ESP电子车身稳定装置

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1、.ESP电子车身稳定装置 ESP系统实际是一种牵引力控制系统,与其他牵引力控制系统比较,ESP不但控制驱动轮,而且可控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况,此时后轮失控而甩尾,ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子;在转向过少时,为了校正循迹方向,ESP则会刹慢内后轮,从而校正行驶方向。 ESP系统包含ABS(防抱死刹车系统)及ASR(防侧滑系统),是这两种系统功能上的延伸。因此,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP系统由控制单元及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转

2、弯时的离心力)等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出控制指令。有ESP与只有ABS及ASR的汽车,它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯太急)时会产生向右侧甩尾,传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力,产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然,任何事物都有一个度的范围,如果驾车者盲目开快车,现在的任何安全装置都难以保全。ESP ESP全称是:(Electronic Stability Program)。

3、包含ABS及ASR,是这两种系统功能上的延伸。因此,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。 ESP系统由控制单元及转向传感器(监测方向盘的转向角度)、车轮传感器(监测各个车轮的速度转动)、侧滑传感器(监测车体绕垂直轴线转动的状态)、横向加速度传感器(监测汽车转弯时的离心力)等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断,进而发出控制指令。 有ESP与只有ABS及ASR的汽车,它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯太急)时会产生向右侧甩

4、尾,传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力,产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。 当然,任何事物都有一个度的范围,如果驾车者盲目开快车,现在的任何安全装置都难以保证其安全。车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP),是博世(Bosch)公司的专利1。10年前,博世是第一家把电子稳定程序(ESP)投入量产的公司。因为ESP是博世公司的专利产品,所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为ESP。在博世公司之后,也有很多公司研发出了类似的系统,如日产研发的车辆行驶动力学调整系统(Vehicle Dynamic Control 简称V

5、DC)2,丰田研发的车辆稳定控制系统(Vehicle Stability Control 简称VSC)3,本田研发的车辆稳定性控制系统(Vehicle Stability Assist Control 简称VSA)4,宝马研发的动态稳定控制系统(Dynamic Stability Control 简称DSC)5等等。ESP的组成部分 1、传感器:转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据。 2、ESP电脑:将传感器采集到的数据进行计算,算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值,

6、即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作,以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。 3、执行器:说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统,其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。和没有ESP的车不同的是,装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。简单的说蓄压就是电脑可以根据需要,在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让这个车轮产生制动力。另外ESP还能控制发动机的动力输出什么的,反正是相关的设备他都能插一腿! 4、与驾驶员的沟通:仪表盘上的ESP灯。 ESP的关键技术 现在比较典型的汽车控制系统的结构,包括传统制动系统真空助力器、管路和制动器、传感器俨个轮速传感器、方向盘转

7、角传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、制动主缸压力传感器、液压调节器、汽车稳定性控制电子控制单元和辅助系统发动机管理系统。 所以,系统的开发有赖于以下几个关键技术的突破 传感技术的改进”。在系统中使用的传感器有汽车横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、方向盘转角传感器、制动压力传感器及节气门开度传感器等,它们都是系统中不可缺少的重要部件。提高他们的可靠性并降低成本一直是这方面的开发人员追求的目标。 体积小、重量轻、低成本液压制动作动系统的结构设计。 的软、硬件设计。由于的需要估计车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量,所以计算处理能力和程序容量要比系统大数倍。一般采用多结构。而软件的研

8、究则是研究的重中之重,基于模型的现代控制理论已经很难适应这样一个复杂系统的控制,必须寻求鲁棒性较强的非线性控制算法。 通过完善控制功能。的与发动机、传动系的通过互联,使其能更好地发挥控制功能。例如自动变速器将当前的机械传动比、液力变矩器变矩比和所在档位等信息传给,以估算驱动轮上的驱动力。当识别出是在低附着系数路面时,它会禁止驾驶员挂低档。在这种路面上起步时,会告知传系应事先挂入二档,这将显著改善大功率轿车的起步舒适性ESP是英文ElectronicStabilityProgram的缩写,中文译成“电子稳定程序”。它是综合了ABS(防抱死制动系统)、BAS(制动辅助系统)和ASR(加速防滑控制系

9、统)三个系统,功能更为强大。这一组系统通常是支援ABS及ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)的功能。它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析,然后向ABS、ASR发出纠偏指令,来帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性,在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。 ESP一般需要安装转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器等。ESP可以监控汽车行驶状态,并自动向一个或多个车轮施加制动力,以保持车子在正常的车道上运行,甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。目前ESP有3种类型:能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统;能对两个前轮独立施

10、加制动力的双通道系统;能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program,ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统 AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合,是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。在汽车行驶过程中,因外界干扰,比如行人、车辆或环境等突然变化,驾驶员采取一些紧急避让

11、措施,使汽车进入不稳定行驶状态,即出现偏离预定行驶路线或翻转趋势等危险状态。装置ESP的汽车能在极短的几毫秒时间内,识别并判定出这种汽车不稳定的行驶趋势,通过智能化的电子控制方案,让汽车的驱动传动系统和制动系统产生准确响应,及时恰当地消除汽车这些不稳定的行驶趋势,使汽车保持行驶路线和预防翻滚,避免交通事故的发生。ESP系统是汽车主动安全措施的巨大突破,它通过控制事故发生的可能性来实现安全行车,使汽车在极其恶劣的行车环境中确保行驶的稳定性和安全性。1.汽车电子稳定系统的组成ESP在ABS和ASR各种传感器的基础上,增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、车身翻转角速度传感器、侧加速度传感器、制动总泵中

12、的液压力传感器和转向盘转角传感器等。其中最重要的是车身翻转角速度传感器,这种车用传感器是航天飞机和空间飞行器上使用的旋转角速度传感器的类似产品。车身翻转角速度传感器就像一个罗盘,适时地监控汽车行驶的准确姿态,监控汽车每个可能的翻转运动角速度。其他传感器则分别监控汽车的行驶速度和各车轮的速度差,监控转向盘的转动角度和汽车的水平侧向加速度,当制动发生时则监控制动力的大小和各车轮制动力的分配情况。ESP系统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪,周围环境识别、综合稳定控制和制动助力(BAS)9项控制功能。通过综合应用9种智能主动安全技术,ESP可将驾驶员对车辆失去控制的危险

13、性降低80%左右。ESP智能化随车微机控制系统,通过各种传感器,随时监测车辆的行驶状态和驾驶员的驾驶意图,及时向执行机构发出各种指令,以确保汽车在制动、加速、转向等状况下的行驶稳定性。图1是汽车电子稳定系统ESP的各种传感器及电子稳定系统ECU在轿车上的安装,其ECU中配置了两台56kB内存的微机。ESP系统利用这两台微机和各种传感器信号不间断地监控车内电子模块、系统的工作状态和汽车的行驶姿势,比如,速度传感器每相隔20ms就会自检一次。ESP系统还通过车内电子模块之间的信号交流通信网络,充分利用防抱死制动系统ABS、制动助力系统BAS和驱动防滑控制系统ASR等的先进功能。紧急情况下,如紧张的

14、驾驶员对制动力施加不够,制动助力系统BAS将自动增大制动力。在ESP系统出现故障不能正常工作时,ABS和ASR系统能照样工作,以保证汽车正常行驶和制动。ESP系统的功能不简单是ABS和ASR功能之和,而是ABS与ASR功能之和的平方,因此使汽车能在极其恶劣的条件下保持行驶的稳定性。梅塞德斯-奔驰A级轿车的安全理念是通过先进的电子控制模块与液压机械执行机构的智能化集成,实现了对汽车及乘员安全的最大可能保护。2.汽车电子稳定系统的工作原理从外部作用于汽车的所有力,包括制动力、驱动力、任何一种侧向力,都会引起汽车绕其质心转动。ESP系统根据此原理,在汽车进人不稳定行驶状态时,通过对制动系统、驱动传动

15、系统的干涉,修正过度转向或转向不足的倾向,使汽车保持稳定行驶状态。微机控制系统的ROM中,预先储存了控制程序中的标准技术数据。在汽车传感器监测并将汽车行驶状态的各种数据随机传送给ECU时,ECU立即调出预存标准数据与之进行比较,判定轿车是否出现不稳定行驶趋势和不稳定的程度及原因。一旦确定汽车有不稳定行驶的趋势,ESP系统就会自动代替驾驶员控制汽车,通过微机控制系统向制动执行机构和发动机执行机构发出指令,采取最有利的安全措施修正驱动力和制动力,阻止潜在危险情况的发生,使汽车恢复到安全稳定的行驶状态。微机控制系统指令执行的安全措施是指,当汽车传感器监测到汽车有发生翻转或偏离驾驶员需求的行驶路线的趋

16、势时,系统能有选择地对单个汽车前轮或后轮实施制动,或必要时同时增加或者减少发动机的输出转矩,调整驱动力。图2是汽车在转弯道路上行驶时的轨迹示意。见图2(a),当汽车驶入弯道时,假如驾驶员通过转向盘使汽车转向的转弯半径大于弯道半径,这种情况称为不足转向。如汽车车速过快,则汽车可能冲出路面。安装在汽车上的横摆率传感器会测出转向偏差,侧加速度传感器会测得右驶加速度偏大和转向盘转角传感器测得左转向不足,并立即监测到这种冲出路面的危险趋势,将信号输入电子稳定系统中的ECU。ECU立即指令在左后轮实施脉冲制动力,制动力在汽车质心产生一个向内偏转力矩,迫使汽车绕质心向内偏转一个角度。同时ECU立即指令发动机减少输出转矩,将汽车速度降下来,并代替驾驶员使汽车转向角

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