ESP 車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)教學(xué)提綱

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。ESP 車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)-ESP車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESP和博世公司車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ElectronicStabilityProgram，簡(jiǎn)稱ESP)，是HYPERLINK/view/392438.htm博世（Bosch）公司的專利1。10年前，博世是第一家把電子穩(wěn)定程序（ESP）投入量產(chǎn)的公司。因?yàn)镋SP是博世公司的專利產(chǎn)品，所以只有博世公司的車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)才可稱之為ESP。在博世公司之后，也有很多公司研發(fā)出了類似的系統(tǒng)，如HYPERLINK/view/29841.htm日產(chǎn)研發(fā)的車輛行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)整系

2、統(tǒng)（VehicleDynamicControl簡(jiǎn)稱VDC）2，HYPERLINK/view/19530.htm豐田研發(fā)的車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)（VehicleStabilityControl簡(jiǎn)稱HYPERLINK/view/87955.htmVSC）3，HYPERLINK/view/23292.htm本田研發(fā)的車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VehicleStabilityAssistControl簡(jiǎn)稱HYPERLINK/view/426105.htmVSA）4，HYPERLINK/view/2450.htm寶馬研發(fā)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DynamicStabilityControl簡(jiǎn)稱HYPERLINK/vie

3、w/87950.htmDSC）5等等。ESP概述ESP系統(tǒng)實(shí)際是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅(qū)動(dòng)輪，而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過(guò)多情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過(guò)少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。ESP系統(tǒng)包含ABS（防抱死剎車系統(tǒng)）及ASR（防側(cè)滑系統(tǒng)），是這兩種系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP稱得上是當(dāng)前汽車防滑裝置的最高級(jí)形式。ESP系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器（監(jiān)測(cè)各個(gè)車輪的速度轉(zhuǎn)動(dòng)）、側(cè)滑傳感器（監(jiān)測(cè)車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)）、橫向加速

4、度傳感器（監(jiān)測(cè)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^(guò)這些傳感器的信號(hào)對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制指令。有ESP與只有ABS及ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動(dòng)地作出反應(yīng)，而ESP則能夠探測(cè)和分析車況并糾正駕駛的錯(cuò)誤，防患于未然。ESP對(duì)過(guò)度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感，例如汽車在路滑時(shí)左拐過(guò)度轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)彎太急）時(shí)會(huì)產(chǎn)生向右側(cè)甩尾，傳感器感覺(jué)到滑動(dòng)就會(huì)迅速制動(dòng)右前輪使其恢復(fù)附著力，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來(lái)的車道上。當(dāng)然，任何事物都有一個(gè)度的范圍，如果駕車者盲目開(kāi)快車，現(xiàn)在的任何安全裝置都難以保全;ESP的組成部分1、傳感器：轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、

5、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器等。這些傳感器負(fù)責(zé)采集車身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。2、ESP電腦：將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，算出車身狀態(tài)然后跟存儲(chǔ)器里面預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)電腦計(jì)算數(shù)據(jù)超出存儲(chǔ)器預(yù)存的數(shù)值，即車身臨近失控或者已經(jīng)失控的時(shí)候則命令執(zhí)行器工作，以保證車身行駛狀態(tài)能夠盡量滿足駕駛員的意圖。3、執(zhí)行器：說(shuō)白了ESP的執(zhí)行器就是4個(gè)車輪的剎車系統(tǒng)，其實(shí)ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒(méi)有ESP的車不同的是，裝備有ESP的車其剎車系統(tǒng)具有蓄壓功能。簡(jiǎn)單的說(shuō)蓄壓就是電腦可以根據(jù)需要，在駕駛員沒(méi)踩剎車的時(shí)候替駕駛員向某個(gè)車輪的制動(dòng)油管加壓好讓這個(gè)車輪產(chǎn)生制動(dòng)力。另外ESP還能控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)

6、力輸出什么的，反正是相關(guān)的設(shè)備他都能插一腿！4、與駕駛員的溝通：儀表盤上的ESP燈。ESP的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)在比較典型的汽車控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)真空助力器、管路和制動(dòng)器、傳感器儼個(gè)輪速傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、制動(dòng)主缸壓力傳感器、液壓調(diào)節(jié)器、汽車穩(wěn)定性控制電子控制單元和輔助系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)。所以，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)有賴于以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的突破傳感技術(shù)的改進(jìn)”。在系統(tǒng)中使用的傳感器有汽車橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、制動(dòng)壓力傳感器及節(jié)氣門開(kāi)度傳感器等，它們都是系統(tǒng)中不可缺少的重要部件。提高他們的可靠性并降低成本一直是這方面的開(kāi)發(fā)人員追求

7、的目標(biāo)。體積小、重量輕、低成本液壓制動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。的軟、硬件設(shè)計(jì)。由于的需要估計(jì)車輛運(yùn)行的狀態(tài)變量和計(jì)算相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制量，所以計(jì)算處理能力和程序容量要比系統(tǒng)大數(shù)倍。一般采用多結(jié)構(gòu)。而軟件的研究則是研究的重中之重，基于模型的現(xiàn)代控制理論已經(jīng)很難適應(yīng)這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的控制，必須尋求魯棒性較強(qiáng)的非線性控制算法。通過(guò)完善控制功能。的與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系的通過(guò)互聯(lián)，使其能更好地發(fā)揮控制功能。例如自動(dòng)變速器將當(dāng)前的機(jī)械傳動(dòng)比、液力變矩器變矩比和所在檔位等信息傳給，以估算驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)識(shí)別出是在低附著系數(shù)路面時(shí)，它會(huì)禁止駕駛員掛低檔。在這種路面上起步時(shí)，會(huì)告知傳系應(yīng)事先掛入二檔，這將顯著改善大功率

8、轎車的起步舒適性。ESP的工作過(guò)程1、這車左轉(zhuǎn)當(dāng)車輛出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的時(shí)候（就是速度太快拐不過(guò)來(lái)了）。ESP各個(gè)傳感器會(huì)把轉(zhuǎn)向不足的消息告訴電腦，然后電腦就控制左后輪制動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)拉力和一個(gè)扭力來(lái)對(duì)抗車頭向右推的轉(zhuǎn)向不足趨勢(shì)。2、還是左轉(zhuǎn)，后輪抓地不足或者后驅(qū)車油門踩猛了出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)度的時(shí)候（就是甩屁股）。ESP會(huì)控制右前輪制動(dòng)，同時(shí)減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率。糾正錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)向姿態(tài)。3、直線剎車由于地面附著力不均勻出現(xiàn)跑偏的時(shí)候（這事有ABS的車也會(huì)出現(xiàn)，我下雪的時(shí)候老在雪地上這么玩，這時(shí)候車身會(huì)向抓地強(qiáng)的一邊跑偏）。ESP會(huì)控制附著力強(qiáng)的輪子減小制動(dòng)力，讓車按照駕駛員預(yù)想的行駛線路前進(jìn)。同樣當(dāng)一邊剎車一邊

9、轉(zhuǎn)向的時(shí)候ESP也會(huì)控制某些車輪增大制動(dòng)力或者減小制動(dòng)力讓車子按照駕駛員的意圖行進(jìn)。ESP最重要的特點(diǎn)就是它的主動(dòng)性，如果說(shuō)ABS是被動(dòng)地作出反應(yīng)，那么ESP卻可以做到防患于未然。時(shí)間：9月17日上午-地點(diǎn)：成都太平寺機(jī)場(chǎng)-講解者：德國(guó)專業(yè)車手-事件閃回：在小到中雨的天氣中，有霧，金發(fā)碧眼的外國(guó)車手帶著試乘的記者駕駛凱旋行駛在濕滑的路面上。在車速開(kāi)到85公里/小時(shí)的時(shí)候，突然遇到一長(zhǎng)條的障礙物擋在急速行駛的轎車前。踩剎車已經(jīng)來(lái)不及了，駕車者只得猛打盤子向左急轉(zhuǎn)彎。左急轉(zhuǎn)彎后，車占據(jù)了對(duì)面的車道，為避讓迎面而來(lái)的車輛，駕車者又不得不猛打盤子向右急轉(zhuǎn)彎，回到自己的車道。凱旋居然從容靈活地繞過(guò)了擋在

10、急速行駛的轎車前的障礙物，回了原道，繼續(xù)向前駛?cè)ァ６跊](méi)有啟動(dòng)ESP的情況下，同樣是這位金發(fā)碧眼的外國(guó)車手駕車，以同樣的速度行駛在同一條道路上遇到同樣的障礙物，采取同樣的措施，車子卻失去了方向，來(lái)了一個(gè)將近180度的急轉(zhuǎn)彎。遇險(xiǎn)時(shí)ESP防止車輛側(cè)滑打旋據(jù)德國(guó)保險(xiǎn)聯(lián)合會(huì)的一份事故調(diào)查報(bào)告顯示：在所有的汽車事故中，約有25%的事故都是由車輛發(fā)生側(cè)滑引起的。而在中國(guó)，這一數(shù)字則更高。導(dǎo)致這種側(cè)滑的原因，可能是駕駛員猛打方向盤、緊急避讓，或?qū)β肪€的判斷失誤。而ESP能以25次/秒的頻率對(duì)駕駛員的行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)待命對(duì)車輛的側(cè)滑進(jìn)行控制，保證駕乘者的行車安全。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)

11、向過(guò)多情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過(guò)少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向，防止車輛側(cè)滑和打旋。ESP與ABS、TCS的區(qū)別ESP是英文ElectronicStabilityProgram的縮寫，中文含意為“電子穩(wěn)定程序”。ESP以ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)外圍的傳感器收集方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向加速度等信息，這些信息經(jīng)過(guò)微處理器加工，再由液壓調(diào)節(jié)器向車輪制動(dòng)器發(fā)出制動(dòng)指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)滑的糾正。特別是在轉(zhuǎn)彎時(shí)，即側(cè)向力起作用時(shí)，ESP使車輛穩(wěn)定并保持安全行駛。而ABS和TCS僅僅在縱方向上起作用。ESP不僅用到了ABS和TCS

12、的所有部件，還包含了一個(gè)集成有側(cè)向加速傳感器的橫擺角速度傳感器和方向傳感器。其實(shí)在很多配備具有該功能裝置的汽車上并沒(méi)有稱之為ESP，比如說(shuō)寶馬就稱之為DS(動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制)，而其作用完全等同于ESP，只是各個(gè)廠家為了區(qū)分，換種叫法而已。國(guó)內(nèi)有望增加ESP裝配率在德國(guó)，已有超過(guò)70%的新注冊(cè)車輛都配備了ESP。就整個(gè)歐洲而言，2005年大約40%的新注冊(cè)車輛配備了ESP。在高檔車上，ESP已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置，在中檔車上的裝配率也迅速提高，在緊湊型車上裝配率稍低。在美國(guó)和日本，ESP的裝配率也迅速提高。然而，在我國(guó)，ESP的裝配率還較低，目前僅能在中、高檔車上見(jiàn)到：如一汽奧迪A6、奧迪A4，華晨寶馬5

13、系以及奔馳E級(jí)均采用博世的ESP為標(biāo)配；中檔車中上海通用榮御，君越，上海大眾領(lǐng)馭，北京現(xiàn)代NF御翔的部分車型也裝備博世的ESP。而在這些中檔轎車中，只有東風(fēng)雪鐵龍凱旋是惟一一款把該系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配備的車型。窗體頂端俺的卡羅拉P版就有VSC。車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)(VSC),英文全稱VehicleStabilityControl。它是由豐田汽車公司開(kāi)發(fā)的一種主動(dòng)安全系統(tǒng)。與其功能相近的系統(tǒng)還有寶馬的DSC動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制、大眾的ESP電子穩(wěn)定程序。近幾年來(lái)，豐田在主動(dòng)安全性方面取得了巨大的成就，從美國(guó)的權(quán)威J.D.POWER的測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)看，雷克薩斯主動(dòng)安全技術(shù)方面的評(píng)價(jià)超過(guò)寶馬和奔馳。其間，VSC系統(tǒng)功不可

14、沒(méi)。作為車輛的輔助控制系統(tǒng)，它可以對(duì)因猛打方向盤或者路面濕滑而引起的側(cè)滑現(xiàn)象進(jìn)行控制。當(dāng)傳感器檢測(cè)出車輛側(cè)滑時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)各車輪的制動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力進(jìn)行控制。穩(wěn)定控制系統(tǒng)是從其他技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，例如ABS和牽引力控制技術(shù)，這些系統(tǒng)工作時(shí)，都必須檢測(cè)車輪是否將要抱死并能單獨(dú)的調(diào)整車輪的制動(dòng)力。穩(wěn)定控制系統(tǒng)利用了這項(xiàng)技術(shù)以及所用的傳感器和計(jì)算控制單元?？刂茊卧粩嗟谋O(jiān)測(cè)并處理從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車輪和車身上的傳感器上傳來(lái)的信號(hào)，確定車輛過(guò)彎時(shí)是否正在打滑。如果發(fā)現(xiàn)打滑，控制單元對(duì)需要制動(dòng)的車輪進(jìn)行微量制動(dòng)以幫助穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)。有些系統(tǒng)還可以進(jìn)一步的調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。從而可以在不需要駕駛員干涉的

15、情況下幫助其控制車輛汽車制造商花費(fèi)了大量的資金開(kāi)發(fā)車輛的穩(wěn)定控制系統(tǒng)，他們完成了上百次的測(cè)試來(lái)優(yōu)化該系統(tǒng)參與車輛控制的程度。從車輛本身來(lái)說(shuō)，有一些車輛本身就具有很好地操控性，幾乎不需要穩(wěn)定控制系統(tǒng)的修正；而另外一些則需要系統(tǒng)較強(qiáng)的參與控制。從制造商的角度，有些制造商喜歡在出現(xiàn)輕微的不穩(wěn)定時(shí)就讓穩(wěn)定控制系統(tǒng)參與控制，而另一些則希望只在必要時(shí)讓系統(tǒng)參與控制，還有一些制造商選擇利用開(kāi)關(guān)來(lái)變換穩(wěn)定控制系統(tǒng)參與控制的程度。與ABS等其他主動(dòng)安全系統(tǒng)相比，VSC系統(tǒng)擁有三大特點(diǎn)：(1)實(shí)時(shí)監(jiān)控：VSC系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控駕駛者的操控動(dòng)作（轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和油門等）、路面信息、汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并不斷向發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)

16、出指令。(2)主動(dòng)干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對(duì)駕駛者的動(dòng)作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)。VSC系統(tǒng)則可以通過(guò)主動(dòng)調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并調(diào)整每個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，來(lái)修正汽車的過(guò)度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足。(3)事先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時(shí)，VSC系統(tǒng)會(huì)用警告燈警示駕駛者。就目前而言，還不可能知道哪種系統(tǒng)對(duì)安全性的貢獻(xiàn)最大。通過(guò)幾個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試也不能預(yù)測(cè)出在避免事故的問(wèn)題上一輛車是否比另一輛車更優(yōu)秀。因此，不應(yīng)當(dāng)使用穩(wěn)定控制系統(tǒng)參與的早晚和參與控制的強(qiáng)弱來(lái)對(duì)比車輛的安全性。同樣，交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也還不足以證明某個(gè)制造商或某個(gè)車型的穩(wěn)定控制系統(tǒng)使其降低了事故率。但是穩(wěn)定控制系統(tǒng)

17、能有效的減少因車輛失控造成的交通事故，這一結(jié)論已經(jīng)得到了證明。雖然如此，在車輛行駛中，起決定作用的仍然是物理規(guī)律。在極限環(huán)境下，穩(wěn)定控制系統(tǒng)不能阻止車輛發(fā)生側(cè)滑，但是可以降低側(cè)滑的程度。一、引言ESP（ElectronicStabilityProgram，HYPERLINK電子穩(wěn)定程序）是汽車電控的一個(gè)標(biāo)志性發(fā)明。不同的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)這一系統(tǒng)的命名不盡相同，如博世（BOSCH）公司早期稱為汽車動(dòng)力學(xué)控制（VDC），現(xiàn)在博世、梅賽德奔馳公司稱為ESP；豐田公司稱為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VSC）、汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)（VSA）或者汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESC）；寶馬公司稱為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DSC）。盡

18、管名稱不盡相同，但都是在傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，如ABS和TCS的基礎(chǔ)上增加一個(gè)橫向穩(wěn)定控制器，通過(guò)控制橫向和縱向力的分布和幅度，以便控制任何路況下汽車的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)模式，從而能夠在各種工況下提高汽車的動(dòng)力性能，如制動(dòng)、滑移、驅(qū)動(dòng)等。ESP在國(guó)外已經(jīng)批量生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)尚處于研究階段，要達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度，還有大量的工作要做。圖1所示為汽車ESP的構(gòu)成示意圖，其電子部件主要包括電子控制單元（ECU）、方向盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。ESP作為保證行車安全的一個(gè)重要電控系統(tǒng)，其各個(gè)傳感器的正常工作是進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)。本文介紹了ESP常用傳感器的特點(diǎn)，

19、設(shè)計(jì)了傳感器硬件接口和軟件接口，并在實(shí)車測(cè)試中得到驗(yàn)證。二、ESP常用傳感器介紹博世公司為了增加新的ESP功能和為了更好的控制整車的穩(wěn)定性系統(tǒng)，如山地保持控制（HHC）和線控（SbW），提出了模塊化的HW和SW概念，開(kāi)發(fā)了第三代高度靈活和低成本的慢性傳感器總成DRSMM3.x。三、ESP常用傳感器接口設(shè)計(jì)本文所作設(shè)計(jì)的框圖如圖4所示。在圖中，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器信號(hào)經(jīng)微控制器處理后，通過(guò)CAN總線發(fā)送給ECU（圖4中B）；橫擺角速度傳感器、縱向/橫向傳感器由于信號(hào)特點(diǎn)和安裝位置類似，故設(shè)計(jì)在同一個(gè)模塊內(nèi)（圖4中A）；由于ESP對(duì)輪速傳感器信號(hào)的實(shí)時(shí)性要求較高，故經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理后，直接送入ECU（圖4

20、中C）。在圖4的A和B中，需要微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理并通過(guò)CAN總線傳送數(shù)據(jù)，本文選用Infineon公司的SAK-C164CI。該芯片是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)，內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器、輸入信號(hào)捕捉、正交解碼器，運(yùn)算速度快，非常適合ESP的傳感器信號(hào)處理。1方向盤轉(zhuǎn)角傳感器接口方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的輸出為正交編碼脈沖。正交編碼脈沖包含兩個(gè)脈沖序列，有變化的頻率和四分之一周期（90）的固定相位偏移，如圖5所示。通過(guò)檢測(cè)2路信號(hào)的相位關(guān)系可以判定為順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较颍?jù)此對(duì)信號(hào)進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)，從而得到當(dāng)前的計(jì)數(shù)累計(jì)值，也即方向盤的絕對(duì)轉(zhuǎn)角，而轉(zhuǎn)角的變化率即角速度，則可通過(guò)信號(hào)頻率測(cè)出。另外，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器

21、有一個(gè)零位輸出信號(hào)，當(dāng)方向盤在中間位置時(shí)，該信號(hào)輸出0V，否則輸出5V，通過(guò)該信號(hào)，可對(duì)絕對(duì)轉(zhuǎn)角進(jìn)行在線校準(zhǔn)。C164CI與方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的接口電路如圖6所示。片內(nèi)內(nèi)置增量編碼的正交解碼器，該解碼器使用定時(shí)器3的兩個(gè)引腳（T3IN、T3EUD）作為正交脈沖的輸入，在正確設(shè)置相關(guān)寄存器后，定時(shí)器3的數(shù)據(jù)寄存器的值與方向盤轉(zhuǎn)角成正比，故可方便的計(jì)算轉(zhuǎn)角，本文所使用的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器每一圈對(duì)應(yīng)44個(gè)脈沖，設(shè)定時(shí)器3的數(shù)據(jù)寄存器為T3，通過(guò)運(yùn)算，即可得到轉(zhuǎn)角變化速率。微控制器把計(jì)算得到的參數(shù)通過(guò)CAN發(fā)送給ECU。2輪速傳感器接口根據(jù)前面部分介紹的輪速傳感器信號(hào)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)接口電路如圖7所示。電路采用

22、兩級(jí)濾波和整形，以保證輪速信號(hào)在極低轉(zhuǎn)速下不會(huì)丟失，同時(shí)避免因懸架振動(dòng)引起的信號(hào)干擾。圖中由電阻R2引入第一級(jí)遲滯比較，而使用74HC14引入第二級(jí)遲滯比較。3橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的安裝位置基本相同，輸出都是0V-5V的模擬量，由于汽車顛簸造成的信號(hào)波動(dòng)特性一致，故封裝在同一模塊中。其硬件接口如圖8所示，實(shí)現(xiàn)硬件模擬前置濾波，以抑制來(lái)自傳感器的模擬信號(hào)中的高頻噪聲成分，防止在采樣過(guò)程中出現(xiàn)混疊現(xiàn)象。運(yùn)放使用滿擺幅輸出的LMX324。調(diào)整圖8中各個(gè)阻容元件的參數(shù)，即可設(shè)置濾波截止頻率和延時(shí)大小。汽車運(yùn)行過(guò)程中，在較好路面上行駛時(shí)，由于信號(hào)較好，延時(shí)

23、盡量要小，而在顛簸路面上行駛，則希望濾波效果要好。但是由于硬件濾波的頻率特性一經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，無(wú)法實(shí)時(shí)修改，故需要在軟件中設(shè)計(jì)數(shù)字濾波環(huán)節(jié)。數(shù)字濾波常用的有維納濾波器、卡爾曼濾波器、線性猜測(cè)器、自適用濾波器等。在這里選用計(jì)算量小、實(shí)時(shí)性能好的一階低通濾波。k的選擇取決于當(dāng)前的路面情況，而當(dāng)前路面情況，則通過(guò)數(shù)字濾波前的原始信號(hào)來(lái)識(shí)別。微控制器把濾波后的信號(hào)、原始信號(hào)、k的值、路面識(shí)別結(jié)果打包后，通過(guò)CAN總線發(fā)送給ECU。圖9a和9b分別為顛簸路面實(shí)車試驗(yàn)中采集得到的縱向加速度傳感器的一組對(duì)比曲線。四、結(jié)語(yǔ)本文討論了ESP系統(tǒng)中常用傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及信號(hào)特性，并設(shè)計(jì)了各個(gè)傳感器的信號(hào)處理接口，其中

24、包括硬件接口電路以及軟件處理方案。設(shè)計(jì)了包含橫擺角速度、縱向/橫向加速度傳感器的集成模塊，ESP防止車輛側(cè)滑打旋據(jù)德國(guó)保險(xiǎn)聯(lián)合會(huì)的一份事故調(diào)查報(bào)告顯示：在所有的汽車事故中，約有25%的事故都是由車輛發(fā)生側(cè)滑引起的。而在中國(guó)，這一數(shù)字則更高。導(dǎo)致這種側(cè)滑的原因，可能是駕駛員猛打方向盤、緊急避讓，或?qū)β肪€的判斷失誤。而ESP能以25次/秒的頻率對(duì)駕駛員的行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測(cè)，隨時(shí)待命對(duì)車輛的側(cè)滑進(jìn)行控制，保證駕乘者的行車安全。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過(guò)多情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過(guò)少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向，

25、防止車輛側(cè)滑和打旋。ESP與ABS、TCS的區(qū)別ESP是英文ElectronicStabilityProgram的縮寫，中文含意為“電子穩(wěn)定程序”。ESP以ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)外圍的傳感器收集方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、側(cè)向加速度等信息，這些信息經(jīng)過(guò)微處理器加工，再由液壓調(diào)節(jié)器向車輪制動(dòng)器發(fā)出制動(dòng)指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)滑的糾正。特別是在轉(zhuǎn)彎時(shí)，即側(cè)向力起作用時(shí)，ESP使車輛穩(wěn)定并保持安全行駛。而ABS和TCS僅僅在縱方向上起作用。ESP不僅用到了ABS和TCS的所有部件，還包含了一個(gè)集成有側(cè)向加速傳感器的橫擺角速度傳感器和方向傳感器。其實(shí)在很多配備具有該功能裝置的汽車上并沒(méi)有稱之為ESP，比如說(shuō)寶

26、馬就稱之為DSC(動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制)，而其作用完全等同于ESP，只是各個(gè)廠家為了區(qū)分，換種叫法而已。自主動(dòng)安全系統(tǒng)投入市場(chǎng)以來(lái)引起了廣泛關(guān)注，尤其是ESP，許多獨(dú)立的國(guó)際機(jī)構(gòu)，如：美國(guó)高速公路安全保險(xiǎn)協(xié)會(huì)、國(guó)家高速公路道路安全局、德國(guó)戴姆勒-克萊斯勒、大眾汽車，瑞典國(guó)家公路管理局、科隆大學(xué)、日本豐田汽車以及國(guó)家車輛安全及受害者援助機(jī)構(gòu)都曾對(duì)ESP的有效性做過(guò)研究。雖然數(shù)字之間略有不同，但其結(jié)果都明確地顯示了ESP在提升車輛行駛安全性方面的巨大潛力：平均30%以上的事故可以避免，50%的嚴(yán)重事故可以避免，而在經(jīng)濟(jì)方面的受益值也是巨大的，比如在美國(guó)每年可以避免大約82112億歐元的損失。（電子穩(wěn)定裝置

27、(ESP)電子穩(wěn)定裝置(ElectronicStablityProgram，簡(jiǎn)稱ESP)是由奔馳汽車公司首先應(yīng)用在它的A級(jí)車上的。ESP實(shí)際上是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但控制驅(qū)動(dòng)輪，而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過(guò)多情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來(lái)穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過(guò)少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。9萬(wàn)內(nèi)的配置王者體驗(yàn)奇瑞A3懸掛及ESP奇瑞A3已經(jīng)上市了，這個(gè)1.6升完全在8萬(wàn)元區(qū)間的緊湊型車可以說(shuō)是競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)大！奇瑞對(duì)A3下的心血是每個(gè)人都能看到的，一再推遲的上市正是奇瑞對(duì)A3寄予厚望的最后詮釋。被

28、厚望的產(chǎn)品當(dāng)然必須完美，否則絕對(duì)不能出手！前面一直說(shuō)A3如何如何被厚望，那A3到底有哪些同檔8萬(wàn)價(jià)位緊湊型車所沒(méi)有的絕活呢？ESP、多連桿后懸掛、205寬胎、高速CANBUS總線系統(tǒng)、EPS電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向.這些A3的優(yōu)勢(shì)，我們今天無(wú)法一一給大家展示，在北京并不晴朗的秋天，我們?cè)诮鸶燮嚬珗@A3體驗(yàn)活動(dòng)中，有針對(duì)性對(duì)A3的ESP和懸掛進(jìn)行了感受，現(xiàn)在分享給大家：ESP體驗(yàn)-很溫柔，不犀利對(duì)于ESP的體驗(yàn)，我們也進(jìn)行過(guò)很多次了，從暴躁的CTS那種仿佛踹你一腳的感覺(jué)到速騰那種干凈利索幫人糾錯(cuò)的親和，總體來(lái)說(shuō)之前體驗(yàn)的ESP給人感覺(jué)都是比較的犀利。本次體驗(yàn)中，在做麋鹿測(cè)試時(shí)候，我體驗(yàn)到A3的ESP有點(diǎn)不

29、一樣，它給我一個(gè)全新的感覺(jué)！那就是溫柔。也許ESP在我理解中就是粗暴、直接、干脆的代名詞，從失控糾正到有循跡性往往就是瞬間的事情，A3的ESP則不是這樣的，在反向打輪進(jìn)行回正動(dòng)作時(shí)候，我?guī)缀醺杏X(jué)不到分通道ABS對(duì)單輪進(jìn)行的挽救性制動(dòng)，此時(shí)，我正緊握方向盤準(zhǔn)備隨時(shí)進(jìn)行ESP啟動(dòng)后的二次調(diào)整呢，車身就已經(jīng)基本恢復(fù)了狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程給人感覺(jué)是溫柔并且緩慢。這種感覺(jué)和之前哐當(dāng)一下的ESP糾正態(tài)度很不一樣，我說(shuō)不上來(lái)是好是壞，好的是溫柔的ESP可能降低駕控者在失控邊緣的緊張感；不好地方也許是沒(méi)有哐當(dāng)踹一腳那種挽救方式來(lái)的直接，也許那種方式更節(jié)省時(shí)間吧？總體來(lái)講，A3的ESP，我認(rèn)為是一個(gè)合格產(chǎn)品，雖然溫柔

30、的方式我現(xiàn)在還有點(diǎn)不適應(yīng)，但是我相信8萬(wàn)這個(gè)區(qū)間內(nèi)的車要是真接近失控邊緣，調(diào)校再普通的ESP也比只有ABS外加忙亂的胡打方向更能救命吧。今天的試車中，廠商提供了金港賽道全圈的體驗(yàn)，A3的懸掛給我感覺(jué)是前段阻尼比較小，日常行駛起來(lái)舒適性完全足夠，碎波的過(guò)濾比之前7-8萬(wàn)的國(guó)產(chǎn)車不知道要強(qiáng)多少倍，我特意找了金港后場(chǎng)一塊全是碎石的地面開(kāi)過(guò)去，懸掛反饋出的底盤特性比較歐化，并且后面的多連桿也抑制了車身的橫向跳動(dòng)，這是拖曳臂及半獨(dú)立懸掛所不具備的。賽道中，因?yàn)锳3懸掛的前段阻尼比較小，在通過(guò)側(cè)向G值并不高的彎道中A3給人的反饋是支撐力不足，類似這種淺彎道的支撐力不如一些十多萬(wàn)的合資車；但是如果真到了側(cè)轉(zhuǎn)向G值最大的胳膊肘彎時(shí)候（懸掛壓縮行程進(jìn)入中后段）中后段的懸掛韌性