現(xiàn)代汽車安全技術(shù)(第四章2-2)ppt課件

1、ESP的開展歷史1995年，Bosch與飛馳結(jié)合開發(fā)的電子穩(wěn)定程序開場(chǎng)批量消費(fèi)，并初次配備于飛馳S級(jí)轎車。1996年，Continental Teves公司也以MK60液壓調(diào)理器為根底進(jìn)展ESC (Electronic Stability Control)的研制與開發(fā)。吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP的開展歷史1997年飛馳A級(jí)車麋鹿實(shí)驗(yàn)的翻車事故事故后三個(gè)月，加裝ESP系統(tǒng)并經(jīng)過麋鹿實(shí)驗(yàn)吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP的開展歷史美國(guó)國(guó)家高速公路交通平安局NHTSA的Federal Motor Vehicle Safety S

2、tandard No.126規(guī)定在美國(guó)制造并銷售的整車總重在4536kg以下的車輛包括乘用車、多用途車及卡車等，必需安裝ESP，并規(guī)定了詳細(xì)實(shí)施的時(shí)間表吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP的開展歷史歐洲委員會(huì)已提出到2021年全部新車均配備ESP的目的2007年歐洲新車評(píng)價(jià)方案Euro-NCAP機(jī)構(gòu)也開展了歐洲市場(chǎng)ESP裝車率調(diào)查德國(guó)、丹麥及瑞典等國(guó)規(guī)范配置率都在70%以上，并建議用戶在購(gòu)買新車時(shí)應(yīng)防止選擇未配備ESP的車型。目前歐洲市場(chǎng)2006年新注冊(cè)車輛ESP裝配率已到達(dá)43%吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP裝車情況吉林大學(xué)汽

3、車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU4、ESP的任務(wù)原理.ESP的任務(wù)原理吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP的任務(wù)原理吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLUESP控制原理框圖.ESP的任務(wù)原理ESP系統(tǒng)判別駕駛員的期望行駛意圖吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU經(jīng)過方向盤轉(zhuǎn)角、油門制動(dòng)踏板位移傳感器判別駕駛員期望行駛意圖經(jīng)過線性兩自在度模型獲取理想的橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角.ESP的任務(wù)原理汽車實(shí)踐運(yùn)動(dòng)形狀吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL

4、of JLU經(jīng)過橫擺角速度與側(cè)向加速度傳感器估算汽車實(shí)踐運(yùn)動(dòng)形狀判別能否進(jìn)入過度轉(zhuǎn)向或缺乏轉(zhuǎn)向區(qū).ESP的任務(wù)原理ESP系統(tǒng)進(jìn)展干涉吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLUESP準(zhǔn)確分配制動(dòng)壓力，引導(dǎo)車輛按駕駛員的意圖行駛.ESP的任務(wù)原理當(dāng)理想和實(shí)踐橫擺角速度之間的差距超越給定的門限值時(shí)或側(cè)偏角超越設(shè)定的最大允許值，按一定控制邏輯對(duì)車輪的縱向力大小進(jìn)展相應(yīng)的控制和調(diào)理，使作用在汽車上的橫擺力矩發(fā)生變化利用左右兩側(cè)制動(dòng)力差產(chǎn)生的附加橫擺力矩，迫使汽車作相應(yīng)的橫擺運(yùn)動(dòng)，使汽車實(shí)踐運(yùn)動(dòng)形狀更接近于駕駛員對(duì)汽車的期望運(yùn)動(dòng)形狀，從而保證制動(dòng)和加速時(shí)的方向穩(wěn)定性和可支配性，防止出現(xiàn)缺乏

5、轉(zhuǎn)向和過度轉(zhuǎn)向。吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP的任務(wù)原理ESP系統(tǒng)對(duì)過度轉(zhuǎn)向的干涉吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU未配備ESC的車輛車輛進(jìn)入了一個(gè)左彎，由于車輛的速度太快，車輛的后軸將會(huì)發(fā)生側(cè)滑。對(duì)于沒有配備ESP系統(tǒng)得車輛，后軸的側(cè)滑將引起車輛的“激轉(zhuǎn)。.ESP的任務(wù)原理吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU對(duì)于配備有ESP系統(tǒng)的車輛，系統(tǒng)將立刻感知出相對(duì)于駕駛員期望的車輛軌跡汽車的行進(jìn)方向的變化太快車輛的橫擺角速度變化太快。它將即刻對(duì)右前輪進(jìn)展制動(dòng)以使車輛的實(shí)踐行進(jìn)方向前往到駕駛員期望的途徑上來。.ESP的任

6、務(wù)原理ESP系統(tǒng)對(duì)缺乏轉(zhuǎn)向的干涉吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU未配備ESC的車輛車輛進(jìn)入了同過度轉(zhuǎn)向類似的工況，車輛的前軸到達(dá)路面附著系數(shù)的極限開場(chǎng)發(fā)生側(cè)滑對(duì)于沒有配備ESP系統(tǒng)得車輛，前軸的側(cè)滑將引起車輛滑出路面。.ESP的任務(wù)原理吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU系統(tǒng)將立刻感知出相對(duì)于駕駛員期望的車輛軌跡汽車的行進(jìn)方向的變化太慢車輛的橫擺角速度變化太慢。它將即刻對(duì)左后輪進(jìn)展制動(dòng)以使車輛的實(shí)踐行進(jìn)方向前往到駕駛員期望的途徑上來。.ESP的任務(wù)原理干涉過程是非?？斓模⑶曳浅５钠椒€(wěn)，以致于駕駛員很難覺察到ESP的干涉過程。甚至在駕駛員認(rèn)識(shí)到彎

7、道過于猛烈對(duì)車輛進(jìn)展制動(dòng)時(shí)，ESP系統(tǒng)仍能在必要時(shí)校正車輛的行駛軌跡在真實(shí)道路的駕駛環(huán)境中，由于道路交通環(huán)境的復(fù)雜化，某些工況需求ESP系統(tǒng)對(duì)過度轉(zhuǎn)向與缺乏轉(zhuǎn)向同時(shí)進(jìn)展干涉，如換道行駛工況。吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.視頻演示ESPBosch任務(wù)原理ESPContinental吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU5、ESP的根本構(gòu)造.ESP系統(tǒng)架構(gòu)吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.ESP系統(tǒng)架構(gòu)吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU傳感

8、器：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、制動(dòng)主缸壓力傳感器、橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器與輪速傳感器ECU：電子控制單元，HCU：液壓控制單元產(chǎn)品化的ESP產(chǎn)品將ECU與HCU放在一同.集成的HCU、ECU吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.HCU汽車ESP控制系統(tǒng)的液壓調(diào)理器比ABS/ASR液壓調(diào)理器多了預(yù)壓泵和壓力生成器吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU6、ESP的控制戰(zhàn)略.ESP控制的兩類問題ESP可分為兩類問題：一類是軌跡堅(jiān)持問題，可由汽車的質(zhì)心側(cè)偏角來描畫；另一類是穩(wěn)定性問題，可由汽車的橫

9、擺角速度來描畫吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU車輛質(zhì)心側(cè)偏角車輛橫擺角速度.ESP的控制系統(tǒng)分類ESP以橫擺角速度和質(zhì)心側(cè)偏角作為被控變量，它們之間是相互耦合的。按照ESP的理想控制目的可以將目前國(guó)際ESP控制算法大體劃分為汽車橫擺角速度控制、前后輪側(cè)偏角控制、橫擺角速度和側(cè)偏角綜合控制等。大陸公司的ESP控制算法以橫擺角速度為主要控制變量，Bosch公司以橫擺角速度和側(cè)偏角綜合控制。吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.Bosch的ESP控制戰(zhàn)略吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU期望值實(shí)踐值期望橫擺角速度期望質(zhì)心側(cè)偏角實(shí)

10、踐橫擺角速度實(shí)踐質(zhì)心側(cè)偏角根據(jù)橫擺角速度與質(zhì)心側(cè)偏角偏向的大小確定要產(chǎn)生修正橫擺力矩的大小根據(jù)修正橫擺力矩的大小值確定各個(gè)車輪最優(yōu)的滑移率根據(jù)各個(gè)車輪最優(yōu)的滑移率確定每一個(gè)車輪制動(dòng)力的大小進(jìn)展穩(wěn)定控制.期望橫擺角速度確實(shí)定期望橫擺角速度 確實(shí)定吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU車輛進(jìn)入穩(wěn)態(tài)行駛.期望橫擺角速度確實(shí)定思索輪胎與地面的最大附著系數(shù) 的條件限制由線性二自在度模型得出的期望橫擺角速度值還要思索最大附著系數(shù)的條件限制由于輪胎方式、實(shí)踐磨損及磨損不均呵斥車輛特征參數(shù)的變化，確定期望橫擺角速度時(shí)，需求做大量的實(shí)驗(yàn)綜合思索各種因數(shù)吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 AD

11、SL of JLU.期望質(zhì)心側(cè)偏角確實(shí)定由輪胎和地面的附著系數(shù)根據(jù)Shibahata的 法那么確定 ，該值隨車速的變大而減少。吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.實(shí)踐橫擺角速度確實(shí)定橫擺角速度由車輛上裝有的橫擺角速度傳感器測(cè)得吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.車輛側(cè)偏角確實(shí)定在縱向和側(cè)向程度的路面上，假設(shè)汽車無俯仰角和側(cè)傾角，那么汽車的側(cè)偏角 可由下式確定吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.車輛側(cè)偏角確實(shí)定假設(shè)汽車的側(cè)偏角 很小，汽車的速度恒定，上式可簡(jiǎn)化為為了提高計(jì)算的精度，消除誤差，由兩自在度的四輪汽車模型算出。吉林

12、大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.車輛側(cè)偏角確實(shí)定吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.控制車輛的橫擺角速度經(jīng)過對(duì)作用在車輪上的制動(dòng)力和/或牽引力進(jìn)展有效的分配，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)作用在整車上的橫擺力矩，稱之為橫擺控制力矩經(jīng)過調(diào)控這個(gè)橫擺力矩，汽車的橫擺和側(cè)偏運(yùn)動(dòng)就能得到有效的控制吉林大學(xué)汽車動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 ADSL of JLU.控制車輛的橫擺角速度當(dāng)輪胎產(chǎn)生極限側(cè)偏力時(shí)，其制動(dòng)力或牽引力相對(duì)于重心所產(chǎn)生的橫擺力矩來源于以下三個(gè)分量制動(dòng)力或牽引力本身產(chǎn)生的橫擺力矩重力轉(zhuǎn)移呵斥(由于制動(dòng)或牽引的作用)的側(cè)偏力變化所呵斥的附加橫擺力矩變化制動(dòng)力或牽引力的變化而呵斥的側(cè)偏力變化所呵斥的附加橫擺力矩變化吉林大學(xué)汽車動(dòng)