汽车新技术配置-10章车身稳定控球(ESP制动)

2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
22
ESP电控系统
TCS/ESP开关E256
ESP
传感器 执行元件
朱明工作室
zhubob@21cn.com ABS回油泵
制动灯开关F
ESP制动识别开关F83 在伺服器内 转速传感器G44-G47 方向盘转角传感器G85
控制单元
ABS进油阀 N99,N101,N133,N134 ABS 出油阀N100,N102 N135.N136 DDC阀N225,N226 DDC高压阀N227,N228
侧向加速度传感器G200
预压电磁线圈N247
制动压力传感器-1G201 横摆角速度传感器G202 制动压力传感器-2G214 纵向加速度传感器G249
继电器J508 ABS警告灯K47 制动系统警告灯K118 TCS/ESP警告灯K155
附加信号 系统
发动机管理
附加信号
发动机管理系统 速箱管理系统 巡航系统
现代汽车新配臵实务
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
主讲：朱明
10
.
高级技师、经济师,工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员
车身稳定控制系统
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
1
目录
ESP
第十章车身稳定控制系统
◆
朱明工作室
zhubob@21cn.com
◆
◆
◆
◆
ESP是如何工作的 ESP系统构成、基本工作原理 ESP电路图 附：自诊断,基本设定操作及阅读测量数据块
汽车技术进步的一个主要任务就是提高主动安全性以避 免发生事故，并充分发挥车辆的动力性能。
ABS/TCS系统就是要防止在车辆加速或制动时 出现我们所不期望的纵向滑移。而Electronic Dynamic Control /ESP就是要控制横向滑移。他 是各种工况下的一个主动安全系统，处理各种 异常情况，减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。
变速箱管理系统
2013-8-15
自诊接口
授人以鱼不如授人以渔
23
控制单元
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
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。
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。 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。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
8
ESP
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 朱明工作室
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。
zhubob@21cn.com
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。
The principle of brake control to control the yaw moment on the car works in every situation: ESP controls the yaw moment on the car in every situation like during ABS, TCS, coasting
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
14
ESP是如何工作的
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
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，制动预压力来源 于ABS泵。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
15
ESP是什么
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
2
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
3
ESP是什么
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com ESP是英语单词Electronic Stability Programe缩写。意为
电子稳定程序,在大众、奥迪、奔驰车型上使用此简称。在 其它车型上，相同或相近功用的系统采用了不同的名字。 如： Dynamic Stability Control (DSC)-BMW Vehicle Vehicle Stability Control (VSC)-Toyota Stability Assist (VSA)-Honda
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
若要对14车轮制动， 则电脑会使3、4、 5 、（右边三个） 8元件动作
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
16
ESP/ABS工作效果比较
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
带有ABS系统的制动过程（制动踏板 踩到底） 制动初速度50km/h,摩擦系数0.15
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
19
Kamm 摩擦圆
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
1制动力和侧向力的合力在摩擦圆 内，车辆具有转向能力。
2制动力增加，侧向力将降低。
3制动力等于附着力，车轮抱死。 由于附着力全部用于制动，没有 侧向力，车辆处于不受控状态。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
18
Kamm 摩擦圆
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
我们认识一下Kamm 摩擦圆。 摩擦圆的半径定义为轮胎和路面间的 附着力。即，附着力越低，半径越小。 附着力越大，半径越大。
根据力的合成，由侧向力S,制动力或 牵引力B形成合力G.只要合力G位于 摩擦圆内，车辆即处于稳定状态，反 之，车辆将不受控。
2013-8-15
ESP被动安全性
在事故中减少侧面碰撞发生几率
6
授人以鱼不如授人以渔
安全意义
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
侧面碰撞数量/总碰撞数量=11%
侧面碰撞伤亡/总碰撞伤亡=47%
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
7
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
实际维修ESP过程中，只有当ESP指示灯 能正常亮与灭，就可以了，没有“路试” 这个说法。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
13
ESP是如何工作的
ESP
zhubob@21cn.com 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）
朱明工作室
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） 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）
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
12
ESP
ESP工作原理
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：
朱明工作室
zhubob@21cn.com
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。
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。
2013-8-15
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。
9
授人以鱼不如授人以渔
ESP包含TCS
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
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
授人以鱼不如授人以渔
10
2013-8-15
ESP是如何工作的
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
26
方向盘转角传感器G85
ESP
结构原理 朱明工作室 zhubob@21cn.com 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。
20
ESP
朱明工作室
三、ESP系统组成
自诊
zhubob@21cn.com
动力与档位
轮速传感器 转向传感器 车辆稳 电脑
发动机与变速 器电脑
横向加速度传 定状态 感器 旋转传感器 ESP开关
液压总成
电磁阀 电动泵
制动 指示灯
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔 压力传感器
21
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
24
方向盘转角传感器G85
ESP
朱明工作室
安装位臵：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。
zhubob@21cn.com
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
测量精度：1.5度
识别：
ESP VSC
朱明工作室
zhubob@21cn.com
问题：
躲避前方突然出现的障碍物； 在急转弯车道上高速行驶； 在地面附着力不同的路面行驶。
原因：高速，物理条件
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
5
ESP
朱明工作室
二、安全意义
zhubob@21cn.com
ESP主动安全性 防止车辆侧滑发生意外事故
分辨速度：1-2000度/秒
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
25
方向盘转角传感器G85
ESP
朱明工作室
zhubob@21cn.com
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。 拆装注意事项：安装时，要保证G85在正中位臵，观察孔内黄色 标记可见；进行标定；
EBD-Electronic Brake Pressure Distribution
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。
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。
Automatic Stability Management System
Driving
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Dynamic Control
ESP是一个主动安全系统。它是建立在其它牵引控制系统 之上的一个非独立的系统。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
4
ESP
一、ESP电子车身稳定系统
名称：ESP=DSC=VSC电子车身稳定系统
!只要 ESP识别出驾驶员的输入与车辆的实际运动不一 致，它就马上通过有选择的制动/发动机干预来稳定车 辆。
2013-8-15
授人以鱼不如授人以渔
11
ESP
四、工作过程
朱明工作室
zhubob@21cn.com
在车辆刚刚偏离正常行驶轨道，驾驶员还没有觉察到时， 对车辆进行力矩控制，点亮指示灯对相应的车轮进行必要的制动， 就能防止车辆进一步失去控制。请看
2013-8-15
带有ESP系统的制动过程（制动踏 板踩到底）
制动初速度50km/h,摩擦系数0.15
17
授人以鱼不如授人以渔
各车轮受力图（选学内容）E
SP
朱明工作室
ESP controls each wheel slip: zhubob@21cn.com • to directly change the brake and traction forces FB • to indirectly change the side forces FS • to control the yaw moment MYw on the car