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1、汽车电子稳定系统(ESP)_图文.ppt,汽车电子稳定系统(ESP)_图文.ppt,目 录,ESP系统组成2ESP未来发展趋势4ESP简介、重要性、典型,ESP简介、重要性、典型工作状况,1ESP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
2、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:车身电子稳定系统(Electronic Stabil,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
3、 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
4、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 。,ESP的重要性ESP= (ABS +TCS) 每当紧急情,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
5、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 。
6、,德国保险业公会(GDV)的研究结果:戴姆勒克莱斯勒的研究:,ABS TCS ESP 关系图,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 在地面附着力不同的路面行驶3在急,ESP 典型工作状况,ESP 典型工作状况,ESP 典型工作状况,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,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,信 号执行器ESP 系统组成执行器控 制 单 元(,传感器(Sensor
7、s),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,传感器(Sensors) 侧滑监测车体绕垂直轴线转动的状态,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
8、(内部关键处有稳压装置)I :0.015-0.1AT:-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 ),控制单元(Electronic Control Unit ),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,ECU与CAN数据总线CAN数据总线:多路复用通信网络技术,
9、,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,ESP的ECU核心:CPUESPECU计算偏离执行器正常传感,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
10、施,通过发动机管理系统减小发动机扭矩,执行器,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 ),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
11、,部件组成,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,奥迪A4L电子稳定系统,3,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部件组成及功用1、ABS控制单元2、液压控,奥迪A4L ESP系统组成,ASR/E
12、SP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K118ASR/ESP警报灯K115,
13、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系统组成ASR/ESP按钮E256制动灯,奥迪A4L ESP系统元件分布,奥迪A4L ESP系统元件分布控制单元制动助力器制动压力传,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
14、: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1N228:动态调节-高压阀2S: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
15、阀1N226:动态调节-控制阀2,奥迪A4L ESP系统电路图,奥迪A4L ESP系统电路图A/+:正极连接G200:侧向,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),J104:带有ESP的ABS控制单元控制单元J104主要负责,奥迪A4L E
16、SP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G200G201G202G44-G,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 G85G85:方向盘转角传感器,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
17、滑移作用的侧向力,以及侧向力的大小。,奥迪A4L ESP传感器 G200G200:侧向加速度传,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 G202G202:横摆率传感器,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
18、传感器 G44-G47G44G47:,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传感器 G201G201通知控制单元制,奥迪A4L ESP液压制动系统,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工作过程,ESP未来
19、发展趋势,4,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发展趋势近期未来传感器的优化集成控制是今后发展的方向,ESP未来发展趋势,普通制动,ABS/TCS,EHB(Electro Hydraulic Brake),EMB(Electro Mechanical Brake),ESP,ESP未来发展趋势普通ABS/ EHB,EMB优点简介,汽车制动系统的最终发展目标,EMB,制动系统结构简单,省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件,使整车质量降低,制动响应时间短,提高制动性能,无制动液,维护简单且不污染环境,易于改进,稍加改进就可以增加各种电控制功能,系统总成制造、装配、测试简单快捷,制动分总成为模块化结构,EMB优点简介汽EMB制动系统结构简单,省去了传统制动系统中,题外话,若驾车盲目开快车,任何再先进的安全装置都难以保全,装备ESP 系统的汽车,若将ESP系统关闭,紧急情况下,ESP仍然会强行介入,题外话12若驾车盲目开快车,任何再先进的安全装置都难以保全装,