esp技术在汽车控制系统中的应用

《esp技术在汽车控制系统中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、ESP技术在汽车控制系统中的应用随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势，推动了汽车功能的多元化和便捷化。伴随着汽车的普及，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势,交通事故的发生率有增无减。所以对于汽车安全系统的研究也这在不断深入。汽车的安全技术主要分为被动和主动安全技术，被动安全防护装置是现代汽车结构的重耍组成部分，在发

2、生汽车碰撞事故时，安全防护装置能最大限度地减轻人员伤亡程度以及汽车损坏程度。过去汽车设计主要考虑被动安全即只在特定的时间提供特定环境小的保护且绝大部分针对碰撞状态，但是随着吋代的进步，这些技术和措施己经远远不能满足现代交通对汽车安全性的要求。把以碰撞安全为核心的传统被动安全技术发展为以预防为核心的现代主动安全技术己经成为现代交通的迫切要求，而以先进电子、通讯、控制及信息技术在汽车上的应用为特征的新一轮汽车技术革命恰恰为此提供了可能。汽车主动安全性能主要包括照明灯和信号灯的性能、汽车前/后视野性能、操纵性能、

3、制动性能以及轮胎性能等，其中最重要的是操纵性能。汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵轻便程度，而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能，所以人们称之为“高速车辆的生命线”。因此，汽车操纵稳定性的研究是汽车安全技术研究的核心。汽车的操纵稳定性与轮胎、悬架、转向系和传动系等有关，过去一直只限于在这些方面进行改进來提高汽车固有的操纵稳定性。80年代中叶以來，随着支持控制系统的计算机与传感器、执行机构的迅速发展，各汽车公司陆续开发、生产了多种显著改善操纵稳定性的电子控制系统。目前在汽车上安装的这类改善操纵稳定

4、性的主动安全系统主要有电子控制防抱死制动系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)、四轮转向(4WS)和四轮驱动(4WD),汽车动力学稳定性控制系统(VDC)等。其屮ESP(是英文ElectronicStabilityProgram的缩写，属于汽车主动安全系统，也叫行驶动力控制系统)结合了ABS和ASR,能最大限度的保证汽车的横向操纵稳定性，同吋又能保证汽车的纵向操纵稳定性，因此ESP为驾驶员的乘车安全提供了更可靠更全面地保证,将会成为下一代汽车主动安全系统的新宠。ESP系统实际是一种牵引力控制系统，与其他牵引

5、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來稳定车子；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。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系统由控制。ESP系统工作原理汽车在高速行驶过程中，会遇到各种危险情况。一种情况是驾驶员为了躲避前方突然出现的障碍物而急打方向盘引起的转向过度，汽车

6、出现滑转现象;另一种情况是汽车在转弯行驶时，由于车速过高或地面附着系数较低导致汽车回正力矩不足，从而引起车辆转向不足,汽车沿驾驶意图的切线方向飞出。如下图2.1所示汽车在高速行驶过程中急转弯和躲避障碍物的情形。（无ESP系统）（有ESP系统）汽车髙速行驶过程中躲避障碍物（无ESP系统）汽车高速行驶过程中躲避障碍物（有ESP系统）汽车ESP系统就是要避免上边所讲的这两个不良清况的出现：1、车辆转向不足。ESP控制系统有意识地対位于弯道内侧的后轮实施瞬时制动，导致该车轮受到的侧向力迅速减少而纵向制动力迅速增大，

7、于是产生了一个与横摆方向相同的横摆力矩。并及时降低发动机转速、自动变速器挂低档，防止车辆驶出弯道。其次，由于差速器的作用，对内侧后轮制动从而导致外侧后轮被加速，即外侧车轮受到的驱动力增加而侧向力减少，于是产生了又一个所期望的横摆力矩。2、车辆转向过度。ESP控制系统有意识地对位于弯道外侧的前轮实施瞬时制动，使它产生较高的滑动率，导致该车轮受到的侧向力迅速减少而纵向制动力迅速增大，于是也产生一个与横摆方向相反的横摆力矩。另外，出现转向过度时驱动力分配系统就会降低驱动力矩,以提髙后轴的侧向附着力。地面作用于后轴

8、的侧向力相应会提髙，从而产生一个与过度转向相反的横摆力矩。ESP系统综合了ABS和TCS的功能，对于它们三者之间以及其他汽车稳定性控制装置的关系可以从图2.2中看出:4WS的有效工作范围是圆中心部位，即侧向力、纵向力较小的轮胎特性区域;TCS的有效工作区是大驱动力附近的极限区域;ABS在大制动力附近的极限区域;VSC在侧向加速度、大侧偏力的极限区域下工作;其余儿种系统的有效工作区域均在较弯道行驶制动大地面作用的轮