汽车新技术配置

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2020/11/23
汽车新技术配置
•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。
•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。
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•ESP/ABS工作效果比较
•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
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•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
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•各车轮受力图（选学内容）
• ESP controls each wheel slip:
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•侧向加速度传感器G200
•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
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•测量精度：1.2V/g •测量范围：+-1.7g(加速度） •信号：0-2.5V
•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）
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•ESP是如何工作的
•!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。
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四、工作过程
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
•ESP controls the yaw moment on the car in every situation like during ABS, TCS, coasting
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•Kamm 摩擦圆
•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。
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•Kamm 摩擦圆
•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。
二、安全意义
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•ESP主动安全性
•防止车辆侧滑发生意外事 故
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•ESP被动安全性
•在事故中减少侧面碰撞发生几率
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安全意义
•侧面碰撞数量/总碰撞数量=11%
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•侧面碰撞伤亡/总碰撞伤亡=47%
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•特别提醒
o 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。
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一、ESP电子车身稳定系统
名称：ESP=DSC=VSC电子车身稳定系统
识别：
•ESP
•VS C
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
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•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 发动机管理系统
•
速箱管理系统
•
巡航系统
•自诊接口
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•控制单元
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•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。
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•ESP是什么
•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
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•ESP电控系统
•TCS/ESP开关E256
•传感器
•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
•侧向加速度传感器G200
•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
• 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
•The principle of brake control to control the yaw moment on the car works in every situation:
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•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
•
Vehicle Stability Control (VSC)-Toyota
•
Vehicle Stability Assist (VSA)-Honda
•
Automatic Stability Management System
•
Driving 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。
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•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：
•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。
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•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。 •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；
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•目录
•第十章车身稳定控制系统
◆ESP是什么 ◆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
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•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。
•EDL •
• ABS/ EBD
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•ESP是如何工作的
•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。
•附加信号 发动机管理 系统 • 变速箱管理系统
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•执行元件
•ABS回油泵
•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
•预压电磁线圈N247
•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。
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•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
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•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。
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•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
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•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
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•测量精度：1.5度 •分辨速度：1-2000度/秒
•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。
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•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。
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三、ESP系统组成
•自诊
•轮速传感器 •转向传感器 •横向加速度 传感器
•旋转传感器 •ESP开关
•车辆 稳
•定状 态
•电脑
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2020/11/23 •压力传感器
•动力与档位
•发动机与变速 器电脑
•液压总成
•电磁阀 电动泵 •制动
•指示灯
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•ESP是如何工作的
•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
•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。
•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。