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1、目 录引 言1Introduction4References51 ESP系统的结构与组成81.1 电子控制单元（ECU）111.2 液压调节器总成131.3 前轮速度传感器141.4 后轮速度传感器151.5 ESP 开关161.6 方向盘转角传感器162 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程202.1 防抱死制动系统（ABS）的工作过程202.1.1常规制动202.1.2 ABS的工作时刻212.2 电子制动力分配（EBD）工作过程252.3牵引力控制系统（TCS）工作过程253 电子稳定程序（ESP）工作过程273.1 克服转向不足的操作273.2 克服转向过度的操作304 电子制动系统
2、的维修334.1 自诊断334.2 制动器排气程序334.3 方向盘转角传感器的校准344.4 电子控制单元和液压总成的维修344.5 轮速传感器的检查354.6 ESP开关的检查355 电子稳定程序（ESP）典型故障案例37结 论40参 考 文 献41致 谢42引 言ESP是汽车电子稳定程序 (Electronic Stability Program)的简写，由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDESBENZ)公司联合研制。1998年2月，梅赛德斯一奔驰公司首次在其A级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS)，电子制动力分配（EBD
3、）和牵引力控制（TCS）的基本功能；能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的行驶趋势，比如，由于人为或环境的干扰，轿车可能进入不稳定的行驶状态；特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷，如果得不到及时纠正，就会使车子偏离正确行驶路线，严重时，就有翻转趋势等危险。ESP系统通过智能化的电子控制方案，让汽车传动或制动系统产生所期望的准确响应，从而及时地，恰当地消除这些不稳定行驶趋势，使汽车保持在所期望的行驶路线上。ESP系统实际是一种牵引力控制系统，与其他牵引力控制系统比较，ESP不但控制驱动轮，而且可控制从动轮。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，ES
4、P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。 ESP系统包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统），是这两种系统功能上的延伸。因此，ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。有ESP与只有ABS及ASR的汽车，它们之间的差别在于ABS及ASR只能被动地作出反应，而ES
5、P则能够探测和分析车况并纠正驾驶的错误，防患于未然。ESP对过度转向或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保全。ESP系统是汽车主动安全性技术发展的一个巨大突破，它可以在极其恶劣的行车环境中确保汽车的行驶稳定性。是它的主动性，如果说ABS是被动地作出反应，那么ESP却可以做到防患于未然。汽车电子稳定程序控制系统（Electronic Stability Program），虽然不同的
6、车型，往往赋予其不同的名称，如BMW称其为DSC，丰田、雷克萨斯称其为VSC，而VOLVO汽车称其为DSTC，但其原理和作用基本相同。ESP系统除了具有ABS和TCS的功能之外，更是一种智能的主动安全系统，它通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态，并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图，识别出危险情况，并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。ESP能降低车辆侧滑的危险，从而降低事故的发生，显著减少因外界各种恶劣路况及驾驶员失误等造成的重大损失，极大地改善了汽车的动态行驶安全性。美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的一项报告称，在配备了 ESC 的车辆中，
7、客车单车碰撞事故减少30%，而轿车致命的单车碰撞事故也减少30%。就运动型多用途车而言，该事故下降率甚至更高，单车碰撞事故减少67%，而致命事故则减少63%。ESP的装配率因各个国家而异。根据博世的统计，2005年德国新车ESP装配率约为72，西欧的平均新车装配率约为44，在日本和北美，这个数字稍低，北美约为21%，日本约为15%。而目前中国的装配率还比较低，约为3%。图：2003-2005全球主要地区（国家）的新车ESP装配率来源：BOSCH；整理：水清木华研究中心目前主要有博世、德国大陆、日本电装、ADVICS、韩国万都、美国德尔福等少数几家公司生产ESP，其中博世占了较大份额。从博世19
8、95年推出ESP系统10以来，到2006年初博世累计销售了2000万套ESP系统。表：欧洲市场零部件企业ESP配套情况整车企业ABS/ESP 配套企业Sman博世，德尔福丰田博世，电装沃尔沃大陆特威斯Volkswagen（大众，包括Skoda和Bentley）博世，大陆特威斯，天合奥迪博世，大陆特威斯宝马博世、大陆特威斯菲亚特，包括阿尔法罗密欧和兰旗亚博世、天合福特，包括阿斯顿-马丁博世、大陆特威斯、天合通用欧洲，包括欧宝/伏克斯豪尔/萨博博世、大陆特威斯，天合捷豹/路虎博世、大陆特威斯奔驰，包括迈巴赫博世、大陆特威斯、德尔福日产博世保时捷博世、大陆特威斯PSA/标志-雪铁龙博世、大陆特威斯、
9、天合雷诺博世、大陆特威斯西特博世、大陆特威斯 IntroductionAutomotive electronic stability program ESP (Electronic Stability Program) for short, by the German Robert Bosch GmbH (BOSCH) and the Mercedes - Benz (MERCEDES-BENZ) joint development of the company. February 1998, the first time Mercedes-Benz A-class compact car i
10、n its installed in the bulk of the Electronic Stability travel system. It integrates electronic anti-lock braking system (ABS), electronic brake force distribution (EBD) and traction control (TCS) of the basic functions; that in a few milliseconds of time, identify trends in automobile driving insta
11、bility, such as , or the environment due to human interference, driving cars may enter an unstable state; in particular, often when the pilot turned to oversteer or understeer operating deficiencies, if not corrected in time, will make the car deviate from the correct driving line, serious, there ar
12、e other dangerous trend reversal. ESP electronic control system through intelligent program, let the car drive or braking system to produce the desired accuracy of response to timely and appropriate to eliminate these unstable driving the trend to maintain the desired vehicle driving route. ESP syst
13、em is actually a traction control system, traction control system compared with other, ESP not only control the driving wheel, and can control the driven wheel. Rear-wheel drive vehicles, such as turning too often the situation occurs, then the rear wheels and drift out of control, ESP will brake th
14、e outside front wheel to stabilize the slow car; in turn had a little time, in order to correct tracking direction, ESP will be slow the rear wheel brake to correct driving directions ESP systems include ABS (anti-lock brake system) and ASR (anti-skid system), is both an extension of the system func
15、tion. Therefore, ESP anti-skid device called a current vehicle the most advanced form. ESP system consists of control unit and steering sensors (monitoring of the steering wheel steering angle), the wheel sensor (to monitor the speed of rotation of each wheel), yaw sensor (monitoring body rotation a
16、round the vertical axis of the state), lateral acceleration sensor (to monitor when the vehicle turns centrifugal force) and so on. Control unit through which the sensor signals to determine the operational status of the vehicle, and then send control commands. There is only ABS and ESP with ASRs ca
17、r, the difference between them is the ABS and ASR can only respond passively, while the ESP is able to detect and analyze vehicle speed and correct driving errors before they occur. ESP of oversteer or understeer are particularly sensitive, for example, left over when the car in slippery steering (t
18、urning too fast) will produce the right side of the drift, the sensor will be quickly felt sliding it back in the right front brake adhesion to produce a reverse torque to keep the original car leaving the driveway. Of course, everything has a range of degrees, if blindly speeding drivers, and now h
19、ardly any safety devices are preserved. ESP vehicle active safety system is a huge breakthrough in technological development, it can travel in extremely harsh environments to ensure the cars driving stability. Its initiative, if the ABS is a passive response, then they can do preventive measures ESP
20、。 Electronic Stability Program vehicle control system (Electronic Stability Program), although different models, often giving it a different name, such as BMW called DSC, Toyota, Lexus called VSC, and VOLVO car called DSTC , but its principles and functions basically the same. ESP system with ABS an
21、d TCS addition to the function, it is also an intelligent active safety system, which through a highly sensitive sensors that monitor the state of the vehicle, and vehicles through the calculation to determine whether the direction of deviation from the intent of the drivers operation , identify haz
22、ards, and advance ruling out possible interventions driving the vehicle back to the stable state. ESP can reduce the risk of skidding of vehicles, thereby reducing accidents, significantly reduce the outside world and all kinds of bad road conditions caused by pilot error and other major losses, whi
23、ch greatly improved the cars dynamic driving safety. The National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) said in a report in the vehicles equipped with ESC, bus bicycle crashes by 30%, while the car is also fatal bicycle crashes by 30%. To sport utility vehicles, the decline in the accident r
24、ate is even higher, 67% reduction in bicycle crashes, and fatal accidents decreased by 63%. ESP assembly rates for each country to country. According to Bosch, in 2005 the German car ESP assembly rate of about 72%, Western Europe, the average rate of about 44% of new cars assembled in Japan and Nort
25、h America, this figure was slightly lower, about 21% in North America, Japan is about 15 %. At present, China is still relatively low assembly rate of about 3%. References1. THERMAL ENERGY and so on. New Automotive electrical and electronic control systems repair questions and answers. Beijing: Chin
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29、javec, Robert Scharff. Vehicle structure and maintenance. Beijing: China Machine Press first edition of the year 1999 in August 11. Mercedes - Benz STAR DIAGNOSIS detector for computer fault code (English) Figure :2003-2005 the worlds major regions (countries) of the new car assembly rate of ESPSour
30、ce: BOSCH; order: ResearchInChina Center At present, there are Bosch, Continental, Denso, ADVICS, South Korea Mando, Delphi, few companies produce ESP, which accounted for a larger share of Bosch. From the Bosch ESP system introduced in 1995, 10 since the beginning of 2006 the cumulative sales of 20
31、 million Bosch ESP system setsTable: European market parts business case supporting ESPVehicle businessABS/ESP Supporting enterprises SmanBosch, Delphi ToyotaBosch, DensoVolvoContinental TwissVolkswagen(Public, including Skoda and Bentley)Bosch, Continental, Twiss, TRWAudiBosch, Continental TwissBMW
32、Bosch, Continental TwissFiat, Alfa Romeo and the Blue Flag, including sub-Bosch, TRWFord, including the Aston - MartinBosch, Continental Twiss、TRWGM Europe, including the Opel / Vauxhall / SaabBosch, Continental Twiss，TRWJaguar / Land RoverBosch, Continental TwissMercedes-Benz, including the Maybach
33、Bosch, Continental TwissDelphiNissanBoschPorscheBosch, Continental TwissPSA/ Peugeot - CitroenBosch, Continental Twiss、TRWRenaultBosch, Continental TwissWestBosch, Continental Twiss1 ESP系统的结构与组成ESP 是在原有电子制动防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）和牵引力控制（TCS）的基础上发展起来的，奔驰轿车的制动系统具有上述所有功能。该电子制动系统由电子控制单元（ECU）、液压调节器总成、车轮
34、速度传感器、方向盘转角传感器、横向偏摆率传感器、车轮速度传感器脉冲环以及ESP控制开关等部件组成，其中电子控制单元与液压调节器是一体的。其系统组成如下图1-1，电路图如下图1-2。图1-1奔驰轿车电子制动系统的组成图1-前轮速度传感器；2-前轮速度传感器引线；3-电子控制单元（ECU）；4-液压调节器总成；5-方向盘转角传感器；6-横向偏摆率传感器；7-后轮速度传感器脉冲环；8-后轮速度传感器（字母A、B、C、D、E为上述该传感器或总成在汽车中的具体位置）图1-2 电子制动系统电路图1.1 电子控制单元（ECU）电子控制单元如图1-3所示，其插头端子视图如图1-4所示，各端子的作用见表1-1。
35、电子控制单元是ABS-TCS/ESP 系统的控制中心，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。根据所接收的输入信号，电子控制单元将向液压调节器、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送输出控制信号。表1-1 电子控制单元（ECU）各个端子的作用端子功用电路编号1继电器、阀和泵电机-主接地350212V连续供电电压-保险丝103542312V连续供电电压-保险丝3614404接地-电子控制单元接地15025左前轮速度传感器-信号8306未用-7左后轮速度
36、传感器-信号8848右后轮速度传感器-低参考电压8839右前轮速度传感器-低参考电压88310右前轮速度传感器-信号87211防抱死制动系统诊断启用79912未用-13未用-14CAN 高1250015横向偏摆率传感器-接地535316横向偏摆率传感器-信号71617组合仪表-制动电路113418横向偏摆率传感器-5V参考电压133719未用-20加速度传感器-信号208621-24未用-25CAN 低2250126左前轮速度传感器-低参考电压87327左后轮速度传感器-低参考电压8852812V点火供电电压-保险丝27 点火电压89329右后轮速度传感器-信号88230停车灯开关-12V信号
37、2031-34未用-35CAN 低1250136未用-37横向偏摆率传感器-自检133838-44未用-45CAN 高2250046未用- 图1-3 电子控制单元（ECU） 1-电子控制单元（ECU）；2-液压调节器总成图1-4 电子控制单元（ECU）插头端子视图（各端子的作用见表1） 当点火开关接通时，电子控制单元会不断进行自检，以检测并查明ABS-TCS/ESP 系统的故障。此外，电子控制单元还在每个点火循环都执行自检初始化程序。当车速达到约15 km/h时，初始化程序即启动。在执行初始化程序时，可能会听到或感觉到程序正在运行，这属于系统的正常操作。在执行初始化程序的过程中，电子控制单元将
38、向液压调节器发送一个控制信号，循环操作各个电磁阀并运行泵电机，以检查各部件是否正常工作。如果泵或任何电磁阀不能正常工作，电子控制单元会设置一个故障诊断码。当车速超过15 km/h时，电子控制单元会将输入和输出逻辑序列信号与电子控制单元中所存储的正常工作参数进行比较，以此来不断监测ABS-TCS/ESP 系统。如果有任何输入或输出信号超出正常工作参数范围，则电子控制单元将设置故障诊断码。1.2 液压调节器总成 液压调节器总成内部液压回路示意图如图1-5所示。为了能独立控制各车轮的制动回路，本系统采用了前/后分离的4 通道回路结构，每个车轮的液压制动回路都是隔离的，这样当某个制动回路出现泄漏时仍能
39、继续制动。液压调节器总成根据电子控制单元（ECU）发送的控制信号调节制动液压力。液压调节器总成包括回程泵、电机、储能器、进口阀、出口阀、隔离阀和后启动阀等部件。图1-5 液压调节器总成内部液压回路示意图1-液压调节器总成；2-回程泵；3-储能器；4-制动轮缸；5-制动总泵；6-进口阀；7-出口阀；8-隔离电磁阀；9-启动电磁阀；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-泵产生的制动液压力流；D-制动踏板踩下；M-电机1.3 前轮速度传感器前轮速度传感器（如图1-6所示）是一个电磁式传感器，是前轮轮毂总成的一部分，前轮轮毂总成是一个永久性的密封装置。左前和右前轮轮毂装有车轮
40、速度传感器和一个48 齿的磁脉冲环。图1-6 前轮速度传感器1-前轮速传感器；2-前轮毂总成1.4 后轮速度传感器 别克荣御采用后轮驱动，后轮速度传感器（如图1-7所示）位于主减速器后盖的支架上，也是电磁式传感器。后轮速度传感器脉冲环是主减速器内车桥法兰的一部分，不能单独维修。图1-7 后轮速度传感器1-后轮速传感器；2-传感器脉冲环1.5 ESP 开关 电子稳定程序（ESP）开关位于地板控制台上，如图1-8所示。该开关是一个瞬间接触开关，按一下ESP 开关，电子稳定程序从接通转至关闭。当电子稳定程序（ESP）关闭时，ABS-TCS 系统仍能正常工作。当ESP 处于关闭位置时，再次按一下ESP
41、 开关，将接通电子稳定程序。按下ESP 开关超过60s将被视为短路，会记录故障诊断码，且电子稳定程序在该点火循环内将被禁用。如果没有记录牵引力控制系统当前故障诊断码，电子稳定程序将在下一个点火循环复位到接通状态。图1-8 ESP 开关1-后轮速传感器；2-传感器脉冲环1.6 方向盘转角传感器方向盘转角传感器位于方向盘下面，位置如图1-9所示，内部结构如图1-10所示，插头端子视图如图1-11所示，各端子的作用见图1-2。方向盘转角传感器提供表示方向盘旋转角度的输出信号，参见图1-9。由于2只测量齿轮的齿数不同，故产生不同相位的两个转角信号，即能产生一个可表示760。方向盘旋转角度的输出信号，电
42、子控制单元利用这个信息计算出驾驶员所要求的方向。控制单元通过方向盘转角传感器与横向偏摆率传感器信号的比较，确定车辆实际行驶轨迹与驾驶要求是否一致，从而确定控制目标。图1-9 方向盘转角传感器的位置1-螺钉；2-螺旋电缆；3-转接板；4-螺钉；5-方向盘转角传感器；6-固定凸舌；7-转向信号解除凸轮图1-10 方向盘转角传感器1-齿轮；2-测量齿轮；3-磁铁；4-判断电路；5-各向异性磁阻（AMR）集成电路 图1-11 方向盘转角传感器端子视图（各端子的作用见图1-2）横向偏摆率传感器位于仪表板中央控制台下部，如图1-12所示，传感器插头端子视图见图1-13所示，各端子的作用见图1-2。横向偏摆
43、率传感器总成包括两个部件，一个是横向偏摆率传感器，另一个是横向加速度传感器。横向偏摆率传感器根据车辆绕其纵轴的旋转角度产生对应的输出信号电压；横向加速度传感器根据车轮侧向滑移量产生对应的输出信号电压。ESP控制单元利用横向偏摆率传感器和横向加速度传感器输出的这两个传感器信号，计算出车辆的实际行驶状态，再结合车轮速度传感器的输出信号和方向盘转角传感器的串行数据输出信号，确定控制目标。图1-12 横向偏摆率传感器 图1-13 横向偏摆率传感器插头端子视图（各端子的作用见图1-2）2 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程2.1 防抱死制动系统（ABS）的工作过程ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时
44、方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%90%、30%10%、15%20%。2.1.1常规制动当驱动轮还没有出现抱死倾向时，ABS系统不起作用，制动系统按常规制动方式进行制动，它的液压回路见图2-1。图2-1 常规制动控制油路1-制动总泵；2-制动轮缸；3-液压调节器总成；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；D-制动踏板踩下2.1.2 ABS的工作时刻当驱动轮出现抱死倾
45、向时，ABS系统起作用，此时，电子制动防抱死系统(ABS)就向其液压回路发布指令，液压回路就按下列三个阶段进行工作：1）ABS保压阶段：ABS的液压回路在工作时，一般均从保压阶段开始工作。因为在常规制动时，回路中已经建立了压力。控制油路见图2-2， ABS保压阶段的压力曲线见图2-3。电子控制单元监测并比较每个车轮速度传感器的信号以确定车轮是否滑移，如果在制动过程中检测到车轮滑移（如左后轮），电子控制单元将切换到保压阶段，并向液压调节器发送控制信号，以关闭左后进口阀。当左后进口阀和出口阀都关闭时，无论制动踏板所施加的制动液压力为多少，左后制动回路都将被隔离，从而使左后轮制动液压力保持恒定。图2
46、-2 ABS保压阶段控制油路1-液压调节器；2-进口阀；3-出口阀；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；D-制动踏板踩下A-常规制动时，建立起来的压力；B-保压阶段图2-3 ABS保压阶段液压曲线图2）ABS减压阶段：控制油路见图2-4，ABS减压阶段的压力曲线见图2-5。如果当防抱死制动系统处于保压阶段时仍然检测到左后车轮处于滑移状态，则电子控制单元将切换到ABS 减压阶段，电子控制单元向液压调节器发送控制信号，关闭左后进口阀；打开左后出口阀，左后轮制动液先被导入储能器，以保证制动液压力立即下降，储能器储存过量的左后轮制动液；运行液压调节器泵， 泵出左后轮制动液回流压力，从而使左后轮制动钳释放出来的制动液能够抵消制动踏板压力，返回到制动总泵。此时左后轮的抱死趋势将开始消除，随着左后制动轮缸制动压力的减小，左后轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速。 图2-4 ABS减压阶段控制回路1-液压调节器总成；2，3-进出口阀；4-液压泵；5-储能器；6-制动轮缸；7-制动总泵；A-常规的制动液压力；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；D-常规制动液与释放的制动液压力相组合图2-5 ABS减压阶段曲线图3）ABS建压阶段控制油路见图2-6,ABS建压阶段的压力曲线见图2-7。如果电子控制
