汽車底盤電控技術(shù)-3-ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)

1、 電子穩(wěn)定程序?qū)匐娮臃€(wěn)定程序?qū)?于車輛的主動安全于車輛的主動安全。 人們也可稱之為動態(tài)人們也可稱之為動態(tài) 駕駛控制系統(tǒng)駕駛控制系統(tǒng)。簡單簡單 地說它是一個防滑系地說它是一個防滑系 統(tǒng)統(tǒng)。ESPESP能夠識別車能夠識別車 輛不穩(wěn)定狀態(tài)，并通輛不穩(wěn)定狀態(tài)，并通 過對制動系統(tǒng)、發(fā)動過對制動系統(tǒng)、發(fā)動 機管理系統(tǒng)和變速箱機管理系統(tǒng)和變速箱 管理系統(tǒng)實施控制，管理系統(tǒng)實施控制， 從而有針對性地彌補從而有針對性地彌補 車輛滑動。以防車輛車輛滑動。以防車輛 滑出跑道?；雠艿?。 （ Electronic Stability Programme )Electronic Stability Programme

2、) -它并不是一個單獨的系統(tǒng)，它是建立在 牽引系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的，因此它也有該系統(tǒng) 的工作特點。 -減輕了司機的負荷。 -車輛高速容易控制。 -避免了司機因反應(yīng)過急而引起的事故。 優(yōu)點：優(yōu)點： ESPESP主動安全性主動安全性 防止車輛側(cè)滑發(fā)生意外事故 ESPESP被動安全性被動安全性 在事故中減少側(cè)面碰撞發(fā)生幾率 beteiligtes Fahrzeug Unfallstelle ESP安全性意義 一、躲避前方突然出現(xiàn)的障礙物躲避前方突然出現(xiàn)的障礙物 ESPESP典型工作工況典型工作工況 二、在急轉(zhuǎn)彎車道上高速行駛二、在急轉(zhuǎn)彎車道上高速行駛 ESPESP典型工作工況典型工作工況 三、在地面附著力

3、不同的路面行駛?cè)?、在地面附著力不同的路面行?ESPESP典型工作工況典型工作工況 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 為了能讓為了能讓ESPESP在緊急時刻作出反應(yīng)，必須弄清楚兩個問題：在緊急時刻作出反應(yīng)，必須弄清楚兩個問題： a a：-司機往那邊轉(zhuǎn)向司機往那邊轉(zhuǎn)向 b b：-車要往哪開車要往哪開 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 第一個問題的答案是：第一個問題的答案是：ESPESP接收來自轉(zhuǎn)向角度傳感器（接收來自轉(zhuǎn)向角度傳感器（1 1） 及車輪轉(zhuǎn)速傳感器（及車輪轉(zhuǎn)速傳感器（2 2）的信號。）的信號。 第二個問題的答案是：第二個問題的答案是：ESPESP接收偏轉(zhuǎn)率（接收偏轉(zhuǎn)率（3 3）和橫向加速度）和

4、橫向加速度 （4 4）的信號。）的信號。 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 由接收到的兩個信號由接收到的兩個信號a a和和b b經(jīng)過處理后，經(jīng)過處理后，ESP ESP 即推知是否出現(xiàn)即推知是否出現(xiàn) 了緊急情況及是否應(yīng)開始工作。了緊急情況及是否應(yīng)開始工作。 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 在車上，緊急情況有在車上，緊急情況有 兩種表達方式：兩種表達方式： 1 1、車輛處于控制、車輛處于控制 不足狀態(tài)。不足狀態(tài)。 通過內(nèi)側(cè)后制動通過內(nèi)側(cè)后制動 其的相應(yīng)動作及發(fā)動其的相應(yīng)動作及發(fā)動 機和變速器管理系統(tǒng)機和變速器管理系統(tǒng) 的協(xié)調(diào)工作，的協(xié)調(diào)工作，ESPESP可防可防 止脫離彎道。止脫離彎道。 ESPESP調(diào)

5、節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 2 2、車輛處于控、車輛處于控 制過度狀態(tài)。制過度狀態(tài)。 通過外側(cè)前制動通過外側(cè)前制動 器的相應(yīng)動作及發(fā)動器的相應(yīng)動作及發(fā)動 機和變速器管理系統(tǒng)機和變速器管理系統(tǒng) 的協(xié)調(diào)工作，的協(xié)調(diào)工作，ESPESP可可 防止側(cè)滑。防止側(cè)滑。 不足轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向 無ESP 有ESP ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 過度轉(zhuǎn)向過度轉(zhuǎn)向 無ESP有ESP ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 車輛躲避突然出現(xiàn)的障 礙物，駕駛者首先向左急打 轉(zhuǎn)向緊接著又向右轉(zhuǎn)向。 車輛由于駕駛者急打方 向盤轉(zhuǎn)彎而出現(xiàn)甩尾側(cè)滑現(xiàn) 象。由于車輛沿著垂直軸線 轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)失控狀態(tài)。 無無ESPESP行駛狀況行駛狀況 ESPESP調(diào)節(jié)過程

6、調(diào)節(jié)過程 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 有有ESPESP行駛狀況行駛狀況 1 1、車輛在試圖躲、車輛在試圖躲 避障礙物，避障礙物，ESPESP根據(jù)傳根據(jù)傳 感器來的數(shù)據(jù)判斷出現(xiàn)感器來的數(shù)據(jù)判斷出現(xiàn) 在是不穩(wěn)定狀態(tài)，并計在是不穩(wěn)定狀態(tài)，并計 算出應(yīng)對措施。算出應(yīng)對措施。 ESP ESP對左后輪實施對左后輪實施 制動，于是車的轉(zhuǎn)動得制動，于是車的轉(zhuǎn)動得 到了加強，前車輪的側(cè)到了加強，前車輪的側(cè) 導(dǎo)向力仍保持著。導(dǎo)向力仍保持著。 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 有有ESPESP行駛狀況行駛狀況 2、當車左轉(zhuǎn)彎、當車左轉(zhuǎn)彎 行駛時，司機向右轉(zhuǎn)行駛時，司機向右轉(zhuǎn) 向，為了加強這個反向，為了加強這個反 轉(zhuǎn)向

7、，右前輪被制動。轉(zhuǎn)向，右前輪被制動。 后車輪可自由旋后車輪可自由旋 轉(zhuǎn)，以保證在后橋產(chǎn)轉(zhuǎn)，以保證在后橋產(chǎn) 生最佳側(cè)向力。生最佳側(cè)向力。 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 有有ESPESP行駛狀況行駛狀況 3、這種輪跡變化、這種輪跡變化 導(dǎo)致車繞垂直軸線的轉(zhuǎn)導(dǎo)致車繞垂直軸線的轉(zhuǎn) 動，為避免車甩尾，左動，為避免車甩尾，左 前輪被制定。在特別緊前輪被制定。在特別緊 急的情況下，制動可將急的情況下，制動可將 車輪抱得很死，以便能車輪抱得很死，以便能 限制前橋側(cè)向力的形成限制前橋側(cè)向力的形成 （摩擦圓）。（摩擦圓）。 ESPESP調(diào)節(jié)過程調(diào)節(jié)過程 有有ESPESP行駛狀況行駛狀況 4 4、車輛的不穩(wěn)、車輛的

8、不穩(wěn) 定狀態(tài)得到校正后，定狀態(tài)得到校正后， ESPESP就結(jié)束了其調(diào)節(jié)就結(jié)束了其調(diào)節(jié) 工作。工作。 - -BOSCHBOSCH-ESP-ESP系統(tǒng)及其部件系統(tǒng)及其部件 如前所述，ESP是以 車輪滑動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為基 礎(chǔ)的，但ESP又擴展了一 項重要內(nèi)容： -ESP可提前識別出 車輛的各種不穩(wěn)定狀態(tài) （如側(cè)滑）并進行控制。 為了能做到這一點， 就需要再加上幾個部件。 在進一步學習ESP之 前，讓我們先看一下示 意圖。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP BOSCHBOSCH-ESP-ESP ESPESP系統(tǒng)及其部件系統(tǒng)及其部件 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 控制單元 制動助力器 制動壓力傳

9、感器 動態(tài)液壓泵液壓控制單元側(cè)向加速度傳感器 橫擺率傳感器 輪速傳感器 方向盤角度傳感器縱向加速度傳感器 （僅quattro） BOSCHBOSCH-ESP-ESP ASR/ESP按鈕E256 制動燈開關(guān)F 制動踏板開關(guān)F47 轉(zhuǎn)速傳感器 后右G44/前左G47 前右G45/后左G46 方向盤角度傳感器G85 側(cè)向加速度傳感器G200 制動壓力傳感器G201 橫擺率傳感器G202 附加信號 發(fā)動機管理 變速箱管理 行駛動態(tài)控制液壓泵V156 進油閥 N99,N101,N133,N134 回油泵繼電器J105 回油泵V39 電磁閥繼電器J106 行駛動態(tài)控制閥1 N225 出油閥 N100,N1

10、02,N135,N136 行駛動態(tài)控制閥2 N226 行駛動態(tài)控制高壓閥2 N228 行駛動態(tài)控制高壓閥1 N227 ABS警報燈K47 制動系統(tǒng)警報燈K118 ASR/ESP警報燈K115 附加信號 發(fā)動機管理 變速箱管理 導(dǎo)航管理 自診斷 控制單元J104 傳感器傳感器 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 ESPESP系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 1、ABS控制單元 2、液壓控制單元 3、制動壓力傳感器 4、側(cè)向加速度傳感器 5、橫擺率傳感器 6、ASR/ESP按鈕 7、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 8、制動燈開關(guān) 9-12、輪速傳感器 13、自診斷 14、制動系統(tǒng)警報燈 15、ABS警報燈

11、16、ASR/ESP警報燈 17、車輛和駕駛狀態(tài) 18、發(fā)動機控制調(diào)整 19、變速箱控制調(diào)整 ESPESP系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 BOSCHBOSCH-ESP-ESP ESPESP系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 輪速傳感器輪速傳感器不斷地發(fā)送個車不斷地發(fā)送個車 輪的轉(zhuǎn)速信號。輪的轉(zhuǎn)速信號。轉(zhuǎn)向角傳感器轉(zhuǎn)向角傳感器將將 數(shù)據(jù)直接通過數(shù)據(jù)直接通過CANCAN總線總線傳給控制傳給控制 單元?？刂茊卧鶕?jù)這兩種信息單元?？刂茊卧鶕?jù)這兩種信息 計算出車輛規(guī)定的轉(zhuǎn)向及行駛特計算出車輛規(guī)定的轉(zhuǎn)向及行駛特 性。性。 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器向控制單向控制單 元發(fā)送車輛側(cè)滑的信息，元發(fā)送車輛側(cè)滑的信息，偏轉(zhuǎn)率偏轉(zhuǎn)率 傳感

12、器傳感器向控制單元發(fā)送車輛離心向控制單元發(fā)送車輛離心 趨勢信息?？刂茊卧鶕?jù)這兩種趨勢信息。控制單元根據(jù)這兩種 信息計算出車輛的實際狀態(tài)。信息計算出車輛的實際狀態(tài)。 如果規(guī)定值與實際值有偏差，如果規(guī)定值與實際值有偏差， 那么就需要調(diào)節(jié)了。那么就需要調(diào)節(jié)了。 ESP ESP可決定下述內(nèi)容可決定下述內(nèi)容： -哪個車輪應(yīng)制動或加速到什么程哪個車輪應(yīng)制動或加速到什么程 度。度。 -是否需降低發(fā)動機的功率。是否需降低發(fā)動機的功率。 -是否啟動變速器控制單元。是否啟動變速器控制單元。 然后然后ESPESP系統(tǒng)根據(jù)收到的傳感系統(tǒng)根據(jù)收到的傳感 器數(shù)據(jù)，來判定調(diào)節(jié)是否有效。器數(shù)據(jù)，來判定調(diào)節(jié)是否有效。 如果有

13、效，那么調(diào)節(jié)就結(jié)束了，如果有效，那么調(diào)節(jié)就結(jié)束了， ESPESP會繼續(xù)監(jiān)控車輛的行駛特性；會繼續(xù)監(jiān)控車輛的行駛特性； 如果無效，那么調(diào)節(jié)會繼續(xù)進行。如果無效，那么調(diào)節(jié)會繼續(xù)進行。 調(diào)節(jié)開始后，調(diào)節(jié)開始后，ESPESP指示燈會閃指示燈會閃 亮，以通知司機，亮，以通知司機，ESPESP正在工作。正在工作。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 帶帶EDS/ASR/ESPEDS/ASR/ESP的的ABSABS控制單元控制單元J104J104 控制單元控制單元J104J104是通過儀表線束內(nèi)是通過儀表線束內(nèi) 的正極連接獲得供電的。的正極連接獲得供電的。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 注意注意：

14、如果車輛在不穩(wěn)定狀態(tài)下系統(tǒng)進行調(diào)整時出現(xiàn)錯誤，需應(yīng)注意檢查傳感器與方向盤的連接是否可靠。：如果車輛在不穩(wěn)定狀態(tài)下系統(tǒng)進行調(diào)整時出現(xiàn)錯誤，需應(yīng)注意檢查傳感器與方向盤的連接是否可靠。 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85G85 G85 是ESP系統(tǒng)中唯一直接通過CAN總線 將信息傳遞給控制單元的傳感器，只要方向 盤轉(zhuǎn)角達到4.5度，接通點火開關(guān)后，該傳 感器就開始初始化，這相當于轉(zhuǎn)動了約1.5 厘米。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85-G85-測量原理測量原理 角度的測量是通過角度的測量是通過光柵原理光柵原理來實現(xiàn)的。來實現(xiàn)的。 基本構(gòu)件有：基本構(gòu)件有

15、： -光源（a） -編碼盒（b） -光學傳感器（c + d） 計數(shù)器（e），用于傳遞轉(zhuǎn)動得圈數(shù) 編碼盒由兩個環(huán)構(gòu)成，一個是絕對環(huán)， 一個是增量環(huán)，每個環(huán)由兩個傳感器進行掃 描。 功能：功能： 為了簡化結(jié)構(gòu)，將兩個帶孔 蔽光框放在一起，（1） 是增量 蔽光框，（2）是絕對蔽光框。在 兩個蔽光框之間有光源（3），其 外側(cè)是光學傳感器（4 + 5）。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 如果光透過縫隙照到傳感器如果光透過縫隙照到傳感器 上，就會產(chǎn)生一個信號電壓；如上，就會產(chǎn)生一個信號電壓；如 果光源被遮住，這個電壓就又消果光源被遮住，這個電壓就又消 失了。失了。 如果移動蔽光框，就會產(chǎn)生如果移動蔽

16、光框，就會產(chǎn)生 兩個不同的電壓，增量傳感器傳兩個不同的電壓，增量傳感器傳 送一個均勻的信號，這個因為間送一個均勻的信號，這個因為間 隙是均勻的信號，這是因為間隙隙是均勻的信號，這是因為間隙 是均勻分布的；絕對傳感器傳送是均勻分布的；絕對傳感器傳送 一個不均勻的信號，這是因為間一個不均勻的信號，這是因為間 隙是不均勻分布的。系統(tǒng)通過對隙是不均勻分布的。系統(tǒng)通過對 比這兩個信號，就可以計算出蔽比這兩個信號，就可以計算出蔽 光光 框移動的距離，于是就確定了框移動的距離，于是就確定了 絕對部件運動的起始點。絕對部件運動的起始點。 傳向角傳感器的工作原理與傳向角傳感器的工作原理與 此相同，只是運動變成了

17、旋轉(zhuǎn)運此相同，只是運動變成了旋轉(zhuǎn)運 動動 。 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85-G85-測量原理測量原理 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200 作用：作用： G200G200用于接收是否有側(cè)向力用于接收是否有側(cè)向力 及側(cè)向力的大小的信息，這及側(cè)向力的大小的信息，這 個側(cè)向力總是試圖使車脫離個側(cè)向力總是試圖使車脫離 原行駛路線。原行駛路線。 出現(xiàn)故障的影響：出現(xiàn)故障的影響： 如果缺少橫向加速度信息，如果缺少橫向加速度信息， 控制單元就無法計算出車輛控制單元就無法計算出車輛 的實際狀態(tài)，的實際狀態(tài)，ESPESP也就是實效也就是實效 了。了。 BOSC

18、HBOSCH-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 簡單地說：橫向加速度傳感器由 一塊永久磁鐵（1），一個彈簧（2）， 一個阻尼盤（3）及一個霍爾傳感器 （4）組成。 永久磁鐵，彈簧及阻尼器構(gòu)成了一個 磁力系統(tǒng)。該磁鐵與彈簧牢固地捆在 一起，并可由阻尼盤來回搖動。 功能：功能： 當橫向加速度（a）作用到車上 時，永久磁鐵也會有相應(yīng)的運動，但 因慣性原因，這個運動要稍遲發(fā)生。 也就是說 ：阻尼盤與傳感器殼體及 整車一同偏離永久磁鐵（該磁鐵先前 處于靜止狀態(tài)） BOSCHBOSCH-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200 這個運動會在阻尼盤這個運

19、動會在阻尼盤 內(nèi)產(chǎn)生電渦流，而電渦流內(nèi)產(chǎn)生電渦流，而電渦流 又會產(chǎn)生一個與永久磁鐵又會產(chǎn)生一個與永久磁鐵 磁場極性相反的磁場。因磁場極性相反的磁場。因 此，總磁場的強度就被消此，總磁場的強度就被消 弱了，這就會使霍爾傳感弱了，這就會使霍爾傳感 器的電壓改變，電壓的變器的電壓改變，電壓的變 化是與橫向加速度的大小化是與橫向加速度的大小 成比例的成比例的 。 也就是說；阻尼器與也就是說；阻尼器與 磁鐵之間的運動幅度越大，磁鐵之間的運動幅度越大， 那么磁場強度消弱得越厲那么磁場強度消弱得越厲 害，霍爾傳感器電壓變化害，霍爾傳感器電壓變化 得越明顯，如果沒有橫向得越明顯，如果沒有橫向 加速度，霍爾傳感

20、器電壓加速度，霍爾傳感器電壓 保持恒定。保持恒定。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 在ESP中，該傳感器用來確 定車輛是否繞垂直軸線運動 結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能 基本組件是一個小的金屬空心 圓筒（1），其上有八個壓電元件 （2），其中四個使空心圓筒處于諧 振狀態(tài)（a），另四個用于監(jiān)控作用 在圓筒上的震蕩波節(jié)是否改變。 如果空心圓筒上作用有轉(zhuǎn)矩，振蕩 波節(jié) 就會改變。振蕩波節(jié)會移動 （b），起監(jiān)控作用的壓電元件會測 量到這個改變并通知控制單元，于 是控制單元可以計算出偏轉(zhuǎn)率了。 BOSCHBOSCH-ESP-E

21、SP 優(yōu)點：優(yōu)點： 減小安裝尺寸 兩個傳感器在一起能夠保證精確的配合數(shù)值，而且不改變。 強化整體機構(gòu) 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200和和 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202 組合傳感器組合傳感器 目前多使用這種集成一體式傳感器目前多使用這種集成一體式傳感器 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 組合傳感器組合傳感器 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200的的 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 該傳感器是組合傳感器印制 電路板上的一個極小部件。 我們可以這樣簡單的描述其 結(jié)構(gòu)： 放好質(zhì)量可動得電容器片， 使它能來回擺動。兩個固定安裝 的電容器片圍住了可動得電容器 片，這樣就形成了兩個串聯(lián)電容 器片K1 和K2

22、。借助電極就可以 測量出這兩個電容器容納的電荷 量，這個電荷量就叫電容C。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 組合傳感器組合傳感器 功能：功能： 如果沒有加速度作用在這個 系統(tǒng)上，那么測出來的兩個電容 器的電荷量C1和C2是相等的。 若作用有橫向加速度，那么 可移動質(zhì)量就會因為慣性而作用 到中間板上，即它頂著固定板并 逆著加速度方向移動，于是兩板 之間距離就改變了，相應(yīng)的分電 容器的電荷量也增加了。 對于電容器K1 ，若其兩板間 距變大，那么其電容C1 就變小。 對于電容器K2 ，若其兩板間 距變小，那么其電容C2 就變大。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 組合傳感器組合傳感器 偏轉(zhuǎn)

23、率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 的構(gòu)造的構(gòu)造 在同一板上，還有偏轉(zhuǎn)率傳感器， 該傳感器與橫向加速度傳感器在空間 上是分開的。 這里簡要說明一下原理： 在恒定磁場的南極和北極之間的 托架內(nèi)放一個可擺動的質(zhì)量塊，在這 個質(zhì)量塊上裝一個導(dǎo)電軌道，這個軌 道用以代替真正的傳感器。 在真正的傳感器上，為了保險起 見，有兩個這種結(jié)構(gòu)。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 組合傳感器組合傳感器 功能功能 如果接上交流電壓U，那么支撐導(dǎo) 電軌道的托架就會在磁場中擺動。 如果現(xiàn)在有旋轉(zhuǎn)加速度作用在此 結(jié)構(gòu)上，那么由于慣性作用，擺放質(zhì) 量塊出現(xiàn)了科氏加速度，質(zhì)量塊偏離 了來回的直線擺動。 由于這一切都是發(fā)

24、生在磁場內(nèi)的， 因此導(dǎo)電軌道的電氣性能就改變了。 測量出這個變化就知道了科氏加 速度的大小和方向，電子裝置根據(jù)這 個值即可計算出偏轉(zhuǎn)率的大小。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 制動壓力傳感器制動壓力傳感器G201G201 該傳感器安裝在該傳感器安裝在 動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵 作用作用 該傳感器向發(fā)動機控制 單元提供制動管路內(nèi)的實際 壓力信號。 發(fā)動機控制單元根據(jù)這 個壓力信號計算出車輪制動 力及作用在車上的縱向力。 如果需要ESP工作，控 制單元會將此值用于計算測 導(dǎo)向力。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 制動壓力傳感器制動壓力傳感器G201G201 出現(xiàn)故障后的影響出現(xiàn)故障

25、后的影響 如果缺少實際制動 壓力信號，那么系統(tǒng)就 無法計算正確的側(cè)導(dǎo)向 力，ESP也就失效了。 注：注：不可從液壓泵上擰不可從液壓泵上擰 下壓力傳感器，而是應(yīng)下壓力傳感器，而是應(yīng) 與該泵一同更換。與該泵一同更換。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 制動壓力傳感器制動壓力傳感器G201G201結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 該傳感器的核心該傳感器的核心 部件是一個壓電元件部件是一個壓電元件 （a a），制動液的壓），制動液的壓 力就作用在其上。另力就作用在其上。另 一個是傳感器電子元一個是傳感器電子元 件（件（b b）。）。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 制動壓力傳感器制動壓力傳感器G201G201結(jié)構(gòu)結(jié)

26、構(gòu) 功能：功能： 如果制動液的壓力作用到壓電 元件上，那么該元件上的電荷分別 就會改變。 如果沒有壓力作用，電荷分布 是均勻的（1），有壓力作用時， 電荷分布在空間發(fā)生變化（2）， 于是就產(chǎn)生了電壓。 壓力越大， 電荷分離的趨勢 越強，產(chǎn)生的電壓就越高。這個電 壓由電子裝置放大，然后作為信號 傳給控制電源。 電壓的高低就是制動壓電壓的高低就是制動壓 力大小的直接反映。力大小的直接反映。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 有制動輔助系統(tǒng)有制動輔助系統(tǒng)無制動輔助系統(tǒng)無制動輔助系統(tǒng) 制動輔助系統(tǒng)制動輔助系統(tǒng) BOSCHBOSCH-ESP-ESP ASR/ESPASR/ESP按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)E25

27、6E256 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 結(jié)構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)和功能 制動分泵通過液壓控制單元的電磁閥控制，通過制 動分泵的入口閥和出口閥的控制，建立了三個工作 狀態(tài):1、建壓；2、保壓；3、卸壓 信號中斷影響信號中斷影響當電磁閥功能出現(xiàn)不可靠故障,整體系統(tǒng)關(guān)閉. 自診斷自診斷 轉(zhuǎn)換閥N225和N226以及吸油高壓閥N227和N228被檢 測：1、線路斷路；2、線路短路(對正極/負極) 電路電路 液壓控制單元液壓控制單元 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 分配閥分配閥N225(a)N225(a) 高壓閥高壓閥N227(b)N227(b) 進液閥進液閥(c)(c) 出液閥出液閥(d)(d)

28、 制動分泵制動分泵(e)(e) 回流泵回流泵(f)(f) 行使動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵行使動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵(g)(g) 制動助力器制動助力器(h)(h) 部件組成部件組成 ESPESP油路控制過程油路控制過程 BOSCHBOSCH-ESP-ESP ESPESP油路控制過程油路控制過程 增壓增壓 當ESP開始工作時，行使動 態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵就開始將制動液從 儲液罐輸送到制動管路，于是制 動分泵和回液泵很快就產(chǎn)生了制 動壓力?；亓鞅瞄_始供液，進一 步提高制動壓力。 保壓保壓 進液閥關(guān)閉，出液閥保持關(guān) 閉。制動分泵內(nèi)的壓力就不會卸 掉，回流泵停止工作，N227關(guān)閉。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP ESPES

29、P油路控制過程油路控制過程 減壓減壓 N225 N225切換到切換到 相反方向，進液相反方向，進液 閥保持關(guān)閉，同閥保持關(guān)閉，同 處液閥打開，制處液閥打開，制 動液可以通過串動液可以通過串 聯(lián)的總泵流回儲聯(lián)的總泵流回儲 液罐液罐 。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 動態(tài)控制液壓泵動態(tài)控制液壓泵V156V156 該泵在液壓單元下面，與液壓該泵在液壓單元下面，與液壓 單元在同一梁上。單元在同一梁上。 作用作用 在ABS系統(tǒng)中，踏下制動踏板時必 須輸送少許制動液，這些制動液的流向 與制動踏板產(chǎn)生的較大的壓力是想反的， 這個輸送工作由回流泵來完成。但若是 踏板壓力過小或根本沒有踏板力，那么 回液

30、泵就不能輸送大量制動液，這是因 為在低溫時制動液的粘度過高。 因此對于ESP就需要有一個輔助液 壓泵，該泵用于在回液泵的吸液側(cè)建立 起必要的預(yù)壓力。 這個預(yù)壓力的大小是由總泵內(nèi)的這個預(yù)壓力的大小是由總泵內(nèi)的 一個節(jié)流閥來限制。行駛動態(tài)調(diào)節(jié)液壓一個節(jié)流閥來限制。行駛動態(tài)調(diào)節(jié)液壓 泵本身是不可謂的。泵本身是不可謂的。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP 動態(tài)控制液壓泵動態(tài)控制液壓泵V156V156電路電路 信號中斷后的影響信號中斷后的影響 ESP不能工作，但ABS 、 EDS、ASR不受影響。 注：液壓泵不可進行 修理，只能整體更換。 BOSCHBOSCH-ESP-ESP A/+:正極連接 D：

31、點火開關(guān) E256：ASR/ESP按鈕 F：制動燈開關(guān) F47：制動踏板開關(guān) G44：右后輪速傳感器 G45：右前輪速傳感器 G46：左后輪速傳感器 G47：左前輪速傳感器 G85：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 G200：側(cè)向加速度傳感器 G201：制動壓力傳感器 G202：橫擺率傳感器 J104：帶有EDS/ASR/ESP的ABS控制單元 J105：回油泵（ABS）繼電器 J106：電磁閥（ABS）繼電器 J285：組合儀表顯示控制單元 K47：ABS警報燈 K118：制動系統(tǒng)警報燈 K155：ASR/ESP警報燈 N99：右前ABS入口閥 N100：右前ABS出口閥 N101：左前 ABS入口閥 N1

32、02：左前 ABS出口閥 N133： 右后ABS入口閥 N134：左后 ABS入口閥 N135：右后ABS出口閥 N136：左后 ABS出口閥 N225：動態(tài)調(diào)節(jié)-控制閥1 N226：動態(tài)調(diào)節(jié)-控制閥2 BOSCHBOSCH-ESP-ESP N227：動態(tài)調(diào)節(jié)-高壓閥1 N228：動態(tài)調(diào)節(jié)-高壓閥2 S：保險 V39：ABS回油泵 V156：動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵 A：連接手制動警報燈 B：導(dǎo)航系統(tǒng) C：發(fā)動機扭矩控制 D：變速箱控制（自動變速箱） E：自診斷 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖 ASR/ESPASR/ESP按鍵按鍵E256E

33、256 制動燈開關(guān)制動燈開關(guān)F F ESPESP制動識別開關(guān)制動識別開關(guān)F83F83 在制動助力器內(nèi)在制動助力器內(nèi) 轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器G44G44、G45G45、 G46G46、G47G47 轉(zhuǎn)向角傳感器轉(zhuǎn)向角傳感器G85G85 系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖 -橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200 -制動壓力傳感器制動壓力傳感器G201 在制動總泵上在制動總泵上 -偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202 在舒適中央控制系統(tǒng)前在舒適中央控制系統(tǒng)前 -制動壓力傳感器制動壓力傳感器-2-G214 在制動總泵上在制動總泵上 -縱向加速度傳感器縱向加速度傳感器G249 在右在右A柱上（僅四驅(qū)）柱上（僅四驅(qū)） 附

34、加信號附加信號 發(fā)動機管理系統(tǒng)發(fā)動機管理系統(tǒng) 變速器管理系統(tǒng)變速器管理系統(tǒng) ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)回路 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 調(diào)節(jié)回路調(diào)節(jié)回路 與與BOSCHBOSCH相比，調(diào)節(jié)回路的區(qū)別只在于相比，調(diào)節(jié)回路的區(qū)別只在于預(yù)壓建預(yù)壓建 立立的方式，以及在串聯(lián)總泵上多了一個的方式，以及在串聯(lián)總泵

35、上多了一個制動制動 壓力傳感器壓力傳感器。 對于四輪驅(qū)動車，調(diào)節(jié)回路上多加了一個對于四輪驅(qū)動車，調(diào)節(jié)回路上多加了一個縱縱 向加速度傳感器向加速度傳感器。 在這里，制動助力器借助于在這里，制動助力器借助于制動壓力電磁線制動壓力電磁線 圈及制動識別開關(guān)圈及制動識別開關(guān)（在制動助力器內(nèi)）而取（在制動助力器內(nèi)）而取 代了行駛動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵的功能。代了行駛動態(tài)調(diào)節(jié)液壓泵的功能。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 帶帶EDS/ASR/ESPEDS/ASR/ESP的的ABSABS控制單元控制單元 J104J104 該控制單元與液壓單元是一體的，在 電子結(jié)構(gòu)方面與BOS

36、CH系統(tǒng)是相似的。 作用作用 -調(diào)節(jié)ESP、ABS、EDS、ASR、 EBV、MSR。 -不斷地監(jiān)控所有電子部件。 接通點火開關(guān)后，控制單元會進行自 檢，控制單元一直都在監(jiān)控所有電氣 連接，并定期檢查電磁閥的功能。 控制單元控制單元J104J104 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 出現(xiàn)故障后的影響出現(xiàn)故障后的影響 如果控制單元失效，那么制動 系統(tǒng)仍可發(fā)揮普通制動系統(tǒng)的作用， 但ABS、EDS、EBV、MSR、ASR、ESP 不起作用。 自診斷自診斷 將會識別出下列故障： 控制單元損害， 控制單元編碼錯誤， 供電故障， 液壓泵損壞， ABS信號不準確，

37、驅(qū)動數(shù)據(jù)總線。 控制單元控制單元J104J104 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 轉(zhuǎn)向角度傳感器轉(zhuǎn)向角度傳感器G85G85 該傳感器在轉(zhuǎn)向柱鎖開關(guān) 和方向盤之間的轉(zhuǎn)向柱上。 安全氣囊的帶滑環(huán)的回位 環(huán)集成在該傳感器內(nèi)且位 于該傳感器下部。 作用作用 該傳感器將方向盤的轉(zhuǎn)角該傳感器將方向盤的轉(zhuǎn)角 信息傳遞給控制單元。信息傳遞給控制單元。 角度的變化范圍為角度的變化范圍為720720， 也就是說：方向盤轉(zhuǎn)四圈。也就是說：方向盤轉(zhuǎn)四圈。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 轉(zhuǎn)向角度傳感器轉(zhuǎn)向角度傳感器G85G85 出現(xiàn)故

38、障后的影響出現(xiàn)故障后的影響 如果缺少轉(zhuǎn)角傳感器的信息，ESP 就無法得知所需的行駛方向，ESP 功能失效。 自診斷自診斷 在更換了控制單元或傳感器后， 須重新校準起始位置（零位） -轉(zhuǎn)向角傳感器無法通訊 -調(diào)整不當 -機械故障 -損壞 -不可靠信號 電路電路 G85是ESP系統(tǒng)中唯一直接通過CAN總 線將信息傳遞給控制單元的傳感器， 只要方向盤轉(zhuǎn)角達到4.5度，接通點 火開關(guān)后，該傳感器就開始初始化， 這相當于轉(zhuǎn)動了約1.5厘米。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 該傳感器位于轉(zhuǎn)向柱右側(cè)，該傳感器位于轉(zhuǎn)向柱右側(cè)， 與偏轉(zhuǎn)率傳感器固定在同一支與偏轉(zhuǎn)率傳感器

39、固定在同一支 架上。架上。 作用作用 G200用于判斷有哪個方向 德側(cè)向力，它提供了一個重要 的基礎(chǔ)信息，該信息用于評估 在當前道路上行駛時應(yīng)保證哪 些車輛運動處于穩(wěn)定狀態(tài)。 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200G200 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200G200 出現(xiàn)故障后的影響出現(xiàn)故障后的影響 如果缺少橫向加速度信息，控制如果缺少橫向加速度信息，控制 單元就無法計算出車輛的實際狀單元就無法計算出車輛的實際狀 態(tài)，態(tài)，ESPESP也就失效了。也就失效了。 自診斷自診斷 在診斷過程中會確定導(dǎo)線是否斷在診斷過程中

40、會確定導(dǎo)線是否斷 路、短路，系統(tǒng)會進一步確定傳路、短路，系統(tǒng)會進一步確定傳 感器信號是否可靠感器信號是否可靠。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200G200 構(gòu)造 橫向加速度傳感器是按橫向加速度傳感器是按電電 容原理容原理工作的。這是什么工作的。這是什么 意思呢？意思呢？ 假設(shè)有兩個串聯(lián)電容器，假設(shè)有兩個串聯(lián)電容器， 中間那塊公用的電容器片中間那塊公用的電容器片 可以通過力可以通過力i i作用而移動。作用而移動。 每個電容器都有一定的電每個電容器都有一定的電 容，也就是說可以容納一容，也就是說可以容納一 定量的電荷。

41、定量的電荷。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 橫向加速度傳感器橫向加速度傳感器G200G200 功能功能 如果沒有橫向加速度作用，中間的如果沒有橫向加速度作用，中間的 電容器片與兩側(cè)的電容器片是等距電容器片與兩側(cè)的電容器片是等距 的，那么這兩個電容器的電容是相的，那么這兩個電容器的電容是相 等的。等的。 有橫向加速度作用時，中間片就會有橫向加速度作用時，中間片就會 移動，它與一邊的距離變大，與另移動，它與一邊的距離變大，與另 一邊的距離變小，于是每個電容器一邊的距離變小，于是每個電容器 的電容也會改變。的電容也會改變。 電子裝置根據(jù)電容的變化就可以判電

42、子裝置根據(jù)電容的變化就可以判 斷出橫向加速度的方向和大小。斷出橫向加速度的方向和大小。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 BOSCH系統(tǒng)上使用的是組合傳感器， 而在ITT系統(tǒng)上使用的是兩個獨立 的傳感器，可分別單獨更換。 作用作用 該傳感器用于確定車身上是否作用 有轉(zhuǎn)矩。根據(jù)傳感器的安裝位置可 確定是繞空間的哪個軸轉(zhuǎn)動，在 ESP系統(tǒng)中，該傳感器用于確定車 輛是否繞垂直軸轉(zhuǎn)動，人們稱之為 偏轉(zhuǎn)率或轉(zhuǎn)動率。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G

43、202 出現(xiàn)故障后出現(xiàn)故障后 的影響的影響 如果沒有該信號，控制如果沒有該信號，控制 單元就無法識別出車輛單元就無法識別出車輛 是否有離心趨勢，是否有離心趨勢， ESPESP 功能也就消失。功能也就消失。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 基本組件是一個硅單晶體制成 的雙叉微機械系統(tǒng)，該系統(tǒng)在 一個小點子部件內(nèi)，這個電子 部件裝在傳感器內(nèi)。 看一下簡化圖 雙音叉在其“腰部”處與其它 硅元件相連，為了清除起見， 此處未畫出這部分。 雙音叉由一個勵磁音叉和一個 測量音叉構(gòu)成。 ITT-AutomotiveI

44、TT-Automotive-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 功能功能 通上交流電壓后，硅制音叉會產(chǎn) 生諧振，這兩個音叉是這樣設(shè)定 的：勵磁音叉以11千赫茲諧振， 測量音叉以11.33千赫茲諧振。 因此，若雙音叉上作用有11千赫 茲交流電壓時，勵磁音叉發(fā)生諧 振，而測量音叉不會發(fā)生諧振。 發(fā)生諧振的音叉對作用力的反應(yīng) 慢于無諧振的音叉。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 偏轉(zhuǎn)率傳感器偏轉(zhuǎn)率傳感器G202G202 也就是說：當雙音叉的另也就是說：當雙音叉的另 一半和傳感器與車輛一同一半和傳感器與車輛一同 在旋轉(zhuǎn)加速度作用下運動在旋轉(zhuǎn)

45、加速度作用下運動 時，雙音叉中發(fā)生振動的時，雙音叉中發(fā)生振動的 部分反應(yīng)滯后了，因此雙部分反應(yīng)滯后了，因此雙 音叉會像木塞起子那樣扭音叉會像木塞起子那樣扭 動。動。 這種扭動會引起音叉上電這種扭動會引起音叉上電 荷分布的改變，電極可測荷分布的改變，電極可測 出這個改變，傳感器將其出這個改變，傳感器將其 處理后作為信號傳給控制處理后作為信號傳給控制 單元。單元。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 縱向加速度傳感器縱向加速度傳感器G249G249 該傳感器在右側(cè)該傳感器在右側(cè)A A柱，只用于柱，只用于 四驅(qū)。四驅(qū)。 在單軸驅(qū)動的車子，系統(tǒng)根據(jù)在單軸驅(qū)動的車子

46、，系統(tǒng)根據(jù) 制動壓力傳感器的值，車輪轉(zhuǎn)制動壓力傳感器的值，車輪轉(zhuǎn) 速傳感器信號，及發(fā)動機管理速傳感器信號，及發(fā)動機管理 系統(tǒng)的信息來計算車輛的縱向系統(tǒng)的信息來計算車輛的縱向 加速度。加速度。 出現(xiàn)故障后的影響出現(xiàn)故障后的影響 對于四輪驅(qū)動車，如果沒有 縱向加速度信號，那么在某 些不利條件下就無法得知真 實的車速，因此ESP及ASR功 能就失效了。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP ASR/ES按鍵PE256 該按鍵一般在 組合儀表區(qū)域，根據(jù)車型 不同稍有不同。 司機用該按鍵可關(guān)閉ESP/ASR功能。 ESP/ASR指示燈可指示此時的狀態(tài)。再次 按下該鍵可

47、再次接通ASR/ESP功能。 如果忘了再次接通該按鍵，那么當重新啟 動發(fā)動機時，該系統(tǒng)自動被激活。 ESP在下述情況下應(yīng)關(guān)閉： -車在深雪或松軟土地上艱難行進時， -車帶防滑鏈行駛時， -車在功率檢測試驗臺上檢測時。 當ESP正在工作時是無法關(guān)閉ESP的，如果 按鍵損壞就無法關(guān)閉ESP了。 ASR/ESASR/ES按鍵按鍵PE256PE256 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 制動壓力傳感器制動壓力傳感器 -1-G201-1-G201、-2-G214-2-G214 這兩個傳感器都擰在串聯(lián)總泵上。 作用作用 該傳感器是雙重布置的，以便盡可該傳感器是雙重布置

48、的，以便盡可 能保證安全性，這可看成一種超穩(wěn)能保證安全性，這可看成一種超穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)。定結(jié)構(gòu)。 該傳感器的作用與該傳感器的作用與BOSCHBOSCH的的ESPESP系統(tǒng)系統(tǒng) 中的是相同的，其測量值用于計算中的是相同的，其測量值用于計算 制動力及控制預(yù)載荷。制動力及控制預(yù)載荷。 出現(xiàn)故障后的影響出現(xiàn)故障后的影響 兩個傳感器同時出現(xiàn)故障可能性極兩個傳感器同時出現(xiàn)故障可能性極 小，如果控制單元沒有接收到其中小，如果控制單元沒有接收到其中 某一傳感器的信號，那么某一傳感器的信號，那么ESP ESP 就停就停 止工作了。止工作了。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP

49、這兩個傳感器都是電容傳感 器。 為了容易明白，這里畫了傳 感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（a），制動 液就作用在這個電容器上。 功能 電容器的兩個平板之間有一 定的距離（s），因此它有一 定的電容量，也就是說它可 以容納一定量的電荷。 一個平板是不動的，另一個 平板在制動液的作用下可以 移動。 制動壓力傳感器制動壓力傳感器 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 當壓力作用到活動的平 板上時，兩平板之間距 離（s1）就變小了，電 容C1就變大了。 如果阻止了該壓力，那 么平板就回位。電容C1 又變小了。 電容的變化就可直接作 為壓力變化的量度。 制動壓力傳感器制動壓力傳感器

50、ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 帶串聯(lián)總泵的主動式制動助力器帶串聯(lián)總泵的主動式制動助力器 該制動助力器除了完成普通功能外該制動助力器除了完成普通功能外 （即借助于進氣歧管或真空泵的真（即借助于進氣歧管或真空泵的真 空來加大踏板力），它還要為空來加大踏板力），它還要為ESPESP 建立起預(yù)壓力，因為回液泵的吸液建立起預(yù)壓力，因為回液泵的吸液 特性決定它并不是總能產(chǎn)生足夠大特性決定它并不是總能產(chǎn)生足夠大 的壓力（原因是低溫時制動液的黏的壓力（原因是低溫時制動液的黏 度太大），所以建立起預(yù)壓力的工度太大），所以建立起預(yù)壓力的工 作是很有必要的。作是很有必要的。 出現(xiàn)故障時的影響出現(xiàn)故障時的影響 如果電磁線圈或開關(guān)如果電磁線圈或開關(guān)F83F83有故障，有故障， ESPESP功能就失效了。功能就失效了。 ITT-AutomotiveITT-Automotive-ESP-ESP 帶串聯(lián)總泵的主動式制動助力器帶串聯(lián)總泵的主動式制動助力器