ESP工作原理课件

1、为了提高响应速度,汽车ESP控制系统的液压调 节器比ABS/ASR液压调节器多了预压泵 （Precharg e Pump,PCP)和压力生成器 ( Pressure Generato r Assembly,PGA)。
2、汽车ESP控制系统的液压调节器要求在驾驶员 没有踩制动踏板时也要产生足够的轮缸压力,因此, 在ABS液压调节器的基础上又增加了两种控制电 磁阀( VLV 和USV)
美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的 一项报告称，在配备了 ESP的车辆中，客 车单车碰撞事故减少30%，而轿车致命的 单车碰撞事故也减少30%。就运动型多用 途车而言，该事故下降率甚至更高，单车 碰撞事故减少67%，而致命事故则减少
63%
二、ESP的功能
ESP能保证在转向状态下车辆的稳定性(横 向)，避免车辆产生侧滑。ESP能以25次／ 秒的频率对驾驶员的行驶意图和实际行驶 情况进行检测，在转向状态下，能自动根 据车辆的状态，有针对性地单独制动各个 车轮，或控制发动机、自动变速器的状态 使车辆保持稳定行驶。
只要没有侧向力作用在中间极片上，则两电容间 隙保持恒定，电容相等。
中间电极在侧向力作用下，其中一个电容间隙增 加，另一个减小，串联电容值也随之改变。最终， 电荷的改变决定了侧向力的大小和方向。
横摆角速度传感器G202
安装位置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速 度传感器一体。
任务：G202感知作用在车பைடு நூலகம்上的扭矩，识 别车辆围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。
功能： -控制ESP，ABS,EDL,TCS,EBD及 EBC -连续监控所有电气部件 -支持自诊断
打开点火开关后，控制单元将做自测试。 所有的电器连接都将被连续监控，并周 期性检查电磁阀功能。
方向盘转角传感器G85
安装位置：转向柱上，转向开关与方 向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成 为一体。
任务：向带有EDL/TCS/ESP的ABS 控制单元传递方向盘转角信号。测量 范围为+-720度，4圈
安装位置：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感 器一体。
任务：确定侧向力
失效影响：没有G200信号，无法识 别车辆状态，ESP失效
测量精度：1.2V/g 测量范围：+-1.7g(加速度） 信号：0-2.5V
侧向加速度传感器G200
结构原理
按电容器原理工作：两个串联电容，中间极片可 在作用力下运动。电容可吸收一定量电荷。
若a〈b,ESP判定为出现过度转向，ESP将制动 外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向 趋势，稳定车辆。（图II）
ESP是如何工作的
如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机 扭矩输出的方式或制动其它车轮来满足需求。
在不操纵制动踏板时，宝来车型制动预压力来源于ABS泵。
控制单元
测量精度：1.5度 分辨速度：1-2000度/秒
方向盘转角传感器G85
失效影响：系统将不能识别车辆的预期行驶方向（驾驶员意愿）， 导致ESP不起作用
自诊断：更换控制单元或传感器后，需重新标定零点。标定方法 及工作参数见自诊断部分。
电路连接：G85是ESP系统中唯一一个直接由CANbus向控制单 元传递信号的传感器。打开点火开关后，方向盘被转动4.5度(相 当于1.5cm),传感器进行初始化。
ABS
ABS系统防止制动时车轮出现抱 死，使车辆具有方向性和稳定性， 并缩短制动距离。
TCS-Traction Control System
通过发动机管理系统干预及制动 车轮，防止驱动轮打滑。例如在 沙石及冰面上。
EBD-Electronic Brake Pressure Distribution
失效影响：没有此信号，控制单元不能识别 车辆是否发生转向，ESP功能失效。
横摆角速度传感器G202
结构原理
其基本工作原理简化成左图双调节叉结构， 1激励叉，1测量叉
双叉经过匹配，使得激励叉在11千赫时共振， 而测量叉在11.33千赫时产生共振，向双叉 施加11千赫的交变电压，在激励叉上发生共 振，而测量叉上不出现。
对于单轴驱动车辆，系统通过计算制动压力、 车轮转速信号以及发动机管理系统信息，得 出纵向加速度。
TCS/ESP开关E256
此开关安装在仪表板上。 按此开关可关闭ESP/TCS功能，并由仪表上 的警告灯指示出来。 再次按压此开关可重新激活TCS/ESP功能 如果司机忘记重新激活TCS/ESP，再次启动 发动机后系统可被重新激活。
一、ESP电子稳定系统概念
ESP是电子稳定程序(Electronic Stability Programme)的简称。属于车辆的主动安全， 人们也可称之为动态驾驶控制系统。ESP以 ABS制动防抱死系统与ASR牵引力控制系统为 基础，增加方向盘转角传感器、侧向加速度传 感器等信息，通过对车轮制动器和发动机动力 的控制，实现对侧滑的纠正。因此，ESP整合 了ABS和ASR的功能，并大大拓展了其功能范 围。
下列情况下，有必要关闭ESP -在积雪路面或松软路面上，让车轮自 由转动，前后移动车辆。 -安装了防滑链的车辆 -在测功机上检测车辆
ESP正在介入时，系统将无法被关闭。 E256失效，ESP将不起作用
制动压力传感器 G201
安装位置：在主缸上 为最大限度的保证安全，有些系统采用了2 个传感器（双重保障，实际1个就够用，本 车采用1个）
光束通过孔隙照到传感器上，产生电压信号。如果光 线被挡住，电压消失。
方向盘转角传感器G85
移动模板产生2个不同的电压序列。 其中一个模板因孔隙间隔一致，产生 的电压信号也是规则信号。
另一块模板因不规则间隙生成不规则信号。 比较2个信号，系统可以计算出模板移动的 距离。由不规则板确定运动的起始点。
侧向加速度传感器G200
制动压力传感器 G201
当压力作用在可移动电极上时，两极间间隙 变小，电容增大。
ESP组成结构分布
1、带有ECU液压调节器2、轮速传感器3、转角传感器4、侧向加速度传 感器和横摆角速度传感器5、与发动机管理系统的通信
ESP工作原理与工作过程
在汽车行驶过程中，方向盘转角传感器监测驾驶者转 弯方向和角度，车速传感器监测车速、节气门开度，制动主 缸压力传感器监测制动力，而侧向加速度传感器和横摆角速 度传感器则监测汽车的横摆和侧倾速度。ECU根据这些信息， 通过计算后判断汽车要正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图 的差距，然后由ECU发出指令，调整发动机的转速和车轮上 的制动力，如果实际行驶轨迹与期望的行驶轨迹发生偏差， 则ESP系统自动控制对某一车轮施加制动，从而修正汽车的 过度转向或不足转向，以避免汽车打滑、转向过度、转向不 足和抱死，从而保证汽车的行驶安全。
EBC-Engine Braking Control
防止在发动机制动时（突然收油 门踏板或挂入低档）出现驱动轮 抱死。
ESP包含TCS 装备ESP的车型，将同时具有TCS （ASR)、EDL、ABS功能 装备TCS的车型，将同时具有EDL、ABS功能
ESP TCS EDL ABS/ EBD
ESP是如何工作的
三、ESP电子稳定系统具有以下三个 特点：
1 、实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的 操控动作、路面反应以及车辆行驶状态， 并不断向发动机和制动系统发出指令。 2、主动干预：ABS等安全技术主要是对驾 驶者的动作起干预作用，但不能调控发动 机。而ESP则可以主动调控发动机的转速 和每个车 轮的驱动力和制动力。 3、预先提醒：当驾驶者操作不当或路面异 常时，ESP会用警告灯警示驾驶者
发生共振的调节叉对于外力的反应，要比没 有发生共振的调节叉运动响应慢。
横摆角速度传感器G202
这意味着，车辆的角加速度使得测量叉与车 辆同步运动，而共振叉滞后于车辆的运动。 结果，双叉发生扭曲。
摇摆的结果是改变了叉上的电荷分配，传感 器感知此信号并将其传递给控制单元。
纵向加速度传感器G249
注：只在4驱车上安装此传感器。
① 车辆有甩尾倾向。自 动在右前轮上施加制 动力。
② 车辆保持稳定。③ 车 辆有甩尾倾向。自动 在左前轮上施加制动 力。④ 车辆保持稳定。
3．在地面附着力不同路面行驶
① 车辆表现出转向不足 的趋势，即将跑偏。 ESP发挥作用，增加 后右轮制动力的同时， 降低发动机输出扭矩。
②从湿滑路面驶入干燥 路段，车辆保持稳定。
---浅谈 电子稳定系统
知识回顾
ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保 持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距 离的装置。
ARS是在ABS基础上拓展的一种汽车安全装置 ，它能防止汽车在起步或加速时驱动轮打滑导 致甩尾和方向失控。
➢一、ESP电子稳定系统概念 ➢二、ESP的功能 ➢三、ESP的特点 ➢五、ESP的组成 ➢六、ESP的工作过程和原理(★)
a=b 车辆行驶情况正常
Ⅰ、当车辆出现不足转向，通过对内弧线后部车轮施加相应的制动，并 对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以阻止车辆向外驶出弯道。
Ⅱ、当车辆出现过度转向，通过对外弧线前部车轮施加相应的制动， 并对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以阻止车辆向内滑移。
ESP动作程序
2．在急转弯车道上高速行驶
ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速 传感器识别驾驶员转弯方向（驾驶员意愿）
a图
ESP通过横摆角速度传感器（英文原称为yaw rate sensor ）,识别车辆绕垂直于地面轴线 方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车 辆实际运动方向 b图
若a〉b,ESP判定为出现不足转向，将制动内侧 后轮，使车辆进一步沿驾驶员转弯方向偏转， 从而稳定车辆。（图I）
EBD 系统是防止ABS起作用以前， 或者由于特定的故障导致ABS失 效后，后轮出现过度制动。
ESP- Electronic Stability Programe
通过有选择性的分缸制动及发动 机管理系统干预，防止车辆滑移。
EDL-Electronic Differential Lock
两驱动轮在附着系数不同的路面 上，出现单侧车轮打滑时，制动 打滑车轮。
当VLV 和USV 均断电的情况下,在PCP未启动时 EV阀前端的压力就是由驾驶员通过踩制动踏板产 生的。当VLV和USV均通电时,VLV与主油路 连,USV切断与主油路通路,此时回油泵RFP启动, 使得制动管路产生汽车稳定性控制所需要的压力。
增压
保压
减压
液压控制系统的工作原理如下：在系统进入ESP 工作模式后，限压阀8立刻从常通状态转变为限压状 态，吸入阀7打开，制动液在预压泵3的作用下通过 吸人阀7、回油泵10进入阻尼器9，在此减弱了油压 脉动后通过增压阀13进入轮缸15，推动轮缸15中的 活塞，压紧摩擦片进行制动；当制动达到一定强度 时，增压阀13和吸入阀7关闭，减压阀14打开，轮 缸15中的高压制动液通过减压阀14进入蓄能器12， 此时的蓄能器12成为了下一次增压的油源；在新的 增压过程中，制动液在回油泵10的作用下，从蓄能 器12出发通过阻尼器9，增压阀13再次进入轮缸 15。如此的增减压循环直至系统退出ESP模式。
ESP在对危急驾驶情况作出反应前，必须获得两个问题的应答：
a、驾驶者想操纵车驶向哪里？
b、车辆实际驶向哪里？
从方向盘角度传感器（1） 和轮速传感器（2）得到a 问题答案。
从横摆率传感器（3）和 侧向加速度传感器（4） 得到b问题答案。
ESP控制单元进行比较
a≠b 车辆出现危急行驶状况， 需要ESP进行控制调整。
功能：计算制动力，控制预压力
制动压力传感器 G201 信号失效影响：ESP功能不起作用。
最大测量值：170bar 最大能量消耗：10mA 5V
制动压力传感器 G201
结构原理：两传感器都是电容型传感器.为便 于说明，我们用简化的电容来说明如何感知 制动压力。
电容大小C由两极间间隙决定（其它因素不 变），它可吸收一定量电荷。其中一个电极 被固定，另一个可在压力作用下移动。
拆装注意事项：安装时，要保证G85在正中位置，观察孔内黄色 标记可见；进行标定；
方向盘转角传感器G85 结构原理
利用光栅原理测量角度。传感器构成如下： -a 光源；-b 编码盘；-c+d光学传感器；-e整圈计数 器
我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2， 光源在两板之间，光学传感器在两板之外。