第四章汽車行駛安全控制系統(tǒng)

第四章

汽車行駛安全控制系統(tǒng)本章主要學習的內(nèi)容：§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）§2.汽車驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)（ASR）§3.汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（ESP）§4.汽車安全氣囊系統(tǒng)（SRS）第一節(jié)汽車制動防抱死系統(tǒng)（AntilockbrakingSystem——ABS）一、概述

2.汽車制動防抱死系統(tǒng)基本功能

1.汽車制動時方向失穩(wěn)現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因

當車輪抱死拖滑時，地面提供的縱向附著力變的很小，使汽車制動效果變差。而且這時地面提供的側(cè)向附著力也變小，汽車在外力干擾下不能按操縱的方向行駛——方向失穩(wěn)

感知制動輪每一瞬間的運動狀態(tài)，并根據(jù)其運動狀態(tài)相應調(diào)節(jié)制動器制動力矩的大小，避免車輪抱死現(xiàn)象§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）（一）、ABS的功用ABS的功用ABS的功用是在汽車進行緊急制動時和在易打滑路面上進行常規(guī)制動時，非常迅速而又精確地檢測出各車輪的滑移量，通過ECU的分析、運算和控制，適時調(diào)節(jié)制動液壓或氣壓，盡量減少車輪的滑移率，以確保制動時汽車方向的穩(wěn)定性，操縱可靠性和行駛的安全性。ABS的優(yōu)點防止車輪抱死；提高制動性能；確保車輛穩(wěn)定性§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）（一）、ABS的功用§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）（二）ABS發(fā)展史1928年提出制動防抱死理論30年代機械式ABS在火車和飛機上使用（BOSCH）50年代機械式ABS被應用到汽車上（FORD）60年代末電子控制ABS（凱爾塞·海伊思）1978年數(shù)字式電控ABS（BOSCH）1984年整體式ABS（戴維斯）1986年ABS/ASR（BOSCH）1994年50％新生產(chǎn)的轎車和輕型貨車裝備ABS§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）ABS的分類：一、一傳感器一通道二、二傳感器二通道三、三傳感器三通道四、四傳感器二通道五、四傳感器三通道六、四傳感器四通道§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）一、一傳感器一通道

§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）二、二傳感器二通道

§1.汽車防抱死控制系統(tǒng)（ABS）三、、三三傳傳感感器器三三通通道道§1.汽汽車車防防抱抱死死控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（（ABS））四、、四四傳傳感感器器二二通通道道§1.汽汽車車防防抱抱死死控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（（ABS））五、、四四傳傳感感器器三三通通道道§1.汽汽車車防防抱抱死死控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（（ABS））六、、四四傳傳感感器器四四通通道道§1.汽汽車車防防抱抱死死控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（（ABS））路面面及及輪輪胎胎對對縱縱向向附附著著系系數(shù)數(shù)的的影影響響§1.汽汽車車防防抱抱死死控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)（（ABS））Sop1二、、汽汽車車地地面面附附著著性性能能1.車車輪輪滑滑動動率率:V————汽汽車車車車身身的的速速度度r————車車輪輪的的動動力力半半徑徑ω————車車輪輪的的角角速速度度注：：制動動時時，，車車輪輪速速度度小小于于車車輛輛速速度度附著著力力是是抵抵抗抗輪輪胎胎在在道道路路上上產(chǎn)產(chǎn)生生滑滑動動的的力力縱向附附著系系數(shù)：：Φx=Fx/Fz=fx(R,T,V,M,S)側(cè)向附附著系系數(shù)：：Φy=Fy/Fz=fy(R,T,V,M,S)其中：：Fx—制制動力力；Fy——側(cè)向向力；；Fz——垂垂直載載荷R—路路面因因素；；T——輪胎胎因素素；V—汽汽車因因素M—制制動工工況因因素車輪滑滑動率率表明明車輪輪滑動動成分分即車輛輛速度度與車車輪速速度之之差與與車輛輛速度度的比比值§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））2.附附著系系數(shù)若路面面因素素、輪輪胎因因素、、汽車車因素素、制制動工工況因因素等等在制制動過過程確確定則ΦΦx=fx(S)Φy=fy(S)δ—車輪輪側(cè)偏偏角注：δ增大，，Sop增增大ΦΦx減減小而δ增大，，Φy增增大。Sop1Sop2§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））三、制制動防防抱死死系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)與與工作作原理理組成輪速傳傳感器器壓力調(diào)調(diào)節(jié)器器電子控控制裝裝置§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））系統(tǒng)框框圖§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））1.輪輪速傳傳感器器功能檢測車車輪速速度，，并將將信息息傳遞遞給ECU。§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））2.壓壓力調(diào)調(diào)節(jié)器器功能接受并并執(zhí)行行ECU的的指令令使制制動輪輪缸或或氣氣室的的壓力力改變變（（增高高、保保持或或降低低）電磁閥閥工作作原理理組成回油泵泵———吸取取制動動缸的的制動動液，，并送送回制制動總總缸，，壓力力減小小存貯器器———暫時時儲存存壓力力減小小而流流出制制動缸缸的制制動液液電磁閥閥電磁閥閥功能能壓力上上升壓力保保持壓力降降低§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））3.電電子控控制裝裝置：：功能接收輪輪速傳傳感器器送來來的信信號，，經(jīng)整整理、、計算算、判判斷處處理，，輸出出控制制指令令組成：：輸入級級數(shù)字控控制器器輸出級級穩(wěn)壓與與保護護裝置置§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））四、制制動防防抱死死系統(tǒng)統(tǒng)在汽汽車上上的布布置1.車車輪的的控制制方式式直接控控制———根根據(jù)被被控車車輪自自己的的運動動狀態(tài)態(tài)控制制間接控控制———根根據(jù)其其他車車輪的的運動動狀態(tài)態(tài)控制制不加控控制———不不控制制輪缸缸（或或氣室室）壓壓力低選擇擇控制制———根據(jù)據(jù)先趨趨于抱抱死的的車輪輪運動動狀態(tài)態(tài)的信信號控控制獨立控控制———多多個車車輪聯(lián)聯(lián)合控控制時時，每每個車車輪都都直接接控制制高選擇擇控制制———根據(jù)據(jù)后趨趨于抱抱死的的車輪輪運動動狀態(tài)態(tài)的信信號控控制修正獨獨立控控制———每每個車車輪都都直接接控制制，各各輪壓壓力差差限制制在一一定范范圍內(nèi)內(nèi)平均控控制———根根據(jù)一一組車車輪的的平均均瞬時時角速速度控控制制動壓壓力調(diào)調(diào)節(jié)器器的工工作原原理1、常常規(guī)制制動2、減減壓過過程3、保保壓過過程4、增增壓過過程§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））1、常常規(guī)制制動§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））2、減減壓過過程§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））3、保保壓過過程§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））4、增增壓過過程§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））六、汽汽車制制動防防抱死死系統(tǒng)統(tǒng)的控控制技技術(shù)制動開開始,制動動壓力力和車車輪角角減速度度增加加，降到到門限限值a---1電磁閥閥轉(zhuǎn)換換到““壓力力保持持”車車速并在給給定的的斜率率下作作相應應遞減減,由車速速求S，S小于Sop，制動動穩(wěn)定區(qū)，，保壓壓---2S大于Sop，制動動不穩(wěn)穩(wěn)定區(qū)區(qū)降壓壓，降壓，，角減速速度回回升---3角減速速度回回升門限值值a，，保壓壓—4，角減速速度進進一步步回升升為角加速度到到門限限值b，是高附附著系系數(shù)路路面，升壓壓---5，車輪角角加速速度下下降門門限值值b，保壓壓—6，進入穩(wěn)穩(wěn)定制制動，壓力小小階梯梯上升升abc§1.汽車車防抱抱死控控制系系統(tǒng)（（ABS））在制動動開始始時，，制動動壓力力和車車輪角角減速速度增增加，，在階階段1末，，即輪輪減速速度達達到設設定的的門限限值-a，，（這這里指指絕對對值）），相相應的的電磁磁閥轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到到“壓壓力保保持””狀態(tài)態(tài)，同同時形形成參參考車車速并并在給給定的的斜率率下作作相應應遞減減，滑滑動率率的值值是由由參考考車速速計算算得出出，如如果滑滑動率率小于于門限限值，，系統(tǒng)統(tǒng)則進進行一一段保保壓（（階段段2）），當當滑動動率大大于門門限值值，電電磁閥閥轉(zhuǎn)換換到““壓力力下降降”的的狀態(tài)態(tài)，即即階段段3，，由于于制動動壓力力下降降，車車輪的的角減減速度度回升升，當當達到到-a值時時，制制動壓壓力開開始保保持（（第4階段段），，當輪輪角減減速度度隨著著車輪輪的回回升達達到加加速，，達到到門限限值＋＋a，，這時時壓力力仍然然保持持，讓讓車輪輪進一一步回回升到到門限限值＋＋Ak（表表明是是高附附著系系數(shù)路路面）），這這時使使制動動壓力力再次次增加加（第第5階階段）），使使車輪輪角加加速度度下降降，當當車輪輪角加加速度度再回回到+Ak時，，進行行保壓壓（第第6階階段））；車車輪角角加速速度值值回落落到＋＋a值值，此此時車車輪已已進入入穩(wěn)定定制動動區(qū)域域，并并且稍稍有制制動不不足，，這一一區(qū)域域的制制動時時間要要盡可可能延延長，，因此此，階階段7的制制動壓壓力采采用小小的階階梯上上升，，一般般較初初始壓壓力梯梯度小小得多多，直直到車車輪減減速度度再次次超過過門限限值-a值值，以以后的的控制制循環(huán)環(huán)過程程就和和前面面一樣樣了高附著著系數(shù)數(shù)控制制技術(shù)術(shù)低附著著系數(shù)數(shù)控制制技術(shù)術(shù)在進入入制動動壓力力保持持階段段（3）前前段后后，由由于附附著系系數(shù)低低，車車輪加加速慢慢，致致使在在設定定的制制動壓壓力保保持時時限內(nèi)內(nèi)，車車輪角角加速速度達達不到到門限限值，，由此此判斷斷處于于低附附著系系數(shù)路路面。。以較低低的壓壓力減減小率率使制制動壓壓力減減小（（3后后），，直到到車輪輪角加加速度度超過過門限限值＋＋a，，此后后進入入壓力力保持持階段段（4）。。當車車輪的的角加加速度度又低低于控控制門門限值值＋a以后后，就就以較較低的的壓力力升高高率使使制動動壓力力增大大（5），，直到到車輪輪的角角減速速度又又低于于控制制門限限值－－a后后，進進入下下個循循環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)§1.汽汽車防抱抱死控制制系統(tǒng)（（ABS）高、低附附著系數(shù)數(shù)控制技技術(shù)車輪在制動壓壓力減小小階段（（2），，車輪的的參考滑滑動率可可能超過過下門限限S1和和上門限限S2。。車輪角減減速度從從低于門門限值－－a變化化到高于于門限值值－a時時，要對對車輪參參考滑動動率是否否超過S2進行行判斷，，若超過過，不再再進行制制動壓力力保持階階段，而而應減小小制動壓壓力，此此后保持持，之高高車輪角角加速度度又低于于控制門門限值＋＋a，再再以較低低壓力升升高率使使制動壓壓力增大大?！?.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)第二節(jié)汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASRAccelerationSlipRegulation（ASR）一、概述述功用1、防止止加速打打滑2、差速速鎖控制制3、光滑滑路面狀狀況顯示示控制4、軸荷荷轉(zhuǎn)移控控制1、ABS／ASR系系統(tǒng)概念ASR（（AccelerationSlipRegulation）是是通過調(diào)調(diào)節(jié)驅(qū)動動車輪的的牽引力力實現(xiàn)驅(qū)驅(qū)動車輪輪的滑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制的的系統(tǒng)，，也稱牽牽引力控控制系統(tǒng)統(tǒng)（TractionControlSystem），即即TCS?！?.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)制動防抱抱死系統(tǒng)統(tǒng)是在制動過程程中通過調(diào)調(diào)節(jié)制動動輪缸（（或制動動氣室））的制動動壓力使使作用于于車輪的的制動力力矩受到到控制，，而將車車輪的滑移率控制在較較為理想想的范圍圍內(nèi)。驅(qū)動防滑滑控制系系統(tǒng)是在在驅(qū)動過程程中通常可可通過調(diào)調(diào)節(jié)發(fā)動動機的輸輸出轉(zhuǎn)矩矩、傳動動系的傳傳動比、、差速器器的鎖緊緊系數(shù)等等控制作作用于驅(qū)驅(qū)動車輪輪的驅(qū)動動力矩，，實現(xiàn)對對驅(qū)動車車輪牽引引力矩的的控制，，將驅(qū)動動車輪的的滑動率控制在較較為理想想的范圍圍之內(nèi)。。§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ABS/ASR系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASR系系統(tǒng)控制制原理滑轉(zhuǎn)率S：輪胎－路路面附著著系數(shù)的的變化§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASR發(fā)發(fā)動機調(diào)調(diào)速控制制§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASR制制動力控控制§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASR發(fā)發(fā)動機調(diào)調(diào)速和制制動力綜綜合控制制§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ASR電電子控制制裝置§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)ABS與與ASR的比較較都是通過過控制作作用于被被控車輪輪的力矩矩，而將將車輪的的滑動率率控制在在設定的的理想范范圍內(nèi)，，以提高高車輪附附著力的的利用率率，從而而縮短汽汽車制動動距離或或提高汽汽車的加加速性能能，改善善汽車的的行駛方方向穩(wěn)定定性和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向操作作能力。。都要求系系統(tǒng)具有有快速反反應的能能力，以以適應車車輪附著著力的變變化，都都要求控控制偏差差盡可能能最小，，以免引引起汽車車及傳動動系的振振動；都都要求盡盡量減少少調(diào)節(jié)過過程中的的能量消消耗§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)相同點：：不同點：：ABS對對驅(qū)動和和非驅(qū)動動車輪都都可進行行控制，，而ASR只對對驅(qū)動車車輪進行行控制在ABS控制期期間，離離合器通通常都處處于分離離狀態(tài)，，發(fā)動機機也處于于怠速運運轉(zhuǎn)，而而在ASR控制制期間，，離合器器則處于于結(jié)合狀狀態(tài)，發(fā)發(fā)動機的的慣性會會對ASR控制制產(chǎn)生較較大的影影響在ABS控制期期間，汽汽車傳動動系統(tǒng)的的振動較較小，由由此對ABS控控制產(chǎn)生生影響也也較小，，而在ASR控控制期間間，很容容易使傳傳動系統(tǒng)統(tǒng)產(chǎn)生較較大的振振動，由由此對ASR控控制產(chǎn)生生的影響響也就很很大在ABS控制期期間，各各車輪之之間的相相互影響響不大，，而在ASR控控制期間間，由于于差速器器的作用用會使驅(qū)驅(qū)動車輪輪之間產(chǎn)產(chǎn)生較大大的相互互影響。?！?.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)思考題1、汽車車抱死會會產(chǎn)生什什么后果果？ABS的作作用？2、車輪滑動動率、縱縱向附著著系數(shù)、、側(cè)向附附著系數(shù)數(shù)？哪些因素素影響縱縱向附著著系數(shù)、、側(cè)向附附著系數(shù)數(shù)?3、制動防抱抱死系統(tǒng)統(tǒng)的組成成？4、柱塞塞式、滑滑閥式制制動防抱抱死系統(tǒng)統(tǒng)工作原原理5、制動動防抱死死的布置置方式有有哪些？？6、制動動防抱死死系統(tǒng)的的控制參參數(shù)有哪哪些？§2.汽汽車驅(qū)動動防滑系系統(tǒng)第三節(jié)電子穩(wěn)定定程序ElectronicStabilityProgram（ESP）ESPESP概概述ESP工工作原理理ESP的的組成結(jié)結(jié)構(gòu)ESP的的用途ESP的的發(fā)展方方向§3.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序ESP概概述汽車電子子穩(wěn)定程程序(electronicstabilityprogram，簡稱稱ESP)是近近年來開開發(fā)出來來的一種種先進的的汽車底底盤控制制系統(tǒng)。。其功能能是監(jiān)控控汽車的的行駛狀狀態(tài)，在在車輛緊緊急躲避避障礙物物、轉(zhuǎn)彎彎等容易易出現(xiàn)不不穩(wěn)定狀狀況時，，利用動動力系統(tǒng)統(tǒng)干預及及制動系系統(tǒng)干預預，幫助助車輛克克服偏離離理想軌軌跡的傾傾向，為為車輛提提供更好好的安全全性。在在國際上上，ESP已經(jīng)經(jīng)成為了了高性能能車輛的的標準配配置，而而國內(nèi)的的ESP研究還還處于起起步階段段?！?.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序汽車電子子穩(wěn)定程程序(ESP)ESP的的效能超超越了兩兩個系統(tǒng)統(tǒng)的功能能結(jié)合：：除了影影響橫向向動態(tài)性性能外，，而且還還具有防防止車輛輛在行駛駛時側(cè)滑滑的功能能。它通通過傳感感器對車車輛進行行動態(tài)監(jiān)監(jiān)測，必必要時會會對某一一個車輪輪或者某某幾個車車輪進行行制動．．甚至控控制發(fā)動動機的動動力輸出出。能夠夠識別危危險狀況況，并無無需駕駛駛者任何何動作而而自行采采取行動動。ESP提提高了所所有駕駛駛工況下下的主動動安全性性。尤其其是在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎工況況下，即即是在橫橫向力起起作用的的情況下下，ESP能維維持車輛輛穩(wěn)定和和保持車車輛在車車道上正正確行駛駛。ABS和TCS只只在縱向向起作用用。ESP結(jié)合合了側(cè)滑滑率傳感感器，并并集成橫橫向加速速度傳感感器及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向角度度傳感器器。此外外，ESP應用用了ABS/TCS的的所有部部件，并并基于功功能更強強大的新新一代電電子控制制單元。?！?.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序ESP的的類型目前ESP有3種類型型：a．4通道或或4輪系系統(tǒng)。能能自動地地向4個個車輪獨獨立施加加制動力力。b．2通道系系統(tǒng)。只只能對2個前輪輪獨立施施加制動動力。c．3通道系系統(tǒng)。能能對2個個前輪獨獨立施加加制動力力，而對對后輪只只能一同同施加制制動力。?！?.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序?qū)嶋H上ESP是是一套電電腦程序序，通過過對從各各傳感器器傳來的的車輛行行駛狀態(tài)態(tài)信息進進行分析析，進而而向ABS、TCS發(fā)發(fā)出糾偏偏指令，，來幫助助車輛維維持動態(tài)態(tài)平衡。。ESP的電腦腦會計算算出保持持車身穩(wěn)穩(wěn)定的理理論數(shù)值值，再比比較由側(cè)側(cè)滑率傳傳感器和和加速度度傳感器器所測得得的數(shù)據(jù)據(jù)，發(fā)出出平衡、、糾偏指指令。主主要控控制偏航航率。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向不足足，會產(chǎn)產(chǎn)生向理理想軌跡跡曲線外外側(cè)的偏偏離傾向向，而轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向過度度則正好好相反，，向內(nèi)側(cè)側(cè)偏離。。ESP的的工作原原理§3.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序§3.汽汽車電子子穩(wěn)定程程序具體的糾糾偏工作作是這樣樣實現(xiàn)的的:ESP通過過TCS裝置牽牽制發(fā)動動機的動動力輸出出，同時時指揮ABS對對各個車車輪進行行有目的的的剎車車，產(chǎn)生生一個反反橫擺力力矩，將將車輛帶帶回到所所希望的的軌跡曲曲線上來來。比如如轉(zhuǎn)向不不足時，，剎車力力會作用用在曲線線內(nèi)側(cè)的的后輪上上；而在在嚴重轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向過度度時會出出現(xiàn)甩尾尾，這種種傾向可可以通過過對曲線線外側(cè)的的前輪進進行剎車車得到糾糾正?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序1、不足轉(zhuǎn)向向時的控制策策略ESP判別汽汽車具有較大大的不足轉(zhuǎn)向向傾向，控制制系統(tǒng)會自動動對位于彎道道內(nèi)側(cè)的后輪輪實施瞬時制制動，以產(chǎn)生生預定的滑移移率，導致該該車輪受到的的側(cè)向力迅速速減少而縱向向制動力迅速速增大，于是是產(chǎn)生了一個個與橫擺方向向相同的橫擺擺力矩。此外外還獲得了兩兩個附帶的減減少不足轉(zhuǎn)向向傾向的因素素。首先，由由于制動而使使車速降低；；其次，由于于差速器的作作用，對內(nèi)側(cè)側(cè)后輪制動從從而導致外側(cè)側(cè)后輪被加速速，即外側(cè)后后輪受到的驅(qū)驅(qū)動力增加而而側(cè)向力減少少，于是產(chǎn)生生了又一個所所期望的橫擺擺力矩。2、過度轉(zhuǎn)向向時的控制策策略在出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時，驅(qū)動動力分配系統(tǒng)統(tǒng)就會降低驅(qū)驅(qū)動力矩，以以提高后軸的的側(cè)向附著力力。地面作用用于后軸的側(cè)側(cè)向力相應會會提高，從而而產(chǎn)生一個與與過度轉(zhuǎn)向相相反的橫擺力力矩。位于彎彎道外側(cè)的非非驅(qū)動前輪開開始時幾乎不不滑動，若僅僅依靠動力分分配系統(tǒng)還不不能制止開始始發(fā)生的不穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)，控控制系統(tǒng)將自自動對該前輪輪實施瞬時制制動，使它產(chǎn)產(chǎn)生較高的滑滑移率，導致致該車輪受到到的側(cè)向力迅迅速減少而縱縱向制動力迅迅速增大，于于是也產(chǎn)生一一個與橫擺方方向相反的橫橫擺力矩。由由于對一個前前輪制動，車車速也會降低低，從而獲得得了一個附帶帶產(chǎn)生的有利利于穩(wěn)定性的的因素。3．ESP系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)1、帶有ECU液壓調(diào)節(jié)節(jié)器2、輪輪速傳感器3、轉(zhuǎn)角傳傳感器4、側(cè)向加速速度傳感器和和橫擺角速度度傳感器5、與發(fā)動機機管理系統(tǒng)的的通信§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序ESP系統(tǒng)由由傳統(tǒng)制動系系統(tǒng)、傳感器器、液壓調(diào)節(jié)節(jié)器、汽車穩(wěn)穩(wěn)定性控制電電子控制單元元和輔助系統(tǒng)統(tǒng)組成，在電電腦實時監(jiān)控控汽車運行狀狀態(tài)的前提下下，對發(fā)動機機及控制系統(tǒng)統(tǒng)進行干預和和調(diào)控。在汽車行駛過過程中，方向向盤轉(zhuǎn)角傳感感器監(jiān)測駕駛駛者轉(zhuǎn)彎方向向和角度，車車速傳感器監(jiān)監(jiān)測車速、節(jié)節(jié)氣門開度，，制動主缸壓壓力傳感器監(jiān)監(jiān)測制動力，，而側(cè)向加速速度傳感器和和橫擺角速度度傳感器則監(jiān)監(jiān)測汽車的橫橫擺和側(cè)傾速速度。ECU根據(jù)這些信信息，通過計計算后判斷汽汽車要正常安安全行駛和駕駕駛者操縱汽汽車意圖的差差距，然后由由ECU發(fā)出出指令，調(diào)整整發(fā)動機的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速和車輪上上的制動力，，如果實際行行駛軌跡與期期望的行駛軌軌跡發(fā)生偏差差，則ESP系統(tǒng)自動控控制對某一車車輪施加制動動，從而修正正汽車的過度度轉(zhuǎn)向或不足足轉(zhuǎn)向，以避避免汽車打滑滑、轉(zhuǎn)向過度度、轉(zhuǎn)向不足足和抱死，從從而保證汽車車的行駛安全全。§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序ECU的液壓壓模塊液壓模塊執(zhí)行行ECU指令令，并通過電電磁閥調(diào)整各各車輪制動缸缸的制動力。。它位于發(fā)動動機艙，布置置在制動主缸缸與車輪制動動分缸之間，，因此，確保保了制動主缸缸與車輪制動動分缸之間的的制動管路能能得以縮短。。如同擔當系系統(tǒng)控制功能能一樣，ECU也接管了了系統(tǒng)所有電電氣和電子的的控制職能。?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序輪速傳感器ECU根據(jù)來來自輪速傳感感器的信號計計算車輪的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。有兩種種不同工作原原理的傳感器器：被動式（（感應）和主主動式（霍爾爾）速度傳感感器。主動式式傳感器正變變得越來越為為普及。它們們應用磁場對對輪速進行非非接觸式檢測測，同時還具具備識別車輪輪旋轉(zhuǎn)方向和和停轉(zhuǎn)的能力力?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序轉(zhuǎn)向角度傳感感器它監(jiān)測轉(zhuǎn)向盤盤旋轉(zhuǎn)的角度度，幫助確定定汽車行駛方方向是否正確確。結(jié)合來自自輪速傳感器器和轉(zhuǎn)向角度度傳感器的輸輸入信息，ECU計算出出車輛的目標標動作。轉(zhuǎn)向向角度傳感器器的工作范圍圍（量程）為為720°。。在方向盤滿滿舵轉(zhuǎn)動范圍圍內(nèi)，其誤差差在5°之內(nèi)內(nèi)?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序側(cè)滑率和加速速度傳感器側(cè)滑率傳感器器記錄汽車繞繞垂直軸線的的旋轉(zhuǎn)，確定定汽車側(cè)滑與與否。旋轉(zhuǎn)的的角度取決于于由ECU測測得的橫向加加速值，并且且監(jiān)測車輛轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的數(shù)據(jù)。。并將從其它它傳感器傳來來的信號整合合，判定駕駛駛者的意圖與與實際車輛動動態(tài)，進而取取用修正后的的參數(shù)，以施施加剎車力或或減低動力的的方式調(diào)整。?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序與發(fā)動機管理理系統(tǒng)的通訊訊發(fā)動機管理系系統(tǒng)集成：ECU、加速速踏板傳感器器、節(jié)氣門執(zhí)執(zhí)行器、燃油油噴射器、點點火模塊電子控制單元元是ESP控控制系統(tǒng)的核核心部件，它它一般具有兩兩個微處理器器，一個用來來計算控制邏邏輯，一個用用于故障診斷斷和處理，兩兩個微處理器器通過內(nèi)部總總線相互交換換信息。除了了微處理器以以外，ＥＣＵＵ還包括電源源管理模塊、、傳感器信號號輸入模塊、、液壓調(diào)節(jié)器器驅(qū)動模塊、、各種指示燈燈接口以及ＣＣＡＮ總線通通訊接口等?！，F(xiàn)在的ＥＣＣＵ大多與液液壓調(diào)節(jié)器安安裝在一起，，通過電磁線線圈與電磁閥閥閥芯之間的的電磁耦合連連接，這樣不不僅減少了連連線的長度，，又結(jié)構(gòu)緊湊湊?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序液壓調(diào)節(jié)器液壓調(diào)節(jié)器是是ESP控制制系統(tǒng)的主要要執(zhí)行機構(gòu)，，其基本結(jié)構(gòu)構(gòu)與ABS/TCS液壓壓調(diào)節(jié)器相似似，只是為了了提高響應速速度，ESP控制系統(tǒng)的的液壓調(diào)節(jié)器器比ABS/TCS液壓壓調(diào)節(jié)器多了了預壓泵和壓壓力生成器。?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序博世液壓調(diào)節(jié)節(jié)器HU5．．0的結(jié)構(gòu)圖圖§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序4ESP的的用途ESP系統(tǒng)的的出現(xiàn)，極大大地改善了汽汽車在行駛過過程中的安全全性和操縱性性，特別是在在路況很差，，路面被雨水水和冰雪覆蓋蓋時，ESP控制系統(tǒng)在在車輛行駛過過程中，始終終監(jiān)測車的運運動狀態(tài)，尤尤其是與轉(zhuǎn)向向相關(guān)的運行行狀態(tài)，一旦旦出現(xiàn)不穩(wěn)定定的預兆，ESP控制系系統(tǒng)便實時予予以修正，從從而使汽車的的行駛安全性性大大提高，，駕車人員感感覺更靈活，，更快捷，更更安全。ESP系統(tǒng)使汽汽車在極限狀狀況下更容易易操縱，它可可以降低汽車車突然轉(zhuǎn)向時時的危險，提提高方向穩(wěn)定定性。ESP系統(tǒng)可以辯辯識汽車的趨趨向，并且做做出反應，它它可在單個車車輪上施加制制動力，從而而產(chǎn)生附加橫橫擺調(diào)節(jié)力矩矩，幫助汽車車回到正確的的方向上來。?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序4.1ESP降低事故故風險當不得不采取取緊急避讓動動作時，也許許彎道比預料料的還要急拐拐，或者路面面狀況突然發(fā)發(fā)生變化時。。德國保險公公司協(xié)會推薦薦所有尺寸規(guī)規(guī)格的乘用車車都將ESP作為標準裝裝置．4.2ESP避免打滑滑德國保險公司司協(xié)會通過對對受調(diào)查事件件碰撞之前情情況的研究，，顯示25%導致嚴重人人員傷害事故故的車輛發(fā)生生了打滑。ESP極大地地提高對車輛輛的操控機會會。§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序4.3ESP避免側(cè)側(cè)面碰撞研究也證實了了碰撞死亡事事故中有60%因側(cè)面碰碰撞所致。ESP意識到到打滑的危險險，并在車道道上穩(wěn)定車輛輛，因此能幫幫助駕駛者保保持操縱，以以避免危險。。4.4ESP增強被動動駕駛安全性性德國保險公司司協(xié)會事故分分析得出結(jié)論論：裝備ESP后發(fā)生打打滑的風險很很小，車輛能能夠保持循跡跡及前向行駛駛。如果安裝裝了ESP的的車輛發(fā)生了了碰撞事故，，它常常也是是由車輛前端端吸能區(qū)的潰潰變來吸收碰碰撞能量，而而不是自身安安全防護措施施較少的車身身側(cè)面（車輛輛發(fā)生打滑碰碰撞時，所有有的沖擊能量量都集中在車車身側(cè)面上了了）。ESP因此能大大大降低碰撞風風險和保障車車內(nèi)乘員的安安全。§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序(1)避讓始始料不及的障障礙物§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序(2)路程的的錯誤估計§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序(3)始料不不及的新狀況況§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序無論是在彎道道或緊急避讓讓狀態(tài)，還是是在制動、加加速過程中。?；蚴擒囕喆虼蚧瑫r。一旦旦實際狀態(tài)變變得危急，ESP都能利利用之前講過過的原理來增增加車輛行駛駛的方向穩(wěn)定定性，同時ESP還能縮縮短ABS在在彎道上和對對開路面(車車輛的一側(cè)為為光滑路面））上的制動距距離。不管什么樣的的電子穩(wěn)定系系統(tǒng)不是萬能能的。ESP只有在輪胎胎與地面之間間還有附著力力時，才能控控制使車輛保保持穩(wěn)定。如如果車速超過過了一定值，，ESP系統(tǒng)統(tǒng)也會不起作作用。§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序4ESP系系統(tǒng)研究的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)ESP系統(tǒng)統(tǒng)的開發(fā)有賴賴于以下幾個個關(guān)鍵技術(shù)的的突破：4.1傳感技技術(shù)的改進在ESP系系統(tǒng)中使用用的傳感器有有汽車橫擺角角速度傳感器器、側(cè)向加速速度傳感器、、方向盤轉(zhuǎn)角角傳感器、制制動壓力傳感感器及節(jié)氣門門開度傳感器器等，它們都都是ESP系統(tǒng)中不不可缺少的重重要部件。提提高他們的可可靠性并降低低成本一直是是這方面的開開發(fā)人員追求求的目標?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序4.2體積小小、重量輕、、低成本液壓壓控制系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)設計這方面BOSCH公司在在ESP系統(tǒng)統(tǒng)中采用的結(jié)結(jié)構(gòu)有一定的的代表性，其其液壓控制系系統(tǒng)由預加壓壓泵(PrechargePump，簡稱為為PCP)+壓力產(chǎn)生裝裝置(PressureGeneratorAssembly)+液壓單元元HU5．0所構(gòu)成§3.汽車電電子穩(wěn)定程序序4.3ECU的軟、硬件件設計由于ESP的ECU需要估計計車輛運行的的狀態(tài)變量和和計算相應的的運動控制量量，所以計算算處理能力和和程序容量要要比ABS系統(tǒng)大數(shù)數(shù)倍。一般采采用多CPU結(jié)構(gòu)。。而ECU軟計算的的研究則是研研究的重中之之重，基于模模型的現(xiàn)代控控制理論已經(jīng)經(jīng)很難適應ESP這這樣一個復雜雜系統(tǒng)的控制制，必須尋求求魯棒性較強強的非線性控控制算法?！?.汽車電電子穩(wěn)定程序序4.4通過CAN完完善控制功能能ESP的ECU與發(fā)發(fā)動機、傳動動系的ECU通過CAN互聯(lián)，，使其能更好好地發(fā)揮控制制功能。例如如自動變速器器將當前的機機械傳動比、、液力變矩器器變矩比和所所在檔位等信信息傳給ESP，以估估算驅(qū)動輪上上的驅(qū)動力。。當ESP識別出是是在低附著系系數(shù)路面時，，它會禁止駕駕駛員掛低檔檔。在這種路路面上起步時時，ESP會會告知傳動系系ECU應應事先掛入二二檔，這將顯顯著改善大功功率轎車的起起步舒適性。?！?.汽車車電子穩(wěn)定定程序5ESP的發(fā)展方方向隨著汽車底底盤動力學學控制的不不斷發(fā)展，，集成控制制是今后發(fā)發(fā)展的方向向，汽車穩(wěn)穩(wěn)定性控制制將綜合考考慮對制動動系統(tǒng)、懸懸架系統(tǒng)和和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的協(xié)調(diào)控控制，并共共享傳感器器信號，進進一步提高高汽車的穩(wěn)穩(wěn)定性。§3.汽車車電子穩(wěn)定定程序安全氣囊（（SRS））SafetyAirBagSystemSupplementalRestraintSystem第四節(jié)安安全氣氣囊基本內(nèi)容1、安全氣氣囊系統(tǒng)的的功用2、安全氣氣囊系統(tǒng)的的分類和組組成3、安全氣氣囊系統(tǒng)控控制部件的的結(jié)構(gòu)原理4、安全氣氣囊系統(tǒng)的的工作原理理5、安全氣氣囊的發(fā)展展和研究§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊§4.安全全氣囊一、安全氣氣囊系統(tǒng)的的功用1.1當當汽車發(fā)生生碰撞時，，汽車與汽汽車或汽車車與障礙物物之間的碰碰撞成為一一次碰撞。。一次碰撞撞后，汽車車速度將急急劇變化，，駕駛員和和乘員就會會受到慣性性力的作用用向前運動動，并與車車內(nèi)的轉(zhuǎn)向向盤、擋風風玻璃或儀儀表臺發(fā)生生碰撞，這這種碰撞成成為二次碰碰撞。§4.安全全氣囊1.2安安裝氣囊系系統(tǒng)SRS的功用：：當汽車遭受受碰撞導致致減速度急急劇變化時時，氣囊迅迅速膨脹，，在駕駛員員或乘員與與車內(nèi)構(gòu)件件之間鋪墊墊一個氣墊墊，利用氣氣囊排氣節(jié)節(jié)流的阻尼尼作用來吸吸收人體慣慣性力產(chǎn)生生的動能，，從而減輕輕人體遭受受傷害的程程度。1.3安全氣囊在在汽車發(fā)生生碰撞事故故時，對人人體的保護護如圖：§4.安全全氣囊1.3.1駕駛員未系安全帶帶時的碰撞撞情形當汽車以48km/h速度發(fā)發(fā)生正面碰碰撞，90ms時，，人體在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤接觸觸處受力約約90000N，下下肢多處骨骨折，頭部部和手上受受力程度大大大超過容容許程度，，一般來說說，死亡在在所難免。?！?.安全全氣囊1.3.2前乘員未系安全帶帶時的碰撞撞情形但汽車以48km/h速度發(fā)發(fā)生正面碰碰撞時，除除了造成下下肢骨折外外，面部受受嚴重損害害，胸部損損傷相對小小些，但頭頭部的損傷傷導容易致致成員的死死亡?！?.安全全氣囊當汽車以48km/h速度發(fā)發(fā)生正面碰碰撞時，駕駕駛員頭部部受傷較重重，胸部由由于被安全全帶約束，，可產(chǎn)生近近10000N的力力，造成胸胸骨和肋骨骨的骨折。?！?.安全全氣囊1.3.3駕駛員員系安全帶帶時的碰撞撞情形當汽車以48km/h速度發(fā)發(fā)生正面碰碰撞時，向向前快速運運動的人體體充分與安安全氣囊作作用，釋放放能量。作作用在安全全氣囊上的的力約為10000N，轉(zhuǎn)向向軸所受的的分力約為為9000N,切向向分力約為為6000N。安全全氣囊將人人體頭部和和胸部同駕駕駛室前部部結(jié)構(gòu)（如如風擋、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤）隔隔開。避免免了頭部和和胸部的原原種損傷。?！?.安全全氣囊1.3.4駕駛員員有安全氣氣囊時的碰碰撞情形二、安全氣氣囊系統(tǒng)的的分類和組組成2.1安安全氣囊系系統(tǒng)的分類類按控制方式式分類：可可分為機械械式和電子子控制式；；按碰撞傳感感器的形式式分類：可可分為機械械式，機械電子式式，電子控控制式；按傳感器的的數(shù)量分類類，可分為為多傳感器器和單傳感器；按氣囊的類類型分類，，可分為壓壓縮氣體式式，煙火式和混合式式。§4.安全全氣囊2.2安安全氣囊系系統(tǒng)的組成成§4.安全全氣囊三、安全氣氣囊系統(tǒng)控控制部件的的結(jié)構(gòu)原理理3.1碰碰撞傳感器器3.2安安全氣囊系系統(tǒng)電控單單元3.3氣氣囊組件3.4SRS指示示燈（指示示SRS功功能是否正正常）3.5防防止誤爆與與線路連接接診斷機構(gòu)構(gòu)§4.安全全氣囊3.1碰撞傳感器器碰撞傳感器（按結(jié)構(gòu)分類）機電結(jié)合式水銀開關(guān)式電子式滾球式滾軸式偏心錘式壓阻效應式壓電效應式§4.安全全氣囊3.1.1滾球式式碰撞傳感感器§4.安全全氣囊3.1.2滾軸式式碰撞傳感感器§4.安全全氣囊3.1.3偏心錘錘式碰撞傳傳感器§4.安全全氣囊偏心錘式碰碰撞傳感器器工作原理理§4.安全全氣囊3.1.4水銀開開關(guān)式碰撞撞傳感器§4.安全全氣囊3.2安安全氣氣囊系統(tǒng)統(tǒng)電控單單元安全氣囊囊的電控控單元是是安全氣氣囊系統(tǒng)統(tǒng)的核心心部件，，其安裝裝位置依依車型而而異。例如：LincolnCity轎轎車SRSECU內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)如圖圖。主要要有：專專用中央央處理單單元ECU、備備用電源源電路、、穩(wěn)壓電電路、信信號處理理電路、、保護電電路、點點火電路路和檢測測電路等等組成。?！?.安安全氣囊囊專用CPU監(jiān)測汽車車縱向減減速度是是否達到到設定閾閾值。信號處理理電路對傳感器器檢測的的信號進進行整形