汽车电子稳定系统ESP分析分析解析

摘要随着现代汽车技术的快速发展，人们在注重汽车的舒适性、可靠性、经济性的同时，对汽车的安全性更是提出了最高的要求。事实证明ESP电子稳定程序可以有效地降低重大交通事故发生率,从而挽救许许多多人的生命,为进一步加强汽车的乘坐安全性，全球道路专家一致认为ESP应该成为每一辆车的标准配置。汽车电子稳定程序(ElectronicStablityProgram，简称ESP)是由奔驰汽车公司首先应用在它的A级车上的。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。本文介绍了汽车电子稳定系统ESP的概念、结构组成、工作原理及发展趋势。关键词：电子稳定程序；行驶稳定性；过度转向；不足转向AbstractWiththerapiddevelopmentofmodernautomotivetechnology,peoplefocusonvehiclecomfort,reliabilityandeconomyatthesametime,thesafetyofthecarismadeofthehighestdemands.ESPelectronicstabilityprogramprovedtobeeffectiveinreducingtheincidenceofmajoraccidents,therebysavingthelivesofmanypeople,tofurtherenhancethecar'sridesafetyexpertsagreethattheworld'sroadseachvehicleESPshouldbecomethestandardconfiguration.AutomotiveElectronicStabilityProgram(ElectronicStablityProgram,referredtoasESP)wasfirstappliedbytheMercedes-BenzA-classinitscar.ESPisactuallyatractioncontrolsystem,tractioncontrolsystemcomparedwithother,ESPnotonlycontrolwheels,andcancontrolthedrivenwheels.Asoftenoccursinrear-wheeldrivecaroversteeringsituation,whentherearwheeldriftoutofcontrol,ESPwillslowlybraketheoutsidefrontwheeltostabilizethecar;steeringistoolow,inordertocorrecttrackingdirection,ESPwillbrakeslowrearwheel,therebycorrectingthedirectionoftravel.ThispaperintroducestheconceptofautomotiveelectronicstabilitysystemESP,structure,workingprincipleandtrends.Keywords:ElectronicStabilityProgram;Drivingstability;Oversteer;Understeer目录引言--------------------------------------------------------------1第一章电子稳定系统ESP概述-------------------------------------21.1电子稳定系统ESP概念----------------------------------------21.2电子稳定系统ESP国内外应用研究现状--------------------------21.3电子稳定系统ESP的研究意义-------------------------------3第二章电子稳定系统ESP的结构与组成----------------------------52.1电子稳定系统ESP的结构组成-----------------------------52.2电子控制单元ECU----------------------------------------52.3液压调节总成-------------------------------------------72.4前轮速度传感器---------------------------------------82.5后轮速度传感器----------------------------------------82.6ESP开关--------------------------------------------82.7方向盘转角传感器--------------------------------------9第三章电子稳定程序（ESP）工作原理及过程------------------103.1克服转向不足的操作--------------------------------------103.2克服转向过度的操作--------------------------------------11第四章电子稳定系统ESP发展历程与趋势-----------------------134.1电子稳定系统ESP发展历程---------------------------------134.2电子稳定系统ESP发展趋势----------------------------------134.2.1传感技术的改进-------------------------------------------134.2.2体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计--------------144.2.3ESP的软硬件设计--------------------------------------------144.2.4通过CAN完善控制功能------------------------------------14总结---------------------------------------------------------15参考文献------------------------------------------------------161引言ESP是汽车电子稳定程序(ElectronicStabilityProgram)的简写，由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。1998年2月，梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS)，电子制动力分配（EBD）和牵引力控制（TCS）的基本功能；能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的行驶趋势，比如，由于人为或环境的干扰，轿车可能进入不稳定的行驶状态；特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷，如果得不到及时纠正，就会使车子偏离正确行驶路线，严重时，就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案，让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应，从而及时地，恰当地消除这些不稳定行驶趋势，使汽车保持在所期望的行驶路线上。ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破，它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性。近几十年随着现代汽车技术的发展，汽车工业已成为我国的支柱产业，在日常工作和生活中起着越来越重要的作用。汽车行业内，20世纪80年代热门话题是防抱死制动系统ABS，90年代是加速防滑控制系统ASR，而当前的热门话题是电子稳定程序(ESP)。ESP包含ABS和ASR，是这两种系统功能上的延伸，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP的出现是应时代对汽车提出的一种新型的主动安全性要求，它是当今的主动安全措施之一，其应用使车辆的主动安全性大大提高。汽车稳定性控制系统在发展过程中出现了很多名称，如电子稳定性程序ESP、汽车稳定性控制VSC、汽车动力学控制VDC、动力学稳定性控制DSC等，但其组成与功能大体一致，在此统一用ESP。它不仅是对ABS和ASR所有功能的整合，而且还能在车轮自由滑转以及极限操纵下保持车辆的稳定性；可以更好地利用轮胎与路面间的附着潜能，改善车辆转向能力和稳定性的同时，进一步改善驱动能力、缩短停车距离。在ABS和ASR两者的共同作用下，ESP最大限度地保证汽车不跑偏、不用尾、不侧翻，有效地保证了汽车稳定的操控安全性。2第一章电子稳定系统ESP概述1.1电子稳定系统ESP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(ActiveYawControl)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(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。ESP系统通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向ABS、ASR发出指令，帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。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（监测各个车轮的转动速度）、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。ESP最主要的作用是在紧急情况下，可以帮助驾驶员保持对车辆的控制，避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑，在车辆和地面间还有附着力的前提下，保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断，对车辆的行驶状态进行及时的干预。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。目前ESP有3种类型：能向四个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统，能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统，能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。1.2电子稳定系统ESP国内外应用研究现状德国的一项研究表明，涉及严重人身伤害的交通事故当中有1/4都是由车辆侧滑所引起的。全球碰撞研究证实，侧滑及导致的侧面碰撞是严重伤亡道路碰撞的主要原3因。电子稳定程序ESP能够防止侧滑：增加车辆的稳定性，减少侧滑的危险。在中国，2005年有约10万人死于交通事故，约47万人受伤居世界第一。国际著名的汽车生产商和安全机构的研究证实了ESP能够拯救生命的有效性。汽车生产厂家有的把ESP作为标准配置，有的作为选装设备。1995年奔驰S级轿车首先使用ESP系统的轿车型，1999年梅赛德斯一奔驰公司正式宣布全车系都将ESP列为标准配备，宝马与奥迪于2001年也宣布全车系都将ESP列为标准配备，丰田在2005年宣布准备用10年时间使ESP成为其车辆的标准配置，美国三大汽车厂家通用、福特和克莱斯勒联合宣布在2006年前将它作为大部分SUV的标准安全配置。现在，ESP不再只配在顶级豪华轿车上，在欧美等国家的小型车工也已得到普及，如奥兹莫比尔的Intrigue、福特•福克斯、新款丰田卡罗拉、日产天籁、德国原装的波罗和许多轻型卡车。近年来