汽车新结构新技术课程设计-电子稳定程序ESP论.docx

电子稳定程序ESP学生姓名： 陈清林 学 号： 专业班级： 汽车服务工程一班专业课程： 汽车新结构新技术2015 年 1 月 日汽车电子稳定程序ESP摘要：随着汽车工业的技术进步，市场上汽车的性能越来越强，功率越来越高，这种情况早就给设计者提出这样一个问题，如何能让普通司机掌握这些技术，换句话说就是还应设计出什么样的系统，以保证最佳制动性能并减轻司机的负担。关键字：ESP概念、组成、特点与原理、应用现状与发展方向 据统计，在欧洲每年有5万人死于车祸，190万人受伤。另据德国保险业公会前些年的研究表明，在涉及严重人生伤害的车祸中，有1/4由汽车侧滑引发，切60%的致命车祸都是因为侧滑导致的侧面撞击。在国内每年死于交通事故的人生达到10万人之多，居世界第一。引起侧滑的原因是：路况突变，使轮胎失去侧向力从而失去操控；路面突现险情，驾驶员紧急避让时猛打转向盘过度等。ESP可大大降低交通事故并提高道路安全。许多研究和分析都证实了ESP在增强道路安全方面的的成效。一、ESP简介：ESP，英文全称为Electronic Stability Program,中文翻译为电子稳定系统或电子车身稳定系统，最早由德国博世公司（BOSCH）和梅赛德斯-奔驰（MERCEDES-BENZ)公司联合研制。它综合了ABS（防抱死制动系统）、BAS（制动辅助系统）和ASR（加速防滑控制系统）三个系统。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。ESP其实是对ABS和EBD等安全功能的补充和完善，ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。ESP系统基于汽车翻转角速度、横向线加速度和偏转力矩等的测量值，不但能够纠正诸如翻转或者打滑等各种汽车不稳定行驶状态，而且能够显著提高汽车线内行驶的稳定性，缩短在弯道或湿滑路面上紧急制动时的制动距离等。它通过对各种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。2、 ESP的特点：（1） ESP的结构特点 ESP是整合了下列多项电子制动技术，通过对制动系统、发动机管理系统和自动变速器施加控制，防止汽车滑移的一项综合控制技术。1. 制动防抱死系统ABS：防止制动时车轮抱死，并保持良好行驶稳定性和转向性能，缩短制动距离。2. 驱动防滑控制ASR：通过对驱动轮制动并降低发动机转矩来阻止驱动轮空转打滑，例如在砂石及冰面上。3.电子差速锁EDS/EDL：驱动轮在附着系数低的路面出现打滑空转时，对其采取制动，使车辆能起步行驶。4.发动机牵引力力矩调整MSR/EBC：当突然松开油门或挂入低档时，阻止可能由发动机制动过大产生的驱动轮抱死。5.电子制动力分配EBV/EBD：ABS起作用前或者ABS失效后，防止后轴出现过度制动导致甩尾。（2） ESP功能特点1.实时监控ESP能够实时监控驾驶者的超控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。2. 主动干预ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能超控发动机。ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。3. 事先提醒当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。换句话说ESP实际上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。三、ESP的组成及功能：（1） 组成ESP系统是由ECU、转向盘转角传感器、横、纵向加速度传感器、横向偏摆率传感器、轮速传感器及液压系统等组成。1. ECU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。2. 转向盘转角传感器监测方向盘旋转的角度，帮助确定汽车行驶方向是否正确。若无此信号则无法确定行驶方向，ESP失效。3. 横向偏摆率传感器检测车辆绕其纵轴陡转角和转动速率，记录汽车绕垂直轴线的运动，确定汽车是否在打滑。使用音叉形震荡式陀螺仪原理工作。若无此信号则ECU无法确定车辆是否发生横向偏摆，ESP失效。4. 压力传感器检测实际制动管路压力大小，ECU由此算出车轮上的制动力和整车的纵向力大小。如果ESP正在对不稳定状态进行调整，ECU将该数值包含在侧向力计算范围内。若无此信号则无法准确算出侧向力，ESP失效。5. 侧向加速度传感器检测车辆侧向力大小。若无该信号则ECU无法算出车辆的实际行驶状态，ESP失效。6. 纵向加速度传感器只安装在四驱车上。对于单轴驱动车辆，通过计算制动压力、车轮转速信号以及发动机管理系统信息，得出纵向加速度。7. ASR/ESP开关在积雪路面或松软路面上起步时、安装了防滑链的车辆、在测功机上检测时，应关闭ESP系统。（2） 功用 1.控制驱动力，防止车轮打滑 2.控制转向过度或不足 3.控制方向，减少对开路面制动距离四、ESP的工作原理：当汽车行驶过程中，ESP系统通过不同传感器实时监控驾驶者转弯方向，车速、油门开度、刹车力及车身倾斜度和侧倾速度，以此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距。然后通过调整发动机的转速和车轮上面的刹车力分布，修正过度转向或转向不足。五、ESP的CAN控制：现在CAN（控制器局域网）已经在车上广泛的使用，ESP可以通过CAN进一步完善控制功能。ESP的ECU可以通过CAN与发动机、传动系、制动系共联，实现高数据的共享。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ESP，以估算驱动轮上的驱动力。当ESP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，ESP会告知传动系ECU应事先挂入2档，这将显著改善大功率轿车的起步舒适性。 六、ESP的应用现状与发展方向：ABS在20世纪80年代开始得到广泛应用，目前在国外已经发展成为一种非常成熟的技术，国内也有很多院校及科研机构在从事这方面的研究（如吉林大学、合肥工大等），并取得了重大进展，尤其是气动ABS已经在部分货车和客车上配备，TCS是90年代发展起来的技术，而电子稳定程序（ESP）是90年代初由德国奔驰公司开发的车辆稳定系统。从1995年至今，伴随着理论研究的不断深入和电子技术的发展，汽车稳定性控制得到了很大的发展，并开始作为选装件安装在一些中高档轿车上。德国BOSCH公司一直是这方面技术的领先者，无论是ABS/ASR还是更先进的ESP系统，技术上都一直处于领先地位，为国际大多数汽车厂商供应ABS/ASR/ESP系统。国内汽车稳定性控制的研究还处在起步阶段，只有少数学者从事控制方法的仿真研究，而且由于缺少试验条件，研究还不十分深入，现在吉林大学、清华大学、上海交大、西北工大等高校和中国重汽集团、上海汇众汽车制造公司等企业也在开展相关的研究工作。ESP系统虽然出现时间不长，但是世界上一些跨国汽车企业对ESP系统技术的改进从未停止过，集成化和智能化是发展趋势，比如德国Continental公司将底盘制动系统与安全带、安全气囊、甚至车身门窗综合考虑，集成了更智能更安全的主动被动集成方案（APIA）。另外最早在飞机上采用的线控技术（X-by-wire）在汽车上的应用也会将对传统的ESP甚至整个汽车电控系统产生革命性的影响。ESP标志着电子制动新时代的到来。目前国外，特别是欧洲，越来越多的车型已将ESP系统作为其标准配置，国内一些中高档车型也逐渐将其作为标准配置。据报道，2004年中国新车的ESP系统装备率为3%，欧洲的新车装备率为35%。2005年欧洲出产新车ESP装备率达到40%，中国达到4%。ESP正在向一般的商用车及重型卡车普及，多家商用车生产厂商和重型卡车生产厂商正在推出带ESP系统的车型。现在正是欧美汽车工业界推广应用ESP系统的高潮时期，国内也正处于迅速的推广普及阶段。 可以预见，ESP汽车安全产品不久将成为多款中、高档轿车和其它车型的标准配制，掌握ESP技术，就掌握了竞争未来汽车安全技术的主动权。所以攻克ESP设计的理论与关键技术，对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的繁荣发展以及促进其它相关工业的繁荣发展起着重要作用，并能带来巨大的社会效益和经济效益。参考文献：1.汽车安全 电子稳定程序E