汽车ESP系统简述

压的频率与车轮转速成正比， ECU采用专门 的信号处理电路将传感器信号转换为同频率 的方波，再通过测量方波的频率或周期来计 算车轮转速。
如图4所示。在图中，方向盘转角传感器信号经 微控制器处理后，通过CAN总线发送给ECU（图 4中B）；横摆角速度传感器、纵向/横向传感器 由于信号特点和安装位置类似，故设计在同一个 模块内（图4中A）；由于ESP对轮速传感器信号 的实时性要求较高，故经过信号调理后，直接送 入 ECU（图4中C）。在图4的A和B中，需要微处 理器对信号进行处理并通过CAN总线传送数据， 本文选用Infineon公司的SAK-C164CI。该芯片是 专为汽车应用而设计，内置AD转换器、输入信 号捕捉、正交解码器，运算速度快，非常适合 ESP的传感器信号处理。
一、实时监控： ESP能够实时监控驾驶者的操 控动作、路面反映、汽车运 动状态，并不断向发动机和 制动系统发出指令。 二、主动干预： ABS等安全技术主要是对驾 驶者的动作起干预作用， 但不能调控发动机。ESP则 可以通过主动调控发动机 的转速，并调整每个轮子 的驱动力和制动力，来修 正汽车的过度转向和转向 不足。
单独对车轮进行制动是 ESP的首要功能。换句话 说，为了使车辆恢复稳定 行驶，必须对各个车轮单 独施加精密的制动力。而 且，ESP还能降发动机扭 矩并干预自动变速器的档 位，而整个过程ESP利用 微处理器分析来自传感器 的信号并输出相应的控制 指令。
ESP分析：驾驶员通过 对方向盘的操作，想向 哪个方向行驶？ ESP检测：车辆的行驶 方向是什么？ ESP干预：有针对性的 对各个车轮进行制动。
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随着现代汽车技术的发展，车辆 的主动安全性大大提高。为了防 止车轮抱死，避免车辆在紧急制 动时因车轮抱死而失控，1978年 博世公司开发了世界首套ABS， 并在1985年投产。 由于ABS不能解决车辆在湿滑路面 上起步或加速出现的车轮打滑问题， 更不能避免车辆发生侧滑。因此， 在ABS的基础上，进一步发展出了 牵引力控制系统（TCS）。 1995年博世公司又推出了电子稳 定程序 （ElectronicStabilityProgram，简 称ESP系统）。
Hale Waihona Puke 2．横摆角速度传感器 横摆角速度传感器检测汽车沿垂直轴的 偏转，该偏转的大小代表汽车的稳定程 度。如果偏转角速度达到一个阈值，说 明汽车发生测滑或者甩尾的危险工况， 则触发ESP控制。当车绕垂直方向轴线 偏转时，传感器内的微音叉的振动平面 发生变化，通过输出信号的变化计算横 摆角速度。 3．纵向/横向加速度传感器 ESP中的加速度传感器有沿汽车前进方 向的纵向加速度传感器和垂直于前进方 向的横向加速度传感器，基本原理相同， 只是成90°夹角安装。ESP一般使用微 机械式加速度传感器，在传感器内部，
1.传感技术的改进 2.体积小质量轻及低成 本液压制动作动系统的 结构设计 3.ESP的软硬件设计 4.通过CAN完善控制功能
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三、事先提醒： 当驾驶者操作不当或路面异 常时，ESP会用警告灯警示驾 驶者。换句话说，ESP实际上 是一种牵引力控制系统，与 其他牵引力控制系统比较， ESP不但控制驱动轮，而且可 控制从动轮。如后轮驱动汽 车常出现的转向过多情况， 此时后轮失控而甩尾，ESP便 会刹慢外侧的前轮来稳定车 子；在转向过少时，为了校 正循迹方向，ESP则会刹慢内 后轮，从而校正行驶方向。
方向盘转角传感器接口
C164CI
转速传感器
横摆角速度、纵向/横向加速度传感器
颠簸路面实车试验中采集得到的 纵向加速度传感器的一组对比曲 线
ESP以ABS制动防抱死系统为基础，通过外围的传 感器收集方向盘的转动角度、侧向加速度等信息， 这些信息经过微处理器加工，再由液压调节器向车 轮制动器发出制动指令，来实现对侧滑的纠正。特 别是在转弯时，即侧向力起作用时，ESP使车辆稳 定并保持安全行驶。而ABS和TCS仅仅在纵方向上 起作用。ESP不仅用到了ABS和TCS的所有部件，还 包含了一个集成有侧向加速传感器的横摆角速度传 感器和方向传感器。
方向盘转向角度传感器检测到驾驶员的 转向角度以后，就会通知ESP电脑；与 此同时，各个车轮转速传感器测得的车 轮转速信息也会传递到ESP电脑。电脑 可以根据各个车轮的转速计算出车辆的 实际运动轨迹。如果实际运动轨迹，跟 理论运动轨迹有区别，或者检测出某个 车轮打滑（丧失抓第力），电脑就会首 先通知节气阀，减小开度（收油）。然 后通知制动系统对某个车轮进行制动， 来修正运动轨迹。当实际运动轨迹与理 论运动轨迹（驾驶员意图）相一致时， ESP自动解除控制。
一小片致密物质连接在一个可以移动的悬 臂上，可以反映出汽车的纵向/横向加速 度的大小，其输出在静态时为2.5V左右， 正的加速度对应正的电压变化，负的加速 度对应负的电压变化，每1.0～1.4V对应1g 的加速度变化，具体参数因传感器不同而 有所不同。 4．轮速传感器 在汽车上检测轮速信号时，最常用的 传感器是电磁感应式传感器，一般做法是 将传感器安装在车轮总成的非旋转部分 （如转向节或轴头）上，与随车轮一起转 动的导磁材料制成的齿圈相对。当齿圈相 对传感器转动时，由于磁阻的变化，在传 感器上激励出交变电压信号，这种交变电
1．方向盘转角传感器 ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变 化速率来识别驾驶员的操作意图。方向 盘转角传感器将方向盘转角转换为一个 可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号， 方向盘转角一般是根据光电编码来确定 的，安装在转向柱上的编码盘上包含了 经过编码的转动方向、转角等信息。这 一编码盘上的信息由接近式光电耦合器 进行扫描。接通点火开关并且方向盘转 角传感器转过一定角度后，处理器可以 通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对 转角。方向盘转角传感器与ECU的通讯 一般通过CAN总线完成。
汽车电子稳定程序控制系统 （Electronic Stability Program），虽 然不同的车型，往往赋予其不同的名 称，如BMW称其为DSC，丰田、雷克 萨斯称其为VSC，而VOLVO 汽车称其 为DSTC，但其原理和作用基本相同。
各国装配情况
ESP的装配率因各个国家而异。根 据博世的统计，2005年德国新车 ESP装配率约为72％，西欧的平 均新车装配率约为44％，在日本 和北美，这个数字稍低，北美约 为21%，日本约为15%。而目前 中国的装配率还比较低，约为 3%。