汽車新技術配置(ESP制動)

汽車新技術配置(ESP制動)2023/5/182ESP是什么ESP是如何工作的ESP系統構成、基本工作原理ESP電路圖附：自診斷,基本設定操作及閱讀測量數據塊目錄第十章車身穩(wěn)定控制系統2023/5/1832023/5/184ESP是英語單詞ElectronicStabilityPrograme縮寫。意為電子穩(wěn)定程序,在大眾、奧迪、奔馳車型上使用此簡稱。在其它車型上，相同或相近功用的系統采用了不同的名字。如：

DynamicStabilityControl (DSC)-BMW VehicleStabilityControl (VSC)-Toyota VehicleStabilityAssist (VSA)-Honda AutomaticStabilityManagementSystem DrivingDynamicControlESP是一個主動安全系統。它是建立在其它牽引控制系統之上的一個非獨立的系統。ESP是什么2023/5/185一、ESP電子車身穩(wěn)定系統名稱：ESP=DSC=VSC電子車身穩(wěn)定系統識別：

問題：躲避前方突然出現的障礙物；在急轉彎車道上高速行駛；

在地面附著力不同的路面行駛。

原因：高速，物理條件

ESPVSC2023/5/186二、安全意義ESP主動安全性防止車輛側滑發(fā)生意外事故ESP被動安全性在事故中減少側面碰撞發(fā)生幾率2023/5/187安全意義側面碰撞數量/總碰撞數量=11%側面碰撞傷亡/總碰撞傷亡=47%2023/5/188實際維修ESP過程中，只有當ESP指示燈能正常亮與滅，就可以了，沒有“路試”這個說法。特別提醒2023/5/189ABSABS系統防止制動時車輪出現抱死，使車輛具有方向性和穩(wěn)定性，并縮短制動距離。EBD-ElectronicBrakePressureDistributionEBD系統是防止ABS起作用以前，或者由于特定的故障導致ABS失效后，后輪出現過度制動。EDL-ElectronicDifferentialLock兩驅動輪在附著系數不同的路面上，出現單側車輪打滑時，制動打滑車輪。TCS-TractionControlSystem通過發(fā)動機管理系統干預及制動車輪，防止驅動輪打滑。例如在沙石及冰面上。ESP-ElectronicStabilityPrograme通過有選擇性的分缸制動及發(fā)動機管理系統干預，防止車輛滑移。

EBC-EngineBrakingControl防止在發(fā)動機制動時（突然收油門踏板或掛入低檔）出現驅動輪抱死。2023/5/1810TCSEDL

ABS/EBDESPESP包含TCS裝備ESP的車型，將同時具有TCS（ASR)、EDL、ABS功能裝備TCS的車型，將同時具有EDL、ABS功能2023/5/1811汽車技術進步的一個主要任務就是提高主動安全性以避免發(fā)生事故，并充分發(fā)揮車輛的動力性能。ABS/TCS系統就是要防止在車輛加速或制動時出現我們所不期望的縱向滑移。而ElectronicDynamicControl/ESP就是要控制橫向滑移。他是各種工況下的一個主動安全系統，處理各種異常情況，減輕駕駛員的精神緊張及身體疲勞。!只要ESP識別出駕駛員的輸入與車輛的實際運動不一致，它就馬上通過有選擇的制動/發(fā)動機干預來穩(wěn)定車輛。ESP是如何工作的2023/5/1812四、工作過程

在車輛剛剛偏離正常行駛軌道，駕駛員還沒有覺察到時，對車輛進行力矩控制，點亮指示燈對相應的車輪進行必要的制動，就能防止車輛進一步失去控制。請看2023/5/1813ESP工作原理ESP在對危急駕駛情況作出反應前，必須獲得兩個問題的應答：從方向盤角度傳感器（1）和輪速傳感器（2）得到a問題答案。a、駕駛者想操縱車駛向哪里？b、車輛實際駛向哪里？從橫擺率傳感器（3）和側向加速度傳感器（4）得到b問題答案。ESP控制單元進行比較a≠b車輛出現危急行駛狀況，需要ESP進行控制調整。a=b車輛行駛情況正常Ⅰ、當車輛出現不足轉向，通過對內弧線后部車輪施加相應的制動，并對發(fā)動機和變速箱管理系統施加控制，ESP可以阻止車輛向外駛出彎道。Ⅱ、當車輛出現過度轉向，通過對外弧線前部車輪施加相應的制動，并對發(fā)動機和變速箱管理系統施加控制，ESP可以阻止車輛向內滑移。2023/5/1814ESP首先通過方向盤轉角傳感器及各車輪轉速傳感器識別駕駛員轉彎方向（駕駛員意愿）a圖ESP通過橫擺角速度傳感器（英文原稱為yawratesensor）,識別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉角度及側向加速度傳感器識別車輛實際運動方向b圖若a〉b,ESP判定為出現不足轉向，將制動內側后輪，使車輛進一步沿駕駛員轉彎方向偏轉，從而穩(wěn)定車輛。（圖I）若a〈b,ESP判定為出現過度轉向，ESP將制動外側前輪，防止出現甩尾，并減弱過度轉向趨勢，穩(wěn)定車輛。（圖II）ESP是如何工作的2023/5/1815如果單獨制動某個車輪不足以穩(wěn)定車輛，ESP將通過降低發(fā)動機扭矩輸出的方式或制動其它車輪來滿足需求。在不操縱制動踏板時，制動預壓力來源于ABS泵。ESP是如何工作的2023/5/1816若要對14車輪制動，則電腦會使3、4、5、（右邊三個）8元件動作2023/5/1817帶有ABS系統的制動過程（制動踏板踩到底）制動初速度50km/h,摩擦系數0.15帶有ESP系統的制動過程（制動踏板踩到底）制動初速度50km/h,摩擦系數0.15ESP/ABS工作效果比較2023/5/1818ESPcontrolseachwheelslip:todirectly

changethebrakeandtractionforcesFB

toindirectly

changethesideforcesFS

tocontroltheyawmomentMYwonthecarTheprincipleofbrakecontroltocontroltheyawmomentonthecarworksineverysituation:ESPcontrolstheyawmomentonthecarineverysituationlikeduringABS,TCS,coasting各車輪受力圖（選學內容）2023/5/1819我們認識一下Kamm摩擦圓。摩擦圓的半徑定義為輪胎和路面間的附著力。即，附著力越低，半徑越小。附著力越大，半徑越大。根據力的合成，由側向力S,制動力或牽引力B形成合力G.只要合力G位于摩擦圓內，車輛即處于穩(wěn)定狀態(tài)，反之，車輛將不受控。Kamm摩擦圓2023/5/18201制動力和側向力的合力在摩擦圓內，車輛具有轉向能力。2制動力增加，側向力將降低。3制動力等于附著力，車輪抱死。由于附著力全部用于制動，沒有側向力，車輛處于不受控狀態(tài)。Kamm摩擦圓2023/5/1821三、ESP系統組成電腦車輛穩(wěn)定狀態(tài)輪速傳感器轉向傳感器橫向加速度傳感器旋轉傳感器ESP開關發(fā)動機與變速器電腦液壓總成電磁閥電動泵動力與檔位壓力傳感器自診指示燈制動2023/5/18222023/5/1823傳感器執(zhí)行元件TCS/ESP開關E256制動燈開關FESP制動識別開關F83

在伺服器內轉速傳感器G44-G47方向盤轉角傳感器G85側向加速度傳感器G200制動壓力傳感器-1G201

橫擺角速度傳感器G202制動壓力傳感器-2G214縱向加速度傳感器G249附加信號發(fā)動機管理系統變速箱管理系統ABS回油泵ABS進油閥N99,N101,N133,N134ABS出油閥N100,N102N135.N136DDC閥N225,N226DDC高壓閥N227,N228預壓電磁線圈N247繼電器J508ABS警告燈K47制動系統警告燈K118TCS/ESP警告燈K155附加信號發(fā)動機管理系統速箱管理系統巡航系統自診接口ESP電控系統控制單元2023/5/1824控制單元功能：-控制ESP，ABS,EDL,TCS,EBD及EBC-連續(xù)監(jiān)控所有電氣部件-支持自診斷打開點火開關后，控制單元將做自測試。所有的電器連接都將被連續(xù)監(jiān)控，并周期性檢查電磁閥功能。2023/5/1825方向盤轉角傳感器G85安裝位置：轉向柱上，轉向開關與方向盤之間，與安全氣囊時鐘彈簧集成為一體。任務：向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞方向盤轉角信號。測量范圍為+-720度，4圈測量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒2023/5/1826失效影響：系統將不能識別車輛的預期行駛方向（駕駛員意愿），導致ESP不起作用方向盤轉角傳感器G85自診斷：更換控制單元或傳感器后，需重新標定零點。標定方法及工作參數見自診斷部分。電路連接：G85是ESP系統中唯一一個直接由CANbus向控制單元傳遞信號的傳感器。打開點火開關后，方向盤被轉動4.5度(相當于1.5cm),傳感器進行初始化。拆裝注意事項：安裝時，要保證G85在正中位置，觀察孔內黃色標記可見；進行標定；2023/5/1827方向盤轉角傳感器G85結構原理利用光柵原理測量角度。傳感器構成如下：-a光源；-b編碼盤；-c+d光學傳感器；-e整圈計數器我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。光束通過孔隙照到傳感器上，產生電壓信號。如果光線被擋住，電壓消失。2023/5/1828移動模板產生2個不同的電壓序列。其中一個模板因孔隙間隔一致，產生的電壓信號也是規(guī)則信號。另一塊模板因不規(guī)則間隙生成不規(guī)則信號。比較2個信號，系統可以計算出模板移動的距離。由不規(guī)則板確定運動的起始點。方向盤轉角傳感器G852023/5/1829側向加速度傳感器G200安裝位置：轉向柱下方偏右側，與橫擺角速度傳感器一體。任務：確定側向力失效影響：沒有G200信號，無法識別車輛狀態(tài)，ESP失效測量精度：1.2V/g測量范圍：+-1.7g(加速度） 信號：0-2.5V2023/5/1830側向加速度傳感器G200結構原理按電容器原理工作：兩個串聯電容，中間極片可在作用力下運動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側向力作用下，其中一個電容間隙增加，另一個減小，串聯電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側向力的大小和方向。2023/5/1831橫擺角速度傳感器G202安裝位置：轉向柱下方偏右側，與側向加速度傳感器一體。任務：G202感知作用在車輛上的扭矩，識別車輛圍繞垂直于地面軸線方向的旋轉運動。失效影響：沒有此信號，控制單元不能識別車輛是否發(fā)生轉向，ESP功能失效。2023/5/1832結構原理其基本工作原理簡化成左圖雙調節(jié)叉結構，1激勵叉，1測量叉雙叉經過匹配，使得激勵叉在11千赫時共振，而測量叉在11.33千赫時產生共振，向雙叉施加11千赫的交變電壓，在激勵叉上發(fā)生共振，而測量叉上不出現。發(fā)生共振的調節(jié)叉對于外力的反應，要比沒有發(fā)生共振的調節(jié)叉運動響應慢。橫擺角速度傳感器G2022023/5/1833這意味著，車輛的角加速度使得測量叉與車輛同步運動，而共振叉滯后于車輛的運動。結果，雙叉發(fā)生扭曲。搖擺的結果是改變了叉上的電荷分配，傳感器感知此信號并將其傳遞給控制單元。橫擺角速度傳感器G2022023/5/1834縱向加速度傳感器G249注：只在4驅車上安裝此傳感器。對于單軸驅動車輛，系統通過計算制動壓力、車輪轉速信號以及發(fā)動機管理系統信息，得出縱向加速度。2023/5/1835此開關安裝在儀表板上。按此開關可關閉ESP/TCS功能，并由儀表上的警告燈指示出來。再次按壓此開關可重新激活TCS/ESP功能如果司機忘記重新激活TCS/ESP，再次啟動發(fā)動機后系統可被重新激活。TCS/ESP開關E256下列情況下，有必要關閉ESP-在積雪路面或松軟路面上，讓車輪自由轉動，前后移動車輛。-安裝了防滑鏈的車輛-在測功機上檢測車輛ESP正在介入時，系統將無法被關閉。E256失效，ESP將不起作用2023/5/1836制動壓力傳感器G201安裝位置：在主缸上為最大限度的保證安全，有些系統采用了2個傳感器（雙重保障，實際1個就夠用，本車采用1個）功能：計算制動力，控制預壓力2023/5/1837信號失效影響：ESP功能不起作用。最大測量值：170bar最大能量消耗：10mA5V制動壓力傳感器G2012023/5/1838結構原理：兩傳感器都是電容型傳感器.為便于說明，我們用簡化的電容來說明如何感知制動壓力。電容大小C由兩極間間隙決定（其它因素不變），它可吸收一定量電荷。其中一個電極被固定，另一個可在壓力作用下移動。制動壓力傳感器G2012023/5/1839當壓力作用在可移動電極上時，兩極間間隙變小，電容增大。壓力降低時，電極間隙增大，電容減小。通過電容變化，指示壓力變化。制動壓力傳感器G2012023/5/1840車輪轉速傳感器G44-G47如果車輪轉速傳感器出現故障，ABS警告燈，TCS/ESP警告燈，將亮起，相關系統關閉。但EBD（電子制動力分配）仍有效。如果此故障在自測試過程中或車速大于20公里時不再出現，則警告燈熄滅。發(fā)動機扭矩調節(jié)：如果ESP和TCS都想降低發(fā)動機扭矩，將優(yōu)先采用最大調節(jié)量。ESP與EBC:當ESP工作時，EBC需要介入，則此時EBC起作用，提高發(fā)動機轉速。優(yōu)先原則2023/5/1841帶有ESP功能伺服器不同于傳統的制動助力器。在緊急情況下（急踩制動踏板），可實現快速升壓.助力器在無制動踏板觸動時,無助力,靠控制單元內的液壓泵建立預壓力。制動伺服器2023/5/1842液壓單元液壓單元有兩條對角線制動回路。和先前的ABS控制單元比較，每條制動回路上多了二個控制電磁閥?；赜捅每勺耘艢?。轉換閥N225,N226行駛動態(tài)控制高壓閥N227,N228如果某一閥工作不正常，系統將關閉。泵及所有閥被連續(xù)監(jiān)控，發(fā)生電器故障，需更換控制單元。2023/5/1843單輪液壓回路這里，我們以其中一個制動回路上的車輪制動過程為例，說明液壓單元是如何工作的?；静考校嚎刂崎yN225,a；動態(tài)控制高壓閥N227,b；進油閥c；出油閥d；制動缸e,回流泵f；主動伺服器g；低壓蓄能器h；增壓階段：助力器建立預壓力使回流泵吸入制動液。N225關閉，N227打開，進油閥保持開啟，直到車輪被制動到所需要的制動強度。2023/5/1844單輪液壓回路保壓階段：所有閥關閉。減壓階段：出油閥打開，N225視壓力大小打開或關閉，N227和進油閥關閉。制動液經N225和主缸回到儲液罐。2023/5/1845右前-左后液壓回路2023/5/1846ESP控制框圖2023/5/18472023/5/1848ESP電路示意圖2023/5/1849電路圖代碼說明A/+ 正極連接D 點火開關E20 儀表及開關照明控制E256 TCS/ESP開關F 制動燈開關F9 手制動警報燈開關F34 制動液警報觸點F83 ESP制動識別開關G44-47 轉速傳感器G85 轉角傳感器G200 側向加速度傳感器J508 制動燈繼電器K14 手制動警報燈K47 ABS警報燈K118 制動系統警報燈K155 TCS/ESP警報燈L71 TCS開關照明M21 制動燈N99/101 ABS進油閥/133/134N100/102 ABS出油閥135/136N225 動態(tài)控制閥G201 制動壓力傳感器G202 偏航傳感器G214 制動壓力傳感器G249 縱向加速度傳感器J 發(fā)動機控制單元J104 帶ESP的控制單元J217 變速箱控制單元J285 儀表控制單元J401 導航控制單元N226 動態(tài)控制閥N227 動態(tài)控制高壓閥N228 動態(tài)控制高壓閥N247 電磁線圈S 保險絲V64 ABS回油泵A 自診斷線*僅適用于自動變速車輛**適用于帶有導航系統車輛***適用于四輪驅動車輛2023/5/18502023/5/18512023/5/18522023/5/1853車型識別連接2023/5/18542023/5/18552023/5/1856自診斷ESP系統中，如下自診斷功能可用：00；01；02；03；04；05；06；08；11特別說明：更換了方向盤轉角傳感器G85及控制單元J104后，須進行標定工作。即，傳感器學習方向盤正前方位置。若G85底部檢查孔內的黃點清晰可見，則表明傳感器在零點位置。更換了壓力傳感器、側向/縱向加速度傳感器，也需要做調整工作。偏航傳感器自動校準。下列04功能“基本設定”中的通道號：60-方向盤轉角傳感器零點調整63-側向加速度傳感器零點調整66-制動壓力傳感器零點調整69-縱向加速度傳感器零點調整（四輪驅動）2023/5/1857若當系統正在干預時發(fā)生故障，系統將盡可能完成干預操作。之后，相關系統關閉，警告燈亮起?？赏ㄟ^按壓TCS/ESP開關的方式關閉ESP功能。點火開關打開，如果系統正常，指示燈在3S后熄滅。系統正常TCS/ESP介入TCS/ESP故障或TCS/ESP開關關閉ABS/EDL及EBD保持有效ABS/EDL故障。所有系統關閉，EBD有效。例如：只有一個轉速傳感器失效ABS/EDL及EBD失效所有系統關閉。例如：2個以上轉速傳感器失效制動液液位過低。所有系統有效制動系統警告燈ABS警告燈TCS/ESP警告燈關于警告燈2023/5/1858關于備件使用偏航傳感器、側向加速度傳感器非常敏感，因此：請用原裝包裝運輸,安裝前打開包裝；勿使備件跌落；傳感器上不要放置重物；注意正確的安裝位置；保持工位清潔2023/5/1859附：基本設定操作1、G85零點平衡-連接VAG1551或VAS5051進入03地址-登錄11Q,40168Q（做多項調整時，只需登錄1次）-啟動車輛，在平坦路面試車，以不超過20km/h車速行駛-如果方向盤是正中位置（若不在正中位置，調整），停車即可，不要再調整方向盤，不要關閉點火開關-檢查08功能下004通道第一顯示區(qū)0度（手冊+-4.5)-04Q,060Q,ABS警告燈閃亮-06退出，ABS和ESP警報燈亮約2秒鐘-結束2023/5/18602、側向加速度傳感器G200零點平衡-將車停在水平面上-連接VAG1551或VAS5051進入03地址-登陸11Q,40168Q-04Q,063Q；ABS警報燈閃亮-結束06退出-ABS和ESP警報燈亮約2秒若顯示該功能不能執(zhí)行，說明登錄有誤。若顯示基本設定關閉，說明超出零點平衡允許公差。讀取08數據塊（004通道第二顯示區(qū)靜止時+-1.5；方向盤至止點，以20公里車速左/右轉彎，測量值應均勻上升）及故障記憶。然后重新進行。附：基本設定操作2023/5/1861附：基本設定操作3、制動壓力傳感器G201零點平衡-不要踩制動踏板-連接VAG1551或VAS5051進入03地址-進入08閱讀測量數據塊005通道檢查第一顯示區(qū)+-7bar,-登錄（11Q,40168Q)-04Q,066Q；ABS警報燈閃亮-結束06退出-ABS和ESP警報燈亮約2秒若顯示該功能不能執(zhí)行，說明登錄有誤。若顯示基本設定關閉，說明超出零點平衡允許公差。讀取08數據塊（005通道）及故障記憶。然后重新進行設定。2023/5/1862附：基本設定操作4、ESP啟動檢測ESP檢測用于檢查信號的可靠性（G200,G202,G201),拆卸或更換ESP部件后，必須進行ESP檢測。-連接VAG1551或VAS5051，打開點火開關，進入03地址-進入04基本設定，選擇093通道，按Q-顯示屏顯示on,ABS警報燈亮-拔下自診斷插頭，啟動發(fā)動機-用力踩下制動踏板（制動力應大于35bar),直到ESP警報燈K155閃亮-以15-30Km/h試車，時間不超過50s,行車時應保證ABS、EDS、ASR、ESP不起作用-轉彎并保證方向盤轉角大于90度-ABS警報燈和ESP警報燈熄滅，則ESP檢測順利完成。若ABS燈不滅，說明ESP檢測未順利完成；若ABS燈不滅且ESP燈亮起，查詢故障存儲器。2023/5/1863附：閱讀測量數據塊3km/h 3km/h2km/h1km/h顯示組001左前輪轉速傳感器的車輪速度0-55km/h左前輪轉速傳感器的車輪速度0-255km/h右前輪轉速傳感器的車輪速度0-255km/h左后輪轉速傳感器的車輪速度0-55km/h顯示車輪瞬時速度，可用于檢查轉速傳感器與車輪的匹配。2023/5/1864附：閱讀測量數據塊3km/h 3km/h2km/h1km/h顯示組002左前輪轉速傳感器的車輪速度0-55km/h左前輪轉速傳感器的車輪速度0-255km/h右前輪轉速傳感器的車輪速度0-255km/h左后輪轉速傳感器的車輪速度0-55km/h車在緩慢起步時，讀取002通道的值?？刂茊卧鎯D速傳感器第一批可用電壓信號，并將其作為固定值顯示在數據塊中。如果1、2區(qū)顯示值偏差大于6，3、4區(qū)顯示值偏差大于2，則可能：-傳感器與轉子間的間隙過大；-傳感器與轉子有外傷；-某一轉子有污泥等2023/5/1865附：閱讀測量數據塊unbetat aus ausaus顯示組003ASR/ESP警報燈aus(off);ein(0n)制動燈開關未踩下制動踏板應顯示unbetat踩下制動踏板應顯示betatigt，否則，檢查線路或調整制動開關制動系統警報燈aus(off);ein(on)ABS警報燈aus(off);ein(0n)注：自診斷過程中，ABS警報燈和制動系統警報燈一直在閃亮2023/5/1866附：閱讀測量數據塊0.05 0.0m/s2 1.265/s顯示組004未使用轉向角傳感器，直行時+-4.5橫向加速度傳感器，靜止時+-1.5m/s2,以20km/h,方向盤至止點，測量值應均勻上升。偏航傳感器，靜止時，