基于硬件在環(huán)仿真平臺的ABS和ESC系統(tǒng)性能研究

美國國家公路交通安全管理局研究了基于硬件在環(huán)仿真平臺的重型汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）和電子穩(wěn)定控制（ESC）系統(tǒng)對汽車安全性能的影響。

在該研究中，利用商業(yè)化軟件TruckSim中對事故場景進行了重建，事故涉及到的數(shù)據(jù)取自案卷號為2002-078-004的一起與混凝土墻碰撞的交通事故。發(fā)生碰撞事故的汽車為裝載大型鋼管的2001款福萊納FLD 120 CBE汽車列車。從記錄的輪胎制動痕跡，確定3條碰撞發(fā)生前駕駛員期望的行駛路線。仿真時，對這3條路線分別進行了模擬。由于汽車安全性能的評估高度依賴于駕駛員的操作，因而仿真平臺采用的駕駛員模型利用了兩種不同的路徑跟蹤算法，并對這兩種算法分別進行了模擬。建立的硬件在環(huán)仿真平臺利用軟件表示汽車的動態(tài)特性，而制動特性則由硬件表示。同時，將測量得到的制動壓力反饋到TruckSim中，形成閉環(huán)控制。整個硬件在環(huán)仿真平臺的主機采用DS1006處理器板，采用奔迪克斯公司（Bendix）生產(chǎn)的EC-60控制器。EC-60控制器除能實現(xiàn)ABS和ESC系統(tǒng)控制，還能實現(xiàn)自動牽引力控制、橫擺角速度控制和側(cè)傾穩(wěn)定性控制。表示制動特性的硬件對應(yīng)于5條車軸共包含10個制動室，均采用鼓式制動器。通過dSPACE實時仿真系統(tǒng)對硬件進行完全控制，并允許用戶在運行時改變仿真參數(shù)。傳遞到dSPACE中的制動壓力在軟件環(huán)境下將被轉(zhuǎn)換為制動轉(zhuǎn)矩。仿真時，設(shè)定汽車的行駛速度為72.4km/h、轉(zhuǎn)向半徑為68m，分別仿真上述兩種路徑跟蹤算法和3條預(yù)期行駛路線不采用ABS和ESC、僅采用ABS、采用ABS和ESC的18種情況，記錄汽車失控前所允許的最大行駛速度。仿真結(jié)果顯示，僅采用ABS能保證汽車制動情況下較為穩(wěn)定的車速，在某些情況下加入ESC系統(tǒng)能夠進一步增強車輛穩(wěn)定。建立的硬件在環(huán)仿真平臺能夠有效測試各種先進的汽車安全技術(shù)（如正面碰撞預(yù)警、碰撞緊急制動等），該仿真平臺將在未來的汽車安全性研究中得到廣泛的應(yīng)用。

Sughosh J.Rao et al.SAE

2015-01-2835.

編譯：王祥