1.什么是電子穩(wěn)定控制ESC系統(tǒng)
2.R140的適用范圍和定義
3.R140對(duì)ESC的要求
4.R140規(guī)定的ESC測(cè)試條件
5.R140規(guī)定的ESC測(cè)試流程
6.仿真工具和仿真驗(yàn)證

5.R140規(guī)定的ESC測(cè)試流程

5.1 輪胎充氣     將車(chē)輛輪胎充氣至制造商推薦的冷充氣壓力，例如車(chē)輛標(biāo)牌或輪胎充氣壓力標(biāo)簽上提供的氣壓。

5.2 報(bào)警燈檢查（上電自檢）      當(dāng)車(chē)輛靜止且點(diǎn)火定系統(tǒng)處于“鎖定”或“關(guān)閉”位置時(shí)，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)切換到“打開(kāi)”（運(yùn)行）位置，或在適用的情況下切換到報(bào)警燈檢查的適當(dāng)位置。

      ESC故障報(bào)警燈應(yīng)點(diǎn)亮，進(jìn)行報(bào)警燈功能檢查（上電自檢）。如果配備了“ESC關(guān)閉”報(bào)警燈，則該報(bào)警信號(hào)也應(yīng)點(diǎn)亮，進(jìn)行關(guān)閉燈功能檢查（上電自檢）。在公共空間顯示的彈窗報(bào)警不需要報(bào)警燈檢查。

5.3 ESC Off控制檢查       對(duì)于配備“ESC Off”控制的車(chē)輛，在車(chē)輛靜止且點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)處于“Lock”或“Off”位置的情況下，將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“On”(Run)位置。啟動(dòng)“ESC Off”控制并驗(yàn)證“ESC Off報(bào)警燈”是否點(diǎn)亮。

     將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“Lock”或“Off”位置。再次將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“On”（Run) 位置，并驗(yàn)證“ESC Off報(bào)警燈”是否熄滅，表明ESC系統(tǒng)已上電自恢復(fù)。

5.4 制動(dòng)調(diào)節(jié)
      按照如下方式調(diào)節(jié)車(chē)輛制動(dòng)器：
     （a）從56km/h的速度進(jìn)行十次停車(chē)，平均減速約0.5g;
     （b）緊接著10次56km/h的停車(chē)后，在72km/h的速度下進(jìn)行3次大減速度停車(chē);
     （c）執(zhí)行(b）中的停車(chē)時(shí)，在制動(dòng)踏板上施加足夠的力，使車(chē)輛的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS) 在每次制動(dòng)事件的大部分時(shí)間內(nèi)運(yùn)行;    （d）在（b）中的最后一次停車(chē)完成后，車(chē)輛以72km/h的速度行駛5分鐘，以冷卻剎車(chē)。

5.5 輪胎打磨
      在開(kāi)始第5.6段和第5.9段的測(cè)試之前，使用以下程序?qū)喬ミM(jìn)行打磨，以增加其摩擦并達(dá)到工作溫度：
      (a）彎道：測(cè)試車(chē)輛繞直徑30米的圓圈行駛，順時(shí)針三圈，逆時(shí)針三圈，速度應(yīng)使橫向加速度ay約為0.5~0.6g, 約32km/h;    （b）雙移線：使用頻率為1Hz的正弦轉(zhuǎn)向模式，峰值方向盤(pán)角度振幅對(duì)應(yīng)于0.5~0.5g的峰值橫向加速度，車(chē)速為56km/h，車(chē)輛進(jìn)行四次雙移線，每次執(zhí)行10個(gè)周期的正弦轉(zhuǎn)向循環(huán);      (c) 最后一次雙移線的最后一個(gè)周期的方向盤(pán)角度振幅應(yīng)為其他周期的兩倍。彎道和雙移線之間允許的最大時(shí)間間隔為五分鐘。

5.6 緩慢增加轉(zhuǎn)向
     車(chē)輛進(jìn)行兩次緩慢增加轉(zhuǎn)向測(cè)試，使用80±2km/h的恒定車(chē)速和每秒增加13.5°的轉(zhuǎn)向模式，直到獲得約0.5g的橫向加速度。順時(shí)針轉(zhuǎn)向測(cè)試三次，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向測(cè)試三次。每次測(cè)試運(yùn)行之間允許的最大時(shí)間間隔為五分鐘。
      從緩慢增加的轉(zhuǎn)向測(cè)試中，確定了數(shù)量“A”。“A”是測(cè)試車(chē)輛產(chǎn)生0.3g的穩(wěn)態(tài)橫向加速度 （使用第5.11段中規(guī)定的方法進(jìn)行校正）的方向盤(pán)角度。利用線性回歸，從六個(gè)緩慢增加的轉(zhuǎn)向試驗(yàn)中的每一個(gè)中計(jì)算出最接近的A。計(jì)算出的六個(gè)A值的絕對(duì)值被平均并舍入到最接近的0.1°，以產(chǎn)生下面使用的最終數(shù)量A。

5.7 再次輪胎打磨
      在確定數(shù)量A后，在不更換輪胎的情況下，在進(jìn)行第5.9段的帶駐留正弦試驗(yàn)之前，再次執(zhí)行第5.5段中描述的輪胎調(diào)節(jié)流程。第5.6段的緩慢增加轉(zhuǎn)向試驗(yàn)完成后兩小時(shí)內(nèi)，應(yīng)開(kāi)始啟動(dòng)第一個(gè)帶駐留正弦試驗(yàn)。

5.8 確定ESC系統(tǒng)已啟用
     通過(guò)確保“ESC故障”和“ESC Off”（如果提供）報(bào)警燈未點(diǎn)亮，確定ESC系統(tǒng)已啟用。

5.9 過(guò)度轉(zhuǎn)向干預(yù)和響應(yīng)能力的正弦駐留測(cè)試
      如下圖所示，車(chē)輛使用頻率為0.7Hz的正弦波轉(zhuǎn)向模式進(jìn)行兩個(gè)系列測(cè)試運(yùn)行，從第二個(gè)峰值振幅開(kāi)始延遲500 ms(正弦駐留測(cè)試）。一個(gè)系列在前半個(gè)循環(huán)中使用逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，另一個(gè)系列在前半個(gè)循環(huán)中使用順時(shí)針轉(zhuǎn)向。允許車(chē)輛在每次測(cè)試運(yùn)行之間靜止冷卻1.5~5分鐘。

        5.9.1 轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是在車(chē)輛以80±2km/h的高速滑行時(shí)開(kāi)始的。
      5.9.2 每個(gè)系列的初始運(yùn)行的轉(zhuǎn)向幅度為1.5A，其中A是第5.6段中確定的方向盤(pán)角度。
        5.9.3 每一系列的測(cè)試運(yùn)行中，轉(zhuǎn)向幅度每次增加0.5A，但這種運(yùn)行不會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向幅度大于第5.9.4段規(guī)定的最終運(yùn)行的轉(zhuǎn)向幅度。
        5.9.4 在每個(gè)系列的測(cè)試中，最后運(yùn)行的轉(zhuǎn)向幅度為6.5 A或270°中的較大者，但6.5 A的計(jì)算幅度須小于或等于300°。如任何0.5 A的增量（直至6.5A）大于300°，則最后運(yùn)行的轉(zhuǎn)向幅度 須為300°。        5.9.5 在完成兩個(gè)系列的測(cè)試運(yùn)行后，將按照第5.11段的規(guī)定對(duì)偏航角速度和橫向加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。

5.10 ESC故障檢測(cè)
       5.10.1 通過(guò)斷開(kāi)電源與任何ESC組件的連接，或斷開(kāi)ESC組件之間的任何電氣連接（在車(chē)輛電源關(guān)閉的情況下）來(lái)模擬一個(gè)或多個(gè)ESC故障。模擬ESC故障時(shí)，不能斷開(kāi)報(bào)警燈和/或可選ESC系統(tǒng)控制的電氣連接。      5.10.2 在車(chē)輛初始靜止且點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)處于“鎖定”或“關(guān)閉”位置的情況下，將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“啟動(dòng)”位置并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。將車(chē)輛向前行駛以獲得48±8km/h的車(chē)速，并在此速度下進(jìn)行至少一次左右平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)而不失去方向穩(wěn)定性和一次制動(dòng)，轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)最遲在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后30s內(nèi)開(kāi)始，并在接下來(lái)的兩分鐘內(nèi)完成。在這些機(jī)動(dòng)結(jié)束時(shí)，驗(yàn)證ESC故障指示燈是否按照第3.3.4段的規(guī)定點(diǎn)亮。

      5.10.3 停止車(chē)輛，將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“關(guān)閉”或“鎖定〞位置。五分鐘后，將車(chē)輛的點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到啟動(dòng)”位置并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。驗(yàn)證ESC故障指示燈再次亮起以發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間或故障得到糾正之前保持故障報(bào)警點(diǎn)亮。        5.10.4 將點(diǎn)火鎖定系統(tǒng)切換到“關(guān)閉”或“鎖定”位置。將ESC系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行，將點(diǎn)火系統(tǒng)切換到“啟動(dòng)”位置并啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。重新執(zhí)行第5.10.2段中描述的操作，并驗(yàn)證ESC故障報(bào)警在此時(shí)間內(nèi)或之后立即熄滅。

5.11 數(shù)據(jù)后處理-性能指標(biāo)的計(jì)算
        橫擺角速度和橫向位移測(cè)量和計(jì)算應(yīng)利用第5.11.1至5.11.8段規(guī)定的技術(shù)進(jìn)行處理。
       5.11.1 原始方向盤(pán)角度數(shù)據(jù)用12極無(wú)相位巴特沃斯濾波器和10Hz的截止頻率過(guò)濾。然后，利用靜態(tài)預(yù)測(cè)試數(shù)據(jù)將過(guò)濾后的數(shù)據(jù)歸零，以消除傳感器偏移。

       5.11.2 原始橫擺角速度數(shù)據(jù)用12極無(wú)相位巴特沃斯濾波器和6Hz的截止頻率過(guò)濾。然后，利用靜態(tài)預(yù)測(cè)試數(shù)據(jù)將過(guò)濾后的數(shù)據(jù)歸零，以消除傳感器偏移。        5.11.3 用12極無(wú)相位巴特沃斯濾波器和6Hz的截止頻率過(guò)濾原始橫向加速度數(shù)據(jù)。然后，利用靜態(tài)預(yù)測(cè)試數(shù)據(jù)將過(guò)濾后的數(shù)據(jù)歸零，以消除傳感器偏移。車(chē)輛重心的橫向加速度數(shù)據(jù)是通過(guò)消除車(chē)身側(cè)傾造成的影響和通過(guò)使用坐標(biāo)變換校正傳感器位置來(lái)確定的。為了進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，橫向加速度計(jì)應(yīng)盡可能靠近車(chē)輛縱向和橫向重心的位置。

       5.11.4 方向盤(pán)轉(zhuǎn)速是通過(guò)對(duì)過(guò)濾后的方向盤(pán)角度數(shù)據(jù)進(jìn)行微分來(lái)確定的。然后，用移動(dòng)的0.1秒運(yùn)行平均濾波器對(duì)方向盤(pán)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。
       5.11.5 橫向加速度、橫擺角速度和方向盤(pán)角度數(shù)據(jù)通道使用定義的“歸零范圍”歸零。用于確定歸零范圍的方法如下：
      （a）使用使用第5.11.4段中描述的方法計(jì)算的方向盤(pán)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，確定方向盤(pán)速率超過(guò)75°/s的第一個(gè)瞬間。從這一點(diǎn)開(kāi)始，方向盤(pán)速率應(yīng)保持大于75°/s至少200ms。如果不滿足第二個(gè)條件，則確定方向盤(pán)速率超過(guò)75°/s的下一個(gè)瞬間，并應(yīng)用200ms有效性檢查。這個(gè)迭代過(guò)程將持續(xù)，直到兩個(gè)條件最終都滿足。      （b）“歸零范圍”定義為方向盤(pán)速度超過(guò)75°/s的瞬間之前的1.0s時(shí)間段（即方向盤(pán)速度超過(guò)75°/s的瞬間定義了“歸零范圍”的結(jié)束）。
       5.11.6 轉(zhuǎn)向開(kāi)始(BOS）被定義為在定義“歸零范圍”結(jié)束后，過(guò)濾和歸零方向盤(pán)角度數(shù)據(jù)達(dá)到-5°(初始轉(zhuǎn)向輸入逆時(shí)針）或＋5°（初始轉(zhuǎn)向輸入順時(shí)針）的第一個(gè)時(shí)刻。BOS處的時(shí)間值是插值獲取的。
       5.11.7 轉(zhuǎn)向完成 (COS）是指在正弦駐留轉(zhuǎn)向操作完成時(shí)，方向盤(pán)角度歸零的時(shí)間。BOS處的時(shí)間值是插值獲取的。
       5.11.8 第二個(gè)橫擺角速度峰值定義為方向盤(pán)反轉(zhuǎn)產(chǎn)生的第一個(gè)局部橫擺角速度峰值，COS后1.000s和1.750s的橫擺角速度由插值法確定。
       5.11.9 通過(guò)整合校正、濾波和歸零的橫向加速度數(shù)據(jù)來(lái)確定橫向速度。BOS點(diǎn)的橫向速度為零橫向速度。通過(guò)積分零橫向速度來(lái)確定橫向位移。BOS點(diǎn)的橫向位移為零。在BOS點(diǎn)后1.07秒進(jìn)行橫向位移測(cè)量，并通過(guò)插值確定。

6.仿真工具和仿真驗(yàn)證

6.1 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定仿真的使用
     電子穩(wěn)定控制ESC系統(tǒng)的有效性可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真來(lái)確定。
     車(chē)輛制造商應(yīng)通過(guò)模擬本法規(guī)第5.9段中的動(dòng)態(tài)機(jī)動(dòng)，向型式認(rèn)證機(jī)構(gòu)或技術(shù)服務(wù)部門(mén)展示車(chē)輛的穩(wěn)定性。
     仿真應(yīng)是通過(guò)以下方式證明車(chē)輛穩(wěn)定性性能的手段：
        (a）在保持轉(zhuǎn)向輸入的正弦完成1s后的橫擺角速度;
       (b）在完成帶有駐留的正弦轉(zhuǎn)向輸入1.75s后的橫擺角速度；      （c）車(chē)輛重心相對(duì)于其初始直線路徑的橫向位移。

      仿真應(yīng)使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的建模和仿真工具，并使用本法規(guī)第5.9段的動(dòng)態(tài)機(jī)動(dòng)，在本法規(guī)第4段的測(cè)試條件下進(jìn)行。

6.2 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性仿真工具及其驗(yàn)證
       6.2.1仿真工具規(guī)格
      模擬方法應(yīng)考慮影響車(chē)輛方向和側(cè)傾運(yùn)動(dòng)的主要因素。典型模型可能以顯式或隱式形式包括以下車(chē)輛參數(shù)：
      （a）軸/輪;
      （b）懸架；
      （c）輪胎;
      （d）底盤(pán)/車(chē)身；
        (e）動(dòng)力總成/傳動(dòng)系統(tǒng)，如適用;
      （f）制動(dòng)系統(tǒng);        (g) 有效載荷。
     車(chē)輛穩(wěn)定性函數(shù)應(yīng)通過(guò)以下方式添加到仿真模型中：

      （a）仿真工具的子系統(tǒng)（軟件橫型）；或者

       （b）硬件在環(huán)HIL配置的電子控制箱。

       6.2.2 仿真工具的驗(yàn)證
      所用的建模和仿真工具的有效性應(yīng)通過(guò)與實(shí)際車(chē)輛測(cè)試的比較來(lái)驗(yàn)證。用于驗(yàn)證的測(cè)試應(yīng)為本法規(guī)第5.9段所述的動(dòng)態(tài)機(jī)動(dòng)。
      在試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)IS0 15037.1：2005《乘用車(chē)的一般條件》或IS0 15037.2：2002《重型車(chē)輛和公共汽車(chē)的一般條件》（取決于車(chē)輛類型）記錄或計(jì)算以下運(yùn)動(dòng)變量：
（a）方向盤(pán)角度；
（b）縱向速度；
（c）側(cè)傾角或橫向速度（可選）；
（d）向加速度（可選）；
（e）橫向加速度；
（f）橫向角速度；
（g）側(cè)傾角速度；
（h）俯仰角速度；
（i）側(cè)傾角；（j）俯仰角。
      目的是表明車(chē)輛穩(wěn)定的模擬車(chē)輛行為和操作與實(shí)際車(chē)輛測(cè)試中所見(jiàn)的相當(dāng)。
      當(dāng)仿真工具的輸出與本法規(guī)第5.9段的動(dòng)態(tài)機(jī)動(dòng)期間給定車(chē)輛類型產(chǎn)生的實(shí)際測(cè)試結(jié)果相當(dāng)時(shí)，仿真工具應(yīng)被視為己驗(yàn)證。仿真和實(shí)際車(chē)輛測(cè)試中車(chē)輛穩(wěn)定性函數(shù)的激活和順序關(guān)系應(yīng)是進(jìn)行比較的手段。
      參考車(chē)輛和模擬車(chē)輛配置之間不同的物理參數(shù)應(yīng)在仿真中相應(yīng)修改。
      應(yīng)制作仿真工具測(cè)試報(bào)告，并將副本附在車(chē)輛批準(zhǔn)報(bào)告中。