汽车ESP控制系统

中国矿业大学

13 级硕士研究生课程考试试卷

考试科目机电系统集成与控制

学生姓名

学号

所在院系

任课教师

中国矿业大学研究生院培养管理处印制

汽车ESP控制系统

1 绪论

1.1研究背景

随着我国经济的不断发展，人民生活消费水平的提高，高等级公路、高速公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭。据中国汽车工业协会的统计，我国08年汽车产销分别为934.51万辆和938.05万辆，同比增长5.21%和6.70%。中国现在己经是世界第二大汽车消费国和第三大汽车生产国。中国汽车保有量不断攀升，己接近5200万辆。

由于驾驶员非职业化、车流密集化和车辆高速化，使交通安全问题也随之日益突出。现在，交通安全问题已成为世界性的社会问题，己经引起了各国的高度重视。全球道路交通事故死亡人数每年大约为60万人，仅次于地震、台风、瘟疫，列第四位。我国道路交通安全问题更为突出，道路交通事故死亡人数连续巧年居世界首位，2006年我国的交通事故死亡人数己达10万人，死率达17.2%，万车死亡率高达6.2人，占意外事故死亡人数的80%。虽然从2004年开始交通事故死亡人数连续4年来下降，但是由于基数比较大，交通安全问题依然严峻。

道路交通安全研究涉及到人、车、路等多方面的因素,因而它的研究存在一定的难度。作为广大的汽车生产厂商有义务不断提高车辆安全性。然而汽车安全不等同于交通安全，汽车主被动安全性能的提高并不能改善我国道路交通安全问题严重的现实，中国交通安全的现状短时间内仍然难以改变。

据德国保险联合会的一份事故调查报告显示：在所有的汽车事故中，约有25%的事故是由车辆发生侧滑引起的。而在中国，这一数字更高。导致这种侧滑的原因，一种是因为雨雪天气道路湿滑导致地面附着系数较低，汽车出现滑转现象；另一种是因为驾驶员猛打方向盘、紧急避让，或对路线的判断失误。所以对汽车操控稳定性和制动稳定性进行全面的理论和试验研究，提高汽车的主被动安全性，具有积极的社会效益和明显的经济效益。利用电子控制技术来提高汽车操控稳定性和制动稳定性并扩展其功能己受到广泛重视。自从防抱死制动系统ABS 在轿车上己成为一种标准装备，一些新的电子控制系统也在不断推出，如车载自动诊断系统OBD，弯道制动控制CBC，电子制动力分配EBD，驱动防滑控制系统ASR，电子差速锁EDS，制动辅助系统BAS，电子制动系统EBS以及电子稳定程序ESP等，这些新的电子控制装备的使用，大大提高了汽车的主动安全性。而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程中，始终监测车辆的运动状态，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[1]。

ESP是英文EleetronicStabilityProgram的缩写，中文译成“电子稳定程序”，这一组系统通常是支援ABS及TCS/ASR的功能。不同的研发机构对这一系统的

命名不尽相同，如BOSCH公司早期称为汽车动力学控制(VDC-Vehicle Dyamic Control)，现在BOSCH、Mercedes-Benz公司称为ESP；TOYOTA公司称为汽车稳定性控制系统(VSC-vehicle Stability Control)；BMW公司称为动力学稳定控制系统(DSC-Dyamic Stability Control)；VOLVO公司则称为动力学稳定和驱动控制系统(DSTC-Dynamic stability and Traction Control)。

在2007年9月，欧洲委员会宣布在2011年以后要强制使所有新车安装ESP 系统。而在2007年7月，美国政府也通过强制性法案要求在2011年以后所有载重4.5吨以上的汽车必须安装ESP系统。

在德国、日本、美国等汽车工业发达国家，ESP技术己较为成熟，并已经批量生产，越来越多的车型己将ESP系统作为其标准配置，国内与此相比还有很大差距，目前还正处于推广阶段。目前能生产ESP系统的主要有德国博世(Bosch)、大陆特威斯(Continental-Teves)、日本电装(Denso)、爱德克斯(Advies)、美国德尔福(DelPhi)、天合汽车集团(TRW)、韩国万都(Mando)等少数几家公司，其中博世占了较大份额。从博世1995年推出ESP系统10年以来，到2006年初博世累计销售了2000万套ESP系统。据报道，2005年中国新车的ESP系统装备率为4%，欧洲的新车装备率为40%。2006年欧洲出产新车ESP装备率达到50%，中国达到5%。ESP正在向一般的商用车及重型卡车普及，多家商用车生产厂商和重型卡车生产厂商正在推出带ESP系统的车型[2]。

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。轿车生产商及客车生产商纷纷把ABS及安全气囊作为标准配置，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。所以攻克ESP设计的理论与关键技术，对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的繁荣发展以及促进其它相关工业的繁荣发展起到重要作用，并能带来巨大的社会效益和经济效益。

1.2 ESP系统研究的关键技术

汽车ESP系统是在ABS和ABS/ASR两系统的组合系统的基础上发展而来。它扩展了上述两系统的组件，可主动、准确、快速地制动车辆的各个车轮；它使汽车车轮上的侧向力、驱动力和制动力最优控制，减少汽车实际行驶性能与设定行驶性能之间的差别；有CAN总线接口的发动机管理可控制发动机转矩并进一步控制车轮滑移率。汽车ESP系统的其它控制组件可有选择性的精确控制每个车轮上的瞬态横向力与瞬态纵向力。ESP系统如图1-1所示，包括如下组件：转速率传感器(带横向加速度传感器)、转向盘角度传感器、制动器制动液预压传感器、车轮轮速传感器、ESP系统电控单元、液压调节器、车轮制动器、发动机管理电控单元、燃油喷射、点火提前角干预(只适用于汽油机)、节气门干预,电子加