电子稳定程序原理与检修课件

1、汽车辅助电控系统与检修汽车工程学院 陈世江项目五 电子稳定程序原理及检修第1页，共51页。5.1 学 习 目 标 【知识目标: 】 1.了解ESP的作用及类型。 2.了解ESP的组成及控制原理。 3. 掌握典型ESP的结构与工作情况。 4. 掌握ESP常见故障的的现象、原因分析方法。【能力目标】 1. 能进行ESP系统的拆卸及安装。 2. 能分析ESP系统电路图。 3. 能进行ESP常见故障分析与检修。第2页，共51页。 电子稳定程序控制系统（Electronic Stability Program，简称ESP）属于车辆的主动安全.人们也可称之为动态驾驶控制系统.简单地说它是一个防滑系统. E

2、SP能够识别车辆不稳定状态，并通过对制动系统、发动机管理系统和变速箱管理系统实施控制，从而有针对性地弥补车辆滑动。5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第3页，共51页。ESP是在大众、奥迪、奔驰车型上使用此简称。在其它车型上，相同或相近功用的系统采用了不同的名字。如：Dynamic Stability Control(DSC)-BMWVehicle Stability Control(VSC)-ToyotaVehicle Stability Assist(VSA)-HondaAutomatic Stability Management SystemDriving Dyna

3、mic Control 5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第4页，共51页。1ESP作用1) 实时监控：ESP是一个实时监控系统，它每时每刻都在处理监控驾驶员的操控、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：主动调控发动机的转速并可调整每个车轮的驱动力和制动力，以修正汽车的过度转向和转向不足。3) 预警：ESP还有一个实时警示功能，当驾驶员操作不当和路面异常时，它会用警告灯警示驾驶员。 5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第5页，共51页。装备ESP的车型，将同时具有TCS （ASR)、EDL、ABS功能装备TCS的

4、车型，将同时具有EDL、ABS功能TCSEDL ABS/ EBDESP5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第6页，共51页。2.ESP的类型1) 4通道或4轮系统。能自动地向4个车轮独立施加制动力。2) 3通道系统。对2个前轮独立施加制动力，对后轮一同施加制动力。3) 2通道系统。只能对2个前轮独立施加制动力。 5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第7页，共51页。3ESP的组成及控制原理（1） ESP的组成ESP是以ABS基础，系统由各种传感器、ECU(中央控制处理单元)、和执行器三大部分组成， 5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基

5、本认识第8页，共51页。（2) ESP控制原理5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第9页，共51页。1) 转向不足不带ESP的挡车辆前轮发生侧滑时，会使转弯半径增大，从而出现车辆转向不足。装备有ESP的汽车此时系统使用发动机和变速器管理系统并有意识地对位于弯道内侧的后轮实施瞬间制动，防止车辆驶出弯道 5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第10页，共51页。2) 转向过度不带ESP的挡车辆后轮发生侧滑时，会使转弯半径减少，从而出现车辆转向过度。ESP系统使用发动机和变速器管理系统并有意识地对位于弯道外侧的前轮实施瞬间制动，防止车辆甩尾， 5.2 知识学

6、习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第11页，共51页。5.2 知识学习5.2.1 电子稳定程序控制系统的基本认识第12页，共51页。一、相关知识 (二)大众ESP的结构与工作原理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 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,

7、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 巡航系统自诊接口注：红色字体标注的部件，宝来车未采用第13页，共51页。1ESP传感器 (1) 转向角传感器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5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第14页，共51页。失效影响

8、：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；5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第15页，共51页。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光学传感器；-e整圈计数器带孔模板1和模板2，光源在两

9、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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第16页，共51页。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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第17页，共51页。安装位置：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

10、测量范围：+-1.7g(加速度）信号：0-2.5V(2) 横向加速度传感器G200 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第18页，共51页。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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第19页，共51页。(3)偏转率传感器G202安装位置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速度传感器一体。任务

11、：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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第20页，共51页。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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第21页，共51页。这意味着，车

12、辆的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G2025.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第22页，共51页。（4）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个传感器（双重保障，实际1个就够用，本车采用1个）功能：计算制动力，控制预压力5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第23页，共51页。(5) 车轮转速传感器G44G47 用以检测每个车轮的实际转速，以便判断车轮的运动状态。如果没有

13、信号，则ABS、ESP 警告灯亮，表明系统无法正常工作，即ABS、ESP 功能失效。(6) ASR/ESP 按钮E256 通常安装在仪表板附近，按下ASR/ESP 按钮E256，ESP 功能关闭；再次按该按钮，ESP 功能重新激活。 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第24页，共51页。2. ESP电子控制单元(ECU)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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第25页，

14、共51页。在三种情况下ESP 不应工作：ESP 开关应处于关闭状态；车辆从深雪或松软地面爬出来时；车辆带防滑链行驶时；车辆在功率试验台上开动时。在三种情况下ESP 系统将不能被关闭；ESP 正在工作；超过一定的车速；系统出现故障,此时组合仪表上的ESP 警告灯会报警。 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第26页，共51页。3. ESP执行器执行器包括ESP液压控制单元、电子节气门、ESP 警告灯等。(1) 液压控制单元 液压控制单元由电磁阀、液压泵、回油泵等组成 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第27页，共51页。单轮液压回路以其中一个制动

15、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；1)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。ESP 控制过程 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第28页，共51页。单轮液压回路2)保压阶段：所有阀关闭。3)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。5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的

16、结构与工作原理 第29页，共51页。(2) ESP 警告灯ESP 共有3 种警告灯，分别为制动装置警告灯K118、ABS 故障警告灯K47、ASR/ESP 警告灯Kl55。当系统处于不同的状态时，3 种警告灯就会有不同的显示，所以在实际应用过程中，可以根据3 种警告灯的显示情况来判断整个ESP 系统的工作是否正常。当ASR/ESP 起作用时，ASR/ESP 警告灯Kl55 闪烁；当按下ASR/ESP 按钮，且ABS有效时，ASR/ESP 警告灯Kl55 亮起；若ASR/ESP 系统及ABS 系统发生故障时，ASR/ESP警告灯Kl55 和ABS 故障警告灯K47 点亮。 5.2 知识学习5.2

17、.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第30页，共51页。4. ESP控制电路图 5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第31页，共51页。电路图代码说明K155TCS/ESP警报灯L71TCS开关照明M21制动灯N99/101ABS进油阀/133/134N100/102ABS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

18、磁线圈S保险丝V64ABS回油泵A自诊断线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5.2 知识学习5.2.2 大众轿车ESP的结构与工作原理 第32页，共51页。5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC1系统组成丰田LS400轿车VSC系统的大部分元件与TRC(驱动防滑控制系统)可共用。传感器部分增加了用于检测汽车

19、状态的横摆率传感器和减速度传感器(G传感器)；ECU部分增大了运算能力；执行器部分，改进了前轮的液压通道；信息显示部分增加了VSC蜂鸣器。 第33页，共51页。VSC系统元器件的安装位置5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第34页，共51页。1) 横摆率传感器装在汽车行李舱前部，与汽车垂直轴线平行。它只检测横摆率(汽车绕垂直轴旋转的角速度)。2) G传感器水平地安装在汽车重心附近地板下方的中间位置，它检测汽车的纵向和横向加速度。3) 转角传感器安装在方向盘后侧，直接检测由驾驶员操纵的方向盘转动。4) 制动液压传感器装在VSC液压控制装置的上部，检测由驾驶员

20、进行制动操作时制动液压的变化。 5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第35页，共51页。5) 轮速传感器装在每个车轮上，检测每个车轮的角速度。6) 节气门位置传感器装在节气门执行器上，检测由驾驶员操纵油门踏板引起的节气门开度角以及由VSC控制发动机输出引起的节气门开度角的变化。7) 制动踏板的操作传递到装在发动机舱一侧的VSC液压控制单元，在正常情况下，它执行通常的制动助力功能。当车轮在加速或减速下出现滑移时，它执行TRC和ABS功能；当汽车出现侧滑时，它执行VSC功能，把受到控制的制动液压施加到每个车轮。8) 节气门执行器安装在发动机进气通道上，在VSC

21、控制发动机输出功率期间，由它来启闭发动机节气门。9) ECU装在车厢内，的通过线束与每个传感器和执行器相连。 5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第36页，共51页。6.2 知识学6.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC2信息显示VSC系统假定驾驶员为主要操作者，需向驾驶员通过指示灯和蜂鸣器提供车辆或VSC工作状态信息，预警汽车在转弯时出现失控，确保安全行驶。信息显示主要由VSC工作指示灯、VSC蜂鸣器、侧滑指示灯、多路信息显示器(含VSC故障报警指示) 组成。 VSC的信息显示5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控

22、制系统 VSC第37页，共51页。3VSC液压控制装置的结构和工作原理(1) VSC液压控制装置的结构 VSV液压控制装置的结构5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第38页，共51页。(2) VSC液压控制装置的工作原理 抑制后轮侧滑的液压油管路图5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第39页，共51页。抑制前轮侧滑的液压油管路图5.2 知识学习5.2.3 丰田LS400轿车电子稳定程序控制系统 VSC第40页，共51页。1安全、整洁的汽车维修车间或模拟汽车维修车间。2齐备的消防用具及个人防护用具。3汽车维修举升机、汽车

23、电脑诊断仪及各种常用工具。4带ESP的车辆（以大众车为例）。5ESP检修专用工具。6. ESP试验台。 5.3 能力训练5.3.1 训练环境条件要求第41页，共51页。1. ESP报警灯故障诊断 （1）ABS报警灯K47不熄灭在打开点火开关及结束检测过程后，如果ABS报警灯K47不熄灭，则可能存在下述故障：1) 供电电压低于l0V。2) ABS有故障。如有故障时，防抱死功能被切断，但制动功能正常。3) 最后一次起动车辆后，转速传感器有偶然故障。在此状况下，起动车后且车速超过20kmh时，ABS报警灯K47自动熄灭。4) 组合仪表与控制单元Jl04间断路。5) 组合仪表损坏。 5.3 能力训练5

24、.3.2 能力训练任务任务十一 ESP诊断与检修第42页，共51页。二、项目实施 (二)项目实施步骤报警灯位置第43页，共51页。二、项目实施 (二)项目实施步骤（2) ABS报警灯K47熄灭和制动系统报警灯K118亮，故障原因如下：1) 驻车制动器已拉紧。2) 制动报警灯Kll8的控制有故障。3) 制动液液面过低。 如果K47及K118亮，说明ABS及EBD(电子制动力分配)有故障。 注意：如果ABS报警灯K47及制动系统报警灯K118亮，那么制动时后轮可能提前抱死。 第44页，共51页。二、项目实施 (二)项目实施步骤（3） ESP报警灯K155不熄灭 如果打开点火开关且检测结束后，K15

25、5不熄灭，故障原因如下：1) ASRESP按钮E256对正极短路。2) ESP报警灯Kl55的控制有故障。3) ASRESP已由E256切断，此故障只影响ASRESP安全系统，车上的ABSEBD(电子制动力分配系统)安全系统功能完全正常。车辆在行驶中，如ESP报警灯K 155闪亮，说现ASR及ESP正在工作。 第45页，共51页。二、项目实施 (二)项目实施步骤2. ESP自诊断与调整可利用自诊断系统使用VAGl551(或1552)、VAS5051(或5052)进行故障诊断。更换了转向盘转角传感器G85及控制单元Jl04后，须重新进行标定工作，即传感器零点位于转向盘正前方位置。若转向盘转角传感器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。横摆角速度传感器可自动校准。下列为O4功能“基本设定”中的通道号：60转向盘转角传感器G85零点调整。63侧向加速度传感器G200零点调整。66制动压力传感器G201零点调整。69纵向加速度传感器零点调整(四轮驱动) 。 第46页，共51页。二、项目实施 (二)项目实施步骤（1） 转向盘转角传感器G85零点平衡调整1) 连接VAGl551或VAS5051进人03地址。2) 登录11Q，40168Q(做多项调整时，只需登录1次)。3) 起动车辆，在平坦路面试车，以不超过20km