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你以为你真的懂ESP吗?

一猫汽车网 2015-03-06 22:41:09

  相信猫友们对南浦大桥撞车事件记忆犹新,电电喵的同事可是专门写文章进行过理论分析哦。(上海南浦大桥离奇翻车事故 折射中国汽车安全标准太低//www.emao.com/news/201503/5890.html)所以电电喵就不在这里啰啰嗦嗦啦,直接进入主题,跟广大猫友们来真真切切聊一聊ESP,尤其是那些认为不需要加装ESP的猫友们,duang~duang~duang……


  车辆稳定性控制系统,简称EPS(博士专利)或VSC(日本发明),是以ABS为基础发展而来,基本工作原理是:在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下,利用左右两侧制动力之差产生的横摆力偶矩来防止出现难以控制的侧滑现象。


  是不是瞬间觉得电电喵高端霸气上档次?嘿嘿,电电喵就是这样任性。汽车已经发展数百年,过去工程师们只致力于改进轮胎、悬架、转向与传动系来提高汽车固有的操纵稳定性,这是一种被动的方式,局限性也比较大。猫友们都知道当汽车在制动的过程中,汽车车轮会出现抱死现象,即不滚动只滑动,而这种情况无论你如何改进传统工艺都无法解决。滑动时摩擦力会降低,直接导致制动距离会比同等情况下装有ABS的车更长,更不用说前轮抱死出现转向失灵,后轮抱死出现侧滑现象的危险状况了。20世纪80年代中叶以来,各大汽车厂家都致力于开发价格更低廉、性能更优良的电子控制系统,这是提高操纵稳定性的一条重要途径。


  有关ABS的事就不多说了,首先来看看电子控制防滑转系统,即ASR或TRC。它的作用是防止汽车在起步、加速和滑溜路面行驶时驱动轮的滑转,以提高汽车的牵引性和操纵稳定性。原理说起来也很简单,通过控制发动机的动力输出或对滑转车轮施以制动力来抑制车轮的滑转,以避免汽车牵引力和行驶稳定性的下降。

 

  装有ASR的汽车有如下优点:

  1、汽车在起步、行驶过程中可获得最佳的驱动力,提高了汽车的动力性。尤其在附着系数(地面所能给轮胎提供的最大静摩擦系数)小的路面,汽车起步、加速及爬坡能力的提高就更加显著。

   2、 汽车的行驶稳定性得以提高,前轮驱动汽车的方向控制能力也能改善。路面的附着系数越低,其行驶稳定性能提高就越是明显。因此,ASR与ABS一样,也是汽车主动安全控制装置。

  3、减少了轮胎的磨损,可降低汽车的燃油消耗。

  4、在ASR起作用时,可通过仪表板上的ASR指示灯或蜂鸣器向司机提醒,提示司机不要踩刹车过猛(紧急制动)、注意转向盘的操作、不要猛踩加速踏板等,以确保行车的安全。


  看到这里,广大猫友们是不是会大“噢!”一声,然后“咦,这跟ESP什么关系?”。

 

  一句话,ESP包含ABS及ASR,是这两种系统功能上的延伸与扩展,请自行脑补ABS和ASR的功能。因此,ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP防滑系统如今被视为仅次于安全带之后最重要的汽车安全组件,其重要程度甚至更胜于安全气囊。根据供应商巨头内部研究,在打滑造成的车祸中,倘若车辆都配备了防滑系统,则超过80% 都可以避免。


  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。


  EPS作为主动保护方式,有如下特点:

  1、实时监控。ESP是一个实时监控系统,它每时每刻都在监控驾驶者的操控、路面反应和汽车运动状态,并不断向发动机和制动系统发出指令。 

  2、主动干预。ABS/EBD等系统在起作用时,系统对驾驶者的操控起一定干预作用,但它不能调控发动机,而ESP则是主动调控发动机的转速并可调整每个车轮的制动力(四通道系统),以修正汽车的过度转向和转向不足。 

  3、事先提醒。ESP具有实时警示功能,当驾驶者操作不当和路面异常时,它会在主动干预的同时用警告灯警示驾驶者。


  由此,猫友们可以看出,ESP不像安全气囊是一个只有在车祸时会起作用的系统,它在你整个行车过程中都会发挥作用,虽然猫友们对自己的驾驶技术有十足的把握,但是你真的对汽车的转向系统抱有百分之百的信任吗?题外话说一句电动助力转向系统在国内还属于探索阶段。


  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。


  电子控制单元是ABS-ASR/ESP 系统的控制中心,它与液压调节器集成在一起组成一个总成。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有:蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号,电子控制单元将向液压调节器、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送输出控制信号。

 

  为保障系统的可靠性,系统中有两个处理器,两个处理器用同样的软件处理信号数据。并相互监控比较。控制单元出现故障,驾驶者仍可做一般的制动操作,但ABS/EBS/ASR/ESP功能失效。 


  横向加速度传感器用来确定车辆是否受到使车辆发生滑移作用的侧向力以及侧向力的大小。无该信号控制单元将无法计算出车辆的实际行驶状态,ESP功能失效。 

 

  偏转率传感器确定车辆是否沿垂直轴线发生转动,并提供转动速率。没有横摆率测量值,控制单元无法确定车辆是否发生转向.ESP功能失效。 

 

  制动压力传感器通知控制单元制动系统的实际压力,控制单元相应算出作用在车轮上的制动力和整车的纵向力大小。如果ESP正在对不稳定状态进行调整,控制单元将这一数值包含在侧向力计算范围之内。没有制动力压力信号系统无法计算出正确的侧向力,ESP失效。 

 

  液压控制单元是制动分泵通过液压控制单元的电磁阎控制,通过制动分泵的人口阀和出口阀的控制,建立了三个工作状态:建压,保压,卸压。当电磁阀功能出现不可靠故障,整体系统关闭。


  ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向(驾驶员意愿)。ESP通过横摆角速度传感器,识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向。

 

  其实控制汽车的力(牵引力、制动力及转向力等)来自于地面的反作用力,此反作用力的极限值等于车轮与地面间的附着力,若行驶中汽车所需的控制力大于该附着力,则汽车将失去控制。


  汽车行驶在一定的路面上,车轮与路面间的附着系数一定,其与路面间的附着力也一定。车辆的牵引力(或制动力)与侧向力的合力不得大于附着力,否则车辆将失去稳定性。显然,牵引力(或制动力)若增大,则路面可提供的侧向力减小。当滑移率为0时,车轮与路面间不打滑,侧向附着状态最佳;而滑移率为1时,车轮与地面间纯滑动,侧向附着状况最差,不能控制车辆转向。ESP系统通过直接控制作用在4个车轮上的制动力或牵引力,间接改变车轮受到的侧向力及汽车受到的横摆力矩,使汽车的运动方向得到修正。


  是不是觉得还是有些乱乱的,电电喵到此就不解释了,要是你什么都知道,别人还学车辆工程做什么?还是多一些朦胧美吧。不过安全可不要朦胧美,既然猫友们那么钟情ABS,为何不肯多花点钱用上更高档的ESP呢?


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