ESP

车辆行驶稳定控制系统是一种集成ABS、ASR、EBD(电子制动力分配)、BA(辅助制动)、MSR(发动机转矩控制)等系统功能，能够有效提高汽车行驶稳定性的主动安全系统。不同的公司对这一系统的命名各不相同：•博世公司：车辆动态控制系统VDC(VehicleDynamicControl)、电子稳定程序ESP(ElectronicStabilityProgram)•丰田公司：车辆稳定性控制系统VSC(VehicleStabilityControl)、电子稳定性控制系统ESC(ElectronicStabilityControl)•本田公司：车辆稳定性辅助系统VSA(VehicleStabilityAssist)•宝马公司：车辆动态稳定控制系统DSC(DynamicStabilityControl)车辆行驶稳定控制系统在ABS/ASR的基础上解决汽车转向行驶时的方向稳定性问题。•在转向时修正转向过度或转向不足倾向以稳定车辆的行驶；•制动或驱动时消除车轮打滑，防止出现危险状况，从而更有效、更显著地提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。增加了转向角传感器、偏转率传感器、横向和纵向加速度传感器等，具有对汽车行驶方向进行修正、补偿的功能。通过对各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，使ABS/ASR自动地向一个或多个车轮施加制动力，将车辆保持在驾驶者所选定的车道内，来帮助车辆维持动态平衡。可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加突出。ESP系统的组成与工作原理•ESP系统的作用电子稳定程序ESP集成了ABS、ASR等系统的功能，在各种情况下都能提高汽车行驶的稳定性，属于汽车主动安全系统。ABS系统一般是在车辆制动时发挥作用，ASR系统只是在车辆起步和加速行驶时发挥作用。而ESP系统则在整个行驶过程中始终处于工作状态，不停地监控车辆的行驶状态和观察驾驶员的操作意图，从而决定什么时候通过发动机控制系统主动地修正汽车的行驶方向，把汽车从危险的边缘拉回到安全的境地。•ESP系统的类型4通道或4轮系统：能自动地向4个车轮独立施加制动力。2通道系统：只能对2个前轮独立施加制动力。3通道系统：能对2个前轮独立施加制动力，而对后轮只能一同施加制动力。ESP系统的组成纵向加速度传感器转向角传感器车轮转速传感器控制单元制动助力系统制动压力传感器液压泵液压单元横向加速度传感器偏转率传感器ESP系统的工作原理不足转向不带ESP带ESP过度转向不带ESP带ESP不带ESP系统的汽车在高速行驶急转弯时会出现两种危险状况：不足转向：有冲出弯道的倾向；过度转向：有甩尾的倾向。两者相比，过度转向则是一种危险的不稳定状况，它可导致汽车急速旋转甚至翻车。传感器实时地检测驾驶员的行驶意图和车辆的实际行驶情况。转向角传感器用来收集驾驶员的转向意图；车轮转速传感器、偏转率传感器、纵向/横向加速度传感器等用来监测车辆运动状况。ECU根据各传感器的信号计算出车辆的实际运动轨迹，如果实际运动轨迹与理论运动轨迹(驾驶员意图)有偏差，或者检测出某个车轮打滑(丧失抓地能力)，ECU就会首先通知副节气门控制机构(或电子节气门)减小开度(收油)，然后通知制动系统对某个车轮进行制动，来修正运动轨迹。例如，当车辆转向不足时，ESP系统使用发动机和变速器管理系统并有意识地对位于弯道内侧的后轮实施瞬间制动，防止车辆驶出弯道；当车辆转向过度时，ESP系统使用发动机和变速器管理系统并有意识地对位于弯道外侧的前轮实施瞬间制动，防止离心力。ESP系统的工作原理ESP系统主要零部件的结构与工作原理BOSCH电子稳定程序ESP系统组成转向角传感器G85•【安装】在转向柱上，位于转向开关与转向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成为一体。•【作用】检测并向控制单元传送转向盘转动的角度信号。传感器测量的角度范围是±720°，对应转向盘转4圈。•【失效影响】若无此信号，则车辆无法确定行驶方向，ESP将失效。•【结构】光源、编码盘、光学传感器等。•【电路】通过CAN总线将数据传给电脑。转向角传感器G85工作原理•根据光栅原理进行测量a：光源b：编码盘c+d：光学传感器e：旋转计数器1：增量模板2：绝对模板3：光源4+5：光传感器编码盘随转向盘转动，内侧的增量环上的齿槽大小相等且均匀分布，产生的电压脉冲信号均匀；外侧的绝对环上的齿槽大小、分布不均匀，产生的信号也不均匀。比较两组脉冲序列来可确定当前的转向盘绝对转角。•【安装】横向加速度传感器应尽可能靠近车辆重心，所以安装在转向柱下方偏右侧前仪表台内。•【作用】用以检测车辆沿垂直轴线发生转动的情况。即测出偏离预定方向的侧向力及其大小。•【失效影响】若无此信号，则系统无法确定实际状态，ESP将失效。•【电路】用３根导线连接J104。横向加速度传感器G200横向加速度传感器G200工作原理1：永久磁铁2：弹簧3：减振器板4：霍尔传感器当横向加速度作用在车辆上时，减振器板随传感器机体及车辆一起摆动，而永久磁铁则由于惯性摆动时机慢于减振器板。减振器板在振动中会产生电子涡流，将产生一个与永久磁铁磁场方向相反的磁场。在两个叠加的磁场的作用下，霍尔元件中产生一个变化的电压，该电压大小与横向加速度大小成比例。偏转率传感器G202•【安装】一般安装在靠近汽车中心位置。•【作用】此传感器来自于航天技术，用于检测是否有扭矩作用在物体上，即检测汽车沿垂直轴的偏转程度。•【原理】传感器空心圆筒下部装着8个压电元件，其中4只使空心圆筒处于谐振状态，另外4只将圆筒的谐振波节的变化情况变成电压信号输送给ECU。而圆筒的谐振波节的变化情况与圆筒受到的外来扭矩有关，即与圆筒的偏转率有关。电控单元由此算出偏转程度。谐振波节1：金属空心圆柱体2：压电元件谐振状态移动状态一般将偏转率传感器和横向加速度传感器安装在一起，形成组合传感器制动压力传感器G201•【安装】装在行驶动力调节液压泵V156上。•【作用】检测制动管的实际压力。ECU由此计算车轮制动力及作用在车辆上的轴向力。•【故障影响】没有实际制动力的数据，系统无法计算侧向力，ESP失效。•【电路】用３根导线连接J104。该传感器不能从液压泵中拧出，损坏时需要和液压泵一起更换。制动压力传感器G201工作原理a：压电元件b：传感器电子元件制动液挤压压电元件，压电元件上的电荷分布就会变化。未受到制动液的压力，电荷分布是均匀的(1)；一旦受到压力，电荷位置移动(2)，由此产生电压。压力越大，电荷分得越开，电压越大。因此电压大小即可反映制动液压的大小。ASR/ESP按钮E256•【安装】安装在仪表板附近。•【作用】按下ASR/ESP按钮E256，ESP功能关闭；再次按该按钮，ESP功能重新激活。•【故障影响】键失灵时，ESP不能关闭，仪表板上ASR/ESP故障灯闪烁。以下三种情况需断开ESP：–车辆从深雪或松软地面爬出来时；–车辆带防滑链行驶时；–车辆在功率试验台上开动时。由12个电磁阀、1个液压泵、1个回油泵等组成。其中8个电磁阀用于ABS控制，4个电磁阀用于ESP控制。ECU通过控制液压控制单元的电磁阀，达到ABS/ASR/ESP的控制。该系统有两条对角线控制回路，每条回路上多了两个控制电磁阀（分配阀和高压阀），如果系统某一个阀工作不正常，ESP系统将关闭液压控制单元液压系统原理：油路图液压控制单元工作原理分配阀N225高压阀N227进油阀回油阀车轮制动轮缸回油泵行驶动力调节液压泵制动助力器液压系统原理：增压阶段分配阀N225关闭；高压阀N227打开；ABS的进油阀打开；回油阀关闭。行驶动力调节液压泵开始将储油罐中的制动液输送到制动管路中，回油泵工作，使车轮制动轮缸中的制动压力加大，系统增压。分配阀N225高压阀N227进油阀回油阀回油泵行驶动力调节液压泵液压系统原理：保压阶段分配阀N225关闭；高压阀N227关闭；进油阀关闭；回油阀关闭。回油泵停止工作。系统保压。分配阀N225高压阀N227进油阀回油阀回油泵行驶动力调节液压泵液压系统原理：减压阶段分配阀N225打开；高压阀N227关闭；进油阀关闭；回油阀打开。制动液通过制动主缸流回储油罐中，系统减压。分配阀N225高压阀N227进油阀回油阀回油泵行驶动力调节液压泵ESP系统警告灯ESP系统共有3种警告灯：制动装置警告灯K118ABS故障警告灯K47ASR/ESP警告灯Kl55。当ASR/ESP起作用时，ASR/ESP警告灯Kl55闪烁；当按下ASR/ESP按钮，且ABS有效时，ASR/ESP警告灯Kl55亮起；若ASR/ESP系统及ABS系统发生故障时，ASR/ESP警告灯Kl55和ABS故障警告灯K47点亮。点火系统正常工作ASR/ESP工作ASR/ESP键断开，ABS继续有效ASR/ESP故障ABS故障系统电路图输入信号输出信号正极外壳CAN总线别克荣御轿车ABS-TCS/ESP系统前轮转速传感器前轮转速传感器引线电子控制单元(ECU)液压调节器总成转向盘转角传感器横向偏转率传感器总成后轮转速传感器脉冲环后轮转速传感器别克荣御轿车ABS-TCS/ESP系统组成别克荣御轿车ABS-TCS/ESP系统：传感器前(后)轮转速传感器。均为电磁式传感器。转向盘转角传感器：转向盘转角传感器位于转向盘下面，用于检测转向盘的旋转角度。横向偏转率传感器总成。位于仪表板中央控制台下部，与汽车垂直轴线平行，用于检测汽车绕垂直轴旋转的角速度(横摆率)。横向偏转率传感器总成包括两个部件，一个是横向偏转率传感器，另一个是横向加速度传感器。节气门开度传感器。装在节气门执行器上。ESP开关。位于地板控制台上，是一接触式双位开关。按一下ESP开关，ESP从接通转至关闭，此时ABS-TCS系统不能正常工作。再次按一下ESP开关，将接通ESP系统。别克荣御轿车ABS-TCS/ESP系统：转向盘转角传感器齿轮测量齿轮磁铁判断电路各向异性磁阻(AMR)集成电路磁铁测量齿轮由于两测量齿轮的齿数不同，故产生不同相位的两个转角信号，即能产生一个可表示±720°转向盘旋转角度的输出信号，电子控制单元利用这个信息计算出驾驶员所要求的方向。转向盘转角传感器与电控单元通过CAN总线连接。ABS-TCS/ESP液压调节器工作原理电控单元液压调节器•液压调节器包括：四个进口阀6。四个出口阀7。两个隔离电磁阀8(常开)。两个起动电磁阀9(常闭)。两个液压泵2。液压调节器与ABS-TCS/ESP组合式ECU组合为一个总成常规制动功能常规的制动液压力流停止的制动液压力流（电磁阀闭合）泵产生的制动液压力流踩下制动踏板，制动总泵向前、后轮分泵提供制动液压力，进入常规制动。此时，ABS系统不起作用，液压调节器中所有电磁阀都处于不工作的位置（常态），使得制动液从制动总泵顺利地流入制动钳或从制动钳流至总泵。ABS控制•假设左后车轮开始抱死•保压阶段：ECU检测到左后轮开始抱死，对左后轮实施保压控制。关闭左后轮进口阀(通电)关闭左后轮出口阀(断电)常规的制动液压力流停止的制动液压力流（电磁阀闭合）泵产生的制动液压力流进口阀出口阀内部液压回路液压调节器总成回油泵储能器起动电磁阀电机回油泵储能器制动钳制动总泵进口阀进口阀进口阀进口阀出口阀出口阀出口阀出口阀隔离电磁阀隔离电磁阀起动电磁阀常规的制动液压力流停止的制动液压力流（电磁阀闭合）泵产生的制动液压力流左后轮ABS减压控制ABS控制•减压阶段：对左后轮实施保压控制后，仍有抱死趋势，开始对左后轮实施减压控制。关闭左后轮进口阀(通电)打开左后轮出口阀(通电)液压泵工作常规的制动液压力流停止的制动液压力流（电磁阀闭合）泵产生的制动液压力流进口阀出口阀回油泵储能器ABS控制•增压阶段：对左后轮实施减压控制后，ECU检测到左后轮制动不足，开始对左后轮实施增压控制。TCS控制•左后驱动轮滑转ECU先向发动机控制单元请求减小发动机扭矩，如仍然能检测到驱动轮滑转则实行TCS制动干预。关闭后轮隔离阀(通电)打开后轮起动阀(通电)关闭右后轮进口阀液压泵工作。将制动液压力流施加到左后轮