汽車操縱穩(wěn)定性控制研究

譚靄平 林碧霞

廣東省珠海市質量計量監(jiān)督檢測所 廣東珠海 519000

國內進行汽車操縱穩(wěn)定性控制技術的研究時間較短，使得我國該技術領域落后于部分國外車企。鑒于汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)，具有非常高的主動安全性，可有效提高汽車的駕駛操縱安全性與穩(wěn)定性，因此對該技術進行研究，具有非常強的現(xiàn)實應用意義。為合理研究汽車操縱穩(wěn)定性控制技術，需找到合適的研究技術路徑，避免其他因素的干擾，保證研究結果的可信度。在進行實際研究時，可基于仿真系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)模擬，測試不同影響因子，對汽車操縱穩(wěn)定性的實際影響，以提高研究的技術可靠性。

1 操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究

汽車實際操作過程中，操控穩(wěn)定性直接影響到汽車的駕駛安全。汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)運行時，主要是實現(xiàn)對汽車臨界狀態(tài)下的穩(wěn)定工況進行合理控制，進而避免汽車在操控過程中，進入不可控的非穩(wěn)態(tài)運行工況下，給汽車的整體運行造成巨大影響[1]。

在汽車運行處于臨界狀態(tài)時，此時汽車的側偏角較大，車輪的側向力，已經接近輪胎與路面的附著力極限。若駕駛員無法對汽車進行有效操控，很可能導致汽車事故的發(fā)生。但汽車處于該種運行工況時，無法快速利用方向盤，對汽車的穩(wěn)定性進行調控，為避免汽車出現(xiàn)側翻事故，在該種環(huán)境下，不建議駕駛員通過操控方向盤，對汽車的穩(wěn)定性進行調整。

為很好控制汽車的穩(wěn)定性，在汽車運行過程中，可采取縱向力的合理配置，進而對汽車產生一定的橫擺力矩，在橫擺力矩的合理作用下，將有效改善汽車的駕駛穩(wěn)定性，保證汽車駕駛的安全性與可靠性。目前部分技術人員，在對汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)進行研究時，基于橫擺力矩控制理論，對汽車的穩(wěn)定性進行研究，進而使得汽車的實際運行狀態(tài)，與研究預期的運行工況相一致，有效避免汽車出現(xiàn)側翻問題。

汽車操縱過程中，將由傳感器獲得汽車運行過程中，不同工況下的橫擺角速度、汽車運行的側偏角、汽車運行的加速度，以及汽車轉彎過程中的輪速差。在獲得相關數(shù)據(jù)信息后，基于仿真模型的支持，對汽車不同運行工況下的臨界狀態(tài)進行分析。通過對仿真模型得出的數(shù)據(jù)進行分析，則可發(fā)現(xiàn)汽車運行過程中，某一變量值達到臨界狀態(tài)時，此時汽車存在側翻的風險。為計算出該臨界工況下的汽車橫擺力矩。技術人員可采取控制邏輯計算方案，對汽車臨界狀態(tài)下的橫擺力進行計算。為保證計算數(shù)據(jù)的準確性與可靠性，應當教育邏輯控制器的魯棒性，對數(shù)據(jù)信息進行合理篩選，以提高橫擺力矩計算的可靠性。

技術人員計算得出汽車處于臨界狀態(tài)的橫擺力矩時，則可對汽車操縱穩(wěn)定性系統(tǒng)進行合理優(yōu)化，使得汽車駕駛過程中，一旦處于臨界狀態(tài)，汽車的操縱穩(wěn)定系統(tǒng)可自動觸發(fā)并進行運行，對汽車的運行產生一定的橫擺力矩，有效消除汽車的側偏角力矩，使得汽車駕駛的穩(wěn)定性得到有效提升。

現(xiàn)代汽車駕駛運行過程中，在對汽車的操縱穩(wěn)定性進行評判時，主要依據(jù)汽車的橫擺速度與汽車的質心側偏角對應的參數(shù)，評估汽車駕駛的整體穩(wěn)定習慣。若基于汽車質心的側偏角進行分析可知，汽車的運動軌跡保持一定的可靠性；若基于汽的橫擺速度變化進行分析可知，汽車的整體操控穩(wěn)定處于可控范圍內。由此可見，在現(xiàn)代汽車操縱穩(wěn)定性系統(tǒng)研究工作時，可基于汽車的橫擺角速度與側偏角大小等不同視野，對汽車的操縱穩(wěn)定性進行分析。鑒于汽車橫擺角速度獲取時，可在汽車傳感器的數(shù)據(jù)處理下獲得，并保證汽車橫擺角速度對應的數(shù)據(jù)具有一定的可靠性，為此多數(shù)技術人員，對汽車操控穩(wěn)定性進行研究時，主要從汽車橫擺角速度領域入手，找到優(yōu)化汽車穩(wěn)定性的技術路線，不斷提升汽車駕駛的操縱穩(wěn)定性，為駕駛人員提供安全高效的駕駛體驗。

2 仿真在操縱穩(wěn)定性研究中的應用

在汽車操縱穩(wěn)定性控制研究工作開展時，需基于實車進行多次的試驗，進而獲得大量的試驗數(shù)據(jù)，為后續(xù)的研究工作開展提供支持。為合理控制研究成本，在進行汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)研究工作時，可基于仿真系統(tǒng)進行合理應用，將研究工作的安全性有效提升，將車輛損壞進行有效控制。國際很多跨國車企進行該技術研究時，都大量應用了仿真技術，對汽車操縱穩(wěn)定性控制進行研究，進而有效縮短研究的周期，提高新款車型的整體操縱穩(wěn)定性，提前進行新車上市，贏得市場并獲得消費者的認可。在仿真技術應用時，可在計算機技術、虛擬樣機技術、深度學習技術、大數(shù)據(jù)技術的支持下，建構三維可視化的仿真模型，有效提高研究工作開展的質量與效果，對研究成本進行科學合理控制，保證汽車操縱穩(wěn)定性控制技術優(yōu)化研究的可行性，不斷推動汽車操縱穩(wěn)定性的提升。未來我國車企進行該技術研究時，應當進行聯(lián)合研究，對研究成本與風險進行分散，提高研究的成功率[2]。如仿真系統(tǒng)在操縱穩(wěn)定性研究時，可對數(shù)據(jù)進行模擬計算，如下圖1所示，汽車操縱穩(wěn)定性的仿真模擬效果。

圖1 汽車操縱穩(wěn)定性仿真模擬效果

3 結語

綜上，文中對汽車操縱穩(wěn)定性控制系統(tǒng)進行研究分析，旨在說明汽車操縱穩(wěn)定性控制技術研究的必要性與重要性。在汽車處于運行臨界狀態(tài)時，若汽車的操作穩(wěn)定性控制效果較佳，則可保證汽車處于一定的穩(wěn)態(tài)運行工況下。若汽車的操作穩(wěn)定性控制效果較差，則會直接危害到汽車駕駛人員。由此可見，在汽車研究工作開展時，應當對汽車操縱穩(wěn)定性控制技術進行研究分析。在實際研究工作開展時，應當合理應用仿真系統(tǒng)，將實驗研究的成本控制在一定范圍內，保證研究工作開展的可持續(xù)性與安全性。