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车身稳定控制

车身稳定控制(Stability Control),就是当汽车行驶时,利用传感器和控制器对汽车的运动状态进行检测来判断车辆是否失控的控制方法。

在这篇文章中,我们主要介绍车身稳定控制的原理、算法以及应用场景。

首先介绍一下如何通过传感器来检测车身稳定性。

在实际中,通常使用车轮传感器来获取车轮的转角信息以及车轮的实时速度信息,然后通过控制器来对车辆运动状态进行判断,进而给出相应的控制策略。

接下来讲解一下常见的几种车身稳定控制算法;

1、直接驱动型

在直接驱动型的基础上,结合前馈补偿控制策略,将车身的纵向位移量和横摆角速度结合起来控制,在横向运动方向上施加一个补偿力矩。

需要注意的是:

(1)横摆角速度和转向角度应该是一个整体,不能单独进行控制,否则会产生系统稳定性问题;

(2)对于横摆角速度补偿策略的选择要慎重,不能过大或过小;

(3)如果选择横摆角速度反馈控制策略时,应注意在车辆横摆角速度较小时,会出现过大或过小;

(4)在选择横摆角速度反馈控制策略时要注意输出量与输入量之比。

2、电机辅助型

通过车轮转速信号计算出目标转矩,再根据目标转矩与实际转矩之差来计算车轮滑移率。

当目标转矩值小于某一值时,控制器向车轮发送电机信号并控制车辆保持稳定行驶;当目标转过某一值时,控制器向电机信号并控制车辆保持稳定行驶。

这种算法是通过对多个传感器信号进行分析,然后比较各个传感器所得到的数据,再根据判断结果来确定目标转矩。

通过将这两个数据进行对比分析,就可以判断出汽车是否发生了危险。

它的优势在于:在目标转矩值比较大时,通过电机输出力矩直接作用于车轮,可以减小后轮对车身的作用力;如果目标转矩过大时,则通过电机输出力矩控制后轮,使车身保持稳定;在车辆发生危险时,能够及时向控制器发出指令控制车轮来减小车身作用力。

这种算法适用于:(1)汽车转弯半径小并且速度较快时;(2)车速不稳定且不能及时判断出行驶方向时;(3)前轮转弯半径小且转速比较高的情况。

3、车轮偏移量补偿型

车轮偏移量补偿型车身稳定控制策略是通过对偏移量进行计算,根据输入输出的数学模型来修正。

车轮偏移量补偿型控制策略,其核心是基于车轮偏移量的变化来动态修正车轮转向角,因此它能适应车辆在不同路面上行驶时转向角度的变化,从而获得更好的转向稳定性和较低的转向角响应延迟。

但其主要缺陷在于它无法处理车辆实际的车轮轨迹。例如当车辆转向角度发生变化时,如果此时轮胎仍保持正压,则可能导致车辆无法维持直线行驶而偏离轨迹。

此外,当轮胎正时发生变化时,对于车轮的偏移量计算是不准确的。因此,这种算法在实际中并不推荐采用。