ESP车身电子稳定系统.docx

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ESP车身电子稳定系统

题目：

ESP车身电子稳定系统探究

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摘要

ESP在现代汽车上的应用越来越多，从原来的高级车到现在的中低档车都开始配置，已经慢慢被众多车主所知。

ESP是一个主动安全系统，它是建立在其他牵引力控制系统之上的非独立系统。

所以对汽车ESP车身电子稳定系统的工作原理、组成部件、功能及其维修方法进行了探究。

关键词：

ESP工作原理传感器自诊断

引言-----------------------------------------------------------------------------—1

第一章ESP车身电子稳定系统探究-----------------------------------------------------------------------------—2

1.1ESP车身电子稳定系统的简介-----------------------------------------------------------------------------—2

1.2ESP车身电子稳定系统的概念-----------------------------------------------------------------------------—

第二章ESP的基本组成与基本原理-----------------------------------------------------------------------------—

2.1电子控制单元（ECU）-----------------------------------------------------------------------------—

2.2ESP基本原理-----------------------------------------------------------------------------—

第三章ESP车身电子稳定系统的工作过程-----------------------------------------------------------------------------—

3.1克服转向不足的操作-----------------------------------------------------------------------------—

3.2克服转向过度的操作-----------------------------------------------------------------------------—

第四章电子制动系统的维修-----------------------------------------------------------------------------—

4.1故障自诊断检测-----------------------------------------------------------------------------—

4.11相关基本设定-----------------------------------------------------------------------------—

引言

进入21世纪随着现代汽车技术爆炸式的发展，与人类的生活越来越紧密。

它方便了人们的生活，同时也隐藏着危机。

因此人们在注重汽车的舒适性、可靠性、经济性的同时，对汽车的安全性提出了更高的要求。

据统计，有25％导致严重人员伤亡的交通事故是由侧滑引起的，更有60％的致命交通事故是因侧面撞击而引起的，其主要原因就是车辆发生了侧滑。

而装配有电子稳定程序ESP的车辆情况就不同了：

ESP对过度转向或不足转向特别敏感，能够迅速识别出这种危险情况并且反应快如闪电，精确地干预制动方式，使车辆安全地行驶在正确的轨迹上并防止车辆侧滑大大减小了车辆侧滑而导致交通事故的比例。

所以ESP的出现在事故发生时为驾乘人员提供保护，而且是有效地避免了事故的发生。

第一章ESP车身电子稳定系统探究

1.1ESP车身电子稳定系统的简介

ESP是电子稳定程序（ElectronicStabilityProgram）的简称，它于1995年由德国博世公司（BOSCH）和梅赛德斯-奔驰（MERCEDES—BENZ）公司联合研制的汽车底盘电子控制系统。

在博世公司之后，也有很多公司研发出了类似的系统，如日产研发的车辆行驶动力学调整系统（VehicleDynamicControl简称VDC）[2]，丰田研发的车辆稳定控制系统（VehicleStabilityControl简称VSC）[3]，本田研发的车辆稳定性控制系统（VehicleStabilityAssistControl简称VSA）[4]，宝马研发的动态稳定控制系统（DynamicStabilityControl简称DSC）[5]等等。

1.2ESP车身电子稳定系统的概念

ESP包含了ABS（防抱死制动系统）、BAS（制动辅助系统）、ASR（加速防滑控制系统）、EBD（电子制动力分配系统）、TCS（牵引力控制系统）和主动车身横摆控制系统等系统的新型智能主动安全系统。

该系统能够控制驱动轮与控制从动轮纠正汽车的各种不稳定行驶状态，如后轮驱动汽车常出现的转向过多情况，此时后轮失控而甩尾，ESP便会刹慢外侧的前轮来稳定车子；在转向过少时，为了校正循迹方向，ESP则会刹慢内后轮，从而校正行驶方向，提高汽车线内行驶的稳定性同时也能缩短在弯道或湿滑路面上紧急制动时的制动距离。

1.3ESP的基本组成与基本原理

ESP系统由电子控制单元（ECU），方向盘转角传感器，轮速传感器，横摆角速度传感器，侧向加速度传感器及液压系统组成

ESP三大特点1．实时监控：

ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。

2．主动干预：

ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。

ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。

3．事先提醒：

当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。

2.1电子控制单元（ECU）

它与液压调节器集成在一起组成一个总成。

电子控制单元持续监测并判断的输入信号有：

蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。

将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储器里面预先设定的数据进行比对。

当电脑计算数据超出存储器预存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。

图3 电子控制单元（ECU）

1-电子控制单元（ECU）；2-液压调节器总成

2.8ESP基本原理

ESP工作时，首先通过转向盘转角传感器、轮速传感器信号识别转弯方向、角度、速度，从而判断驾驶员的驾驶意图；与此同时，ESP通过横摆角速度传感器、侧向加速度传感器识别车辆绕其垂直轴转动的方向、角速度以及旋转角度等，从而确定车辆的实际运动方向。

ECU将车辆实际运动方向与驾驶员的驾驶意图进行比较，如果车辆实际绕其垂直轴转动的角度小于由转向盘转角和轮速确定的车辆应该绕其垂直轴的转角，则判断为不足转向，ECU立即指令执行器使汽车内侧后轮制动，地面制动力将对汽车产生一个与转向方向相同的力矩，纠正不足转向，使汽车回到正常的路线，按照驾驶员的驾驶意图行驶。

反之，如果车辆实际绕其垂直轴转动的角度大于由转向盘转角和轮速确定的车辆应该绕其垂直轴的转角，则判断为过度转向，ECU立即指令执行器使汽车外侧前轮制动，地面制动力将对汽车产生一个与转向方向相反的力矩，纠正过度转向，使汽车回到正常的路线，按照驾驶员的驾驶意图行驶。

ESP起作用时，如果单独制动某一车轮不足以稳定车辆，还可以根据情况同时对两个或多个车轮制动，对各个车轮的制动力也可以不同。

此外，还可以根据情况对发动机的工作进行干预，降低发动机的输出转矩，达到迅速有效控制车辆稳定的目的。

第三章电子稳定程序（ESP）工作过程

电子稳定程序（ESP）用于在高速转弯或在湿滑路面上行驶时提供最佳的车辆稳定性和方向控制。

电子控制单元（ECU）通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方向；通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实际行驶方向。

当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要求不符时，电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动机扭矩减小功能并向发动机控制模块（ECM）发送一个串行数据通信信号，请求减小发动机扭矩。

如果电子稳定程序仍然检测到车轮侧向滑移，则电子稳定程序将根据“从外部作用于车辆上的所有力（不管是制动力、推动力，还是任何一种侧向力）都会使车辆环绕其重心而转动”的原理，通过对前、后桥一个以上的车轮进行制动干预，迅速克服以下操作缺陷，使车辆不偏离正确的行驶轨迹，确保安全。

3.1克服转向不足的操作

 转向不足示意图（见图3.1），方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要朝方向“A”转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”，同时车辆前端开始向方向“C”滑移，说明车辆出现转向不足，电子稳定程序将实行主动制动干预。

如图3.2所示，电子稳定程序利用ABS-TCS系统中已有的主动制动控制功能,对左后轮进行制动干预，此刻，由于左后轮被制动，而车子的重心因惯性作用继续向前运动，于是车子就只好以左后轮为支点，绕着它旋转，这样一来，车子就朝方向“A”转向，即朝驾驶员想要的方向转向。

转向不足的操作缺陷就被克服，它的控制油路（见图3.3）。

当电子控制单元检测到车辆转向不足时，电子控制单元将向液压调节器发送信号，关闭前和后隔离阀，以使后轮制动回路与总泵隔离开来，防止制动液返回总泵；打开前和后启动阀，使制动液从制动总泵进入液压泵中；关闭右前和右后进口阀，以隔离右轮液压回路，从而使液压调节器只向左轮提供制动液压力；运行液压调节器泵，将合适的制动液压力施加到左轮制动轮缸上，以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。

如果在ESP模式下进行人工制动，则退出ESP制动干预模式并允许常规制动。

图3.1 转向不足示意图

图3.2 克服转向不足控制示意图

图3.3 克服转向不足控制油路图

1-液压调节器总成；2-隔离阀；3-启动阀；4-右前和右后进口阀；4a-左前和左后进口阀；5-液压泵；6-左前和左后出口阀；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节器泵产生的制动液压力流；M-泵电机

3.2克服转向过度的操作

转向过度示意图见图25，方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要朝方向“A”转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”，同时车辆后端开始向方向“C”滑移。

说明车辆开始转向过度，电子稳定程序将实行主动制动干预。

如图26所示，电子稳定程序利用ABS-TCS系统中已有的主动制动控制功能，对右后轮进行制动干预，此刻由于右后轮被制动，而车子的重心因惯性作用继续向前运动，于是车子就只好以右后轮为支点，绕着它旋转，这样一来，车子就朝方向“A”转向，即朝向驾驶员想要的方向转向。

转向过度的操作缺陷就被克服，它的控制油路见图27，当电子控制单元检测到车辆转向过度时，向液压调节器发送一个信号，关闭前和后隔离阀，以将制动液回路与总泵隔离开来，防止制动液返回总泵；打开前和后启动阀，使制动液从制动总泵进入液压泵中；关闭左前和左后进口阀，以隔离左轮液压回路，从而使液压调节器只向右轮提供制动液压力；运行液压调节器泵，将合适的制动液压力“C”施加到右轮制动轮缸上，以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。

图25 转向过度示意图

图26 克服转向过度操作示意图

图27 克服转向过度控制油路图

1-液压调节器总成；2-隔离阀；3-启动阀；4-左前和左后进口阀；4a-右前和右后进阀；5-液压泵；6-右前和右后出口阀；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节器泵产生的制动液压力流；M-泵电机

第四章电子制动系统的维修

4.1故障自诊断检测

使用大众故障诊断仪V.A.G1551（或1552）、V.A.S5051（或5052）可对系统进行故障自诊断检测。

输入地址码“0”和“3”键选择“制动电控系统”，然后输入功能代码“0”和“2”，“查询故障记忆”，即可读取故障码；输入功能代码“0”和“5”，“清除故障记忆”，即可清除故障码；输入功能代码“0”和“8”，“读取测量数据块”即可读取数据块；输入功能代码“0”和“3”，“执行元件测试”即可对执行元件进行测试；输入功能代码“0”和“4”，“基本设定”。

4.11相关基本设定

1.转向盘转角传感器G85零点平衡

1）连接V.A.G1551或V.A.S5051，输入“03”地址码。

2）登录“11”，“Q”，“40168”，“Q”（做多项调整时，只需登录一次）。

3）驾驶车辆在平坦路面上以不超过20km/h的车速行驶。

4）如果转向盘在正中位置（否则调整至正中位置），停车即可，不要再调整转向盘，不要关闭点火开关。

5）输入功能代码“08”读取测量数据块“004”，测量数据块第一显示区应为0°。

6）输入功能代码“04”，“Q”，输入显示组号“060”，“Q”，ABS警告灯闪亮。

7）输入功能代码“06”退出，ABS和ESP警告灯亮约2s。

8）结束。

2.侧向加速度传感器G200零点平衡

1）将车停在水平路面上。

2）连接V.A.G1551或V.A.S5051，输入“03”地址码。

3）登录“11”，“Q”，“40168”，“Q”。

4）输入功能代码“04”，“Q”，输入显示组号“063”，“Q”，ABS警告灯闪亮。

5）输入功能代码“06”退出，ABS和ESP警告灯亮约2s。

6）若显示该功能不能执行，说明登录有误；若显示基本设定关闭，说明超出零点平衡允许公差。

输入功能代码“08”读取测量数据块“004”，（测量数据块第二显示区静止时±1.5；转向盘转至止点，以20km/h车速左/右转弯，测量值应均匀上升）及故障记忆。

然后重新进行设定。

3.制动压力传感器G201零点平衡

1）不要踩制动踏板。

2）连接V.A.G1551或V.A.S5051，输入“03”地址码。

3）输入功能代码“08”读取测量数据块“005”，检查第一显示区应为±0.7MPa。

4）登录“11”，“Q”，“40168”，“Q”。

5）输入功能代码“04”，“Q”，显示组号“066”，“Q”，ABS警告灯闪亮。

6）输入功能代码“06”退出，ABS和ESP警告灯亮约2s。

7）若显示该功能不能执行，说明登录有误；若显示基本设定关闭，说明超出零点平衡允许公差。

输入功能代码“08”读取测量数据块“005”及故障记忆，然后重新进行设定。

4.ESP传感器信号检测

ESP传感器信号检测用于检查传感器（G200、G202、G201）信号的可靠性。

拆卸或更换ESP部件后，必须进行ESP传感器信号检测，具体方法如下：

1）连接V.A.G1551或V.A.S5051，接通点火开关，输入“03”地址码。

2）输入功能代码“04”，“Q”，输入显示组号“093”，“Q”。

3）显示屏显示“ON”，ABS警告灯闪亮。

4）拔下自诊断插接器，起动发动机。

5）用力踩下制动踏板（制动力应大于3.5Mpa），直至ESP警告灯K155闪亮。

6）以15～30km/h的车速试车，时间不超过50s，行车时应保证ABS、EDL（电子差速锁）、ASR、ESP不起作用。

7）转弯并保证转向盘转角大于90°。

8）ABS警告灯和ESP警告灯熄灭，则ESP检测顺利完成。

9）若ABS灯不灭，说明ESP检测未顺利完成，应重复上述操作；若ABS灯不灭且ESP灯点亮，说明系统存在故障，应查询故障存储器，并排除故障后，再重新进行ESP检测。