汽車(chē)電子穩定系統（ESP）的原理分析

　　綜上所述，汽車(chē)電子穩定系統ESP在汽車(chē)出現不穩定行駛趨勢時(shí)，采用了兩種不同的控制方法，使汽車(chē)消除不穩定行駛因素，回復并保持汽車(chē)預定的行駛狀態(tài)。這兩種控制方法是，首先ESP系統通過(guò)精確地控制一個(gè)或者多個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)過(guò)程(脈沖制動(dòng))，根據需要分配施加在每個(gè)車(chē)輪上的制動(dòng)力，迫使汽車(chē)產(chǎn)生一個(gè)繞其質(zhì)心轉動(dòng)的旋轉力矩，同時(shí)代替駕駛員調整汽車(chē)行駛方向。其次在必要時(shí)(比如車(chē)速太快，發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)轉矩過(guò)大)，ESP系統自動(dòng)調整發(fā)動(dòng)機的輸出轉矩，控制汽車(chē)的行駛速度。

　　通過(guò)采取上述兩種技術(shù)措施，當汽車(chē)進(jìn)行蛇形線(xiàn)路測試的時(shí)候就可以有效避免汽車(chē)的翻轉。ESP系統不僅僅是在干燥路面上提高了汽車(chē)的穩定性，還可以在路面附著(zhù)性比較差的時(shí)候，諸如結冰、濕滑，以及碎石等情況下起作用。在上述不利狀況下，車(chē)輪與路面之問(wèn)的附著(zhù)力降低，即使是最好的駕駛員也很難將高速行駛的汽車(chē)保持在預定的路線(xiàn)上，汽車(chē)容易發(fā)生側滑和跑偏，失去方向穩定性，甚至在急轉彎的時(shí)候發(fā)生翻車(chē)事故，這時(shí)就需要ESP系統。

　　3.汽車(chē)電子穩定系統的可靠性

　　梅塞德斯-奔馳公司從1994年起就對ESP系統進(jìn)行了適用性和可靠性的全面驗證試驗。

　　在微機控制系統的ROM中，預先儲存的控制程序中的標準技術(shù)數據，應該來(lái)源于大量的實(shí)車(chē)測試數據。但由于在沒(méi)有安全保障的情況下的實(shí)車(chē)試驗，有可能造成無(wú)法彌補的安全事故后果，因此標準技術(shù)數據的取得，采用了模擬器。模擬器內輸入了大量的通過(guò)實(shí)驗采集的數據，可以仿真出很多復雜的路面狀況和駕駛過(guò)程。再通過(guò)80位梅塞德斯轎車(chē)車(chē)主用模擬器進(jìn)行時(shí)速為100km/h的模擬路面駕駛試驗，得到各種不同性能的汽車(chē)在各種駕駛過(guò)程中的響應。模擬器檢測手段既安全，又可以得到很多實(shí)車(chē)試驗無(wú)法測量的數據。比如，在試驗場(chǎng)的4個(gè)轉彎處，用模擬器模擬路面突然結冰的情況，這將使車(chē)輪和路面之間的附著(zhù)力在幾米的路程內減少 70%以上。如果轎車(chē)沒(méi)有ESP系統，則78%的駕駛員不能將他們的汽車(chē)穩定在冰雪路面上，還可能遭受汽車(chē)連續3次翻轉造成的傷害。有了ESP系統，所有參加過(guò)模擬測試的駕駛員都能避免汽車(chē)翻轉事故的發(fā)生。

　　1995年，梅塞德斯-奔馳S級轎車(chē)開(kāi)始安裝ESP系統，ESP系統突出的安全保障表現，大大降低了汽車(chē)在各種道路狀況下以及轉彎時(shí)發(fā)生翻轉的可能性。同時(shí)汽車(chē)在彎道和濕滑路面上的制動(dòng)距離得到縮短，在彎道行駛加強了汽車(chē)線(xiàn)內行駛能力。1998年，梅塞德斯-奔馳A級微型轎車(chē)也安裝了。ESP系統，使這種采用大量高新技術(shù)開(kāi)發(fā)的A級微型轎車(chē)，克服了因車(chē)身較窄，在汽車(chē)以小轉彎半徑急轉向時(shí)，容易產(chǎn)生側向翻轉而造成人身傷害和財產(chǎn)損失的缺點(diǎn)，成為一輛安全性能卓越的微型轎車(chē)。

　　目前，梅塞德斯-奔馳公司的S600、CL600、sL600、FA30、E320、4MATIC以及高性能的E55AMG和C43AMG等車(chē)型上都選配了ESP系統，2002年所有G級車(chē)上都安裝了該系統。

　　4.新一代汽車(chē)電子穩定系統

　　新一代汽車(chē)電子穩定系統將主動(dòng)轉向控制系統(Active steering Control，ASC)和可選擇懸架模式的主動(dòng)懸架控制系統(Active Damping Control，ADC)和ESP集成在一起，使汽車(chē)的動(dòng)態(tài)穩定控制技術(shù)更加完善，提高了汽車(chē)在任何情況下的行駛穩定性和操縱穩定性。

　　在非危險行駛狀況下，主動(dòng)轉向控制系統使駕駛更靈活，以增加駕駛樂(lè )趣。在危險行駛狀況下，主動(dòng)轉向控制系統與制動(dòng)系統、發(fā)動(dòng)機管理系統共同控制汽車(chē)的行駛穩定性和乘坐舒適性。

　　5.綜合穩定控制系統

　　綜合穩定控制系統在任何給定的條件下，具有綜合控制車(chē)上所有的主動(dòng)系統，如驅動(dòng)、制動(dòng)和操縱系統等功能。綜合穩定 控制系統與現行的主動(dòng)車(chē)輛穩定控制系統相比，可以對汽車(chē)進(jìn)行持續控制，并實(shí)現控制的個(gè)性化。

　　6.汽車(chē)底盤(pán)電子控制系統的發(fā)展

　　(1) 集成底盤(pán)管理系統

　　隨著(zhù)電子技術(shù)特別是大規模集成電路和微型電子計算機技術(shù)的高速發(fā)展，汽車(chē)的電子化程度越來(lái)越高。汽車(chē)的底盤(pán)系統也改變了以往那種完全依靠液壓或氣壓執行機構來(lái)傳遞力的機械式結構，開(kāi)始步入電子伺服控制(By-wire，操縱裝置與執行器之間靠電信號聯(lián)系而非機械的連接)階段，底盤(pán)綜合控制系統也已開(kāi)始出現。先進(jìn)的底盤(pán)電子控制系統優(yōu)化了車(chē)輪與地面之間的附著(zhù)狀況，顯著(zhù)地改善了汽車(chē)的動(dòng)力性、安全性和舒適性。

　　汽車(chē)底盤(pán)電子控制系統將逐步形成一個(gè)集成底盤(pán)管理(ICM)系統。該系統將集成所有的底盤(pán)電控子系統，實(shí)現各子系統問(wèn)硬件、能量和信息的共享，以最大限度地獲取系統集成帶來(lái)的增效作用，提高汽車(chē)的安全性、舒適性和經(jīng)濟性。圖3是ICM系統的層次結構，結構圖的上層只包含了一些關(guān)鍵的監控功能，在這一層次上系統通過(guò)一個(gè)“協(xié)調器”ECU來(lái)實(shí)現對發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)系、底盤(pán)系統等的管理?？瞻追綁K代表其他的功能，如導航和ACC功能。結構圖的下層代表目前的電控系統，不過(guò)它 們不再是單獨工作的模塊，而是在上層單元監控、管理下協(xié)調工作。系統中的傳感器和執行器可分為兩類(lèi)：傳統型和智能型。傳統型傳感器和執行器與各自的ECU之間只有直接的物理連接，而智能傳感器和執行器與ECU之間則使用總線(xiàn)接口來(lái)傳輸數據。一般情況下它們都具有自診斷能力和一定的傳感器信號處理能力。

　　(2) 動(dòng)力車(chē)身控制系統(Dynamic Body Control)

　　對于多用途運動(dòng)車(chē)(SUV)和其他質(zhì)心較高的汽車(chē)，動(dòng)力車(chē)身控制系統可最大程度地提高轉向穩定能力，同時(shí)汽車(chē)行駛舒適感增強。在汽車(chē)越野行駛時(shí)，車(chē)橋通過(guò)相互配合來(lái)獲得更好的牽引性能。動(dòng)力車(chē)身控制系統使用1～2個(gè)主動(dòng)式平衡桿模塊，通過(guò)對平衡桿施加可調節的預加載荷來(lái)防止汽車(chē)轉彎時(shí)發(fā)生左右搖晃。當汽車(chē)車(chē)身要發(fā)生傾斜時(shí)，加速度計監測到汽車(chē)側滑傾向，將信號傳到控制系統ECU，ECU指令向平衡桿執行器通入壓力油，壓力油產(chǎn)生力的大小根據加速度計監測到的汽車(chē)橫向加速度大小和汽車(chē)產(chǎn)生搖晃的時(shí)間來(lái)確定。