车辆动力学控制系统（VDC）

车辆运动的理论状态只能根据驾驶员的输入来描述，这些输入包括转向盘角度、油门踏板确定的发动机扭矩和制动系统压力等。

通过考察单位阶跃转向角输入作用下的汽车转向过程，可以确定描述汽车转向运动的状态变量，如图1所示，最下方的曲线表示汽车转向时，侧向加速度引起的侧向力小于路面侧向附着力条件下汽车的行驶轨迹，此时，汽车是按照理论运动轨迹行驶的，如果路面打滑，路面摩擦力小于汽车的侧向力，则汽车不会按照理论运动轨迹行驶，滑移角度迅速增大，回转半径也变大，如图1中最上方的曲线所示。

虽然可以使汽车左右摇摆率等于理论值，但是对于打滑路面，侧向加速度和左右摇摆率都会产生偏离，因此，左右摇摆率和滑移角度必须与路面摩擦系数相对应，才能得到汽车的理论行驶轨迹，由于这种原因，VDC系统将左右摇摆率和车辆滑移角度作为控制变量。采用左右摇摆率和车辆滑移角度作为控制变量时，车辆行驶控制的结果如图1中间曲线所示。VDC的控制需要摇摆率传感器和侧向加速度传感器。

作用于轮胎的纵向和侧向力（FL，FS）取决于轮胎滑移率S、滑移角a和作用于轮胎上的正压力FN。对于一定的滑移角，作用于轮胎的侧向力随轮胎滑移幅度的增加而减小。可以利用这种特性控制侧向力和左右摇摆运动，因而轮胎滑移量成为VDC控制算法中的基本控制变量之一。如图2所示，如果左前轮滑移率由初始值S0（滑移角为a0）增加一个很小的量，汽车的摇摆运动按照下式变化：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

式中，ΔMYW为摇摆力矩，FB是制动力，δW为前轮转向角，a、b分别为汽车重心距轮胎中心的横向和纵向距离。

如果忽略由于纵向和侧向力变化导致的轮胎正压力的变化，作用于汽车的侧向力和纵向力（Fy，Fx）的变化如下式表示：