畢業(yè)設(shè)計-汽車電子穩(wěn)定程序控制esp系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-06 19:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 則路面可提供的側(cè)向力減小。當(dāng)滑移率 A=0時 ， 車輪與路面間不打滑 ， 側(cè)向附著狀態(tài)最佳；而A=1時 ， 車輪與地面間純滑動 ， 側(cè)向附著狀況最差 ， 不能控制車輛轉(zhuǎn)向 。 ESP系統(tǒng)通過直接控制作用在 4個車輪上的制動力或牽引力 ， 間接改變車輪受到的側(cè)向力及汽車受到的橫擺力矩，使汽車的運(yùn)動方向得到修正 。 ESP 系統(tǒng)特點(diǎn)和性能 ESP 系統(tǒng)的特點(diǎn) （ 1）實(shí)時監(jiān)控。 ESP是一個實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng) ， 它每時每刻都在監(jiān)控駕駛者的操控 、 路面反應(yīng)和汽車運(yùn)動狀態(tài) ， 并不斷向發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)發(fā)出指令 。 ( 2 ) 主動干預(yù) 。 ABS/EBD等系統(tǒng)在起作用時 ， 系統(tǒng)對駕駛者的操控起一定干預(yù)作用 ,但它不能調(diào)控發(fā)動機(jī) ,而 ESP則是主動調(diào)控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速并可調(diào)整每個車輪的制動力 （ 四通道系統(tǒng) ）， 以修正汽車的過度轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向不足 。 （ 3） 事先提醒。 ESP具有實(shí)時警示功能 ， 當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)和路面異常時 ，它會在主動干預(yù)的同時用警告燈警示駕駛者 。 第二章 汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)分析 10 ESP 系統(tǒng)的功能 奔馳公司關(guān)于 ESP系統(tǒng)適用性和可靠性檢測試驗(yàn)結(jié)果表明 ,ESP系統(tǒng)在汽車行駛的各種工況下都能起到良好效果 ,如彎道行駛 、 急速繞過障礙等 。 ESP系統(tǒng)不僅可提高汽車在干燥路面上行駛時的穩(wěn)定性 ， 還可以在路面附著性較差（ 如結(jié)冰 、 濕滑及碎石等 ） 時起作用 。 在上述不利狀況下 ， 車輪與路面之間的附著力降低 ， 汽車容易發(fā)生側(cè)滑和跑偏 ， 失去方向穩(wěn)定性 ， 甚至在急轉(zhuǎn)彎時發(fā)生翻車事故 。 這時 ESP系統(tǒng)干預(yù)駕駛操作 ， 精確控制各車輪的受力以穩(wěn)定車輛 。 在過去幾年中 ， 多家世界著名汽車廠商和研究機(jī)構(gòu)對 ESP的有效性進(jìn)行了科學(xué)研究 。 結(jié)果表明 ， 裝備 ESP系統(tǒng)的汽車可以減少 80%由側(cè)滑引起的交通事故 ，而且可有效降低 42%的行車事故 （ 并非因駕駛員受其他路人的影響而失去對車輛控制而引起的交通事故 ）。 雖然 ESP系統(tǒng)是汽車主動安全技術(shù)中堪稱里程碑式的突破 ,但它并不是 車輛自動駕駛系統(tǒng) ,不能因?yàn)槭褂昧?ESP系統(tǒng) ,駕駛員就粗心大意 ,ESP系統(tǒng)并不能在任何情況下都能保持汽車的行駛穩(wěn)定性 。 ESP 系統(tǒng)的應(yīng)用 奔馳公司是第一個在其轎車上使用 ESP系統(tǒng)的汽車制造商 ， 該系統(tǒng)的首次亮相是在 1995年 ， 目前 ， 德國已有超過 70% 的新注冊車輛配備了 ESP。 博世公司的研究表明 ， 2021年 ， 歐洲大約 40%的新注冊車輛配備了 ESP。 在高檔車上 ， ESP已成為標(biāo)準(zhǔn)配置 ， 在中檔車上的裝配率也迅速提高 ， 在緊湊型車上裝配率稍低 。 在美國和日本 ， ESP的裝配率也迅速提高 。 美國政府要求所有汽車必須在 2021年 9月前配備防止傾翻的電子穩(wěn)定控制裝置 。 這將是繼安全帶之后的又一項重大強(qiáng)制性措施 。 在中國 ， ESP的裝配率還較低 ， 目前 ， 僅在高檔豪華車上較常見 ， 而中高檔的幾款銷量領(lǐng)先的車型 （ 如帕薩特 、 馬自達(dá) 6等 ） 都沒有配置 ESP， 甚至連第二章 汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)分析 11 寶馬 3系和 5系 、 奧迪 A4和 A6都未將 ESP作為其標(biāo)準(zhǔn)配置。 ESP 系統(tǒng)的可靠性 梅塞德斯一奔馳公司從 1994年起就對 ESP系統(tǒng)進(jìn)行了適用性和可靠性的全面驗(yàn)證試驗(yàn)。 在微機(jī)控制系統(tǒng)的 ROM中，預(yù)先儲存的控制程序中的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)數(shù)據(jù)，應(yīng)該來源于大量的實(shí)車測試數(shù)據(jù)。但由于在沒有 安全保障的情況下的實(shí)車試驗(yàn)，有可能造成無法彌補(bǔ)的安全事故后果，因此標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)數(shù)據(jù)的取得，采用了模擬器。模擬器內(nèi)輸入了大量的通過實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)，可以仿真出很多復(fù)雜的路面狀況和駕駛過程。再通過 80位梅塞德斯轎車車主用模擬器進(jìn)行時速為 100km／ h的模擬路面駕駛試驗(yàn)，得到各種不同性能的汽車在各種駕駛過程中的響應(yīng)。模擬器檢測手段既安全，又可以得到很多實(shí)車試驗(yàn)無法測量的數(shù)據(jù)。比如，在試驗(yàn)場的 4個轉(zhuǎn)彎處，用模擬器模擬路面突然結(jié)冰的情況，這將使車輪和路面之間的附著力在幾米的路程內(nèi)減少 70％以上。如果轎車沒有 ESP系統(tǒng)，則 78％的駕駛員不能將他們的汽車穩(wěn)定在冰雪路面上，還可能遭受汽車連續(xù) 3次翻轉(zhuǎn)造成的傷害。有了 ESP系統(tǒng)，所有參加過模擬測試的駕駛員都能避免汽車翻轉(zhuǎn)事故的發(fā)生。 汽車底盤電子控制系統(tǒng)的發(fā)展 集成底盤管理系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)特別是大規(guī)模集成電路和微型電子計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，汽車的電子化程度越來越高。汽車的底盤系統(tǒng)也改變了以往那種完全依靠液壓或氣壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)來傳遞力的機(jī)械式結(jié)構(gòu)，開始步入電子伺服控制 (Bywke，操縱裝置與執(zhí)行器之間靠電信號聯(lián)系而非機(jī)械的連接 )階段，底盤綜合控制系統(tǒng)第二章 汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)分析 12 也已開始出現(xiàn)。先 進(jìn)的底盤電子控制系統(tǒng)優(yōu)化了車輪與地 l面之間的附著狀況，顯著地改善了汽車的動力性、安全性和舒適性。 汽車底盤電子控制系統(tǒng)將逐步形成一個集成底盤管理 (ICM)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將集成所有的底盤電控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)問硬件、能量和信息的共享，以最大限度地獲取系統(tǒng)集成帶來的增效作用，提高汽車的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。 動力車身控制系統(tǒng) (Dynamic Body Control) 對于多用途運(yùn)動車 (SUV)和其他質(zhì)心較高的汽車，動力車身控制系統(tǒng)町最大程度地提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定能力，同時汽車行駛舒適感增強(qiáng)。在汽車越野行 駛時，車橋通過相互配合來獲得更好的牽引性能。動力車身控制系統(tǒng)使用 1— 2個主動式平衡桿模塊，通過對平衡桿施加可調(diào)節(jié)的預(yù)加載荷來防止汽車轉(zhuǎn)彎時發(fā)生左右搖晃。當(dāng)汽車車身要發(fā)生傾斜時，加速度計監(jiān)測到汽車側(cè)滑傾向，將信號傳到控制系統(tǒng) ECU， ECU指令向平衡桿執(zhí)行器通入壓力油，壓力油產(chǎn)生力的大小根據(jù)加速度計監(jiān)測到的汽車橫向加速度大小和汽車產(chǎn)生搖晃的時間來確定。 新一代 ESP 新一代汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)將主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng) (Activesteefing Control。 ASC)和可選擇懸架模式的主動懸架控制系統(tǒng) (Active Damping Control， ADC)和 ESP集成在一起，使汽車的動態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)更加完善，提高了汽車在任何情況下的行駛穩(wěn)定性和操縱穩(wěn)定性。 在非危險行駛狀況下，主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)使駕駛更靈活，以增加駕駛樂趣。在危險行駛狀況下，主動轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)與制動系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)共同控制汽車的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。第三章 第二代汽車電子穩(wěn)定程序 ESPII 13 第三章 第二代汽車電子穩(wěn)定程序 ESPII ESPII 的系統(tǒng)及組件 ESPⅡ系統(tǒng)由制動、轉(zhuǎn)向和優(yōu)化懸架等子系統(tǒng)組成，當(dāng)然還包括各種傳感器。 制動系統(tǒng) 作為電控制動，系統(tǒng)主要采用 了 Mk60E5/Mk25E5或電液制動。 2套系統(tǒng)共同使用內(nèi)部壓力傳感器，確保四輪壓力和駕駛員意圖的冗余度。 主動轉(zhuǎn)向 主動轉(zhuǎn)向體現(xiàn)出 ESPⅡ系統(tǒng)中最先進(jìn)的技術(shù)。在方向盤轉(zhuǎn)角的基礎(chǔ)上通過轉(zhuǎn)向柱上的 1個集成電機(jī)，經(jīng)由 1套兩級行星齒輪機(jī)構(gòu)在前輪上附加了 1個疊加轉(zhuǎn)向角。因而，車輪的轉(zhuǎn)向角就是駕駛員操
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