ABS防抱死刹车系统
“ABS”(Anti-locked Braking System)中文译为“防抱死刹车系统”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。它既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
简介
汽车制动防抱系统,简称为ABS,是提高汽车被动安全性的一个重要装置。防抱死制动系统是利用阀体内的一 个橡胶气囊,在踩下刹车时,给予刹车油压力,充斥到ABS的阀体中,此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回,使车轮避过锁死点。能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑,使车轮在刹车时不被锁死,不让轮胎在一个点上与地面摩擦,从而加大摩擦力,装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。
理论分析
制动性能是汽车主要性能之一,它关系到行车安全性。评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。
制动时方向的稳定性,是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动(尤其是高速行驶时)而使车轮完全抱死,那是非常危险的。若前轮抱死,将使汽车失去转向能力;若后轮抱死,将会出现甩尾或调头(跑偏、侧滑)尤其在路面湿滑的情况下,对行车安全造成极大的危害。
汽车的制动力取决于制动器的摩擦力,但能使汽车制动减速的制动力,还受地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时,汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率
δ=(Vt-Va)/Vt×100%
式中:δ--滑移率;
Vt--汽车的理论速度;
Va--汽车的实际速度。
据试验证实,当车轮滑移率δ=15%一20%时附着系数达到最大值,因此,为了取得最佳的制动效果,一定要控制其滑移率在15%~20%范围内。
ABS的功能即在车轮将要抱死时,降低制动力,而当车轮不会抱死时又增加制动力,如此反复动作,使制动效果最佳。
优势体现
1、加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车,驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性,可以及时调整方向,对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况,使驾驶员失去对车辆的控制,增加危险性。
2、减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动,车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会,因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。
3、特定路况下有效缩短制动距离。在紧急制动状态下,较为光整的路面条件下,ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况,拖动的比例占20%左右,这时轮胎与地面的摩擦力最大,即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。此时刹车性能得以提高,制动距离缩短。而如沙石雪地等路面状态下,由于间歇性制动,使得轮胎滑动旋转再滑动旋转,相对增加了制动距离。
4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤,即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现,在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆,而装备了ABS的车辆,只会留下轻微的刹车痕迹,并且是一小段一小段的,明显减少了轮胎和地面的磨损程度。
工作原理
“自动防抱死刹车”的原理并不难懂,在遭遇紧急情况时,未安装ABS系统的车辆来不及分段缓刹只能立刻踩死。由于车辆冲刺惯性,瞬间可能发生侧滑、行驶轨迹偏移与车身方向不受控制等危险状况!而装有ABS系统的车辆在车轮即将达到抱死临界点时,刹车在一秒内可作用60至120次,相当于不停地刹车、放松,即相似于机械自动化的“点刹”动作。此举可避免紧急刹车时方向失控与车轮侧滑,同时加大轮胎摩擦力,使刹车效率达到90%以上。
从微观上分析,在轮胎从滚动变为滑动的临界点时轮胎与地面的摩擦力达到最大。在汽车起步时可充分发挥引擎动力输出(缩短加速时间),如果在刹车时则减速效果最大(刹车距离最短)。ABS系统内控制器利用液压装置控制刹车压力在轮胎发生滑动的临界点反复摆动,使在刹车盘不断重复接触、离开的过程而保持轮胎抓地力最接近最大理论值,达到最佳刹车效果。
ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯等组成,在不同的ABS系统中,制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同,电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能不尽相同。 在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀、电动泵和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节。
工作过程
ABS的工作过程可以分为常规制动和压力调节制动,后者分为制动压力保持制动,制动压力减小和制动压力增大等阶段。
常规制动
在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。
压力调节制动
在制动过程中,电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的刮动压力就保持一定,而其它未趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除,随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时,电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵输送制动液,由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开抬减速转动。
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制,在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
控制方式
1、双参数控制
双参数控制的ABS,由车速传感器(测速雷达)、轮速传感器、控制装置(电脑)和执行机构组成。
其工作原理是车速传感器和轮速传感器,分别将车速和轮速信号输入电脑,由电脑计算出实际滑移率,并与理想滑移率15%一20%作比较,再通过电磁阀增减制动器的制动力。
这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时,多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波,同时又接收反射回来的电磁波,测量汽车雷达发射与接收的差值,便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳,由变速器输出轴驱动,它是一个脉冲电机,所产生的频率与轮速成正比。
执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力,以便保持理想的滑移率。
这种ABS可保证滑移率的理想控制,防抱制动性能好,但由于增加了一个测速雷达,因此结构较复杂,成本也较高。例如
汽车杂志社沈树盛审报的专利(专利号92221809.9)。
2、单参数控制
它以控制车轮的角减速度为对象,控制车轮的制动力,实现防抱死制动,其结构主要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。为了准确无误地测量轮速,传感头与车轮齿圈间应留有1mm间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响,安装前应将传感器加注黄油。
电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统,一个车轮圈有一个电磁阀;三通道制动系统,每个前轮拥有一个,两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔,分别与制动主缸与车轮制动分缸相连,并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。
1)升压在电磁阀不工作时,制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大,使进油阀开启,制动器压力增加。
2)压力保持当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时,进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态,三个孔间相互密封,保持制动压力。
3)降压当电磁阀工作时,支架克服两个弹簧的弹力,打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低,电磁阀就转换到压力保持状态,或升压的准备状态。
控制装置ECU的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别,再由输出级将指令信号输出到电磁阀,去执行制动压力调节任务。电子控制装置,由四大部分组成,输入级A、控制器B、输出级C,稳压与保护装置D。
电子控制器以4一101tz的频率驱动电磁阀,这是驾驶员无法做到的。 这种单参数控制方式的ABS,由于结构简单、成本低,故目前使用较广。
在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的ABS。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。
在车轮轴上安装有45齿或100齿的齿圈,轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮转动时,使传感器不断产生电压信号,并输入电脑,与RoM中理想速度比较,算出车轮的增速或减速,向电磁阀发出升压或卸压的指令,以控制制动分缸制动力。
日常提醒
⑴更换制动器或更换液压制动系部件后,应排净制动管路中的空气,以免影响制动系统的正常工作。
⑵装有ABS的汽车,每年应更换一次制动液。否则,制动液吸湿性很强,含水后不仅会降低沸点,产生腐蚀,而且还会造成制动效能衰退。
⑵装有ABS的汽车,每年应更换一次制动液。否则,制动液吸湿性很强,含水后不仅会降低沸点,产生腐蚀,而且还会造成制动效能衰退。
⑶检查ABS防抱死制动系统前应先拔去电源。
三大误区
其实,由于很多人对ABS缺少正确认识,使用时难免会产生一些错误观念,直到酿成祸事也不知道原因究竟何在。广州科密汽车制动技术开发公司有限公司总工程师汪德舟表示,使用ABS,需要避重就轻,消除一些错误的使用观念,充分发挥其安全保障作用。
误区一:装有ABS的车,制动距离会较没有装ABS的车大大地缩短。
产生这种错误说法的原因,是因为ABS往往是在较紧急的制动动作下发挥作用的,所以会给人以ABS起作用后制动距离缩短的印象。其实制动距离的长短与路面的摩擦系数以及轮胎有更直接的关系,在某些情况下,有ABS的制动距离较没有ABS的短,但在其他不同条件下,情况会恰好相反。因为在正常情况下,滚动摩擦系数要小于滑动摩擦系数。
误区二:有ABS的车不会出现甩尾侧滑现象。
实际上,ABS的作用只发生在制动车轮抱死的情况下,它与电子行驶稳定系统的作用有本质上的不同。
误区三:有ABS的汽车制动稳定性提高了,开车就可以更大胆。
ABS只是制动的辅助系统,可以在制动时帮助驾驶者控制车辆状态,防止车辆在制动中失去转向能力,但其中主要操控仍是驾驶者,所以超速驾驶仍会引发事故。
安装要点
ABS(防抱死制动系统)作为一种主动安全装置,在现代汽车上运用已经很广泛了。由于其在制动过程中的控制方式及工作过程与以往普通的制动系统有所区别,因此在使用保养方面也与传统的制动系统有所不同,否则会引发ABS系统故障。
总结多年的维修经验,笔者认为车主在使用装有ABS系统的汽车时要做到“四要”、“四不要”。
四要
⑴要始终将脚踩住制动踏板不放松。这样才能保证足够和连续的制动力,使ABS有效地发挥作用
⑵要保持足够的制动距离。当在良好路面上行驶时,至少要保证离前面的车辆有3s的制动时间;在不好的路面上行驶,要留给制动更长一些的时间。
⑶要事先练习使用ABS,这样才能使自己对ABS工作时的制动踏板振颤有准备和适应能力。
⑷要事先阅读汽车驾驶员手册。这样才能进一步理解各种操作。
四不要
⑴不要在驾驶装有ABS的汽车时比没有装ABS的汽车更随意。有些车主认为汽车装有ABS后,安全性加大,因此在驾驶中思想就会放松,为事故埋下隐患。
⑵不要反复踩制动踏板。在驾驶有ABS的车时,反复踩制动踏板会使ABS的工作时断时续,导致制动效能降低和制动距离增加。实际上,ABS本身会以更高速率自动增减制动力,并提供有效的方向控制能力。
⑶不要忘记控制转向盘。在制动时,ABS系统为驾驶者提供了可靠的方向控制能力,但它本身并不能自动完成汽车的转向操作。在出现意外状况时,还得需要人来完成转向控制。
⑷不要在制动过程中,被ABS的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的,且可让驾驶者由此而感知ABS在工作。
EBD电子制动力分配系统
简介
EBD的英文全称是Electric Brakeforce Dis-tribution 德文缩写为EBV,所以很多欧洲车用EBV表示,比如奥迪A6、宝来、高尔夫等。由于EBD造价昂贵,在国外也只配备在较高档的新款汽车中。汽车制动过程中若前轮先抱死滑移,汽车能够维持直线减速停车,处于稳定状态。
作用
EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同,而自动调节前、后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时,四只轮胎附着的地面条件往往不一样。EBD的工作原理恰恰就是用高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应和计算,得出不同的摩擦力数值,使四只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不保持调整,使制动力与摩擦力相匹配,从而保证车辆的平稳。实际调整前后轮时,它可依据车辆的重量和路面条件来控制制动过程,自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率(即车辆的实际车速和车轮的圆周线速度之差与车辆实际车速之比),如发觉前后车轮有差异,而且差异程度必须被调整时,它就会调整汽车制动液压系统,使前、后轮的液压接近理想化制动力的分布。可以说在ABS动作启动之前,EBD巳经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,防止出现后轮先抱死的情况,改善制动力的平衡并缩短汽车制动距离。 当紧急刹车车轮抱死的情况下,EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力,可以防止出现甩尾和侧移,并缩短汽车制动距离。
从工作原理来讲,它是ABS的一个附加作用系统,可以提高ABS的效用,共同为行车安全添筹加码。所以在安全指标上,汽车的性能又多了“ABS+EBD”。 值得一提的是,即使车载ABS失效,EBD也能保证车辆不会出现因甩尾而导致翻车等恶性事件的发生。同时它还能较大地减少ABS工作时的振噪感,不需要增加任何的硬件配置,成本比较低,不少专业人士更是直观地称之为“更安全、更舒适的ABS”。 在车轮轻微制动时,电子制动力分配(EBD)功能就起作用,转弯时尤其如此,速度传感器记录4个车轮的转速信息,电子控制单元计算车轮的转速。如果后轮滑移率增大,则调节制动压力,使后轮制动压力降低。电子制动力分配(EBD)功能保证了较高的侧向力和合理的制动力分配,
EBD使用特殊的ECU(中央处理器)功能来分配前轴和后轴之间的制动力。当汽车制动时,中央处理器根据接收到的轮速信号、载荷信号、踏板行程信号以及发动机等有关信号,经处理后向电磁阀和轴荷调节器发出控制指令,使各轴的制动力得到合理分配。EBD在汽车制动时即开始控制制动力,而ABS则是在车轮有抱死倾向时开始工作。EBD的优点在于在不同的路面上都可以获得最佳制动效果,缩短制动距离,提高制动灵敏度和协调性,改善制动的舒适性。
由于现阶段在汽车上安装EBD系统的成本还很高,所以现在的汽车并没有大量的装配这种配置,只是在少数中高档车上配备。但是随着经济的发展和人们安全意识的提高和其本身的重要性,不久的将来EBD系统定会是汽车上的一项基本配置,并得到广泛的关注。
TCS牵引力控制系统
牵引力控制系统(TCS),其英文全称是Traction Control System,即循迹控制系统,是根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象,当前者大于后者时,进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。汽车在光滑路面制动时,车轮会打滑,甚至使方向失控。同样,汽车在起步或急加速时,驱动轮也有可能打滑,在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。
简介
TCS就是针对此问题而设计的。 TCS依靠电子传感器探测到从动轮速 度低于驱动轮时(这是打滑的特征),就会发出一个信号,调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降挡或制动车轮,从而使车轮不再打滑。
性能
TCS不但可以提高汽车行驶稳定性,而且能够提高加速性,提高爬坡能力。原采只是豪华轿车上才安装TCS,现在许多普通轿车上也有。TCS如果和ABS相互配合使用,将进一步增强汽车的安全性能。TCS和ABS可共用车轴上的轮速传感器,并与行车电脑连接,不断监视各轮转速,当在低速发现打滑时,TCS会立刻通知ABS动作来减低此车轮的打滑。若在高速发现打滑时,TCS立即向行车电脑发出指令,指挥发动机降速或变速器降挡,使打滑车轮不再打滑,防止车辆失控甩尾。
作用模式
TCS与ABS作用模式十分相似,两者都使用感测器及刹车调节器。当TCS感应到车轮打滑的时候,首先会经过引擎控制电脑改变引擎点火的时间,减低引擎扭力输出或是在该轮上施加刹车以防该轮打滑,如果在打滑很严重的情况下,就再控制引擎供油系统。TCS在运用的时候,变速箱会维持较高的挡位,在油门加重的时候,会避免突然下挡以免打滑的更厉害。TCS最大的特点是使用现有ABS系统的电脑、输速感知器和控制引擎与变速箱电脑,即使换上了备胎,TCS也可以准确的应用。
工作原理
最近采用牵引力控制系统的汽车越来越多。牵引力控制系统(Traction Control System,简称TCS)的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。汽车在行驶时,加速需要驱动力,转弯需要侧向力。这两个力都来源于轮胎对地面的摩擦力,但轮胎对地面的摩擦力有一个最大值。在摩擦系数很小的光滑路面上,汽车的驱动力和侧向力都很小。如果为了获得较大的驱动力,一个劲儿地踏紧油门踏板,使驱动力超过了轮胎和地面之间的最大摩擦力即附着力,这样不但不能获得所期望的驱动力,反而影响了汽车的行驶稳定性。汽车在转弯时,如果节气阀开度过大,将使驱动轮打滑。那么这时汽车的转向性会出现什么变化呢?前轮驱动汽车的前轮如果打滑,汽车将出现转向不足的现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之外去了。后轮驱动汽车的后轮如果打滑,汽车将出现过度转向现象,即汽车偏离了转向圆弧,跑到转向圆弧之内去了,严重时汽车会产生旋转。所以在冰雪路面上,为了防止汽车驱动轮打滑,必须小心翼翼地控制油门。牵引力控制系统的作用是,在汽车加速时自动地控制驱动力,以便使轮胎的滑动量处于合理的范围之内,从而保持汽车行驶的稳定性。这和防抱死制动系统的作用大同小异,防抱死制动系统的作用是防止轮胎抱死,提高汽车制动时的行驶稳定性。
系统控制
牵引力控制系统的控制装置是一台计算机。利用计算机检测4个车轮的速度和转向盘转向角,当汽车加速时,如果检测到驱动轮和非驱动轮转速差过大,计算机立即判断驱动力过大,发出指令信号减少发动机的供油量,降低驱动力,从而减小驱动轮轮胎的滑转率。计算机通过转向盘转角传感器掌握司机的转向意图,然后利用左右车轮速度传感器检测左右车轮速度差;从而判断汽车转向程度是否和司机的转向意图一样。如果检测出汽车转向不足(或过度转向),计算机立即判断驱动轮的驱动力过大,发出指令降低驱动力,以便实现司机的转向意图汽车停止时,4个车轮的速度都是零。在汽车起步时,也即从零车速加速时,牵引力控制系统检测驱动轮的滑转率,如果检测到较大的滑转率时,发出指令降低发动机的功率,减小轮胎的滑转率,在汽车起步时,完全不让轮胎打滑是不行的,但轮胎的滑转率过大,将加速轮胎的磨损,降低轮胎和地面的摩擦力,对起步加速没有一点好处。当轮胎的滑转率适中时,汽车能获得最大的驱动力。转弯时如果使轮胎产生较大的滑转,将使汽车的加速能力变好。该系统可以利用转向盘转角传感器检测汽车的行驶状态,判断汽车是直线行驶还是转弯,并适当地改变各轮胎的滑转率。但是牵引力控制系统也有缺点。当司机利用油门开度,调整汽车行驶状态时,该系统妨碍司机的驾驶意图。例如后轮驱动汽车转弯时,为了减小转弯半径,技术熟练的司机往往加大油门使汽车加速,利用后驱动轮打滑产生的过转向现象,调整汽车转向中的状态。但由于牵引力控制系统的作用,后驱动轮不能打滑。这样就妨碍了司机的驾驶意图,使汽车在较大的转弯圆弧上转向。此外有的人过分相信牵引力控制系统,认为该系统能保证汽车按司机的意图转向。随便地以超高车速进入弯道,结果不是出现转向不足就是转向过度。牵引力控制系统和防抱死制动系统一样,其作用是有限的,过分的依赖这些控制系统是十分有害的。
牵引力控制系统(TCS)TCS又称循迹控制系统。
ESP车身电子稳定系统
esp
西班牙语中,"西班牙"是España,英语中是Spain。 车身电子稳定系统(Electronic Stability Program,简称ESP),是博世(Bosch)公司的专利。
简介
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(驱动防滑转系统),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和博世公司
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。
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。
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、传感器俨个轮速传感器、方向盘转角传感器、侧向加速度传感器、横摆角速度传感器、制动主缸压力传感器、液压调节器、汽车稳定性控制电子控制单元和辅助系统发动机管理系统。 所以,系统的开发有赖于以下几个关键技术的突破
①传感技术的改进”。在系统中使用的传感器有汽车横摆角速度传感器、侧向加速度传感器、方向盘转角传感器、制动压力传感器及节气门开度传感器等,它们都是系统中不可缺少的重要部件。提高他们的可靠性并降低成本一直是这方面的开发人员追求的目标。
②体积小、重量轻、低成本液压制动作动系统的结构设计。
③软、硬件设计。由于的需要估计车辆运行的状态变量和计算相应的运动控制量,所以计算处理能力和程序容量要比系统大数倍。一般采用多结构。而软件的研究则是研究的重中之重,基于模型的现代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。
④通过完善控制功能。的与发动机、传动系的通过互联,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、液力变矩器变矩比和所在档位等信息传给,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。
工作过程
1、当车辆左转出现转向不足的时候(就是速度太快拐不过来了)。ESP各个传感器会把转向不足的消息告诉电脑,然后电脑就控制左后轮制动,产生一个拉力和一个扭力来对抗车头向右推的转向不足趋势。
2、还是左转,后轮抓地不足或者后驱车油门踩猛了出现转向过度的时候(就是甩屁股)。ESP会控制右前轮制动,同时减小发动机输出的功率。纠正错误的转向姿态。
3、直线刹车由于地面附着力不均匀出现跑偏的时候(这时有ABS的车也会出现,我下雪的时候老在雪地上这么玩,这时候车身会向抓地强的一边跑偏)。ESP会控制附着力强的轮子减小制动力,让车按照驾驶员预想的行驶线路前进。同样当一边刹车一边转向的时候ESP也会控制某些车轮增大制动力或者减小制动力让车子按照驾驶员的意图行进。