snow-icing Roads

Gao Jidong1, Gao Bolin1,2& Xie Shugang1

1.ChinaAutomotiveTechnology&ResearchCenter,Tianjin300300;2.TianjinUniversity,SchoolofMechanicalEngineering,Tianjin300300

An ESC test is conducted on snow-icing roads by adopting scenario-based test method to validate the capabilities of oversteer and understeer intervention. The tests include coasting obstacle-avoidance test, braking obstacle-avoidance test and steady circular test. The results show that compared with coasting obstacle-avoidance test, the braking obstacle-avoidance test can better test the performance of vehicle ESC system and is closer to driving scenario in real traffic condition. Using the tracking error of mass center side slip angle and yaw rate can effectively analyze the control effects of ESC, suiting to be the performance evaluation indicator for vehicle ESC system on low-adhesion road.

ESC; scenario-based test method; snow-icing road; obstacle avoidance test; steady circular test

*國家863計(jì)劃(2011AA11A286)資助。

2016239

原稿收到日期為2015年2月12日，修改稿收到日期為2016年1月18日。