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 ElectronicStabilityProgram 简称 ESP 是博世 Bosch 公司的专利 ESP 车身电子稳定系统 ElectronicStabilityProgram 简称 ESP 是博世 Bosch 公司的专利 ESP ElectronicStabilityProgram 简介 其他公司类似产品 日产 车辆行驶动力学调整系统 VehicleDynamicControl简称VDC 丰田 车辆稳定控制系统 VehicleStabilityControl简称VSC 本田 车辆稳定性控制系统 VehicleStabilityAssistControl简称VSA 宝马 动态稳定控制系统 DynamicStabilityControl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 lockedBrakingSystem 防抱死刹车系统TCS TractionControlSystem 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 ABSTCSESP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 ElectronicControlUnit ECU ElectronicControlUnit 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 1AT 40 80 能承受1000Hz以下的振动因此ECU损坏的概率非常小 控制单元 ElectronicControlUnit 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A4LESP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A4LESP系统组成 奥迪A4LESP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1N225 出油阀N100 N102 N135 N136 行驶动态控制阀2N226 行驶动态控制高压阀2N228 行驶动态控制高压阀1N227 ABS警报灯K47制动系统警报灯K118ASR 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A4LESP系统元件分布 奥迪A4LESP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 控制阀1N226 动态调节 控制阀2 奥迪A4LESP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A4LESP控制单元 J104 奥迪A4LESP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A4LESP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A4LESP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A4LESP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A4LESP传感器G44 G47 G44 G47 转速传感器 G44 G47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A4LESP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A4LESP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 ElectroHydraulicBrake EMB ElectroMechanicalBrake ESP 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