畢業(yè)論文汽車ESP控制技術29881

1、本科生畢業(yè)論文本科生畢業(yè)論文( (設計設計) ) 論文題目：論文題目： 汽車汽車 esp 控制技術控制技術 學生姓名學生姓名: 專業(yè)專業(yè): 班級班級: 指導教師指導教師: 目目 錄錄 第一章第一章 緒論緒論.1 第二章第二章 汽車汽車 abs 與與 esp 技術發(fā)展的歷史與現狀技術發(fā)展的歷史與現狀.2 2.1汽車 abs 技術的歷史與發(fā)展.2 2.2汽車 esp 技術的歷史與發(fā)展 .3 第三章第三章esp 技術動態(tài)技術動態(tài) .5 3.1關于汽車 esp 電子穩(wěn)定系統 .5 3.2esp 的構成 .5 3.3esp 常用傳感器介紹 .6 3.4esp 的工作原理 .8 3.5esp 的作用 .9

2、 第四章第四章esp 未來汽車發(fā)展趨勢未來汽車發(fā)展趨勢 .11 4.1esp 正在逐漸替代 abs 汽車安全性能的提升.11 4.2博世呼吁：讓更多的小車應用 esp 電子穩(wěn)定技術 .12 4.3博世因其 esp 連獲道路安全最高獎 .13 第五章第五章esp 的發(fā)展前景的發(fā)展前景 .14 5.1新車配裝 esp 已成為全球趨勢 .14 5.2美成全球首個強行安裝 esp 的國家 .15 5.3全球交通專家要求 esp 成為汽車標準配置 .15 5.4歐盟率先啟動以 esp 為主題的交通安全活動 .16 結束語結束語.17 參考文獻參考文獻.18 致謝致謝.19 第一章第一章緒論緒論 隨著現代

3、汽車工業(yè)和汽車技術的發(fā)展，以及高速公路網絡的縱橫延伸，汽車主動安全性越 來越受到人們的普遍關注。自從德國博世（bosch）公司在 1978 年開發(fā)出世界上第一套汽車 abs 系統以來，目前新生產的汽車多數都已經配備了 abs 系統。據統計，2004 年歐盟生產的 新車 abs 裝備率已達 85，而歐洲汽車生產協會更保證 2004 年 7 月起生產的新車 100裝備 abs 系統。目前，我國生產的新車 abs 裝備率也將達到 100。 abs 是 anti-lock braking system 的英文縮寫，翻譯過來就叫做“防抱死制動系統” 。顧名 思義，防抱死制動系統就是在汽車制動時防止車輪被

4、抱死。在沒有裝備 abs 系統時，如果駕 駛員緊急剎車一般都會使車輪抱死，由于抱死后車輪與地面是滑動摩擦，所以制動距離會變長。 而且如果前輪抱死，前輪將失去側向轉向力，汽車就容易跑偏；如果后輪抱死，后輪將失去側 向抓地力，汽車就易發(fā)生甩尾。特別是在積雪路面上，當駕駛員緊急制動時，就更容易造成上 述狀況。因此 abs 就是通過控制制動輪缸油壓的收放，來達到對車輪抱死的控制。 雖然 abs 系統能防止車輪抱死，避免了汽車在緊急制動時因車輪抱死而導致失控的狀況， 從而有效地提高了汽車制動時的安全性能，但是 abs 系統并不能解決汽車在濕滑路面起步或 加速時出現的車輪打滑問題，更不能避免車輛發(fā)生側滑，

5、因此，人們在 abs 系統的基礎上， 進一步發(fā)展出了汽車電子穩(wěn)定程序 esp，esp 能防止汽車操縱失控，提高汽車在極限工況下的 操縱穩(wěn)定性，對高速行駛時汽車動力學性能的改善尤其顯著。 esp 是 electronic stability program 的英文縮寫，中文名字叫做電子穩(wěn)定程序。也有些汽車 公司采用自己的稱謂，比如沃爾沃公司叫 dstc，寶馬車上被叫作 dsc，而豐田凌志又稱其為 vsc。但它們的基本原理和所起到的作用跟 esp 是一致的。esp 整合了 abs 和 tcs(驅動防滑 系統，又稱牽引力控制系統)的功能，并大大拓展了其功能范圍。它能降低汽車在各種場合下 發(fā)生側滑的危

6、險，并自動采取措施，通過有針對性地單獨制動各個車輪，使汽車保持穩(wěn)定行駛， 從而避免了重大意外事故的發(fā)生。 第二章第二章汽車汽車 abs 與與 esp 技術發(fā)展的歷史與現狀技術發(fā)展的歷史與現狀 2.1汽車汽車 abs 技術的歷史與發(fā)展技術的歷史與發(fā)展 abs 的發(fā)展可追溯到上世紀初，早在 1928 年防抱死制動理論就被提出。abs 最早應用于 對安全性能要求高而對價格不十分敏感的航空工業(yè)上，為客機起降而研制的。1950 年，世界 上第一套防抱制動系統(abs)研制成功并首先被應用于航空領域的飛機上。德國博世公司 (bosch)是最早從事汽車 abs 發(fā)明、研制的單位，早在 1936 年博世公司就

7、第一個獲得了用電 磁式車輪轉速傳感器獲取車輪轉速的 abs 專利。直到上世紀 60 年代末和 70 年代初，美國三 大汽車公司才分別推出了裝有 abs 的高級轎車，但由于受當時技術條件的限制，abs 采用了 模擬計算機與真空作用的壓力調節(jié)器，在控制精度和可靠性上出現了很多問題，美國汽車制造 廠家不得不在 70 年代終止了 abs 轎車的生產。但隨著數字計算機和調節(jié)器技術的發(fā)展，abs 的性能和抗干擾能力不斷增強，abs 在歐洲又重新興起。在上世紀 80 年代中后期和 90 年代， abs 在世界范圍內得到了廣泛地推廣和應用，成為在汽車上應用最成功的電子控制產品之一， 大大改善了汽車在制動時的穩(wěn)

8、定性。在 90 年代中期以后，世界上主要汽車生產廠家生產的轎 車幾乎全部配備了 abs，使得 abs 成為現代汽車的標準裝備。 上世紀 90 年代后，abs 的發(fā)展經歷了 tcs（traction control system，牽引力控制系統） 、 esp（electronic stability program，電子穩(wěn)定程序）階段。esp 是通過調節(jié)汽車縱向制動力大 小及匹配，旨在提高汽車在極限工況下的操縱穩(wěn)定性的主動安全系統，并且還可以控制汽車的 橫向運動。該系統包含了 abs 和 tcs 系統，是這兩種系統功能的延伸，并且可以起到強化 abs 和 tcs 功能的作用，從而極大地提高汽車行

9、駛的主動安全性。 我國對 abs 的研究始于 80 年代初，國內研制 abs 的單位主要有東風汽車公司、交通部 重慶公路研究所、重慶宏安 abs 有限公司、陜西興平 514 廠、西安公路學院等單位和部門。 東風汽車公司從 80 年代初就開始研究 abs，是較早研究 abs 的廠家之一，現研究工作的主 要目標是對國外的產品進行消化吸收，如將德國瓦布科公司的 abs 裝于 eq145 型汽車上進行 各種試驗。重慶公路研究所相繼開發(fā)出了兩代 abs 產品，第一代 abs 的 ecu 采用了 280 芯 片。第二代 abs 產品為 fkx-aci 型，該裝置的 ecu 中的 cpu 微處理器采用了美國

10、 intel 公司的 mcs-96 系列 8098 單片機，但距離滿足實際應用仍有一定的差距。1998 年，重慶聚能 汽車技術有限公司在國內首家推出適合中國國情的電子式 abs 防抱裝置，現已達到年產 50 萬 套的生產能力，是我國國內最大的 abs 生產基地。隨著車輛動力學與現代控制理論研究的不 斷深入，以及計算機技術、傳感器技術、液壓技術和通信技術的不斷發(fā)展，abs 技術的發(fā)展 方向可作如下預測： (1)與牽引力控制系統形成一體化的控制方式。abs 是以防止車輪抱死為目的，為取得最 佳的制動效果;而 tcs 是防止車輪打滑、空轉，為取得最佳的驅動效果。兩者采用了相同的技 術，只是控制的車輪

11、滑移方向相反，所以牽引力控制系統總是和防抱死制動系統密切相關，結 合在一起應用，通常成為 abs/tcs 系統，目前 abs/tcs 的組合裝置已經得到應用； (2)汽車穩(wěn)定性控制系統(esp)。abs/tcs 系統成功地解決了汽車在制動和驅動時的方向穩(wěn) 定性問題，但不能解決轉向行駛時的方向穩(wěn)定性問題。為此汽車工業(yè)發(fā)達國家在 abs/tcs 系 統的基礎上研制開發(fā)了 esp 系統。該系統把汽車的制動、驅動、懸架、轉向、發(fā)動機等主要 總成的控制系統在功能上、結構上有機地組合在一起，可使汽車在各種惡劣工況下時，都有最 佳的行駛性能； (3)向自動制動系發(fā)展。自動制動系是自動駕駛系統的一部分，可以在

12、汽車行駛過程中， 自動檢測到前方障礙物而進行制動，與 abs 結合起來能夠進一步提高行駛安全性； (4)小型輕量化。為了提高汽車的安全性能，增加一些裝置，汽車的質量也會隨之增加， 這將不利于燃料經濟性。因而各種裝置在保證安全性的前提下應盡量地減輕質量。此外，無論 對何種車型，發(fā)動機的安裝空間都是非常緊湊的，故而要求 abs 的體積盡可能小些。 2.2汽車汽車 esp 技術的歷史與發(fā)展技術的歷史與發(fā)展 在國外，汽車電子穩(wěn)定程序 esp 是在 abs 和 tcs 的基礎上發(fā)展起來的。最初的汽車穩(wěn)定 性控制的概念是在 abs 和 tcs 的基礎上在算法上加以改進，使之能部分解決汽車的穩(wěn)定性問 題，但

13、此時的系統還不能稱之為汽車穩(wěn)定性控制系統，它只是在 abs 和 tcs 基礎上的改進。 直至上世紀 90 年代初，人們通過對車輛穩(wěn)定性的理論分析，提出了直接對汽車橫擺運動 進行控制的概念(如 dyc：direc tyaw moment control)，它通過采集方向盤轉角的信息來判斷 駕駛員的轉向意圖，并通過制動力或驅動力在車輪上的分配來調節(jié)汽車的橫擺運動，以保障汽 車的穩(wěn)定性，這標志著汽車穩(wěn)定性控制概念的出現。但考慮到系統的成本，最早出現的穩(wěn)定性 控制系統所采用的傳感器很少，汽車的橫擺角速度大多是通過內外車輪的轉速差間接估計得到 的，因此在一些汽車行駛的復雜工況下很難保證系統控制的精度和可

14、靠性。1995 年之后，隨 著 bosch、bmw、ford、toyota 等公司相繼推出了使用橫擺角速度和側向加速度傳感器的 新一代汽車穩(wěn)定性控制系統，汽車穩(wěn)定性控制的基本形式才得已確認。 在這一時期，基于上述結構的汽車穩(wěn)定性控制算法開始大量出現，其中 bosch 的 vdc 是 其中比較典型的控制方法之一，它采用汽車實際運行狀態(tài)與汽車理想運行狀態(tài)的誤差反饋來控 制汽車的橫擺力矩，并通過差動制動或對發(fā)動機的控制實現對汽車橫擺運動的調節(jié)，這一控制 方法也是現在汽車穩(wěn)定性控制中較為常用的方法。由于在汽車穩(wěn)定性控制中所需要的車輛運行 狀態(tài)無法完全由傳感器直接測量得到，因此如何通過傳感器測量的車輛狀

15、態(tài)信息推測出不易被 測量的車輛狀態(tài)或路面的狀態(tài)信息一直是近幾年汽車穩(wěn)定性控制的研究熱點，目前已經有不少 的狀態(tài)估計方法出現，一定程度上改善了控制系統的可靠性。近幾年來，有一些學者開始嘗試 用現代控制理論的一些控制方法進行汽車穩(wěn)定性控制，并取得了一定的控制效果。 隨著汽車底盤動力學控制的不斷發(fā)展，集成控制是今后發(fā)展的必然趨勢，汽車穩(wěn)定性控制 將綜合考慮對制動系統、懸架系統和轉向系統的協調控制，并共享傳感器信號，進一步提高控 制效果。 國內對汽車穩(wěn)定性控制系統的應用與研究起步較晚，到目前為止，只有少數汽車(如奧迪 a6、帕薩特)上安裝了汽車穩(wěn)定性控制系統，并且沒有自己的實際研發(fā)能力，而且由于缺少試

16、 驗條件，研究還不十分深入。 現在吉林大學、清華大學、上海交通大學、西北工業(yè)大學、東南大學等高校和中國重汽集 團、上海匯眾汽車制造有限公司等企業(yè)也正在開展這方面的研究工作。而且大多數學者只是基 于理論研究，劉彩志等人基于輪胎和汽車動力性試驗的控制策略，采用直接橫擺力矩來提高了 汽車的操縱穩(wěn)定性和主動安全性。程軍用模擬的方法研究了汽車動力學控制系統，采用閉環(huán)的 橫擺角速度及汽車側偏角控制，用它們之間的相平面來確定穩(wěn)定性區(qū)域，采用 pi 控制算法， 并且討論了汽車動力學穩(wěn)定性控制和 abs 的結合與切換問題。郭孔輝以縱滑一側偏聯合工況 的穩(wěn)態(tài)輪胎模型為基礎，分析了汽車極限轉向條件下制動力作用于不同

17、車輪時對汽車橫擺力矩 的影響，并通過整車動力學仿真進行了驗證。趙治國對汽車動力學穩(wěn)定性控制的基本原理進行 了分析，推導出兩自由度汽車橫向動力學方程，視實際汽車前后輪胎側偏剛度為有界不確定參 數，為跟蹤線性兩自由度理想車輛模型的穩(wěn)態(tài)輸出響應，并設計了汽車動力學穩(wěn)定性變結構控 制策略。從收集到的資料來看，在控制方法上主要有采用橫擺角速度和側偏角為控制變量的邏 輯門控制，以橫擺角速度為單控制變量的 pid 控制。 從 1995 年至今，由于性能的不斷改進以及成本的不斷降低，esp 獲得了很快的發(fā)展，并 開始作為選裝件裝備于一些中、高檔轎車上。從 2000 年起，德國大眾公司在其幾乎所有轎車 車型上均

18、可選裝 esp 系統。通用、福特和戴姆勒克萊斯勒公司也開始在其新車型中選裝汽 車穩(wěn)定性控制系統。隨著先進底盤控制技術的不斷發(fā)展，將四輪轉向控制和車輛穩(wěn)定性控制系 統有機結合起來，獲得最佳的綜合控制效果將是汽車技術發(fā)展的一個重要方向。 第三章第三章esp 技術動態(tài)技術動態(tài) 3.1 關于汽車關于汽車 esp 電子穩(wěn)定系統電子穩(wěn)定系統 esp 的英文全稱為“electronic stability program”,也就是電子穩(wěn)定程序?，F在絕大部分轎車 早已將 abs 作為標準配置，但 abs 只是輔助制動安全系統，其作用都是非常有限的。汽車專 家們就開始在制動上做文章，并不斷推出各種電子安全系統，

19、如：電子制動力分配系統 （ebd） ；加速防滑系統（asr） ；牽引力控制系統（tcs） ；以及最重要的電子穩(wěn)定程序 （esp）等等。 esp 其實是對 abs 和 ebd 等安全功能的補充和完善，abs 等安全技術主要是對駕駛者 的動作起干預作用，但不能調控發(fā)動機。esp 則可以通過主動調控發(fā)動機的轉速，并調整每個 輪子的驅動力和制動力，來修正汽車的過度轉向和轉向不足。 esp 系統基于汽車翻轉角速度、橫向線加速度和偏轉力矩等的測量值,不但能夠糾正諸如 翻轉或者打滑等各種汽車不穩(wěn)定行駛狀態(tài),而且能夠顯著提高汽車線內行駛的穩(wěn)定性,縮短在彎 道或濕滑路面上緊急制動時的制動距離等. esp 系統通

20、常是支援 abs 及 asr（驅動防滑系統，又稱牽引力控制系統）的功能。它通 過對從各傳感器傳來的車輛行駛狀態(tài)信息進行分析，然后向 abs、asr 發(fā)出糾偏指令，來幫 助車輛維持動態(tài)平衡。esp 可以使車輛在各種狀況下保持最佳的穩(wěn)定性，在轉向過度或轉向不 足的情形下效果更加明顯。 esp 一般需要安裝轉向傳感器、車輪傳感器、側滑傳感器、橫向加速度傳感器等。esp 可 以監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)，并自動向一個或多個車輪施加制動力，以保持車子在正常的車道上運行， 甚至在某些情況下可以進行每秒 150 次的制動。目前 esp 有 3 種類型：能向 4 個車輪獨立施 加制動力的四通道或四輪系統；能對兩個前輪獨

21、立施加制動力的雙通道系統；能對兩個前輪獨 立施加制動力和對后輪同時施加制動力的三通道系統。 3.2esp 的構成的構成 如下圖 3-1 所示為汽車 esp 的構成示意圖,其電子部件主要包括電子控制單元(ecu)、方向 盤傳感器、縱向加速度傳感器、橫向加速度傳感器、橫擺角速度傳感器、輪速傳感器等。esp 作為保證行車安全的一個重要電控系統,其各個傳感器的正常工作是進行有效控制的基礎。本 文介紹了 esp 常用傳感器的特點,設計了傳感器硬件接口和軟件接口,并在實車測試中得到驗證。 圖 3-1 esp 構成示意圖 3.3esp 常用傳感器介紹常用傳感器介紹 esp 電子穩(wěn)定系統常用的傳感器如圖 3-

22、2 所示： 圖 3-2 esp 常用傳感器 1方向盤傳感器方向盤傳感器 esp 通過計算方向盤轉角的大小和轉角變化速率來識別駕駛員的操作意圖。方向盤轉角傳 感器將方向盤轉角轉換為一個可以代表駕駛員期望的行駛方向的信號,方向盤轉角一般是根據 光電編碼來確定的,安裝在轉向柱上的編碼盤上包含了經過編碼的轉動方向、轉角等信息。這 一編碼盤上的信息由接近式光電耦合器進行掃描。接通點火開關并且方向盤轉角傳感器轉過一 定角度后,處理器可以通過脈沖序列來確定當前的方向盤絕對轉角。方向盤轉角傳感器與 ecu 的通訊一般通過 can 總線完成。 2橫擺角速度傳感器橫擺角速度傳感器 橫擺角速度傳感器檢測汽車沿垂直軸

23、的偏轉,該偏轉的大小代表汽車的穩(wěn)定程度。如果偏 轉角速度達到一個閾值,說明汽車發(fā)生測滑或者甩尾的危險工況,則觸發(fā) esp 控制。當車繞垂直 方向軸線偏轉時,傳感器內的微音叉的振動平面發(fā)生變化,通過輸出信號的變化計算橫擺角速度。 3縱向縱向/橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器 esp 中的加速度傳感器有沿汽車前進方向的縱向加速度傳感器和垂直于前進方向的橫向加 速度傳感器,基本原理相同,只是成 90夾角安裝。esp 一般使用微機械式加速度傳感器,在傳感 器內部,一小片致密物質連接在一個可以移動的懸臂上,可以反映出汽車的縱向/橫向加速度的大 小,其輸出在靜態(tài)時為 2.5v 左右,正的加速度對應正的電壓

24、變化,負的加速度對應負的電壓變化, 每 1.0-1.4v 對應 1g 的加速度變化,具體參數因傳感器不同而有所不同。 4輪速傳感器輪速傳感器 在汽車上檢測輪速信號時,最常用的傳感器是電磁感應式傳感器,一般做法是將傳感器安裝 在車輪總成的非旋轉部分(如轉向節(jié)或軸頭)上,與隨車輪一起轉動的導磁材料制成的齒圈相對。 當齒圈相對傳感器轉動時,由于磁阻的變化,在傳感器上激勵出交變電壓信號,這種交變電壓的頻 率與車輪轉速成正比,ecu 采用專門的信號處理電路將傳感器信號轉換為同頻率的方波,再通過 測量方波的頻率或周期來計算車輪轉速。 最初的 esp 系統中縱向/橫向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器都是單獨實

25、現的,現在基本 都使用了傳感器總成(sensor cluster)的模式,將這 3 個傳感器設計為一體,通過 can 總線與 ecu 通訊。如圖 3-3 為 simensvdo 公司和 bei 公司生產的傳感器總成。 圖 3-3 傳感器總成 博世公司為了增加新的 esp 功能和為了更好的控制整車的穩(wěn)定性系統,如山地保持控制 (hhc)和線控(sbw),提出了模塊化的 hw 和 sw 概念,開發(fā)了第三代高度靈活和低成本的慢性 傳感器總成 drsmm3.x。 3.4esp 的工作原理的工作原理 esp 的工作原理是當汽車行駛過程中，esp 系統通過不同傳感器實時監(jiān)控駕駛者轉彎方向， 車速、油門開度

26、、剎車力以及車身傾斜度和側傾速度，以此判斷汽車正常安全行駛和駕駛者操 縱汽車意圖的差距。然后通過調整發(fā)動機的轉速和車輪上面的剎車力分布，修正過度轉向或轉 向不足。esp 在提高汽車行駛穩(wěn)定性方面效果顯著。 汽車高速轉向行駛時，由于受轉向或側向力干擾的作用，輪胎側向力常常接近附著極限或 達到飽和狀態(tài)，使汽車的轉向特性發(fā)生明顯改變，從而出現跑偏、側滑等喪失汽車動力學穩(wěn)定 性的危險情況。汽車電子穩(wěn)定控制系統(esp)可以通過調節(jié)車輪縱向力大小及匹配來改善汽車 在這極限情況下的操縱穩(wěn)定性。它不僅包含了防抱死制動系統還增加了橫擺力矩控制系統,從 而在制動和轉向情況下對汽車安全穩(wěn)定行駛提供了有力的支持。

27、其實 esp 的作用就是當駕駛員操縱汽車超過極限值后電腦自動介入修正駕駛的。電腦控 制車輛運動的手段有兩個：第一是控制節(jié)氣閥收油，衰減汽車動力，讓速度降下來；第二個手 段就是對某些車輪進行制動，讓汽車的速度能夠減小到極限值以內。那么電腦怎么樣知道車輛 的運動狀況是否接近極限呢？這就需要兩套傳感器為電腦搜集行車信息。一套是方向盤轉向角 度傳感器；一套是車輪轉速傳感器（每個車輪上都裝有一個） 。 前者用來收集駕駛者的轉向意圖，后者是用來監(jiān)測車輛運動狀況。當方向盤轉向角度傳感 器檢測到駕駛員的轉向角度以后，就會通知 esp 電腦；與此同時，各個車輪轉速傳感器測得 的車輪轉速信息也會傳遞到 esp 電

28、腦。電腦可以根據各個車輪的轉速計算出車輛的實際運動 軌跡。如果實際運動軌跡，跟理論運動軌跡有區(qū)別，或者檢測出某個車輪打滑（喪失抓第力） ， 電腦就會首先通知節(jié)氣閥，減小開度（收油） 。然后通知制動系統對某個車輪進行制動，來修 正運動軌跡。當實際運動軌跡與理論運動軌跡（駕駛員意圖）相一致時，esp 自動解除控制。 其圖 3-4 esp 電路總成圖： 圖 3-4esp 電路總成圖 3.5esp 的作用的作用 在汽車行駛過程中，轉角傳感器感知駕駛者轉彎方向和角度，車速傳感器感知車速、油門 開度和轉速力矩，剎車傳感器感知剎車力，而擺角傳感器則感知車子的傾斜度和側傾速度， ecu（電控單元）在了解這些信

29、息之后，通過計算判斷汽車按正常安全行駛和駕駛員操縱意圖 之間的差距，然后，由 ecu 發(fā)出指令，通過調整發(fā)動機的轉速和車輪上的制動力（如圖 3-5 所示） ，以修正汽車的過度轉向或轉向不足。其具體控制策略如下（如圖 3-5 所示）： 圖 3-5esp 對不足轉向和過度轉向的糾正 （1）過度轉向（）過度轉向（over steer） 當車輛行駛時，由于外在意外造成轉向過度，而使后輪打滑，而使車輛拋出車輛轉彎曲線， 此時 esp 利用制動力量將前輪外側車輪煞住，而車輛前輪會有瞬間向外的力量，而使在轉彎 的力量減少，同時使后輪打滑現象減少。 （2）不足轉向（）不足轉向（under steer） 當車輛

30、行駛時，由于車輛轉彎時發(fā)動機功率過大致使車輛前輪打滑，此時 esp 電控單元 會作制動前輪 內側車輪，而使車輪向內側移動，使車輛依據駕駛員行駛路線行駛。 除了 abs 和 tcs 的優(yōu)點之外，esp 還可以在以下幾方面進一步改善主動駕駛安全性： 1）esp 雖然也是調節(jié)縱向力，但 abstcs 只把車輪作為控制系統，而 esp 是把整個車 輛作為一個控制系統來調節(jié)各個車輪的縱向力大小及匹配； 2）在汽車處于側向臨界狀態(tài)時，能夠主動輔助駕駛員操縱車輛； 3）汽車在任何行駛狀態(tài)下如緊急制動、部分制動、滑行、加速等均可使汽車的穩(wěn)定性和 按預定軌跡行駛的能力提高； 4）當駕駛員由于驚慌而過度轉向或過多

31、制動時 esp 系統能有效地阻止汽車急轉； 5）汽車輪胎與路面附著系數得到更有效地利用； 6）由于汽車在極限行駛狀態(tài)下易于操作，駕駛員可將注意力集中到處理可能出現的交通 事故上。 第四章第四章esp 未來汽車發(fā)展趨勢未來汽車發(fā)展趨勢 4.1 esp 正在逐漸替代正在逐漸替代 abs 汽車安全性能的提升汽車安全性能的提升 10 前年，如果轎車安裝有 abs（防抱死制動系統） ，不但說明該車的安全性能出類拔萃， 而且檔次也相當高級。今天，安裝 abs 的轎車已經相當普遍，經濟型車也安裝有 abs。如圖 4-1 所示： 圖 4-1 abs 控制系統 汽車安全性能的提升是業(yè)界不斷的追求，秉承這一理念，

32、abs在經過普及階段以后，目前 已進入了產品升級階段。業(yè)界的一致共識是 abs(防抱死制動系統)將向 esp(電子穩(wěn)定性控制系 統)演化。隨著對汽車安全性能的要求越來越高，一些中、高檔級的轎車已經不滿足于 abs， 還安裝了 asr（驅動防滑系統，又稱牽引力控制系統）或者 esp（電控行駛平穩(wěn)系統） ，使汽 車的安全性能進一步提高。 2008 年 5 月，博世界開始生產新一代 esp 制動控制系統，它將測量橫擺角速度和側向加 速度的傳感器集成于電子控制單元。這一集成是世界首創(chuàng)。在過去，這些傳感器分別裝在通用 殼體內部，通過線束與 esp 電子控制單元連接。博世底盤控制系統執(zhí)行副總克勞斯梅德說，

33、 “集成化大大降低 esp 對車內空間的需求，簡化汽車制造廠商對整個 esp 系統的裝配，這意味 著我們已經朝著為所有的車輛安裝 esp 的目標跨出了一大步。 ”該新技術的第一批裝配將用在 西亞特 ibiza 車上。 esp 電子控制單元多年來裝配于發(fā)動機艙內，直接附在制動控制系統的液壓調節(jié)器上。為 了集成控制單元的各種傳感器，工程師們必須攻克一些技術難關。例如，他們必須使傳感器適 應較高的環(huán)境溫度，在制動控制系統干預時防止其產生的振動造成傳感器輸出信號失真。振動 降低，平衡性優(yōu)化，三點安裝的液壓單元應運而生了。這樣的安裝還能確保在路況較差的情況 下行駛時對 esp 的功能不產生任何影響。 另

34、一項挑戰(zhàn)是側向加速傳感器定位。迄今為止，單獨安裝在車內的傳感器的模塊，必須準 確地與行車方向保持垂直的角度。由于空間有限，把 esp 電子控制單元裝在發(fā)動機艙內會變 得很困難。博世的工程師把兩個加速傳感器以正好互成直角的方式集成為一個傳感單元。這樣， 液壓調節(jié)單元雖然仍需水平安裝，能根據要求圍繞垂直軸靈活定位?；谝阎难b配方位和兩 個加速度傳感器發(fā)出的信號，汽車的側向加速度便能精確測算。不僅如此，傳感器的信息也能 測量汽車的縱向加速度。例如，這些數值能用于坡路起步，稱為駐坡控制。當使用自動檔駕駛 時，可以降低變矩器帶來的損失，因而節(jié)省燃油。 4.2 博世呼吁：讓更多的小車應用博世呼吁：讓更多

35、的小車應用 esp 電子穩(wěn)定技術電子穩(wěn)定技術 博世公司提供的資料顯示，2007 年，esp 電子穩(wěn)定程序在汽車上的安裝率再次上升，在 歐洲新注冊的乘用車中裝配這種防側滑系統的車輛已經首次超過了 50%。 在歐洲，每個國家的 esp 裝配率都在增長，特別是意大利和西班牙，分別達到了 42%和 57%；德國 79%的裝配率則比 2006 年高出了 2 個百分點。 據博世底盤控制系統執(zhí)行副總裁赫伯特海明先生介紹， “全世界現在每 3 輛新車中有 1 輛 裝配了 esp，到 2012 年將會是每 2 輛中就有 1 輛。 ”然而，在統計數據中也顯示出小型車和微 型車的 esp 裝配率還很低。例如，在五大

36、歐洲市場中（德國、法國、西班牙、意大利和英國） ， 在這兩類車型中只有 17%的 esp 新車安裝率，而這兩類車在整個市場中卻占有 44%的比重。 根據 euro ncap（歐洲新車評估體系）的最新市場調查，esp 越來越多地應用在小型車輛 上，但通常仍然只是作為選配。因此海明先生呼吁， “在 2007 年，歐洲道路上大概實際只有五 分之一的車輛裝配了 esp。為了盡可能快地增加車輛中 esp 的裝配比例，這項技術需要更多 地應用于小型車上。 ” 博世日前開始生產新一代 esp 制動控制系統，它將測量橫擺角速度和側向加速度的傳感 器集成于電子控制單元。過去，這些傳感器分別裝在通用殼體內部，通過

37、線束與 esp 電子控 制單元連接。據悉，該新技術的第一批裝配將用在西亞特 ibiza 車上。 esp 電子控制單元多年來裝配于發(fā)動機艙內，直接附在制動控制系統的液壓調節(jié)器上。為 了集成控制單元的各種傳感器，工程師們必須攻克一些技術難關。例如，他們必須使傳感器適 應較高的環(huán)境溫度，在制動控制系統干預時防止其產生的振動造成傳感器輸出信號失真。振動 降低、平衡性優(yōu)化、三點安裝的液壓單元應運而生了。這樣的安裝還能確保在路況較差的情況 下行駛時對 esp 的功能不產生任何影響。 另一項挑戰(zhàn)是側向加速傳感器定位。迄今為止，單獨安裝在車內的傳感器的模塊，必須準 確地與行車方向保持垂直的角度。由于空間有限，

38、把 esp 電子控制單元裝在發(fā)動機艙內會變 得很困難。博世的工程師把兩個加速傳感器以正好互成直角的方式集成為一個傳感單元。這樣， 液壓調節(jié)單元雖然仍需水平安裝，能根據要求圍繞垂直軸靈活定位?；谝阎难b配方位和兩 個加速度傳感器發(fā)出的信號，汽車的側向加速度便能精確測算。不僅如此，傳感器的信息也能 測量汽車的縱向加速度。例如，這些數值能用于坡路起步，稱為駐坡控制。當使用自動檔駕駛 時，可以降低變矩器帶來的損失，因而節(jié)省燃油。 博世底盤控制系統執(zhí)行副總克勞斯梅德表示， “集成化大大降低 esp 對車內空間的需求， 簡化汽車制造廠商對整個 esp 系統的裝配，這意味著我們已經朝著為所有的車輛安裝 e

39、sp 的 目標跨出了一大步。 ” 4.3 博世因其博世因其 esp 連獲道路安全最高獎連獲道路安全最高獎 12 月 7 日，國際汽車聯合會 fia 在摩納哥授予了博世享有全球聲譽的殊榮fia 道 路安全，環(huán)保，機動性全球獎。 該獎項標志著 fia 對作為汽車零部件供應商的博世研發(fā)并堅持不懈地努力推廣 esp，從而 為全球道路安全做出了巨大貢獻的肯定。在 fia 摩納哥的頒獎活動上，fia 的總裁 max mosley 先生頒獎給羅伯特博世公司的執(zhí)行總裁 franz fehrenbach 先生的時候說：“博世在研發(fā) 和推廣安全系統 esp 方面發(fā)揮了重要作用，這是安全帶問世以來最有效的安全系統。

40、 ” fehrenbach 說：“這項獎對我們所有員工來說都具有重要的意義：研發(fā)該系統的工程師， 多年以來堅持以最高的質量標準為目標生產該系統的員工，當然還有堅持不懈推廣該系統的益 處的市場專家們。 ”fia 全球獎每年頒發(fā)給在道路交通安全，環(huán)保以及機動性領域做出杰出貢獻 的個人或團體。 12 月 11 日，在倫敦，博世再次以 esp，即電子穩(wěn)定程序的研發(fā)獲得了另一知名獎項 英國“邁克爾親王國際道路安全獎 20 周年特別獎道路安全技術獎”。評委團認為主動 安全系統是“自 1987 年以來，降低交通事故傷亡率最成功的一項科技成果”。 邁克爾肯特親王是英國王室成員之一，在國際道路安全方面發(fā)揮了十分

41、積極的作用。以 他名字命名的獎項，20 年前至今每年在英國頒發(fā)一次。為了紀念 20 周年慶，今年設置了一個 特別的獎項。 博世底盤控制系統總裁 werner struth 博士于 2007 年 12 月 11 號赴倫敦領獎。他說：“我 很高興能夠獲得邁克爾親王陛下授予的這項道路安全獎。esp 在提高道路安全方面起了重要的 作用，并且得到世界的公認，我們?yōu)榇松罡凶院馈?” 2007 年上半年，歐洲所有新注冊的車輛中有 47%安裝了 esp。全球多項研究證明了該系 統的有效性：esp 可以避免 30%到 50%的致命單車交通事故。對于 suv 更為有效，能避免 50%到 70%。 第五章第五章es

42、p 的發(fā)展前景的發(fā)展前景 esp 以 abs 系統為基礎，通過傳感器收集方向盤的轉動角度、側向加速度等信息。這些 信息通過cu（電子控制單元）處理，再由液壓調節(jié)器向車輪制動器發(fā)出制動指令，通過對 單一車輪施加制動避免車輛沿垂直方向側滑或旋轉，提高車輛橫向和縱向的穩(wěn)定性。 因而，esp 能顯著地降低道路交通事故，許多研究和分析都證實了 esp 在增強道路安全 方面的有效性，從汽車廠商的動作亦可看出他們對 esp 的重視度：美國三大汽車廠家通用、 福特和克萊斯勒聯合宣布在 2006 年前將此設備作為大部分 suv 的標準安全配置；豐田在 2005 年宣布準備用 10 年時間使 esp 成為其車輛的

43、標準配置。 在市場上 esp 已在拓展自己的領地。在歐洲，2005 年大約 40%的新注冊車輛配備了 esp，在高檔車上，esp 已經成為了標準配置，中檔車上的裝配率也迅速提高，在緊湊型車上 裝配率稍低。北美和日本的 esp 裝配率上升也很快，美國已討論過是否會在新車下線時強制 裝備 esp，雖然還沒出結果，但可看出其重要性。 在我國，目前 esp 的裝配率還比較低，但是可喜的變化正在顯現，以往通常只在高檔車 上才裝配 esp，已經開始出現在今年上市的中高檔新車上。 作為在 1995 年全球首家把 esp 投入量產的公司博世，至今為止共生產了超過 2000 萬套 esp 系統。博世有關人士介紹

44、，他們非常注重中國市場，相信 esp 會成為國產汽車的新 賣點。博世近日宣布在蘇州新廠將投資 1 億歐元生產 abs、esp 控制器等零件。而德國大陸、 美國 trw、日本愛信等 esp 供應商在中國市場也積極備戰(zhàn)。 5.1 新車配裝新車配裝 esp 已成為全球趨勢已成為全球趨勢 11 月 15 日，由中國汽車技術研究中心與博世底盤控制系統中國區(qū)共同舉辦的“安全汽車 行動”媒體啟動儀式及汽車安全媒體交流研討會在蘇州舉行。近百家媒體及與會專家共同簽署 了“安全汽車行動，從我做起”倡議書，并參觀了博世公司位于蘇州工業(yè)園區(qū)的生產線與試驗場， 觀摩體驗了先進的汽車主動安全技術。 會上，軍事交通學院專家

45、陳強表示，通常由于事故責任認定的需要和孤立地研究交通活動 發(fā)生的系統而不聯系交通事故產生的系統條件，國內外許多研究報告將大量交通事故發(fā)生的因 素簡單地歸結為人的因素，這是欠科學的。 從研討發(fā)言中我們注意到，自 1978 年博世公司在世界上推出首個防抱死制動系統 （abs）以來，1986 年和 1995 年，又先后推出牽引力控制系統（tcs）和電子穩(wěn)定程序 （esp） ，對全球道路安全做出了貢獻。博世公司底盤控制系統中國區(qū)總裁蘇帆渡介紹，作為 最新的主動安全技術，電子穩(wěn)定程序 esp 已被證實為對減少交通事故的發(fā)生有著顯著的效果； 在 esp 的幫助下，平均 30%以上的事故和 50%的嚴重事故

46、可以避免。 今年 5 月在歐洲發(fā)布的一項關于 esp 成本與獲益分析的研究結果表明，如果 esp 在所有 車輛里標配，則每年將會防止 4000 例死亡并可避免 10 萬個傷害，凈社會受益約 100 億160 億歐元。2006 年，全球范圍內 esp 的新車裝配率只有 26%，而全球道路專家一致認為，esp 應該成為每一輛新車的標準配置。美國國家高速公路交通安全管理局（nhtsa）經過全方位 的研究，指出如果所有的車輛配備了 esp，每年美國將會防止 9600 起道路死亡事故和 24 萬起 交通傷害事故。nhtsa 已要求國家立法，自 2009 年起，55%的所有總重量少于 4.5 噸的新型 乘

47、用車及輕型卡車必須裝配 esp，該比例將會在 2012 年增長到 100%。 目前，歐盟已決定在 2010 年減少 50%的致命交通事故，日本也計劃在 2013 年達到同一目 標。另外，聯合國專家正起草計劃書，以制定全球的 esp 技術標準，目的是補充現有的制動 系統要求。 作為對實際汽車產品安全測試的一個重要環(huán)節(jié)，中國汽車技術研究中心主任趙航在會上介 紹了中國實施新車評價規(guī)程（c-ncap）的情況。2006 年下半年至今，c-ncap 管理中心已經 進行了 30 多款車型的測試，其中包含小型車、a 級車、b 級車、mpv 和 suv，并公布了 31 款車型的評價結果，c-ncap 已成為消費

48、者購車時對車輛被動安全能力考量的一項重要指標。 5.2美成全球首個強行安裝美成全球首個強行安裝 esp 的國家的國家 美國已經出臺政策，規(guī)定自 2009 年起，55%的所有總重量小于 4.5 噸的新型乘用車及輕型 卡車必須裝配 esp，該比例將會在 2012 年提高到 100%。此決定是基于美國國家高速公路交通 安全管理局(nhtsa)所進行的全方位的研究，該研究指出如果所有的車輛配備了 esp，每年美 國將會防止 9600 起道路死亡事故及 24 萬起交通傷害事故。 歐盟力求在 2010 年減少 50%的致命交通事故，日本也計劃在 2013 年達到同一目標。esp 等電子安全系統的裝車率對實

49、現這一目標至為關鍵。博世底盤控制系統執(zhí)行副總裁赫伯特海 明表示：“我們希望 2010 年 esp 在全球的裝配率提高 2 倍，達到 50%。 ” 美國國家高速公路交通安全管理局（nhtsa）的研究發(fā)現，如果全部車輛都裝配有 esp，其直接結果是為美國經濟節(jié)省 114 億美元。 科隆大學交通科學院赫伯特巴姆教授（dr. herbert baum）也對歐盟成員國的成本作了計 算并闡述：其研究證實，一旦所有的車輛都裝配 esp，作為防止事故發(fā)生的直接結果，將會每 年節(jié)省 160 億歐元。 5.3 全球交通專家要求全球交通專家要求 esp 成為汽車標準配置成為汽車標準配置 在全球，轎車裝配 esp 的

50、比例仍然較低； 在美國，自 2012 年起所有的新型轎車將強行安裝 esp；全球道路交通專家主動呼吁電子 安全系統。 全球道路專家一致認為-esp 應該成為每一輛新車的標準配置。事實證明，這一主動安全 系統能夠防止車輛側滑，因此避免很多嚴重事故的發(fā)生。眾多獨立的科學研究已經證實了這一 主動安全系統的高度有效性。在歐洲、美國、日本及中國，許多政治委員會、國家項目、機構 及汽車俱樂部正努力致力于減少道路交通死亡。在 2006 年，全球范圍內僅有 26%的新車裝配 了 esp-這一拯救生命的安全系統。 5.4 歐盟率先啟動以歐盟率先啟動以 esp 為主題的交通安全活動為主題的交通安全活動 歐盟目標在

51、 2010 年減少 50%的致命交通事故。和歐盟相同，日本也計劃在 2013 年達到同 一目標。電子安全系統，如 esp 為實現這一目標扮演了重要角色。最新的實例由歐盟率先啟 動的“選擇 esc”活動，該活動的主要目的是說服汽車購買者購買只裝配了 esp 的車輛。同時， 它也呼吁汽車制造商在所有的車輛里裝配這一拯救生命的電子系統。許多著名機構，例如英國 的 thatcham(英國汽車保險修理研究中心)測試中心，德國 adac(德國汽車俱樂部),及歐洲層面 的 euro ncap 事故調查者積極地支持“選擇 esc”活動。國際汽車聯合會總裁馬克思?莫斯雷 (max mosley)先生同意提供贊助

52、。同樣在中國，國務院發(fā)展研究中心也希望該安全系統在中國 廣泛的應用。聯合國專家正起草計劃書制定全球的 esp 技術標準，目的是補充現有的制動系 統要求，使成員國能夠并入各自的國家法規(guī)中。 “越來越多的購買者意識到 esp 對車輛安全的 重要性， ”博世底盤控制系統執(zhí)行副總裁赫伯特?海明先生說， “最終結果，我們希望 2010 年 esp 在全球的裝配率提高 2 倍達到 50%”。 結束語結束語 從井噴式增長到平穩(wěn)增長，從新車型爭先恐后上市也不足以成為汽車銷量提升的拉動力， 目前整個汽車市場已將價格戰(zhàn)作為出手武器，而價格戰(zhàn)的后遺癥就是汽車廠家只能減配置。 業(yè)內人士認為，一些合資汽車公司把中國市場

53、看得太重，尤其是歐美公司，認為中國市場 可以救市，所以就盡量要求利潤最大化。在這種前提下又打價格戰(zhàn)，于是就普遍地減價減配了。 在這樣的一個大環(huán)境下，要求合資的汽車廠商價格配置與國際接軌有些太過厚望。國內的一些 民族品牌很想減價增配來搶市場，但無奈一些配套體系已經成型，尤其是汽車電子方面幾乎都 是國外廠商的天下，國內汽車電子產業(yè)本身就弱，所以很難辦。 但 esp 受到青睞是不爭的事實。有業(yè)內人士提到，它與導航儀價格差不多，一套 esp 約 500 美元左右，加上廠商利潤攤到消費者頭上也要五六千元人民幣，但是很多人選擇了 esp 而 不是導航儀。雖然從總量而言，esp 在汽車上的裝配量還是不盡如人

54、意，但從新產品或新技術 的發(fā)展軌跡看，esp 的普及將是必然趨勢。 參考文獻參考文獻 1.李小娟.電子防抱制動系統在紅旗轎車上的開發(fā)應用汽車技術.1998，9：4-8 2.司利增汽車防滑控制系統abs 與 asrm人民交通出版社，1997 3.孟嗣宗，崔艷萍現代汽車防抱死制動系統和驅動力控制系統m北京：北京理工大 學出版社，1995 4.abs 株式會社編汽車制動防抱裝置(abs)構造與原理m李朝錄譯北京：機械工 業(yè)出版社，1995 5.李君.車輛 abs 控制系統快速開發(fā)研究d：學位論文.上海：上海交通大學，2002，4 6.楊妙梁，薛志紅.汽車安全系統結構與維修.北京：中國物資出版社，19

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56、 株式會社編，李朝錄譯.汽車制動防抱死裝置（abs）構造與原理.北京：機械工業(yè) 出版社，1995 14.李天強.汽車主動安全系統m.北京:機械工業(yè)出版社,2004. 15.馬文席,劉繼鋒.從 abs 防抱死系統到 asr、espj.實用汽車技術,2006(4). 16.豪彥.汽車主動安全制動系統的發(fā)展j.汽車與配件,2004(17).17清華大學汽車安全與節(jié) 能國家重點實驗室 于良耀 吳凱輝 宋健 致謝致謝 在本論文完成之際，衷心的感謝我的老師，老師勤奮的工作作風，嚴肅認真的治學態(tài)度和 隨和的為人讓我受益匪淺。從論文的選題到開題一直到最終論文成稿，老師給予我大量的幫助。 不斷的提出有價值的建議

57、。并且以身作則，教我們先修身后治學。感謝汽車教研室所有的老師;感 謝教研室的同學們，在學習生活中他們給了我極大的幫助，在教研室創(chuàng)造了良好的學習氛圍， 使我能夠不斷激勵自己努力向上。感謝動力系的所有老師同學們。幾年的朝夕相處，留下不止 是大家的音容笑貌，更有老師的諄諄教導和同學們的互相鼓勵。激勵我今后的工作中，會更加 努力，不辜負老師和學校的期望。 emloyment tribunals sort out disagreements between employers and employees. you may need to make a claim to an employment tri

58、bunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly. for more informu, take advice from one of the organisations listed under further help. employment tribunals are less formal than

59、some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation. most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of

60、 the organisations listed under further help. ation about dismissal and unfair dismissal, see dismissal. you can make a claim to an employment tribunal, even if you havent appealed against the disciplinary action your employer has taken against you. however, if you win your case, the tribunal may re