淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷

1、畢 業(yè) 論 文 標(biāo) 題： 淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷 關(guān) 鍵 詞： ESP組成原理 簡單診斷 撰 寫 人：_ _ _ _ _ 指導(dǎo)教師：_ _ _ _ _ 提交日期： _ _2014年4月26日_ 摘 要本篇論文簡要介紹ESP的一般結(jié)構(gòu)和工作原理及其控制原理，并闡述了ESP它包含防鎖死剎車系統(tǒng)（ABS）和驅(qū)動輪防滑系統(tǒng)（ASR）等，可以說它是在其它主、被動安全系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的一種功能性延伸，而并不是作為獨立配置存在的。另外還介紹了基本的ESP診斷步驟。關(guān)鍵詞： ESP組成原理 ；簡單診斷 淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷 前言： 引力控制系統(tǒng)ESP，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但

2、控制驅(qū)動輪，而且可控制從動輪。如后輪驅(qū)動汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過多情況，此時后輪失控而甩尾，ESP便會剎慢外側(cè)的前輪來穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過少時，為了校正循跡方向，ESP則會剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。正文：ESP是汽車電子穩(wěn)定程序(Electronic Stability Program)的簡寫，由德國博世公司(BOSCH)和梅賽德斯-奔馳(MERCEDESBENZ)公司聯(lián)合研制。1998年2月,梅賽德斯一奔馳公司首次在其A級微型轎車中成批地安裝該電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)。它集成了電子制動防抱死系統(tǒng)(ABS)，電子制動力分配（EBD）和牽引力控制（TCS）的基本功能；能夠在幾毫秒的時間內(nèi)，識別出汽車不穩(wěn)

3、定的行駛趨勢,比如，由于人為或環(huán)境的干擾，轎車可能進入不穩(wěn)定的行駛狀態(tài)；特別是駕駛員在轉(zhuǎn)向時經(jīng)常出現(xiàn)“過度轉(zhuǎn)向”或“轉(zhuǎn)向不足”的操作缺陷，如果得不到及時糾正，就會使車子偏離正確行駛路線，嚴(yán)重時，就有翻轉(zhuǎn)趨勢等危險。ESP系統(tǒng)通過智能化的電子控制方案，讓汽車傳動或制動系統(tǒng)產(chǎn)生所期望的準(zhǔn)確響應(yīng)，從而及時地，恰當(dāng)?shù)叵@些不穩(wěn)定行駛趨勢，使汽車保持在所期望的行駛路線上。ESP系統(tǒng)是汽車主動安全性技術(shù)發(fā)展的一個巨大突破，它可以在極其惡劣的行車環(huán)境中確保汽車的行駛穩(wěn)定性。ESP系統(tǒng)里還包括ABS、EBD、TCS、EDL這幾項被動安全系統(tǒng)，不難看出這些系統(tǒng)是相輔相成的，但是它們都是在駕駛者做出緊急反應(yīng)后才

4、會啟動，所以都屬于被動系統(tǒng)。再高的科技配置也需要我們自身的主動安全來避免事故的發(fā)生。 防抱死制動系統(tǒng)ABS（Anti-lock Braking System）:通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達510次），始終使車輪處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)而又有最大的制動力矩.如果車輛沒有裝載ABS系統(tǒng)，在濕滑路面上、或在緊急制動的時候，采用我們平常用的普通制動系統(tǒng)制動時，車輪很容易因制動力超過輪胎與地面的摩擦力而完全抱死，制動力會大大下降。如果是前輪抱死會引起汽車失去轉(zhuǎn)向能力，從而不能避開來自正面

5、和側(cè)面的撞擊，而后輪抱死就很容易發(fā)生甩尾的情況，俗稱“被漂移”了。 EBD（制動力分配），英文全稱為Electronic Brake force Distribution，簡稱EBD。 EBD實際上是ABS的輔助功能，是在ABS的控制電腦里增加一個控制軟件，機械系統(tǒng)與ABS完全一致。它只是ABS系統(tǒng)的有效補充，一般和ABS組合使用，可以提高ABS的功效。當(dāng)發(fā)生緊急制動時，EBD在ABS作用之前，可依據(jù)車身的重量和路面條件，自動以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動率，如發(fā)覺此差異程度必須被調(diào)整時，剎車油壓系統(tǒng)將會調(diào)整傳至后輪的油壓，以得到更平衡且更接近理想化的剎車力分布。 TCS，其英文全稱是Tra

6、ction Control System，牽引力控制系統(tǒng)，又稱循跡控制系統(tǒng)。是根據(jù)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動輪的轉(zhuǎn)數(shù)來判定驅(qū)動輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)前者大于后者時，進而抑制驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的一種防滑控制系統(tǒng)。它與ABS作用模式十分相似，兩者都使用感測器及剎車調(diào)節(jié)器。 電子差速鎖（EDS/EDL）EDS的英文全稱為Electronic Differential System，又稱為EDL(Electronic Differential Locking Traction Control)，它是ABS的一種擴展功能。當(dāng)電子控制單元判斷出某一側(cè)驅(qū)動輪打滑時，EDS通過液壓控制單元對該車輪進行適當(dāng)強度的制動，從而提高

7、另一側(cè)驅(qū)動輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。一、ESP的組成部分1、傳感器：轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器等。這些傳感器負(fù)責(zé)采集車身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。2、ESP電腦：將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行計算，算出車身狀態(tài)然后跟存儲器里面預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進行比對。當(dāng)電腦計算數(shù)據(jù)超出存儲器預(yù)存的數(shù)值，即車身臨近失控或者已經(jīng)失控的時候則命令執(zhí)行器工作，以保證車身行駛狀態(tài)能夠盡量滿足駕駛員的意圖。3、執(zhí)行器：說白了ESP的執(zhí)行器就是4個車輪的剎車系統(tǒng)，其實ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒有ESP的車不同的是，裝備有ESP的車其剎車系統(tǒng)具有蓄壓功能。簡單的說蓄壓就是電腦可以根

8、據(jù)需要，在駕駛員沒踩剎車的時候替駕駛員向某個車輪的制動油管加壓好讓這個車輪產(chǎn)生制動力。另外ESP還能控制發(fā)動機的動力輸出什么的，反正是相關(guān)的設(shè)備他都能插一腿！4、與駕駛員的溝通：儀表盤上的ESP燈。 ESP系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器（監(jiān)測各個車輪的速度轉(zhuǎn)動）、側(cè)滑傳感器（監(jiān)測車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的狀態(tài)）、橫向加速度傳感器（監(jiān)測汽車轉(zhuǎn)彎時的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號對車輛的運行狀態(tài)進行判斷，進而發(fā)出控制指令。有ESP與只有ABS及ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動地作出反應(yīng)，而ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患

9、于未然。ESP對過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感，例如汽車在路滑時左拐過度轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)彎太急）時會產(chǎn)生向右側(cè)甩尾，傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復(fù)附著力，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來的車道上。當(dāng)然，任何事物都有一個度的范圍，如果駕車者盲目開快車，現(xiàn)在的任何安全裝置都難以保全。二、ESP故障檢修步驟 1、自診斷電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，控制單元可記憶相應(yīng)的故障碼。用通用公司故障診斷儀TECH2可以讀取、清除故障碼，還可以閱讀數(shù)據(jù)流并進行液壓控制單元電磁閥測試、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)液壓回路測試、系統(tǒng)排氣測試等。因TECH2為菜單提示操作，這些功能按TECH2屏幕的提示操作即可完成。在對ABS-T

10、CS/ESP進行檢修之前，應(yīng)先排除常規(guī)制動系統(tǒng)故障。 2、制動器排氣程序在執(zhí)行ABS/TCS/ESP 制動器排氣程序之前，必須完成常規(guī)的制動系統(tǒng)排氣程序。具體步驟是： （1）連接Tech2，啟動發(fā)動機并怠速運行； （2）執(zhí)行“Tech2 制動器排氣程序”中所列的指示，注意：在執(zhí)行該程序期間，確保制動總泵中的制動液液位不低于最低液位； （3）關(guān)閉點火開關(guān)，并從數(shù)據(jù)鏈路連接器（DLC）上斷開Tech2； （4）用規(guī)定的制動液加注制動總泵儲液罐至最高液位； （5）執(zhí)行另一個常規(guī)制動系統(tǒng)制動器排氣操作； （6）關(guān)閉點火開關(guān)，踩下制動踏板35次，以耗盡制動助力器的真空儲備壓力； （7）緩慢踩下制動踏板，

11、如果感覺制動踏板綿軟，重復(fù)ABS-TCS/ESP 制動器排氣操作； （8）重復(fù)ABS/TCS/ESP 排氣操作后，如果仍然感覺制動踏板綿軟，檢查制動系統(tǒng)是否存在外部或內(nèi)部泄漏； （9）保持發(fā)動機熄火并且不使用駐車制動器，然后接通點火開關(guān)，如果駐車制動器/制動器故障指示燈保持啟亮，先診斷并排除故障； （10）路試車輛，執(zhí)行ABS/TCS/ESP 自檢初始化程序，如果感覺制動踏板綿軟，重復(fù)ABS-TCS/ESP 制動器排氣操作，直到制動踏板感覺堅實； （11）檢查ABS/TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 3、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的校準(zhǔn)電子控制單元監(jiān)測并判斷方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的輸出信號，當(dāng)車輛沿直線行駛了15

12、min或以上時，電子控制單元會將該行駛方向設(shè)定為正前方向。如果電子控制單元檢測到方向盤轉(zhuǎn)角傳感器角向偏離正前方向，如果偏離度等于或小于15°，則電子控制單元自動執(zhí)行方向盤轉(zhuǎn)角傳感器校準(zhǔn)。如果偏離度大于15°，則設(shè)置DTC C0460“方向盤轉(zhuǎn)角傳感器故障”。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器可使用Tech2 重新校準(zhǔn)，具體操作步驟是： （1）路試車輛并記錄車輛筆直向前行駛時的方向盤位置； （2）將Tech2 連接到車輛上，并執(zhí)行“Tech2 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器校準(zhǔn)程序”中的指示； （3）檢查ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 4、電子控制單元和液壓總成的維修 電子控制單元和液壓總成集成為一體

13、，在保修期內(nèi)，不要拆解電子控制單元和液壓總成。 5、輪速傳感器的檢查 別克榮御4個車輪速度傳感器均為電磁式傳感器，傳感器氣隙不可調(diào)。檢查輪速傳感器時，可用萬用表測量傳感器阻值，也可用示波器測量傳感器的輸出波形。溫度在20時，傳感器的電阻正常值為1.31.8k。 6、ESP開關(guān)的檢查 可使用萬用表測量ESP開關(guān)端子間的電阻，以判斷其好壞。ESP 開關(guān)處于常態(tài)位置時，端子3-4 間應(yīng)導(dǎo)通；端子3-5間開路。按下ESP開關(guān)時，端子3-4開路；端子3-5導(dǎo)通。端子2-6之間是照明燈電阻。如果測量結(jié)果不在規(guī)格范圍內(nèi)，則更換ESP開關(guān)。結(jié)束語：總的來說，事實證明ESP電子穩(wěn)定程序可以有效地降低重大交通事故發(fā)生率,從而挽救許許多多人的生命,為進一步加強汽車的乘坐安全性。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的快速發(fā)展，人們在注重汽車的舒適性、可靠性、經(jīng)濟性的同時，對汽車的安全性更是提出了最高的要求。在歐洲市