第六章汽車操縱穩(wěn)定性

汽車?yán)碚撈嚨牟倏v穩(wěn)定性預(yù)備知識

汽車轉(zhuǎn)向系的功能、組成、構(gòu)造及工作原理。中心思想

首先介紹操縱穩(wěn)定性的基本概念（評價指標(biāo)、輪胎側(cè)偏特性），然后分析線性二自由度的汽車模型，最后介紹汽車行駛時的側(cè)翻和側(cè)滑。汽車?yán)碚摰谝还?jié)概述汽車?yán)碚?/p>

汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。

汽車的操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度，也是影響汽車安全性的重要因素之一。汽車的操縱穩(wěn)定性包括兩個相互關(guān)聯(lián)的部分，即操作性和穩(wěn)定性。

操縱性是汽車能夠確切地響應(yīng)駕駛員指令的能力。

穩(wěn)定性是汽車抵抗改變其行駛方向的各種外界干擾(路面擾動或風(fēng)擾動)，并保持穩(wěn)定行駛而不失去控制，甚至翻車或側(cè)滑的能力。汽車?yán)碚撥囕v坐標(biāo)系和汽車主要運(yùn)動形式汽車?yán)碚撗豖方向：縱向運(yùn)動；繞x方向：側(cè)傾運(yùn)動；沿Y方向：側(cè)向運(yùn)動；繞y方向：俯仰運(yùn)動；沿z方向：上下運(yùn)動；繞z方向：橫擺運(yùn)動。汽車操縱穩(wěn)定性評價方法汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚撊?-車閉環(huán)系統(tǒng)汽車?yán)碚撈囋囼?yàn)的兩種評價方法客觀評價法客觀評價通過儀器測試能定量評價汽車性能，且能通過分析求出其與汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系。主觀評價法主觀評價考慮到了人的感覺，能發(fā)現(xiàn)儀器不能測試出的現(xiàn)象，是操縱穩(wěn)定性的最終評價方法，但很難給出定量評價數(shù)據(jù)。汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚摰诙?jié)輪胎的側(cè)偏特性輪胎坐標(biāo)系汽車?yán)碚摰孛孀饔迷谳喬ド系闹饕土兀貉豿方向：地面切向反作用力(縱向力)Fx;沿y方向：地面?zhèn)认蚍醋饔昧?側(cè)向力)Fy;沿z方向：地面法向反作用力Fz;繞x軸：翻轉(zhuǎn)力矩Mx；繞y軸：滾動阻力矩My；繞z軸：回正力矩Mz；

汽車在行駛中由于受轉(zhuǎn)向、路面傾斜、風(fēng)力等引起的側(cè)向力的作用，使輪心速度方向偏離車輪平面的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)向引起的側(cè)向力總是指向汽車內(nèi)側(cè)。側(cè)偏角總是位于和側(cè)偏力指向相反的一側(cè)。輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象汽車?yán)碚揷FyuccFyucu′△

沒有側(cè)向滑移

有側(cè)向滑移圖有側(cè)向力作用時剛性車輪的滾動u車輪中心沿Y軸方向若作用有側(cè)向力Fy，相應(yīng)地在地面上產(chǎn)生地面?zhèn)认蚍醋饔昧Y，F(xiàn)Y也稱為側(cè)偏力。當(dāng)有地面?zhèn)认蚍醋饔昧r，若車輪是剛性的，則可能發(fā)生兩種情況：汽車?yán)碚搶?shí)際上：車輪都不是剛性的，車輪存在側(cè)向彈性，因此，即使側(cè)向力Fy沒有達(dá)到車輪與地面之間的附著極限，車輪的行駛方向也將偏離車輪平面的方向，即發(fā)生側(cè)偏現(xiàn)象。輪胎的側(cè)偏現(xiàn)象汽車?yán)碚摼哂袀?cè)向彈性的車輪在垂直載荷的作用下，車輪中心受到側(cè)向力Fy，地面有相應(yīng)的側(cè)偏力Fy時具有下面的兩種情況：車輪靜止不滾動：輪胎胎面接地印跡的中心線與輪胎平面分開一個距離Δh，且平行。車輪滾動：接地印跡的中心線與輪胎平面錯開，且有一夾角(側(cè)偏角)，此時，車輪沿接地印跡的中心線方向滾動。輪胎不對稱受力

產(chǎn)生的回正力矩汽車?yán)碚摶卣亍@OZ軸的力矩

Tz是使轉(zhuǎn)向車輪回復(fù)到直線行駛位置的主要恢復(fù)力矩之一，稱為回正力矩?；卣厥怯山拥孛鎯?nèi)分布的微元側(cè)向反力產(chǎn)生的。在側(cè)偏角<5時，側(cè)偏力和側(cè)偏角成線性關(guān)系。這時，式中，k稱為側(cè)偏剛度（N/rad）。為曲線在=0處的斜率。按輪胎坐標(biāo)系，側(cè)偏力和側(cè)偏角總是反號，故側(cè)偏剛度總是負(fù)值。輪胎的側(cè)偏特性汽車?yán)碚搨?cè)偏特性主要是闡述側(cè)偏力、回正力矩、側(cè)偏角之間的關(guān)系。側(cè)偏力與側(cè)偏角的關(guān)系汽車?yán)碚撚绊戄喬?cè)偏特性的主要因素汽車?yán)碚撚绊戄喬?cè)偏彈性的主要因素是：輪胎結(jié)構(gòu)參數(shù)輪胎的使用參數(shù)具體包括側(cè)偏角、外傾角、垂直載荷、在接地印跡上的分布、路面附著系數(shù)、輪胎的縱向滑移率等垂直載荷增大，k增大；但垂直載荷過大，輪胎與地面接觸區(qū)的壓力變得極不均勻，k反而減小。汽車?yán)碚撦喬バ问胶徒Y(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

a.子午線胎比斜交胎側(cè)偏剛度高。

b.扁平率（=輪胎高度H/寬度B）小的輪胎側(cè)偏剛度大。汽車?yán)碚?/p>

c.胎壓大，則側(cè)偏剛度大，但胎壓太大側(cè)偏剛度基本不變。試驗(yàn)時，可能通過改變減少胎壓改變穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果。汽車?yán)碚摳街鴻E圓一定側(cè)偏角下，驅(qū)動力或制動力增加時，側(cè)偏力逐漸有所減小，這是由于輪胎側(cè)線彈性有所改變的關(guān)系。當(dāng)縱向力相當(dāng)大時，側(cè)偏力顯著下降，接近附著極限時，切向力已耗去大部分附著力，而側(cè)向力能利用的附著力很小。路面對側(cè)偏特性的影響路面干濕程度的影響路面越濕，最大側(cè)偏力越小。薄水層的影響

路面有薄水層時，輪胎可能會完全失去側(cè)偏力，這稱為“滑水”現(xiàn)象。第二節(jié)線性二自由度汽車模型對前輪角輸入的響應(yīng)汽車?yán)碚撈嚹Ｐ偷暮喕?忽略轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，直接以前輪轉(zhuǎn)角為輸入。*不考慮振動、側(cè)傾、俯仰運(yùn)動，認(rèn)為汽車只作平行于地面的運(yùn)動；*不考慮輪胎切向力、外傾角、空氣阻力的影響；*忽略左右輪胎載荷變化引起的側(cè)偏特性變化；*忽略輪胎回正力矩；*認(rèn)為輪胎側(cè)偏特性處于線性范圍；*認(rèn)為汽車沿x軸速度不變。汽車?yán)碚?.1二自由度汽車模型汽車?yán)碚?--前輪轉(zhuǎn)角(車輪旋轉(zhuǎn)平面與汽車縱向的夾角)ab---汽車前后軸到質(zhì)心的水平距

---橫擺角速度

---質(zhì)心處的側(cè)偏角α1α2---分別為汽車前、后車輪上的側(cè)偏角(車輪的旋轉(zhuǎn)平面與車輪行駛速度方向之間的夾角)汽車?yán)碚摱杂啥绕嚨倪\(yùn)動微分方程：式中：u，v-汽車質(zhì)心速度在x,y軸上的分量;-前輪轉(zhuǎn)角；

k1，k2-前、后輪胎側(cè)偏剛度；

a，b-汽車前后軸到質(zhì)心的水平距離

；

-橫擺角速度

-質(zhì)心處的側(cè)偏角汽車?yán)碚?.2瞬態(tài)響應(yīng)、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車的時域響應(yīng)可分為:不隨時間變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和隨時間變化的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車等速直線行駛是一種穩(wěn)態(tài)，給汽車以轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入，一般汽車經(jīng)短暫時間后便進(jìn)入等速圓周行駛，這也是一種穩(wěn)態(tài)，稱為轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下進(jìn)入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。在等速直線行駛與等速圓周行駛這兩個穩(wěn)態(tài)運(yùn)動之間的過渡過程便是一種瞬態(tài)，相應(yīng)的瞬態(tài)運(yùn)動響應(yīng)稱為轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入下的瞬態(tài)響應(yīng)。汽車?yán)碚撈嚪€(wěn)態(tài)響應(yīng)穩(wěn)態(tài)下汽車平面運(yùn)動方程為消去v后，得：汽車?yán)碚?/p>

式中：

—穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也叫轉(zhuǎn)向靈敏度；

K—穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）(K值與汽車的質(zhì)量、質(zhì)心位置以及前后車輪的側(cè)偏剛度有關(guān)，它是汽車本身具有的一個特性)；

—橫擺角速度；

u—車速；δ—前輪轉(zhuǎn)角；

m—汽車質(zhì)量；L—軸距；

a，b—汽車質(zhì)心到前后軸的距離；

k1，k2—前后輪側(cè)偏剛度。汽車?yán)碚撋鲜奖砻鳎浩囖D(zhuǎn)向半徑與汽車的行駛速度、穩(wěn)定性因數(shù)、汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，也說明了轉(zhuǎn)向半徑隨上述參數(shù)變化情況。汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚撈嚪€(wěn)態(tài)響應(yīng)的類型穩(wěn)定性因數(shù)K是表征汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的一個重要的參數(shù)。隨著汽車行駛車速的變化，汽車的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)可以按照穩(wěn)定性因數(shù)K的數(shù)值分為：中性轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向過度轉(zhuǎn)向三種穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車?yán)碚?/p>

K=0時，汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為中性轉(zhuǎn)向。這時，轉(zhuǎn)向半徑，汽車的轉(zhuǎn)向半徑與其行駛速度無關(guān)，無論行駛速度怎么改變，只要保持前輪的轉(zhuǎn)向角保持不變，汽車的轉(zhuǎn)向半徑不變。這是在汽車以極低車速而無側(cè)偏時的轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系。但實(shí)際上汽車在轉(zhuǎn)向過程中，即使車速低，內(nèi)外前輪的轉(zhuǎn)向角并不相等，且不等于。外側(cè)的比稍小，內(nèi)側(cè)的比稍大。汽車中性轉(zhuǎn)向（NeutralSteer,NS）汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚撈嚪€(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線汽車?yán)碚撛诓煌能囁傧缕嚨姆€(wěn)態(tài)橫擺增益曲線，給出了在穩(wěn)定性因數(shù)分別為0、大于0、小于0三種狀態(tài)下對應(yīng)的汽車的三種轉(zhuǎn)向特性。

K>0稱為不足轉(zhuǎn)向。不足轉(zhuǎn)向汽車加速時，和中性轉(zhuǎn)向時比，根據(jù)穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益比中性轉(zhuǎn)向時較小。在中性轉(zhuǎn)向的汽車穩(wěn)態(tài)增益曲線下方，且隨著汽車行駛速度的增加，曲線呈現(xiàn)向下的趨勢。隨著穩(wěn)定性因數(shù)的增大，橫擺角速度增益曲線越低，不足轉(zhuǎn)向量越大。汽車不足轉(zhuǎn)向UnderSteerUS汽車?yán)碚撎卣鬈囁倨嚴(yán)碚撎卣鬈囁偈潜碚鞑蛔戕D(zhuǎn)向的一個參數(shù)。隨著K值的增大，特征車速減小。汽車?yán)碚撘砸欢ǖ那拜嗈D(zhuǎn)角和一定的行駛速度作圓周運(yùn)動，若速度增加，汽車將從原來的回轉(zhuǎn)圓駛出而形成一個比原來半徑更大的回轉(zhuǎn)圓。若保持前輪的轉(zhuǎn)角不變，隨著汽車的行駛速度的增大，而仍要保持原來的半徑作圓周運(yùn)動時就顯得前輪轉(zhuǎn)角不足，呈現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向的特性。汽車?yán)碚撝行赞D(zhuǎn)向下：P136頁圖汽車?yán)碚?/p>

K<0稱為過多轉(zhuǎn)向。過多轉(zhuǎn)向汽車加速時，和中性轉(zhuǎn)向相比，穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益較大，但R=，故轉(zhuǎn)向半徑隨車速增大而減小。顯然，當(dāng)時，=

。這時較小的前輪轉(zhuǎn)角都會導(dǎo)致激轉(zhuǎn)而翻車。為了保持良好的操縱穩(wěn)定性，汽車都應(yīng)當(dāng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向。汽車過多轉(zhuǎn)向OverSteerOS

汽車?yán)碚撈嚴(yán)碚撆R界車速汽車?yán)碚撨^多轉(zhuǎn)向的汽車當(dāng)行駛速度達(dá)到臨界車速時將失去穩(wěn)定性(因?yàn)樵谂R界車速附近時，橫擺角速度增益趨于無窮大，只要極其微小的前輪轉(zhuǎn)角便會產(chǎn)生極大的橫擺角速度)。由于過多轉(zhuǎn)向的汽車易失去穩(wěn)定性，故汽車都應(yīng)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。汽車?yán)碚摾齈1596-8汽車?yán)碚?/p>

式中：

—穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益，也叫轉(zhuǎn)向靈敏度；

K—穩(wěn)定性因數(shù)（s2/m2）；

—橫擺角速度；

u—車速；δ—前輪轉(zhuǎn)角；

m—汽車質(zhì)量；L—軸距；

a，b—汽車質(zhì)心到前后軸的距離；

k1，k2—前后輪側(cè)偏剛度。知識點(diǎn)回顧：三種穩(wěn)態(tài)響應(yīng)汽車穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益曲線表征穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的參數(shù)1、前、后輪側(cè)偏角絕對值之差如果不知道輪胎側(cè)偏剛度和汽車其他參數(shù)，只能通過實(shí)驗(yàn)判斷汽車穩(wěn)態(tài)特性。測出前、后輪側(cè)偏角絕對值之差，即可求出穩(wěn)定性因數(shù)K來。并注意到因ay為正時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為正，1，2為負(fù)。ay為負(fù)時，F(xiàn)y1，F(xiàn)y2為負(fù)，1，2為正。故故>0時，K>0不足轉(zhuǎn)向<0時，K<0過多轉(zhuǎn)向=0時，K=0中性轉(zhuǎn)向當(dāng)側(cè)向加速度大于0.3-0.4g后，前后側(cè)偏角之差和側(cè)向加速度一般進(jìn)入非線性區(qū)域。在大側(cè)向加速度下，許多汽車穩(wěn)態(tài)特性發(fā)生顯著變化。前后側(cè)偏角之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系注意到有代入，有得到前后側(cè)偏角絕對值之差與轉(zhuǎn)向半徑的關(guān)系2、轉(zhuǎn)向半徑比此即車速為u時的轉(zhuǎn)向半徑R與初始半徑（車速極低時的轉(zhuǎn)向半徑）R0之比。根據(jù)前式有顯然有：若R>R0

時，K>0不足轉(zhuǎn)向若R=R0

時，K=0中性轉(zhuǎn)向若R<R0

時，K<0過多轉(zhuǎn)向3、靜態(tài)儲備系數(shù)

1）中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)及其位置的確定

從前式可知，如前后輪側(cè)偏角相等，則K=0。

設(shè)想汽車質(zhì)心逐漸移動，轉(zhuǎn)向時前后輪產(chǎn)生的側(cè)向力分配將逐漸變化，側(cè)偏角也相應(yīng)變化。如果前后輪產(chǎn)生同一側(cè)偏角，則其對應(yīng)側(cè)向力的合力作用點(diǎn)稱為中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。圖中c點(diǎn)是質(zhì)心位置，cn是中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)。汽車向右轉(zhuǎn)向。

中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離為：當(dāng)輪胎和軸距一定時，中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)到前輪中心的距離便確定。注意到汽車作穩(wěn)態(tài)圓周運(yùn)動時，橫擺角加速度為0，前后輪實(shí)際側(cè)偏力合力作用點(diǎn)即在質(zhì)心位置。如質(zhì)心在Cn前，前輪側(cè)偏力增大，側(cè)偏角增大；后輪側(cè)偏力減少，側(cè)偏角減少，即。如質(zhì)心在Cn后，。定義靜態(tài)貯備系數(shù)SM為：當(dāng)a’=a時，汽車質(zhì)心和cn重合，SM=0,,K=0當(dāng)a’>a時，汽車質(zhì)心在cn前，SM>0,,K>0當(dāng)a<a’時，汽車質(zhì)心在cn后，SM<0,,K<0第四節(jié)汽車行駛時的側(cè)翻和側(cè)滑汽車側(cè)翻汽車側(cè)滑提高汽車操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）一、汽車側(cè)翻汽車側(cè)翻是指汽車在行駛過程中繞其縱軸線轉(zhuǎn)動90°或更大的角度，以至車身與地面相接觸的一種危險的側(cè)向運(yùn)動。汽車側(cè)翻大體上可分為兩類，一類是曲線運(yùn)動引起的側(cè)翻(ManeuverInducedRollover)，汽車在道路(包括側(cè)向坡道)上行駛時，由于汽車的側(cè)向加速度超過一定限值，使得汽車內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力為零而引起的側(cè)翻；另一類是絆倒側(cè)翻(TripedRollover)汽車行駛時產(chǎn)生側(cè)向滑移，與路面上的障礙物側(cè)向撞擊而將其“絆倒”。1.剛性汽車的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻

剛性汽車指忽略汽車懸架以及輪胎的彈性變形而將汽車簡化為一個剛體。準(zhǔn)靜態(tài)指汽車作穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動。汽車的質(zhì)量汽車作穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向運(yùn)動時的側(cè)向加速度道路的側(cè)向坡道角作用在汽車內(nèi)外側(cè)車輪上的法向反作用力作用在汽車內(nèi)外側(cè)車輪上的側(cè)向力輪距如汽車在水平路面上直線行駛時，則。內(nèi)、外側(cè)車輪上的垂直反力為。當(dāng)汽車作曲線行駛時，。若仍要保持汽車內(nèi)外側(cè)車輪上的垂直反力不變，則根據(jù)上式，道路的側(cè)向坡道角應(yīng)滿足

。一般高速公路在拐彎處的坡道角就是根據(jù)此原理設(shè)計的，內(nèi)側(cè)低，外側(cè)高，從而提高汽車的穩(wěn)定性和行駛速度。隨著側(cè)向加速度的增大，內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力減小，發(fā)生內(nèi)、外側(cè)車輪上的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。但內(nèi)側(cè)車輪的垂直反力減小到0時，即在作曲線行駛時，汽車的內(nèi)外側(cè)車輪上的載荷轉(zhuǎn)移達(dá)到了100%。汽車在側(cè)傾平面內(nèi)不再能保持平衡，開始側(cè)翻。汽車開始側(cè)翻時所受到的側(cè)向加速度成為側(cè)向閾值?？捎上率浇o出（考慮）道路的坡道角很小當(dāng)汽車在水平路面上作穩(wěn)態(tài)圓周運(yùn)動時，則不發(fā)生側(cè)翻的條件可寫為2、帶懸架汽車的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻與剛性汽車的側(cè)翻模型不同，帶懸架汽車的模型將汽車的質(zhì)量分解為懸掛質(zhì)量和非懸掛質(zhì)量兩部分。車廂用懸掛質(zhì)量表示。在曲線行駛時，車廂的側(cè)傾引起汽車質(zhì)心位置的偏移，從而改變了汽車自重的抗側(cè)翻能力，使得側(cè)翻閾值減小。帶懸架汽車的準(zhǔn)靜態(tài)側(cè)翻的側(cè)翻閾值可表示為3.汽車的瞬態(tài)側(cè)翻準(zhǔn)靜態(tài)汽車的側(cè)翻只是實(shí)際汽車作曲線運(yùn)動的簡化，即假設(shè)了汽車的側(cè)向加速度的變化較慢。汽車瞬態(tài)側(cè)翻閾值比準(zhǔn)靜態(tài)小。一般在階躍輸入時，汽車的瞬態(tài)側(cè)翻閾值比準(zhǔn)靜態(tài)時低30-50%。4.汽車防側(cè)翻的控制利用汽車內(nèi)外側(cè)車輪上的載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)作為控制的門檻值。一般情況下LTR的極限值取0.9.二、汽車的側(cè)滑汽車的側(cè)滑是指汽車在作高速曲線運(yùn)動或制動過程中，由于側(cè)向附著力達(dá)到了附著極限狀態(tài)，引起的汽車劇烈的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。側(cè)滑是汽車交通事故最常見的原因之一。汽車作圓周運(yùn)動時，不發(fā)生側(cè)滑的條件可寫為三、提高汽車操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)汽車加速、制動或轉(zhuǎn)向時，如果駕駛員對路面情況改變的反應(yīng)和操作不及時或不準(zhǔn)確（駕駛員一般只能在汽車側(cè)偏角2～4°內(nèi)對汽車側(cè)滑進(jìn)行有效糾正）而側(cè)滑，將造成汽車失控導(dǎo)致交通事故。美國一項(xiàng)統(tǒng)計顯示，車速在80～100km/h時，40%的車禍與汽車側(cè)滑失控有關(guān)；車速超過160km/h時，幾乎100%的車禍與側(cè)滑失控有關(guān)。隨著高速公路的發(fā)展，車速的提高，汽車側(cè)滑造成事故的可能性也不斷提高。為了確保車輛高速行駛的安全性，在車上裝置汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)十分必要，而現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展也為其研制成功奠定了基礎(chǔ)。三、提高汽車操作穩(wěn)定性的控制系統(tǒng)汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的功能是控制車輛的橫擺力矩，把車輪側(cè)偏角限制在一定范圍內(nèi)，其目的包括：保證汽車在制動和加速時的方向穩(wěn)定性和可控性；保證轉(zhuǎn)向時不出現(xiàn)過量的不足轉(zhuǎn)向（Understeer）和過度轉(zhuǎn)向（Oversteer）；增強(qiáng)汽車的轉(zhuǎn)向反應(yīng)和軌跡跟蹤性能；縮短制動距離，改善牽引性能。汽車動力學(xué)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（DSC）是汽車主動安全電控系統(tǒng)的重要研究前沿，是繼ABS之后需要進(jìn)行重點(diǎn)突破的汽車主動安全控制系統(tǒng)。動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ESP）DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)-簡介

DSC：Dynamicstabilitycontrol動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)它對車身姿態(tài)的修正方式：當(dāng)車輛在高速入彎瞬間，在特定的條件下，有可能發(fā)生轉(zhuǎn)向不足的情況。DSC系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)時的車速，側(cè)向加速度，車身的轉(zhuǎn)角速率及方向盤轉(zhuǎn)向角度等信息。針對轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)的后輪單獨(dú)實(shí)施制動，并調(diào)整發(fā)動機(jī)的扭矩輸出，讓車身姿態(tài)維持在理想的過轉(zhuǎn)彎軌跡上，將轉(zhuǎn)向不足情況修正到最低。DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)-簡介

一汽馬自達(dá)6轎車在國內(nèi)中高檔轎車中以配備技術(shù)水平較高見長。排量2.3L的馬自達(dá)6轎車配備了動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC），使得馬自達(dá)6轎車在車輛的通過平順性和操控的準(zhǔn)確和穩(wěn)定性方面達(dá)到了較高的水平。尤其是在連續(xù)轉(zhuǎn)彎的道路上行駛時對車輛實(shí)施的精確控制方面，提高了車輛的主動安全性能。

DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）是一種新型主動安全系統(tǒng)，它整合了較多的控制系統(tǒng)，包括防抱制動系統(tǒng)（ABS）、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）、電控輔助制動系統(tǒng)（EBA）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）。DSC系統(tǒng)是在包含以上系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了車輛轉(zhuǎn)向行駛時橫擺率傳感器，側(cè)加速傳感器和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器，通過這些傳感器發(fā)出的信號監(jiān)測車輛的狀態(tài)和駕駛員的需求。當(dāng)路面狀況改變使車輛行駛偏離駕駛員的預(yù)定方向或制動車輪打滑時，電控單元（ECU）發(fā)出控制前后、左右車輪驅(qū)動力和制動力的指令，以實(shí)時修正過度轉(zhuǎn)向、不足轉(zhuǎn)向或車輪打滑等不利于安全的傾向。

DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)DSC系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：控制所有關(guān)鍵的側(cè)向動力學(xué)運(yùn)動狀態(tài)獲得最大安全性能；在駕駛員因?yàn)轶@恐造成急轉(zhuǎn)時，主動控制轉(zhuǎn)向程度提高汽車的穩(wěn)定性；提高汽車在各種工況下的穩(wěn)定性和驅(qū)動性能；通過在物理參數(shù)限制范圍之內(nèi)提高操縱穩(wěn)定性使得駕駛員能集中精力于交通狀況：同ABS、EBD、EBA和TCS相比提高了轉(zhuǎn)向能力和穩(wěn)定性。DSC動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)DSC技術(shù)主要由馬自達(dá)公司和寶馬公司采用相類似的技術(shù)有保時捷公司的保時捷穩(wěn)定管理系統(tǒng)PSM（PorscheStabilityManagement）、奔馳公司和奧迪公司的電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)ESP（ElectronicStabilizationProgram）和沃爾沃公司的動態(tài)穩(wěn)定牽引控制系統(tǒng)DSTC（DynamicStabilityTractionControl）等。名稱雖不相同，但在設(shè)計目標(biāo)、控制策略、追求的性能上大體是相同的。電子穩(wěn)定程序系統(tǒng)(ElectricStabilityProgram)簡稱ESP。沃爾沃稱其為DSTC，寶馬稱其為DSC，凌志稱其為VSC。汽車緊急避障或轉(zhuǎn)彎制動時，該系統(tǒng)通過改變車輪切向力，使車輛克服偏離正常路徑的傾向。

1、四通道系統(tǒng)，自動向4個車輪獨(dú)立施加制動力。

2、二通道系統(tǒng)，自動向2個前輪施加制動力。

3、三通道系統(tǒng)，向2個前輪施加獨(dú)立制動力，向2后輪施加非獨(dú)立制動力。ESP系統(tǒng)

ESP的傳感器轉(zhuǎn)向傳感器輪速傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器側(cè)向加速度傳感器

工作原理根據(jù)各傳感器信號，發(fā)現(xiàn)汽車出現(xiàn)甩尾或前輪失去轉(zhuǎn)向能力時，當(dāng)汽車處于驅(qū)動方式時，程序控制ASR（驅(qū)動防滑系統(tǒng)，又稱牽引力控制系統(tǒng)）改變在各輪上的驅(qū)動力；當(dāng)汽車處于制動方式時，控制ABS（防抱死系統(tǒng)）改變在各輪上的制動力，使汽車產(chǎn)生額外的力矩，迫使汽車回到正確的路線上來。ESP系統(tǒng)工作原理ESP的三大特點(diǎn)

1.實(shí)時監(jiān)控：ESP能夠?qū)崟r監(jiān)控駕駛者的操控動作、路面反應(yīng)、汽車運(yùn)動狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)發(fā)出指令。

2.主動干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動機(jī)。ESP則可以通過主動調(diào)控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個輪子的驅(qū)動力和制動力，來修正汽車的過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。

3.事先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時，ESP會用警告燈警示駕駛者。

ESP是如何工作的?

ABS/TCS系統(tǒng)就是要防止在車輛加速或制動時出現(xiàn)我們所不期望的縱向滑移。而ElectronicDynamicControl/ESP就是要控制橫向滑移。他是各種工況下的一個主動安全系統(tǒng)，處理各種異常情況，減輕駕駛員的精神緊張及身體疲勞。

只要ESP識別出駕駛員的輸入與車輛的實(shí)際運(yùn)動不一致，它就馬上通過有選擇的制動/發(fā)動機(jī)干預(yù)來穩(wěn)定車輛。

如果單獨(dú)制動某個車輪不足以穩(wěn)定車輛，ESP將通過降低發(fā)動機(jī)扭矩輸出的方式或制動其它車輪來滿足需求。

DSTCDSTCDynamicStabilityTracingControl(動態(tài)穩(wěn)定牽引控制)為了使行駛更加穩(wěn)定，全新XC60上的DSTC（動態(tài)穩(wěn)定與牽引力控制）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的完善。DSTC可以計算司機(jī)預(yù)計的行駛方向與汽車實(shí)際行駛方向之間的偏差。同時，進(jìn)一步完善的DSTC還能夠計算車輛的側(cè)傾率，監(jiān)測逐漸累積的打滑情況。如果司機(jī)在轉(zhuǎn)向時突然松開加速踏板，比如在駛離公路稍稍有些過晚時，就可能發(fā)生這種情況。通過測量側(cè)傾率，DSTC能夠提前以更高的