汽车底盘电控技术的新发展及其应用

汽车底盘电控技术的新发展及其应用

1、ESP（ESC、VSC）电子稳定控制系统

技术介绍：

ESP的英文全称是Electronic Stability Program,中文意思是“电子稳定控制系统”。也可称作ESC或VSC。ESP主要是在紧急情况下对车辆的行驶状态进行主动干预，它整合了ABS和TCS的功能，并且增加横摆扭矩控制——防侧滑功能，可以防止车辆在高速行驶转弯或制动过程中失控。

如车辆前轮侧滑，车辆出现转向不足。此时，VSC系统通过制动器对内后轮施加一定的制动力，由此产生一个逆时针的力矩，改进车辆转向能力。

如车辆后轮侧滑，出现车辆甩尾和过度现象。此时，VSC系统通过制动器对外前轮施加一定的制动力，由此产生一个顺时针的力矩，保证车辆的稳定性。

ESP系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。它利用控制左右两侧车轮制动力或驱动力之差产生的横摆力矩来防止出现难以控制的侧滑现象，保证车辆的路径跟踪能力，提高了车辆在高速行使时的安全性。

研究估计ESP降低了30%-50%的轿车单车致命事故和50%-70%的SUV单车致命事故。

技术应用情况：

2008年全球的VSC装配率达到33%当今在欧洲和美国，每两辆新乘用车和轻型商用车就有一辆装配了ESP。美国和欧洲的立法者最近都做出决定，要求强制装配ESP。2011年9月起，美国所有4.5吨以下车辆都必须装配ESP。2014年11月起，欧洲所有乘用车和轻、中、重型车辆都要求装配ESP。

目前我国只有约15%的新车装配了ESP。随着今年国内车市新车型的不断推出，目前我国20万元以上新车配备ESP的比率大幅提高，像别克新君越、新天籁、雅阁八代等都装配了ESP。相信随着我国车市的进一步发展，电子稳定控制系统一定会如同当今的ABS 一样，成为我国汽车的一个标准安全配置。

2、TCS 牵引力控制系统

技术介绍：

TCS的英文全称是Traction Control System，中文意思是“牵引力控制系统”。TCS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。

ABS是通过检测车轮实际滑移率，计算出车轮是否制动抱死，再减少该轮的刹车力以防被抱死。而TCS是使用现有ABS系统的电脑、传感器和控制引擎与变速箱电脑，通过使

用引擎点火的时间、变速箱挡位和供油系统来控制驱动轮打滑。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系统能够控制驱动轮的滑转率在最佳范围内，防止车辆在光滑路面上加速时车轮打滑，造成后轮驱动车辆出现甩尾，前轮驱动车辆转向失去控制，使车辆产生最佳驱动力。

技术应用情况：

目前国内市场TCS在10万以上的新车型中普及率已越来越高。TCS很可能成为续ABS 后，在各类车辆上广泛普及的主动安全技术。

3、TPMS轮胎压力监测系统

技术介绍：

TPMS的英文全称是Tire Pressure Monitoring System，中文意思是“轮胎压力监测系统”。TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。

目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型：一种为间接式（Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。另一种是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。

还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。

技术应用情况：

欧盟对新车提出一系列安全和环保要求。从2012年开始，各类新车必须装配低滚动阻力轮胎(LRRT)并配备轮胎气压监测系统(TPMS)，这将成为强制性法规。

在我国，直到近几年才有少数汽车制造巨头开始考虑将TPMS系统作为标配。中国是另一个潜力巨大的市场。在若干年以前，糟糕的道路状况使得TPMS系统根本无用武之地。但最近几年中国道路状况的巨大改善已经使得TPMS的使用成为可能。目前TPMS主要还是作为一个豪华系统出现在一些高端车型上。

目前我国配备了TPMS的车型主要有：朗逸、荣威550、国产奔驰E级、铂锐、奥迪

A6、宝马3系、5系等。

4、ACC自适应巡航控制

技术介绍：

ACC的英文全称是“Adaptive Cruise Control”，中文意思是“自适应巡航控制”。

自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。自适应巡航控制系统在控制车辆制动时，通常会将制动减速度限制在不影响舒适的程度，当需要更大的减速度时，ACC控制单元会发出声光信号通知驾驶者主动采取制动操作。当与前车之间的距离增加到安全距离时，ACC控制单元控制车辆按照设定的车速行驶。

技术应用情况：

目前，ACC还属于一项科技含量较高的技术，目前只有像沃尔沃、宝马之类的豪华车配备了ACC。随着汽车底盘零部件集成化和电子化的不断发展，ACC会像如今比较普及的定速巡航系统一样在越来越多的车型中使用，并成为未来主被动安全集成中的重要一环。

5、EPAS电动助力转向

技术介绍：

EPAS的英文全称是Electrical Power Assisted Steering，中文意思是“电动助力转向”。

动力转向的目的是减少驾驶员操纵车辆转向时作用在方向盘上的力，常用的动力转向有液压式、气压式、电动式。电动助力转向是由电动机提供直接辅助转矩的动力转向系统。

当转向轴转动时，和转向轴连接在一起的转矩传感器把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移变成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号控制电动机的旋转方向和助力大小，实时控制助力转向。因此EPAS可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果，保证汽车在低速转向行驶时轻便灵活，高速转向行驶时稳定可靠。

EPAS的电机只有在转向时才工作，不用像液压管路中为了较高的油压，需要油泵经常工作。所以相比较现在车辆中使用较多的液压助力转向，EPAS更经济环保，而且还能省去液压助力这部分油管，减轻重量。

技术应用情况：

目前国内市场上使用EPAS和EPS的车型还不多，不过由于EPAS和EPS的技术不断成熟、价格更加合理，那么在将来EPAS和EPS会以很快的速度，在各类新款轿车中普及。