汽车电子稳定系统(ESP).ppt

机电一体化讨论课汇报 汽车电子稳定系统（ESP）,第七组成员：,于洋 刘正操 王鑫磊 周霜,目 录,ESP简介、重要性、典型工作状况,ESP:车身电子稳定系统(Electronic Stability Program），简称（ESP)， 是博世（Bosch）公司的专利。,ESP:车身电子稳定系统(Electronic Stability Program），简称（ESP)， 是博世（Bosch）公司的专利。,ESP（Electronic Stability Program ）简介,其他公司类似产品： 日产：车辆行驶动力学调整系统（Vehicle Dynamic Control 简称VDC） 丰田：车辆稳定控制系统（Vehicle Stability Control 简称VSC） 本田：车辆稳定性控制系统（Vehicle Stability Assist Control 简称VSA） 宝马：动态稳定控制系统（Dynamic Stability Control 简称DSC ）,ESP的重要性,ESP= (ABS +TCS) 每当紧急情况出现的时候， 如急转弯或者遇到障碍物、意想不到的弯路，或者持续变化的路面时， ESP就会起作用。 ESP能够加强 ABS 和 TCS 的优点： 不仅改进车辆的机动性， 而且还使向各个方向的行驶更加稳定。,有ESP与只有ABS及TCS的汽车，它们之间的差别在于ABS及TCS只能被动地作出反应，而ESP则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然,ABS（Anti-locked Braking System)： 防抱死刹车系统 TCS（Traction Control System):牵引力控制系统/循迹控制系统（大众车型：ASR； 宝马车型：DTC；日系车型上叫TRC（TRAC） ）,在欧洲，每年有 5 万人死于车祸， 190 万人因此而受伤。德国的一项研究表明，涉及严重人身伤害的车祸当中有 1/4 都是由汽车侧滑所引起。 往往一个转弯就足以危及到生命。 ESP能够增加车辆的稳定性，减少打滑的危险。著名汽车生产厂商所作的研究表明， ESP可以将严重车祸的数量减少 50 。,德国保险业公会（GDV）的研究结果： 25 的涉及严重人身伤害的车祸都是因为车辆发生侧滑所引起。 60的致命车祸都是起因于由侧滑引起的侧面撞击。广泛使用 ESP 可以使严重车祸的数量大大下降。”,戴姆勒克莱斯勒的研究： 自从 1999 年将 ESP 作为所有梅塞德斯汽车标配使用以来，发生驾驶事故的梅塞德斯汽车的比例已经实际下降了 30 。这项研究结果是根据对 150 万辆汽车所进行的研究得出。,丰田的研究： 丰田公司对 100 万例驾驶事故进行了分析研究，研究表明，由于使用了 ESP，驾驶事故减少了 35% 。严重人身伤害的数量甚至已经降低了 50 。,大众公司的研究： 使用 ESP之后，因侧滑而发生的事故数量减少了 85 。大众公司根据 2002 年车祸的受害者人数计算，将 ESP作为标配安装在汽车上之后，车祸死亡人数可以降低 35 ，严重伤害人数降低约 25 。,美国爱荷华洲立大学的研究： 借助驾驶模拟器对驾驶员在危急情况下的反应进行了研究。安装 ESP之后，安装 ESP 车辆的驾驶员比未安装 ESP车辆的驾驶员紧急情况下能够控制住车辆的人数提高了 34 。,ABS TCS ESP 关系图,ESP 典型工作状况,在地面附着力不同的路面行驶,3,ESP 典型工作状况,ESP 典型工作状况,ESP 典型工作状况,ESP系统组成,2,信 号,执行器,ESP 系统组成,执行器,控 制 单 元（ECU）,转向 传感器,侧滑 传感器,横向加速度 传感器,车轮 传感器,传感器（Sensors）,侧滑 传感器,监测车体绕垂直轴线转动的状态,监测汽车转弯时的离心力,横向加速度 传感器,转向 传感器,监测方向盘的转向角度,监测各个车轮的速度转动,车轮 传感器,控制单元（Electronic Control Unit ）,ECU（Electronic Control Unit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样，由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。,U:6.5-16V（内部关键处有稳压装置） I :0.015-0.1A T:-4080 能承受1000Hz以下的振动 因此ECU损坏的概率非常小,控制单元（Electronic Control Unit ）,ECU与CAN数据总线,CAN数据总线：多路复用通信网络技术，将整车的ECU形成一个网络系统,多向可调电控座椅ECU,安全气囊系统ECU,主动悬架系统ECU,电控自动变速器ECU,ESP系统ECU,4轮驱动系统ECU,CAN数据总线,ESP的ECU,核心：CPU 功能：运算、控制 具体过程：发动机运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。 它还实行对存储器（ROM/RAM）、输入/输出接口（I/O）和其它外部电路的控制； ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取的数据为基础。这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算 。,ESP 控制开关 ON,ECU计算 （25HZ）,偏离,执行器,正常,传感器信号,执行器,对车轮独立的施加制动力（以液压系统为主的制动系统 ）,在特殊工况对变速箱的干预措施，通过发动机管理系统减小发动机扭矩,执行器,控制阀N225(a)反向打开。在出口阀打开时，入口阀保持关闭。制动液通过制动主缸返回储液罐。,入口阀关闭，出口阀也保持关闭。制动压力不能卸压。回油泵停止工作，高压阀N227(b)关闭。,ESP进行控制调整，动态液压泵(g)开始从制动液储液罐中向制动管路输送制动液。在制动分泵和回油泵内很快建立制动压力，回油泵开始输送制动液使制动压力进一步提高。,制动分泵(e) 回油泵(f) 动态液压泵(g) 制动助力器(h),控制阀N225(a) 高压阀N227(b) 入口阀(c) 出口阀(d),卸 压,保 压,建 压,部件组成,执行器,奥迪A4L电子稳定系统,3,奥迪A4L ESP部件组成及功用,1、ABS控制单元2、液压控制单元3、制动压力传感器4、侧向加速度传感器5、横摆率传感器6、ASR/ESP按钮7、方向盘转角传感器8、制动灯开关9-12、轮速传感器13、自诊断14、制动系统警报灯15、ABS警报灯16、ASR/ESP警报灯17、车辆和驾驶状态18、发动机控制调整19、变速箱控制调整,奥迪A4L ESP系统组成,奥迪A4L ESP系统组成,ASR/ESP按钮E256,制动灯开关F,制动踏板开关F47,转速传感器 后右G44/前左G47 前右G45/后左G46,方向盘角度传感器G85,侧向加速度传感器G200,制动压力传感器G201,横摆率传感器G202,附加信号 发动机管理 变速箱管理,行驶动态控制液压泵V156,进油阀N99,N101,N133,N134,回油泵继电器J105,回油泵V39,电磁阀继电器J106,行驶动态控制阀1 N225,出油阀N100,N102,N135,N136,行驶动态控制阀2 N226,行驶动态控制高压阀2 N228,行驶动态控制高压阀1 N227,ABS警报灯K47 制动系统警报灯K118 ASR/ESP警报灯K115,附加信号 发动机管理 变速箱管理 导航管理,自诊断,控制单元J104,传感器,执行元件,奥迪A4L ESP系统元件分布,奥迪A4L ESP系统电路图,A/+:正极连接 D：点火开关 E256：ASR/ESP按钮 F：制动灯开关 F47：制动踏板开关 G44：右后轮速传感器 G45：右前轮速传感器 G46：左后轮速传感器 G47：左前轮速传感器 G85：方向盘转角传感器,G200：侧向加速度传感器 G201：制动压力传感器 G202：横摆率传感器 J104：带有EDS/ASR/ESP的ABS控制单元 J105：回油泵（ABS）继电器 J106：电磁阀（ABS）继电器 J285：组合仪表显示控制单元 K47：ABS警报灯 K118：制动系统警报灯 K155：ASR/ESP警报灯,N227：动态调节-高压阀1 N228：动态调节-高压阀2 S：保险 V39：ABS回油泵 V156：动态调节液压泵 A：连接手制动警报灯 B：导航系统 C：发动机扭矩控制 D：变速箱控制（自动变速箱） E：自诊断,N99：右前ABS入口阀 N100：右前ABS出口阀 N101：左前 ABS入口阀 N102：左前 ABS出口阀 N133： 右后ABS入口阀 N134：左后 ABS入口阀 N135：右后ABS出口阀 N136：左后 ABS出口阀 N225：动态调节-控制阀1 N226：动态调节-控制阀2,奥迪A4L ESP系统电路图,J104：带有ESP的ABS控制单元,控制单元J104主要负责整个系统的信息运算分析和控制指令的发出，为了保障系统的可靠性，在系统中有2个处理器，二者都用同样的软件处理信号数据，并相互监控比较。如果控制单元出现故障，驾驶者仍可做一般的制动操作，但ABS、EDL、EBD、TCS、ESP等功能都将失效，这时可诊断出“控制单元故障”或“供电电压故障”的故障存储。,奥迪A4L ESP控制单元（J104）,奥迪A4L ESP传感器,方向盘转角传感器,侧向加速度传感器,横摆率传感器,制动传感器,转速传感器,Sensors,奥迪A4L ESP传感器 G85,G85：方向盘转角传感器,G85是依据光栅原理进行角度的测量，G85位于转向灯开关总成和方向盘之间，集成在安全气囊的螺旋电缆内，该传感器根据驾驶员操纵方向盘的不同程度，向控制单元传送方向盘转动的角度，测量的角度范围是540，对应方向盘转3圈。,奥迪A4L ESP传感器 G200,G200：侧向加速度传感器,G200可以确定车辆是否受到使车辆发生滑移作用的侧向力，以及侧向力的大小。,奥迪A4L ESP传感器 G202,G202：横摆率传感器,G202主要是用以确定车辆是否沿垂直轴线发生转动，并给控制单元提供转动速率。,在实际结构中，G200、G202二者集成在一起，共同安装在一个舱盒内，位于前仪表台内，为车辆的重心位置，这样既可以减小安装尺寸，又能保证精确的配合数值。,奥迪A4L ESP传感器 G44-G47,G44G47:转速传感器,G44G47是用以检测每个车轮的实际转速，以便判断车轮的运动状态。,奥迪A4L ESP传感器 G201,G201通知控制单元制动系统的实际压力，控制单元相应计算出作用在车轮上的制动力和整车的纵向力大小，如果ESP正在对不稳定状态进行调整，控制单元将这一数值包含在侧向力计算范围之内。,G201：制动传感器,奥迪A4L ESP液压制动系统,ESP作用具体案例,ESP作用具体案例,ESP作用具体案例,ESP作用具体案例,ESP工作过程,ESP未来发展趋势,4,ESP发展趋势,传感器的优化,集成控制是今后发展的方向,随着汽车 底盘动力学 控制的不断发展， 汽车稳定性控制将综合 考虑对制动系统、悬架系统 和转向系统的协调控制，并共享 传感器信号，进一步提高汽车的稳定性,ESP未来发展趋势,普通 制动,ABS/ TCS,EHB （Electro Hydraulic Brake）,EMB （Electro Mechanical Brake）,ESP,EMB优点简介,汽 车 制 动 系 统 的 最 终 发 展 目 标,EMB,