汽车电子稳定系统(ESP)

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奥迪A4L电子稳定系统
奥迪A4L ESP部件组成及功用
奥迪A4L ESP系统组成
1、ABS控制单元2、液压控制单元3、制动压力传感器4、侧向加速度传感器5、横摆率传感器6、 ASR/ESP按钮7、方向盘转角传感器8、制动灯开关9-12、轮速传感器13、自诊断14、制动系统警报 灯15、ABS警报灯16、ASR/ESP警报灯17、车辆和驾驶状态18、发动机控制调整19、变速箱控制调 整
宝马：动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control 简称DSC ）
ESP的重要性
ESP= (ABS +TCS)² 每当紧急情况出现的时候， 如急转弯或者遇到障碍物、意想不到的弯路，或者 持续变化的路面时， ESP就会起作用。 ESP能够加强 ABS 和 TCS 的优点： 不仅改进车辆的机动性， 而且还使向各个方向的行驶更加稳定。 有ESP与只有ABS及TCS的汽车，它们之间的差别在于ABS及TCS只能被动地作 出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然 ABS（Anti-locked Braking System)： 防抱死刹车系统 TCS（Traction Control System):牵引力控制系统/循迹控制系统（大众车型：ASR； 宝马车型：DTC；日系车型上叫TRC（TRAC） ）
ESP:车身电子稳定系统(Electronic Stability Program），简称（ESP)， ESP:车身电子稳定系统(Electronic Stability Program），简称（ESP)， 是博世（Bosch）公司的专利。 是博世（Bosch）公司的专利。
简单地说它是一个防滑系统. ESP能够识别车辆不稳定状态，并通过对 制动系统、发动机管理系统和变速箱管理系统实施控制，从而有针对 性地弥补车辆滑动。以防车辆滑出跑道。
建 压
ESP进行控制调整，动态液压泵(g)开始从制动液储液罐中向 制动管路输送制动液。在制动分泵和回油泵内很快建立制动 压力，回油泵开始输送制动液使制动压力进一步提高。
保 压
入口阀关闭，出口阀也保持关闭。制动压力不能卸压。回 油泵停止工作，高压阀N227(b)关闭。
卸 压
控制阀N225(a)反向打开。在出口阀打开时，入口阀保持关 闭。制动液通过制动主缸返回储液罐。
25 ％的涉及严重人身伤害的车祸都是因为车辆发生侧滑所引起。 60％的致命车祸都是起 因于由侧滑引起的侧面撞击。广泛使用 ESP 可以使严重车祸的数量大大下降。”
戴姆勒·克莱斯勒的研究：
自从 1999 年将 ESP® 作为所有梅塞德斯汽车标配使用以来，发生驾驶事故的梅塞德斯 汽车的比例已经实际下降了 30 ％。这项研究结果是根据对 150 万辆汽车所进行的研究 得出。
ESP 控制开关 ON
传感器信号
ECU计算 （25HZ） 偏离
执行器
执行器
执行器
对车轮独立 的施加制动 力（以液压 系统为主的 制动系统 ）
在特殊工况对 变速箱的干预 措施，通过发 动机管理系统 减小发动机扭 矩
执行器
部件组成
控制阀N225(a) 高压阀N227(b) 入口阀(c) 出口阀(d) 制动分泵(e) 回油泵(f) 动态液压泵(g) 制动助力器(h)
A/+:正极连接 D：点火开关 E256：ASR/ESP按钮 G200：侧向加速度传感器 G201：制动压力传感器 G202：横摆率传感器 J104：带有EDS/ASR/ESP的ABS控制单元 J105：回油泵（ABS）继电器 J106：电磁阀（ABS）继电器 J285：组合仪表显示控制单元 K47：ABS警报灯 K118：制动系统警报灯 K155：ASR/ESP警报灯 N99：右前ABS入口阀 N100：右前ABS出口阀 N101：左前 ABS入口阀 N102：左前 ABS出口阀 N133： 右后ABS入口阀 N134：左后 ABS入口阀 N135：右后ABS出口阀 N136：左后 ABS出口阀 N225：动态调节-控制阀1 N226：动态调节-控制阀2 N227：动态调节-高压阀1 N228：动态调节-高压阀2 S：保险 V39：ABS回油泵 V156：动态调节液压泵 A：连接手制动警报灯 B：导航系统 C：发动机扭矩控制 D：变速箱控制（自动变速箱） E：自诊断
G85
G202
横摆率传感器
Sensors
制动传感器
G201
G44G47
转百度文库传感器
奥迪A4L ESP传感器 G85
G85：方向盘转角传感器
G85是依据光栅原理进行角度的测量， G85位于转向灯开关总成和方向盘 之间，集成在安全气囊的螺旋电缆内，
该传感器根据驾驶员操纵方向盘的不同程度， 向控制单元传送方向盘转动的角度，测 量的角度范围是±540°，对应方向盘转
其他公司类似产品： 日产：车辆行驶动力学调整系统（Vehicle Dynamic Control 简称VDC） 丰田：车辆稳定控制系统（Vehicle Stability Control 简称VSC）
本田：车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Assist Control 简称VSA）
奥迪A4L ESP系统组成
传感器
ASR/ESP按钮E256 制动灯开关F 电磁阀继电器J106 制动踏板开关F47 转速传感器 后右G44/前左G47 前右G45/后左G46 方向盘角度传感器G85 进油阀 N99,N101,N133,N134
执行元件
控制单元J104
回油泵继电器J105 回油泵V39
机电一体化讨论课汇报
——汽车电子稳定系统（ESP）
第七组成员： 于洋
刘正操 王鑫磊 周霜
目 录
1 3
2 3 4
ESP简介、重要性、典型工作状况
ESP系统组成
奥迪A4L电子稳定系统
ESP未来发展趋势
1
ESP简介、重要性、典型工作状况
ESP（Electronic Stability Program ）简介
F：制动灯开关
F47：制动踏板开关 G44：右后轮速传感器 G45：右前轮速传感器 G46：左后轮速传感器 G47：左前轮速传感器 G85：方向盘转角传感器
奥迪A4L ESP控制单元（J104）
J104：带有ESP的ABS控制单元
控制单元J104主要负责整个系统的信息运算分
析和控制指令的发出，为了保障系统的可靠性，
监测各个车轮的速度转动
侧滑 传感器
监测车体绕垂直轴线转动的状态
横向加速度 传感器
监测汽车转弯时的离心力
控制单元（Electronic Control Unit ）
ECU（Electronic Control Unit）电子控
制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑” 等。汽车专用微机控制器，也叫汽车专用 单片机。它和普通的单片机一样，由微处 理器（CPU）、存储器（ROM、、RAM）、 输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D） 以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
CAN数据总线：多
路复用通信网络技术， 将整车的ECU形成 一个网络系统
电控自动变速器ECU
安全气囊系统ECU
主动悬架系统ECU
ESP的ECU
核心：CPU 功能：运算、控制 具体过程：发动机运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结 果转变为控制信号，控制被控对象的工作。 它还实行对存储器（ROM/RAM）、输入/输出接口（I/O）和其它外部电路的 控制； ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取的数据为基础。这个固有程序 在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算 。
电路
ESP作用具体案例
ESP作用具体案例
ESP作用具体案例
ESP作用具体案例
ESP工作过程
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ESP未来发展趋势
丰田的研究：
丰田公司对 100 万例驾驶事故进行了分析研究，研究表明，由于使用了 ESP，驾驶事 故减少了 35% 。严重人身伤害的数量甚至已经降低了 50 ％。
大众公司的研究：
使用 ESP之后，因侧滑而发生的事故数量减少了 85 ％。大众公司根据 2002 年 车祸的受害者人数计算，将 ESP作为标配安装在汽车上之后，车祸死亡人数可以 降低 35 ％，严重伤害人数降低约 25 ％。
U:6.5-16V（内部关键处有稳压装置） I :0.015-0.1A T:-40℃~80℃ 能承受1000Hz以下的振动 因此ECU损坏的概率非常小
控制单元（Electronic Control Unit ）
ECU与CAN数据总线
4轮驱动系统ECU
多向可调电控座椅ECU ESP系统ECU CAN 数据 总线
奥迪A4L ESP液压制动系统
结构和功能 制动分泵通过液压控制单元的电磁阀控制，通过制 动分泵的入口阀和出口阀的控制，建立了三个工作 状态:1、建压；2、保压；3、卸压
信号中断影响
当电磁阀功能出现不可靠故障,整体系统关闭.
自诊断
转换阀N225和N226以及吸油高压阀N227和N228被检 测：1、线路断路；2、线路短路(对正极/负极)
在系统中有2个处理器，二者都用同样的软件处 理信号数据，并相互监控比较。如果控制单元出 现故障，驾驶者仍可做一般的制动操作，但ABS、 EDL、EBD、TCS、ESP等功能都将失效，这时 可诊断出“控制单元故障”或“供电电压故障” 的故障存储。
奥迪A4L ESP传感器
侧向加速度传感器 G200
方向盘转角传感器
附加信号
发动机管理 变速箱管理 自诊断
附加信号 发动机管理 变速箱管理 导航管理
奥迪A4L ESP系统元件分布
纵向加速度传感器 （仅quattro） 轮速传感器 方向盘角度传感器
控制单元
制动助力器
制动压力传感器
横摆率传感器
动态液压泵
液压控制单元
侧向加速度传感器
奥迪A4L ESP系统电路图
奥迪A4L ESP系统电路图
奥迪A4L ESP传感器 G44-G47
G44～G47:转速传感器
G44～G47是用以检测每个车轮的实际转速， 以便判断车轮的运动状态。
奥迪A4L ESP传感器 G201
G201：制动传感器
G201通知控制单元制动系统的实际压力， 控制单元相应计算出作用在车轮上的制动力和 整车的纵向力大小，如果ESP正在对不稳定状 态进行调整，控制单元将这一数值包含在侧向 力计算范围之内。
在欧洲，每年有 5 万人死于车祸， 190 万人因此而受伤。德国的一项研究表明，涉及严重人 身伤害的车祸当中有 1/4 都是由汽车侧滑所引起。 往往一个转弯就足以危及到生命。 ESP能够增加车辆的稳定性，减少打滑的危险。著名汽车
生产厂商所作的研究表明， ESP可以将严重车祸的数量减少
50％ 。
德国保险业公会（GDV）的研究结果：
3圈。
奥迪A4L ESP传感器 G200
G200：侧向加速度传感器
G200可以确定车辆是否受到使车辆发生滑移 作用的侧向力，以及侧向力的大小。
奥迪A4L ESP传感器 G202
G202：横摆率传感器
G202主要是用以确定车辆是否沿垂直轴线 发生转动，并给控制单元提供转动速率。
在实际结构中，G200、G202二者集成在一 起，共同安装在一个舱盒内，位于前仪表台 内，为车辆的重心位置，这样既可以减小安 装尺寸，又能保证精确的配合数值。
美国爱荷华洲立大学的研究：
借助驾驶模拟器对驾驶员在危急情况下的反应进行了研究。安装 ESP之后，安装 ESP 车 辆的驾驶员比未安装 ESP车辆的驾驶员紧急情况下能够控制住车辆的人数提高了 34 ％。
ABS TCS ESP 关系图
ESP 典型工作状况
1
在急转弯车道上高速行驶
2
躲避前方突然出现的障碍物
出油阀 N100,N102,N135,N136
行驶动态控制阀1 N225
行驶动态控制阀2 N226
行驶动态控制高压阀2 N228
侧向加速度传感器G200
行驶动态控制高压阀1 N227 行驶动态控制液压泵V156
制动压力传感器G201
横摆率传感器G202
ABS警报灯K47 制动系统警报灯K118 ASR/ESP警报灯K115
3
在地面附着力不同的路面行驶
ESP 典型工作状况
ESP 典型工作状况
ESP 典型工作状况
2
ESP系统组成
ESP 系统组成
执行器 执行器
控 制 单 元（ECU）
信 号
转向 传感器 车轮 传感器 侧滑 传感器 横向加速度 传感器
传感器（Sensors）
转向 传感器
监测方向盘的转向角度
车轮 传感器