Este artículo presenta en detalle el programa de estabilidad electrónica automotriz ESP8.0 de Bosch.
La mejora del rendimiento de seguridad del automóvil es un objetivo que la industria del automóvil persigue constantemente. Siguiendo este concepto, ABS ha entrado en la etapa de actualización del producto después de su etapa de popularización. El consenso en la industria es que el ABS (sistema de frenos antibloqueo) evolucionará al ESP (sistema de control electrónico de estabilidad).
ESP ha ido ampliando su territorio en el mercado. En Europa, aproximadamente el 40% de los vehículos matriculados recientemente en 2005 estaban equipados con ESP. El ESP se ha convertido en una característica estándar en los automóviles de alta gama y la tasa de ensamblaje en los automóviles de gama media también ha aumentado rápidamente, mientras que la tasa de ensamblaje en los automóviles compactos es ligeramente menor. La tasa de montaje de ESP en América del Norte y Japón también ha aumentado rápidamente. En China, la tasa actual de montaje de ESP sigue siendo relativamente baja, pero se están produciendo cambios gratificantes. En el pasado, el ESP generalmente solo se instalaba en autos de alta gama, pero los autos nuevos de este año, incluidos el Triumph de Dongfeng Citroen, el Sagitar de FAW-Volkswagen y el LaCrosse de Shanghai GM, están todos equipados con ESP.
La estructura y el principio de control del precipitador electrostático
Sistema de control del programa electrónico de estabilidad automotriz, denominado ESP (programa electrónico de estabilidad). Aunque los diferentes modelos a menudo reciben nombres diferentes, como BMW lo llama DSC, Toyota y Lexus lo llaman VSC y Volvo lo llama DSTC, sus principios y funciones son básicamente los mismos.
El sistema ESP consta de una unidad de control electrónico (ECU), un sensor de ángulo del volante, un sensor de velocidad de las ruedas, un sensor de velocidad de guiñada, un sensor de velocidad lateral y un sistema hidráulico. ESP es un sistema inteligente de seguridad activa además de las funciones ABS y TCS.
La ECU del ESP monitorea continuamente el estado de conducción del vehículo a través de sensores altamente sensibles y determina si la dirección de conducción del vehículo se desvía de la intención operativa del conductor mediante cálculo y análisis. El ESP puede identificar inmediatamente situaciones peligrosas y decidir de antemano medidas de intervención viables para restaurar el vehículo a un estado de conducción estable. Las medidas de intervención del ESP incluyen la aplicación independiente de fuerza de frenado a las ruedas; las medidas de intervención de la caja de cambios en condiciones especiales de funcionamiento y la reducción del par motor a través del sistema de gestión del motor;
Tres características del inglés para fines específicos
1. Monitoreo en tiempo real: ESP puede monitorear las acciones de control del conductor, la reacción en la carretera y el estado de movimiento del vehículo en tiempo real, y proporcionar información continuamente. al motor y al sistema de frenos. Dar instrucciones.
2. Intervención activa: Las tecnologías de seguridad como el ABS intervienen principalmente en las acciones del conductor y no pueden ajustar el motor. El ESP puede corregir el sobreviraje y el subviraje ajustando activamente la velocidad del motor y ajustando la fuerza motriz y de frenado de cada rueda.
3. Recordatorio temprano: cuando el conductor opera incorrectamente o la superficie de la carretera es anormal, el ESP utilizará una luz de advertencia para recordárselo. En otras palabras, el ESP es en realidad un sistema de control de tracción. En comparación con otros sistemas de control de tracción, el ESP puede controlar no sólo las ruedas motrices, sino también las ruedas motrices.
Por ejemplo, los coches con tracción trasera suelen girar demasiado. En este momento, la rueda trasera gira fuera de control y el ESP reducirá la velocidad de la rueda delantera exterior para estabilizar el automóvil. Cuando hay muy poca dirección, para corregir la dirección de seguimiento, el ESP desacelerará la rueda trasera interior para corregir la dirección de conducción.
Tecnologías clave en la investigación de ESP
El desarrollo de sistemas de bombas eléctricas sumergibles depende de avances en las siguientes tecnologías clave. Por lo tanto, los investigadores deberían hacer más esfuerzos en los siguientes aspectos y esforzarse por desarrollar un sistema de bomba sumergible eléctrica más completo y optimizado.
1. Mejora de la tecnología de detección
Los sensores utilizados por el sistema ESP incluyen el sensor de velocidad de guiñada del vehículo, el sensor de aceleración lateral, el sensor de ángulo del volante, el sensor de velocidad de las ruedas, etc. Todos ellos son componentes indispensables e importantes del inglés para fines específicos. Mejorar su confiabilidad y reducir costos siempre han sido los objetivos perseguidos por los desarrolladores en este campo. Con la aparición de sensores micromecanizados de aceleración y velocidad de guiñada de bajo coste, se han creado ciertas condiciones para la aplicación generalizada de esta tecnología.
2. Diseño estructural de sistema de frenado hidráulico de pequeño tamaño, peso ligero y bajo coste.
En este sentido, es representativa la estructura adoptada por Bosch en el sistema ESP, su sistema de accionamiento hidráulico consta de una bomba PCP presurizada.
(Bomba de precarga) Conjunto generador de presión) Grupo hidráulico HU5.0.
3.3. Diseño de software y hardware. Tipo de selección eléctrica
Debido a que la ECU del ESP necesita estimar las variables de estado de operación del vehículo y calcular las cantidades de control de movimiento correspondientes, la potencia de procesamiento de cálculo y la capacidad del programa son varias veces mayores que las que generalmente adopta el sistema ABS. Estructura de la CPU. La investigación sobre los cálculos del software de la ECU es una prioridad absoluta. La teoría de control moderna basada en modelos no ha podido adaptarse al control de sistemas complejos como el ESP. Por lo tanto, es necesario buscar un algoritmo de control no lineal robusto.
4. Mejorar las funciones de control a través de CAN.
La ECU (unidad de control electrónico) del ESP está interconectada con la ECU del motor y el sistema de transmisión a través de CAN para ejercer mejor su función de control. Por ejemplo, la transmisión automática transmite la relación de transmisión mecánica actual, la relación de par del convertidor de par y la posición de la marcha al ESP para estimar la fuerza motriz sobre las ruedas motrices. Cuando el ESP reconoce que el vehículo está en una carretera con un coeficiente de adherencia bajo, prohibirá al conductor cambiar a una marcha más baja. Al arrancar en este tipo de superficie de carretera, el ESP notificará con antelación a la ECU de la transmisión que cambie a segunda marcha, lo que mejorará significativamente la comodidad de arranque de los coches de alta potencia.
En la actualidad, cada vez más automóviles extranjeros, especialmente europeos, han adoptado el sistema ESP como configuración estándar, y algunos automóviles nacionales de gama media a alta también lo han adoptado gradualmente como configuración estándar. Se informa que en 2004, la tasa de equipamiento del sistema ESP de los automóviles nuevos en China fue de 3 y la de los automóviles nuevos en Europa fue de 35. En 2005, la tasa de equipamiento del sistema ESP de los automóviles nuevos producidos en Europa alcanzó 40, y la de China. era 4. El ESP se está volviendo popular en los vehículos comerciales y camiones pesados en general, y muchos fabricantes de vehículos comerciales y camiones pesados están lanzando modelos con sistemas ESP. Ahora es el clímax de la promoción y aplicación de los sistemas ESP en las industrias automovilísticas europeas y americanas, y nuestro país también se encuentra en la etapa de rápida popularización.
Es previsible que los productos de seguridad para automóviles ESP pronto se conviertan en configuraciones estándar de muchos sedanes y otros modelos de gama media y alta. Dominar la tecnología ESP le permitirá tomar la iniciativa en la competencia de las futuras tecnologías de seguridad automotriz. Por lo tanto, superar la teoría y las tecnologías clave del diseño del ESP tiene una importancia práctica importante para mejorar las capacidades de desarrollo independiente de los automóviles producidos en el país y acortar la brecha con los países desarrollados. Desempeñará un papel importante en la prosperidad y el desarrollo de la industria automotriz de China y otras industrias relacionadas, y traerá enormes beneficios sociales y económicos.
Empresas fabricantes
Actualmente, hay seis grandes fabricantes de autopartes en el mundo que producen ESP. Se trata de Bosch de Alemania, Denso de Japón, Continental Teves de Alemania, Delphi de Estados Unidos, Aisin Seiko de Japón y TRW de Estados Unidos.
Alemania Bosch siempre ha sido líder en este campo, ya sea ABS/ASR o sistemas ESP más avanzados, siempre ha estado en la posición líder en tecnología, proporcionando sistemas ABS/ASR/ESP a la mayoría fabricantes de automóviles internacionales. La investigación sobre el control de la estabilidad de los automóviles en mi país está todavía en sus inicios y sólo unos pocos académicos participan en investigaciones de simulación sobre métodos de control.
Y debido a la falta de condiciones experimentales, la investigación no es muy profunda. Ahora la Universidad de Jilin, la Universidad de Tsinghua, la Universidad Jiao Tong de Shanghai, la Universidad Politécnica del Noroeste y otras universidades, y empresas como China National Heavy Duty Truck Group y Shanghai Zhonghui Automobile Manufacturing Company también están llevando a cabo trabajos de investigación relevantes.
Bosch, el mayor proveedor de ESP del mundo
Bosch, el mayor proveedor independiente de equipos originales para automóviles del mundo, se convirtió en la primera empresa en poner la tecnología ESP en producción en masa en 1995. El diseño fue continuamente optimizado durante los siguientes años. En 2002, había llegado a la octava generación. En 2005, en el décimo aniversario del ESP, una de las contribuciones importantes de Bosch a la industria automotriz, el sistema ESP8.0 de tecnología líder en el mundo se localizó en Suzhou, China.
El Grupo Bosch tiene su sede en Stuttgart, Alemania, y cuenta con filiales y sucursales en más de 50 países de todo el mundo. En 2005, sus ingresos superaron los 41.500 millones de euros. Actualmente, la empresa cuenta con más de 256.543,8 millones de empleados en todo el mundo, incluidos más de 654,38 millones de empleados en China. Los productos de Bosch abarcan tecnología automotriz, tecnología industrial, bienes de consumo y tecnología de construcción inteligente. Desde que Bosch reingresó al mercado chino en la década de 1980, ha establecido 10 oficinas de representación, 5 empresas comerciales, 1 oficina comercial, 11 empresas de propiedad absoluta y 9 empresas conjuntas en China. Bosch (China) Investment Co., Ltd. es. Responsable de la coordinación unificada. En la actualidad, la inversión total del Grupo Bosch en China ha superado los 600 millones de dólares. Bosch China's Bosch Trading (Shanghai) Co., Ltd., Bosch Auto Parts (Suzhou) Co., Ltd., Bosch Automotive Diesel Systems Co., Ltd., Nanjing Huade Spark Plug Co., Ltd. y United Automotive Electronics Co. ., Ltd. ocupan posiciones de liderazgo en sus respectivos campos.
Enlace de conocimiento
El nombre completo en inglés del ABS es "sistema de frenos antibloqueo", es decir, "sistema de frenos antibloqueo". Sin ABS, si el frenado de emergencia bloquea los neumáticos, la distancia de frenado será mayor y es fácil derrapar o derrapar. El ABS controla el bloqueo de las ruedas controlando la liberación de la presión del aceite de los frenos, de modo que el vehículo siempre esté rodando en el espacio de bloqueo crítico.
El nombre completo en inglés de TCS es "Traction Control System", que también se llama TRC o TRAC en Japón y otros lugares. TCS es un nuevo sistema desarrollado sobre la base del ABS. El ABS controla las cuatro ruedas, mientras que el TCS solo controla las ruedas motrices. Su principio de frenado es exactamente el mismo que el sistema de regulación de deslizamiento de aceleración ASR (Regulación de deslizamiento de aceleración). Cuando el automóvil acelera, el TCS controlará el deslizamiento dentro de un cierto rango, evitando así que las ruedas motrices se deslicen rápidamente. Su función es mejorar la tracción y mantener la estabilidad de conducción del vehículo.
Según un informe de investigación de accidentes de la Federación Alemana de Seguros, alrededor del 25% de todos los accidentes automovilísticos se deben a derrapes. En China, la cifra es aún mayor. La causa de este deslizamiento lateral puede ser que el conductor giró bruscamente el volante, realizó una maniobra de emergencia o calculó mal la ruta. Por lo tanto, desarrollar un sistema que pueda predecir con antelación y controlar rápida y eficazmente la aparición de deslizamiento lateral se ha convertido en una máxima prioridad para la industria. Como uno de los mayores desarrolladores de tecnología automotriz del mundo, el Grupo Robert Bosch se ha comprometido con la investigación de esta tecnología. La nueva generación ESP8.0 salió al mercado en 2002 y el primer ESP de Bosch nació hace 10 años.
¿Qué es exactamente ESP?
ESP es la abreviatura de English Electronic Stability Program. El significado chino de esta cadena de letras en inglés es "programa de estabilidad electrónica". A juzgar por el nombre, ESP no es tanto un sistema como un conjunto de programas. El ESP se basa en el sistema de frenos antibloqueo ABS y recopila información como el ángulo del volante y la aceleración lateral a través de sensores periféricos. Esta información es procesada por el microprocesador y luego el regulador hidráulico envía comandos de frenado a los frenos de las ruedas para corregir el deslizamiento lateral. Por lo tanto, el ESP integra sistemas de control de tracción ABS y TCS, que no solo pueden evitar que las ruedas se bloqueen durante el frenado y patinen al arrancar, sino que también evitan que el vehículo patine.
Además, el ESP también puede detectar las intenciones de conducción del conductor y las condiciones reales de conducción 25 veces por segundo, y controlar el deslizamiento lateral del vehículo en cualquier momento para garantizar la seguridad de conducción de conductores y pasajeros.
¿Qué hace exactamente ESP?
El ESP puede mantener la estabilidad del vehículo en cualquier estado de conducción, ya sea frenada de emergencia o frenada normal, así como cuando el vehículo circula libremente, acelera, o cuando cambia el acelerador o la carga, asegurando el control del vehículo por parte del conductor.
El ESP detecta y compara el estado de conducción actual y el movimiento de dirección del conductor a una frecuencia muy alta (25 veces por segundo), registrando en todo momento la pérdida de estabilidad, el sobreviraje y el subviraje. Una vez que una situación predeterminada se vuelve peligrosa, el ESP intervendrá inmediatamente para restaurar la estabilidad del vehículo.
Por lo tanto, el ESP es completamente proactivo en el proceso de pérdida de estabilidad del vehículo, corrige la postura del vehículo y restablece la estabilidad. Desempeña un papel antes de que ocurra un accidente, previniendo accidentes por completo y mejorando activamente la seguridad en la conducción.
¿Cómo funciona ESP?
Frenar las ruedas de forma individual es la función principal del ESP. En otras palabras, para que el vehículo se conduzca suavemente, es necesario aplicar una fuerza de frenado precisa a cada rueda de forma individual. Además, el ESP también puede reducir el par motor e intervenir en la posición de la marcha de la transmisión automática. Durante todo el proceso, el ESP utiliza un microprocesador para analizar las señales de los sensores y emitir las instrucciones de control correspondientes.
En resumen, el principio de funcionamiento del ESP es el siguiente:
Análisis del ESP: mediante la operación del volante, ¿en qué dirección quiere conducir el conductor?
Detección ESP: ¿Cuál es el sentido de marcha del vehículo?
Intervención ESP: frenada selectiva de cada rueda.
¿Cuáles son las diferencias entre ESP, ABS y TCS?
El ESP mejora la seguridad activa en todas las condiciones de conducción, especialmente en las curvas, es decir, cuando actúan fuerzas laterales, el ESP estabiliza el vehículo y mantiene una conducción segura. Mientras que ABS y TCS solo funcionan en vertical. El ESP no sólo utiliza todos los componentes del ABS y el TCS, sino que también incluye un sensor de velocidad de guiñada y un sensor de dirección integrado con un sensor de aceleración lateral.
De hecho, muchos coches equipados con este dispositivo funcional no se denominan ESP. Por ejemplo, BMW lo llama DSC (Control Dinámico de Estabilidad), y su función es exactamente la misma que la del ESP, pero distintos fabricantes lo llaman DSC para distinguirlo.