現(xiàn)代汽車安全技術(shù)-2章3主動安全(VSD車輛穩(wěn)定系統(tǒng))ppt課件

1、.第2章3 汽車自動平安技術(shù) -VSC車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng) 主講：朱明高級技師、經(jīng)濟師,工程師高級技藝專業(yè)教師汽車維修工高級考評員 ABS車型在原有配備根底上，又添加了車身穩(wěn)定系統(tǒng)VSC(VDC,ESP,DSC,DSTC,ASC)車身穩(wěn)定控制系統(tǒng).VSC車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng) 車身穩(wěn)定系統(tǒng)VSC(VDC,ESP,DSC,DSTC,ASC)1.車輛穩(wěn)定性控制防側(cè)滑控制安裝VSCVehicle Stability Control豐田汽車公司開發(fā) 2.車輛動態(tài)控制系統(tǒng)VDCVehicle Dynamics Control System，3.電子穩(wěn)定化程序電子穩(wěn)定化控制程序系統(tǒng)ESPElectronic Sta

2、bilization Program / (control) Procedure由德國梅賽德斯飛馳和波許公司結(jié)合開發(fā)這些控制技術(shù)對車輛在一切的行駛形狀下，尤其在車輛轉(zhuǎn)彎時發(fā)生的車輪側(cè)滑控制具有明顯的優(yōu)點。 .ESP是英語單詞Electronic Stability Programe縮寫。意為電子穩(wěn)定程序,在群眾、奧迪、飛馳車型上運用此簡稱。在其它車型上，一樣或相近功用的系統(tǒng)采用了不同的名字。如：Dynamic Stability Control(DSC)-BMWVehicle Stability Control(VSC)-ToyotaVehicle Stability Assist(VSA)-

3、HondaAutomatic Stability Management SystemDriving Dynamic Control 車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)是一個自動平安系統(tǒng)。它是建立在其它牽引控制系統(tǒng)之上的一個非獨立的系統(tǒng)。車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng).ABSABS系統(tǒng)防止制動時車輪出現(xiàn)抱死，使車輛具有方向性和穩(wěn)定性，并縮短制動間隔。EBD-Electronic Brake Pressure DistributionEBD 系統(tǒng)是防止ABS起作用以前，或者由于特定的缺點導(dǎo)致ABS失效后，后輪出現(xiàn)過度制動。EDL-Electronic Differential Lock兩驅(qū)動輪在附著系數(shù)不同的路面上，出現(xiàn)單側(cè)車輪

4、打滑時，制動打滑車輪。TCS-Traction Control System經(jīng)過發(fā)動機管理系統(tǒng)干涉及制動車輪，防止驅(qū)動輪打滑。例如在沙石及冰面上。ESP- Electronic Stability Programe經(jīng)過有選擇性的分缸制動及發(fā)動機管理系統(tǒng)干涉，防止車輛滑移。 EBC-Engine Braking Control防止在發(fā)動機制動時忽然收油門踏板或掛入低檔出現(xiàn)驅(qū)動輪抱死。 .TCSEDL ABS/ EBDVSCVSC(ESP)包含TCS配備VSC(ESP)的車型，將同時具有TCS ASR)、EDL、ABS功能配備TCS的車型，將同時具有EDL、ABS功能.汽車技術(shù)提高的一個主要義務(wù)就

5、是提高自動平安性以防止發(fā)惹事故，并充分發(fā)揚車輛的動力性能。ABS/TCS系統(tǒng)就是要防止在車輛加速或制動時出現(xiàn)我們所不期望的縱向滑移。而Electronic Dynamic Control /ESP就是要控制橫向滑移。他是各種工況下的一個自動平安系統(tǒng)，處置各種異常情況，減輕駕駛員的精神緊張及身體疲勞。!只需 VSC(ESP)識別出駕駛員的輸入與車輛的實踐運動不一致，它就馬上經(jīng)過有選擇的制動/發(fā)動機干涉來穩(wěn)定車輛。VSC(ESP)的任務(wù) .VSC(ESP)的用途 VSC(ESP)系統(tǒng)的出現(xiàn)，極大地改善了汽車在行駛過程中的平安性和支配性，特別是在路況很差，路面被雨水和冰雪覆蓋時， VSC(ESP)控

6、制系統(tǒng)在車輛行駛過程中，一直監(jiān)測車的運動形狀，尤其是與轉(zhuǎn)向相關(guān)的運轉(zhuǎn)形狀，一旦出現(xiàn)不穩(wěn)定的預(yù)兆， VSC(ESP)控制系統(tǒng)便實時予以修正，從而使汽車的行駛平安性大大提高，駕車人員覺得更靈敏，更快捷，更平安。 VSC(ESP)系統(tǒng)使汽車在極限情況下更容易支配，它可以降低汽車忽然轉(zhuǎn)向時的危險，提高方向穩(wěn)定性。 VSC(ESP)系統(tǒng)可以辯識汽車的趨向，并且做出反響，它可在單個車輪上施加制動力，從而產(chǎn)生附加橫擺調(diào)理力矩，協(xié)助汽車回到正確的方向上來。 . VSC(ESP)降低事故風(fēng)險 當不得不采取緊急避讓動作時，也許彎道比預(yù)料的還要急拐，或者路面情況忽然發(fā)生變化時。德國保險公司協(xié)會引薦一切尺寸規(guī)格的乘用

7、車都將VSC(ESP)作為規(guī)范安裝 VSC(ESP)防止打滑 德國保險公司協(xié)會經(jīng)過對受調(diào)查事件碰撞之前情況的研討，顯示25%導(dǎo)致嚴重人員損傷事故的車輛發(fā)生了打滑。 VSC(ESP)極大地提高對車輛的操控時機。. VSC(ESP)防止側(cè)面碰撞 研討也證明了碰撞死亡事故中有60%因側(cè)面碰撞所致。 VSC(ESP)認識到打滑的危險，并在車道上穩(wěn)定車輛，因此能協(xié)助駕駛者堅持支配，以防止危險。 VSC(ESP)加強被動駕駛平安性 德國保險公司協(xié)會事故分析得出結(jié)論：配備VSC(ESP)后發(fā)生打滑的風(fēng)險很小，車輛可以堅持循跡及前向行駛。假設(shè)安裝了VSC(ESP)的車輛發(fā)生了碰撞事故，它經(jīng)常也是由車輛前端吸能

8、區(qū)的潰變來吸收碰撞能量，而不是本身平安防護措施較少的車身側(cè)面車輛發(fā)生打滑碰撞時，一切的沖擊能量都集中在車身側(cè)面上了。 VSC(ESP)因此能大大降低碰撞風(fēng)險和保證車內(nèi)乘員的平安。.(1)避讓始料不及的妨礙物 在悠長平整的路面上交替進展著超車和變道。忽然出現(xiàn)一個妨礙物。. (2)路程的錯誤估計 行駛于蜿蜒曲折的山路。下一彎道始料不及地出現(xiàn)。. (3)始料不及的新情況 冰雪路面、彎道上的濕樹葉或者鵝卵石路旁的鐵軌。. 無論是在彎道或緊急避讓形狀，還是在制動、加速過程中?；蚴擒囕喆蚧瑫r。一旦實踐形狀變得危急， VSC(ESP)都能利用之前講過的原理來添加車輛行駛的方向穩(wěn)定性，同時VSC(ESP)還能

9、縮短ABS在彎道上和對開路面(車輛的一側(cè)為光滑路面上的制動間隔。 不論什么樣的電子穩(wěn)定系統(tǒng)不是萬能的。 VSC(ESP)只需在輪胎與地面之間還有附著力時，才干控制使車輛堅持穩(wěn)定。假設(shè)車速超越了一定值， VSC(ESP)系統(tǒng)也會不起作用。VSC(ESP).VSC(ESP)系統(tǒng)構(gòu)成圖 P451VSC執(zhí)行器 2制動總泵壓力傳感器 3轉(zhuǎn)向舵角傳感器 4加速度傳感器 5橫向擺動率傳感器 6節(jié)氣門動作器 7節(jié)氣門位置傳感器 8車輪速度傳感器 9ABS、ASR與VSC用ECU.VSC(ESP)的類型目前VSC(ESP)有3種類型：a 4通道或4輪系統(tǒng)。能自動地向4個車輪獨立施加制動力。b 2通道系統(tǒng)。只能對

10、2個前輪獨立施加制動力。c 3通道系統(tǒng)。能對2個前輪獨立施加制動力，而對后輪只能一同施加制動力。. 實踐上ESP是一套電腦程序，經(jīng)過對從各傳感器傳來的車輛行駛形狀信息進展分析，進而向ABS、TCS發(fā)出糾偏指令，來協(xié)助車輛維持動態(tài)平衡。ESP的電腦會計算出堅持車身穩(wěn)定的實際數(shù)值，再比較由側(cè)滑率傳感器和加速度傳感器所測得的數(shù)據(jù)，發(fā)出平衡、糾偏指令。 主要控制偏航率。轉(zhuǎn)向缺乏，會產(chǎn)生向理想軌跡曲線外側(cè)的偏離傾向，而轉(zhuǎn)向過度那么正好相反，向內(nèi)側(cè)偏離。 VSC(ESP)的任務(wù)原理.VSC(ESP)的任務(wù)當輪胎運動超越側(cè)向附著力時，就會構(gòu)成不穩(wěn)定要素。這時有兩種情況：1.后輪相對于前輪更多地失去輪胎附著力

11、，其結(jié)果是產(chǎn)生劇烈的過多轉(zhuǎn)向傾向；2.前輪相對于后輪更多失去輪胎附著力，這時會產(chǎn)生劇烈的缺乏轉(zhuǎn)向傾向。VSC那么可對上述兩種傾向起到限制造用。為了消除上述兩種傾向的不穩(wěn)定要素，首先應(yīng)該判別是何種情況產(chǎn)生了不穩(wěn)定要素。2.缺乏轉(zhuǎn)向傾向1.過多轉(zhuǎn)向傾向.VSC(ESP)首先經(jīng)過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器及各車輪轉(zhuǎn)速傳感器識別駕駛員轉(zhuǎn)彎方向駕駛員志愿a圖VSC(ESP)經(jīng)過橫擺角速度傳感器英文原稱為yaw rate sensor ,識別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)角度及側(cè)向加速度傳感器識別車輛實踐運動方向 b圖假設(shè)ab, VSC(ESP)斷定為出現(xiàn)缺乏轉(zhuǎn)向，將制動內(nèi)側(cè)后輪，使車輛進一步沿駕駛員轉(zhuǎn)彎方向偏轉(zhuǎn)，

12、從而穩(wěn)定車輛。圖I假設(shè)ab,ESP斷定為出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向， VSC(ESP)將制動外側(cè)前輪，防止出現(xiàn)甩尾，并減弱過度轉(zhuǎn)向趨勢，穩(wěn)定車輛。圖IIVSC(ESP)的任務(wù).傳感器執(zhí)行元件TCS/ESP開關(guān)E256制動燈開關(guān)FESP制動識別開關(guān)F83 在伺服器內(nèi)轉(zhuǎn)速傳感器G44-G47方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85側(cè)向加速度傳感器G200制動壓力傳感器-1G201 橫擺角速度傳感器G202制動壓力傳感器-2G214縱向加速度傳感器G249附加信號 發(fā)動機管理系統(tǒng) 變速箱管理系統(tǒng)ABS回油泵ABS進油閥N99,N101,N133,N134ABS 出油閥N100,N102N.NDDC閥N225,N226DDC高壓閥N

13、227,N228預(yù)壓電磁線圈N247繼電器J508ABS警告燈K47制動系統(tǒng)警告燈K118TCS/ESP警告燈K155附加信號 發(fā)動機管理系統(tǒng) 速箱管理系統(tǒng) 巡航系統(tǒng)自診接口VSC(ESP) 電控系統(tǒng)控制單元.方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85安裝位置：轉(zhuǎn)向柱上，轉(zhuǎn)向開關(guān)與方向盤之間，與平安氣囊時鐘彈簧集成為一體。義務(wù)：向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳送方向盤轉(zhuǎn)角信號。丈量范圍為+-720度，4圈丈量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒.側(cè)向加速度傳感器G200安裝位置：轉(zhuǎn)向柱下方偏右側(cè)，與橫擺角速度傳感器一體。義務(wù)：確定側(cè)向力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛形狀，ESP失效丈

14、量精度：1.2V/g丈量范圍：+-1.7g(加速度信號：0-2.5V.橫擺角速度傳感器G202安裝位置：轉(zhuǎn)向柱下方偏右側(cè)，與側(cè)向加速度傳感器一體。義務(wù)：G202感知作用在車輛上的扭矩，識別車輛圍繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)運動。失效影響：沒有此信號，控制單元不能識別車輛能否發(fā)生轉(zhuǎn)向，ESP功能失效。.縱向加速度傳感器G249注：只在4驅(qū)車上安裝此傳感器。對于單軸驅(qū)動車輛，系統(tǒng)經(jīng)過計算制動壓力、車輪轉(zhuǎn)速信號以及發(fā)動機管理系統(tǒng)信息，得出縱向加速度。.此開關(guān)安裝在儀表板上。按此開關(guān)可封鎖ESP/TCS功能，并由儀表上的警告燈指示出來。再次按壓此開關(guān)可重新激活TCS/ESP功能假設(shè)司機忘記重新激活TCS

15、/ESP，再次啟動發(fā)動機后系統(tǒng)可被重新激活。TCS/ESP開關(guān)E256以下情況下，有必要封鎖ESP-在積雪路面或松軟路面上，讓車輪自在轉(zhuǎn)動，前后挪動車輛。-安裝了防滑鏈的車輛-在測功機上檢測車輛ESP正在介入時，系統(tǒng)將無法被封鎖。E256失效，ESP將不起作用.制動壓力傳感器 G201安裝位置：在主缸上為最大限制的保證平安，有些系統(tǒng)采用了2個傳感器雙重保證，實踐1個就夠用，本車采用1個功能：計算制動力，控制預(yù)壓力.VSC(ESP)控制框圖制動壓力制動燈車輪轉(zhuǎn)速偏航角側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角液壓單元車輛司機傳動器電子控制單元發(fā)動機管理系統(tǒng)油門踏板警告信息系統(tǒng).VSC(ESP).ESP與其它動力控制系

16、統(tǒng)的關(guān)系優(yōu)先原那么TCS邏輯覆蓋ESP邏輯只發(fā)生在驅(qū)動輪即：選擇較低的制動壓力施加在車輪上。與TCS直接介入有所不同的是，此時動力源來自ESP壓力調(diào)理器，否那么將破壞液壓系統(tǒng)。ESP邏輯覆蓋ABS邏輯。這是由于ESP系統(tǒng)將產(chǎn)生接近50%的滑移率來穩(wěn)定車輛.超出ABS20%邏輯控制范圍優(yōu)先原那么.發(fā)動機扭矩調(diào)理：假設(shè)ESP和TCS都想降低發(fā)動機扭矩，將優(yōu)先采用最大調(diào)理量。ESP與EBC:當ESP任務(wù)時，EBC需求介入，那么此時EBC起作用，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。優(yōu)先原那么. VSC(ESP)系統(tǒng)研討的關(guān)鍵技術(shù) VSC(ESP) 系統(tǒng)的開發(fā)有賴于以下幾個關(guān)鍵技術(shù)的突破： 1傳感技術(shù)的改良 在 VSC(E

17、SP)系統(tǒng)中運用的傳感器有汽車橫擺角速度傳感器、側(cè)向加速度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、制動壓力傳感器及節(jié)氣門開度傳感器等，它們都是VSC(ESP)系統(tǒng)中不可短少的重要部件。提高他們的可靠性并降低本錢不斷是這方面的開發(fā)人員追求的目的。 .2體積小、分量輕、低本錢液壓制動作動系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計 這方面BOSCH公司在ESP系統(tǒng)中采用的構(gòu)造有一定的代表性， 其液壓作動系統(tǒng)由預(yù)加壓泵(Precharge Pump，簡稱為PCP)+壓力產(chǎn)生安裝(Pressure Generator Assembly)+液壓單元HU50所構(gòu)成 . 3ECU的軟、硬件設(shè)計 由于 VSC(ESP)的 ECU需求估計車輛運轉(zhuǎn)的形狀變

18、量和計算相應(yīng)的運動控制量，所以計算處置才干和程序容量要比 ABS 系統(tǒng)大數(shù)倍。普通采用多 CPU 構(gòu)造。而 ECU 軟計算的研討那么是研討的重中之重，基于模型的現(xiàn)代控制實際曾經(jīng)很難順應(yīng) VSC(ESP) 這樣一個復(fù)雜系統(tǒng)的控制，必需尋求魯棒性較強的非線性控制算法。.4經(jīng)過 CAN 完善控制功能 VSC(ESP) 的 ECU與發(fā)動機、傳動系的 ECU經(jīng)過 CAN互聯(lián)，使其能更好地發(fā)揚控制功能。例如自動變速器將當前的機械傳動比、液力變矩器變矩比和所在檔位等信息傳給 VSC(ESP) ，以估算驅(qū)動輪上的驅(qū)動力。當 VSC(ESP) 識別出是在低附著系數(shù)路面時，它會制止駕駛員掛低檔。在這種路面上起步時， VS