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ESP
阅读:19662时间:2011-09-07 14:03:29

  ESP(Electronic Stability Program)即车身电子稳定系统,博世是第一家把电子稳定程序(ESP)投入量产的公司。因为ESP是博世公司的专利产品,所以只有博世公司的车身电子稳定系统才可称之为ESP。ESP包含ABS及ASR,是这两种系统功能上的延伸。

概述

  ESP系统实际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。

  ESP系统包含ABS(防抱死刹车系统)及ASR(防侧滑系统),是这两种系统功能上的延伸。因此,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。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(监测各个车轮的速度转动)、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。有ESP与只有ABS及ASR的汽车,它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误,防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感,例如汽车在路滑时左拐过度转向(转弯太急)时会产生向右侧甩尾,传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力,产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然,任何事物都有一个度的范围,如果驾车者盲目开快车,现在的任何安全装置都难以保全。

功能

  为了能够形象、具体的说明 ESP 系统到底都隐藏有哪些秘密,我们将以速腾和迈腾上的 ESP 系统举例说明。这两种车型上匹配的 ESP 系统包括了九种详细功能,分别为:ABS(防 死锁刹车系统)、EBD(电子制动力分配系统)、ESBS(扩展的电子稳定刹车系统)、HVV (后桥全减速)、ASR(牵引力控制系统)、EDL(电子差速锁)、MASR(发动机阻力矩 控制)、HBA(液压辅助制动)和 LDE(低动力 ESP)。下面,我们就一起来看看以上那 些功能,在日常行车时都会起到什么作用。(注释:这两种车型上的 ESP 系统并不是博世 (BOSH)公司所提供的,迈腾由美国天合(TRW)所提供,而速腾则是德国大陆特维斯 (Continental Teves)公司所提供。)

  ABS(防死锁刹车系统)

  平时经常提到的 ABS,其英文全称为“Anti-lockBreakSystem”,中文译名“防死锁刹车系 统”。该系统可在汽车制动情况下车轮即将锁死时,一秒内连续制动 60 至 120 次,有点类似 于机械式“点刹”。这样便可以有效避免紧急刹车时方向失控或车轮侧滑,同时由于车轮在刹 车时不会被锁死,轮胎不在一个点上与地面发生摩擦,因而加大了摩擦力,使刹车效率达到 90%以上。

  ABS 防锁死刹车系统分机械和电子式两种,机械式 ABS 结构简单,主要利用其自身内部 结构达到简单调节制动力的效果, 没有传感器来反馈路面摩擦力和轮速等信号, 完全依靠预 先设定的数据来工作, 因此在任何路面情况下它的工作方式都是一样的, 目前国内只有一些 低端的皮卡等车型仍在使用机械式 ABS。 电子式 ABS 则由液压制动系统、 车轮转速传感器、 电子控制器和电磁调节器等部件组成。 其工作原理就是由轮速感应器监测车轮的转速, 监测 信号汇集到电子控制器内分析。 一旦监测到车轮快要抱死时, 电子控制器会发出指令给电磁 调节器,由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵,以“一放一收”的点放形式来控制刹 车摩擦片,解除车轮的锁死现象。

  EBD(电子制动力分配系统)

  EBD 又名 EBFD,全称为:“Electrontc Brake-Force Distribution:,中文译为“电子制动力 分配系统”,该系统可根据车况、路况以及制动状态,动态向四个车轮分配制动力的电子主 动式安全系统,这套系统实际上是 ABS 的一种辅助功能。

  EBD 系统的工作原理如下:

  1、驾驶员踩下制动踏板,此时 EBD 开始工作。

  2、整车质量传感器把整车质量计算出后提交给 ECU。

  3、车轮传感器把当前四轮转速,摩擦力等信息采集后传送至 ECU。

  4、ECU 在收到数据后,通过运算模块计算每个车轮应该分配多少制动压力。

  5、制动力分配器启动,通知 ABS 待命。

  6、必要时刻启动 ABS 系统。

  7、制动开始。

  简单点说,就是当汽车制动时,如果四只轮胎附着地面的条件不同,比如左侧轮附着在 湿滑路面,而右侧轮附着于干燥路面,那么四个轮子与地面的摩擦力则不同,制动时(四个 轮子的制动力相同)就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象,而 EBD 系统则会在此时及时调整 每个轮胎的制动压力,从而确保车辆能够有效、平稳的减速。

  ESBS(扩展电子稳定刹车系统)

  ESBS 的英文全称为“Erweitertes-Stabilitts-Brems-System”,即“扩展电子稳定制动系统”, 该系统同样是 ABS 的另一项辅助功能,在增加车辆的稳定性的同时减少打滑危险,能够通 过在紧急情况下稳定车辆并且防止打滑来有效避免严重事故。

  HVV(后桥全减速)

  HVV 的全名叫“Hinterachs-Voll-Verzgerung”--后桥全减速。该系统会在车辆前轮以进入 ABS 状态、而后轮却未开始动作时,将后轮的刹车油压升高,使后轮也进入 ABS 状态,藉 此提供迅速的刹车效能且有效缩短刹车距离。

  ASR(驱动防滑系统)

  相信一些平时对车辆感兴趣的朋友看在到 ASR 时并不会陌生,它就是 “Antriebs-Schlupf-Regelung”--中文名为驱动防滑系统,属于主动安全装置,又称牵引力控制 系统。它可有效防止汽车驱动轮加速时出现打滑现象,特别是雨、雪、冰雹、路冻等摩擦力 较小的特殊路面上尤为起效。

  ASR 系统其实是 ABS 的升级版,它在 ABS 基础上加装了可膨胀液压装置、增压泵、液 压压力筒、 第四个车轮速度传感器, 一套复杂的电子系统和带有自身控制器的电子加速系统。 当驱动轮打滑时 ASR 通过对比个车轮转速,电子系统判断出驱动轮是否打滑,立刻自动减 少节气门进气量,降低引擎转速从而减少动力输出,对打滑的驱动轮进行制动。这样便可以 减少打滑并保持轮胎与地面抓地力之间最合适的动力输出,此时无论怎么给油,在 ASR 的 介入下驱动轮都不会发生打滑现象。

  EDL(电子差速锁)

  差速锁 EDL 的英文全拼为“Elektronische-Differential-Sperre”即电子差速锁。它同样是 ABS 的一 种扩展功能,用于鉴别车轮是否与地面失去摩擦力,从而对汽车的加速打滑进行控制。当电 子控制单元判断出某一侧驱动轮打滑时, 系统通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制 动,从而提高另一侧驱动轮的附着利用率以提高车辆的通过能力。

  MASR(发动机阻力矩控制)

  MASR 即驱动防滑系统,这套电子安全系统的功能与 TCS(牵引力控制系统)十分相近, 目前主要应用在大众旗下车型上,同样是 ABS 的功能扩展。其作用是借助 ABS 传感器对滑 移率进行识别, 并借助车辆数据总线自动降低发动机阻力矩, 达到降低滑移率的目的从而保 证车辆行驶稳定性。另外,当车辆在附着条件较差的路面上起步或加速时,MASR 系统可 以自动降低发动机扭矩,防止驱动轮打滑是车辆平稳起步。

  HBA(液压辅助制动)

  “Hydraulischer-Brems-Assistant”--HBA,即液压辅助制动。此系统可在紧急停车时增加制 动压力,当驾驶员踩下制动踏板时提供压力补充。就是说当在驾驶员迅速踩下制动踏板时, 系统会立即将制动力提升到最高程度,直到 ABS 系统为防止车轮锁死而进行干预。当松开 制动踏板时,液压制动辅助系统将会关闭,而如果防抱死系统失灵,该系统便会失去功效, 不再工作。

  从功效上来归结这九大功能,可将它们分为三类:ABS、EBV、ESBS 主要是起到 防止车轮抱死的作用;MASR、EDL、ASR 的主要功效是驱动防滑;而 HVV、EDL、LDE 从某种意义上讲,它们称作是 ESP 的“豪华配置”,因为在目前大部分车型上的电子稳定系 统中,这三种功能的存在状况依然凤毛麟角。相对目前国内市场所销售的全部车型,并不是 所有均装备了以上这种最新版本的 ESP 系统,因此,我们在平时选购车辆时不仅要关注该 车是否装有 ESP 系统,还应更进一步了解其所匹配的 ESP 系统功能是否足够强大。 除了功能方面的区别之外,不同版本的 ESP 系统还在其他一些方面存有几点不同之处。

组成

  ESP系统由传统制动系统、传感器(轮速传感器、转向角度传感器、侧滑率和加速度传感器)、液压调节器、汽车稳定性控制电子控制单元(ECU)和辅助系统组成。

中的传感器

  轮速传感器

  ECU根据来自轮速传感器的信号计算车轮的转速。有两种不同工作原理的传感器:被动式(感应)和主动式(霍尔)速度传感器。主动式传感器正变得越来越为普及。它们应用磁场对轮速进行非接触式检测,同时还具备识别车轮旋转方向和停转的能力。

  转向角度传感器

  它监测转向盘旋转的角度,帮助确定汽车行驶方向是否正确。结合来自轮速传感器和转向角度传感器的输入信息,ECU计算出车辆的目标动作。转向角度传感器的工作范围(量程)为720°。在方向盘满舵转动范围内,其误差在5°之内。

  侧滑率和加速度传感器

  侧滑率传感器记录汽车绕垂直轴线的旋转,确定汽车侧滑与否。旋转的角度取决于由ECU测得的横向加速值,并且监测车辆转向的数据。并将从其它传感器传来的信号整合,判定驾驶者的意图与实际车辆动态,进而取用修正后的参数,对制动力进行调整。

工作原理

  ESP的工作原理是当车辆在行驶时,它同时承受纵向力和侧向力,只要保持轮胎上有适当的侧向力,驾驶员就可以稳定地控制车辆。然而,当这些力下降到给定的最小值以下时,它会对车辆的方向稳定性产生负面作用,而ESP系统通过不同传感器实时监控驾驶者转弯方向,车速、油门开度、刹车力以及车身倾斜度和侧倾速度,以此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的差距。然后通过调整发动机的转速和车轮上面的刹车力分布,修正过度转向或转向不足。

  无论是在弯道或紧急避让状态,还是在制动、加速过程中,或是车轮打滑时,一旦实际状态变得危急,ESP都能利用之前讲过的原理来增加车辆行驶的方向稳定性,同时ESP还能缩短ABS在弯道上和对开路面(车辆的一侧为光滑路面)上的制动距离。

发展方向

  随着汽车底盘动力学控制的不断发展,集成控制是今后发展的方向,汽车稳定性控制将综合考虑对制动系统、悬架系统和转向系统的协调控制,并共享传感器信号,进一步提高汽车的稳定性。

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