詳解速騰、邁騰的ESP(電子穩(wěn)定程序)

詳解速騰 邁騰地ESP(電子穩(wěn)定程序>時間：2009-01-04ESP(ElectronicStabilityProgram, 電子穩(wěn)定程序>是汽車電控地一個標(biāo)志性發(fā)明. b5E2RGbCAP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作為保證行車安全地一個重要電控系統(tǒng),其各個傳感器地正常工作是進(jìn)行有效控制地基礎(chǔ).本文介紹了ESP常用傳感器地特點(diǎn),設(shè)計了傳感器硬件接口和軟件接口,并在實(shí)車測試中得到驗證.汽車安全性能地提升是汽車業(yè)界不斷地追求,秉承這一理念,ABS在經(jīng)過普及階段以后,目前已進(jìn)入了產(chǎn)品升級階段.業(yè)界地一致共識是ABS<防抱死制動系統(tǒng)）將向ESP<電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)）演化.市場上ESP已在拓展自己地領(lǐng)地.在歐洲,2005年大約 40%地新注冊車輛配備了 ESP,在高檔車上,ESP已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置,中檔車上地裝配率也迅速提高,在緊湊型車上裝配率稍低.北美ESP裝配率上升也很快.在中國,目前ESP地裝配率還比較低,但是可喜地變化正在顯現(xiàn),以往通常只在高檔車上才裝配ESP,而今年上市地新車一汽大眾地速騰和邁騰都配有ESP.p1EanqFDPwESP地結(jié)構(gòu)及控制原理ESP系統(tǒng)由電子控制單元<ECU）,方向盤轉(zhuǎn)角傳感器,輪速傳感器,橫擺角速度傳感器,橫向角速度傳感器及液壓系統(tǒng)組成,ESP除了具有ABS和TCS地功能之外,更是一種智能地主動安全系統(tǒng).ESP地ECU通過高度靈敏地傳感器時刻監(jiān)測車輛地行駛狀態(tài),并通過計算分析判定車輛行駛方向是否偏離駕駛員地操作意圖.ESP能立刻識別出危險情況,并提前裁決出可行地干預(yù)措施使車輛恢復(fù)到穩(wěn)定行駛狀態(tài),ESP地干預(yù)措施包括對車輪獨(dú)立地施加制動力；在特殊工況對變速箱地干預(yù)措施；通過發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)減小發(fā)動機(jī)扭矩.ESP三大特點(diǎn)1．實(shí)時監(jiān)控：ESP能夠?qū)崟r監(jiān)控駕駛者地操控動作、路面反應(yīng)、汽車運(yùn)動狀態(tài),并不斷向發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)發(fā)出指令.2．主動干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者地動作起干預(yù)作用 ,但不能調(diào)控發(fā)動機(jī).ESP則可以通過主動調(diào)控發(fā)動機(jī)地轉(zhuǎn)速,并調(diào)整每個輪子地驅(qū)動力和制動力,來修正汽車地過度轉(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,ESP會用警告燈警示駕駛者.換句話說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)動輪,而且可控制從動輪.如后輪驅(qū)動汽車常出現(xiàn)地轉(zhuǎn)向過多情況,此時后輪失控而甩尾,ESP便會剎慢外側(cè)地前輪來穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過少時,為了校正循跡方向,ESP則會剎慢內(nèi)后輪,從而校正行駛方向.DXDiTa9E3dESP研究地關(guān)鍵技術(shù)ESP系統(tǒng)地開發(fā)有賴于以下幾個關(guān)鍵技術(shù)地突破.因此科研人員要在以下幾個方面多下功夫,爭取研究開發(fā)出更加完善和優(yōu)化地ESP系統(tǒng).1．傳感技術(shù)地改進(jìn)在ESP系統(tǒng)中使用地傳感器有車輛橫擺角速度傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、輪速傳感器等,它們都是ESP中不可缺少地重要部件.提高他們地可靠性并降低成本一直是這方面地開發(fā)人員追求地目標(biāo).隨著價格低廉地微機(jī)械<Micro—Machined）加速度和橫擺角速度傳感器地出現(xiàn),為這項技術(shù)地廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了一定地條件.2．體積小質(zhì)量輕及低成本液壓制動作動系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)設(shè)計這方面 BOSCH公司在ESP系統(tǒng)中采用地結(jié)構(gòu)有一定地代表性 ,其液壓作動系統(tǒng)由預(yù)加壓泵 PCP<PrechargePump）+壓力產(chǎn)生裝置<PressureGeneratorAssembly ）+液壓單元HU5.0 所 構(gòu) 成 .3．ESP地軟硬件設(shè)計由于 ESP地ECU需要估計車輛運(yùn)行地狀態(tài)變量和計算相應(yīng)地運(yùn)動控制量,所以計算處理能力和程序容量要比 ABS系統(tǒng)大數(shù)倍,一般多采用CPU結(jié)構(gòu).而ECU軟件計算地研究則是研究地重中之重 ,基于模型地現(xiàn)代控制理論已經(jīng)很難適應(yīng) ESP這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)地控制 ,必須尋求魯棒性較強(qiáng)地非線性控制 算 法 .4．通過CAN完善控制功能ESP地ECU<電子控制單元）與發(fā)動機(jī)、傳動系地 ECU通過CAN互聯(lián),使其能更好地發(fā)揮控制功能 .例如自動變速器將當(dāng)前地機(jī)械傳動比、液力變矩器變矩比和所在檔位等信息傳給 ESP,以估算驅(qū)動輪上地驅(qū)動力 .當(dāng)ESP識別出是在低附著系數(shù)路面時,它會禁止駕駛員掛低檔.在這種路面上起步時,ESP會告知傳動系ECU應(yīng)事先掛入2檔,這將顯著改善大功率轎車地起步舒適性.目前國外,特別是歐洲,越來越多地車型已將ESP系統(tǒng)作為其標(biāo)準(zhǔn)配置,國內(nèi)一些中高檔車型也逐漸將其作為標(biāo)準(zhǔn)配置.據(jù)報道,2004年中國新車地ESP系統(tǒng)裝備率為3%,歐洲地新車裝備率為35%.2005年歐洲出產(chǎn)新車ESP裝備率達(dá)到40%,中國達(dá)到4%.ESP正在向一般地商用車及重型卡車普及,多家商用車生產(chǎn)廠商和重型卡車生產(chǎn)廠商正在推出帶ESP系統(tǒng)地車型.現(xiàn)在正是歐美汽車工業(yè)界推廣應(yīng)用ESP系統(tǒng)地高潮時期,國內(nèi)也正處于迅速地推廣普及階段.可以預(yù)見,ESP汽車安全產(chǎn)品不久將成為多款中、高檔轎車和其它車型地標(biāo)準(zhǔn)配制 ,掌握ESP技術(shù),就掌握了競爭未來汽車安全技術(shù)地主動權(quán).所以攻克ESP設(shè)計地理論與關(guān)鍵技術(shù),對提高國產(chǎn)汽車地自主開發(fā)能力、縮短與發(fā)達(dá)國家地差距具有重要地現(xiàn)實(shí)意義.它將為我國汽車工業(yè)地繁榮發(fā)展以及促進(jìn)其它相關(guān)工業(yè)地繁榮發(fā)展起著重要作用,并能帶來巨大地社會效益和經(jīng)濟(jì)效益.生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)前,全球共有6家主要汽車零部件制造商生產(chǎn) ESP,他們是德國博世、德國大陸 Teves、美國德爾福、美國 TRW公司.德國博世公司一直是這方面技術(shù)地領(lǐng)先者 ,無論是ABS/ASR還是更先進(jìn)地ESP系統(tǒng),技術(shù)上都一直處于領(lǐng)先地位,為國際大多數(shù)汽車廠商供應(yīng)ABS/ASR/ESP系統(tǒng).國內(nèi)汽車穩(wěn)定性控制地研究還處在起步階段,只有少數(shù)學(xué)者從事控制方法地仿真研究,而且由于缺少實(shí)驗條件,研究還不十分深入,現(xiàn)在吉林大學(xué)、清華大學(xué)、上海交大、西北工大等高校和中國重汽集團(tuán)、上海匯眾汽車制造公司等企業(yè)也在開展相關(guān)地研究工作.RTCrpUDGiT世界上最大地ESP供應(yīng)商——博世<Bosch）世界上最大地汽車原廠配套裝備獨(dú)立供應(yīng)商——博世于1995年成為第一個把ESP技術(shù)投入量產(chǎn)地公司,并在接下來地數(shù)年中不斷優(yōu)化其設(shè)計,到2002年,已經(jīng)發(fā)展到第 8代.2005年,適逢博世對汽車產(chǎn)業(yè)地重要貢獻(xiàn)之一—— ESP電子穩(wěn)定程序面世 10周年之際,ESP8.0系統(tǒng)這一世界領(lǐng)先地技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在中國蘇州國產(chǎn)化.博世集團(tuán)總部位于德國斯圖加特,在全球50多個國家設(shè)有子公司和分支機(jī)構(gòu),2005年收益超過415億歐元.目前公司在全球擁有25.1萬余名員工,其中在華員工超過1.3萬人.博世地產(chǎn)品涉及汽車技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、消費(fèi)品和建筑智能化技術(shù)等領(lǐng)域.博世自上世紀(jì)80年代重新進(jìn)入中國市場以來,已經(jīng)在國內(nèi)設(shè)立了10個代表處、5個貿(mào)易公司、1個貿(mào)易辦事處、11個全資企業(yè)、9個合資企業(yè),并由博世<中國）投資有限公司負(fù)責(zé)統(tǒng)一協(xié)調(diào).目前,博世集團(tuán)在中國地投資總額已超過6億美元.博世中國旗下地博世貿(mào)易(上海>有限公司、博世汽車部件(蘇州>有限公司、博世汽車柴油系統(tǒng)股份有限公司、南京華德火花塞有限公司和聯(lián)合汽車電子有限公司均在各自地領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)市場主導(dǎo)地位 .5PCzVD7HxA知

識

鏈

接ABS英文全稱是“Anti-LockBrakeSystem

”,即“剎車防抱死系統(tǒng)”

.

在沒有ABS時,如果緊急剎車會使輪胎抱死

,剎車地距離變長

,容易跑偏或甩尾

.ABS是通過控制剎車油壓地收放間隙

,來達(dá)到對車輪抱死地控制滾動

,使車輛始終處于臨界抱死地狀 態(tài) .據(jù)德國保險聯(lián)合會地一份事故調(diào)查報告顯示：在所有地汽車事故中,約有25%地事故都是由車輛發(fā)生側(cè)滑引起地.而在中國,這一數(shù)字則更高.導(dǎo)致這種側(cè)滑地原因,可能是駕駛員猛打方向盤、緊急避讓,或?qū)β肪€地判斷失誤.因此研發(fā)一種能夠提前預(yù)知,并能迅速有效地控制側(cè)滑現(xiàn)象發(fā)生地系統(tǒng)成為了行業(yè)當(dāng)務(wù)之急地事情.作為世界最大地汽車技術(shù)研發(fā)商之一地羅伯特·博世集團(tuán)一直致力于這項技術(shù)地研究,新一代地ESP8.0于2002年問世,而博世最早地ESP則是10年前誕生地.ESP到底是什么？ESP是英文ElectronicStabilityProgram地縮寫,這串英文字母地中文含意為“電子穩(wěn)定程序”.從它地名字來看,與其說ESP是一套系統(tǒng),倒不如說它是一組程序.ESP以ABS制動防抱死系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過外圍地傳感器收集方向盤地轉(zhuǎn)動角度、側(cè)向加速度等信息,這些信息經(jīng)過微處理器加工,再由液壓調(diào)節(jié)器向車輪制動器發(fā)出制動指令,來實(shí)現(xiàn)對側(cè)滑地糾正.不僅能防止車輪在制動時抱死和啟動時打滑 ,還能防止車輛側(cè)滑.此外,ESP還能以25次/秒地頻率對駕駛員地行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測 ,隨時待命對車輛地側(cè)滑進(jìn)行控制,保證駕乘者地行車安全.ESP具體做些什么？在任何行駛狀態(tài)下 ,不管是在緊急制動還是正常制動 ,以及在車輛自由行駛、加速、油門或載荷發(fā)生變化地時候,ESP都能讓車輛保持穩(wěn)定,并確保駕駛員對車輛操縱自如 .ESP以高頻率(25次/秒>對當(dāng)前地行駛狀態(tài)及駕駛員地轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行檢測和比較,時刻對失去穩(wěn)定地情況、過度轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向不足進(jìn)行記錄,一旦預(yù)定地情況有出現(xiàn)危險地可能性,ESP會立即作出干預(yù)使車輛恢復(fù)穩(wěn)定.因此,ESP在車輛即將失去穩(wěn)定、糾正車輛姿態(tài)和恢復(fù)穩(wěn)定地過程中完全是主動地,在事故發(fā)生之前起作用,徹底防范事故地發(fā)生,主動地提高行車安全.ESP是如何工作地？單獨(dú)對