ESP电子稳定程序

汽车新技术

——ESP1102030208张琦1102030218蔡荣清1102030228杨超12ESP是什么ESP概述ESP的典型工况ESP系统构成、根本任务原理ESP是如何任务的ESP未来开展ESP电子稳定程序〔ElectronicStabilityProgram)3ESP是英语单词ElectronicStabilityProgram缩写。意为电子稳定程序,在群众、奥迪、飞驰车型上运用此简称。在其它车型上，一样或相近功用的系统采用了不同的名字。如： DynamicStabilityControl (DSC)-BMW VehicleStabilityControl (VSC)-Toyota VehicleStabilityAssist (VSA)-Honda DynamicStabilityTractionControlSystemDSTC-VolvoESP是一个自动平安系统。它是建立在其它牵引控制系统之上的一个非独立的系统。ESP是什么4德国博世〔BOSCH)公司将直接横摆力偶矩控制〔DirectYawControl,DYC)跟ABS及TCS结合起来，开发了基于制动力横向分配的电子稳定程序ESP，构成了同时控制车轮滑移率和整车横摆运动的综合系统，该技术经过合理分配纵向和侧向轮胎力，准确控制极限附着情况下的汽车动力学行为，使汽车在物理极限内最大限制按照驾驶员的志愿行驶。ESP系统是ABS和TCS两种系统功能的它们之间的差别在于ABS或ASR只能被动地作出反响，而ESP系统那么可以探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP概述5汽车电子稳定控制系统是车辆新型的自动平安系统，是汽车防抱死制动系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)功能的进一步扩展，并在此根底上,添加了车辆转向行驶时横摆率传感器、测向加速度传感器和方向盘转角传感器，经过ECU控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。在汽车行驶过程中，ESP系统经过不同传感器实时监控驾驶员转弯方向、车速、油门开度、制动力以及车身倾斜度和测倾速度，并以此判别汽车正常平安行驶和驾驶员支配汽车意图的差距；然后经过调整发动机的转速和车轮上的制动力分布，修正过度转向或转向缺乏。ESP概述6ESP的典型工况(A)行驶工况：避让妨碍物配备有ESP：1.紧急制动，猛打方向盘，车辆有转向缺乏的倾向。2.添加左后车轮制动压力车辆按照转向意图行驶。3.恢复正常的行驶道路，车辆有过度的倾向，在左前轮施加制动力。4.车辆坚持稳定。7(B)在地面附着力不同的工况下(C)在急转弯车道上高速行驶工况8ABSABS系统防止制动时车轮出现抱死，使车辆具有方向性和稳定性，并缩短制动间隔。EBD-ElectronicBrakePressureDistributionEBD系统是防止ABS起作用以前，或者由于特定的缺点导致ABS失效后，后轮出现过度制动。EDL-ElectronicDifferentialLock两驱动轮在附着系数不同的路面上，出现单侧车轮打滑时，制动打滑车轮。TCS-TractionControlSystem经过发动机管理系统干涉及制动车轮，防止驱动轮打滑。例如在沙石及冰面上。ESP-ElectronicStabilityPrograme经过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干涉，防止车辆滑移。

EBC-EngineBrakingControl防止在发动机制动时〔忽然收油门踏板或挂入低档〕出现驱动轮抱死。ESP的构成9TCSEDL

ABS/EBDESPESP包含TCS配备TCS的车型，将同时具有EDL、ABS功能配备ESP的车型，将同时具有TCS〔ASR)、EDL、ABS功能ESP主要部件是：电控单元〔ECU〕、转向盘转角传感器、转速传感器、横向偏摆率传感器、横/纵向加速度传感器及液压系统等。典型组成部分如右图所示。10ESP的构成〔1〕ESP控制单元1是控制中心，如左图，为确保高可靠性，采用冗余控制，用2个一样的处置器同时处置信号，并相互比较监控。接通点火开关后，系统进入自检，延续监控一切电器衔接，并周期性检查电磁阀功能。假设ECU出缺点，仍可按常规制动，但ABS/EBC/ASR/ESP/功能失效。〔2〕转向盘转角传感器7根据光栅原理丈量转向盘转角，ECU以此获得预定的行驶方向。假设无此信号那么无法确定行驶方向，ESP失效。〔3〕制动压力传感器3检测实践制动管路压力大小，ECU由此算出车轮上的制动力和整车的纵向力大小。假设ESP正在对不稳定形状进展调整，ECU将该数值包含在侧向力计算范围内。假设无此信号那么无法准确算出侧向力，ESP失效。ESP各主要部件引见11液压调理器〔4〕横向偏摆率传感器5检测车辆绕其纵轴旋转角度和转动速率，ECU以此来获得车辆的实践行驶方向，运用音叉形振荡式陀螺仪原理任务。假设无此信号那么ECU无法确定车辆能否发生偏摆，ESP失效。〔5〕纵向加速度传感器只安装在四驱车上。对于单轴驱动车辆，经过计算制动压力、车轮转速信号以及发动机管理系统信息，得出纵向加速度。〔6〕侧向加速度传感器4检测车轮侧向力大小。假设无该信号那么ECU无法算出车辆的实践行驶形状，ESP失效。ESP各主要部件引见1213ESP控制框图如以下图，经过传感器搜集转向盘转角、横摆角速度、侧向加速度等信息，输入电控单元，检测转向盘转角输入和实践行驶形状，一旦识别出车辆不稳定形状，立刻对制动系统、发动机管理系统和变速器管理系统等综合协调控制，来降低车辆横向滑移，防止在制动时车轮抱死、起步时打滑和车辆侧滑。普通情况下，假设单独制动某个或某几个车轮缺乏以稳定车辆，ESP将经过降低发动机转矩输出或其他方式来进一步控制。在不踩制动踏板时，制动预压力普通来源于ABS液压控制单元。ESP控制过程14ESP控制框图制动压力制动灯车轮转速偏航角横向加速度转向盘转角液压控制单元车辆驾驶员传动器ESP控制单元发动机管理系统油门踏板报警信息15汽车技术提高的一个主要义务就是提高自动平安性以防止发惹事故，并充分发扬车辆的动力性能。在汽车行驶过程中，ESP系统经过不同传感器实时监控驾驶员转弯方向、车速、油门开度、制动力以及车身倾斜度和测倾速度，并以此判别汽车正常平安行驶和驾驶员支配汽车意图的差距；然后经过调整发动机的转速和车轮上的制动力分布，修正过度转向或转向缺乏。只需ESP识别出驾驶员的输入与车辆的实践运动不一致，它就马上经过有选择的制动/发动机干涉来稳定车辆。ESP是如何任务的16ESP液压控制表示图1.液压控制单元2.隔离阀3.起动阀4.右前进口阀5.液压泵6.左前出口阀1.液压控制单元2.隔离阀3.起动阀4.右后进口阀5.液压泵6.左后出口阀17经过转向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向〔驾驶员志愿〕→A。由横摆角速度传感器识别车辆绕重心的旋转角度，侧向加速度传感器识别车辆实践运动方向→B。假设A＞B,ESP断定为出现转向缺乏，那么制动内侧后轮，使车辆进一步增大转向。假设A＜B,ESP断定为出现转向过度，那么制动外侧前轮，防止出现甩尾并减弱过度转向趋势。假设单独制动某个车轮缺乏以稳定车辆，ESP那么进一步降低发动机转矩输出或制动其他车轮以到达要求。ESP任务原理和控制措施18ESP首先经过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向〔驾驶员志愿〕a图

ESP经过横摆角速度传感器〔英文原称为yawratesensor〕,识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车辆实践运动方向b图

假设a〉b,ESP断定为出现缺乏转向，将制动内侧后轮，使车辆进一步沿驾驶员转弯方向偏转，从而稳定车辆。〔图I〕

假设a〈b,ESP断定为出现过度转向，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向趋势，稳定车辆。〔图II〕19ESP任务过程转向缺乏20当ECU检测到车辆转向缺乏时，控制液压调理器过程为：封锁前/后隔离阀→翻开前后/起动阀→封锁右前/右后进口阀→运转液压泵转向过度21当ECU检测到车辆转向缺乏时，控制液压调理器过程为：封锁前/后隔离阀→翻开前后/起动阀→封锁右前/右后进口阀→运转液压泵转向过度的呼应操作与转向缺乏类似工作过程车辆转向行驶状态受制动车轮目的第一阶段向左不足转向左后轮前轮保留侧向力，有效保证车辆的转向第二阶段向右不足转向右前轮保证后轴的最佳侧向力，后轴车轮自由转动第三阶段向左过度转向左前轮为阻止车辆出现甩尾并限制前轴产生侧向力，在特殊危险情形下该车轮将剧烈制动第四阶段中间稳定无在所有不稳定行驶状态被校正后，ESP结束调整2223紧急制动，猛打方向盘，车辆有转向缺乏的倾向添加右后轮制动压力车辆按照转向意图行驶恢复正常的行驶道路，车辆有转向过度的倾向，在左前轮上施加制动力车辆坚持稳定装配ESP汽车躲避妨碍物时的行驶情况ESP绝对是车辆自动平安系统的终极设备，它替驾驶员完成很多不能够的动作，让车可以更加易于控制。但是什么东西都不是万能的，ESP也逃脱不了物理定律的束缚。当车身出现细微失控的时候ESP可以经过制动系统修正车身姿态，这车要是过弯速度太快轮胎的抓地力抵不过离心力的时候，再高级的ESP也不能挽回这车冲出去的结局。ESP存在问题2425ESP未来开展1：ESP未来开展方向2：ESPII功用和组成部分4：汽车底盘集成控制5：底盘集成控制构造3：ESPII控制构造261：ESP未来开展方向在汽车平安系统日益增多的情况下，假设分别独立的去思索和设计在汽车平安系统各种汽车自动平安系统，然后再将它们交融起来，难免会出现某些控制功能不兼容甚至冲突的景象，这与汽车自动平安控制的目的是背道而驰的，而且呵斥了控制资源的浪费，使系统可靠性降低。所以在设计阶段就将各种汽车自动平安系统综合思索，实现多层面集成式的全局优化控制，实现底盘一体化控制，这对汽车自动平安是非常重要且非常必要的。27德国大陆公司正在研发ESPII系统，ESPII系统表达了“集成控制〞思想，革新点主要表达在在控制器及其功能的集成通讯上。ESPII在开发时的主要目的就是实现对底盘进展全局控制。282:ESPII功用和组成部分Continental公司在ESP的根底上添加自动转向系统,开发了ESPII,其中集成了ABS、TCS、DYC(directyawmomentcontrol)和AFS等控制系统,主要组成部分如下图。最根底的控制才干如制动防抱死、驱动防滑及转向功能依然由底层的ABS、TCS和AFS独立完成。汽车的转向稳定性功能那么由ESPII控制层一致管理,ESPII经过网络获得AFS、ABS、TCS和ESP的一切信息,并经过网络向这些系统传达控制指令。29ESPII比ESP有着更好的性能,在附着系数分别路面上能缩短制动间隔,减少驾驶员输入;在换道实验时也减小了驾驶员输入,提高了车辆的稳定性。3：EXPII控制构造ESPII在开发时的主要目的就是实现对底盘进展全局控制。整个系统采用CAN总线衔接一切执行器和传感器，到达共用的目的，节省了冗余的部件：经过采用形状估计器进一步节约了一定数量的传感器；经过采用协调控制算法，按照工况决议AFS和ESP的任务负荷，既提高了对车辆的控制效果，又延伸了制动器、转向器的任务寿命。整个系统的控制构造如下图。实现集成底盘控制将是未来底盘技术开展的方向。314：汽车底盘集成控制4.1特征(1)各个控制系统的控制目的不一致,如自动悬架的主要控制目的是温馨性,四轮转向的主要控制目的是支配稳定性,将两者集成时会由于控制目的不一致而冲突;(2)各个控制系统对执行器的控制存在干涉,如制动器同时遭到驾驶员、防抱死系统ABS和电子稳定程序ESP等的控制;32(3)同一控制目的可以由多个控制系统完成,如转向时的支配稳定性可以由自动前轮向AFS、自动后轮转向ARS和ESP等来实现。此外还存在基于反响的控制存在时间相位的滞后,系统的冗余度较大,尤其是传感器冗余.334.2优点(1)消除各系统间的冲突如四轮转向可以改动汽车的横向运动,同样经过制动力控制也可以改动汽车的横向运动,集成控制能实现两个系统各自以适宜的幅度向同一个方向作用,消除能够存在的冲突。(2)改善车辆性能如在装有ABS的车辆上,假设安装方式为“高选择〞,那么在分别附着系数路面上会产生横摆力矩,导致车辆失稳;假设安装方式为“低选择〞,又没有充分利用路面附着系数,导致制动间隔延伸。经过34ABS和4WS的集成控制既能充分利用路面附着系数,缩短制动间隔,又能保证车辆稳定性。(3)减少传感器很多控制系统所需求的传感器信号是一样的,可以经过集成实现传感器共享,还可以利用形状估计等方法来估计一些车辆的形状参数,减少传感器的数量,降低控制系统的本钱。(4)降低系统复杂性随着底盘电控系统数量的不断添加,控制器、传感器和执行器都大大增多,呵斥电子线路复杂,规划混乱,本钱上升,还呵斥检修和