汽车电子稳定系统(ESP)(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,ESP系统组成,2,ESP未来发展趋势,4,ESP简介、重要性、典型工作状况,3,1,奥迪A4L电子稳定系统,3,3,目 录,2,1,ESP简介、重要性、典型工作状况,3,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）,简单地说它是一个防滑系统.ESP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。以防车辆滑出跑道。,4,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-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,。,5,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。,6,ABS TCS ESP 关系图,7,ESP 典型工作状况,在地面附着力不同的路面行驶,3,在急转弯车道上高速行驶,1,躲避前方突然出现的障碍物,2,8,ESP 典型工作状况,9,ESP 典型工作状况,10,ESP 典型工作状况,11,ESP系统组成,2,12,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,13,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,14,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（内部关键处有稳压装置）,I :0.015-0.1A,T:-4080,能承受1000Hz以下的振动,因此ECU损坏的概率非常小,15,控制单元（,Electronic Control Unit,）,16,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,17,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,18,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,19,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,20,奥迪A4L电子稳定系统,3,21,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,22,奥迪A4L ESP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K118,ASR/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,23,奥迪A4L ESP系统元件分布,控制单元,制动助力器,制动压力传感器,动态液压泵,液压控制单元,侧向加速度传感器,横摆率传感器,轮速传感器,方向盘角度传感器,纵向加速度传感器,（仅quattro）,24,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：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1,N228：动态调节-高压阀2,S：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1,N226：动态调节-控制阀2,奥迪A4L ESP系统电路图,25,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）,26,奥迪A4L ESP传感器,G200,G201,G202,G44-,G47,G85,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,27,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,。,28,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,滑移,作用的,侧向力,，以及,侧向力的大小,。,29,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。,30,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,。,31,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,32,奥迪A4L ESP液压制动系统,33,ESP作用具体案例,34,ESP作用具体案例,35,ESP作用具体案例,36,ESP作用具体案例,37,ESP工作过程,38,ESP未来发展趋势,4,39,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,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,40,ESP未来发展趋势,普通,制动,ABS/,TCS,EHB,（Electro Hydraulic Brake）,EMB,（Electro Mechanical Brake）,ESP,41,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,42,题外话,1,2,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,43,Thank You!,ESP（Electronic Stability Program）,44,