第四章汽車行駛安全控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-03-02 20:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 onic stability program，簡稱 ESP)是近年來開發(fā)出來的一種先進的汽車底盤控制系統(tǒng)。其功能是監(jiān)控汽車的行駛狀態(tài)，在車輛緊急躲避障礙物、轉(zhuǎn)彎等容易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況時，利用動力系統(tǒng)干預(yù)及制動系統(tǒng)干預(yù)，幫助車輛克服偏離理想軌跡的傾向，為車輛提供更好的安全性。在國際上， ESP已經(jīng)成為了高性能車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置，而國內(nèi)的 ESP研究還處于起步階段。167。 汽車電子穩(wěn)定程序 (ESP) ESP的效能超越了兩個系統(tǒng)的功能結(jié)合：除了影響橫向動態(tài)性能外，而且還具有防止車輛在行駛時側(cè)滑的功能。它通過傳感器對車輛進行動態(tài)監(jiān)測，必要時會對某一個車輪或者某幾個車輪進行制動．甚至控制發(fā)動機的動力輸出。能夠識別危險狀況，并無需駕駛者任何動作而自行采取行動。 ESP提高了所有駕駛工況下的主動安全性。尤其是在轉(zhuǎn)彎工況下，即是在橫向力起作用的情況下， ESP能維持車輛穩(wěn)定和保持車輛在車道上正確行駛。 ABS和 TCS只在縱向起作用。 ESP結(jié)合了側(cè)滑率傳感器，并集成橫向加速度傳感器及轉(zhuǎn)向角度傳感器。此外， ESP應(yīng)用了 ABS/TCS的所有部件，并基于功能更強大的新一代電子控制單元。167。ESP的類型目前 ESP有 3種類型：a． 4通道或 4輪系統(tǒng)。能自動地向 4個車輪獨立施加制動力。b． 2通道系統(tǒng)。只能對 2個前輪獨立施加制動力。c． 3通道系統(tǒng)。能對 2個前輪獨立施加制動力，而對后輪只能一同施加制動力。167。 實際上 ESP是一套電腦程序，通過對從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進行分析，進而向 ABS、 TCS發(fā)出糾偏指令，來幫助車輛維持動態(tài)平衡。 ESP的電腦會計算出保持車身穩(wěn)定的理論數(shù)值，再比較由側(cè)滑率傳感器和加速度傳感器所測得的數(shù)據(jù)，發(fā)出平衡、糾偏指令。 主要控制偏航率。轉(zhuǎn)向不足，會產(chǎn)生向理想軌跡曲線外側(cè)的偏離傾向，而轉(zhuǎn)向過度則正好相反，向內(nèi)側(cè)偏離。 ESP的工作原理167。167。 具體的糾偏工作是這樣實現(xiàn)的 :ESP通過 TCS裝置牽制發(fā)動機的動力輸出，同時指揮 ABS對各個車輪進行有目的的剎車，產(chǎn)生一個反橫擺力矩，將車輛帶回到所希望的軌跡曲線上來。比如轉(zhuǎn)向不足時，剎車力會作用在曲線內(nèi)側(cè)的后輪上；而在嚴(yán)重轉(zhuǎn)向過度時會出現(xiàn)甩尾，這種傾向可以通過對曲線外側(cè)的前輪進行剎車得到糾正。 167。 不足轉(zhuǎn)向時的控制策略 ESP判別汽車具有較大的不足轉(zhuǎn)向傾向，控制系統(tǒng)會自動對位于彎道內(nèi)側(cè)的后輪實施瞬時制動，以產(chǎn)生預(yù)定的滑移率，導(dǎo)致該車輪受到的側(cè)向力迅速減少而縱向制動力迅速增大，于是產(chǎn)生了一個與橫擺方向相同的橫擺力矩。此外還獲得了兩個附帶的減少不足轉(zhuǎn)向傾向的因素。首先，由于制動而使車速降低；其次，由于差速器的作用，對內(nèi)側(cè)后輪制動從而導(dǎo)致外側(cè)后輪被加速，即外側(cè)后輪受到的驅(qū)動力增加而側(cè)向力減少，于是產(chǎn)生了又一個所期望的橫擺力矩。 過度轉(zhuǎn)向時的控制策略 在出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向時，驅(qū)動力分配系統(tǒng)就會降低驅(qū)動力矩，以提高后軸的側(cè)向附著力。地面作用于后軸的側(cè)向力相應(yīng)會提高，從而產(chǎn)生一個與過度轉(zhuǎn)向相反的橫擺力矩。位于彎道外側(cè)的非驅(qū)動前輪開始時幾乎不滑動，若僅依靠動力分配系統(tǒng)還不能制止開始發(fā)生的不穩(wěn)定狀態(tài)，控制系統(tǒng)將自動對該前輪實施瞬時制動，使它產(chǎn)生較高的滑移率，導(dǎo)致該車輪受到的側(cè)向力迅速減少而縱向制動力迅速增大，于是也產(chǎn)生一個與橫擺方向相反的橫擺力矩。由于對一個前輪制動，車速也會降低，從而獲得了一個附帶產(chǎn)生的有利于穩(wěn)定性的因素。3． ESP 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)帶有 ECU液壓調(diào)節(jié)器 輪速傳感器 轉(zhuǎn)角傳感器側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器 與發(fā)動機管理系統(tǒng)的通信167。 ESP系統(tǒng)由傳統(tǒng)制動系統(tǒng)、傳感器、液壓調(diào)節(jié)器、汽車穩(wěn)定性控制電子控制單元和輔助系統(tǒng)組成，在電腦實時監(jiān)控汽車運行狀態(tài)的前提下，對發(fā)動機及控制系統(tǒng)進行干預(yù)和調(diào)控。 在汽車行駛過程中，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測駕駛者轉(zhuǎn)彎方向和角度，車速傳感器監(jiān)測車速、節(jié)氣門開度，制動主缸壓力傳感器監(jiān)測制動力，而側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器則監(jiān)測汽車的橫擺和側(cè)傾速度。ECU根據(jù)這些信息，通過計算后判斷汽車要正常安全行駛和駕駛者操縱汽車意圖的差距，然后由 ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車輪上的制動力，如果實際行駛軌跡與期望的行駛軌跡發(fā)生偏差，則 ESP系統(tǒng)自動控制對某一車輪施加制動，從而修正汽車的過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向，以避免汽車打滑、轉(zhuǎn)向過度、轉(zhuǎn)向不足和抱死，從而保證汽車的行駛安全。167。ECU的液壓模塊 液壓模塊執(zhí)行 ECU指令，并通過電磁閥調(diào)整各車輪制動缸的制動力。它位于發(fā)動機艙，布置在制動主缸與車輪制動分缸之間，因此，確保了制動主缸與車輪制動分缸之間的制動管路能得以縮短。如同擔(dān)當(dāng)系統(tǒng)控制功能一樣，ECU也接管了系統(tǒng)所有電氣和電子的控制職能。 167。輪速傳感器 ECU根據(jù)來自輪速傳感器的信號計算車輪的轉(zhuǎn)速。有兩種不同工作原理的傳感器：被動式（感應(yīng)）和主動式（霍爾）速度傳感器。主動式傳感器正變得越來越為普及。它們應(yīng)用磁場對輪速進行非接觸式檢測，同時還具備識別車輪旋轉(zhuǎn)方向和停轉(zhuǎn)的能力。167。轉(zhuǎn)向角度傳感器 它監(jiān)測轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)的角度，幫助確定汽車行駛方向是否正確。結(jié)合來自輪速傳感器和轉(zhuǎn)向角度傳感器的輸入信息， ECU計算出車輛的目標(biāo)動作。轉(zhuǎn)向角度傳感器的工作范圍（量程）為 720176。在方向盤滿舵轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)，其誤差在 5176。之內(nèi)。 167。側(cè)滑率和加速度傳感器 側(cè)滑率傳感器記錄汽車?yán)@垂直軸線的旋轉(zhuǎn)，確定汽車側(cè)滑與否。旋轉(zhuǎn)的角度取決于由 ECU測得的橫向加速值，并且監(jiān)測車輛轉(zhuǎn)向的數(shù)據(jù)。并將從其它傳感器傳來的信號整合，判定駕駛者的意圖與實際車輛動態(tài)，進而取用修正后的參數(shù)，以施加剎車力或減低動力的方式調(diào)整。167。
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