Система стабилизации | Зачем нужна и чем полезна
Система динамической стабилизации – это система, в рамках которой работает набор алгоритмов, которые помогают водителю попасть туда, куда он направляет автомобиль.
Названий у данной системы множество: ESC (Electronic Stabiliti Control), ESP (Electronic Stabiliti Program), DSC (Dynamic Stabiliti Control), Stabilytrack и т.п. Но суть одна – система контролирует поперечную и продольную динамику автомобиля. То есть, борется с продольными и поперечными скольжениями, пытаясь вернуть поскользнувшиеся колёса в предел сцепных свойств, а автомобиль на заданную траекторию. Алгоритмы работы систем во многом схожи, хотя у разных производителей могут качественно отличаться, что, конечно же, сказывается на уровне активной безопасности автомобиля.
Современные самые продвинутые системы отслеживают порядка 10–30 различных параметров движения автомобиля: посредством акселерометров и датчиков вращения учитываются боковые и продольные ускорения и нагрузки, оценивается характер вращения автомобиля вокруг вертикальной, продольной и поперечной осей, а также разница в скоростях вращения колёс.
Компоненты системы динамической стабилизации:
1. Гидромодуль, включающий насос и электромеханические клапаны, создающие и регулирующие давление в рабочих магистралях тормозных механизмов соответствующих колёс
2. Тормозные механизмы
3. Датчик поворота управляемых колёс
4. Датчики поперечного, продольного ускорения и датчик угловой скорости
5. Блок управления
Если скользит передняя ось (снос)
Если система понимает, что задаваемое рулём направление не совпадает с направлением движения, она делает вывод, что скорость движения по дуге поворота завышена, и что начался снос передних колёс. В этом случае система о наступившем скольжении предупредит нас промаргиванием жёлтой пиктограммки со скользящей машинкой или надписи ESP на приборной панели.
Одновременно с этим, система ограничит топливоподачу. Для чего? У большинства неподготовленных водителей в экстренной ситуации мышцы приходят в избыточный тонус. Если до и во время сноса нога у такого водителя была на педали газа, он, само-собой, начинает дожимать её. А это чрезвычайно опасно на любом типе привода – разгон, и, как следствие, увеличившаяся инерция, а так же избыточная тяга (если это передне- или полноприводный автомобиль) сособствует ещё большему сносу. Ограничение топливоподачи сособствует активному перераспределению веса, то есть, в данном случае передние скользящие колёса дозагрузятся – получат дополнительный сцепной вес, и этого в ряде случаев достаточно для того чтобы снос прекратился.
Вместе с умешьшением подачи топлива система стабилизации при помощи специального насоса в тормозной системе начинает притормаживать внутренние к повороту колёса, с акцентом на заднее внутреннее колесо. Так формируется вращающий момент, который разворачивает автомобиль на выход из поворота.
Если скользит задняя ось (занос)
Если система понимает, что вращение автомобиля вокруг вертикальной оси избыточно и не соответствует фазе поворота (то есть начался занос), система работает согласно иному алгоритму.
Независимо от типа привода электроника так же предупредит об опасности моргающей пиктограммой, уменьшит топливоподачу (ради того, чтобы напуганный водитель по неопытности не отправил автомобиль в ещё более глубокий занос), и начнёт притормаживать переднее внешнее к повороту колесо, создавая момент противовращения возникшему заносу. Одновременно с этим скорость движения падает, что способствует уменьшению инерции автомобиля и его стабилизации.
Алгоритм работы простейшей ESP, разработанной компанией Bosch. Во время экстренного объезда препятствия на любом типе покрытия на любом автомобиле из-за резких действий возможны как снос, так и занос.
А если пробуксовка?
Если вы двигаетесь в повороте на скорости близкой к предельной, то есть автомобиль вот-вот поскользнётся, и вы вдруг решите неаккуратно нажать на газ, вы легко можете вызвать силовое скольжение ведущих колёс (колёса одновременно и буксуют, и скользят вбок). Ведущая ось в этом случае не поедет по заданной траектории, а начнёт скользить по вектору скорости наружу поворота, рискуя отправить автомобиль на полосу встречного движения или на обочину. Снос это будет, занос, или боковое скольжение обеих осей, зависит от типа привода.
То есть, избыток тяги и пробуксовка могут стать причиной потери курсовой устойчивости, когда на автомобиль действует любая поперечная сила (например, центробежная сила в повороте или сила гравитации на уклоне).
Поэтому, продольное скольжение контролируется специальным противобуксовочным алгоритмом системы стабилизации, который, как правило, называется Traction Control Sistem (Система Контроля Тяги). Стоит ведущим колёсам сорваться в пробуксовку на 5-10 градусов, как система тут же ограничит газ, а при необходимости притормозит колёсным тормозом сильно забежавшее вперёд колесо. Внимание! Во многих бюджетных автомобилях предусмотрен только такой «урезанный» режим системы стабилизации, работающий только по пробуксовке.
Обратная сторона медали противобуксовочной системы – при трогании с места и разгоне (например, при опережении или обгоне) на скользких и рыхлых покрытиях система, уберегая нас от пробуксовки и потери курсовой устойчивости, может очень сильно помешать.
Многие систему в данном случае ругают, дескать, электроника не дала выполнить задуманное, но смысл здесь в том, что вмешиваясь, она спасает вас от страшного. Если система сработала – это звонок о том, что вы уже на пределе, что скорость нужно снижать, а от обгона в этих условиях, скорее всего, лучше воздержаться.
На скользких (лёд, снег), рыхлых (гравий, глина, песок) и нестабильных (припорошенный снегом лёд, присыпанный песком асфальт) покрытиях резина работает совершенно иначе, нежели на сухом или мокром асфальте. Здесь максимальная эффективность разгона достигается за пределом сцепления при определённым коэффициенте проскальзывания. Например, на рыхлом снегу максимально эффективный разгон будет достигнут при 30–35% пробуксовке, на плотном при – 15–20%.
На такой случай производители предусматривают специальные режимы работы. Часть производителей, чьи автомобили оснащены самыми простыми системами, рекомендуют в таких условиях ESP отключить вовсе, доступную пробуксовку вам придётся дозировать самостоятельно. И это опасно, поскольку поперечные скольжения остаются без контроля. К тому же бесконтрольная избыточная пробуксовка на разгоне неэффективна, так как ведёт к сильному уменьшению коэффициента сцепления.
Поэтому, часть производителей позволяют систему стабилизации отключить частично.
То есть, с пробуксовкой электроника в «промежуточном» режиме бороться не будет, но в случае поперечных скольжений (снос/занос) система вступает в действие, хотя и несколько позже, чем в случае с полностью активированной системой курсовой устойчивости.
Учебное видео, источник И, наконец-таки, самые продвинутые производители (BMW, Mercedes, Porsche, Jaguar, Cadillac…) предлагают для наиболее эффективного старта и разгона специальный режим дозированной тяги (видео выше). Если вы на скользком или рыхлом покрытии в этом режиме нажмёте на педаль газа «в пол», электроника самостоятельно будет регулировать и подбирать нужную степень пробуксовки ведущих колёс для наиболее интенсивного разгона. При этом, буксующее забегающее вперёд на более скользком покрытии колесо будет аккуратно притормаживаться рабочей тормозной системой, чтобы отдать полезный крутящий момент на противоположное колесо, имеющее лучший зацеп. Степень пробуксовки система выбирает, ориентируясь по датчикам ускорения.
Мы же на дорогах общего пользования в штатных режимах движения систему стабилизации выключать полностью не рекомендуем. Разобраться с режимами работы вашей системы стабилизации вы должны самостоятельно, в инструкции к автомобилю есть подробная информация.
Действуя на опережение
На некоторых автомобилях система может срабатывать заранее ещё до начала скольжений, при определённых значениях боковой перегрузки, в этом случае система учитывает развитие углов бокового увода колёс. На многих автомобилях, у которых центр тяжести расположен достаточно высоко (кроссоверы, внедорожники) система курсовой устойчивости способна определять тенденции к опрокидыванию и превентивно бороться с ними, основываясь на информации, полученной с датчиков бокового ускорения и крена.
Тест Euro NCAP (Европейский комитет по оценке активной и пассивной безопасности автомобилей), проверяющий работоспособность и эффективность системы стабилизации на сухом асфальте при скорости 80 км/ч.
Во время испытания имитируется экстренный объезд препятствия. Этот манёвр предполагает повороты руля на 180 градусов влево, на 360 – вправо с дальнейшим возвратом рулевого колеса в нулевое положение. Очень сложная для автомобиля ситуация, поскольку во время первого манёвра возникает снос передней оси, а во втором манёвре и при переходе к прямолинейному движению – занос. Почувствуйте, что называется, разницу.
Учебный материал, источник
Самые продвинутые системы могут работать не только по факту скольжения, но и на опережение. В память вносятся десятки тысяч возможных сценариев развития экстренных ситуаций. То есть, если система видит начало развития сценария, она уже на опережение может предложить решение этой ситуации. Электроника заранее притормозит с нужными усилиями нужные колёса… Заранее ограничит или даже добавит тягу, на тех колёсах, которые могут способствовать более еффективной реализации предстоящего манёвра.
Сценарии, вносимые в память, нарабатываются и отачиваются во время глубокой и кропотливой испытательской работы. Как? Специальные предсерийные инженерные образцы проходят сотни тысяч километров по разным покрытиям в различных режимах движения во всём диапазоне скоростей. Инженеры, провоцируя различные ситуации в предалах и за пределами сцепных свойств, вырабатывают готовые ответные алгоритмы, которые затем вносятся в пямять.
ESP – не панацея Какой бы умной, чуткой и продвинутой ни была электроника, она стабилизирует автомобиль путём контроля тяги и притормаживания соответствующих колёс. А значит предел её возможностей ограничен пределом сцепления колёс с дорогой. Если водитель, надеясь на всесильность электроники, бездумно превысил все мыслимые и немыслимые скоростные лимиты, а следовательно и предельные возможности покрытия, система ему не помощник. Конечно она будет делать всё, чтобы стабилизировать автомобиль и отправить его на ту траекторию, которую водитель показал рулём, но… Инерцию и центробежную силу никто не отменял.
Как вы помните, двуктарное увеличение скорости движения согласно квадратичной зависимости ведёт к четырёхкратному увеличению инерции и центробежной силы. Сила, энергия и скорость развития заноса при двукратном увеличении скорости также растёт согласно квадрату скорости. При этом сила трения с увеличением скорости несколько падает. Добавьте к этому время реакции электроники на ситуацию (как правило 0,2-0,3 секунды) и станет понятно – чем выше скорость, на которой возникает скольжение, тем меньше шансов у системы с ним справиться.
На мокром и сухом и асфальте ESP наиболее эффективна на скоростях до 80–100 км/ч. На укатанном щебне и гравии (здесь трения сильно зависит от консистенции покрытия) потеря эффективности заметна на скоростях около 50-60 км/ч. Если говорить про зимнее покрытие – лед, снег, микст – эффективность систем стабилизации начинает стремительно падать уже по достижении 40 км/ч, и всё это согласно квадрату скорости.
Система стабилизации – ваше продолжение Если при возникновении экстренной ситуации – сноса или заноса – бездействовать, система стабилизации сама по себе мало что cделает.
Да она подыграет водителю, да снизит скорость. Но наибольшая эффективность системы будет достигнута, если активно применять контраварийные действия. Система не видит дорогу нашими глазами, о том что ей делать и куда в итоге должен быть направлен автомобиль, она узнаёт по углу поворота управляемых колёс. Дайте системе эту информацию! Делайте всё, что зависит от вас, и она сделает всё, что зависит от неё.
И даже при таком раскладе, самая продвинутая система стабилизации – это всего лишь помощник. Исход экстренной ситуации в первую очередь зависит от адекватности действий водителя, от его навыков, необходимых для стабилизации. Вывод? Учиться. Учиться взаимодействию с автомобилем. Учиться взаимодействию с системой стабилизации.
В автомобиле – главный – водитель, а не электроника.
Что говорит статистика? Согласно исследованиям институтов безопасности стран Евросоюза, США и Японии, а так же ряда автомобильных компаний, около 40% всех аварий со смертельным исходом происходят в результате потери стабильности – сноса, заноса.
Система динамической стабилизации способна предотвратить до 80% аварий, происходящих по этой причине.
#Статьи
Системой курсовой устойчивости и силы тяги (DSTC). | Система стабилизации и контроля тяги | Поддержка водителя | S60 2014
Система динамической стабилизации и контроля тяги, DSTC (Dynamic Stability & Traction Control), помогает водителю избежать заносов и улучшает тягу автомобиля.
При торможении срабатывание система может восприниматься в виде пульсирующего звука. При подаче газа ускорение автомобиля может быть ниже ожидаемого.
Эта система обладает следующими функциями:
- Функция антиюза
- Противобуксовочная функция
- Функция тягового усилия
- Контроль остановки двигателя – EDC
- Corner Traction Control — СТС
- Стабилизатор прицепа автомобиля* – TSA
Функция антиюза
Для повышения устойчивости автомобиля функция контролирует отдельно тяговое и тормозное усилие колес.
Противобуксовочная функция
Во время ускорения функция не допускает проскальзывание ведущих колес на дорожном покрытии.
Функция тягового усилия
Функция, действуя на низких скоростях, передает усилие с ведущего колеса, которое пробуксовывает, на ведущее колесо, которое не делает этого.
Контроль остановки двигателя (EDC)
EDC (Engine Drag Control) препятствует внезапной блокировке колес, например, после понижения передачи или торможения двигателем при движении на низкой передаче по скользкому дорожному покрытию.
Внезапная блокировка колес во время движения может в том числе затруднить управление автомобилем.
Corner Traction Control (СТС)*
CTC компенсирует недоуправление и допускает повышение ускорения на поворотах без пробуксовки внутренних колес, например, при выезде на дорогу по кривой, чтобы автомобиль мог быстрее встроиться в существующий дорожный темп.
Стабилизатор прицепа автомобиля
Стабилизатор прицепа автомобиля предназначен для стабилизации автомобиля с прицепом в ситуациях, когда экипаж подвергается автоколебаниям. Дополнительную информацию см. Езда с прицепом.
Примечание
Функция отключается, когда водитель выбирает режим Sport.
Что такое система динамической стабилизации автомобиля?
В переводе с английского этот термин переводится как Electronic Stability Program или ESP. Это специальная система, которая улучшает крусовую устойчивость автомобиля, предотвращая заносы.
Что такое система динамической стабилизации?
Это система, которая обеспечивает безопасность автомобиля. Управляется это устройство при помощи ЭБУ или компьютера. Как правило, эта система автоматически включается после того, как у автомобиля при повороте сносит заднюю часть. А такие случаи случаются при езде на скользком дорожном покрытии, при высокой скорости при прохождении крутых поворотов.
Устройство
В систему динамической стабилизации входят электронные датчики, которые постоянно получают информацию, с какой скоростью движется автомобиль, крутятся колёса, какое есть отклонение по оси, угол поворота рулевого колеса.
Вместе с системой динамической стабилизации работают следующие системы:
- ABS. Исключает блокировку колёс при торможении.
- ASR. Это система, которая исключает буксировку колёс.
- EBS. Это дополнительная система, работающая вместе с ASR, которая блокирует дифференциальный механизм.
- EBD. Управляет тормозными дискам на всех колёсах.
Принцип работы
Скажу сразу, что система динамической стабилизации не может работать без ABS – антиблокировочной системы. Когда система динамической стабилизации «видит», что автомобиль заносит, она подаёт сигнал на торможение конкретного тормозного диска, уменьшает или увеличивает крутящий момент двигателя. Всё это происходит без участия водителя.
Благодаря этому автомобиль выравнивает свою траекторию.
Разумеется, если занос критичный, то тут не поможет никакая электроника, какой бы совершенной она не была.
В Европе система динамической стабилизации уже идёт в минимальной комплектации автомобилей с 2014 года, но у нас в России ESP ставят только на более дорогие автомобили, либо можно заказать её установку за определённую плату.
Неисправности
Если система динамической стабилизации выходит из строя, то на приборной панели загорается соответствующий значок. Чаще всего поломки случаются в следующих случаях:
- Выход из строя датчиков тормозного усилия.
- Нарушение работу ЭБУ.
- Нарушение работы цепи, которые отвечают за датчики скорости.
Для ремонта ESP необходимо обратиться в автосервис, где проведут компьютерную диагностику и исправят неисправность.
Рекомендуем к прочтению эту отличную статью, которая ответит на все ваши вопросы про такую полезную вещь, как ESP.
Ford Focus | ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ (ESP) (если имеется)
ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ (ESP) (если имеется)
• При интенсивном ускорении или движении по скользкому дорожному покрытию колеса автомобиля могут начать пробуксовывать и скользить в поперечном направлении. Электронная система ESP динамической стабилизации способна по сигналам датчиков обнаружить потерю курсовой устойчивости автомобиля и помочь водителю удержать автомобиль на нужной траектории. Система динамической стабилизации управляет тормозными механизмами колес и при необходимости снижает мощность, развиваемую двигателем автомобиля.
— При включении системы ESP в работу начинает мигать контрольная лампаухудшения сцепных свойств дорожного покрытия, расположенная на приборной панели.
— При включении в работу только ан-типробуксовочной системы TCS, которая входит в систему ESP, также начинает мигать контрольная лампа ухудшения сцепных свойств дорожного покрытия.
— Если мигает контрольная лампа ухудшения сцепных свойств дорожного покрытия, это значит, что автомобиль движется по скользкой дороге.
Сигнализация об отказе системы ESP
При нарушении нормального функционирования системы ESP загораются контрольная лампаухудшения сцепных свойств дорожного покрытия и индикаторотключения системы динамической стабилизации (ESP OFF), расположенные на приборной панели. До тех пор, пока горят указанные лампы, система динамической стабилизации автомобиля функционировать не будет.
• Система динамической стабилизации автомобиля (ESP) использует систему активного подтормаживания буксующего ведущего колеса (Active Brake Limited Slip — ABLS) для того, чтобы улучшить тяговые свойства автомобиля. Система ABLS действует аналогично дифференциалу повышенного трения и срабатывает, когда одно из ведущих колес оказывается на опорной поверхности с низким коэффициентом сцепления и начинает буксовать. Система ABLS, притормаживая буксующее колесо,обеспечивает соответствующее увеличение крутящего момента на другом колесе моста, которое имеет лучшее сцепление с опорной поверхностью.
• При отключении системы ESP не будет действовать ни одна из функций этой системы, а также не будет работать антипробуксовочная система TCS. Однако, система активного под-тормаживания буксующего колеса (ABLS) и антиблокировочная тормозная система (ABS) будут продолжать функционировать и при выключенной системе ESP, При срабатывании системы ABLS начнет мигать контрольная лампа, и Вы можете услышать характерный шум и/или почувствовать пульсацию усилия на тормозной педали. Это является нормальным явлением и не свидетельствует о неисправности системы.
• Система динамической стабилизации автомобиля использует также систему FBS (Fade Brake Support) (если имеется), которая обеспечивает сокращение тормозного пути при нагретых тормозных механизмах. Кроме того, система FBS повышает безопасность движения на затяжных спусках, когда водитель по необходимости применяет частое торможение.
• В процессе работы системы динамической стабилизации (ESP) Вы можете почувствовать пульсацию усилия на тормозной педали и услышать характерный шум или ощутить вибрацию из-под капота автомобиля. Это является нормальным явлением и подтверждает нормальное функционирование системы ESP.
• Встроенная в блок управления ESP программа диагностики проверяет исправность системы при каждом запуске двигателя и движении автомобиля на малой скорости передним или задним ходом. В процессе самодиагностики неисправностей Вы можете услышать характерный шум и/или почувствовать пульсацию усилия на тормозной педали. Это является нормальным явлением и не свидетельствует о неисправности системы.
• В некоторых случаях может оказаться полезным выключить систему ESP, чтобы колеса могли вращаться с пробуксовкой:
— При движении по глубокому снегу или влажному грунту;
— При раскачке автомобиля вперед-назад при застревании в снегу;
— При движении с установленными цепями противоскольжения.
1. ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ (ESP) (если имеется)
Правильным курсом: системы стабилизации
1 января 2016 года в России вводится требование к обязательному оснащению системой курсовой устойчивости всех новых типов коммерческих автомобилей, автобусов и прицепной техники.
Что представляет собой современное поколение ESC (Electronic Stability Control), предлагаемое глобальными поставщиками автомобильных технологий? Михаил Ожерельев
Электронный контроль устойчивости или динамическая система стабилизации автомобиля — активная система безопасности транспортного средства, позволяющая предотвратить занос посредством индивидуального управления тяговым и тормозным моментом на каждом колесе. Этот электронный помощник водителя срабатывает в самых опасных ситуациях, когда возможна или уже произошла потеря управления автомобилем. Движение стабилизируется путем автоматического дозированного торможения каждого колеса.
Первая система электронной курсовой устойчивости была создана в 1995 году, а сегодня 78 % новых пассажирских и легких грузовых транспортных средств в Европе оснащается данным техническим решением. Динамическая система стабилизации является обязательной для всех транспортных средств, разрешенных к эксплуатации с 2011 года. С прошлого года электронный контроль устойчивости больше не считается дополнительным компонентом, а включается в стандартную комплектацию всех новых автомобилей в странах Евросоюза (в США система обязательна к установке на всех автомобилях массой до 4,5 т.).
Cистемы активной безопасности WABCO предотвращают до миллиона критических ситуаций в год по всему миру
В нашей стране требование к обязательному оснащению системой курсовой устойчивости всех новых типов коммерческих автомобилей, автобусов и прицепной техники вводится 1 января 2016 года. Правда, в данном случае речь идет только о новых платформах, впервые получающих Одобрение типа транспортного средства.
Впрочем, уже сегодня перспективное семейство магистральных грузовиков КАМАЗ с кабиной Axor (КАМАЗ-5490, -65206, -65207 и -65802) серийно оснащается подобным техническим решением.
Эксперты называют систему электронного контроля устойчивости самым важным изобретением в сфере автомобильной безопасности после ремней безопасности. Она обеспечивает водителю лучший контроль над поведением автомобиля, следя за тем, чтобы он перемещался в том направлении, куда указывает поворот руля. По данным американского страхового института дорожной безопасности (IIHS) и Национального управления безопасностью движения на трассах NHTSA, примерно одна треть смертельных аварий могла бы быть предотвращена системой стабилизации автомобиля, если бы ей были оснащены все транспортные средства.
Крупнейшим мировым производителем систем электронной устойчивости является группа компаний Robert Bosch GmbH, которая предлагает их под торговой маркой ESP (Electronic Stability Program). В этом году исполняется 20 лет с момента разработки и внедрения программы ESP.
В настоящее время в мире 55 % пассажирского и легкого коммерческого транспорта оснащены ESP от Bosch. Кроме Bosch производством электронных систем стабилизации занимаются еще десять компаний.
Самым крупным игроком в сегменте тяжелого коммерческого транспорта является компания WABCO, предлагающая свой продукт под торговой маркой ESCsmart. Кстати, по собственным подсчетам компании, ее продукция ежегодно предотвращает до одного миллиона критических ситуаций с грузовым автотранспортом по всему миру.
Входящие в ESCsmart электронный блок управления и датчик угла поворота рулевого колеса легко устанавливаются на различные виды транспортных средств
Первая система ESCsmart появилась на рынке в 2009 году, а в 2014 году на международном грузовом салоне в Ганновере WABCO продемонстрировала усовершенствованный гидроблок ABS, интегрированный в систему ESCsmart. Другим новшеством, причем не только для компании, но и по отрасли в целом, стала интеграция электронной системы курсовой устойчивости ESCsmart с платформами легких и средних коммерческих автомобилей по всему миру.
Гидравлическая тормозная система WABCO также дает возможность внедрения ряда общих вспомогательных функций: от противооткатной системы (HCC — Hill Hold Control) до автоматического контроля тяги на ведущих колесах (ATC — Automatic Traction Control).
«Все эти технологии, включая также опережающую систему экстренного торможения OnGuardPLUS, систему предупреждения о покидании полосы движения OnLane, а также модульную платформу тормозной системы mBSR, в дальнейшем помогут индустрии коммерческого транспорта улучшить показатели безопасности грузовых автомобилей, автобусов и прицепов по всему миру», — отметил на пресс-конференции в рамках IAA 2014 Жак Эскулиер, председатель и главный исполнительный директор WABCO.
Радарный датчик системы OnGuard
WABCO активно работает на российском рынке. В рамках выставки «Комтранс — 2015» компания продемонстрировала систему ESCsmart, пригодную для работы как с гидравлическим, так и с пневматическим приводом тормозов. Данное решение обеспечивает движение транспортного средства в заданном направлении, помогает защитить его от опрокидывания и заноса, а в случае с автопоездом еще и уменьшает риск его складывания.
Система ESCsmart автоматически вступает в работу и мгновенно реагирует на факторы, которые влияют на курсовую устойчивость транспортного средства, например, на изменение загрузки транспортного средства.
Для оценки фактических параметров движения автомобиля используется информация c существующих датчиков системы ABS, регистрирующих тормозное давление, скорость движения автомобиля и угловые скорости колес. Помимо этого к ESC подключаются датчик угла поворота рулевого колеса и сенсоры продольного и поперечного ускорения. Главный контроллер ESC — это два микропроцессора, каждый из которых имеет большой объем оперативной памяти. Система позволяет считывать и обрабатывать значения, выдаваемые датчиками скорости вращения колес с 20-миллисекундным интервалом.
Камера системы OnLane
Как утверждают в WABCO, система ESCsmart выгодна автопроизводителям благодаря тому, что она облегчает процесс сборки и настройки транспортного средства с системой курсовой устойчивости, а также снижает время вывода новых моделей на рынок.
Несколько слов о сотрудничестве с российским автопромом. В сентябре WABCO анонсировала заключение соглашения о долгосрочном сотрудничестве с одним из ведущих российских производителей коммерческого транспорта. Имя этого производителя в пресс-релизе не сообщается. Известно только, что уже более десяти лет WABCO поставляет этому российскому заказчику инновационные технологии в области тормозных систем, систем обеспечения устойчивости и управления подвеской.
Гидравлическая система ABS в интеграции с ESCsmart
Добавим, что WABCO получила статус исключительного поставщика на основе результатов тендера. Этому способствовали возможности компании предложить комплекс как высокотехнологичных, так и традиционных систем, производимых в странах с низкой себестоимостью производства, в результате чего стала возможна поставка продукции высокого качества при оптимальной эффективности затрат. Кроме того, местные инженеры WABCO поддерживают этого заказчика на протяжении всего жизненного цикла продукции, включая этапы разработки, испытаний и сертификации техники.
Редакция рекомендует:
Динамическая стабилизация кузова автомобиля
Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в конструкции автомобилей для стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства.
Известна конструкция устройства подвески с компенсацией поперечных колебаний вокруг продольной оси (см. патент RU 2516948 С2, дата публикации 20.
05.2014 г.). Устройство подвески имеет расположенное между материальным телом и основанием пружинно-амортизационное устройство, для амортизации ударов или же колебаний и содержит структуру систем шарнирных рычагов с одной системой шарнирных рычагов для уменьшения степеней свободы движения. Одна из точек шарнирного соединения системы шарнирных рычагов относительно подвижно соединена с материальным телом или же основанием. При этом относительное положение между точкой шарнирного соединения и материальным телом или же основанием является регулируемым посредством одного воздействующего по существу линейно исполнительного органа. Достигается надежность в эксплуатации, а также уменьшение или же пресечение нежелательных движений кабины; одновременно могут быть пресечены или же компенсированы нежелательные колебательные движения. Недостатком конструкции известной подвески является сложность изготовления конструкции.
Известна конструкция системы стабилизации кузова транспортного средства (см.
патент RU 2171184 C1, дата публикации 27.07.2001 г.) содержащая привод на колеса через упругие элементы, устройство блокировки от неправильного срабатывания этого привода, отличающаяся тем, что она снабжена двумя индуктивными датчиками, установленными на первом и втором рычагах подвески, следящим двигателем, суммирующим трансформатором, симистором и двумя динисторами, при этом первичные обмотки взаимно противофазны и вторичные обмотки взаимно противофазны, вторичные обмотки соединены с управляющим электродом симистора через два динистора, причем симистор соединен последовательно со следящим двигателем в цепи источника переменного тока, а устройство блокировки выполнено в виде двух конденсаторов, шунтирующих первичные обмотки суммирующего трансформатора. Недостатком конструкции является сложность обслуживания.
Известна конструкция системы стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства (см. патент RU 2329159 С1, дата публикации 20.07.2008 г.). Система стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства содержит выполненный в виде торсиона стабилизатор, установленный на раме параллельно оси колес и снабженный шарнирно закрепленными на концах опорами, балансиры правого и левого бортов транспортного средства, имеющие шарнирно закрепленные стойки, кривошипы, связывающие торсион с балансирами правого и левого бортов, валы, установленные попарно вдоль рамы и связывающие балансиры с поперечными рычагами подвески переднего и заднего мостов, при этом внутренние концы валов имеют рычаги, в которых шарнирно закреплены стойки.
Недостатком конструкции является отсутствие динамической стабилизации подвески.
Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных качеств транспортных средств путем компенсации нежелательных колебательных движений кузова в поперечной плоскости, в том числе и в случае колебательных возмущений в поперечной плоскости или наклонных положений основания или же шасси.
Задачей изобретения является обеспечение плавности хода и энергоемкости подвески, а именно:
— совершенствование регрессивной характеристики амортизатора;
— разработка конструкции динамической стабилизации подвески с модернизированным амортизатором.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в реализации следующих технических решений:
— механизм динамического изменения регрессивной характеристики амортизатора;
— система динамической стабилизации подвески.
Особенность ходовой части автомобиля следующая: чтобы получить хорошую управляемость на хороших дорогах, приходится делать подвеску жестче, а когда цель — комфорт и проходимость на бездорожье, машина из-за энергоемкости и больших ходов подвески, наоборот, получается валкой при маневрах и хуже слушается руля.
Во время движения автомобиля все неровности дорожного полотна воспринимаются подвеской автомобиля. К таким элементам относятся стабилизатор и стойка стабилизатора. Эти элементы подвески жестко связаны с кузовом автомобиля, а, следовательно, вся подрессоренная масса распределяется на них тоже, а так же толчки от неровностей дороги.
Для достижения указанного технического результата предлагается следующая конструкция стабилизации поперечной устойчивости транспортного средства (Фиг. 1).
Система состоит из: электромагнитного клапана 1, гидроцилиндра 2, стойки стабилизатора 3, стабилизатора 4, соединительных шлангов 5, крепления стабилизатора 6. Электромагнитный клапан 1 соединен с ЭБУ автомобиля 7 посредством шлейфа проводов.
Гидроцилиндры 2 и стойки стабилизатора 3 жестко связаны с кузовом автомобиля.
Электромагнитный клапан 1 при помощи ЭБУ 7 принудительно открывает или закрывает каналы для перетекания жидкости в системе динамической подвески автомобиля.
На автомобиле должны быть установлены датчики вертикальных и поперечных ускорений, сигнал от которых поступает на ЭБУ 7. Электромагнитный клапан состоит из гаек 8, крышки 9, катушки 10, пружины 11, сердечника 12, головки 13, прокладки 14, уплотнительного кольца 15, корпуса 16 (Фиг. 2).
Стойка стабилизатора 3 крепиться к стабилизатору 4 при помощи фланца 17 двумя болтами 18. К кузову автомобиля стойка крепиться при помощи сайлентблока 19 (Фиг. 3).
Сайлентблок 19 устанавливается в стойке стабилизатора 3 и состоит из направляющей 20, втулки 21, резинового вкладыша 22, болта 23 и гайки 24 (Фиг. 4).
Гидроцилиндр 2 крепиться к стабилизатору 4 при помощи фланца 25, а к кузову автомобиля при помощи сайлентблока 19. Крепление шлангов осуществляется штуцером 26 (Фиг. 5).
Гидроцилиндр 2 состоит из: корпуса 27, поршня 28, штока 29, направляющей втулки 30, гайки 31, гайки 32 (Фиг. 6).
Поршень гидроцилиндра 2, состоящего из: поршня 33, двух манжет 34, стопорных колец 35, которыми он фиксируется на штоке 36 (Фиг.
7).
Устройство работает следующим образом. Электромагнитный клапан 1, получая сигналы от ЭБУ 7, или принудительно при нажатии кнопки водителем, включается или выключается. При движении по ровной поверхности клапан 1 закрыт, жидкость не имеет возможности перемещаться из одной полости в другую, поэтому шток цилиндра 36 не передвигается, при этом автомобиль имеет хорошую управляемость. При движении по бездорожью ЭБУ 7 подает сигнал на электромагнитный клапан 1, вследствие чего сердечник 12 под воздействие электромагнитного поля, создаваемого катушкой 10, втягивается, открывая канал в головке 13, способствуя свободному перемещению жидкости из нижней полости цилиндра 2, по шлангам 5 через клапан 1 в верхнюю и наоборот. Шток 29 имеет возможность свободно перемещаться, что и увеличивает ход рычагов и энергоемкость всей подвески, а, следовательно, и проходимость. Подвеска начинает больше поглощать энергию удара о неровность.
Крышка 9 электромагнитного клапана 1 крепиться к корпусу 16 при помощи четырех гаек 8 (фиг.
6). Совместно с ними крепиться и головка 13 электромагнитного клапана 1. Для герметичности соединений используются прокладка 14 и уплотнительное кольцо 15.
Зачем отключают стабилизацию? — TopGear Russia
У них есть масса названий: ESP, DSC, ASC, VSC… Они производятся разными компаниями и имеют разное программное обеспечение, различаются функциями, возможностями и поколениями. Но обычному автолюбителю о них надо знать лишь одно – если на автомобиле есть электроника, которая контролирует курсовую или динамическую стабильность движения, ее лучше просто так не отключать. В подавляющем большинстве дорожных ситуаций программы стабилизации вмешиваются по делу и очень эффективны.
Рассчитаны системы, как правило, на водителей с небольшим опытом. В опасных ситуациях человек не всегда сохраняет самообладание для быстрых и правильных действий, а порой и вовсе паникует, почувствовав снос или занос, и совершает ровно то, чего не надо. Вот тогда электроника и помогает избежать неминуемой беды, сбавляя подаваемую от двигателя тягу и притормаживая отдельные колеса так, чтобы автомобиль не начал закручиваться вокруг вертикальной оси и по возможности следовал правильной траектории.
Ключевое слово – «по возможности». Даже самая продвинутая ESP не может преодолеть законов физики. Если, например, дорога слишком скользкая, а водитель сильно просчитался со скоростью, то программа в лучшем случае уменьшит последствия ошибки, а шансов удержаться на дороге особо не добавит.
На бездорожье стандартные дорожные алгоритмы работы стабилизации могут подбросить и вовсе неприятный сюрприз. Типичный случай – глубокая зыбкая колея в грязи. Такой участок можно пройти только под тягой, с пробуксовкой колес, невзирая на то, как машина мечется в стороны. Но бдительная электроника может ошибочно распознать аварийную ситуацию, ограничить тягу мотора и тем самым «засадить» автомобиль в самом неподходящем месте.
Чтобы избежать подобных конфузов, придумана заветная кнопка деактивации ESP. На многих автомобилях она имеет две ступени срабатывания. При однократном нажатии на клавишу с пиктограммой программы на приборной панели зажигается желтая иконка с зигзагообразными колеями. Отключается только та часть, которая отвечает за коррекцию тяги. С педали газа спадают «оковы», и программа разрешит пробуксовки, продолжая следить за поведением автомобиля в поворотах. Если развивается занос, она все равно вмешается. Этот алгоритм может быть полезен на гоночном треке для спортивного вождения. Для обычных уличных условий режим небезопасен.
При втором нажатии на кнопку электроника может отключаться полностью (у некоторых систем тот же режим ESP Off активируется длительным нажатием). Вот он как раз и может пригодиться для кратковременных поездок по бездорожью.
Вообще отключение ESP это всегда риск. К счастью, прогресс не стоит на месте, и производители стараются развивать умные системы стабилизации, которые не надо отключать вовсе. У современных кроссоверов они уже дополняются «поведенческими» программами движения для различных условий и покрытий – например, для травы и грязи, гравия или крупных камней, песка или снега. А самые продвинутые внедорожники уже и сами подбирают наилучший алгоритм под бездорожье, не требуя от водителя вообще никаких предварительных действий.
Так же и на мощных легковых автомобилях и спорткарах. Продвинутая электроника следит не только за динамикой и курсом движения, а еще анализирует манеру вождения человека и подстраивается под его стиль управления, помогая «затянуть» автомобиль в поворот, выйти из виража на грани пробуксовки с легким заносом и т. д. И чем дороже автомобиль, тем быстрее забываешь, где расположена кнопка деактивации ESP.
Что означает VDC в автомобиле?
Буквы VDC загадочны, но в контексте автомобиля они обозначают что-то потенциально спасительное — управление динамикой автомобиля или управление динамикой автомобиля.
Эта технология пытается бороться с потерей управляемости, которая может произойти на скользкой дороге. По сути, VDC означает в автомобиле то же самое, что и электронный контроль устойчивости (ESC), который является обязательным для автомобилей, продаваемых в США с 2012 года.Автопроизводители, которые называют ESC как VDC, включают Infiniti, Nissan и Subaru.
Электронные системы контроля устойчивости используют компьютеризированную технологию для обнаружения пробуксовки колес до того, как это станет очевидным для водителя. Затем, чтобы предотвратить более значительную потерю тяги, они применяют контрмеры, которые водитель не может.
Например, система VDC может применять тормоза к отдельным колесам для предотвращения пробуксовки. Если автомобиль начинает недостаточную поворачиваемость — другими словами, если он не реагирует на поворот рулевого колеса и вместо этого движется вперед по прямой, — VDC применяет тормоза на внешнем переднем колесе, заставляя автомобиль поворачиваться.VDC не управляет автомобилем. Вместо этого он предоставляет входные данные, которые позволяют водителю продолжать управлять автомобилем в желаемом направлении.
Во время нормального движения система VDC непрерывно контролирует рулевое управление и направление движения автомобиля. Он сравнивает предполагаемое водителем направление, определяемое углом поворота рулевого колеса, с фактическим направлением движения автомобиля.
Обычно предполагаемый путь и фактический путь движения совпадают, но если есть проскальзывание колес и потеря тяги, они могут отличаться.Система определяет разницу между предполагаемым и фактическим направлением движения и в электронном виде выдает приказы системам автомобиля, чтобы смягчить проблему.
Subaru VDC (Vehicle Dynamics Control) — это разновидность электронного контроля устойчивости. Он использует сеть датчиков, установленных на транспортном средстве, для отслеживания скорости вращения колес, положения рулевого колеса, скорости рыскания и поперечного ускорения. Если информация, предоставляемая датчиками, подсказывает блоку управления компьютера, что транспортное средство движется не в направлении, указанном его водителем, система предпримет шаги, чтобы попытаться исправить ситуацию.
Большинство моделей Subaru имеют стандартный полный привод, поэтому система Subaru VDC использует AWD для максимального увеличения тяги и восстановления устойчивости автомобиля. Часто это происходит еще до того, как водитель осознает наличие проблемы.
Если при этом не удается восстановить надлежащее сцепление с дорогой и устойчивость, VDC предпримет дальнейшие корректирующие действия, регулируя крутящий момент, прилагаемый к передним и задним колесам, и применяя тормоза к отдельным колесам.
Subaru утверждает, что с AWD тормозное колесо восстанавливает сцепление с дорогой быстрее, чем на полноприводном автомобиле, и быстрее возвращает автомобиль на заданный путь.Помимо этого, система может также изменять синхронизацию двигателя и уменьшать поток топлива в двигатель, чтобы ограничить крутящий момент, что еще больше повысит стабильность.
В автомобилях Nissan и Infiniti есть система динамического контроля транспортного средства (VDC), которая работает так же, как и большинство электронных систем контроля устойчивости. Он использует различные датчики для отслеживания действий водителя и движения транспортного средства, мягко помогая транспортному средству оставаться на заданном водителем пути.
Nissan и Infiniti VDC помогает контролировать и ограничивать как недостаточную, так и избыточную поворачиваемость.
Как упоминалось ранее, автомобиль с недостаточной поворачиваемостью не реагирует так быстро, как хотелось бы, на команду поворота вправо или влево. Вместо этого он продвигается вперед.
Напротив, автомобиль с избыточной поворачиваемостью поворачивает быстрее, чем хотелось бы, создавая у водителя впечатление, что задняя часть автомобиля разворачивается. Если избыточная поворачиваемость не будет устранена, автомобиль будет вращаться.
Чтобы противодействовать этим нежелательным действиям, система Nissan / Infiniti VDC контролирует тормозное давление на отдельные колеса и регулирует мощность двигателя, чтобы помочь водителю сохранить контроль над автомобилем как в случае недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.Чтобы поддерживать общую стабильность во время движения, он использует тормозное давление для уменьшения пробуксовки ведущего колеса, которое теряет сцепление с дорогой, передавая мощность на нескользящее ведущее колесо на той же оси.
Функция динамического управления автомобилем помогает вашему автомобилю поддерживать надлежащее сцепление с дорогой при движении в неблагоприятных условиях.
Но когда автомобиль застревает в снегу или грязи, VDC снижает мощность двигателя, и вам может потребоваться выключить его, чтобы вывести автомобиль. В большинстве автомобилей Infiniti и Nissan есть переключатель VDC Off.
Система VDC — отличный инструмент, помогающий водителю сохранять контроль над транспортным средством, но она не может предотвратить потерю контроля над транспортным средством во всех дорожных ситуациях. Водитель всегда несет ответственность за безопасное управление автомобилем, поэтому обязательно регулируйте скорость и параметры движения в соответствии с дорожными и погодными условиями, с которыми вы сталкиваетесь.
Фазовый портретный подход к стабилизации транспортного средства и управлению огибающей
Аннотация
ДТП с потерей управления, которые приводят к тысячам смертей каждый год только в Америке, часто вызваны ошибочными действиями водителя или внезапным изменением дорожного покрытия.
В последние годы появилось несколько технологий, направленных на снижение аварийности, одна из которых — электронный контроль устойчивости. Хотя система ESC эффективна для стабилизации автомобиля, она функционирует без полной информации о состоянии автомобиля или коэффициенте трения между шиной и дорогой. По мере появления большего количества датчиков и усложнения целей управления конструкторам автомобилей необходимо будет реализовать более целостную схему управления, такую как контроль зоны действия самолета, которая объединяет несколько датчиков и исполнительных механизмов, чтобы поддерживать транспортное средство в безопасном рабочем режиме.
Эта диссертация описывает два начальных строительных блока для полной системы управления транспортным средством. Первый, называемый Vehicle Envelope Control, стабилизирует автомобиль, удерживая его в безопасной области пространства состояний скорости рыскания-бокового скольжения. Анализ изоклин ускорения рыскания на фазовой плоскости скорости рыскания-бокового скольжения позволяет определить границу огибающей, которая согласуется с динамикой естественной системы.
Выбранная граница определяется нулевой линией ускорения рыскания при максимальном угле поворота, что приводит к стабильной динамике разомкнутого контура, и линиями максимального заднего угла скольжения, которые предотвращают насыщение задних шин.Границы оболочки устанавливаются привлекательным контроллером, определяемым расстоянием между состояниями транспортного средства и безопасной границей. Пропорциональный контроллер внутренней границы обеспечивает мягкую посадку на границах скорости рыскания, ограничивая угол поворота водителя до максимально стабильного угла поворота при приближении транспортного средства к границе. Чтобы доказать эффективность контроллера, управляемый по проводам автомобиль P1 Стэнфорда выполняет несколько маневров, во время которых контроллер должен активироваться для стабилизации автомобиля.
Второй строительный блок для всей системы управления транспортным средством включает определение и реализацию механических изменений, необходимых для улучшения оценки коэффициента трения шины и пикового бокового усилия в шине.
Возможность надежной оценки трения позволяет обновлять границы огибающей в реальном времени, ослабляя их по мере увеличения трения и ограничивая их по мере уменьшения трения. Выделение центрирующего момента, части реактивного момента оси поворота от поперечных сил в шинах, дает информацию о трении; однако обычно существует несколько других моментов, которые ощущаются вокруг оси рулевого управления, которые необходимо оценить и вычесть перед тем, как можно будет определить центрирующий момент.Предлагаемая конструкция подвески исключает влияние этих других крутящих моментов, так что центрирующий момент измеряется напрямую.
Динамика, устойчивость и контроль автомобиля — 2-е издание
Как и в других книгах профессора Карноппа, в книге «Динамика, устойчивость и управление» представлен широкий спектр тем. Если нравится проф.
Другие учебники Карноппа, как и я, этот учебник — еще одно замечательное приключение по сложной и интересной технической теме.
— Роберт М. Секстон, Университет Содружества Вирджинии,
Я подумаю о том, чтобы использовать эту книгу для своего курса по динамике транспортного средства. Моделирование — это шаг вперед по сравнению с книгой, которая используется в настоящее время, и должно улучшить понимание учащимися предмета. Материал об активном управлении транспортными средствами — хорошее дополнение.
— Джек Э. Хелмс, Университет штата Луизиана,
Материал написан очень прямо.Чтение проходит плавно до конца без проблем. И когда вы закончили, вы, к счастью, поняли очень сложный вопрос. … Я действительно думаю, что профессор Карнопп — один из лучших профессоров машиностроения, живущих сегодня. Книгу можно рекомендовать как начинающим, так и опытным ученым или инженерам. Новички извлекут выгоду из того, что сложные темы представлены очень легко и легко усвоятся. Опытные ученые могут получить более глубокое представление об основных явлениях, представленных в непревзойденном вдохновляющем стиле.
—G. Мастину, Миланский политехнический университет
Книга включает богатую подборку примеров применения основных методов анализа устойчивости к динамике поведения транспортных средств, привлекательных как для преподавателя, так и для студентов. Он объединяет два предмета — стабильность движения и динамику транспортного средства, которые часто преподаются отдельно — и раскрывает преимущества интегративного взгляда. … Книга предлагает очень привлекательное введение в анализ устойчивости движения с точки зрения динамики транспортного средства.Примеры включают автомобили, самолеты, железнодорожные транспортные средства, управление динамикой транспортных средств и т. Д., Которые дают студентам инженерных специальностей легкое понимание применения математических методов к наглядным задачам о динамическом поведении транспортных средств. Также представлены базовые модели создания внешней силы на шинах, железнодорожных колесах или крыльях, которые позволяют более полно понять динамику транспортного средства.
—Манфред Плёхль, Венский технологический университет
В главах даются хорошие и обширные базовые знания в области устойчивости транспортного средства.Книга сосредоточена на аналогиях между несколькими областями техники, что, на мой взгляд, дает хорошее понимание физических эффектов, лежащих в основе. Его легко читать и понимать, поскольку он использует простые слова и относится к примерам из повседневной жизни. Как прямо упомянуто автором, это не нацелено на глубокое объяснение физики. Основное внимание уделяется обзору и обеспечению фундаментальной и прочной базы знаний. На мой взгляд, это удачно достигается. Я бы порекомендовал эту книгу студентам или инженерам, которые хотят получить хороший обзор устойчивости транспортного средства и понять, как различные физические эффекты связаны друг с другом.
— Д-р. Андреас Вагнер, менеджер по атрибутам автомобилей в концепциях шасси, Audi, Ингольштадт, Германия
Похвала за первое издание:
.
.. всесторонний анализ параметра характеристики вибрации, который определяет стабильность. Автор широко использует математические рассуждения для установления оптимальных способов повышения устойчивости автомобиля. … Книга является ценным справочником … она очень полезна профессорам, исследователям и студентам, интересующимся вопросами устойчивости транспортных средств.
—Проф. Дэн Даскалеску, доктор философии.
Монография будет полезна студентам и инженерам смежных специальностей.
— Zentralblatt MATH
Обзор системы активного контроля рыскания для управляемости и повышения устойчивости автомобиля
Система контроля курсовой устойчивости играет важную роль в поперечной динамике транспортного средства, чтобы улучшить управляемость и устойчивость транспортного средства. Однако не так много исследований было сосредоточено на улучшении переходных характеристик скорости рыскания транспортного средства и контроля бокового скольжения.В данной статье рассматриваются жизненно важные элементы для проектирования системы управления активной системой управления устойчивостью по рысканью; динамические модели транспортных средств, цели управления, активное управление шасси и стратегии управления с акцентом на определение подходящих критериев для улучшения переходных характеристик.
Каждый элемент обсуждается и сравнивается с точки зрения лежащей в основе теории, сильных и слабых сторон и применимости. Основываясь на этом, мы делаем вывод, что управление скользящим режимом с нелинейной поверхностью скольжения на основе составной нелинейной обратной связи является потенциальной стратегией управления для улучшения переходных характеристик управления скоростью рыскания и бокового скольжения.
1. Введение
В динамическом управлении транспортным средством дорожным транспортным средством, управление поперечным динамическим движением очень важно там, где оно определяет устойчивость транспортного средства. Один из известных подходов, описанных в литературе для управления боковой динамикой, — это система управления устойчивостью к рысканью. Чтобы разработать эффективную систему управления, важно определить соответствующий элемент системы управления устойчивостью к рысканью. В этой статье подробно рассматриваются элементы системы управления устойчивостью к рысканью, то есть динамические модели транспортного средства, цели управления, активное управление шасси и его стратегии управления, как показано на рисунке 1.
Линейные и нелинейные модели транспортного средства, описывающие поведение боковой динамики, объясняются для целей проектирования и оценки контроллера. Для достижения целей управления важно контролировать переменные скорости рыскания и угла бокового скольжения, чтобы обеспечить устойчивость транспортного средства. Требуется, чтобы фактическая скорость рыскания и угол бокового скольжения имели быструю реакцию и хорошую способность отслеживания при следовании желаемой реакции. Во время критических условий движения или маневра несоответствующие команды водителя для управления рулевым управлением и торможением могут привести к нестабильности транспортного средства и привести к аварии.Следовательно, активное управление системой контроля устойчивости к рысканью имеет важное значение, чтобы помочь водителю сохранить устойчивость транспортного средства на желаемой траектории. Активная система управления рысканием может быть реализована путем реализации активного управления шасси рулевого управления или торможения или интеграции обеих систем.
В реальных условиях движения поперечная динамика транспортного средства учитывается с такими неопределенностями, как различное состояние дорожного покрытия, меняющиеся параметры транспортного средства и возмущение боковым ветром. В системе управления устойчивостью к рысканью эти возмущения могут влиять на скорость рыскания и характеристики контроля слежения за боковым скольжением.С точки зрения системы управления важны переходные характеристики отслеживания. Однако, судя по рассмотренным в литературе стратегиям управления, контроллеры не предназначены для решения этой проблемы. Следовательно, должна быть предложена соответствующая надежная стратегия управления для улучшения переходных характеристик скорости рыскания и контроля слежения за боковым скольжением при наличии неопределенностей и возмущений. В качестве вывода из обзоров в этой статье кратко обсуждается возможная высокопроизводительная стратегия надежного управления отслеживанием, которая может быть реализована для системы управления устойчивостью к рысканью.
Обзор начинается с моделей динамики транспортного средства в Разделе 2. Цели управления устойчивостью по рысканью обсуждаются в Разделе 3, а за ними следует активное управление шасси в Разделе 4. Стратегии и проблемы управления устойчивостью по рысканью рассматриваются в Разделах 5 и 6 соответственно. В разделе 7 обсуждается высокопроизводительный надежный контроллер слежения, использующий управление скользящим режимом и составную нелинейную обратную связь. Оценка контроллера обсуждается в Разделе 8 и заканчивается заключением в Разделе 9.
2. Модели динамики транспортного средства
Для изучения, анализа и проектирования контроллера для системы управления устойчивостью к рысканью необходимы модели динамики транспортного средства, где математическое моделирование динамического движения транспортного средства получено на основе 2-го закона Ньютона, который описывает силы. и моменты, действующие на кузов и шины транспортного средства. В общем, существует две категории динамических моделей транспортного средства, то есть нелинейная модель транспортного средства и линеаризованная модель транспортного средства, как показано на рисунке 2.
В следующих подразделах будут обсуждаться нелинейная модель транспортного средства для моделирования и линеаризованная модель транспортного средства для целей разработки контроллера.
2.1. Модель транспортного средства для моделирования
Нелинейная модель транспортного средства регулярно используется для представления и моделирования реального транспортного средства для оценки и проверки контроллером. В последние годы в исследованиях [1–5] нелинейная модель транспортного средства использовалась для изучения управляемости и повышения устойчивости. На рисунке 3 показана типичная нелинейная модель транспортного средства при маневрировании на повороте.
Входными данными этой модели является угол поворота передних колес, а выходными переменными, которые необходимо контролировать, являются боковое скольжение транспортного средства и скорость рыскания. Параметры транспортного средства — ширина колеи транспортного средства, расстояние от передней и задней оси до центра тяжести (CG) и, соответственно. Скорость движения транспортного средства относительно центра тяжести (CG) равна, поперечная скорость равна, а продольная скорость равна. Другими важными параметрами транспортного средства являются масса транспортного средства, момент инерции и жесткость передних / задних шин при прохождении поворотов.Колеса пронумерованы в виде нижнего индекса для переднего левого, переднего правого, заднего левого и заднего правого.
Продольная сила в шинах,, напрямую зависит от коэффициента скольжения шины, а поперечная сила в шинах, напрямую зависит от угла бокового скольжения шины,. Для меньшего угла скольжения и коэффициента скольжения поперечная сила в шине описывается как линейная функция жесткости шины при повороте и угла бокового скольжения шины, в то время как продольная сила в шине описывается как линейная функция от жесткости при торможении и коэффициента скольжения шины.Для большего угла скольжения и коэффициента скольжения продольные и поперечные силы в шинах проявляют нелинейные характеристики. Динамическое движение автомобиля с нелинейными силами в шинах представляет собой нелинейную систему. Нелинейные поперечные и продольные силы в шинах могут быть описаны с использованием известной модели шины Пацейки, реализованной в [1, 4, 7], или модели шины Dugoff, используемой в [8–10], в то время как исследования в [11] использовали обе модели шин.
Нелинейная модель транспортного средства может иметь разное количество степеней свободы (DOF), где она представляет динамику движений и сложность моделей транспортных средств.Как использовано в [2, 12–14], модель автомобиля с 7 степенями свободы представляет динамические движения кузова автомобиля, то есть продольные, поперечные, рыскание и четыре колеса. Динамические уравнения для продольных, поперечных и рыскающих движений кузова транспортного средства описываются следующим образом.
Продольное перемещение. Один из них: Боковое движение. Один имеет следующие Движение по рысканью. Один из них: где — момент рыскания, который необходимо учитывать, то есть; если шины имеют тенденцию к повороту на оси -оси.В (2) боковое ускорение может быть выражено через скорость транспортного средства вперед, скорость рыскания и бокового скольжения следующим образом: Следовательно, выходная переменная бокового скольжения двухгусеничной модели может быть получена следующим образом: в то время как выходная переменная скорости рыскания может быть определена из (3) и получена следующим образом: В динамических исследованиях транспортных средств каждое колесо представляет 1 степень свободы. Таким образом, у дорожно-транспортного средства с 4 колесами имеется 4 степени свободы. Динамическое движение каждого колеса описывается следующим образом: где — угловое ускорение колеса, — радиус колеса, — инерция колеса, — тормозной момент, — крутящий момент.
Другой нелинейной моделью транспортного средства, использованной в предыдущем исследовании, является модель транспортного средства с 8 степенями свободы, которая широко используется в [4, 5, 9–11, 15–18]. Для более точного моделирования и проверки в [1, 19, 20] используется модель транспортного средства с 14 степенями свободы. Сравнение количества степеней свободы нелинейных моделей транспортных средств, которые обсуждались выше, можно суммировать и сравнить в таблице 1.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Другая нелинейная модель транспортного средства, используемая для моделирования, использует мульти-градусную модель. модель транспортного средства свободы на основе программного обеспечения динамики коммерческого транспорта, то есть CarSim, как реализовано в [21–26].Используя эту программную модель транспортного средства, динамическое поведение транспортного средства более точно похоже на реальное транспортное средство. Однако для управления скоростью рыскания и слежения за боковым скольжением в системе управления устойчивостью к рысканью нелинейная модель транспортного средства с 7 степенями свободы, как описано в приведенных выше уравнениях и показано в таблице 1, подходит для моделирования и оценки контроллера конструкции.
2.2. Модель транспортного средства для разработки контроллера
В динамических исследованиях транспортного средства классическая модель велосипеда, показанная на рисунке 4, широко используется для анализа устойчивости к рысканью и проектирования контроллера, как показано в [1, 3, 8, 26–30].Эта модель линеаризуется из нелинейной модели транспортного средства на основе следующих предположений. (I) Силы в шинах действуют в линейной области. (Ii) Транспортное средство движется по плоской поверхности / ровной дороге (плоское движение). (Iii) Левое и правое колеса на передней и задней оси сосредоточены в одном колесе по средней линии транспортного средства. (iv) Постоянная скорость транспортного средства, т.е. продольное ускорение, равное нулю (= 0) (v) Угол поворота и угол бокового скольжения считаются небольшими ( ≈ 0). (Vi) Все колеса не тормозятся.(vii) Центр тяжести (CG) не смещается при изменении массы транспортного средства. (viii) 2 передних колеса имеют одинаковый угол поворота. (ix) В установившемся режиме предполагается, что желаемое скольжение транспортного средства равно нулю.
В простейшей форме плоского движения эта модель состоит из двух степеней свободы для бокового движения и рысканья, как описано в следующих уравнениях.
Боковое движение. Один из них: Движение по рысканью. Один из них: В этой модели передние и задние поперечные силы в шинах и, соответственно, демонстрируют линейные характеристики и описываются как линейная функция жесткости передних и задних колес на поворотах, а также следующим образом: где угол бокового скольжения передней и задней шины, и для линейных сил в шинах даны в следующих уравнениях: Путем перестановки и упрощения (8) — (11) дифференциальные уравнения для переменных скорости бокового скольжения и рыскания можно упростить как линейную модель в пространстве состояний следующим образом: где и — состояние или выходные переменные, и — жесткость передней и задней шины на поворотах, соответственно, — масса автомобиля, — момент инерции, — расстояние от передней и задней оси до центра тяжести, соответственно, — скорость автомобиля, и передняя шина угол поворота — это входные данные для модели.Обратите внимание, что скорость транспортного средства всегда считается постоянной, что означает, что транспортное средство не участвует в ускорении и торможении. Следовательно, анализируются только боковые движения и движения по рысканью.
Кроме того, модель велосипеда также регулярно используется по желанию или в качестве эталонной модели для создания желаемой реакции скорости рыскания и угла бокового скольжения на основе состояния устойчивого состояния или приблизительной реакции первого порядка. При разработке стратегии управления, основанной на управлении активным шасси транспортного средства, важна линейная модель пространства состояний в (13).
3. Цели управления курсовой устойчивостью
Скорость рыскания транспортного средства и угол бокового скольжения являются важными переменными в системе управления курсовой устойчивостью транспортного средства. Как указано в [32], цели управления системой управления устойчивостью к рысканью можно разделить на три категории, а именно: управление скоростью рыскания, управление боковым скольжением и сочетание скорости рыскания и управление боковым скольжением, как показано на рисунке 5.
Один одной из задач управления системой управления курсовой устойчивостью является угловая скорость r .Возможность контролировать фактическую скорость рыскания, близкую к желаемой, улучшит управляемость или маневренность транспортного средства. Желаемая скорость рыскания, которая генерируется эталонной моделью, должна отслеживаться контроллером, чтобы улучшить характеристики управляемости, как указано в [2, 4, 13, 15, 18, 27, 33, 34]. В состоянии устойчивого состояния желаемый отклик скорости рыскания может быть получен с помощью следующего уравнения: где коэффициент устойчивости зависит от параметров автомобиля и определяется следующим образом: Другой целью управления является угол бокового скольжения транспортного средства, то есть угол отклонения между продольной осью транспортного средства и продольной осью и направлением его движения.Контроль угла бокового скольжения, близкий к стационарному, означает контроль поперечной устойчивости транспортного средства. В установившемся режиме желаемое скольжение всегда равно нулю, то есть, как указано в [1, 6, 9, 11, 17, 26, 35]. Следовательно, для улучшения управляемости и устойчивости транспортного средства важно контролировать как скорость рыскания, так и реакцию на боковое скольжение. Для достижения этих целей управления предлагаемый диспетчер должен уметь выполнять задачу управления скоростью рыскания и отслеживание бокового скольжения.
4. Активное управление ходовой частью
Подсистемы рулевого управления и торможения или исполнительный механизм являются частью шасси автомобиля. Активное управление системой контроля устойчивости по рысканью может быть реализовано посредством активного управления шасси, то есть прямого управления моментом рыскания или активного рулевого управления или интегрированного активного рулевого управления и прямого управления моментом рыскания, как показано на рисунке 6. При прямом управлении моментом рыскания, которое может быть реализованный посредством активного торможения или активного дифференциального распределения крутящего момента, требуемый момент рыскания генерируется разработанным контроллером, который управляет желаемой скоростью рыскания и боковым скольжением.При активном управлении рулевым управлением угол поворота колес, задаваемый водителем, изменяется путем добавления корректирующего угла поворота из разработанного контроллера. Эта стратегия управления может быть реализована с использованием активного рулевого управления передними колесами (AFS), активного рулевого управления задними колесами (ARS) или активного рулевого управления всеми четырьмя колесами (4WAS). Для эффективного управления двумя переменными — скоростью рыскания и боковым скольжением — требуются два различных механизма управления. Таким образом, в последнее время были широко проведены соответствующие исследования по интеграции управления шасси двух транспортных средств, то есть интегрированного активного рулевого управления и прямого управления моментом рыскания.Обзор прямого управления моментом рыскания, активного рулевого управления и интегрированного активного рулевого управления и прямого управления моментом рыскания обсуждается в следующих подразделах.
4.1. Прямое управление моментом рыскания
Прямое управление моментом рыскания — один из выдающихся методов контроля устойчивости рыскания, где были проведены обширные исследования с использованием этого метода с различными стратегиями и алгоритмами управления, как описано в [1, 3, 5, 8, 9, 15–18, 25, 26, 30, 36]. Это признано эффективным методом повышения поперечной устойчивости автомобиля во время критического маневра за счет управления коэффициентом скольжения отдельного колеса.Как показано на рисунке 7, необходимый корректирующий момент рыскания, который создается поперечным распределением тормозных сил между колесами транспортного средства, рассчитывается разработанным контроллером на основе ошибки между фактической и желаемой моделью транспортного средства, которая обсуждалась в разделе 2. Другой подход к прямому управлению моментом рыскания — это активное распределение крутящего момента. При использовании активного дифференциального устройства, как установлено в [19, 20, 37, 38], вращающий момент влево-вправо распределяется этим устройством для создания необходимого корректирующего момента рыскания.
Как упоминалось в разделе 2, дизайн прямого управления моментом рыскания основан на линейной модели пространства состояний. Как описано в (15), рассматривается как управляющий сигнал, а передний угол поворота считается возмущением:
Хотя прямое управление моментом рыскания может повысить устойчивость автомобиля в критических условиях движения, оно может быть менее эффективным при экстренном торможении на пересеченной дороге. . При прохождении поворотов в установившемся режиме на высоких скоростях прямое управление моментом рыскания может снизить скорость рыскания и увеличить нагрузку на водителя.Чтобы преодолеть этот недостаток, предлагается активное рулевое управление.
4.2. Активное рулевое управление
Активное рулевое управление — это еще один подход к повышению устойчивости транспортного средства к рысканью, особенно в установившемся режиме движения, когда поперечная сила в шинах действует в линейной области. Исследования активного рулевого управления постоянно проводятся с целью улучшения характеристик управляемости и устойчивости, как описано в [7, 13, 39–42]. В целом, активное рулевое управление можно разделить на три категории, а именно: управление активным передним рулевым управлением (AFS), управление активным задним рулевым управлением (ARS) и управление активным рулевым управлением всеми четырьмя колесами (4WAS), как показано на рисунке 6.Поскольку дорожное транспортное средство обычно имеет рулевое управление передними колесами, управление AFS становится излюбленным подходом среди исследователей, поскольку его можно комбинировать с активным торможением и / или управлением подвеской. На схеме управления AFS, как показано на рисунке 8, угол поворота передних колес представляет собой сумму угла поворота, заданного водителем, и корректирующего угла поворота, созданного контроллером. Этот корректирующий угол поворота рассчитывается на основе ошибок отслеживания скорости рыскания и бокового скольжения и как реализовано в [6, 43–47].
Для разработки и анализа управления AFS используется линейная модель пространства состояний, описанная в (16).Обратите внимание, что это уравнение аналогично уравнению (12), но угол поворота передних колес:
С другой стороны, управление ARS используется для улучшения реакции транспортного средства на маневры на поворотах на низкой скорости, при этом вход в систему управления является задним углом поворота. Для повышения маневренности на низкой скорости и устойчивости управления на высокой скорости была предложена комбинация управления AFS и ARS, называемая управлением 4WAS, как реализовано в [24, 48, 49]. Благодаря реализации управления 4WAS боковым движением и рысканием можно управлять одновременно с помощью двух независимых управляющих входов.Отмечая, что угол поворота переднего колеса и угол поворота заднего колеса с задними осями жесткости поворота задней шины и расстояние от задней оси до центра тяжести учитываются во входной матрице.
4.3. Интегрированное активное управление шасси
Интегрированное активное управление шасси стало популярной темой исследований в области управления динамикой транспортных средств, о чем говорилось в [50]. Управление динамикой транспортного средства может быть в значительной степени достигнуто путем интеграции активного управления шасси, активного рулевого управления, активного торможения и активной подвески или активного стабилизатора, как реализовано в [12, 23, 51, 52].Поскольку дорожное транспортное средство обычно оснащено системой рулевого управления и торможения передними колесами, интеграция и координация активного переднего рулевого управления и прямого управления моментом рыскания являются излюбленными подходами к достижению целей управления скоростью рыскания и бокового скольжения, как описано в [2, 10 , 11, 27, 28, 53–59]. В этом подходе корректирующий угол поворота передних колес и корректирующий момент рыскания рассматриваются как два независимых управляющих сигнала для транспортного средства, как показано на рисунке 9.
Для анализа контроллера и разработки интегрированного активного управления моментом поворота переднего колеса и прямого рыскания, Используемая линейная модель пространства состояний описывается следующим образом: Обсуждается принцип активного управления ходовой частью рулевого управления и торможения для контроля устойчивости по рысканью.Из приведенного выше обсуждения различия, преимущества и недостатки каждого активного элемента управления шасси могут быть обобщены в виде таблицы в таблице 2. Из этой таблицы можно заметить, что при реализации интегрированного активного управления передним рулевым моментом и прямым управлением моментом рыскания поперечный и рыскание можно контролировать одновременно с помощью двух независимых управляющих сигналов от двух разных исполнительных механизмов, то есть рулевого управления и торможения. Таким образом, этот подход может улучшить устойчивость транспортного средства по отношению к рысканью, когда скорость рыскания и бокового скольжения можно эффективно контролировать в аварийных маневрах и в условиях устойчивого режима движения.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
As В заключение следует отметить, что активное управление шасси необходимо для активной системы контроля устойчивости по рысканью.Следовательно, для достижения целей управления устойчивостью к рысканью на основе этого активного управления шасси разрабатываются стратегии управления скоростью рыскания и отслеживанием бокового скольжения. В следующем разделе мы рассмотрим и обсудим стратегии и алгоритмы управления, которые были разработаны в прошлом.
5. Стратегии контроля устойчивости по рысканью
Из литературы были исследованы и использованы различные стратегии управления на основе конкретного алгоритма для активного контроля устойчивости по рысканью, такого как классический ПИД-регулятор в [1], управление на основе LMI и статическое управление с обратной связью по состоянию в [ 2, 8, 33], теория управления в [4, 13, 25], управление в скользящем режиме (SMC) в [1, 7, 23, 24, 35, 38, 53], оптимальный контроллер согласования гарантированных затрат (OGCC) в [10], адаптивное управление в [11], методы минимизации смешанной чувствительности в [16], классические контроллеры PI в [49, 60], внутреннее модельное управление (IMC) в [37], теория количественной обратной связи (QFT) в [45] и контроль синтеза μ в [48].Кроме того, была исследована комбинация или интеграция двух различных схем управления для обеспечения устойчивости управления устойчивостью к рысканью, таких как SMC и метод обратного шага в [3], SMC и Fuzzy Logic Control в [12] и LQR с SMC в [ 17]. Как обсуждалось в [20], алгоритмы IMC и SMC разработаны для управления устойчивостью к рысканью, а характеристики контроллеров сравниваются и оцениваются.
Стратегии управления разработаны на основе активного управления шасси, как описано в разделе 4.Для активного торможения или активного дифференциала, который работает на основе прямого управления моментом рыскания (DYC), были разработаны различные надежные стратегии управления. Как сообщается в [3], разработан контроль устойчивости по рысканью, состоящий из наблюдателя силы в шинах и каскадного контроллера, основанный на скользящем режиме и методе управления обратным шагом. Чтобы устранить внешние помехи, как описано в [16], надежность регулятора устойчивости по рысканию со смешанной чувствительностью гарантируется для внешнего бокового ветра и аварийных маневров.Чтобы учесть неопределенность, связанную с продольной силой в шинах, контроллер для контроля пробуксовки колес разработан с использованием алгоритма SMC для повышения устойчивости транспортного средства [17]. Как обсуждалось в [20], скользящий режим второго порядка (SOSM) и улучшенное внутреннее управление режимами (IMC) разработаны как контроллер с обратной связью для обеспечения устойчивости к неопределенностям и проблемам насыщения управления. Характеристики обоих контроллеров сравниваются и анализируются для улучшения контроля рыскания на основе заднего активного дифференциального устройства.Кроме того, алгоритм управления скользящим режимом также используется для определения необходимого момента рыскания, чтобы минимизировать ошибку скорости рыскания и угол бокового скольжения для повышения устойчивости транспортного средства [22]. Чтобы преодолеть параметры неопределенности и гарантировать устойчивую устойчивость по рысканью в [25], разработана стратегия управления, которая состоит из наблюдателя возмущений для оценки момента рыскания с прямой связью и оптимального планирования усиления. В исследовании [30] робастный контроллер момента рыскания и контроллер с обратной связью по состоянию, зависящий от скорости, матрицеизируются путем решения конечных чисел линейного матричного неравенства (LMI).Используя этот подход, разработанный контроллер может улучшить управляемость транспортного средства и поперечную устойчивость при наличии параметров неопределенности, таких как масса транспортного средства, момент инерции, жесткость на поворотах и изменение дорожных покрытий, а также контролировать насыщенность из-за физических ограничений. сил привода и шин.
При активном рулевом управлении надежные стратегии управления предназначены для преодоления неопределенностей и проблем с внешними помехами. В [7] адаптивное управление скользящим режимом используется для оценки верхних границ временной гиперплоскости и неопределенностей боковых сил.Как обсуждалось в [13], управление с обратной связью реализовано для надежной стабилизации рысканья, где изменения скорости и сцепления с дорогой рассматриваются как факторы неопределенности и возмущения. Как сообщается в [49], пропорционально-интегральное активное переднее рулевое управление и пропорционально-интегральное активное рулевое управление задним колесом разработаны для четырехколесного рулевого управления (4WS) с целью преодоления неопределенностей массы автомобиля, момента инерции, а также переднего и коэффициенты жесткости на поворотах сзади. Для обеспечения устойчивой устойчивости к системным неопределенностям разработан автоматический контроллер слежения за траекторией транспортного средства 4WS на основе алгоритма управления скользящим режимом [24].В этом исследовании жесткость на повороте, колебания радиуса трассы и возмущение бокового ветра рассматриваются как параметры неопределенности и внешнее возмущение. Как сообщается в [42], эталонные модели адаптивных нелинейных контроллеров предлагаются для активных систем рулевого управления для решения неопределенностей и нелинейностей поперечных сил шины. Метод количественной теории обратной связи (QFT) реализован для надежного активного переднего рулевого управления, чтобы компенсировать реакцию на рыскание при наличии параметров неопределенности и отклонить возмущения [45].Как обсуждалось в [48], надежный контроллер для транспортного средства 4WS также разработан на основе алгоритма управления -синтезом, который рассматривает изменяющиеся параметры, индуцируемые транспортным средством во время движения, как неопределенности, в то время как в исследовании [60] разработано управление рулевым управлением на основе автономного видения. автомобиль на основе вложенного ПИД-регулирования, чтобы гарантировать устойчивость контроллера рулевого управления к изменениям скорости и неопределенностям параметров автомобиля.
При интегрированном активном управлении шасси разработана соответствующая схема управления для достижения целей управления.В исследованиях [2, 27, 33] была разработана схема управления, которая состоит из эталонной модели, основанной на формулировке с линейным изменяющимся параметром (LPV), и контроллера обратной связи статического состояния с целью обеспечения надежных характеристик интегрированного активного переднего рулевого управления и активного дифференциальное управление торможением. В этих исследованиях угол скольжения шины, продольное скольжение и скорость движения транспортного средства представлены как параметры неопределенности. Как сообщается в [4], интегрированный надежный контроллер шасси, соответствующий модели, который объединяет активное управление рулевым управлением задними колесами, компенсацию продольной силы и активное управление моментом рыскания, разработан с использованием контроллера, основанного на линейных матричных неравенствах (LMI) для улучшения управляемости транспортного средства и удержания полосы движения. .В интегрированном активном переднем управлении моментом поворота и прямым рысканием в [10] используется метод оптимального гарантированного управления затратами (OGCC). В этом исследовании жесткость шины при повороте рассматривается как неопределенность при изменении условий вождения. Как обсуждалось в [11], адаптивный интегрированный алгоритм управления, основанный на прямом методе Ляпунова, разработан для интегрированного активного переднего рулевого управления, а прямое управление моментом рыскания с жесткостью на поворотах рассматривается как параметр вариации для обеспечения устойчивости разработанного контроллера.Как сообщается в [23], контроллер скользящего режима используется для стабилизации сил и моментов в интегрированных схемах управления, которые координируют рулевое управление, торможение и стабилизатор. В этом исследовании интегрированная структура управления состоит из контроллера основного контура и контроллера контура сервопривода, который вычисляет и распределяет стабилизирующие силы / моменты соответственно.
Из приведенного выше обсуждения эти стратегии и алгоритмы управления можно обобщить и сравнить с точки зрения их активного управления шасси, цели управления, преимуществ и недостатков, как указано в таблице 3.В заключение необходимо разработать соответствующую стратегию управления на основе определенного алгоритма. Надежные алгоритмы управления, такие как SMC, IMC, OGCC, QFT. необходимы для решения проблем неопределенностей и возмущений, которые повлияли на характеристики контроля устойчивости по рысканью. Выявлено, что разработанные контроллеры в вышеупомянутом обсуждении способны отслеживать желаемую скорость рыскания и реакцию транспортного средства на боковое скольжение с учетом внешних возмущений и неопределенности системы.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6.Проблемы управления курсовой устойчивостью
В реальных условиях динамика дорожного транспортного средства очень нелинейна и учитывается с неопределенностями. Движение транспортного средства с нелинейными силами в шинах представляет собой нелинейную систему, в которой динамика шины демонстрирует нелинейные характеристики, особенно в критических условиях движения, таких как резкий маневр на повороте. Основными проблемами управления скоростью рыскания и бокового скольжения являются неопределенности, вызванные изменениями динамических параметров, как обсуждалось в предыдущем разделе, таких как коэффициенты сцепления с дорожным покрытием [8, 13, 33, 37, 45], жесткость шины на поворотах [2, 8, 10–12, 20, 24, 30, 48, 49], масса транспортного средства [20, 30, 38, 45, 49], скорость транспортного средства [2, 13, 45] и момент инерции [30, 49].Кроме того, внешнее возмущение, такое как боковой боковой ветер, может влиять на отслеживание желаемой скорости рыскания и реакции на боковое скольжение, как описано в [4, 6, 13, 24]. Следовательно, для преодоления этих проблем необходимы соответствующие стратегии и алгоритмы управления, как обсуждалось в предыдущем разделе.
С точки зрения проектирования систем управления, характеристики переходного отклика управления слежением очень важны. Однако описанные выше стратегии и алгоритмы управления не приспособлены для улучшения переходной характеристики скорости рыскания и управления отслеживанием бокового скольжения при наличии неопределенностей и возмущений.Разработанных контроллеров достаточно только для отслеживания желаемых ответов при наличии таких проблем. Следовательно, соответствующая стратегия управления, которая могла бы улучшить переходные характеристики надежного управления скоростью рыскания и отслеживания бокового скольжения, должна быть разработана для активной системы управления рысканием, которая может улучшить характеристики управляемости и устойчивости транспортного средства.
7. Высокопроизводительный надежный контроллер слежения
В этом разделе обсуждается принцип возможной надежной стратегии управления слежением с высокой производительностью, которая может быть реализована для управления скоростью рыскания и слежения за боковым скольжением.На основании литературы можно предложить управление скользящим режимом с нелинейной поверхностью скольжения для улучшения переходной характеристики управления скоростью рыскания и слежения за боковым скольжением при наличии неопределенностей и возмущений.
7.1. Управление в скользящем режиме (SMC)
Алгоритм управления в скользящем режиме (SMC), который был разработан в течение двух последних десятилетий, признан эффективным надежным контроллером для учета согласованных и несовпадающих неопределенностей и возмущений для линейных и нелинейных систем.Он также используется в качестве наблюдателя для целей оценки и идентификации в инженерных системах. Различные приложения, использующие SMC, успешно реализуются, поскольку были опубликованы многочисленные исследования и отчеты. В исследованиях транспортных средств и автомобилестроения SMC является одним из наиболее известных алгоритмов управления, который используется в качестве надежной стратегии управления, реализованной в [3, 17, 38, 53, 61–63].
Дизайн управления скользящим режимом состоит из двух важных этапов, а именно: проектирование скользящей поверхности и разработка закона управления таким образом, чтобы состояния системы были привязаны к скользящей поверхности.Дизайн скользящей поверхности очень важен, так как он будет определять динамику управляемой системы. В обычном SMC линейная поверхность скольжения имеет недостаток в улучшении переходных характеристик системы из-за постоянного коэффициента демпфирования замкнутого контура. Таким образом, в [64–69] реализована нелинейная поверхность скольжения, которая изменяет коэффициент демпфирования замкнутой системы для достижения высоких характеристик переходной характеристики и в то же время обеспечения устойчивости. В этих исследованиях нелинейная поверхность скольжения спроектирована на основе алгоритма составной нелинейной обратной связи (CNF).
7.2. CNF на основе нелинейной скользящей поверхности
Концепция изменения коэффициента демпфирования замкнутого контура, который может улучшить переходную характеристику для неопределенной системы, основана на методе управления композитной нелинейной обратной связью (CNF). Этот метод, разработанный в [70–74], разработан на основе закона обратной связи по состоянию. На практике желательно, чтобы система управления обеспечивала быстрое время отклика с небольшим перерегулированием. Но на самом деле большая часть схем управления делает компромисс между этими двумя переходными параметрами производительности.Следовательно, метод управления CNF сохраняет низкий коэффициент демпфирования во время переходного процесса и изменяется до высокого коэффициента демпфирования, когда выходной отклик приближается к заданному значению, как показано на рисунке 10.
В общем, конструкция метода управления CNF состоит из линейных и нелинейный закон управления следующим образом: где — матрица обратной связи, — скаляр, — входная матрица, является решением уравнения Ляпунова и является нелинейной функцией, которая не является единственной и может быть выбрана из следующих уравнений: На основе ошибки отслеживания нелинейная поверхность скольжения, адаптированная из закона управления CNF для активной системы управления рысканием, может быть определена следующим образом: куда где и может представлять скорость рыскания и ошибку отслеживания бокового скольжения, соответственно, является входной матрицей системы, а является единичной матрицей.Затем устойчивость нелинейной поверхности скольжения может быть определена с помощью анализа устойчивости по Ляпунову и реализована в разработанном законе управления SMC.
Основываясь на приведенном выше обсуждении, SMC с нелинейной поверхностью скольжения на основе метода CNF может обеспечить высокие характеристики для неопределенных систем. Это может улучшить характеристики переходного режима при наличии неопределенностей и внешних помех. Кроме того, обнаружено, что эта стратегия управления еще не исследовалась для системы управления устойчивостью к рысканью транспортного средства и требует дальнейшего изучения.Таким образом, этот метод управления послужил стимулом для его внедрения для надежного управления скоростью рыскания и отслеживания бокового скольжения в активных системах управления рысканием. Ожидается, что этот подход может улучшить характеристики управляемости и устойчивости транспортного средства.
8. Оценка контроллера
Чтобы оценить производительность проектирования контроллера, моделирование экстренного торможения и маневров вождения с нелинейной моделью транспортного средства обычно выполняется в соответствии со стандартами ISO или SAE.Чистое компьютерное моделирование, совместное моделирование с другим программным или аппаратным обеспечением в моделировании контура (HILS), являются распространенными подходами к проведению теста устойчивости по рысканью с или без модели драйвера для анализа разомкнутого или замкнутого контура, соответственно.
Одним из типичных маневров экстренного торможения для испытания устойчивости транспортного средства к рысканью является раздельное торможение, как описано в [2, 37, 60]. В этом испытании ступенчатый входной тормозной момент применяется к транспортному средству, движущемуся вперед с постоянной скоростью, с коэффициентом сцепления с разделенной поверхностью дороги, когда одна сторона колес находится на низком уровне, а другие стороны колес — на верхнем, или наоборот. наоборот.Этот тест проводится для проверки устойчивости движения автомобиля по прямой. Критические маневры при вождении также являются еще одним эффективным способом проверки характеристик рысканья и поперечной устойчивости. Шаговый маневр рулевого управления может быть реализован для оценки устойчивого состояния и переходной поведенческой реакции транспортного средства, как описано в [16, 53, 55, 63]. Точно так же маневр с J-образным разворотом с постоянной скоростью также выполняется для такой цели, как описано в [5, 8, 9, 15, 30, 33, 45]. Другой тип критического маневра при вождении — это маневр при смене полосы движения, реализованный в [3, 5, 10, 11, 15, 20, 21, 23, 26, 45, 46, 53, 55].Этот маневр может выполняться для смены одинарной полосы без обратной связи или смены полосы на двойную с обратной связью в зависимости от модели водителя, смены полосы движения при различных дорожных условиях, смены полосы движения на разделенной дороге и смены полосы с эффектом торможения. При вводе угла поворота в синусоидальной форме можно оценить переходные характеристики управляемости, а также проанализировать рыскание и поперечную устойчивость автомобиля.
Другими тестовыми маневрами, которые могут быть реализованы для контроля устойчивости по рысканью, являются испытание на обратное рулевое управление для оценки переходных характеристик [16, 19, 20], рулевое управление с постоянной скоростью для оценки характеристик транспортного средства в установившемся режиме [19, 20], изменение частоты рулевого колеса. для анализа ширины полосы и резонансных пиков [20], а также для маневра рыболовного крючка, как указано в [2, 25, 27].Чтобы оценить работу системы управления устойчивостью к рысканью при наличии возмущения, нарушение бокового ветра, как указано в [4, 6, 20, 24], рассматривается как внешнее возмущение, которое может влиять на боковую динамическую устойчивость.
Во время критических маневров при движении, фактическая реакция автомобиля на рыскание и боковое скольжение получается и анализируется при наличии неопределенностей и внешних возмущений. Выполнив тестовые маневры, как описано выше, можно сделать вывод, что способность разработанного контроллера отслеживать желаемый отклик должна быть подтверждена.Отклики обычно сравнивают с неконтролируемыми откликами транспортного средства и других контроллеров на предмет их устойчивых и переходных характеристик отклика.
9. Заключение
В данной статье подробно рассмотрены элементы системы управления курсовой устойчивостью. При разработке контроллера устойчивости по рысканью все эти элементы, то есть модели транспортных средств, цели управления, активное управление шасси и стратегии управления, играют важную роль, которая способствует производительности системы управления.Для разработки и оценки контроллера необходимы линейные модели автомобилей с 2 степенями свободы и нелинейными моделями с 7 степенями свободы. Чтобы улучшить управляемость и устойчивость, контроль скорости рыскания и слежения за боковым скольжением является основными задачами, которые должны быть достигнуты проектировщиком. Чтобы реализовать активный контроль устойчивости по рысканью, можно реализовать активное управление шасси, рулевое управление, торможение или интеграцию обоих шасси с соответствующими стратегиями и алгоритмами управления.
В реальных условиях движения погрешности и внешние помехи могут влиять на скорость рыскания и характеристики управления слежением за боковым скольжением.Следовательно, необходим надежный алгоритм управления. На основании этого обзора был сделан вывод, что управление скользящим режимом (SMC) является лучшим надежным контроллером для решения этих проблем. С точки зрения системы управления переходные характеристики очень важны для управления отслеживанием. Однако существующая конфигурация SMC не может улучшить эти переходные характеристики. Для решения этой проблемы была разработана нелинейная скользящая поверхность SMC на основе алгоритма составной нелинейной обратной связи (CNF).Это связано с тем, что алгоритм CNF был доказан в улучшении переходных характеристик, как обсуждалось выше. Для будущих работ эта стратегия управления будет реализована для системы управления устойчивостью к рысканью, а переходные характеристики управления скоростью рыскания и слежения за боковым скольжением будут оцениваться и сравниваться с классическими контроллерами SMC и другими контроллерами.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Министерство образования Малайзии, UTeM и UTM за поддержку исследований.
Реальная оценка аварийности системы контроля устойчивости транспортного средства (VSC)
Annu Proc Assoc Adv Automot Med. 2005; 49: 19–34.
Тихоокеанский институт исследований и оценки Калвертон, Мэриленд
Ассоциация авторских прав в поддержку автомобильной медицины © AAAM 2005Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.Abstract
В этом исследовании количественно оценивается влияние системы контроля устойчивости транспортного средства (VSC) на снижение уровня вовлеченности в ДТП для подмножества транспортных средств в парке США.Сравнивается частота сбоев для различных типов ударов до и после внедрения технологии VSC. Сообщенные полицией аварии из шести доступных государственных файлов США за 1998–2002 гг. Были проанализированы, в том числе 13 987 транспортных средств для исследования, связанных с авариями, не оборудованных этой технологией, и 5 671 авария транспортных средств, оснащенных системой VSC в качестве стандартной функции. В целом, для транспортных средств, оборудованных системой VSC, было выявлено снижение вовлеченности нескольких транспортных средств в лобовое столкновение на 11,2% (95% ДИ: 2,4%, 21,1%). 52,6% (95% ДИ: 42,5%, 62.7%) было обнаружено снижение аварийности одиночных транспортных средств.
В последние годы благодаря многочисленным технологическим достижениям повысилась активная безопасность транспортных средств. Эти технологии — антиблокировочная система тормозов, контроль тяги, активный контроль рыскания и контроль активного крена — и многие другие — разрабатываются для помощи водителям в предотвращении столкновений. Такие технологии активной безопасности могут снизить серьезность аварии или даже исключить ее возникновение.
Основная функция VSC — помогать водителю сохранять контроль над транспортным средством во время резких маневров или неблагоприятных погодных условий.VSC можно классифицировать как технологию активного контроля рыскания, которая также использует функции антиблокировочной системы тормозов и контроля тяги. С VSC создается сила замедления и соответствующий момент вовнутрь, чтобы помочь предотвратить занос передних колес и улучшить характеристики отслеживания курса. Также могут применяться внешние моменты, чтобы избежать заноса задних колес и сохранить осанку транспортного средства.
Технология VSC оценивает влияние рулевого управления на водителя по сравнению с истинным положением автомобиля. При обнаружении различий система контроля устойчивости будет использовать тормозную систему автомобиля и мощность двигателя для компенсации этих различий.В случае избыточной поворачиваемости теряется контроль над задней частью автомобиля. В этом случае система VSC будет в основном задействовать внешний передний тормоз, чтобы направить автомобиль на заданный курс. В случае недостаточной поворачиваемости передняя часть автомобиля имеет тенденцию выскальзывать. Чтобы исправить это, система VSC в основном задействует внутренний задний тормоз, чтобы направить автомобиль на заданный курс.
Подобные системы были введены другими производителями транспортных средств под такими названиями, как электронный контроль устойчивости (ESC), динамический контроль транспортного средства (VDC) или AdvanceTrac.
Начиная с 1998 модельного года, некоторые автомобили оснащались системой VSC в качестве стандартного оборудования. перечисляет эти модели автомобилей и год, когда VSC была впервые внедрена в каждой из них. Другие технологии безопасности и основные структурные атрибуты транспортных средств были в целом аналогичными до и после даты внедрения систем VSC. Таким образом, изменения характеристик этих транспортных средств в реальных условиях вождения должны быть измеримы при сравнении показателей аварийности до и после внедрения технологии VSC.
Таблица 1
Модели автомобилей Toyota и Lexus и годы выпуска с VSC в качестве стандартного оборудования и без него
| Марка и модель | Последний год без VSC | Стандарт VSC |
|---|---|---|
| Легковые автомобили | ||
| Лексус LS430 / 400 | 1997 | 1998 |
| Лексус GS430 / 400/300 | 1997 | 1998 |
| Внедорожники | ||
| Lexus LX470 | 1999 | 2000 |
| Toyota 4Runner | 2000 | 2001 |
| Lexus RX300 | 2000 | 2001 |
Как и анализ технологии VSC, представленный здесь, исследование антиблокировочной системы тормозов Evans включало автомобили, которые не были оснащены этой технологией в течение одного года, с последующим внедрением в качестве стандартного оборудования в следующем модельном году.В ходе исследования Эванса были применены методы корректировки влияния возраста транспортного средства на возникновение ДТП и других смешивающих факторов.
Что касается потребности в активных системах управления, несколько исследователей сообщили о характеристиках аварий до столкновения. Основываясь на данных о страховании в Германии, Langwieder (1999) сообщил, что 25–30% аварий связаны с каким-либо видом заноса перед столкновением. Он отметил, что в 67% этих случаев занос происходил в диапазоне 40–70 метров (131–230 футов).). Sferco et al. (2001), используя Европейское исследование причин авиационных происшествий, определили, что системы контроля устойчивости к рысканью будут влиять на 67% ДТП со смертельным исходом и 42% ДТП с травмами, когда «потеря контроля над транспортным средством» классифицируется как причина ДТП. Для всех типов ДТП это соответствует 34% ДТП со смертельным исходом и 18% ДТП с травмами.
Tingvall et al. (2003) изучали характеристики автомобилей с ESP в Швеции в 2000–2002 годах, используя методы анализа, аналогичные исследованию Эванса по антиблокировочным тормозным системам.Удары сзади в условиях сухой погоды были выбраны как сценарий аварии, наименее чувствительный к технологии ESP. Это обеспечило критерий нормализации для воздействия на столкновение и расчет эффективности ESP. В исследовании не учитывалось увеличение воздействия на автомобили более старых моделей. Общая эффективность ESP составила 22,1 ± 21%. На мокрой дороге эффективность составила 31,5 ± 23,4%, на льду и снегу — 38,2 ± 26,1%.
В 2004 году Данг (2004) и Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) выпустили оценочную записку, в которой указано, что было обнаружено 35% (95% ДИ: 29%, 41%) снижение количества аварий с участием одного транспортного средства для легковых автомобилей. для автомобилей с ESC.Было показано снижение на 67% (95% ДИ: 60%, 74%) для внедорожников. Эти сокращения были установлены с использованием файлов данных о сбоях штата США. Что касается ДТП со смертельным исходом, используя данные FARS, NHTSA сообщило о сокращении на 30% (95% ДИ: 10%, 50%) ДТП легковых автомобилей и падении одного транспортного средства на 63% (ДИ 95%: 44%, 81%) среди внедорожников. .
Исследование 2004 года, проведенное Фармером (2004) и Страховым институтом дорожной безопасности (IIHS), выявило значительное сокращение числа ДТП с участием одного автомобиля и смертельных случаев для транспортных средств, оборудованных системой контроля устойчивости.Используя данные о дорожно-транспортных происшествиях в штате США, было сообщено о снижении общей вовлеченности в дорожно-транспортные происшествия на 7% (95% ДИ: 3%, 10%) для транспортных средств, оборудованных системой контроля устойчивости. Наблюдалось 41% (95% ДИ: 33%, 48%) снижение риска ДТП с одним транспортным средством, и было обнаружено снижение общего риска ДТП со смертельным исходом на 34% (95% ДИ: 21%, 45%). В данном методе регистрация транспортного средства считается контрольной и учитывается возраст транспортного средства для оценки эффективности систем контроля устойчивости для ряда марок и моделей транспортных средств.
Масами Ага и Акио Окада (2003) использовали японские полевые данные Института исследования и анализа данных о дорожно-транспортных происшествиях (ITARDA) для исследования эффективности VSC для трех автомобилей Toyota.Основываясь на использованных ресурсах данных, исследование пришло к выводу, что VSC была наиболее эффективной в снижении количества аварий с участием одного автомобиля (снижение на 35%) и лобовых ударов между автомобилями (снижение на 30%). Он также указал, что более серьезные аварии, в зависимости от степени повреждения транспортного средства, будут значительно сокращены. Это исследование было основано на трех распространенных платформах легковых автомобилей в Японии, включая 980 000 транспортных лет без VSC и 390 000 транспортных лет с VSC.
Представленный здесь анализ расширяет работу Ага и Окады по оценке автомобилей Toyota в более крупной выборке аварий, произошедших в Соединенных Штатах.Описанный ниже анализ также извлекает выгоду из большего количества платформ транспортных средств и модельных лет эксплуатации для включения в исследование. Целью этого исследования является выявление сокращения определенных типов аварий для транспортных средств, оборудованных системой VSC, с использованием данных о крупных авариях.
МЕТОДЫ
Это исследование определяет степень вовлеченности в ДТП для подмножества транспортных средств, показанных на. Данные о ДТП штата США использовались для оценки вовлеченности исследуемых транспортных средств в ДТП по типу ДТП. Были внесены поправки для учета влияющих факторов, включая подверженность транспортного средства участию в ДТП, а также влияние возраста транспортного средства на вероятность участия в определенных типах ДТП.Окончательные шансы сбоя сравниваются для платформ до и после добавления технологии VSC в качестве стандартной функции.
ИСТОЧНИКИ ДАННЫХ
Файлы данных о дорожно-транспортных происшествиях штата NHTSA и Государственная информационная система по безопасности автомобильных дорог (HSIS) Федерального управления шоссейных дорог (HSIS). Файлы данных штата представляют собой список аварий, серьезность которых превышает уровень, необходимый для подачи заявления в полицию. Файлы состояния составляются DOT штата и адаптируются для использования NHTSA и FHWA.
Файлы сбоев в штатах предлагают самый большой список аварий, произошедших в данном регионе США; однако элементы данных и их определения значительно различаются в зависимости от файла состояния. определяет состояния, среднегодовое количество задействованных транспортных средств и годы доступных данных, которые использовались для этого анализа. Эти состояния были выбраны из-за доступности информации о марке, модели и году выпуска автомобиля. Для каждого штата, указанного в списке, за исключением Техаса, были расшифрованы идентификационные номера транспортных средств (VIN), чтобы идентифицировать подходящие автомобили для исследования.Техас предоставляет уникальные коды транспортных средств и информацию о модельном году в своих файлах аварий. Эти коды использовались для идентификации участвовавших в ДТП транспортных средств, представляющих интерес для данных Техаса.
Таблица 2
Доступность файла сбоев в штате США и годовые отчеты об авариях транспортных средств
| Штат | Доступные данные за годы | Записи о сбоях транспортных средств (среднегодовые) |
|---|---|---|
| Флорида | 496,944 | |
| Иллинойс | 2000–2003 гг. | 746,995 |
| Мэриленд | 1998–2002 гг. 2001 | 587 400 |
| Юта | 1998–2002 | 99 339 |
Во время анализа файлов данных о ДТП, собранных штатами, несколько функций препятствуют простому агрегированию файлов данных по штатам.Во-первых, собранные наборы переменных не являются общими для всех штатов. Например, определение направления столкновения классифицируется в соответствии с направлением часов для Канзаса, тогда как Флорида, Иллинойс, Мэриленд, Миссури и Юта классифицируют 18 областей потенциального повреждения для каждого транспортного средства. Нью-Мексико не кодирует указатель направления крушения. Техас кодирует трехзначный тип повреждения транспортного средства, который содержит индикаторы местоположения повреждения и степени повреждения для каждого транспортного средства в соответствии со шкалой повреждений транспортных средств для исследователей аварий Национального совета безопасности.
Хотя представление направления каждого состояния можно разделить на общие области кузова транспортного средства (т. Е. Передняя, левая, правая и задняя), небольшие различия в определениях каждого из них могут повлиять на пропорции столкновения при сравнении между состояниями.
Вторая важная характеристика данных, собранных государством, — это разнообразные критерии отчетности для отчетов о происшествиях в полиции (PAR). Например, PAR Флориды включает в себя следующее: авария, в результате которой произошел по крайней мере один смертельный исход, авария, вызвавшая телесные повреждения, авария с повреждением обслуживаемого транспортного средства, авария, в результате которой был нанесен ущерб имуществу, когда автомобиль покинул место происшествия, авария, когда по крайней мере, один водитель находится под воздействием алкогольных напитков или химических веществ, либо авария считается достаточно серьезной, чтобы следователь мог сообщить о ней.В авариях, о которых сообщает полиция, в Иллинойсе должен быть материальный ущерб на сумму 500 долларов и более, смерть или телесные повреждения, связанные с аварией. В авариях в Мэриленде, о которых сообщает полиция, должно быть, по крайней мере, одно транспортное средство, участвовавшее в аварии, отбуксировано с места происшествия, если в результате аварии произошла травма или произошел смертельный исход. В Техасе требуется отчет полиции в случае аварии, повлекшей за собой материальный ущерб, телесные повреждения или смертельный исход на сумму не менее 250 долларов США.
Поскольку столкновения с задним столкновением не часто приводят к травмам пассажиров или очень высокому уровню материального ущерба, могут возникнуть значительные различия в количестве ДТП из-за лишь незначительных изменений в критериях сообщения о ДТП штата.
Для этого анализа частота аварий рассчитывалась отдельно по штатам, чтобы избежать возможных несоответствий из-за различных критериев выборки. Кроме того, кластеризация ДТП в пределах географических регионов с общими погодными условиями и типами дорог также может влиять на уровень вовлеченности в ДТП. По этим причинам государственные образцы были проанализированы независимо; однако файлы данных были агрегированы за доступные годы в каждом штате для этого анализа. Были приняты меры для обеспечения того, чтобы определения переменных и критерии сбора случаев оставались неизменными из года в год для каждого штата в течение оцениваемого периода.
показывает количество регистраций транспортных средств для обучения по штатам исследования. Регистрационные подсчеты были получены из набора данных Национального профиля популяции транспортных средств (NVPP) RL Polk по штатам и разделены на основе присутствия VSC, как показано.
Таблица 3
Количество зарегистрированных транспортных средств и количество аварий в транспортных средствах для исследования
| Количество зарегистрированных транспортных средств в рамках исследования (2001 календарный год) | Количество аварий изучаемых транспортных средств * (1998–2002) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Штат | До VSC | После VSC | До VSC | После VSC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Флорида | 52,302 | 52,302 | 553,752
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||