ESP汽车电子稳定系统论文

毕业设计（论文）题目：ESP汽车电子稳定系统学院：班级：学号：学生姓名：指导老师：二〇一二年五月四日摘要汽车电子稳定系统(ElectronicStabilityProgram，简称ESP)。ESP是一种汽车新型主动安全系统。ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统），是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。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。如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，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。有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保全。关键词：ESP主动安全系统汽车防滑装置电子控制AbstractElectronicstabilitysystem(ElectronicStabilityProgram,ESP).ESPisanewtypeofautomotiveactivesafetysystems.TheESPsystemwithABS(antilockbrakesystem)andASR(anti-skidsystem),istheextensionofthesetwosystemsfunction.Therefore,theESPregardedasthemostadvancedformofautomotiveanti-skiddevice.TheESPsystemisactuallyatractioncontrolsystemandothertractioncontrolsystems,ESPnotonlycontrolthedrivingwheeldrivenwheel,andcanbecontrolled.Suchastherear-wheeldrivevehiclesoftenturntoexcessiverearwheeloutofcontrolwhilethedrift,theESPwillbrakeslowtheoutsidefrontwheeltostabilizethecar;turningovercamefromordertocorrectthetrackingdirection,ESPwillslowlybraketheinsiderearwheel,inordertocorrectthedirectionoftravel.CarwithESPandABSandASR,thedifferencebetweenthemliesintheABSandASRcanonlypassivelyreact,ESPisabletodetectandanalyzetheconditionandcorrectdrivingerrorsandtakepreventivemeasures.ESPonoversteerorundersteerareparticularlysensitive,suchascarsturnleftinslipperywhenoversteer(aturntoofast)willhavetodrifttotherightsideofthesensorfelttherightfrontwheelslidewillbrakequicklytorestoreadhesionproduceanopposingtorqueleavingthecarremainedintheoriginallane.Ofcourse,everythinghasarangeofmotoristsspeedingblindlyanysafetydevicesaredifficulttopreserve.Keywords:ESPActivesafetysystemsAutomotiveanti-skiddeviceElectroniccontrol-1-目录第一章ESP汽车电子稳定系统简介................................-2-1.1ESP的概念..........................................-2-1.2ESP的组成部分......................................-2-1.2.1电子控制单元（ECU）......................-4-1.2.2液压调节器总成...........................-7-1.2.3前轮速度传感器...........................-9-1.2.4后轮速度传感器...........................-9-1.2.5ESP开关................................-10-1.2.6方向盘转角传感器........................-10-第二章ESP的工作原理及工作工况...............................-14-2.1ESP的工作原理.....................................-14-2.2ESP的工作过程.....................................-16-2.3ESP典型工作工况...................................-17-第三章汽车电子稳定系统分析..................................-20-3.1ESP系统的控制原理.................................-20-3.2ESP系统特点和性能.................................-20-3.3ESP系统的应用.....................................-21-3.4ESP关键技术研究...................................-21-第四章第二代汽车电子稳定程序ESPII............................-23-4.1ESPII的系统及组件.................................-23-4.1.1制动系统................................-23-4.1.2主动转向................................-23-4.2ESPⅡ转向控制功能..................................-24-4.2.1辅助驾驶................................-24-4.2.2横摆力矩补偿............................-24-4.2.3横摆角速度控制..........................-25-4.2.4侧倾及挂车稳定性........................-25-4.3系统集成控制......................................-26-第五章汽车电子稳定系统的可靠性...............................-27-第六章ESP系统为汽车主动安全打开广阔发展空间.................-28-致谢.........................................................-29-参考文献.....................................................-30--2-第一章ESP汽车电子稳定系统简介1.1ESP的概念汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(ElectronicStabilityProgram，ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS和主动车身横摆控制系统AYC(ActiveYawContr01)等基本功能的组合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(BOSCH)和梅塞德斯一奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。ESP以ABS制动防抱死系统为基础，通过外围的传感器收集方向盘的转动角度、侧向加速度等信息，这些信息经过微处理器加工，再由液压调节器向车轮制动器发出制动指令，来实现对侧滑的纠正。因此，ESP整合了ABS和TCS牵引力控制系统，不仅能防止车轮在制动时抱死和启动时打滑，还能防止车辆侧滑。1.2ESP的组成部分-3-ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。1.传感器：转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据。2.ESP电脑：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。当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。3.执行器：说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统，其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。简单的说蓄压就是电脑可以根据需要，在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让这个车轮产生制动-4-力。另外ESP还能控制发动机的动力输出什么的，反正是相关的设备他都能插一腿！4.与驾驶员的沟通：仪表盘上的ESP灯。1.2.1电子控制单元（ECU）电子控制单元如图3所示，其插头端子视图见图4，各端子的作用见表1。电子控制单元是ABS-TCS/ESP系统的控制中心，它与液压调节器集成在一起组成一个总成。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有：蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号，电子控制单元将向液压调节器、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送输出控制信号。图3电子控制单元（ECU）1-电子控制单元（ECU）；2-液压调节器总成-5-图4电子控制单元（ECU）插头端子视图（各端子的作用见表1）-6-当点火开关接通时，电子控制单元会不断进行自检，以检测并查明ABS-TCS/ESP系统的故障。此外，电子控制单元还在每个点火循环都执行自检初始化程序。当车速达到约15km/h时，初始化程序即启动。在执行初始化程序时，可能会听到或感觉到程序正在运行，这属于系统的正常操作。在执行初始化程序的过程中，电子控制单元将向液压调节器发送一个控制信号，循环操作各个电磁阀并运行泵电机，以检查各部件是否正常工作。如果泵或任何电磁阀不能正常工-7-作，电子控制单元会设置一个故障诊断码。当车速超过15km/h时，电子控制单元会将输入和输出逻辑序列信号与电子控制单元中所存储的正常工作参数进行比较，以此来不断监测ABS-TCS/ESP系统。如果有任何输入或输出信号超出正常工作参数范围，则电子控制单元将设置故障诊断码。1.2.2液压调节器总成液压调节器总成内部液压回路示意图如图5所示。为了能独立控制各车轮的制动回路，本