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詳細(xì)介紹一下汽車上的博世ESP8.0電子穩(wěn)定程序,

提問者:6056efco2013-04-23 00:00

汽車上的主動(dòng)安全設(shè)備,哪幾樣是必不可少的,詳細(xì)介紹一下ESP8.0的所有功能,與那些電子設(shè)備是最佳組合

最佳答案

  ESP(Electronic Stability Program,電子穩(wěn)定程序)是汽車電控的一個(gè)標(biāo)志性發(fā)明。不同的研發(fā)機(jī)構(gòu)對(duì)這一系統(tǒng)的命名不盡相同,如博世(BOSCH)公司早期稱為汽車動(dòng)力學(xué)控制(VDC),現(xiàn)在博世、梅賽德—奔馳公司稱為ESP;豐田公司稱為汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)、汽車穩(wěn)定性輔助系統(tǒng)(VSA)或者汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC);寶馬公司稱為動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定控制系統(tǒng)(DSC)。盡管名稱不盡相同,但都是在傳統(tǒng)的汽車動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng),如ABS和TCS的基礎(chǔ)上增加一個(gè)橫向穩(wěn)定控制器,通過控制橫向和縱向力的分布和幅度,以便控制任何路況下汽車的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)模式,從而能夠在各種工況下提高汽車的動(dòng)力性能,如制動(dòng)、滑移、驅(qū)動(dòng)等。ESP在國(guó)外已經(jīng)批量生產(chǎn),在國(guó)內(nèi)尚處于研究階段,要達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的程度,還有大量的工作要做。 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作為保證行車安全的一個(gè)重要電控系統(tǒng),其各個(gè)傳感器的正常工作是進(jìn)行有效控制的基礎(chǔ)。本文介紹了ESP常用傳感器的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了傳感器硬件接口和軟件接口,并在實(shí)車測(cè)試中得到驗(yàn)證。   汽車安全性能的提升是汽車業(yè)界不斷的追求,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(jí)階段。業(yè)界的一致共識(shí)是ABS(防抱死制動(dòng)系統(tǒng))將向ESP(電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng))演化。   市場(chǎng)上ESP已在拓展自己的領(lǐng)地。在歐洲,2005年大約40%的新注冊(cè)車輛配備了ESP,在高檔車上,ESP已經(jīng)成為了標(biāo)準(zhǔn)配置,中檔車上的裝配率也迅速提高,在緊湊型車上裝配率稍低。北美和日本的ESP裝配率上升也很快。在中國(guó),目前ESP的裝配率還比較低,但是可喜的變化正在顯現(xiàn),以往通常只在高檔車上才裝配ESP,而今年上市的新車東風(fēng)雪鐵龍的凱旋一汽大眾的速騰和上海通用的君越都配有ESP。   ESP的結(jié)構(gòu)及控制原理   汽車電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng),英文縮寫為ESP(Electronic Stability Program)。雖然不同的車型,往往賦予其不同的名稱,如BMW稱其為DSC,豐田、雷克薩斯稱其為VSC,而VOLVO 汽車稱其為DSTC,但其原理和作用基本相同。   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的功能之外,更是一種智能的主動(dòng)安全系統(tǒng)。   ESP的ECU通過高度靈敏的傳感器時(shí)刻監(jiān)測(cè)車輛的行駛狀態(tài),并通過計(jì)算分析判定車輛行駛方向是否偏離駕駛員的操作意圖。ESP能立刻識(shí)別出危險(xiǎn)情況,并提前裁決出可行的干預(yù)措施使車輛恢復(fù)到穩(wěn)定行駛狀態(tài),ESP的干預(yù)措施包括對(duì)車輪獨(dú)立的施加制動(dòng)力;在特殊工況對(duì)變速箱的干預(yù)措施;通過發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。   ESP三大特點(diǎn)   1.實(shí)時(shí)監(jiān)控:ESP能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控駕駛者的操控動(dòng)作、路面反應(yīng)、汽車運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并不斷向發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令。   2.主動(dòng)干預(yù):ABS等安全技術(shù)主要是對(duì)駕駛者的動(dòng)作起干預(yù)作用,但不能調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)。ESP則可以通過主動(dòng)調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,并調(diào)整每個(gè)輪子的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力,來修正汽車的過度轉(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(shí),ESP會(huì)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(dòng)輪,而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過多情況,此時(shí)后輪失控而甩尾,ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來穩(wěn)定車子;在轉(zhuǎn)向過少時(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研究的關(guān)鍵技術(shù)   ESP系統(tǒng)的開發(fā)有賴于以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的突破。因此科研人員要在以下幾個(gè)方面多下功夫,爭(zhēng)取研究開發(fā)出更加完善和優(yōu)化的ESP系統(tǒng)。   1.傳感技術(shù)的改進(jìn)   在ESP系統(tǒng)中使用的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發(fā)人員追求的目標(biāo)。隨著價(jià)格低廉的微機(jī)械(Micro—Machined)加速度和橫擺角速度傳感器的出現(xiàn),為這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了一定的條件。   2.體積小質(zhì)量輕及低成本液壓制動(dòng)作動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)   這方面BOSCH公司在ESP系統(tǒng)中采用的結(jié)構(gòu)有一定的代表性,其液壓作動(dòng)系統(tǒng)由預(yù)加壓泵PCP  。≒recharge Pump)+壓力產(chǎn)生裝置(Pressure Generator Assembly)+液壓?jiǎn)卧狧U5.0所構(gòu)成。   3.ESP的軟硬件設(shè)計(jì)   由于ESP的ECU需要估計(jì)車輛運(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ABS系統(tǒng)大數(shù)倍,一般多采用CPU結(jié)構(gòu)。而ECU軟件計(jì)算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)ESP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。   4.通過CAN完善控制功能   ESP的ECU(電子控制單元)與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系的ECU通過CAN互聯(lián),使其能更好地發(fā)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ESP,以估算驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)ESP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),ESP會(huì)告知傳動(dòng)系ECU應(yīng)事先掛入2檔,這將顯著改善大功率轎車的起步舒適性。   目前國(guó)外,特別是歐洲,越來越多的車型已將ESP系統(tǒng)作為其標(biāo)準(zhǔn)配置,國(guó)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(bào)道,2004年中國(guó)新車的ESP系統(tǒng)裝備率為3%,歐洲的新車裝備率為35%。2005年歐洲出產(chǎn)新車ESP裝備率達(dá)到40%,中國(guó)達(dá)到4%。ESP正在向一般的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)的車型,F(xiàn)在正是歐美汽車工業(yè)界推廣應(yīng)用ESP系統(tǒng)的高潮時(shí)期,國(guó)內(nèi)也正處于迅速的推廣普及階段。   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的標(biāo)準(zhǔn)配制,掌握ESP技術(shù),就掌握了競(jìng)爭(zhēng)未來汽車安全技術(shù)的主動(dòng)權(quán)。所以攻克ESP設(shè)計(jì)的理論與關(guān)鍵技術(shù),對(duì)提高國(guó)產(chǎn)汽車的自主開發(fā)能力、縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。它將為我國(guó)汽車工業(yè)的繁榮發(fā)展以及促進(jìn)其它相關(guān)工業(yè)的繁榮發(fā)展起著重要作用,并能帶來巨大的社會(huì)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(guó)博世、日本電裝、德國(guó)大陸Teves、美國(guó)德爾福、日本愛信精工和美國(guó)TRW公司。   德國(guó)博世公司一直是這方面技術(shù)的領(lǐng)先者,無論是ABS/ASR還是更先進(jìn)的ESP系統(tǒng),技術(shù)上都一直處于領(lǐng)先地位,為國(guó)際大多數(shù)汽車廠商供應(yīng)ABS/ASR/ESP系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)汽車穩(wěn)定性控制的研究還處在起步階段,只有少數(shù)學(xué)者從事控制方法的仿真研究,而且由于缺少試驗(yàn)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(guó)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)的研究工作。   世界上最大的ESP供應(yīng)商——博世(Bosch)   世界上最大的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(gè)把ESP技術(shù)投入量產(chǎn)的公司,并在接下來的數(shù)年中不斷優(yōu)化其設(shè)計(jì),到2002年,已經(jīng)發(fā)展到第8代。2005年,適逢博世對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的重要貢獻(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)先的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在中國(guó)蘇州國(guó)產(chǎn)化。   博世集團(tuán)總部位于德國(guó)斯圖加特,在全球50多個(gè)國(guó)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。博世的產(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(guó)市場(chǎng)以來,已經(jīng)在國(guó)內(nèi)設(shè)立了10個(gè)代表處、5個(gè)貿(mào)易公司、1個(gè)貿(mào)易辦事處、11個(gè)全資企業(yè)、9個(gè)合資企業(yè),并由博世(中國(guó))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(guó)的投資總額已超過6億美元。博世中國(guó)旗下的博世貿(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的領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。   知識(shí)鏈接   ABS英文全稱是“Anti-Lock Brake System”,即“剎車防抱死系統(tǒng)”。在沒有ABS時(shí),如果緊急剎車會(huì)使輪胎抱死,剎車的距離變長(zhǎng),容易跑偏或甩尾。ABS是通過控制剎車油壓的收放,來達(dá)到對(duì)車輪抱死的控制,使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動(dòng)狀態(tài)。   TCS英文全稱是“Traction Control System”,即“牽引力控制系統(tǒng)”,在日本等地也稱為TRC或TRAC。TCS是在ABS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新系統(tǒng)。ABS控制4個(gè)輪,而TCS只控制驅(qū)動(dòng)輪,其制動(dòng)原理與驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)ASR(Acceleration Slip Regulation)系統(tǒng)如出一轍。當(dāng)汽車加速時(shí),TCS將滑動(dòng)控制在一定的范圍內(nèi),從而防止驅(qū)動(dòng)輪快速滑動(dòng)。其功能在于提高牽引力和保持車輛行駛穩(wěn)定性。   據(jù)德國(guó)保險(xiǎn)聯(lián)合會(huì)的一份事故調(diào)查報(bào)告顯示:在所有的汽車事故中,約有25%的事故都是由車輛發(fā)生側(cè)滑引起的。而在中國(guó),這一數(shù)字則更高。導(dǎo)致這種側(cè)滑的原因,可能是駕駛員猛打方向盤、緊急避讓,或?qū)β肪的判斷失誤。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)生的系統(tǒng)成為了行業(yè)當(dāng)務(wù)之急的事情。作為世界最大的汽車技術(shù)研發(fā)商之一的羅伯特·博世集團(tuán)一直致力于這項(xiàng)技術(shù)的研究,新一代的ESP8.0于2002年問世,而博世最早的ESP則是10年前誕生的。   ESP到底是什么?   ESP是英文Electronic Stability Program的縮寫,這串英文字母的中文含意為“電子穩(wěn)定程序”。從它的名字來看,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(dòng)防抱死系統(tǒng)為基礎(chǔ),通過外圍的傳感器收集方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)器發(fā)出制動(dòng)指令,來實(shí)現(xiàn)對(duì)側(cè)滑的糾正。因此,ESP整合了ABS和TCS牽引力控制系統(tǒng),不僅能防止車輪在制動(dòng)時(shí)抱死和啟動(dòng)時(shí)打滑,還能防止車輛側(cè)滑。此外,ESP還能以25次/秒的頻率對(duì)駕駛員的行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測(cè),隨時(shí)待命對(duì)車輛的側(cè)滑進(jìn)行控制,保證駕乘者的行車安全。   ESP具體做些什么?   在任何行駛狀態(tài)下,不管是在緊急制動(dòng)還是正常制動(dòng),以及在車輛自由行駛、加速、油門或載荷發(fā)生變化的時(shí)候,ESP都能讓車輛保持穩(wěn)定,并確保駕駛員對(duì)車輛操縱自如。   ESP以高頻率(25次/秒)對(duì)當(dāng)前的行駛狀態(tài)及駕駛員的轉(zhuǎn)向操作進(jìn)行檢測(cè)和比較,時(shí)刻對(duì)失去穩(wěn)定的情況、過度轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向不足進(jìn)行記錄,一旦預(yù)定的情況有出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能性,ESP會(huì)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)定的過程中完全是主動(dòng)的,在事故發(fā)生之前起作用,徹底防范事故的發(fā)生,主動(dòng)地提高行車安全。   ESP是如何工作的?   單獨(dú)對(duì)車輪進(jìn)行制動(dòng)是ESP的首要功能。換句話說,為了使車輛恢復(fù)穩(wěn)定行駛,必須對(duì)各個(gè)車輪單獨(dú)施加精確的制動(dòng)力。而且,ESP還能降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩并干預(yù)自動(dòng)變速器的擋位,而整個(gè)過程ESP利用微處理器分析來自傳感器的信號(hào)并輸出相應(yīng)的控制指令。   總結(jié)來說,ESP工作過程如下:   ESP分析:駕駛員通過對(duì)方向盤的操作,想向哪個(gè)方向行駛?   ESP檢測(cè):車輛的行駛方向是什么?   ESP干預(yù):有針對(duì)性地對(duì)各個(gè)車輪實(shí)施制動(dòng)。   ESP與ABS、TCS有什么區(qū)別?   ESP提高了所有行駛條件下的主動(dòng)安全,特別是在轉(zhuǎn)彎時(shí),即側(cè)向力起作用時(shí),ESP使車輛穩(wěn)定并保持安全行駛。而ABS和TCS僅僅在縱方向上起作用。ESP不僅用到了ABS和TCS的所有部件,還包含了一個(gè)集成有側(cè)向加速傳感器的橫擺角速度傳感器和方向傳感器。   其實(shí)在很多配備具有該功能裝置的汽車上并沒有稱之為ESP,比如說寶馬就稱之為DSC(動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制),而其作用完全等同于ESP,只是各個(gè)廠家為了區(qū)分,換種叫法而已 。

回答者:shengiydf3562016-04-23 00:00

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