汽车新技术配置章车身稳定控球ESP制动PPT课件

1、2021-11-261第1页/共84页2021-11-262第2页/共84页2021-11-263第3页/共84页2021-11-264一、ESP电子车身稳定系统名称：ESP=DSC=VSC电子车身稳定系统 识别： 问题： 躲避前方突然出现的障碍物； 在急转弯车道上高速行驶； 在地面附着力不同的路面行驶。 原因：高速，物理条件 ESPVSC第4页/共84页2021-11-265二、安全意义ESPESP主动安全性主动安全性防止车辆侧滑发生意外事故ESPESP被动安全性被动安全性在事故中减少侧面碰撞发生几率第5页/共84页2021-11-266安全意义侧面碰撞数量/总碰撞数量=11%侧面碰撞伤亡/

2、总碰撞伤亡=47%第6页/共84页2021-11-267 实际维修ESP过程中，只有当ESP指示灯能正常亮与灭，就可以了，没有“路试” 这个说法。第7页/共84页2021-11-268ABSABS系统防止制动时车轮出现抱死，使车辆具有方向性和稳定性，并缩短制动距离。EBD-Electronic Brake Pressure DistributionEBD 系统是防止ABS起作用以前，或者由于特定的故障导致ABS失效后，后轮出现过度制动。EDL-Electronic Differential Lock两驱动轮在附着系数不同的路面上，出现单侧车轮打滑时，制动打滑车轮。TCS-Traction Co

3、ntrol System通过发动机管理系统干预及制动车轮，防止驱动轮打滑。例如在沙石及冰面上。ESP- 通过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。 EBC-Engine Braking Control防止在发动机制动时（突然收油门踏板或挂入低档）出现驱动轮抱死。 第8页/共84页2021-11-269TCSEDL ABS/ EBDESP装备ESP的车型，将同时具有TCS （ASR)、EDL、ABS功能装备TCS的车型，将同时具有EDL、ABS功能第9页/共84页2021-11-2610汽车技术进步的一个主要任务就是提高主动安全性以避免发生事故，并充分发挥车辆的动力性能。ABS/

4、TCS系统就是要防止在车辆加速或制动时出现我们所不期望的纵向滑移。而Electronic Dynamic Control /ESP就是要控制横向滑移。他是各种工况下的一个主动安全系统，处理各种异常情况，减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。!只要 ESP识别出驾驶员的输入与车辆的实际运动不一致，它就马上通过有选择的制动/发动机干预来稳定车辆。第10页/共84页2021-11-2611四、工作过程 在车辆刚刚偏离正常行驶轨道，驾驶员还没有觉察到时，对车辆进行力矩控制，点亮指示灯对相应的车轮进行必要的制动，就能防止车辆进一步失去控制。请看第11页/共84页2021-11-2612ESP工作原理工作原理E

5、SP在对危急驾驶情况作出反应前，必须获得两个问题的应答：在对危急驾驶情况作出反应前，必须获得两个问题的应答：从方向盘角度传感器（1）和轮速传感器（2）得到a问题答案。a、驾驶者想操纵车驶向哪里？b、车辆实际驶向哪里？从横摆率传感器（3）和侧向加速度传感器（4）得到b问题答案。ESP控制单元进行比较ab车辆出现危急行驶状况，需要ESP进行控制调整。a=b车辆行驶情况正常、当车辆出现不足转向，通过对内弧线后部车轮施加相应的制动，并对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以阻止车辆向外驶出弯道。、当车辆出现过度转向，通过对外弧线前部车轮施加相应的制动，并对发动机和变速箱管理系统施加控制，ESP可以

6、阻止车辆向内滑移。第12页/共84页2021-11-2613ESP首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向（驾驶员意愿）a图ESP通过横摆角速度传感器（英文原称为yaw rate sensor ）,识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度及侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向 b图若ab,ESP判定为出现不足转向，若ab,ESP判定为出现过度转向，第13页/共84页2021-11-2614第14页/共84页2021-11-2615若要对14车轮制动，则电脑会使3、4、 5 、（右边三个）8元件动作第15页/共84页2021-11-2616第16页/共84页2021-11-26

7、17ESP controls each wheel slip: to directly change the brake and traction forces FB to indirectly change the side forces FS to control the yaw moment MYw on the carThe principle of brake control to control the yaw moment on the car works in every situation:ESP controls the yaw moment on the car in e

8、very situation like during ABS, TCS, coasting第17页/共84页2021-11-2618第18页/共84页2021-11-26191制动力和侧向力的合力在摩擦圆内，车辆具有转向能力。2制动力增加，侧向力将降低。3制动力等于附着力，车轮抱死。由于附着力全部用于制动，没有侧向力，车辆处于不受控状态。第19页/共84页2021-11-2620三、ESP系统组成电脑车辆稳定状态轮速传感器转向传感器横向加速度传感器旋转传感器ESP开关发动机与变速器电脑液压总成电磁阀 电动泵动力与档位压力传感器压力传感器自诊指示灯制动第20页/共84页2021-11-2621第

9、21页/共84页2021-11-2622传感器执行元件TCS/ESP开关E256制动灯开关FESP制动识别开关F83 在伺服器内转速传感器G44-G47方向盘转角传感器G85侧向加速度传感器G200制动压力传感器-1G201 横摆角速度传感器G202制动压力传感器-2G214纵向加速度传感器G249附加信号 发动机管理系统 变速箱管理系统ABS回油泵ABS进油阀N99,N101,N133,N134ABS 出油阀N100,N102N135.N136DDC阀N225,N226DDC高压阀N227,N228预压电磁线圈N247继电器J508ABS警告灯K47制动系统警告灯K118TCS/ESP警告灯

10、K155附加信号 发动机管理系统 速箱管理系统 巡航系统自诊接口ESP电控系统控制单元第22页/共84页2021-11-2623控制单元功能：-控制ESP，ABS,EDL,TCS,EBD及EBC-连续监控所有电气部件-支持自诊断打开点火开关后，控制单元将做自测试。所有的电器连接都将被连续监控，并周期性检查电磁阀功能。第23页/共84页2021-11-2624方向盘转角传感器G85安装位置：转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集成为一体。任务：向带有EDL/TCS/ESP的ABS控制单元传递方向盘转角信号。测量范围为+-720度，4圈测量精度：1.5度分辨速度：1-2000度/秒第

11、24页/共84页2021-11-2625失效影响：系统将不能识别车辆的预期行驶方向（驾驶员意愿），导致ESP不起作用方向盘转角传感器G85自诊断：更换控制单元或传感器后，需重新标定零点。标定方法及工作参数见自诊断部分。电路连接：G85是ESP系统中唯一一个直接由CANbus向控制单元传递信号的传感器。打开点火开关后，方向盘被转动4.5度(相当于1.5cm),传感器进行初始化。拆装注意事项：安装时，要保证G85在正中位置，观察孔内黄色标记可见；进行标定；第25页/共84页2021-11-2626方向盘转角传感器G85结构原理利用光栅原理测量角度。传感器构成如下：-a 光源；-b 编码盘；-c+d

12、光学传感器；-e整圈计数器我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。我们将结构简化一下，如左图：带孔模板1和模板2，光源在两板之间，光学传感器在两板之外。光束通过孔隙照到传感器上，产生电压信号。如果光线被挡住，电压消失。第26页/共84页2021-11-2627移动模板产生2个不同的电压序列。其中一个模板因孔隙间隔一致，产生的电压信号也是规则信号。另一块模板因不规则间隙生成不规则信号。比较2个信号，系统可以计算出模板移动的距离。由不规则板确定运动的起始点。方向盘转角传感器G85第27页/共84页2021-11-2628侧向加速度传感器G200安装位置

13、：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感器一体。任务：确定侧向力失效影响：没有G200信号，无法识别车辆状态，ESP失效测量精度：1.2V/g测量范围：+-1.7g(加速度）信号：0-2.5V第28页/共84页2021-11-2629侧向加速度传感器G200结构原理按电容器原理工作：两个串联电容，中间极片可在作用力下运动。电容可吸收一定量电荷。只要没有侧向力作用在中间极片上，则两电容间隙保持恒定，电容相等。中间电极在侧向力作用下，其中一个电容间隙增加，另一个减小，串联电容值也随之改变。最终，电荷的改变决定了侧向力的大小和方向。第29页/共84页2021-11-2630横摆角速度传感器G202安装位

14、置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速度传感器一体。任务：G202感知作用在车辆上的扭矩，识别车辆围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。失效影响：没有此信号，控制单元不能识别车辆是否发生转向，ESP功能失效。第30页/共84页2021-11-2631结构原理其基本工作原理简化成左图双调节叉结构，1激励叉，1测量叉双叉经过匹配，使得激励叉在11千赫时共振，而测量叉在11.33千赫时产生共振，向双叉施加11千赫的交变电压，在激励叉上发生共振，而测量叉上不出现。发生共振的调节叉对于外力的反应，要比没有发生共振的调节叉运动响应慢。横摆角速度传感器G202第31页/共84页2021-11-2632这意味着，车辆的

15、角加速度使得测量叉与车辆同步运动，而共振叉滞后于车辆的运动。结果，双叉发生扭曲。摇摆的结果是改变了叉上的电荷分配，传感器感知此信号并将其传递给控制单元。横摆角速度传感器G202第32页/共84页2021-11-2633纵向加速度传感器G249注：只在4驱车上安装此传感器。对于单轴驱动车辆，系统通过计算制动压力、车轮转速信号以及发动机管理系统信息，得出纵向加速度。第33页/共84页2021-11-2634此开关安装在仪表板上。按此开关可关闭ESP/TCS功能，并由仪表上的警告灯指示出来。再次按压此开关可重新激活TCS/ESP功能如果司机忘记重新激活TCS/ESP，再次启动发动机后系统可被重新激活

16、。TCS/ESP开关E256下列情况下，有必要关闭ESP-在积雪路面或松软路面上，让车轮自由转动，前后移动车辆。-安装了防滑链的车辆-在测功机上检测车辆ESP正在介入时，系统将无法被关闭。E256失效，ESP将不起作用第34页/共84页2021-11-2635制动压力传感器 G201安装位置：在主缸上为最大限度的保证安全，有些系统采用了2 2个传感器（双重保障，实际1 1个就够用，本车采用1 1个）功能：计算制动力，控制预压力第35页/共84页2021-11-2636信号失效影响：ESP功能不起作用。最大测量值：170bar最大能量消耗：10mA 5V制动压力传感器 G201第36页/共84页

17、2021-11-2637结构原理：两传感器都是电容型传感器.为便于说明，我们用简化的电容来说明如何感知制动压力。电容大小C由两极间间隙决定（其它因素不变），它可吸收一定量电荷。其中一个电极被固定，另一个可在压力作用下移动。制动压力传感器 G201第37页/共84页2021-11-2638当压力作用在可移动电极上时，两极间间隙变小，电容增大。压力降低时，电极间隙增大，电容减小。通过电容变化，指示压力变化。制动压力传感器 G201第38页/共84页2021-11-2639车轮转速传感器G44-G47如果车轮转速传感器出现故障，ABS警告灯，TCS/ESP警告灯，将亮起，相关系统关闭。但EBD（电子

18、制动力分配）仍有效。如果此故障在自测试过程中或车速大于20公里时不再出现，则警告灯熄灭。第39页/共84页2021-11-2640带有ESP功能伺服器不同于传统的制动助力器。在紧急情况下（急踩制动踏板），可实现快速升压.助力器在无制动踏板触动时,无助力,靠控制单元内的液压泵建立预压力。制动伺服器第40页/共84页2021-11-2641液压单元液压单元有两条对角线制动回路。和先前的ABS控制单元比较，每条制动回路上多了二个控制电磁阀。回油泵可自排气。转换阀N225,N226行驶动态控制高压阀N227,N228如果某一阀工作不正常，系统将关闭。泵及所有阀被连续监控，发生电器故障，需更换控制单元。

19、第41页/共84页2021-11-2642单轮液压回路这里，我们以其中一个制动回路上的车轮制动过程为例，说明液压单元是如何工作的。基本部件有：控制阀N225,a；动态控制高压阀N227,b；进油阀c；出油阀d；制动缸e,回流泵f；主动伺服器g；低压蓄能器h；增压阶段：助力器建立预压力使回流泵吸入制动液。N225关闭，N227打开，进油阀保持开启，直到车轮被制动到所需要的制动强度。第42页/共84页2021-11-2643单轮液压回路保压阶段：所有阀关闭。减压阶段：出油阀打开，N225视压力大小打开或关闭，N227和进油阀关闭。制动液经N225和主缸回到储液罐。第43页/共84页2021-11-

20、2644右前-左后液压回路第44页/共84页2021-11-2645ESP控制框图第45页/共84页2021-11-2646第46页/共84页2021-11-2647ESP与其它动力控制系统的关系（优先原则）TCS逻辑覆盖ESP逻辑（只发生在驱动轮）即：选择较低的制动压力施加在车轮上。与TCS直接介入有所不同的是，此时动力源来自ESP压力调节器，否则将破坏液压系统。ESP逻辑覆盖ABS逻辑。这是由于ESP系统将产生接近50%的滑移率来稳定车辆.（超出ABS20%逻辑控制范围）优先原则第47页/共84页2021-11-2648发动机扭矩调节：如果ESP和TCS都想降低发动机扭矩，将优先采用最大调

21、节量。ESP与EBC:当ESP工作时，EBC需要介入，则此时EBC起作用，提高发动机转速。优先原则第48页/共84页2021-11-2649ESP电路示意图第49页/共84页2021-11-2650电路图代码说明A/+正极连接D点火开关E20仪表及开关照明控制E256TCS/ESP开关F制动灯开关F9手制动警报灯开关F34制动液警报触点F83ESP制动识别开关G44-47转速传感器G85转角传感器G200侧向加速度传感器J508制动灯继电器K14手制动警报灯K47ABS警报灯K118制动系统警报灯K155TCS/ESP警报灯L71TCS开关照明M21制动灯N99/101ABS进油阀/133/1

22、34N100/102 ABS出油阀135/136N225动态控制阀G201制动压力传感器G202偏航传感器G214制动压力传感器G249纵向加速度传感器J发动机控制单元J104带ESP的控制单元J217变速箱控制单元J285仪表控制单元J401导航控制单元N226动态控制阀N227动态控制高压阀N228动态控制高压阀N247电磁线圈S保险丝V64ABS回油泵A自诊断线*仅适用于自动变速车辆*适用于带有导航系统车辆*适用于四轮驱动车辆第50页/共84页2021-11-2651第51页/共84页2021-11-2652第52页/共84页2021-11-2653第53页/共84页2021-11-26

23、54第54页/共84页2021-11-2655第55页/共84页2021-11-2656第56页/共84页2021-11-2657自诊断ESP系统中，如下自诊断功能可用：00；01；02；03；04；05；06；08；11特别说明：更换了方向盘转角传感器G85及控制单元J104后，须进行标定工作。即，传感器学习方向盘正前方位置。若G85底部检查孔内的黄点清晰可见，则表明传感器在零点位置。更换了压力传感器、侧向/纵向加速度传感器，也需要做调整工作。偏航传感器自动校准。下列04功能“基本设定”中的通道号：60-方向盘转角传感器零点调整63-侧向加速度传感器零点调整66-制动压力传感器零点调整69-

24、纵向加速度传感器零点调整（四轮驱动）第57页/共84页2021-11-2658若当系统正在干预时发生故障，系统将尽可能完成干预操作。之后，相关系统关闭，警告灯亮起。可通过按压TCS/ESP开关的方式关闭ESP功能。点火开关打开，如果系统正常，指示灯在3S后熄灭。系统正常TCS/ESP介入TCS/ESP故障或TCS/ESP开关关闭ABS/EDL及EBD保持有效ABS/EDL故障。所有系统关闭，EBD有效。例如：只有一个转速传感器失效ABS/EDL及EBD失效所有系统关闭。例如：2个以上转速传感器失效制动液液位过低。所有系统有效制动系统警告灯ABS警告灯TCS/ESP警告灯关于警告灯第58页/共8

25、4页2021-11-2659关于备件使用偏航传感器、侧向加速度传感器非常敏感，因此：请用原装包装运输,安装前打开包装；勿使备件跌落；传感器上不要放置重物；注意正确的安装位置；保持工位清洁第59页/共84页2021-11-2660附：基本设定操作1、G85零点平衡-连接VAG1551或VAS5051进入03地址-登录11Q,40168Q（做多项调整时，只需登录1次）-启动车辆，在平坦路面试车，以不超过20km/h车速行驶-如果方向盘是正中位置（若不在正中位置，调整） ，停车即可，不要再调整方向盘，不要关闭点火开关-检查08功能下004通道第一显示区0度（手册+-4.5)-04Q,060Q,ABS

26、警告灯闪亮-06退出，ABS和ESP警报灯亮约2秒钟-结束第60页/共84页2021-11-26612、侧向加速度传感器G200零点平衡-将车停在水平面上-连接VAG1551或VAS5051进入03地址-登陆11Q,40168Q-04Q,063Q；ABS警报灯闪亮-结束06退出-ABS和ESP警报灯亮约2秒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。读取08数据块（004通道第二显示区静止时+-1.5；方向盘至止点，以20公里车速左/右转弯，测量值应均匀上升）及故障记忆。然后重新进行。附：基本设定操作第61页/共84页2021-11-2662附：基本设定操

27、作3、制动压力传感器G201零点平衡-不要踩制动踏板-连接VAG1551或VAS5051进入03地址-进入08阅读测量数据块005通道检查第一显示区+-7bar,-登录（11Q,40168Q)-04Q,066Q；ABS警报灯闪亮-结束06退出-ABS和ESP警报灯亮约2秒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。读取08数据块（005通道）及故障记忆。然后重新进行设定。第62页/共84页2021-11-2663附：基本设定操作4、ESP启动检测ESP检测用于检查信号的可靠性（G200,G202,G201),拆卸或更换ESP部件后，必须进行ESP检测。-连

28、接VAG1551或VAS5051，打开点火开关，进入03地址-进入04基本设定，选择093通道，按Q-显示屏显示on,ABS警报灯亮-拔下自诊断插头，启动发动机-用力踩下制动踏板（制动力应大于35bar),直到ESP警报灯K155闪亮-以15-30Km/h试车，时间不超过50s,行车时应保证ABS、EDS、ASR、ESP不起作用-转弯并保证方向盘转角大于90度-ABS警报灯和ESP警报灯熄灭，则ESP检测顺利完成。若ABS灯不灭，说明ESP检测未顺利完成；若ABS灯不灭且ESP灯亮起，查询故障存储器。第63页/共84页2021-11-2664附：阅读测量数据块3km/h 3km/h 2km/h

29、 1km/h显示组001左前轮转速传感器的车轮速度0-55km/h左前轮转速传感器的车轮速度0-255km/h右前轮转速传感器的车轮速度0-255km/h左后轮转速传感器的车轮速度0-55km/h显示车轮瞬时速度，可用于检查转速传感器与车轮的匹配。第64页/共84页2021-11-2665附：阅读测量数据块3km/h 3km/h 2km/h 1km/h显示组002左前轮转速传感器的车轮速度0-55km/h左前轮转速传感器的车轮速度0-255km/h右前轮转速传感器的车轮速度0-255km/h左后轮转速传感器的车轮速度0-55km/h车在缓慢起步时，读取002通道的值。控制单元存储转速传感器第一

30、批可用电压信号，并将其作为固定值显示在数据块中。如果1、2区显示值偏差大于6，3、4区显示值偏差大于2，则可能：-传感器与转子间的间隙过大；-传感器与转子有外伤；-某一转子有污泥等第65页/共84页2021-11-2666附：阅读测量数据块unbetat aus aus aus显示组003ASR/ESP警报灯aus(off);ein(0n)制动灯开关未踩下制动踏板应显示unbetat踩下制动踏板应显示betatigt，否则，检查线路或调整制动开关制动系统警报灯aus(off);ein(on)ABS警报灯aus(off);ein(0n)注：自诊断过程中，ABS警报灯和制动系统警报灯一直在闪亮第6

31、6页/共84页2021-11-2667附：阅读测量数据块0.050.0m/s21.265/s显示组004未使用转向角传感器，直行时+-4.5横向加速度传感器，静止时+-1.5m/s2,以20km/h,方向盘至止点，测量值应均匀上升。偏航传感器，静止时，+-2.5度/秒注：自诊断过程中，ABS警报灯和制动系统警报灯一直在闪亮,车速超过20km/h时，控制单元将中止自诊断。第67页/共84页2021-11-2668附：阅读测量数据块1.06bar显示组005未使用未踏下制动踏板时，+-7bar未使用未使用第68页/共84页2021-11-2669附：阅读测量数据块0m/s2 显示组006纵向加速度传感器,静止时+-1.5m/s2,前进/后退加速时，该值匀速上升未使用未使用未使用第69页/共84页2021-11-2670附：阅读测量数据块 1 1 1 1显示组125发动机数据总线1数据总线以连接0数据总线未接好方向盘转角数据总线1数据总线以连接0数据总线未接好变速器数据总线（仅指自动箱）1连接0未接好四轮驱动数据总线第70页/共84页2021-11-2671有关各电器部件的电压、电阻详细检测数据，请参阅维修手册Mark 60制动系统自诊断 01-106至01-124页请使用用其它仪器得出的值可能不准确。第71页/共84页2021-11-2672五、ESP系统