汽车ESP控制系统
中国矿业大学
13 级硕士研究生课程考试试卷
考试科目机电系统集成与控制
学生姓名
学号
所在院系
任课教师
中国矿业大学研究生院培养管理处印制
汽车ESP控制系统
1 绪论
1.1研究背景
随着我国经济的不断发展，人民生活消费水平的提高，高等级公路、高速公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭。据中国汽车工业协会的统计，我国08年汽车产销分别为934.51万辆和938.05万辆，同比增长5.21%和6.70%。中国现在己经是世界第二大汽车消费国和第三大汽车生产国。中国汽车保有量不断攀升，己接近5200万辆。
由于驾驶员非职业化、车流密集化和车辆高速化，使交通安全问题也随之日益突出。现在，交通安全问题已成为世界性的社会问题，己经引起了各国的高度重视。全球道路交通事故死亡人数每年大约为60万人，仅次于地震、台风、瘟疫，列第四位。我国道路交通安全问题更为突出，道路交通事故死亡人数连续巧年居世界首位，2006年我国的交通事故死亡人数己达10万人，死率达17.2%，万车死亡率高达6.2人，占意外事故死亡人数的80%。虽然从2004年开始交通事故死亡人数连续4年来下降，但是由于基数比较大，交通安全问题依然严峻。
道路交通安全研究涉及到人、车、路等多方面的因素,因而它的研究存在一定的难度。作为广大的汽车生产厂商有义务不断提高车辆安全性。然而汽车安全不等同于交通安全，汽车主被动安全性能的提高并不能改善我国道路交通安全问题严重的现实，中国交通安全的现状短时间内仍然难以改变。
据德国保险联合会的一份事故调查报告显示：在所有的汽车事故中，约有25%的事故是由车辆发生侧滑引起的。而在中国，这一数字更高。导致这种侧滑的原因，一种是因为雨雪天气道路湿滑导致地面附着系数较低，汽车出现滑转现象；另一种是因为驾驶员猛打方向盘、紧急避让，或对路线的判断失误。所以对汽车操控稳定性和制动稳定性进行全面的理论和试验研究，提高汽车的主被动安全性，具有积极的社会效益和明显的经济效益。利用电子控制技术来提高汽车操控稳定性和制动稳定性并扩展其功能己受到广泛重视。自从防抱死制动系统ABS 在轿车上己成为一种标准装备，一些新的电子控制系统也在不断推出，如车载自动诊断系统OBD，弯道制动控制CBC，电子制动力分配EBD，驱动防滑控制系统ASR，电子差速锁EDS，制动辅助系统BAS，电子制动系统EBS以及电子稳定程序ESP等，这些新的电子控制装备的使用，大大提高了汽车的主动安全性。而ESP系统的出现,极大地改善了汽车在行驶过程中的安全性和操纵性，特别是在路况很差，路面被雨水和冰雪覆盖时，ESP控制系统在车辆行驶过程中，始终监测车辆的运动状态，尤其是与转向相关的运行状态，一旦出现不稳定的预兆，ESP控制系统便实时予以修正，从而使汽车的行驶安全性大大提高，驾车人员感觉更灵活，更快捷，更安全[1]。
ESP是英文EleetronicStabilityProgram的缩写，中文译成“电子稳定程序”，这一组系统通常是支援ABS及TCS/ASR的功能。不同的研发机构对这一系统的
命名不尽相同，如BOSCH公司早期称为汽车动力学控制(VDC-Vehicle Dyamic Control)，现在BOSCH、Mercedes-Benz公司称为ESP；TOYOTA公司称为汽车稳定性控制系统(VSC-vehicle Stability Control)；BMW公司称为动力学稳定控制系统(DSC-Dyamic Stability Control)；VOLVO公司则称为动力学稳定和驱动控制系统(DSTC-Dynamic stability and Traction Control)。
在2007年9月，欧洲委员会宣布在2011年以后要强制使所有新车安装ESP 系统。而在2007年7月，美国政府也通过强制性法案要求在2011年以后所有载重4.5吨以上的汽车必须安装ESP系统。
在德国、日本、美国等汽车工业发达国家，ESP技术己较为成熟，并已经批量生产，越来越多的车型己将ESP系统作为其标准配置，国内与此相比还有很大差距，目前还正处于推广阶段。目前能生产ESP系统的主要有德国博世(Bosch)、大陆特威斯(Continental-Teves)、日本电装(Denso)、爱德克斯(Advies)、美国德尔福(DelPhi)、天合汽车集团(TRW)、韩国万都(Mando)等少数几家公司，其中博世占了较大份额。从博世1995年推出ESP系统10年以来，到2006年初博世累计销售了2000万套ESP系统。据报道，2005年中国新车的ESP系统装备率为4%，欧洲的新车装备率为40%。2006年欧洲出产新车ESP装备率达到50%，中国达到5%。ESP正在向一般的商用车及重型卡车普及，多家商用车生产厂商和重型卡车生产厂商正在推出带ESP系统的车型[2]。
近年来汽车工业已成为我国的支柱产业，汽车在日常工作和生活中起着越来越重要的作用。汽车生产厂商为提高产品的竞争力及市场占有率，都把汽车安全技术和价格作为非常重要的竞争手段。轿车生产商及客车生产商纷纷把ABS及安全气囊作为标准配置，以跟上汽车技术发展潮流和提高产品竞争力，这也是国内汽车工业发展的必然规律。可以预见，ESP汽车安全产品不久将成为多款中、高轿车和其它车型的标准配制，掌握ESP技术，就掌握了竞争未来汽车安全技术的主动权。所以攻克ESP设计的理论与关键技术，对提高国产汽车的自主开发能力、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的繁荣发展以及促进其它相关工业的繁荣发展起到重要作用，并能带来巨大的社会效益和经济效益。
1.2 ESP系统研究的关键技术
汽车ESP系统是在ABS和ABS/ASR两系统的组合系统的基础上发展而来。它扩展了上述两系统的组件，可主动、准确、快速地制动车辆的各个车轮；它使汽车车轮上的侧向力、驱动力和制动力最优控制，减少汽车实际行驶性能与设定行驶性能之间的差别；有CAN总线接口的发动机管理可控制发动机转矩并进一步控制车轮滑移率。汽车ESP系统的其它控制组件可有选择性的精确控制每个车轮上的瞬态横向力与瞬态纵向力。ESP系统如图1-1所示，包括如下组件：转速率传感器(带横向加速度传感器)、转向盘角度传感器、制动器制动液预压传感器、车轮轮速传感器、ESP系统电控单元、液压调节器、车轮制动器、发动机管理电控单元、燃油喷射、点火提前角干预(只适用于汽油机)、节气门干预,电子加
速踏板EGAS(只适用于汽油机)。汽车ESP电控单元根据各传感器的输入参量，对执行机构发出相应指令，控制制动力、驱动力和侧向力。
图1-1汽车ESP系统结构图
ESP具有三大特点：
1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控意图、路面反映、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令；
2．主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作其干预作用，但不能调控发动机动力输出。ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个车轮的驱动力和制动力来修正汽车的过度转向和转向不足；
3.事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。
ESP系统要实现以上三种功能，则有赖于以下几个关键技术的突破。
1.传感器技术的改进
在ESP系统中使用的传感器有车轮转速传感器、横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、方向盘转角传感器、制动压力传感器等，他们都是系统中不可缺少的重要部件。实现他们的实时性、可靠性。低成本一直是开发人员追求的目标。
主动式车轮转速传感器正在逐步取代被动式车轮传感器，借助于外加电源来主动产生，测量和处理车轮转速信号，产生的信号强弱同车轮转速无关，只是脉冲的多少与车轮成正比。高精度微机械横摆角速度传感器的出现正在逐步取代传统的压电式摆角速度传感器。
2.体积小、重量轻、低成本液压制动系统的结构设计
液压调节器是ESP系统的主要执行机构，其基本结构与ABS液压调节器相似，但为了提高响应速度，ESP系统的液压调节器比ABS多了预压泵和压力生成器。
BOSCH公司在ESP系统中采用的结构有一定的代表性，其液压调节器HUS.O由预加压泵PCP(Recharge pump)+压力产生装置+液压单元所构成，如图
1-2所示[3,4]。在ESP控制过程中，系统由采集信号到获得制动力矩的变化，在各传递环节上都消耗一定的时间。因此ESP对液压调节器滞后特性有一定要求，滞后时间过大会导致汽车ESP控制失效。
图1-2液压调节器结构图
3.ESP系统的软、硬件设计
ESP系统需要估算车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量，所以ESP 系统计算处理能力和程序容量要比ABS系统大数倍，因而高性能的MCU是ESP 系统的基本要求。另一方面，ESP系统的安装位置距离发动机较近，振动和强电磁干扰等恶劣环境要求集成电路具有较高的抗电磁干扰能力和高可靠性。
软件方面：需要建立复杂的车辆动力学模型、ESP控制器模型和执行器模型。其中车辆动力学模型包括发动机模型、传动系统模型、转向系统模型、车身模型、悬架系统模型、轮胎系统模型、制动系统模型和驾驶员模型。ESP控制器模型包括控制逻辑的建立和控制算法的开发。执行器模型即液压系统模型。软件的研究则是研究的重中之重，基于传统模型的控制理论已经很难适应这样一个复杂系统的控制，必须寻求鲁棒性较强的非线性控制算法实现最优控制目标。
4.ESP系统的通讯能力设计
通过CAN总线完善控制功能,把制动系统、发动机、传动系和变速器互联，使其能更好地发挥控制功能。例如自动变速器将当前的机械传动比、液力变矩器的变矩比和所在档位等信息传给ESP的ECU，以估算驱动轮上的驱动力。当识别出是在低附着系数路面时，它会禁止驾驶员挂低档。在这种路面上起步时，会告知传动系应事先挂入二档，这将显著改善大功率轿车的起步舒适性。
2 系统各部分介绍
ESP系统是基于汽车原有的ABS等安全辅助系统的基础上开发出来的，其
包含有机械装置、信息处理单元、传感监测单元、动力源和执行元件单元。下面我们分别对个各个部分单元进行介绍。
2.1 ESP机械装置
汽车ESP系统通过监测车辆不同的行驶状态，对车轮施加液压制动力，并控制发动节气门的开度实现对车辆的控制。
汽车的制动一般通过安装在车轮上的制动器实现。汽车的制动器有鼓式和盘式两种形式，随着汽车产业的发展，盘式制动器逐步代替了传统的鼓式制动器。现在汽车上装有的最常见类型的盘式制动器为单活塞浮动卡钳式盘式制动器，如图2-1所示。
图2-1 盘式制动器
盘式制动器的主要部件包括制动衬块、含有活塞的卡钳和安装在轮毂上的转子，如图2-2所示。
图2-2 盘式制动器的部件
盘式制动器与自行车上的制动器很相似。自行车制动器上装有一个用于将
制动衬块挤压到车轮上的卡钳。在盘式制动器中，制动衬块挤压的是转子而不是车轮，并且压力是液压传送而不是线缆传送的。衬块和盘片之间的摩擦会降低盘片的速度。
电子节气门是电子节气门控制系统的一个关键部件，它一方面执行来自发动机ECU的指令，调节节气门开度来控制发动机的进气量，从而实现控制发动机的负荷输出，同时可以输出反映节气门开度位置的信号，供控制系统监控节气门工作状况，如图2-3所示。
图2-3 电子节气门
电子节气门由节气门体、驱动电机和节气门位置传感器等构成，来自发动机ECU的指令使驱动电机动作，通过传动机构使节气门板转动，保证发动机工作所需的节气门开度。节气门位置传感器由两个电位器组成，节气门开度变化时，电阻值发生变化，输出的电压信号随之变化，与电子油门踏板位置传感器信号一起，输入到发动机ECU，经计算后，输出驱动电机控制信号，从而控制发动机节气门开度，其内部结构如图2-4所示。
图2-4 电子节气门结构图
同发动机控制系统一起，电子节气门配合工作，可以实现：发动机怠速控制，车辆巡航控制，Limp home控制，自动变速箱控制，车身电子稳定控制（ESP）等功能。
2.2 ESP信息处理单元
ESP系统需要估算车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量，所以ESP 系统计算处理能力和程序容量要比ABS系统大数倍,因而高性能的MCU是ESP 系统的基本要求。另一方面，ESP系统的安装位置距离发动机较近，振动和强电磁干扰等恶劣环境要求集成电路具有较高的抗电磁干扰能力和高可靠性。这里我们以Freescale公司的16位单片机MC9S12系列的MC9S12DG128为例进行说明，如图2-5所示。
图2-5 MC9S12DG128单片机QFP封装引脚图
MC9S12DG128单片机的主要性能如下：
MC9S12DG128单片机采用16位的Cpu 12中央处理器，CPU外部总线频率为8MHz或者16MHZ,通过内部锁相环(PLL)，可以使内部总线速度达到24MHz。内部寄存器具有11种寻址方式。同时片上还集成了许多标准模块，包括2个异步串行通信口SCL、2个同步串行通信口SPI、8通道输入捕捉/输出比较定时器、2个10位8通道A心转换模块、1个8通道脉宽调制模块PWM、49个独立数字I/O口(其中20个具有外部中断及唤醒功能)、兼容CAN2.0A/B协议的2个CAN 模块以及一个内部I2C总线模块；片内拥有高达128KB的内部Flash存储器，8KB RAM存储器和2KB EEPROM存储器。
MC9S系列单片机主要有四大特点：
1．片内集成128KB的闪速存储器(Flash)。Flash的主要优点是结构简单、集成密度大、成本低。系统掉电后,Flash中的内容仍能可靠保持不变。
2．应用锁相环(PLL)技术提高了系统的电磁兼容性。可在外接几十千赫的外部晶振情况下，通过软件编程产生几兆的系统时钟，从而降低了对外辐射干扰，提高了系统的稳定性。
3．简单的背景开发模式(BDM)使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便。
4、内部集成3个1M/S的CAN2.0A和CAN2.0B模块。
虽然单片机将CPU、ROM、RAM以及I/O等资源集成在一个集成电路芯片中，但仍需要一些外部电路的支持,这些外围电路主要为单片机系统提供电源、时钟、UO驱动、通信口等。
由MC9512DG128构成的ESP最小硬件系统由以下模块组成:时钟电路、供电电路、复位电路、CAN接口电路、BDM下载口(通过BDM接口向单片机下载和调试程序)。最小系统结构如下图2-6所示：
图2-6 MC9S12DG128最小系统结构
（1）时钟电路
时钟电路产生的时钟频率作为ECU最小系统的工作基准。标准MC9S12系列单片机的时钟电路是通过一个16MHz的外部晶振，接在单片机的输入接EXTAL和XTAL上，为系统提供8MHz的内部总线时钟，晶振时钟电路图如图2-7(a)所示。利用MC9512DG128内部的压控振荡器和锁相环(PLL)可以将系统总线时钟频率提高到25MHz,图2-7(b)为锁相环滤波电路图。
图2-7 晶振时钟电路和锁环滤波电路图
（2）供电电路
供电电路为ESP系统提供稳定的工作电源，MC9512DG128的工作电压为,5V。采用Natinnal Semiconductor(美国国家半导体)公司生产的LM2576稳压芯片将蓄电池12V电压转化为5V电压。
图2-8为MC9S12最小系统供电电路原理图，系统采用5V电压供电。我们在设计VDDR(41引脚)和VSSR(40引脚)内部电压调整器供电端，VDDX(107引脚)和VSSX(106引脚)IO驱动供电端，VDDA(83引脚)和VSSA(86引脚)AD转换器供电端的供电电路时，由于它们有较大的电量吞吐量，尤其是IO驱动供电端工作时往往需要很大的吞吐电流，所以我们在连接去藕电容C8和C9的同时,再并联上一个大容量的电容C7，用来保证供电端电流的平稳，它的大小通常为10uF。由C7、C8、C9和Ll构成的滤波电路可以改善系统的电磁兼容性，降低系统对于电源的高频干扰。同样，这些电容也一定要尽量靠近ECU的对应引脚处。
图2-8 ECU最小系统供电接口电路
（3）复位电路
单片机程序的执行是从复位开始的。单片机复位之后,各个寄存器及端口的状态恢复到默认值，程序计数器自动装入程序的默认起始地址开始执行。在复位时，MC9S12内部寄存器、控制状态位、中断寄存器、I/O端口、时钟等都强制为初始状态。如图2-9所示，本文ESP控制系统ECU采用上电及手动复位电路形式。当按下手动复位开关，单片机RESET位电平被强制拉低，系统复位。
图2-9 ECU最小系统上电及手动复位电路
另外，复位电路中使用了低电压复位芯片MC34064，增强了在低电压状态下单片机复位的可靠性。
（4）BDM接头电路
简单的背景开发模式(BDM)使得开发成本进一步降低，也使得现场开发和系统升级变得比较方便。它的连接方式如图2-10所示。BDM通过USB口连接PC 机，目标板通过6针的插头连接BDM的插槽。
图2-10 背景开发模式
图2-11 BDM调试器接口电路
（5）ESP系统ECU与CAN总线的接口电路
图2-11 ESP系统主控节点ECU与CAN总线的接口电路
2.3 ESP传感监测单元
ESP系统在工作时需要实时地获得汽车的状态参数，传感器发挥的作用就非常重要。目前国内在车轮转速和制动压力传感器方面的研制技术比较成熟，而在横摆角速度和方向盘转角传感器方面的研制技术还比较落后，高精度的传感器主要应用于航空和航天领域。考虑到成本和普及率等因素，汽车、工业控制、装备制造等民用行业或领域应用比较少[5，10]。横摆角速度传感器、侧向加速度传感器和制动压力传感器输出的都为模拟量(即电压)，经接口电路滤波和放大后再经过AD574A转换成数字信号传送到CAN总线。而车轮转速传感器和方向盘转角传感器分别输出的为方波和脉冲，它们都可以通过计算其频率而获得数字信号，所以不必要经过模数转换，直接传送到CAN总线。其具体连接方式如下图2-12所示。
图2-12 ESP系统传感器接口电路框图
（1）车轮转速传感器接口电路
在汽车上检测车轮转速信号时,最常用的传感器是电磁感应式传感器，如图2-13所示。
图2-13 ESP系统传感器接口电路框图
一般做法是将传感器安装在车轮总成的非旋转部分(如转向节或轴头)上，与随车轮一起转动的导磁材料制成的齿圈相对。当齿圈相对传感器转动时，由于磁阻的变化，在传感器上的激励出交变电压信号，这种交变电压信号为接近零均值的正弦波，这种交变电压的频率与车轮转速成正比，再通过测量正弦波的频率或周期来计算车轮转速。
根据前面部分介绍的车轮转速传感器信号的特点，设计传感器与ECU的接口电路如图2-14所示。其中包括限幅电路、低通滤波电路、放大电路和波形调整电路。由于电磁感应式传感器在车速10km/h和150km/h时输出的电压信号为0.2V~12V，为保证信号处理电路中的电子元器件能够正常工作，并使得处理后的信号符合单片机接口电平的要求，需要对车轮转速信号进行限幅处理，将车轮转速信号控制在5V以内。
考虑到齿轮加工所产生的毛刺、传感器安装以及环境干扰等因素将会在输出信号上叠加一定的高频干扰，所以在信号输入ECU之前还需进行滤波处理。正弦波信号经四运放LM324放大后，再经过6施密特触发器74LS14整形后就可以变成0~5V等的同频率方波了。
图2-14 车轮转速传感器接口电路
（2）方向盘转角传感器接口电路
ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图。方向盘转角传感器通常是安装在转向柱上，转向开关与方向盘之间。处理器可以通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对转角。方向盘转角传感器与ECU的通讯一般通过CAN总线完成。
常用的方向盘转角传感器有电位器式、光代码式和磁电式。而BOSCH公司的ESP系统主要使用的是磁电式角度传感器。它的优点是可在任何时间，在整个角度范围内测出转向角度。
如图2-15所示，BOSCH公司生产的LWS3型磁电式转向角度传感器带有两
个各向异性的磁阻式传感器(AMR- AnisotropMa,etoresistivensensoren)。磁阻式传感器电阻随外部磁场方向(即磁通密度)而变。在角度测量中，AMR单元包含90°的范围，两个AMR组合就可以测量180°的范围。通过在转向角度传感器芯片里增加一个附加内部可转换磁场来实现360°测量。然而对于应用于ESP系统的转向角度传感器，必须测量绝对旋转角度。旋转的最大角度大约为1040°，具体大小与汽车系统特征有关。测量达到1040°的方法是使用一个由一个主动齿轮(图中的l)与第一个(2)和第二个(6)齿轮组成的齿轮组。其中第二个被动齿轮比第一个被动齿轮要多一个齿，因此第二个齿轮比第一个齿轮要转得慢一些。所以根据两个被动齿轮的相位关系就可以得到旋转识别信息。它的分辨率可以达到0.1°。利用称之为“游标原理”的数学算法(按一定的计算流程)可在微处理器中算出方向盘转过的角度。同时两个AMR传感器的测量精度还可以校正，另外还有自身控制的可能性[11-13]。
图2-14 磁电式转向角传感器
方向盘转角传感器的输出为脉冲电压。如图2-15所示，通过检测2路信号的相位关系可以判断为顺时针方向和逆时针方向，并据此对信号进行加/减计数，从而得到当前的计数累计值，也即方向盘的绝对转角，而转角的变化率即角速度，则可通过信号频率测出。另外，方向盘转角传感器有一个零位输出信号，当方向盘在中间位置时，该信号输出0V，否则输出5V，通过该信号，可对绝对转角进行在线校准[14,15]。
图2-15 方向盘转角传感器脉冲序列波形
方向盘转角传感器信号在送入单片机之前需去除毛刺和高频信号。另外由于转向角度传感器输出的信号较弱，因此没有设计限幅电路而要进行放大处理。其滤波和放大电路如图2-16所示。目前我们常见的集成运算放大器有很多型号，其中UA741最常见的一种,应用比较广泛,而且价格也便宜。
图2-15 方向盘转角传感器接口电路
（3）横摆角角速度传感器和侧向加速度传感器接口电路
最初的ESP系统中横摆角速度传感器和侧向加速度传感器都是单独实现其功能的。2008年5月，博世开始生产新一代ESP制动控制系统，它将测量横摆角速度和侧向加速度的传感器集成与电子控制单元。而在过去，这些传感器分别在通用壳体内部，通过线束与ESP电子控制单元连接。而集成化大大降低ESP 对车内空间的需求，简化了汽车制造商厂对整个ESP系统的装配程序。同时也提高了传感器的可靠性。如图2-16为BOSCH公司生产的横摆角速度传感器和侧向加速度传感器总成，通过CAN总线与ECU通讯。
图2-16 BOSCH公司的横摆角速度传感器和侧向加速度传感器总成
侧向加速度传感器测量车辆转弯时所产生的离心力，横摆角速度传感器记录所有绕车辆垂直轴方向的转动。其中横摆角速度传感器居于ESP系统的核心位置，它检测汽车沿垂直轴的偏转，该偏转的大小代表汽车的稳定程度。如果偏转角速度达到一个阀值，说明汽车发生侧滑或者甩尾的危险工况，则触发ESP控制。当车绕垂直方向轴线偏转时，传感器内的微音叉的振动平面发生变化，则通过输出信号的变化计算横摆角速度。
ESP一般使用微机械式加速度传感器。横摆角速度和侧向加速度传感器的安装位置基本相同，都是安装在转向柱下方偏右侧。其工作原理是：在传感器内部，一片致密物质（微音叉）连续在一个可以移动的悬臂上，通过测量微音叉的振动平面发生变化，可以反映出汽车的侧向/横摆加速度的大小，输出都是0V~5V的模拟量。而在静态时输出为2.5V左右，正的加速度对应正的电压变化，负的加速度对应负的电压变化，每1.0~1.4V对应1g的加速度变化。具体参数因传感器不同而有所不同。而应用与ESP的加速度传感器检测到的加速度值的范围一般为0~1.2g。
其硬件接口如图2-17所示，实现硬件模拟前置滤波，以抑制来自传感器的模拟信号中的高频噪声成分，防止在采样过程中出现混叠现象。运放使用满幅输出的LMX324。
图2-17 横摆角速度、侧向加速度传感器接口电路
（4）制动压力传感器接口电路
制动压力传感器测量形式安全系统中液压调节器内的制动液压力。其压力通常为25MPa，最大压力可达35MPa。压力的测量和监控由单元发出命令，并将测量信号进行处理。
图2-18所示为BOSCH公司生产的带ECU的ESP液压调节器总成，它将制动压力传感器集成在液压调节器之中。本文仅仅是将压力传感器的信号通过电路处理后送到CAN总线上，并联合其他的传感器信号通过ESP对车身稳定性进行控制，并不涉及实际的液压控制系统实现方式，包括电磁阀的控制。
图2-18 带ECU的液压调节器分解图和总成模块
压力传感器的接口电路如图2-19所示。该接口电路主要由三部分组成恒流电路、温度补偿电路和放大电路。由放大器U1、稳压管V S1、三级管Q1组成恒流源电路，其作用是对压力传感器电桥供电，输出1.5mA的恒流电源。恒流电源供电时，电桥的输出与温度无关，这样就可以提高采集电路的准确性。
图2-19 压力传感器的接口电路
为了保证采集电路的精度，在压力采集电路中设置了由二极管D1、放大器U2组成的温度补偿电路，其原理是利用硅二极管对温度很敏感而作为温度补偿元件。一般二极管的温度系数为-2mV/K，通过调节可变电阻获得最佳的温度补偿效果。
运算放大器U3和U4组成两级差动式放大电路,放大倍数约为60。考虑到A/D转换器的电压输入范围为0~+5V，通过调整可变电阻Rll,将电压采集电路的输出电压控制在5V以内。并且通过调节可变电阻Rn的大小，可以使传感器在零压力时输出为零。这样就能使压力采集电路更加精确了。
2.4 ESP执行元件单元
液压调节器是ESP 系统的执行机构，主要由常开电磁阀、常闭电磁阀、低压蓄能器、液压泵、电动机、缓冲腔组成。，如图2-20所示
图2-20 液压调节器结构组成
液压调节器采用了8 只二位二通电磁阀。在通向每一个车轮制动轮缸的管路中，都设有一个常开电磁阀和一个常闭电磁阀。
二位二通常开电磁阀与常闭电磁阀的结构基本相同，如图2-21 所示，主要由电磁铁机构、球阀、复位弹簧、顶杆、泄压单向阀和阀体等组成。在电
磁阀未通电时，常开电磁阀的球阀与阀座处于分离状态，常闭电磁阀的球阀
与阀座处于接触状态。
图2-21 二位二通电磁阀的结构
在常开电磁阀中，设有一根顶杆，顶杆和限位杆与活动铁心固定在一起，复位弹簧一端压在活动铁心上，另一端压在与阀体相连的弹簧座上。泄压单向阀的功用是限制电磁阀的最高压力。当制动压力过高时，泄压单向阀阀门打开泄压，以免压力过高损坏电磁阀。在二位二通常闭电磁阀中，一般不设置泄压电磁阀。
二位二通常开与常闭电磁阀的工作原理基本相同，下面以常开电磁阀为例说明其工作过程。当电磁线圈未通电时，在复位弹簧弹力作用下，活动铁心带动顶杆和限位杆下移复位，直到限位杆与缓冲垫圈相抵为止。顶杆下移时，球阀随之下移，使电磁阀阀门处于开启状态，制动液从进液口经球阀阀门、出液口流出。
当电磁线圈有电流流过时，活动铁心产生电磁吸力，压缩复位弹簧并带动顶杆一起上移，顶杆将球阀压在阀座上，电磁阀阀门处于关闭状态，进液口与出液口之间的制动液通道关闭。
由上可见，该电磁阀是根据电磁线圈通电和断电，使球阀处于开启和关闭两个位置或两个状态，同时又有进液口与出液口两条通道，因此称为二位二通电磁阀。如果球阀在电磁线圈未通电时处于开启状态，那么就称为二位二通常开电磁阀；如果电磁线圈未通电时，球阀处于关闭状态，那么就称为二位二通常闭电磁阀。
蓄能器与电动回液泵如图2-22所示：
图2-22 低压蓄能器与电动泵
蓄能器分为低压蓄能器和高压蓄能器两种，分别与不同形式的调节器配用。低压蓄能器主要用于储存ABS 减压过程中从制动轮缸流回的制动液，同时衰减回流制动液的压力波动。高压蓄能器用于储存制动时所需的高压制动液，大多为黑色气囊，它是制动系统的能源。
低压蓄能器内设有一个活塞和弹簧。电动回液泵由永磁式直流电动机与柱塞泵组成。电动机根据ABS ECU 的控制指令，通过凸轮驱动柱塞在泵套内上下运动。
在ESP 工作过程中，当需要制动压力降低时，ECU 控制液压调节器的常闭阀打开，具有一定压力的制动液就会从制动轮缸经液压调节器的常闭阀流入低
压蓄能器和柱塞泵。与此同时，ECU 控制电动回液泵转动，驱动柱塞泵的凸轮随电动泵旋转而转动。
当凸轮柱塞泵上升时，柱塞泵的进液单向阀打开，回液单向阀在弹簧弹力作用下关闭，制动液流入柱塞泵泵腔，如图(a)所示。当柱塞下行时，泵腔内制动液压力升高，克服出液单向阀弹簧弹力将出液单向阀打开，制动液压入制动主缸，如图(b)所示。制动液流入低压蓄能器时，可以推动活塞并压缩弹簧向下移动，使低压蓄能器储液容积增大，暂时储存制动液，可以减小回流制动液的压力波动。
通过改变电磁阀开关切换，改变制动液的通路，从而形成增压、保压和减压三种压力状态。目前，ESP 液压系统采用的高速电磁阀可与脉冲调节（PWM）控制技术结合，只要控制脉冲的频率和脉冲的宽度，就能对流量进行近似连续的调节。
液压调节器的工作原理如下图所示：
图2-23 液压调节器工作原理
分析液压调节器的工作原理，以汽车右前轮为例：
（1）汽车常规制动时，ESP 未投入工作。在ECU 的控制下，常开阀1、常闭阀5 和泵电动机10 均不通电，此时常开阀 1 打开，常闭阀 5 关闭。常开阀打开将制动主缸与制动轮缸之间的油液管路构成通路；常闭阀关闭将制动轮缸与低压蓄能器之间的油液管路关闭。
（2）当ESP 保压时，常开阀 1 和泵电动机10 通电，常闭阀 5 不通电。常开阀通电，阀门关闭，导致制动主缸与制动轮缸油路切断；常闭阀不通电，保持关闭状态，制动轮缸与低压蓄能器油路切断；电动机运转的目的是将低压蓄能器中的剩余制动液泵回制动主缸。
汽车电子稳定系统(ESP)
汽车电子稳定系统(ESP)( 汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program，ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS 和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。 在汽车行驶过程中，因外界干扰，比如行人、车辆或环境等突然变化，驾驶员采取一些紧急避让措施，使汽车进入不稳定行驶状态，即出现偏离预定行驶路线或翻转趋势等危险状态。装置ESP的汽车能在极短的几毫秒时间内，识别并判定出这种汽车不稳定的行驶趋势，通过智能化的电子控制方案，让汽车的驱动传动系统和制动系统产生准确响应，及时恰当地消除汽车这些不稳定的行驶趋势，使汽车保持行驶路线和预防翻滚，避免交通事故的发生。 ESP系统是汽车主动安全措施的巨大突破，它通过控制事故发生的可能性来实现安全行车，使汽车在极其恶劣的行车环境中确保行驶的稳定性和安全性。 1．汽车电子稳定系统的组成 ESP在ABS和ASR各种传感器的基础上，增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、车身翻转角速度传感器、侧加速度传感器、制动总泵中的液压力传感器和转向盘转角传感器等。其中最重要的是车身翻转角速度传感器，这种车用传感器是航天飞机和空间飞行器上使用的旋转角速度传感器的类似产品。车身翻转角速度传感器就像一个罗盘，适时地监控汽车行驶的准确姿态，监控汽车每个可能的翻转运动角速度。其他传感器则分别监控汽车的行驶速度和各车轮的速度差，监控转向盘的转动角度和汽车的水平侧向加速度，当制动发生时则监控制动力的大小和各车轮制动力的分配情况。 ESP系统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪，周围环境识别、综合稳定控制和制动助力(BAS)9项控制功能。通过综合应用9种智能主动安全技术，ESP可将驾驶员对车辆失去控制的危险性降低80％左右。 ESP智能化随车微机控制系统，通过各种传感器，随时监测车辆的行驶状态和驾驶员的驾驶意图，及时向执行机构发出各种指令，以确保汽车在制动、加速、转向等状况下的行驶稳定性。
汽车ESP系统的分析和研究设计论文
武威职业学院汽车检测与维修专业（专科） 毕业设计（论文） 题目汽车防侧滑系统综述 姓名陈小成 学号03030934005 指导老师高鹏堂 完成日期 教学系汽车工程系
汽车行驶因制动或其它原因常常向侧面发生甩动，即其一轴或两轴的车轮发生横向移动，也就是人们常说的甩尾滑动现象。称之为制动侧滑。
绪论 (1) 1汽车防侧滑的概念 (2) 1.1汽车制动侧滑的危害 (2) 1.2引起汽车侧滑的因素 (2) 1.3汽车制动侧滑的预防措施 (2) 2 汽车ESP的概念 (3) 3汽车ESP系统的结构 (3) 3.1汽车ESP的结构组成 (3) 3.2电子控制单元ECU (4) 3.3液压调节总成 (6) 3.4前轮速度传感器 (7) 3.5后轮速度传感器 (7) 3.6 ESP开关 (8) 3.7方向盘转角传感器 (8) 4电子稳定控制系统(ESP)子系统的工作过程 (9) 4.1防抱死制动系统（ABS）的工作过程 (9) 4.1.1 BAS的基本原理 (9) 4.1.2ABS控制方法的分析 (11) 4.1.3基于滑移率的PID控制算法 (11) 4.3防侧滑系统(ASR)的工作过程 (12) 4.3.1 ASR的组成 (12) 4.3.2 ASR工作原理 (12) 4.3.3 ASR系统的执行机构 (13) 4.3.4 节气门驱动装置 (14) 4.5电子制动力分配(EBD)工作过程 (14) 5电子稳定程序的工作过程 (15) 5.1克服转向不足的操作 (15) 5.2克服转向过度的操作 (16)
6电子制动系统的维修 (17) 7国内外ESP研究的现状和目的与意义 (20) 7.1 ESP的概括与发展历程 (21) 7.2 ESP的现状和发展局势 (21) 7.2.1传感技术的改进 (21) 7.2.2．体积小质量轻及低成本液压制动作动系统的结构设计 (22) 7.2.3 ESP的软硬件设计 (22) 7.2.4通过CAN完善控制功能 (22) 7.3研究ESP的目的和意义 (22) 总结 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26)
汽车ESP传感器介绍及其接口技术分析
一、引言 ESP（Electronic Stability Program，电子稳定程序）是汽车电控的一个标志性发明。不同的研发机构对这一系统的命名不尽相同，如博世（BOSCH）公司早期称为汽车动力学控制（VDC），现在博世、梅赛德—奔驰公司称为ESP；丰田公司称为汽车稳定性控制系统（VSC）、汽车稳定性辅助系统（VSA）或者汽车电子稳定控制系统（ESC）；宝马公司称为动力学稳定控制系统（DSC）。尽管名称不尽相同，但都是在传统的汽车动力学控制系统，如ABS和TCS的基础上增加一个横向稳定控制器，通过控制横向和纵向力的分布和幅度，以便控制任何路况下汽车的动力学运动模式，从而能够在各种工况下提高汽车的动力性能，如制动、滑移、驱动等。ESP在国外已经批量生产，在国内尚处于研究阶段，要达到产业化的程度，还有大量的工作要做。 图1所示为汽车ESP的构成示意图，其电子部件主要包括电子控制单元（ECU）、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。ESP作为保证行车安全的一个重要电控系统，其各个传感器的正常工作是进行有效控制的基础。本文介绍了ESP常用传感器的特点，设计了传感器硬件接口和软件接口，并在实车测试中得到验证。 二、ESP常用传感器介绍
如图1、图2所示，ESP常用的传感器如下。 1．方向盘转角传感器 ESP通过计算方向盘转角的大小和转角变化速率来识别驾驶员的操作意图。方向盘转角传感器将方向盘转角转换为一个可以代表驾驶员期望的行驶方向的信号，方向盘转角一般是根据光电编码来确定的，安装在转向柱上的编码盘上包含了经过编码的转动方向、转角等信息。这一编码盘上的信息由接近式光电耦合器进行扫描。接通点火开关并且方向盘转角传感器转过一定角度后，处理器可以通过脉冲序列来确定当前的方向盘绝对转角。方向盘转角传感器与ECU的通讯一般通过CAN总线完成。 2．横摆角速度传感器 横摆角速度传感器检测汽车沿垂直轴的偏转，该偏转的大小代表汽车的稳定程度。如果偏转角速度达到一个阈值，说明汽车发生测滑或者甩尾的危险工况，则触发ESP控制。当车绕垂直方向轴线偏转时，传感器内的微音叉的振动平面发生变化，通过输出信号的变化计算横摆角速度。 3．纵向/横向加速度传感器 ESP中的加速度传感器有沿汽车前进方向的纵向加速度传感器和垂直于前进方向的横向加速度传感器，基本原理相同，只是成90°夹角安装。ESP一般使用微机械式加速度传感器，在传感器内部，一小片致密物质连接在一个可以移动的悬臂上，可以反映出汽车的纵向/横向加速度的大小，其输出在静态时为2.5V左右，正的加速度对应正的电压变化，负的加速度对应负的电压变化，每1.0～1.4V对应1g的加速度变化，具体参数因传感器不同而有所不同。 4．轮速传感器
新汽车的ESP是什么意思
汽车的ESP是什么意思 最佳答案 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)，是博世（Bosch）公司的专利[1]。10年前，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。在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如日产研发的车辆行驶动力学调整系统（Vehicle Dynamic Control 简称VDC）[2]，丰田研发的车辆稳定控制系统（Vehicle Stability Control 简称VSC）[3]，本田研发的车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Assist Control 简称VSA）[4]，宝马研发的动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control 简称DSC）[5]等等。ESP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; ESP的组成部分 1、传感器：转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据。 2、ESP电脑：将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。 3、执行器：说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统，其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其刹车系统具有
汽车esp系统简述
S U D A [年] 汽车E S P 系统简述 [在此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。在 此处键入文档的摘要。摘要通常是对文档内容的简短总结。] 期班：07级电气一班 作者：倪胜蓝（079091109） 组员：吴婷（079091111） 雷雪蕾（0790 91110） 李晨（079091113） 张红（0790 91108） 穆青（079091112） 田学志（07 9091116） 边啸语（079091050） 石磊（0 79091022） 蔡钦（079091037） 赵凯（0 79091060） 李鹏（079091001） 纪杨（0 79091061）许垚钦（079091059）
背景 随着现代汽车技术的发展，车辆的主动安全性大大提高。为了防止车轮抱死，避免车辆在紧急制动时因车轮抱死而失控，1978年博世公司开发了世界首套ABS，并在1985年投产。据统计在2004年欧洲生产的新车ABS，装备率已达到85%，而欧洲生产协会更保证对2004年7月起生产的新车100%装备ABS系统。在我国生产的新车中装备ABS系统也达到66%。 由于ABS不能解决车辆在湿滑路面上起步或加速出现的车轮打滑问题，更不能避免车辆发生侧滑。因此，在ABS的基础上，进一步发展出了牵引力控制系统（TCS）。在车辆起步或加速时，如果某个车轮出现了打滑现象（车轮速度传感器不断监视着每一个车轮），TCS会迅速干预制动系统和发动机工作，使车辆能够安全地起步或加速（防止车轮打滑，保证车辆具有良好的牵引性能，同时照顾其稳定性和操纵性）。 1995年博世公司又推出了电子稳定程序（ElectronicStabilityProgram，简称ESP系统）。实际上ESP系统也是一种牵引力控制系统，但是与其它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。如后轮驱动汽车出现转向过度时，ESP便会慢刹外侧的前轮来稳定车子，防止后轮失控而发生甩尾现象；在转向过小时，为了校正行驶循迹方向，ESP则会慢刹内侧后轮，从而校正行驶方向。ESP是一个主动安全系统，通过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。ESP判定为出现转向不足将制动内侧后轮，从而稳定车辆。当ESP判定为出现转向过度，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向趋势，从而稳定车辆。如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机扭矩输出的方式来制动其它车轮来满足需求。 汽车电子稳定程序控制系统（Electronic Stability Program），虽然不同的车型，往往赋予其不同的名称，如BMW称其为DSC，丰田、雷克萨斯称其为VSC，而VOLVO 汽车称其为DSTC，但其原理和作用基本相同。ESP系统除了具有ABS和TCS的功能之外，更是一种智能的主动安全系统，它通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态，并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图，识别出危险情况，并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。 ESP能降低车辆侧滑的危险，从而降低事故的发生，显著减少因外界各种恶劣路况及驾驶员失误等造成的重大损失，极大地改善了汽车的动态行驶安全性。美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的一项报告称，在配备了 ESC 的车辆中，客车单车碰撞事故减少30%，而轿车致命的单车碰撞事故也减少30%。就运动型多用途车而言，该事故下降率甚至更高，单车碰撞事故减少67%，而致命事故则减少63%。 ESP的装配率因各个国家而异。根据博世的统计，2005年德国新车ESP装配率约为72％，西欧的平均新车装配率约为44％，在日本和北美，这个数字稍低，北美约为21%，日本约为15%。而目前中国的装配率还比较低，约为3%。 工作原理 单独对车轮进行制动是ESP的首要功能。换句话说，为了使车辆恢复稳定行驶，必须对各个车轮单独施加精密的制动力。而且，ESP还能降发动机扭矩并干预自动变速器的档位，而整个过程ESP利用微处理器分析来自传感器的信号并输出相应的控制指令。 总结来说，ESP工作过程如下： ESP分析：驾驶员通过对方向盘的操作，想向哪个方向行驶？ ESP检测：车辆的行驶方向是什么？ ESP干预：有针对性的对各个车轮进行制动。 ESP三大特点 1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反映、汽车运动状态，并不断向 发动机和制动系统发出指令。
汽车电子稳定系统(ESP)的原理分析
汽车电子稳定系统（ESP）的原理分析 汽车电子稳定系统或动态偏航稳定控制系统(Electronic Stability Program，ESP)是防抱死制动系统ABS、驱动防滑控制系统ASR、电子制动力分配系统EBD、牵引力控制系统TCS 和主动车身横摆控制系统AYC(Active Yaw Control)等基本功能的组合，是一种汽车新型主动安全系统。该系统是德国博世公司(B0SCH)和梅塞德斯-奔驰(MERCEDES-BENZ)公司联合开发的汽车底盘电子控制系统。 在汽车行驶过程中，因外界干扰，比如行人、车辆或环境等突然变化， 驾驶员采取一些紧急避让措施，使汽车进入不稳定行驶状态，即出现偏离预定 行驶路线或翻转趋势等危险状态。装置ESP 的汽车能在极短的几毫秒时间内，识别并判定出这种汽车不稳定的行驶趋势，通过智能化的电子控制方案，让汽 车的驱动传动系统和制动系统产生准确响应，及时恰当地消除汽车这些不稳定 的行驶趋势，使汽车保持行驶路线和预防翻滚，避免交通事故的发生。 ESP 系统是汽车主动安全措施的巨大突破，它通过控制事故发生的可能性来实现安全行车，使汽车在极其恶劣的行车环境中确保行驶的稳定性和安全性。 1.汽车电子稳定系统的组成 ESP 在ABS 和ASR 各种传感器的基础上，增加了汽车转向行驶时横摆率传感器、车身翻转角速度传感器、侧加速度传感器、制动总泵中的液压力传 感器和转向盘转角传感器等。其中最重要的是车身翻转角速度传感器，这种车 用传感器是航天飞机和空间飞行器上使用的旋转角速度传感器的类似产品。车 身翻转角速度传感器就像一个罗盘，适时地监控汽车行驶的准确姿态，监控汽 车每个可能的翻转运动角速度。其他传感器则分别监控汽车的行驶速度和各车
ESP汽车电子稳定系统设计
摘要 汽车电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)。ESP是一种汽车新型主动安全系统。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。 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。 关键词：ESP 主动安全系统汽车防滑装置电子控制
Abstract Electronic stability system (Electronic Stability Program, ESP). ESP is a new type of automotive active safety systems. The ESP system with ABS (antilock brake system) and ASR (anti-skid system), is the extension of these two systems function. Therefore, the ESP regarded as the most advanced form of automotive anti-skid device. The ESP system is actually a traction control system and other traction control systems, ESP not only control the driving wheel driven wheel, and can be controlled. Such as the rear-wheel drive vehicles often turn to excessive rear wheel out of control while the drift, the ESP will brake slow the outside front wheel to stabilize the car; turning over came from order to correct the tracking direction, ESP will slowly brake the inside rear wheel, in order to correct the direction of travel. Car with ESP and ABS and ASR, the difference between them lies in the ABS and ASR can only passively react, ESP is able to detect and analyze the condition and correct driving errors and take preventive measures. ESP on oversteer or understeer are particularly sensitive, such as cars turn left in slippery when oversteer (a turn too fast) will have to drift to the right side of the sensor felt the right front wheel slide will brake quickly to restore adhesion produce an opposing torque leaving the car remained in the original lane. Of course, everything has a range of motorists speeding blindly any safety devices are difficult to preserve. Key words: ESP Active safety systems Automotive anti-skid device Electronic control
汽车ERP电子系统
汽车ESP电子系统 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)，是博世（Bosch）公司的专利[1]。10年前，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。在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如日产研发的车辆行驶动力学调整系统（Vehicle Dynamic Control 简称VDC）[2]，丰田研发的车辆稳定控制系统（Vehicle Stability Control 简称VSC）[3]，本田研发的车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Assist Control 简称VSA）[4]，宝马研发的动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control 简称DSC）[5]等等。 ESP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; ESP的组成部分 1、传感器：转向传感器、车轮传感器、侧滑传感器、横向加速度传感器、方向盘油门刹车踏板传感器等。这些传感器负责采集车身状态的数据。 2、ESP电脑：将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。 3、执行器：说白了ESP的执行器就是4个车轮的刹车系统，其实ESP就是帮驾驶员踩刹车。和没有ESP的车不同的是，装备有ESP的车其刹车系统具有蓄压功能。简单的说蓄压就是电脑可以根据需要，在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油管加压好让这个车轮产生制动力。另外ESP还能控制发动机的动力输出什么的，反正是相关的设备他都能插一腿！ 4、与驾驶员的沟通：仪表盘上的ESP灯。 ESP的关键技术 现在比较典型的汽车控制系统的结构，包括传统制动系统真空助力器、管路和制动器、传
ESP车身稳定系统
一、ESP 到底是什么？ 在任何时候，只要驾驶状况变得紧急，电子稳定程序ESP都能保持车辆稳定，使主动行车安全大为改善。ESP整合了ABS和TCS的功能，并大大拓展了其功能范围。ESP还可降低各种场合下发生侧滑的危险，并能自动采取措施。通过有针对性地单独制动各个车轮，ESP使车辆保持稳定行驶，从而避免重大意外事故。 此主题相关图片如下： 二、ESP 有什么作用？ 1、防止转向过度的后轮侧滑 ESP能够同时精确测量四个车轮的制动力。这样，在车辆不按转向意图行驶时，车辆可以被"拉"回到正确的行驶轨迹上。一辆具有转向不足特性的车，在左转向时，会在前轮上产生向外拉的效果；而通过ESP在左后轮上施加制动力，车辆将被拉回到正确的行驶轨道上来。在同样的弯道上，一辆具有转向过度特性的车会在后轮上产生向外拉的效果而跑离弯道；此时，通过在右前轮上施加制动力，ESP会相应产生一个具有稳定作用的顺时针扭矩，从而将车辆拉回到正确的行驶轨迹上来。 1、防止转向不足的前轮侧滑 ESP能够同时精确测量四个车轮的制动力。这样，在车辆不按转向意图行驶时，车辆可以被"拉"回到正确的行驶轨迹上。一辆具有转向不足特性的车，在左转向时，会在前轮上产生向外拉的效果；而通过ESP在左后轮上施加制动力，车辆将被拉回到正确的行驶轨道上来。在同样的弯道上，一辆具有转向过度特性的车会在后轮上产生向外拉的效果而跑离弯道；此时，通过在右前轮上施加制动力，ESP会相应产生一个具有稳定作用的顺时针扭矩，从而将车辆拉回到正确的行驶轨迹上来。
此主题相关图片如下： ESP 最主要的作用是在紧急情况下，可以帮助驾驶员保持对车辆的控制，从而避免重大意外事故。具体主要是通过防止车辆侧滑，在车辆和地面间还有附着力的前提下，保证车辆的方向操控性。通过对驾驶员的动作和路面情况的判断，对车辆的行驶状态进行及时的干预。（上图中红色的没有ESP系统） 一、ESP 的结构简介 带ECU的液压调节器分解图 此主题相关图片如下：
浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断
毕业论文 标题：浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断 关键词：ESP组成原理简单诊断 撰写人：_____ _ _____ _ _ 指导教师：_ _____ __ ________ _ 提交日期： ___ _2014年4月26日_________
摘要 本篇论文简要介绍ESP的一般结构和工作原理及其控制原理，并阐述了ESP它包含防锁死刹车系统（ABS）和驱动轮防滑系统（ASR）等，可以说它是在其它主、被动安全系统基础之上的一种功能性延伸，而并不是作为独立配置存在的。另外还介绍了基本的ESP诊断步骤。 关键词： ESP组成原理；简单诊断
浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断 前言： 引力控制系统ESP，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。 正文： ESP是汽车电子稳定程序(Electronic Stability Program)的简写，由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。1998年2月,梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS)，电子制动力分配（EBD）和牵引力控制（TCS）的基本功能；能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的行驶趋势,比如，由于人为或环境的干扰，轿车可能进入不稳定的行驶状态；特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷，如果得不到及时纠正，就会使车子偏离正确行驶路线，严重时，就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案，让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应，从而及时地，恰当地消除这些不稳定行驶趋势，使汽车保持在所期望的行驶路线上。 ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破，它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性。 ESP系统里还包括ABS、EBD、TCS、EDL这几项被动安全系统，不难看出这些系统是相辅相成的，但是它们都是在驾驶者做出紧急反应后才会启动，所以都属于被动系统。再高的科技配置也需要我们自身的主动安全来避免事故的发生。 防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System）:通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环（每秒可达5~10次），始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩.如果车辆没有装载ABS系统，在湿滑路面上、或在紧急制动的时候，采用我们平常用的普通制动系统制动时，车轮很容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死，制动力会大大下降。如果是前轮抱死会引起汽车失去转向能力，从而不能避开来自正面和侧面的撞击，而后轮抱死就很容易发生甩尾的情况，俗称“被漂移”了。
汽车ESP控制系统
中国矿业大学 13 级硕士研究生课程考试试卷 考试科目机电系统集成与控制 学生姓名 学号 所在院系 任课教师 中国矿业大学研究生院培养管理处印制
汽车ESP控制系统 1 绪论 1.1研究背景 随着我国经济的不断发展，人民生活消费水平的提高，高等级公路、高速公路的不断建设，汽车正逐渐进入家庭。据中国汽车工业协会的统计，我国08年汽车产销分别为934.51万辆和938.05万辆，同比增长5.21%和6.70%。中国现在己经是世界第二大汽车消费国和第三大汽车生产国。中国汽车保有量不断攀升，己接近5200万辆。 由于驾驶员非职业化、车流密集化和车辆高速化，使交通安全问题也随之日益突出。现在，交通安全问题已成为世界性的社会问题，己经引起了各国的高度重视。全球道路交通事故死亡人数每年大约为60万人，仅次于地震、台风、瘟疫，列第四位。我国道路交通安全问题更为突出，道路交通事故死亡人数连续巧年居世界首位，2006年我国的交通事故死亡人数己达10万人，死率达17.2%，万车死亡率高达6.2人，占意外事故死亡人数的80%。虽然从2004年开始交通事故死亡人数连续4年来下降，但是由于基数比较大，交通安全问题依然严峻。 道路交通安全研究涉及到人、车、路等多方面的因素,因而它的研究存在一定的难度。作为广大的汽车生产厂商有义务不断提高车辆安全性。然而汽车安全不等同于交通安全，汽车主被动安全性能的提高并不能改善我国道路交通安全问题严重的现实，中国交通安全的现状短时间内仍然难以改变。 据德国保险联合会的一份事故调查报告显示：在所有的汽车事故中，约有25%的事故是由车辆发生侧滑引起的。而在中国，这一数字更高。导致这种侧滑的原因，一种是因为雨雪天气道路湿滑导致地面附着系数较低，汽车出现滑转现象；另一种是因为驾驶员猛打方向盘、紧急避让，或对路线的判断失误。所以对汽车操控稳定性和制动稳定性进行全面的理论和试验研究，提高汽车的主被动安全性，具有积极的社会效益和明显的经济效益。利用电子控制技术来提高汽车操控稳定性和制动稳定性并扩展其功能己受到广泛重视。自从防抱死制动系统ABS 在轿车上己成为一种标准装备，一些新的电子控制系统也在不断推出，如车载自动诊断系统OBD，弯道制动控制CBC，电子制动力分配EBD，驱动防滑控制系统ASR，电子差速锁EDS，制动辅助系统BAS，电子制动系统EBS以及电子稳定程序ESP等，这些新的电子控制装备的使用，大大提高了汽车的主动安全性。而ESP系统的出现,极大地改善了汽车在行驶过程中的安全性和操纵性，特别是在路况很差，路面被雨水和冰雪覆盖时，ESP控制系统在车辆行驶过程中，始终监测车辆的运动状态，尤其是与转向相关的运行状态，一旦出现不稳定的预兆，ESP控制系统便实时予以修正，从而使汽车的行驶安全性大大提高，驾车人员感觉更灵活，更快捷，更安全[1]。 ESP是英文EleetronicStabilityProgram的缩写，中文译成“电子稳定程序”，这一组系统通常是支援ABS及TCS/ASR的功能。不同的研发机构对这一系统的
ESP系统及其测试技术
ESP系统及其测试技术 作者：朱明明班级：物流工程学号：101204052 (辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001) 引言 近几十年随着现代汽车技术的发展，汽车工业已成为我国的支柱产业，在日常工作和生活中起着越来越重要的作用。汽车行业内，20世纪80年代热门话题是防抱死制动系统ABS，90年代是加速防滑控制系统ASR，而当前的热门话题是电子稳定程序(ESP，Electronic Stability Program)。ESP包含ABS和ASR，是这两种系统功能上的延伸，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP 的出现是应时代对汽车提出的一种新型的主动安全性要求，它是当今的主动安全措施之一，其应用使车辆的主动安全性大大提高。 ESP是由德国博世公司（BOSCH）和梅赛德斯-奔驰（MERCEDES-BENZ）公司联合研制，它集成了防抱死制动系统ABS和驱动防滑系统ASR所有功能，它能够在几毫秒内识别出汽车不稳定的行驶趋势，ESP系统通过智能化的电子控制方案让汽车传动或者制动系统产生所期望的准确响应从而及时恰当的消除这些不稳定的形势趋势。即还能在车轮自由滑转以及极限操纵下保持车辆的稳定性；可以更好地利用轮胎与路面间的附着潜能，改善车辆转向能力和稳定性的同时，进一步改善驱动能力、缩短停车距离。在ABS和ASR两者的共同作用下，ESP最大限度地保证汽车不跑偏、不甩尾、不侧翻，有效地保证了汽车稳定的操控安全性。 1、ESP系统的组成及技术 ESP系统是一种牵引力控制系统，它在ABS和ASR的基础上增加了相应功能的传感器。该系统的电子部件主要包括电子控制单元(ECU)、方向盘传感器、纵向加速度传感器、横向加速度传感器、横摆角速度传感器、轮速传感器等。作为保证行车安全的一个重要电控系统，其各个传感器的正常工作是进行有效控制的基础。 ESP各电子部件的主要功用： (1)方向盘传感器，监测方向盘旋转的角度，帮助确定汽车行驶方向是否正确。 (2)轮速传感器，监测每个车轮的速度，确定车轮是否打滑。 (3)横摆角速度传感器，记录汽车绕垂直轴线的运动，确定汽车是否在打滑。
电子稳定程序ESP系统的组成和工作原理何一田
电子稳定程序ESP系统的组成和工作原理
摘要 I 摘 要 ESP 的英文全称为“Electronic Stability Program ”，也就是电子稳定程序。ESP 则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。 实际上ESP 系统也是一种牵引力控制系统，但是与其它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。如后轮驱动汽车出现转向过度时，ESP 便会慢刹外侧的前轮来稳定车子，防止后轮失控而发生甩尾现象；在转向过小时，为了校正行驶循迹方向，ESP 则会慢刹内侧后轮，从而校正行驶方向。ESP 是一个主动安全系统，通过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。ESP 判定为出现转向不足将制动内侧后轮，从而稳定车辆。保证驾驶者的安全。本文介绍了汽车电子稳定系统 ESP 的工作原理、组成部件、功能及其维修方法。 关键词：电子稳定程序，牵引力控制系统，转向过度，转向不足，安全
北京信息职业技术学院毕业论文 2 Abstract ESP in English called "Electronic Stability Program", which is the Electronic Stability Program. ESP can be regulated by the active engine speed, and adjust the driving force and braking force of each wheel to correct vehicle steering and over-steering. In fact, the ESP system is also a traction control system, but compared with other traction control system, ESP not only control wheels, and can control the driven wheel. Such as when a rear wheel drive car oversteer, ESP will slowly brake the outside front wheel to stabilize the car, the rear wheels to prevent the uncontrolled drift phenomenon occurs; in turning over an hour, in order to correct with tracking direction, ESP will slowly brake the inside rear wheel, thereby correcting the direction of travel. ESP is an active safety system, through selective brake cylinder of the engine management system to intervene and prevent the vehicle slip. ESP understeer is determined inside rear wheel brake to stabilize the vehicle. Ensure the safety of motorists. This article describes the automotive electronic stability system ESP works, components, functions and composition of maintenance methods. Key words ：Electronic stability program, traction control system, oversteer, understeer, security