第四章汽车行驶安全控制系统

第四章

汽车行驶安全控制系统本章主要学习的内容：§1.汽车防抱死控制系统（ABS）§2.汽车驱动防滑控制系统（ASR）§3.汽车稳定性控制系统（ESP）§4.汽车安全气囊系统（SRS）第一节汽车制动防抱死系统（AntilockbrakingSystem——ABS）一、概述

2.汽车制动防抱死系统基本功能

1.汽车制动时方向失稳现象及其产生原因

当车轮抱死拖滑时，地面提供的纵向附着力变的很小，使汽车制动效果变差。而且这时地面提供的侧向附着力也变小，汽车在外力干扰下不能按操纵的方向行驶——方向失稳

感知制动轮每一瞬间的运动状态，并根据其运动状态相应调节制动器制动力矩的大小，避免车轮抱死现象§1.汽车防抱死控制系统（ABS）（一）、ABS的功用ABS的功用ABS的功用是在汽车进行紧急制动时和在易打滑路面上进行常规制动时，非常迅速而又精确地检测出各车轮的滑移量，通过ECU的分析、运算和控制，适时调节制动液压或气压，尽量减少车轮的滑移率，以确保制动时汽车方向的稳定性，操纵可靠性和行驶的安全性。ABS的优点防止车轮抱死；提高制动性能；确保车辆稳定性§1.汽车防抱死控制系统（ABS）（一）、ABS的功用§1.汽车防抱死控制系统（ABS）（二）ABS发展史1928年提出制动防抱死理论30年代机械式ABS在火车和飞机上使用（BOSCH）50年代机械式ABS被应用到汽车上（FORD）60年代末电子控制ABS（凯尔塞·海伊思）1978年数字式电控ABS（BOSCH）1984年整体式ABS（戴维斯）1986年ABS/ASR（BOSCH）1994年50％新生产的轿车和轻型货车装备ABS§1.汽车防抱死控制系统（ABS）ABS的分类：一、一传感器一通道二、二传感器二通道三、三传感器三通道四、四传感器二通道五、四传感器三通道六、四传感器四通道§1.汽车防抱死控制系统（ABS）一、一传感器一通道

§1.汽车防抱死控制系统（ABS）二、二传感器二通道

§1.汽车防抱死控制系统（ABS）三、、三三传传感感器器三三通通道道§1.汽汽车车防防抱抱死死控控制制系系统统（（ABS））四、、四四传传感感器器二二通通道道§1.汽汽车车防防抱抱死死控控制制系系统统（（ABS））五、、四四传传感感器器三三通通道道§1.汽汽车车防防抱抱死死控控制制系系统统（（ABS））六、、四四传传感感器器四四通通道道§1.汽汽车车防防抱抱死死控控制制系系统统（（ABS））路面面及及轮轮胎胎对对纵纵向向附附着着系系数数的的影影响响§1.汽汽车车防防抱抱死死控控制制系系统统（（ABS））Sop1二、、汽汽车车地地面面附附着着性性能能1.车车轮轮滑滑动动率率:V————汽汽车车车车身身的的速速度度r————车车轮轮的的动动力力半半径径ω————车车轮轮的的角角速速度度注：：制动动时时，，车车轮轮速速度度小小于于车车辆辆速速度度附着着力力是是抵抵抗抗轮轮胎胎在在道道路路上上产产生生滑滑动动的的力力纵向附附着系系数：：Φx=Fx/Fz=fx(R,T,V,M,S)侧向附附着系系数：：Φy=Fy/Fz=fy(R,T,V,M,S)其中：：Fx—制制动力力；Fy——侧向向力；；Fz——垂垂直载载荷R—路路面因因素；；T——轮胎胎因素素；V—汽汽车因因素M—制制动工工况因因素车轮滑滑动率率表明明车轮轮滑动动成分分即车辆辆速度度与车车轮速速度之之差与与车辆辆速度度的比比值§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））2.附附着系系数若路面面因素素、轮轮胎因因素、、汽车车因素素、制制动工工况因因素等等在制制动过过程确确定则ΦΦx=fx(S)Φy=fy(S)δ—车轮轮侧偏偏角注：δ增大，，Sop增增大ΦΦx减减小而δ增大，，Φy增增大。Sop1Sop2§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））三、制制动防防抱死死系统统的结结构与与工作作原理理组成轮速传传感器器压力调调节器器电子控控制装装置§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））系统框框图§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））1.轮轮速传传感器器功能检测车车轮速速度，，并将将信息息传递递给ECU。§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））2.压压力调调节器器功能接受并并执行行ECU的的指令令使制制动轮轮缸或或气气室的的压力力改变变（（增高高、保保持或或降低低）电磁阀阀工作作原理理组成回油泵泵———吸取取制动动缸的的制动动液，，并送送回制制动总总缸，，压力力减小小存贮器器———暂时时储存存压力力减小小而流流出制制动缸缸的制制动液液电磁阀阀电磁阀阀功能能压力上上升压力保保持压力降降低§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））3.电电子控控制装装置：：功能接收轮轮速传传感器器送来来的信信号，，经整整理、、计算算、判判断处处理，，输出出控制制指令令组成：：输入级级数字控控制器器输出级级稳压与与保护护装置置§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））四、制制动防防抱死死系统统在汽汽车上上的布布置1.车车轮的的控制制方式式直接控控制———根根据被被控车车轮自自己的的运动动状态态控制制间接控控制———根根据其其他车车轮的的运动动状态态控制制不加控控制———不不控制制轮缸缸（或或气室室）压压力低选择择控制制———根据据先趋趋于抱抱死的的车轮轮运动动状态态的信信号控控制独立控控制———多多个车车轮联联合控控制时时，每每个车车轮都都直接接控制制高选择择控制制———根据据后趋趋于抱抱死的的车轮轮运动动状态态的信信号控控制修正独独立控控制———每每个车车轮都都直接接控制制，各各轮压压力差差限制制在一一定范范围内内平均控控制———根根据一一组车车轮的的平均均瞬时时角速速度控控制制动压压力调调节器器的工工作原原理1、常常规制制动2、减减压过过程3、保保压过过程4、增增压过过程§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））1、常常规制制动§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））2、减减压过过程§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））3、保保压过过程§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））4、增增压过过程§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））六、汽汽车制制动防防抱死死系统统的控控制技技术制动开开始,制动动压力力和车车轮角角减速度度增加加，降到到门限限值a---1电磁阀阀转换换到““压力力保持持”车车速并在给给定的的斜率率下作作相应应递减减,由车速速求S，S小于Sop，制动动稳定区，，保压压---2S大于Sop，制动动不稳稳定区区降压压，降压，，角减速速度回回升---3角减速速度回回升门限值值a，，保压压—4，角减速速度进进一步步回升升为角加速度到到门限限值b，是高附附着系系数路路面，升压压---5，车轮角角加速速度下下降门门限值值b，保压压—6，进入稳稳定制制动，压力小小阶梯梯上升升abc§1.汽车车防抱抱死控控制系系统（（ABS））在制动动开始始时，，制动动压力力和车车轮角角减速速度增增加，，在阶阶段1末，，即轮轮减速速度达达到设设定的的门限限值-a，，（这这里指指绝对对值）），相相应的的电磁磁阀转转换到到“压压力保保持””状态态，同同时形形成参参考车车速并并在给给定的的斜率率下作作相应应递减减，滑滑动率率的值值是由由参考考车速速计算算得出出，如如果滑滑动率率小于于门限限值，，系统统则进进行一一段保保压（（阶段段2）），当当滑动动率大大于门门限值值，电电磁阀阀转换换到““压力力下降降”的的状态态，即即阶段段3，，由于于制动动压力力下降降，车车轮的的角减减速度度回升升，当当达到到-a值时时，制制动压压力开开始保保持（（第4阶段段），，当轮轮角减减速度度随着着车轮轮的回回升达达到加加速，，达到到门限限值＋＋a，，这时时压力力仍然然保持持，让让车轮轮进一一步回回升到到门限限值＋＋Ak（表表明是是高附附着系系数路路面）），这这时使使制动动压力力再次次增加加（第第5阶阶段）），使使车轮轮角加加速度度下降降，当当车轮轮角加加速度度再回回到+Ak时，，进行行保压压（第第6阶阶段））；车车轮角角加速速度值值回落落到＋＋a值值，此此时车车轮已已进入入稳定定制动动区域域，并并且稍稍有制制动不不足，，这一一区域域的制制动时时间要要尽可可能延延长，，因此此，阶阶段7的制制动压压力采采用小小的阶阶梯上上升，，一般般较初初始压压力梯梯度小小得多多，直直到车车轮减减速度度再次次超过过门限限值-a值值，以以后的的控制制循环环过程程就和和前面面一样样了高附着着系数数控制制技术术低附着着系数数控制制技术术在进入入制动动压力力保持持阶段段（3）前前段后后，由由于附附着系系数低低，车车轮加加速慢慢，致致使在在设定定的制制动压压力保保持时时限内内，车车轮角角加速速度达达不到到门限限值，，由此此判断断处于于低附附着系系数路路面。。以较低低的压压力减减小率率使制制动压压力减减小（（3后后），，直到到车轮轮角加加速度度超过过门限限值＋＋a，，此后后进入入压力力保持持阶段段（4）。。当车车轮的的角加加速度度又低低于控控制门门限值值＋a以后后，就就以较较低的的压力力升高高率使使制动动压力力增大大（5），，直到到车轮轮的角角减速速度又又低于于控制制门限限值－－a后后，进进入下下个循循环调调节§1.汽汽车防抱抱死控制制系统（（ABS）高、低附附着系数数控制技技术车轮在制动压压力减小小阶段（（2），，车轮的的参考滑滑动率可可能超过过下门限限S1和和上门限限S2。。车轮角减减速度从从低于门门限值－－a变化化到高于于门限值值－a时时，要对对车轮参参考滑动动率是否否超过S2进行行判断，，若超过过，不再再进行制制动压力力保持阶阶段，而而应减小小制动压压力，此此后保持持，之高高车轮角角加速度度又低于于控制门门限值＋＋a，再再以较低低压力升升高率使使制动压压力增大大。§2.汽汽车驱动动防滑系系统第二节汽汽车驱动动防滑系系统ASRAccelerationSlipRegulation（ASR）一、概述述功用1、防止止加速打打滑2、差速速锁控制制3、光滑滑路面状状况显示示控制4、轴荷荷转移控控制1、ABS／ASR系系统概念ASR（（AccelerationSlipRegulation）是是通过调调节驱动动车轮的的牵引力力实现驱驱动车轮轮的滑转转控制的的系统，，也称牵牵引力控控制系统统（TractionControlSystem），即即TCS。§2.汽汽车驱动动防滑系系统制动防抱抱死系统统是在制动过程程中通过调调节制动动轮缸（（或制动动气室））的制动动压力使使作用于于车轮的的制动力力矩受到到控制，，而将车车轮的滑移率控制在较较为理想想的范围围内。驱动防滑滑控制系系统是在在驱动过程程中通常可可通过调调节发动动机的输输出转矩矩、传动动系的传传动比、、差速器器的锁紧紧系数等等控制作作用于驱驱动车轮轮的驱动动力矩，，实现对对驱动车车轮牵引引力矩的的控制，，将驱动动车轮的的滑动率控制在较较为理想想的范围围之内。。§2.汽汽车驱动动防滑系系统§2.汽汽车驱动动防滑系系统ABS/ASR系统结结构§2.汽汽车驱动动防滑系系统ASR系系统控制制原理滑转率S：轮胎－路路面附着着系数的的变化§2.汽汽车驱动动防滑系系统ASR发发动机调调速控制制§2.汽汽车驱动动防滑系系统ASR制制动力控控制§2.汽汽车驱动动防滑系系统ASR发发动机调调速和制制动力综综合控制制§2.汽汽车驱动动防滑系系统ASR电电子控制制装置§2.汽汽车驱动动防滑系系统ABS与与ASR的比较较都是通过过控制作作用于被被控车轮轮的力矩矩，而将将车轮的的滑动率率控制在在设定的的理想范范围内，，以提高高车轮附附着力的的利用率率，从而而缩短汽汽车制动动距离或或提高汽汽车的加加速性能能，改善善汽车的的行驶方方向稳定定性和转转向操作作能力。。都要求系系统具有有快速反反应的能能力，以以适应车车轮附着着力的变变化，都都要求控控制偏差差尽可能能最小，，以免引引起汽车车及传动动系的振振动；都都要求尽尽量减少少调节过过程中的的能量消消耗§2.汽汽车驱动动防滑系系统相同点：：不同点：：ABS对对驱动和和非驱动动车轮都都可进行行控制，，而ASR只对对驱动车车轮进行行控制在ABS控制期期间，离离合器通通常都处处于分离离状态，，发动机机也处于于怠速运运转，而而在ASR控制制期间，，离合器器则处于于结合状状态，发发动机的的惯性会会对ASR控制制产生较较大的影影响在ABS控制期期间，汽汽车传动动系统的的振动较较小，由由此对ABS控控制产生生影响也也较小，，而在ASR控控制期间间，很容容易使传传动系统统产生较较大的振振动，由由此对ASR控控制产生生的影响响也就很很大在ABS控制期期间，各各车轮之之间的相相互影响响不大，，而在ASR控控制期间间，由于于差速器器的作用用会使驱驱动车轮轮之间产产生较大大的相互互影响。。§2.汽汽车驱动动防滑系系统思考题1、汽车车抱死会会产生什什么后果果？ABS的作作用？2、车轮滑动动率、纵纵向附着着系数、、侧向附附着系数数？哪些因素素影响纵纵向附着着系数、、侧向附附着系数数?3、制动防抱抱死系统统的组成成？4、柱塞塞式、滑滑阀式制制动防抱抱死系统统工作原原理5、制动动防抱死死的布置置方式有有哪些？？6、制动动防抱死死系统的的控制参参数有哪哪些？§2.汽汽车驱动动防滑系系统第三节电子稳定定程序ElectronicStabilityProgram（ESP）ESPESP概概述ESP工工作原理理ESP的的组成结结构ESP的的用途ESP的的发展方方向§3.汽汽车电子子稳定程程序ESP概概述汽车电子子稳定程程序(electronicstabilityprogram，简称称ESP)是近近年来开开发出来来的一种种先进的的汽车底底盘控制制系统。。其功能能是监控控汽车的的行驶状状态，在在车辆紧紧急躲避避障碍物物、转弯弯等容易易出现不不稳定状状况时，，利用动动力系统统干预及及制动系系统干预预，帮助助车辆克克服偏离离理想轨轨迹的倾倾向，为为车辆提提供更好好的安全全性。在在国际上上，ESP已经经成为了了高性能能车辆的的标准配配置，而而国内的的ESP研究还还处于起起步阶段段。§3.汽汽车电子子稳定程程序汽车电子子稳定程程序(ESP)ESP的的效能超超越了两两个系统统的功能能结合：：除了影影响横向向动态性性能外，，而且还还具有防防止车辆辆在行驶驶时侧滑滑的功能能。它通通过传感感器对车车辆进行行动态监监测，必必要时会会对某一一个车轮轮或者某某几个车车轮进行行制动．．甚至控控制发动动机的动动力输出出。能够够识别危危险状况况，并无无需驾驶驶者任何何动作而而自行采采取行动动。ESP提提高了所所有驾驶驶工况下下的主动动安全性性。尤其其是在转转弯工况况下，即即是在横横向力起起作用的的情况下下，ESP能维维持车辆辆稳定和和保持车车辆在车车道上正正确行驶驶。ABS和TCS只只在纵向向起作用用。ESP结合合了侧滑滑率传感感器，并并集成横横向加速速度传感感器及转转向角度度传感器器。此外外，ESP应用用了ABS/TCS的的所有部部件，并并基于功功能更强强大的新新一代电电子控制制单元。。§3.汽汽车电子子稳定程程序ESP的的类型目前ESP有3种类型型：a．4通道或或4轮系系统。能能自动地地向4个个车轮独独立施加加制动力力。b．2通道系系统。只只能对2个前轮轮独立施施加制动动力。c．3通道系系统。能能对2个个前轮独独立施加加制动力力，而对对后轮只只能一同同施加制制动力。。§3.汽汽车电子子稳定程程序实际上ESP是是一套电电脑程序序，通过过对从各各传感器器传来的的车辆行行驶状态态信息进进行分析析，进而而向ABS、TCS发发出纠偏偏指令，，来帮助助车辆维维持动态态平衡。。ESP的电脑脑会计算算出保持持车身稳稳定的理理论数值值，再比比较由侧侧滑率传传感器和和加速度度传感器器所测得得的数据据，发出出平衡、、纠偏指指令。主主要控控制偏航航率。转转向不足足，会产产生向理理想轨迹迹曲线外外侧的偏偏离倾向向，而转转向过度度则正好好相反，，向内侧侧偏离。。ESP的的工作原原理§3.汽汽车电子子稳定程程序§3.汽汽车电子子稳定程程序具体的纠纠偏工作作是这样样实现的的:ESP通过过TCS装置牵牵制发动动机的动动力输出出，同时时指挥ABS对对各个车车轮进行行有目的的的刹车车，产生生一个反反横摆力力矩，将将车辆带带回到所所希望的的轨迹曲曲线上来来。比如如转向不不足时，，刹车力力会作用用在曲线线内侧的的后轮上上；而在在严重转转向过度度时会出出现甩尾尾，这种种倾向可可以通过过对曲线线外侧的的前轮进进行刹车车得到纠纠正。§3.汽车电电子稳定程序序1、不足转向向时的控制策策略ESP判别汽汽车具有较大大的不足转向向倾向，控制制系统会自动动对位于弯道道内侧的后轮轮实施瞬时制制动，以产生生预定的滑移移率，导致该该车轮受到的的侧向力迅速速减少而纵向向制动力迅速速增大，于是是产生了一个个与横摆方向向相同的横摆摆力矩。此外外还获得了两两个附带的减减少不足转向向倾向的因素素。首先，由由于制动而使使车速降低；；其次，由于于差速器的作作用，对内侧侧后轮制动从从而导致外侧侧后轮被加速速，即外侧后后轮受到的驱驱动力增加而而侧向力减少少，于是产生生了又一个所所期望的横摆摆力矩。2、过度转向向时的控制策策略在出现过度转转向时，驱动动力分配系统统就会降低驱驱动力矩，以以提高后轴的的侧向附着力力。地面作用用于后轴的侧侧向力相应会会提高，从而而产生一个与与过度转向相相反的横摆力力矩。位于弯弯道外侧的非非驱动前轮开开始时几乎不不滑动，若仅仅依靠动力分分配系统还不不能制止开始始发生的不稳稳定状态，控控制系统将自自动对该前轮轮实施瞬时制制动，使它产产生较高的滑滑移率，导致致该车轮受到到的侧向力迅迅速减少而纵纵向制动力迅迅速增大，于于是也产生一一个与横摆方方向相反的横横摆力矩。由由于对一个前前轮制动，车车速也会降低低，从而获得得了一个附带带产生的有利利于稳定性的的因素。3．ESP系系统的结构构1、带有ECU液压调节节器2、轮轮速传感器3、转角传传感器4、侧向加速速度传感器和和横摆角速度度传感器5、与发动机机管理系统的的通信§3.汽车电电子稳定程序序ESP系统由由传统制动系系统、传感器器、液压调节节器、汽车稳稳定性控制电电子控制单元元和辅助系统统组成，在电电脑实时监控控汽车运行状状态的前提下下，对发动机机及控制系统统进行干预和和调控。在汽车行驶过过程中，方向向盘转角传感感器监测驾驶驶者转弯方向向和角度，车车速传感器监监测车速、节节气门开度，，制动主缸压压力传感器监监测制动力，，而侧向加速速度传感器和和横摆角速度度传感器则监监测汽车的横横摆和侧倾速速度。ECU根据这些信信息，通过计计算后判断汽汽车要正常安安全行驶和驾驾驶者操纵汽汽车意图的差差距，然后由由ECU发出出指令，调整整发动机的转转速和车轮上上的制动力，，如果实际行行驶轨迹与期期望的行驶轨轨迹发生偏差差，则ESP系统自动控控制对某一车车轮施加制动动，从而修正正汽车的过度度转向或不足足转向，以避避免汽车打滑滑、转向过度度、转向不足足和抱死，从从而保证汽车车的行驶安全全。§3.汽车电电子稳定程序序ECU的液压压模块液压模块执行行ECU指令令，并通过电电磁阀调整各各车轮制动缸缸的制动力。。它位于发动动机舱，布置置在制动主缸缸与车轮制动动分缸之间，，因此，确保保了制动主缸缸与车轮制动动分缸之间的的制动管路能能得以缩短。。如同担当系系统控制功能能一样，ECU也接管了了系统所有电电气和电子的的控制职能。。§3.汽车电电子稳定程序序轮速传感器ECU根据来来自轮速传感感器的信号计计算车轮的转转速。有两种种不同工作原原理的传感器器：被动式（（感应）和主主动式（霍尔尔）速度传感感器。主动式式传感器正变变得越来越为为普及。它们们应用磁场对对轮速进行非非接触式检测测，同时还具具备识别车轮轮旋转方向和和停转的能力力。§3.汽车电电子稳定程序序转向角度传感感器它监测转向盘盘旋转的角度度，帮助确定定汽车行驶方方向是否正确确。结合来自自轮速传感器器和转向角度度传感器的输输入信息，ECU计算出出车辆的目标标动作。转向向角度传感器器的工作范围围（量程）为为720°。。在方向盘满满舵转动范围围内，其误差差在5°之内内。§3.汽车电电子稳定程序序侧滑率和加速速度传感器侧滑率传感器器记录汽车绕绕垂直轴线的的旋转，确定定汽车侧滑与与否。旋转的的角度取决于于由ECU测测得的横向加加速值，并且且监测车辆转转向的数据。。并将从其它它传感器传来来的信号整合合，判定驾驶驶者的意图与与实际车辆动动态，进而取取用修正后的的参数，以施施加刹车力或或减低动力的的方式调整。。§3.汽车电电子稳定程序序与发动机管理理系统的通讯讯发动机管理系系统集成：ECU、加速速踏板传感器器、节气门执执行器、燃油油喷射器、点点火模块电子控制单元元是ESP控控制系统的核核心部件，它它一般具有两两个微处理器器，一个用来来计算控制逻逻辑，一个用用于故障诊断断和处理，两两个微处理器器通过内部总总线相互交换换信息。除了了微处理器以以外，ＥＣＵＵ还包括电源源管理模块、、传感器信号号输入模块、、液压调节器器驱动模块、、各种指示灯灯接口以及ＣＣＡＮ总线通通讯接口等。。现在的ＥＣＣＵ大多与液液压调节器安安装在一起，，通过电磁线线圈与电磁阀阀阀芯之间的的电磁耦合连连接，这样不不仅减少了连连线的长度，，又结构紧凑凑。§3.汽车电电子稳定程序序液压调节器液压调节器是是ESP控制制系统的主要要执行机构，，其基本结构构与ABS/TCS液压压调节器相似似，只是为了了提高响应速速度，ESP控制系统的的液压调节器器比ABS/TCS液压压调节器多了了预压泵和压压力生成器。。§3.汽车电电子稳定程序序博世液压调节节器HU5．．0的结构图图§3.汽车电电子稳定程序序4ESP的的用途ESP系统的的出现，极大大地改善了汽汽车在行驶过过程中的安全全性和操纵性性，特别是在在路况很差，，路面被雨水水和冰雪覆盖盖时，ESP控制系统在在车辆行驶过过程中，始终终监测车的运运动状态，尤尤其是与转向向相关的运行行状态，一旦旦出现不稳定定的预兆，ESP控制系系统便实时予予以修正，从从而使汽车的的行驶安全性性大大提高，，驾车人员感感觉更灵活，，更快捷，更更安全。ESP系统使汽汽车在极限状状况下更容易易操纵，它可可以降低汽车车突然转向时时的危险，提提高方向稳定定性。ESP系统可以辩辩识汽车的趋趋向，并且做做出反应，它它可在单个车车轮上施加制制动力，从而而产生附加横横摆调节力矩矩，帮助汽车车回到正确的的方向上来。。§3.汽车电电子稳定程序序4.1ESP降低事故故风险当不得不采取取紧急避让动动作时，也许许弯道比预料料的还要急拐拐，或者路面面状况突然发发生变化时。。德国保险公公司协会推荐荐所有尺寸规规格的乘用车车都将ESP作为标准装装置．4.2ESP避免打滑滑德国保险公司司协会通过对对受调查事件件碰撞之前情情况的研究，，显示25%导致严重人人员伤害事故故的车辆发生生了打滑。ESP极大地地提高对车辆辆的操控机会会。§3.汽车电电子稳定程序序4.3ESP避免侧侧面碰撞研究也证实了了碰撞死亡事事故中有60%因侧面碰碰撞所致。ESP意识到到打滑的危险险，并在车道道上稳定车辆辆，因此能帮帮助驾驶者保保持操纵，以以避免危险。。4.4ESP增强被动动驾驶安全性性德国保险公司司协会事故分分析得出结论论：装备ESP后发生打打滑的风险很很小，车辆能能够保持循迹迹及前向行驶驶。如果安装装了ESP的的车辆发生了了碰撞事故，，它常常也是是由车辆前端端吸能区的溃溃变来吸收碰碰撞能量，而而不是自身安安全防护措施施较少的车身身侧面（车辆辆发生打滑碰碰撞时，所有有的冲击能量量都集中在车车身侧面上了了）。ESP因此能大大大降低碰撞风风险和保障车车内乘员的安安全。§3.汽车电电子稳定程序序(1)避让始始料不及的障障碍物§3.汽车电电子稳定程序序(2)路程的的错误估计§3.汽车电电子稳定程序序(3)始料不不及的新状况况§3.汽车电电子稳定程序序无论是在弯道道或紧急避让让状态，还是是在制动、加加速过程中。。或是车轮打打滑时。一旦旦实际状态变变得危急，ESP都能利利用之前讲过过的原理来增增加车辆行驶驶的方向稳定定性，同时ESP还能缩缩短ABS在在弯道上和对对开路面(车车辆的一侧为为光滑路面））上的制动距距离。不管什么样的的电子稳定系系统不是万能能的。ESP只有在轮胎胎与地面之间间还有附着力力时，才能控控制使车辆保保持稳定。如如果车速超过过了一定值，，ESP系统统也会不起作作用。§3.汽车电电子稳定程序序4ESP系系统研究的关关键技术ESP系统统的开发有赖赖于以下几个个关键技术的的突破：4.1传感技技术的改进在ESP系系统中使用用的传感器有有汽车横摆角角速度传感器器、侧向加速速度传感器、、方向盘转角角传感器、制制动压力传感感器及节气门门开度传感器器等，它们都都是ESP系统中不不可缺少的重重要部件。提提高他们的可可靠性并降低低成本一直是是这方面的开开发人员追求求的目标。§3.汽车电电子稳定程序序4.2体积小小、重量轻、、低成本液压压控制系统的的结构设计这方面BOSCH公司在在ESP系统统中采用的结结构有一定的的代表性，其其液压控制系系统由预加压压泵(PrechargePump，简称为为PCP)+压力产生装装置(PressureGeneratorAssembly)+液压单元元HU5．0所构成§3.汽车电电子稳定程序序4.3ECU的软、硬件件设计由于ESP的ECU需要估计计车辆运行的的状态变量和和计算相应的的运动控制量量，所以计算算处理能力和和程序容量要要比ABS系统大数数倍。一般采采用多CPU结构。。而ECU软计算的的研究则是研研究的重中之之重，基于模模型的现代控控制理论已经经很难适应ESP这这样一个复杂杂系统的控制制，必须寻求求鲁棒性较强强的非线性控控制算法。§3.汽车电电子稳定程序序4.4通过CAN完完善控制功能能ESP的ECU与发发动机、传动动系的ECU通过CAN互联，，使其能更好好地发挥控制制功能。例如如自动变速器器将当前的机机械传动比、、液力变矩器器变矩比和所所在档位等信信息传给ESP，以估估算驱动轮上上的驱动力。。当ESP识别出是是在低附着系系数路面时，，它会禁止驾驾驶员挂低档档。在这种路路面上起步时时，ESP会会告知传动系系ECU应应事先挂入二二档，这将显显著改善大功功率轿车的起起步舒适性。。§3.汽车车电子稳定定程序5ESP的发展方方向随着汽车底底盘动力学学控制的不不断发展，，集成控制制是今后发发展的方向向，汽车稳稳定性控制制将综合考考虑对制动动系统、悬悬架系统和和转向系统统的协调控控制，并共共享传感器器信号，进进一步提高高汽车的稳稳定性。§3.汽车车电子稳定定程序安全气囊（（SRS））SafetyAirBagSystemSupplementalRestraintSystem第四节安安全气气囊基本内容1、安全气气囊系统的的功用2、安全气气囊系统的的分类和组组成3、安全气气囊系统控控制部件的的结构原理4、安全气气囊系统的的工作原理理5、安全气气囊的发展展和研究§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊§4.安全全气囊一、安全气气囊系统的的功用1.1当当汽车发生生碰撞时，，汽车与汽汽车或汽车车与障碍物物之间的碰碰撞成为一一次碰撞。。一次碰撞撞后，汽车车速度将急急剧变化，，驾驶员和和乘员就会会受到惯性性力的作用用向前运动动，并与车车内的转向向盘、挡风风玻璃或仪仪表台发生生碰撞，这这种碰撞成成为二次碰碰撞。§4.安全全气囊1.2安安装气囊系系统SRS的功用：：当汽车遭受受碰撞导致致减速度急急剧变化时时，气囊迅迅速膨胀，，在驾驶员员或乘员与与车内构件件之间铺垫垫一个气垫垫，利用气气囊排气节节流的阻尼尼作用来吸吸收人体惯惯性力产生生的动能，，从而减轻轻人体遭受受伤害的程程度。1.3安全气囊在在汽车发生生碰撞事故故时，对人人体的保护护如图：§4.安全全气囊1.3.1驾驶员未系安全带带时的碰撞撞情形当汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞，90ms时，，人体在转转向盘接触触处受力约约90000N，下下肢多处骨骨折，头部部和手上受受力程度大大大超过容容许程度，，一般来说说，死亡在在所难免。。§4.安全全气囊1.3.2前乘员未系安全带带时的碰撞撞情形但汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，除除了造成下下肢骨折外外，面部受受严重损害害，胸部损损伤相对小小些，但头头部的损伤伤导容易致致成员的死死亡。§4.安全全气囊当汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，驾驾驶员头部部受伤较重重，胸部由由于被安全全带约束，，可产生近近10000N的力力，造成胸胸骨和肋骨骨的骨折。。§4.安全全气囊1.3.3驾驶员员系安全带带时的碰撞撞情形当汽车以48km/h速度发发生正面碰碰撞时，向向前快速运运动的人体体充分与安安全气囊作作用，释放放能量。作作用在安全全气囊上的的力约为10000N，转向向轴所受的的分力约为为9000N,切向向分力约为为6000N。安全全气囊将人人体头部和和胸部同驾驾驶室前部部结构（如如风挡、转转向盘）隔隔开。避免免了头部和和胸部的原原种损伤。。§4.安全全气囊1.3.4驾驶员员有安全气气囊时的碰碰撞情形二、安全气气囊系统的的分类和组组成2.1安安全气囊系系统的分类类按控制方式式分类：可可分为机械械式和电子子控制式；；按碰撞传感感器的形式式分类：可可分为机械械式，机械电子式式，电子控控制式；按传感器的的数量分类类，可分为为多传感器器和单传感器；按气囊的类类型分类，，可分为压压缩气体式式，烟火式和混合式式。§4.安全全气囊2.2安安全气囊系系统的组成成§4.安全全气囊三、安全气气囊系统控控制部件的的结构原理理3.1碰碰撞传感器器3.2安安全气囊系系统电控单单元3.3气气囊组件3.4SRS指示示灯（指示示SRS功功能是否正正常）3.5防防止误爆与与线路连接接诊断机构构§4.安全全气囊3.1碰撞传感器器碰撞传感器（按结构分类）机电结合式水银开关式电子式滚球式滚轴式偏心锤式压阻效应式压电效应式§4.安全全气囊3.1.1滚球式式碰撞传感感器§4.安全全气囊3.1.2滚轴式式碰撞传感感器§4.安全全气囊3.1.3偏心锤锤式碰撞传传感器§4.安全全气囊偏心锤式碰碰撞传感器器工作原理理§4.安全全气囊3.1.4水银开开关式碰撞撞传感器§4.安全全气囊3.2安安全气气囊系统统电控单单元安全气囊囊的电控控单元是是安全气气囊系统统的核心心部件，，其安装装位置依依车型而而异。例如：LincolnCity轿轿车SRSECU内内部结结构如图图。主要要有：专专用中央央处理单单元ECU、备备用电源源电路、、稳压电电路、信信号处理理电路、、保护电电路、点点火电路路和检测测电路等等组成。。§4.安安全气囊囊专用CPU监测汽车车纵向减减速度是是否达到到设定阈阈值。信号处理理电路对传感器器检测的的信号进进行整形