ESP工作原理精品課件

---淺談電子穩(wěn)定系統(tǒng)2021/8/231最新PPT知識回顧ABS是防止制動過程中的車輪抱死、保持方向穩(wěn)定性和操縱性并能縮短制動距離的裝置。ARS是在ABS基礎(chǔ)上拓展的一種汽車安全裝置，它能防止汽車在起步或加速時(shí)驅(qū)動輪打滑導(dǎo)致甩尾和方向失控。2021/8/232最新PPT一、ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)概念二、ESP的功能三、ESP的特點(diǎn)五、ESP的組成六、ESP的工作過程和原理(★)2021/8/233最新PPT一、ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)概念ESP是電子穩(wěn)定程序(ElectronicStabilityProgramme)的簡稱。屬于車輛的主動安全，人們也可稱之為動態(tài)駕駛控制系統(tǒng)。ESP以ABS制動防抱死系統(tǒng)與ASR牽引力控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器等信息，通過對車輪制動器和發(fā)動機(jī)動力的控制，實(shí)現(xiàn)對側(cè)滑的糾正。因此，ESP整合了ABS和ASR的功能，并大大拓展了其功能范圍。2021/8/234最新PPT

美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)的一項(xiàng)報(bào)告稱，在配備了ESP的車輛中，客車單車碰撞事故減少30%，而轎車致命的單車碰撞事故也減少30%。就運(yùn)動型多用途車而言，該事故下降率甚至更高，單車碰撞事故減少67%，而致命事故則減少63%

2021/8/235最新PPT不同車型叫法不同

日產(chǎn)車輛動態(tài)控制系統(tǒng)（VehicleDynamicControl簡稱VDC）豐田車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)（VehicleStabilityControl簡稱VSC）本田車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VehicleStabilityAssistControl簡稱VSA寶馬動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)（DynamicStabilityControl簡稱DSC）沃爾沃動態(tài)穩(wěn)定循跡控制系統(tǒng)（DynamicStabilityTracingControl，簡稱DSTC）2021/8/236最新PPT二、ESP的功能ESP能保證在轉(zhuǎn)向狀態(tài)下車輛的穩(wěn)定性(橫向)，避免車輛產(chǎn)生側(cè)滑。ESP能以25次／秒的頻率對駕駛員的行駛意圖和實(shí)際行駛情況進(jìn)行檢測，在轉(zhuǎn)向狀態(tài)下，能自動根據(jù)車輛的狀態(tài)，有針對性地單獨(dú)制動各個(gè)車輪，或控制發(fā)動機(jī)、自動變速器的狀態(tài)使車輛保持穩(wěn)定行駛。2021/8/237最新PPT三、ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：1、實(shí)時(shí)監(jiān)控：ESP能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控駕駛者的操控動作、路面反應(yīng)以及車輛行駛狀態(tài)，并不斷向發(fā)動機(jī)和制動系統(tǒng)發(fā)出指令。

2、主動干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動機(jī)。而ESP則可以主動調(diào)控發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和每個(gè)車輪的驅(qū)動力和制動力。

3、預(yù)先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時(shí)，ESP會用警告燈警示駕駛者2021/8/238最新PPT四、ESP的組成1、傳感器：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器、橫擺角速度傳感器（車輛繞其縱軸的旋轉(zhuǎn)角度）、側(cè)向加速度傳感器（車輪側(cè)向滑移量）、制動壓力傳感器2、ECU3 、執(zhí)行器2021/8/239最新PPTESP組成結(jié)構(gòu)分布1、帶有ECU液壓調(diào)節(jié)器2、輪速傳感器3、轉(zhuǎn)角傳感器4、側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器5、與發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)的通信2021/8/2310最新PPTESP工作原理與工作過程

在汽車行駛過程中，方向盤轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測駕駛者轉(zhuǎn)彎方向和角度，車速傳感器監(jiān)測車速、節(jié)氣門開度，制動主缸壓力傳感器監(jiān)測制動力，而側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器則監(jiān)測汽車的橫擺和側(cè)傾速度。ECU根據(jù)這些信息，通過計(jì)算后判斷汽車要正常安全行駛和駕駛者操縱汽車意圖的差距，然后由ECU發(fā)出指令，調(diào)整發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪上的制動力，如果實(shí)際行駛軌跡與期望的行駛軌跡發(fā)生偏差，則ESP系統(tǒng)自動控制對某一車輪施加制動，從而修正汽車的過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向，以避免汽車打滑、轉(zhuǎn)向過度、轉(zhuǎn)向不足和抱死，從而保證汽車的行駛安全。2021/8/2311最新PPTESP在對危急駕駛情況作出反應(yīng)前，必須獲得兩個(gè)問題的應(yīng)答：從方向盤角度傳感器（1）和輪速傳感器（2）得到a問題答案。a、駕駛者想操縱車駛向哪里？b、車輛實(shí)際駛向哪里？從橫擺率傳感器（3）和側(cè)向加速度傳感器（4）得到b問題答案。ESP控制單元進(jìn)行比較a≠b車輛出現(xiàn)危急行駛狀況，需要ESP進(jìn)行控制調(diào)整。a=b車輛行駛情況正常Ⅰ、當(dāng)車輛出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，通過對內(nèi)弧線后部車輪施加相應(yīng)的制動，并對發(fā)動機(jī)和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向外駛出彎道。Ⅱ、當(dāng)車輛出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向，通過對外弧線前部車輪施加相應(yīng)的制動，并對發(fā)動機(jī)和變速箱管理系統(tǒng)施加控制，ESP可以阻止車輛向內(nèi)滑移。ESP動作程序2021/8/2312最新PPTESP典型工作工況

1.躲避前方突然出現(xiàn)的障礙物

①緊急制動，猛打方向盤，車輛有轉(zhuǎn)向不足傾向。②ESP工作，增加左后輪制動壓力，車輛按照轉(zhuǎn)向意圖行駛。③恢復(fù)正常的行駛路線，車輛有轉(zhuǎn)向過度的傾向，在左前輪施加制動力。④車輛保持穩(wěn)定。2021/8/2313最新PPT2．在急轉(zhuǎn)彎車道上高速行駛

①車輛有甩尾傾向。自動在右前輪上施加制動力。②車輛保持穩(wěn)定。③車輛有甩尾傾向。自動在左前輪上施加制動力。④車輛保持穩(wěn)定。2021/8/2314最新PPT3．在地面附著力不同路面行駛①車輛表現(xiàn)出轉(zhuǎn)向不足的趨勢，即將跑偏。ESP發(fā)揮作用，增加后右輪制動力的同時(shí)，降低發(fā)動機(jī)輸出扭矩。②從濕滑路面駛?cè)敫稍锫范?，車輛保持穩(wěn)定。2021/8/2315最新PPT713141512111098561．主缸2．壓力傳感器3．預(yù)壓泵4．液壓控制單元5，6．液壓油路7．吸入閥8．限壓閥9．阻尼器lO．回油泵11．回流單向閥12．蓄能器13．增壓閥14．減壓閥15．輪缸2021/8/2316最新PPT1、為了提高響應(yīng)速度,汽車ESP控制系統(tǒng)的液壓調(diào)節(jié)器比ABS/ASR液壓調(diào)節(jié)器多了預(yù)壓泵（PrechargePump,PCP)和壓力生成器(PressureGeneratorAssembly,PGA)。2、汽車ESP控制系統(tǒng)的液壓調(diào)節(jié)器要求在駕駛員沒有踩制動踏板時(shí)也要產(chǎn)生足夠的輪缸壓力,因此,在ABS液壓調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上又增加了兩種控制電磁閥(VLV和USV)2021/8/2317最新PPT

當(dāng)VLV和USV均斷電的情況下,在PCP未啟動時(shí)EV閥前端的壓力就是由駕駛員通過踩制動踏板產(chǎn)生的。當(dāng)VLV和USV均通電時(shí),VLV與主油路連,USV切斷與主油路通路,此時(shí)回油泵RFP啟動,使得制動管路產(chǎn)生汽車穩(wěn)定性控制所需要的壓力。2021/8/2318最新PPT增壓2021/8/2319最新PPT保壓2021/8/2320最新PPT減壓2021/8/2321最新PPT液壓控制系統(tǒng)的工作原理如下：在系統(tǒng)進(jìn)入ESP工作模式后，限壓閥8立刻從常通狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄迚籂顟B(tài)，吸入閥7打開，制動液在預(yù)壓泵3的作用下通過吸人閥7、回油泵10進(jìn)入阻尼器9，在此減弱了油壓脈動后通過增壓閥13進(jìn)入輪缸15，推動輪缸15中的活塞，壓緊摩擦片進(jìn)行制動；當(dāng)制動達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，增壓閥13和吸入閥7關(guān)閉，減壓閥14打開，輪缸15中的高壓制動液通過減壓閥14進(jìn)入蓄能器12，此時(shí)的蓄能器12成為了下一次增壓的油源；在新的增壓過程中，制動液在回油泵10的作用下，從蓄能器12出發(fā)通過阻尼器9，增壓閥13再次進(jìn)入輪缸15。如此的增減壓循環(huán)直至系統(tǒng)退出ESP模式。2021/8/2322最新PPTESP是英語單詞ElectronicStabilityProgram縮寫。意為電子穩(wěn)定程序,在大眾、奧迪、奔馳車型上使用此簡稱。在其它車型上，相同或相近功用的系統(tǒng)采用了不同的名字。如：

DynamicStabilityControl (DSC)-BMW VehicleStabilityControl (VSC)-Toyota VehicleStabilityAssist (VSA)-Honda AutomaticStabilityManagementSystem DrivingDynamicControlESP是一個(gè)主動安全系統(tǒng)。它是建立在其它牽引控制系統(tǒng)之上的一個(gè)非獨(dú)立的系統(tǒng)。ESP是什么2021/8/2323最新PPTABSABS系統(tǒng)防止制動時(shí)車輪出現(xiàn)抱死，使車輛具有方向性和穩(wěn)定性，并縮短制動距離。EBD-ElectronicBrakePressureDistributionEBD系統(tǒng)是防止ABS起作用以前，或者由于特定的故障導(dǎo)致ABS失效后，后輪出現(xiàn)過度制動。EDL-ElectronicDifferentialLock兩驅(qū)動輪在附著系數(shù)不同的路面上，出現(xiàn)單側(cè)車輪打滑時(shí)，制動打滑車輪。TCS-TractionControlSystem通過發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)干預(yù)及制動車輪，防止驅(qū)動輪打滑。例如在沙石及冰面上。ESP-ElectronicStabilityPrograme通過有選擇性的分缸制動及發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)干預(yù)，防止車輛滑移。

EBC-EngineBrakingControl防止在發(fā)動機(jī)制動時(shí)（突然收油門踏板或掛入低檔）出現(xiàn)驅(qū)動輪抱死。2021/8/2324最新PPTTCSEDL

ABS/EBDESPESP包含TCS裝備ESP的車型，將同時(shí)具有TCS（ASR)、EDL、ABS功能裝備TCS的車型，將同時(shí)具有EDL、ABS功能2021/8/2325最新PPT汽車技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)主要任務(wù)就是提高主動安全性以避免發(fā)生事故，并充分發(fā)揮車輛的動力性能。ABS/TCS系統(tǒng)就是要防止在車輛加速或制動時(shí)出現(xiàn)我們所不期望的縱向滑移。而ElectronicDynamicControl/ESP就是要控制橫向滑移。他是各種工況下的一個(gè)主動安全系統(tǒng)，處理各種異常情況，減輕駕駛員的精神緊張及身體疲勞。!只要ESP識別出駕駛員的輸入與車輛的實(shí)際運(yùn)動不一致，它就馬上通過有選擇的制動/發(fā)動機(jī)干預(yù)來穩(wěn)定車輛。ESP是如何工作的2021/8/2326最新PPTESP首先通過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器及各車輪轉(zhuǎn)速傳感器識別駕駛員轉(zhuǎn)彎方向（駕駛員意愿）a圖ESP通過橫擺角速度傳感器（英文原稱為yawratesensor）,識別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)角度及側(cè)向加速度傳感器識別車輛實(shí)際運(yùn)動方向b圖若a〉b,ESP判定為出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，將制動內(nèi)側(cè)后輪，使車輛進(jìn)一步沿駕駛員轉(zhuǎn)彎方向偏轉(zhuǎn)，從而穩(wěn)定車輛。（圖I）若a〈b,ESP判定為出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向，ESP將制動外側(cè)前輪，防止出現(xiàn)甩尾，并減弱過度轉(zhuǎn)向趨勢，穩(wěn)定車輛。（圖II）ESP是如何工作的2021/8/2327最新PPT如果單獨(dú)制動某個(gè)車輪不足以穩(wěn)定車輛，ESP將通過降低發(fā)動機(jī)扭矩輸出的方式或制動其它車輪來滿足需求。在不操縱制動踏板時(shí)，寶來車型制動預(yù)壓力來源于ABS泵。ESP是如何工作的2021/8/2328最新PPT控制單元功能：-控制ESP，ABS,EDL,TCS,EBD及EBC-連續(xù)監(jiān)控所有電氣部件-支持自診斷打開點(diǎn)火開關(guān)后，控制單元將做自測試。所有的電器連接都將被連續(xù)監(jiān)控，并周期性檢查電磁閥功能。2021/8/2329最新PPT方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85安裝位置：轉(zhuǎn)向柱上，轉(zhuǎn)向開關(guān)與方向盤之間，與安全氣囊時(shí)鐘彈簧集成為一體。任務(wù)：向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞方向盤轉(zhuǎn)角信號。測量范圍為+-720度，4圈測量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒2021/8/2330最新PPT失效影響：系統(tǒng)將不能識別車輛的預(yù)期行駛方向（駕駛員意愿），導(dǎo)致ESP不起作用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85自診斷：更換控制單元或傳感器后，需重新標(biāo)定零點(diǎn)。標(biāo)定方法及工作參數(shù)見自診斷部分。電路連接：G85是ESP系統(tǒng)中唯一一個(gè)直接由CANbus向控制單元傳遞信號的傳感器。打開點(diǎn)火開關(guān)后，方向盤被轉(zhuǎn)動4.5度(相當(dāng)于1.5cm),傳感器進(jìn)行初始化。拆裝注意事項(xiàng)：安裝時(shí)，要保證G85在正中位置，觀察孔內(nèi)黃色標(biāo)記可見；進(jìn)行標(biāo)定；2021/8/2331最新PPT方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85結(jié)構(gòu)原理利用光柵原理測量角度。傳感器構(gòu)成如下：-a光源；-b編碼盤；-c+d光學(xué)傳感器；-e整圈計(jì)數(shù)器我們將結(jié)構(gòu)簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學(xué)傳感器在兩板之外。光束通過孔隙照到傳感器上，產(chǎn)生電壓信號。如果光線被擋住，電壓消失。2021/8/2332最新PPT移動模板產(chǎn)生2個(gè)不同的電壓序列。其中一個(gè)模板因孔隙間隔一致，產(chǎn)生的電壓信號也是規(guī)則信號。另一塊模板因不規(guī)則間隙生成不規(guī)則信號。比較2個(gè)信號，系統(tǒng)可以計(jì)算出模板移動的距離。由不規(guī)則板確定運(yùn)動的起始點(diǎn)。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G852021/8/2333最新PPT側(cè)向加速度傳感器G200安裝位置：轉(zhuǎn)向柱下方偏右側(cè)，與橫擺角速度傳感器一體。任務(wù)：確定側(cè)向力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛狀態(tài)，ESP失效測量精度：1.2V/g測量范圍：+-1.7g(加速度） 信號：0-2.5V2021/8/2334最新PPT側(cè)向加速度傳感器G200結(jié)構(gòu)原理按電容器原理工作：兩個(gè)串聯(lián)電容，中間極片可在作用力下運(yùn)動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側(cè)向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側(cè)向力作用下，其中一個(gè)電容間隙增加，另一個(gè)減小，串聯(lián)電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側(cè)向力的大小和方向。2021/8/2335最新PPT橫擺角速度傳感器G202安裝位置：轉(zhuǎn)向柱下方偏右側(cè)，與側(cè)向加速度傳感器一體。任務(wù)：G202感知作用在車輛上的扭矩，識別車輛圍繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。失效影響：沒有此信號，控制單元不能識別車輛是否發(fā)生轉(zhuǎn)向，ESP功能失效。2021/8/2336最新PPT結(jié)構(gòu)原理其基本工作原理簡化成左圖雙調(diào)節(jié)叉結(jié)構(gòu)，1激勵(lì)叉，1測量叉雙叉經(jīng)過匹配，使得激勵(lì)叉在11千赫時(shí)共振，而測量叉在11.33千赫時(shí)產(chǎn)生共振，向雙叉施加11千赫的交變電壓，在激勵(lì)叉上發(fā)生共振，而測量叉上不出現(xiàn)。發(fā)生共振的調(diào)節(jié)叉對于外力的反應(yīng)，要比沒有發(fā)生共振的調(diào)節(jié)叉運(yùn)動響應(yīng)慢。橫擺角速度傳感器G2022021/8/2337最新PPT這意味著，車輛的角加速度使得測量叉與車輛同步運(yùn)動，而共振叉滯后于車輛的運(yùn)動。結(jié)果，雙叉發(fā)生扭曲。搖擺的結(jié)果是改變了叉上的電荷分配，傳感器感知此信號并將其傳遞給控制單元。橫擺角速度傳感器G2022021/8/2338最新PPT縱向加速度傳感器G249注：只在4驅(qū)車上安裝此傳感器。對于單軸驅(qū)動車輛，系統(tǒng)通過計(jì)算制動壓力、車輪轉(zhuǎn)速信號以及發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)信息，得出縱向加速度。2021/8/2339最新PPT此開關(guān)安裝在儀表板上。按此開關(guān)可關(guān)閉ESP/TCS功能，并由儀表上的警告燈指示出來。再次按壓此開關(guān)可重新激活TCS/ESP功能如果司機(jī)忘記重新激活TCS/ESP，再次啟動發(fā)動機(jī)后系統(tǒng)可被重新激活。TCS/ESP開關(guān)E256下列情況下，有必要關(guān)閉ESP-在積雪路面或松軟路面上，讓車輪自由轉(zhuǎn)動，前后移動車輛。-安裝了防滑鏈的車輛-在測功機(jī)上檢測車輛ESP正在介入時(shí)，系統(tǒng)將無法被關(guān)閉。E256失效，ESP將不起作用2021/8/2340最新PPT制動壓力傳感器G201安裝位置：在主缸上為最大限度的保證安全，有些系統(tǒng)采用了2個(gè)傳感器（雙重保障，實(shí)際1個(gè)就夠用，本車采用1個(gè)）功能：計(jì)算制動力，控制預(yù)壓力2021/8/2341最新PPT信號失效影響：ESP功能不起作用。最大測量值：170bar最大能量消耗：10mA5V制動壓力傳感器G2012021/8/2342最新PPT結(jié)構(gòu)原理：兩傳感器都是電容型傳感器.為便于說明，我們用簡化的電容來說明如何感知制動壓力。電容大小C由兩極間間隙決定（其它因素不變），它可吸收一定量電荷。其中一個(gè)電極被固定，另一個(gè)可在壓力作用下移動。制動壓力傳感器G2012021/8/2343最新PPT當(dāng)壓力作用在可移動電極上時(shí)，兩極間間隙變小，電容增大。壓力降低時(shí)，電極間隙增大，電容減小。通過電容變化，指示壓力變化。制動壓力傳感器G2012021/8/2344最新PPT車輪轉(zhuǎn)速傳感器G44-G47如果車輪轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)故障，ABS警告燈，TCS/ESP警告燈，將亮起，相關(guān)系統(tǒng)關(guān)閉。但EBD（電子制動力分配）仍有效。如果此故障在自測試過程中或車速大于20公里時(shí)不再出現(xiàn)，則警告燈熄滅。2021/8/2345最新PPT液壓單元液壓單元有兩條對角線制動回路。和先前的ABS控制單元比較，每條制動回路上多了二個(gè)控制電磁閥?；赜捅每勺耘艢?。轉(zhuǎn)換閥N225,N226行駛動態(tài)控制高壓閥N227,N228如果某一閥工作不正常，系統(tǒng)將關(guān)閉。泵及所有閥被連續(xù)監(jiān)控，發(fā)生電器故障，需更換控制單元。2021/8/2346最新PPTESP控制框圖制動壓力制動燈車輪轉(zhuǎn)速偏航角側(cè)向加速度方向盤轉(zhuǎn)角液壓單元車輛司機(jī)傳動器電子控制單元發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)油門踏板警告信息系統(tǒng)2021/8/2347最新PPTESP與其它動力控制系統(tǒng)的關(guān)系（優(yōu)先原則）TCS邏輯覆蓋ESP邏輯（只發(fā)生在驅(qū)動輪）即：選擇較低的制動壓力施加在車輪上。與TCS直接介入有所不同的是，此時(shí)動力源來自ESP壓力調(diào)節(jié)器，否則將破壞液壓系統(tǒng)。ESP邏輯覆蓋ABS邏輯。這是由于ESP系統(tǒng)將產(chǎn)生接近50%的滑移率來穩(wěn)定車輛.（超出ABS20%邏輯控制范圍）優(yōu)先原則2021/8/2348最新PPT發(fā)動機(jī)扭矩調(diào)節(jié)：如果ESP和TCS都想降低發(fā)動機(jī)扭矩，將優(yōu)先采用最大調(diào)節(jié)量。ESP與EBC:當(dāng)ESP工作時(shí)，EBC需要介入，則此時(shí)EBC起作用，提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。優(yōu)先原則2021/8/2349最新PPT關(guān)于備件使用偏航傳感器、側(cè)向加速度傳感器非常敏感，因此：請用原裝包裝運(yùn)輸,安裝前打開包裝；