来 飞, 夏 钧， 刘昌仁， 曹 飞， 张仪栋

(1.重庆车辆检测研究院 国家客车质量监督检验中心， 重庆 401122; 2.重庆力帆乘用车有限公司， 重庆 401122)

汽车电子稳定性控制(ESC)系统能显著减少车辆失稳及其引发的交通事故，在乘用车上已得到广泛应用。目前关于轻型汽车ESC系统的性能要求及测试方法标准，欧洲和美国均早已发布并强制实施，我国也参照欧标制定了相应的推荐性标准[1]。与轻型汽车相比，重型汽车ESC试验标准的研究较为迟缓，原因在于相对乘用车而言，重型汽车ESC的试验过程更加危险，此外，由于其整车质量变动范围更广，行驶条件更加恶劣，其评价指标的提出也更加困难[2]。

但由于重型汽车事故易造成群死群伤，世界各国对重型汽车的ESC试验也较为重视[3-7]。目前，欧标ECE R13附录21提供了重型汽车ESC测试的大致试验方法，但并未给出相应的性能评价指标；美标FMVSS 136则在大量试验的基础上，提出了具体的试验方法和性能评价指标，从2019年8月起对所有重型汽车强制实施[8-9]。我国JT/T 1094-2016[10]对重型营运客车也有相关要求，具体试验方法与美标 FMVSS 136基本相同。

1 ECE R13和FMVSS 136试验方法对比

ECE R13和FMVSS 136对重型汽车ESC系统在试验方法上的对比如表1所示。其中，ECE R13附录21对重型汽车ESC系统在方向控制和侧翻控制上分开考核，并有相关推荐的试验方法，但具体的试验过程并未详细规定，仅列出了可选择的试验测试方法，如在方向控制上只需选取8种方法中的1种进行，在侧翻控制上也只需选取2种方法中的1种进行。同时ECE R13规定也可采用仿真方式进行认证。

FMVSS 136则对方向控制和侧翻控制一并考核，主要通过具体的J-转向试验来考核发动机扭矩减小性能和侧倾稳定性。值得注意的是，FMVSS 136中的J-转向试验与ECE R13中的J-转向试验有所不同，后者并没有对可供选择的试验方法进行具体规定，如不同企业在减小圆周半径试验过程中的试验车速、圆周半径的选取上都可能不完全一样。

J-转向试验为FMVSS 136中规定的基础试验，图1为其试验示意图。图中为逆时针布置，试验完毕后，也要顺时针布置和测试。测试路径包括22.9 m长的直线段，与半径为45.7 m的圆弧相连接。对于货车，车道宽为3.7 m；对于客车，直线段车道宽为3.7 m，弯道车道宽为4.3 m。试验起点位置为直线与圆弧段相切点，指定为0°；试验终点位置为从起点位置开始计算的圆弧段上120°的点。

表1 ECE R13 和FMVSS 136 在ESC试验方法上的对比

图1 FMVSS 136 J-转向测试示意图

2 ECE R13和FMVSS 136性能评价对比

ECE R13对于试验车辆的ESC性能评价未具体规定，只是规定了ESC开启后的性能要优于ESC关闭后的性能，评价方法基本上为主观评价。而 FMVSS 136则更多为客观评价，其对车辆ESC性能指标的评价都基于所规定的J-转向试验来进行。下面对FMVSS 136关于ESC的性能评价作具体阐述。

2.1 FMVSS 136对车辆ESC性能的总体要求

FMVSS 136对重型车ESC系统的性能要求主要有3点：参考车速确定过程中的车道保持即方向控制要求；发动机扭矩减小要求；侧倾稳定性控制即防侧翻要求。

在进行J-转向试验过程中，有以下5个条件要注意核实：1) 车轮在试验过程中须保持在车道内；2) 车辆经过起始点后1.5 s开始计算，至车辆经过结束点为止，ESC系统须能减小发动机输出扭矩10%以上，且持续时间最小为0.5 s；3)车辆经过起始点后 3 s 时刻的车速不应超过47 km/h；4)车辆经过起始点后4 s时刻的车速不应超过45 km/h；5)ESC系统工作并使任意行车制动气室(或制动轮缸)在连续0.5 s时间内，压力至少达到34 kPa/172 kPa(气压/液压)。

2.2 对参考车速确定试验中的车道保持性能要求

参考车速确定试验包括初始参考车速确定试验和参考车速确定试验。

1) 初始参考车速确定试验。测试车辆采用逐渐增加速度的方式来进行两类J-转向测试。一类采用顺时针转向，另一类采用逆时针转向。测试时的初始进入车速采用ESC系统激活行车制动前0.5 s的速度数据的平均值。初始测试时，进入速度为32 km/h ± 1.6 km/h，然后以1.6 km/h的速度递增直到ESC激活行车制动或车辆偏离车道为止。ESC激活行车制动时的车速即为初始参考车速。顺时针和逆时针的初始参考车速需分别确定。在测试过程中，若在120°范围内车轮偏离车道，需以同样车速重复进行测试。如果车轮再次偏离车道，则以同样车速进行连续4次试验。具体流程见图2。

2) 参考车速确定试验。采用上述确定的初始参考速度，进行两类J-转向测试来确定参考速度。一类为逆时针转向，进行4次连续测试；另一类为顺时针转向，也进行4次连续测试。在测试过程中，驾驶员尽量保持初始参考车速完成J-转向测试。参考速度即为ESC激活行车制动时的最小进入速度，4次连续测试过程中至少有2次以同样速度(误差为±1.6 km/h)进入。顺时针和逆时针转向应分别确定。每类测试过程中，若至少2次ESC未激活行车制动，则初始参考速度以1.6 km/h增加，然后以相同程序进行重复测试。具体流程见图3。

在按上述方法确定初始参考车速和参考车速时，车辆以相同车速连续4次测试过程中，从开始点至结束点(0°～120°)，车轮须至少2次不偏离车道。

图2 初始参考车速确定试验流程

图3 参考车速确定试验流程

2.3 对发动机扭矩减小的性能要求

采用上述流程所确定的参考车速，进行两类J-转向测试。一类采用连续4次的顺时针转向，另一类采用连续4次的逆时针转向。每次试验过程中，一旦车辆经过起始点，驾驶员将油门踏板踩到底直到车辆经过结束点。在每次发动机扭矩减小测试过程中，要验证发动机输出扭矩是否满足要求。

在进行发动机扭矩减小连续4次测试过程中，须至少2次能全部满足以下要求：从车辆经过起始点后的1.5 s开始计算，至车辆经过结束点为止，ESC系统须能减小发动机输出扭矩的10%以上，且持续时间最小为0.5 s；从开始点起至结束点，车轮须不偏离车道。

2.4 对侧倾稳定性控制性能的要求

最大测试速度为参考速度值的1.3倍和48 km/h中的较大值。顺时针和逆时针应分别确定。对于侧倾稳定性控制的每次试验，车辆将以同样的车速进行8次连续J-转向测试，测试车速在48 km/h与最大测试车速之间。在连续8次测试过程中，车辆以相同车速进入，须至少6次能全部满足以下要求:1) 从车辆经过起始点后3 s时刻，车速不应超过47 km/h；2) 从车辆经过起始点后4 s时刻，车速不应超过45 km/h；3) 从开始点起至结束点，车轮须不偏离车道；4) ESC行车制动须处于激活状态。

3 结束语

本文对美标FMVSS 136和欧标ECE R13关于重型汽车ESC的试验方法和性能评价进行了对比分析，着重阐述了美标FMVSS 136对重型汽车ESC系统的性能要求和试验流程，为我国重型汽车进行ESC相关的认证试验提供参考。

参考文献：

[1] 全国汽车标准化技术委员会.轻型汽车电子稳定性控制系统性能要求及试验方法：GB/T 30677-2014[S].北京：中国标准出版社，2014：3-9.

[2] WHITE.D, TIDBURY.G.Bus Rollover Stability: International Conference on the Bus[C].London: I Mech E Conference Publications, 1986: 21-28.

[3] ISO/TC 22.Heavy commercial vehicles and buses-test method for roll stability- Closing-curve test: ISO 11026:2010(E)[S].Switzerland: International Organization for Standardization, 2010: 4.

[4] 中华人民共和国公安部.机动车运行安全技术条件：GB 7258-2017[S].北京：中国标准出版社，2017：19.

[5] 来飞.客车侧倾及侧翻安全性综合评价方法[J].客车技术与研究，2014，36(3)：5-7，12.

[6] 来飞.客车动态侧倾稳定性的测试方法研究[J].客车技术与研究，2013，35(6)：45-47.

[7] ISO/TC 22. Road Vehicles - Vehicle dynamics test methods - Part 2: General conditions for heavy vehicles and buses: ISO 15037-2:2002(E)[S].Switzerland: International Organization for Standardization, 2002: 8.

[8] National Highway Traffic Safety Administration.Electronic stability control systems for heavy vehicles: FMVSS 136 [S].U.S.Department of Transportation, 2015: 7.

[9] Economic Commission of Europe.Uniform provisions concerning the approval of vehicles of categories M, N and O with regard to braking: ECE R13 [S].United Nations, 2011: 262.

[10] 全国汽车标准化技术委员会客车分技术委员会.营运客车安全技术条件:JT/T 1094-2016[S].北京：人民交通出版社，2017：7-10.