ESP系统的发展和应用研究.doc

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1、第一章研究汽车ESP控制系统的意义从汽车诞生时起，汽车的安全性就扮演着至关重要的角色。近年来随着汽车行驶速度的提高及道路行车密度的增大，交通事故的发生率逐年上升。据德国保险业协会、汽车安全学会分析了导致严重伤亡交通事故的原因后的研究显示:60%的死亡交通事故是由于侧面撞车引起的，30%-40%是由于超速行驶、突然转向或操作不当引发的。最大限度地减少汽车交通事故是车辆工程和相关领域解决的重要科技问题。在我国，随着国民经济的快速增长，人民生活水平的不断提高及安全意识的增强，汽车工业和交通运输事业的不断向高层次发展，对汽车安全性必将提出新的要求。改进汽车的安全性不仅可减少汽车交通事故和人员的伤

2、亡及经济损失，并直接影响交通运输环境和人民生活的安定。所以全方位、可靠地提高汽车的安全性能就成为摆在汽车设计、开发及科研人员面前一项紧迫而艰巨的任务。汽车的安全性能从总体上来说可分为主动安全性和被动安全性。主动安全性主要是根据汽车设计和汽车理论对汽车内部构造进行合理、有效的设计来主动预防事故发生。具有代表性的有汽车防抱死系统和汽车驱动防滑系统。被动安全性主要是指汽车发生碰撞和意外时，通过车内的保护系统（如吸震装置，联动锁紧装置以及其它附属装置）来有效地保护乘客，使伤害减少到最低程度。具有代表性的有乘客系绊系统，安全气囊。目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方

3、法，以及采用新的控制技术[2]。汽车防抱死制动系统（ABS）是根据不同滑移率下所对应的轮胎-地面的附着特性来调节制动压力来防止汽车制动时的车轮抱死。通过充分利用地面附着系数而获得较高的地面制动力和侧向力，缩短汽车的制动距离，提高汽车制动的方向稳定性，减少轮胎磨损。该项技术在提高汽车安全、减少事故损失和提高汽车运行经济性方面发挥了重要作用，是汽车行业最重要的主动安全技术之一。汽车驱动防滑控制（AntiSlipRegulation）系统简称ASR,又称为牵引力控制系统（TractionControlSystem）,简称TCS或TRC。是续汽车防抱死制动系统（ABS）之后应用于车轮防滑的电子控

4、制系统。其功用是防止汽车尤其是大马力的车子在起步、加速时驱动轮打滑的现象，以维持汽车行驶方向和稳定性，保持良好的操控性及尽可能利用车轮-路面间纵向附着能力，提供最适当的驱动力，达到良好的行车安全。汽车电子稳定程序(ElectronicStability37Program)控制系统，简称ESP。九十年代中期出现的ESP系统，是继汽车防抱死制动系统和汽车驱动防滑控制系统之后，汽车主动安全性的又一重大飞跃。ESP系统由传感器、ECU（电子控制单元）和执行器三大部分组成，在电脑实时监控汽车运行状态的前提下，对发动机及制动系统进行干预和调控。其工作原理为:在汽车行驶过程中，方向盘转角传感器监测驾驶

5、者转弯方向和角度，车速传感器监测车速、节气门开度，制动主缸压力传感器监测制动力，而侧向加速度传感器和横摆角速度传感器则监测汽车的横摆和侧倾速度。ECU根据这些信息，通过计算后判断汽车要正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距，然后由ECU发出指令，调整发动机的转速和车轮上的制动力，如果实际行驶轨迹与期望的行驶轨迹发生偏差，则ESP系统自动控制对某一车轮施加制动，从而修正汽车的过度转向或不足转向，以避免汽车打滑、转向过度、转向不足和抱死，从而保证汽车的行驶安全。ESP系统的出现，极大地改善了汽车在行驶过程中的安全性和操纵性，特别是在路况很差，路面被雨水和冰雪覆盖时，ESP控制系统在车辆行驶过

6、程中，始终监测车的运动状态，尤其是与转向相关的运行状态，一旦出现不稳定的预兆，ESP控制系统便实时予以修正，从而使汽车的行驶安全性大大提高，驾车人员感觉更灵活，更快捷，更安全。ESP系统使汽车在极限状况下更容易操纵,它可以降低汽车突然转向时的危险，提高方向稳定性。ESP系统可以辩识汽车的趋向，并且做出反应，它可在单个车轮上施加制动力，从而产生附加横摆调节力矩，帮助汽车回到正确的方向上来。ESP综合ABS、BAS和ASR三个系统功能，目前主要应用在高端车型，比如奔驰、宝马、奥迪。近年来汽车工业已成为我国的支柱产业，汽车在日常工作和生活中起着越来越重要的作用。汽车生产厂商为提高产品的竞争力及

7、市场占有率，都把汽车安全技术和价格作为非常重要的竞争手段。在五年前，国内极少有汽车生产厂家把ABS系统和安全气襄作为标准配置，然而随着WTO的加入及中国汽车市场竞争的白热化，轿车生产商及客车生产商纷纷把ABS及安全气襄作为标准配置，以跟上汽车技术发展潮流和提高产品竞争力，这也是国内汽车工业发展的必然规律。可以预见，ESP汽车安全产品不久将成为多款中、高轿车和其它车型的标准配制，掌握ESP技术，就掌握了竞争未来汽车安全技术的主动权。所