汽车ESP系统的分析和研究设计论文

武威职业学院汽车检测与维修专业（专科）

毕业设计（论文）

题目汽车防侧滑系统综述

姓名陈小成

学号***********

指导老师高鹏堂

完成日期

教学系汽车工程系

汽车行驶因制动或其它原因常常向侧面发生甩动，即其一轴或两轴的车轮发生横向移动，也就是人们常说的甩尾滑动现象。称之为制动侧滑。

绪论 (1)

1汽车防侧滑的概念 (2)

1.1汽车制动侧滑的危害 (2)

1.2引起汽车侧滑的因素 (2)

1.3汽车制动侧滑的预防措施 (2)

2 汽车ESP的概念 (3)

3汽车ESP系统的结构 (3)

3.1汽车ESP的结构组成 (3)

3.2电子控制单元ECU (4)

3.3液压调节总成 (6)

3.4前轮速度传感器 (7)

3.5后轮速度传感器 (7)

3.6 ESP开关 (8)

3.7方向盘转角传感器 (8)

4电子稳定控制系统(ESP)子系统的工作过程 (9)

4.1防抱死制动系统（ABS）的工作过程 (9)

4.1.1 BAS的基本原理 (9)

4.1.2ABS控制方法的分析 (11)

4.1.3基于滑移率的PID控制算法 (11)

4.3防侧滑系统(ASR)的工作过程 (12)

4.3.1 ASR的组成 (12)

4.3.2 ASR工作原理 (12)

4.3.3 ASR系统的执行机构 (13)

4.3.4 节气门驱动装置 (14)

4.5电子制动力分配(EBD)工作过程 (14)

5电子稳定程序的工作过程 (15)

5.1克服转向不足的操作 (15)

5.2克服转向过度的操作 (16)

6电子制动系统的维修 (17)

7国内外ESP研究的现状和目的与意义 (20)

7.1 ESP的概括与发展历程 (21)

7.2 ESP的现状和发展局势 (21)

7.2.1传感技术的改进 (21)

7.2.2．体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计 (22)

7.2.3 ESP的软硬件设计 (22)

7.2.4通过CAN完善控制功能 (22)

7.3研究ESP的目的和意义 (22)

总结 (24)

参考文献 (25)

致谢 (26)

绪论

ESP是汽车电子稳定程序 (Electronic Stability Program)的简写，由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。1998年2月，梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS)，电子制动力分配（EBD）和防侧滑（ASR）的基本功能；能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的行驶趋势，比如，由于人为或环境的干扰，轿车可能进入不稳定的行驶状态；特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷，如果得不到及时纠正，就会使车子偏离正确行驶路线，严重时，就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案，让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应，从而及时地，恰当地消除这些不稳定行驶趋势，使汽车保持在所期望的行驶路线上。ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破，它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性。

1汽车防侧滑的概念

汽车行驶因制动或其它原因常常向侧面发生甩动，即其一轴或两轴的车轮发生横向移动，也就是人们常说的甩尾滑动现象。称之为制动侧滑。

1.1汽车制动侧滑的危害

汽车在行驶中．常因制动引起汽车偏离原定的行驶方向，造成侧向滑移，甚至翻车而引发交通事故。汽车在高速时制动，会使汽车完全丧失操纵，尤其后轴侧滑将引起汽车剧烈的回转运动．导致翻车、撞车等恶性事故。汽车制动时侧滑，影响汽车行驶的稳定性，增加燃油消耗及轮胎的过度磨损。汽车轮一旦失去附着能力后。汽车的运动状态难以控制。

1.2引起汽车侧滑的因素

机件失调。前桥变形或主销与销套松旷、横直拉杆球头松旷，双横拉杆结构汽车的前束调整不当，轮毂轴承松旷，边梁断裂等，都会引起侧滑。车轮制动阀调整不当。调整车轮制动时。一侧抱死一侧未抱死。或后轮抱死而前轮未抱死等。以及制动起始车速和道路附着系数不同．制动跑偏引起严重侧滑；装有防抱死(ABS)制动装置的汽车，因路面凸形不均，或制动装置缺乏维护，易引起侧滑。汽车在弯道、坡道、不平路面或越过路标时速度过快而引起侧滑。在湿滑的路面上行车．车轮与路面的附着力大大减小。车轮承受侧向力的能力急剧下降，此时，只要很小的侧向力就引起侧滑；另外，单纯使用手制动或脚制动(制动间隙不一致)，如果前轮制动轻，后轮制动重．都极易产生侧滑。汽车前后轮制动力不均匀，轮胎气压不一样，轮胎花纹磨平等．也会引起制动侧滑。

1.3汽车制动侧滑的预防措施

在调整制动时。一定要调到前、后轮同时抱死或前轮略提前抱死。制动不应有明显的跑偏现象。在泥泞路面、冰雪路面上行车要降低行车速度。当遇到前面有障碍物时，要提前减速。汽车在行驶中，当制动时出现侧滑，应立即停止制动，减少燃油供给量(不能放掉加速踏板)，把转向盘朝着侧滑的那边(同方向)转动对于装有感载比例阀或防抱死装置的汽车，应经常检查其功能的有效性。驾驶没有防抱死装置的汽车，制动时，可将滑动率控制在10％ 30％的范围内，以得到最大的附着系数．使车轮处于半抱死半滚动的状态，以充分利用附着力获得理想的制动效果，能较好地防止侧滑。

合理装载，防止侧滑或翻车的事故。合理装载是指装载乘客(或突物)应尽量降低重心高度。而且要装载均匀，避免重心偏向一侧，以减小翻车的可能性。

2汽车ESP的概念

ESP是Electronic Stability Program（电子稳定程序）的缩写。ESP系统通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向ABS、ASR发出指令，帮助车辆维持动态平衡。ESP可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显。

ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的转动速度）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。ESP 最主要的作用是在紧急情况下，可以帮助驾驶员保持对车辆的控制，避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑，在车辆和地面间还有附着力的前提下，保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断，对车辆的行驶状态进行及时的干预。

ESP可以监控汽车行驶状态，并自动向一个或多个车轮施加制动力，以保持车子在正常的车道上运行，甚至在某些情况下可以进行每秒150次的制动。

目前ESP有3种类型：能向4个车轮独立施加制动力的四通道或四轮系统；能对两个前轮独立施加制动力的双通道系统；能对两个前轮独立施加制动力和对后轮同时施加制动力的三通道系统。ESP目前最高为8.0版本,具备刹车盘清洗功能。当车辆驶过湿路后,ESP会自动让刹车摩擦片轻蹭刹车盘，完成刹车盘干燥功能。

3汽车ESP系统的结构

3.1汽车ESP的结构组成

ESP 是在原有电子制动防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）和牵引力控制（ASR）的基础上发展起来的。该电子制动系统由电子控制单元（ECU）、液压调节器总成、车轮速度传感器、方向盘转角传感器、横向偏摆率传感器、车轮速度传感器脉冲环以及ESP控制开关等部件组成，其中电子控制单元与液压调节器是一体的。其系统组成见图1.1