車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESPVDC

1、ESP和博世公司車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（Electronic Stability Program ,簡(jiǎn)稱(chēng) ESP）,是博世（Bosch ）公司的專(zhuān)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(zhuān)利產(chǎn)品，所以只有博世公司的車(chē)身電子穩(wěn)定系統(tǒng)才可稱(chēng)之為ESP。在博世公司之后，也有很多公司研發(fā)出了類(lèi)似的系統(tǒng)，如日產(chǎn) 研發(fā)的車(chē)輛行駛動(dòng)力學(xué)調(diào)整系統(tǒng)（VehicleDynamicControl簡(jiǎn)稱(chēng)VDC ） 2,豐田研發(fā)的車(chē)輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)（VehicleStabilityControl簡(jiǎn)稱(chēng)VSC ） 3,本田研發(fā)的車(chē)輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（Vehicle Stabilit

2、yAssistControl簡(jiǎn)稱(chēng)VSA ） 4,寶馬研發(fā)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（Dynamic StabilityControl簡(jiǎn)稱(chēng)DSC ） 5等等。無(wú)ESP有ESP轉(zhuǎn)向不足的懵猊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(chē)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(chē)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(chē)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(chēng)得上是當(dāng)前汽車(chē)防滑裝置的最高級(jí)

3、形式。ESP系統(tǒng)由控制無(wú)臼P有邰轉(zhuǎn)向過(guò)度的情況單元及轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測(cè)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向角度）、車(chē)輪傳感器（監(jiān)測(cè)各個(gè)車(chē)輪的速度轉(zhuǎn) 動(dòng)）、側(cè)滑傳感器（監(jiān)測(cè)車(chē)體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)）、橫向加速度傳感器（監(jiān)測(cè)汽 車(chē)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(chē)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(chē)，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(chē)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(chē)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

4、，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車(chē)保持在原來(lái)的車(chē)道上。當(dāng)然，任何事物 都有一個(gè)度的范圍，如果駕車(chē)者盲目開(kāi)快車(chē)，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(chē)輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤(pán)油 門(mén)剎車(chē)踏板傳感器等。這些傳感器負(fù)責(zé)采集車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)身行駛狀態(tài)能夠盡量滿(mǎn)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(chē)輪的剎車(chē)系統(tǒng)，其實(shí) ESP就是幫 駕駛員踩

5、剎車(chē)。和沒(méi)有ESP的車(chē)不同的是，裝備有 ESP的車(chē)其剎車(chē)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(chē)的時(shí)候替駕駛員向某個(gè) 車(chē)輪的制動(dòng)油管加壓好讓這個(gè)車(chē)輪產(chǎn)生制動(dòng)力。另外ESP還能控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(pán)上的ESP燈。ESP的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)在比較典型的汽車(chē)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(pán)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(chē)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(lài)于以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的突

6、破傳感技術(shù)的改進(jìn)在系統(tǒng)中使用的傳感器有汽車(chē)橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器、制動(dòng)壓力傳感器及節(jié)氣門(mén)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(chē)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)

7、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轎車(chē) 的起步舒適性。ESP的工作過(guò)程1、這車(chē)左轉(zhuǎn)當(dāng)車(chē)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(chē)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(chē)油門(mén)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

8、姿 態(tài)。3、直線剎車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)按照駕駛員預(yù)想的行駛線路前進(jìn)。同樣當(dāng)一邊剎車(chē) 一邊轉(zhuǎn)向的時(shí)候 ESP也會(huì)控制某些車(chē)輪增大制動(dòng)力或者減小制動(dòng)力讓車(chē)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。汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)（VDC/ESP/VSC/VSA/DSC德國(guó)博世稱(chēng)ESP,美國(guó)Delphi公司稱(chēng)ESC,豐田稱(chēng)VSC,本田VSA,寶馬/福特稱(chēng)DSC 道路在雨后會(huì)因?yàn)槁访娴牟黄?/p>

9、整或是排水系統(tǒng)不良，而在路面出現(xiàn)一灘灘的積水。為了到山林之中吸收大量的芬多精，而必需通過(guò)蜿蜒的山路。以上的路況都有機(jī)會(huì)使車(chē)輛發(fā)生難以控制的狀況。為了讓駕駛者能夠在難以控制車(chē)輛的慌亂情況之下把車(chē)輛安全的帶離危 險(xiǎn)地帶，以及將處于失控邊緣的車(chē)輛給安全的帶回到正常的行駛路線，或是預(yù)防車(chē)輛在極度操控時(shí)達(dá)到失控狀況，因此能夠主動(dòng)控制車(chē)輛動(dòng)態(tài)表現(xiàn)的VDC車(chē)輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)于是因應(yīng)而生。為了讓VDM輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)能夠主動(dòng)控制車(chē)輛的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)，因此VDM輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)就必須結(jié)合 ABS防鎖死煞車(chē)系統(tǒng)、TCS循跡控制系統(tǒng)、BLSD煞車(chē)式防滑差速器等系統(tǒng) 的功能，以控制四個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)改變車(chē)輛在行駛中的姿態(tài)，并且

10、使車(chē)輛在道路上以更佳的路線去行駛。藉由VDC勺控制讓以非直線狀態(tài)行駛的車(chē)輛能夠有最佳的行駛路線，這樣就能夠提高車(chē)輛在行駛中的穩(wěn)定性，尤其是當(dāng)車(chē)輛在濕滑路面或是在過(guò)彎時(shí)，因而在提高車(chē)輛穩(wěn)定性的同時(shí)也大大的增加了車(chē)輛在行駛當(dāng)中的安全性。當(dāng)車(chē)輛在過(guò)彎時(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)向不足或是轉(zhuǎn)向過(guò)度的情況時(shí)，VDC系統(tǒng)會(huì)適時(shí)的利用ABS TCS BLSD的功能以介入控制車(chē)輛在行駛中的車(chē)身姿態(tài)。一輛行駛中的汽車(chē)，其車(chē)上 的VDC統(tǒng)合控制電腦會(huì)隨時(shí)的接受G值感知器、方向盤(pán)角度感知器、車(chē)輪速度感知器等等感知器的訊號(hào)，當(dāng) VDC統(tǒng)合控制電腦判定出車(chē)輛正處于轉(zhuǎn)向不足或是轉(zhuǎn)向過(guò)度的不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，VDC（統(tǒng)會(huì)利用AB繇統(tǒng)去控制煞車(chē)系統(tǒng)

11、進(jìn)行煞車(chē)的動(dòng)作，通過(guò)BLSD系統(tǒng)的控制去針對(duì)單一個(gè)或是多個(gè)車(chē)輪進(jìn)行煞車(chē)的動(dòng)作，再輔以TCS適當(dāng)?shù)慕档鸵娴呐ち敵?，?lái)調(diào)整汽車(chē)于變換車(chē)道或在過(guò)彎時(shí)的車(chē)身姿態(tài)，使汽車(chē)在變換車(chē)道或是過(guò)彎時(shí)能夠更加的平穩(wěn)而安全。ABSZ ASR/ VDC系統(tǒng)ABSZ ASR系統(tǒng)成功地解決了汽車(chē)在制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性問(wèn)題，但不能解決汽車(chē) 轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問(wèn)題。例如當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，不可避免地受到側(cè)向和縱向力的作 用，只有當(dāng)?shù)孛婺軌蛱峁┏浞值膫?cè)向和縱向力時(shí)，駕駛員才能控制住車(chē)輛。 如果地面?zhèn)认蚋街芰Ρ容^低，就會(huì)損害汽車(chē)按預(yù)定方向行駛的能力。雨天汽車(chē)高速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，常常側(cè)向滑出，就是地面?zhèn)认蚋街芰Σ蛔愕木壒?/p>

12、。為解決此問(wèn)題，最近汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家又在ABS/ASR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展成汽車(chē)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)（英文名稱(chēng)為Vehicle Dynamics Control ,簡(jiǎn)稱(chēng)VDC）這個(gè)系統(tǒng)把汽車(chē)的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、 懸架、轉(zhuǎn)向、 發(fā)動(dòng)機(jī)等各主要總成的控制系統(tǒng)在功能上、結(jié)構(gòu)上有機(jī)的綜合在一起，可使汽車(chē)在各種惡劣工況下，如冰雪路面上、對(duì)開(kāi)路面上、彎道路面上以及采取規(guī)避動(dòng)作移線、制動(dòng)、加速和下 坡等工況行駛時(shí)，對(duì)不同承載、不同輪胎氣壓和不同程度的輪胎磨損都有良好的方向穩(wěn)定性， 表現(xiàn)出最佳的行駛性能。VDC的應(yīng)用，在制動(dòng)、加速和轉(zhuǎn)向方面完全解脫對(duì)駕駛員的高要求， 在汽車(chē)的主動(dòng)安全行駛方面豎立了一個(gè)新的里程碑。VDC系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)

13、向行駛的控制主要是借助于對(duì)各個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)控制和發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出控 制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí)，若前輪因轉(zhuǎn)向能力不足而趨于滑出彎道，VDC系統(tǒng)即可測(cè)知側(cè)滑即將發(fā)生，就采取適當(dāng)制動(dòng)左后輪的辦法。左后輪產(chǎn)生的制動(dòng)力可幫助汽車(chē)轉(zhuǎn)向，使汽車(chē)?yán)^續(xù)按照理想的路線行駛，如圖5.3.1所示。若在同一彎道上，因后輪趨于側(cè)向滑出而轉(zhuǎn)向過(guò)多，VDC系統(tǒng)即采取適當(dāng)制動(dòng)右前輪的辦法，維持車(chē)輛的穩(wěn)定行駛。在極端情況下， VDC系統(tǒng)還可采取降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的辦法降低行駛車(chē)速，減少對(duì)地面?zhèn)认蚋街芰Φ男枨髞?lái)維持車(chē)輛的穩(wěn)定行駛。 采用VDC系統(tǒng)后，汽車(chē)在對(duì)開(kāi)路面上或彎道路面上的制動(dòng)距離還 可進(jìn)一步縮短。VDC系統(tǒng)主要應(yīng)用了下述

14、傳感器：車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器，用來(lái)跟蹤每一車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器，用來(lái)傳感方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角；橫擺角速度傳感器，用來(lái)記錄汽車(chē)?yán)@垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的所有運(yùn)動(dòng)；側(cè)向加速度傳感器，用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)離心力的大??；車(chē)輪位移傳感器，用來(lái)測(cè)量車(chē)輪和車(chē)身相對(duì)位置的變化。這些傳感器的核心部分是橫擺角速度傳感器，這是因?yàn)槠?chē)的橫擺角速度和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角的比值是反應(yīng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛品質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。位移傳感器的信號(hào)傳給電子控制裝置，用來(lái)控制半主動(dòng)懸架，改善汽車(chē)的接地性能。 其它傳感器則把汽車(chē)每一瞬時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信息 傳給電子控制裝置，使之與理想的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相比較，一旦汽車(chē)偏離了理想的路線，它就會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)采取糾正措施，給制動(dòng)

15、控制系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的指令，維持汽車(chē)在理想的路線上行駛分圖5.3.2為美國(guó)跳Delphi公司的轎車(chē) VDC系統(tǒng)布置示意圖。1. VD8 能VDC（VEHICLE DYNAMIC CONTROL）車(chē)輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，當(dāng)汽車(chē)出現(xiàn)車(chē)輪打滑、側(cè) 傾或者輪胎喪失附著力的瞬間，VDC系統(tǒng)會(huì)立刻介入，在降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，有目的地針對(duì)個(gè)別車(chē)輪進(jìn)行制動(dòng)控制，并最終將車(chē)引入正常的行駛軌道，從而避免車(chē)輛因失控而造成的危險(xiǎn)。在轉(zhuǎn)向不足、轉(zhuǎn)向過(guò)度或光滑路面上有可能發(fā)生的各種狀況時(shí)，自動(dòng)調(diào)整剎車(chē)力度和扭矩，以便駕駛者保持行駛方向。在車(chē)輛進(jìn)入彎道時(shí)轉(zhuǎn)向不足的情況仍然存在，但車(chē)體的剛性在彎道中仍然能夠保持一定的

16、穩(wěn)定性，車(chē)輛在很短時(shí)間內(nèi)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)整而得到解決。VDC系統(tǒng)作為T(mén)CS/ABS功能的補(bǔ)充，轉(zhuǎn)向量和制動(dòng)操作量是通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器和制 動(dòng)開(kāi)關(guān)被檢測(cè)到的，并通過(guò) G傳感器、車(chē)輛速度傳感器等，確定車(chē)輛駕駛狀態(tài)（轉(zhuǎn)向不足/過(guò)量轉(zhuǎn)向）。當(dāng)車(chē)輛急拐彎或在光滑路面上行駛時(shí)，VDC系統(tǒng)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩或者對(duì)各車(chē)輪實(shí)施獨(dú)立制動(dòng)，以保持車(chē)輛在急轉(zhuǎn)彎或光滑路面上保持車(chē)輛的行駛穩(wěn)定。日產(chǎn)天籟（TEANAVDC系統(tǒng)電路圖如圖3所示。在VDC工作時(shí)，車(chē)身和制動(dòng)踏板會(huì)輕微振動(dòng)，并可聽(tīng)到一些機(jī) 械噪聲。當(dāng)ABS警告燈、VDC OFF旨示次T和SLIP指示燈在車(chē)輛受到強(qiáng)烈顫動(dòng)或大的振動(dòng)后 （比如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，車(chē)輛行駛在轉(zhuǎn)彎或濕滑路面時(shí)）會(huì)變亮。但在正常路面上行駛時(shí)，ABS警告燈、VDC OFF旨示燈和SLIP指示燈又會(huì)熄滅。VDC/ABS/EB晾統(tǒng)失效-安全模式 （Nissan車(chē)系，僅作參考）如果VDC/ABS/EB晾統(tǒng)發(fā)生電氣故障，組合儀表中的VDC OFF指示燈和SLIP指示燈將變亮。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按