淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷

1、畢 業(yè) 論 文 標(biāo) 題： 淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷 關(guān) 鍵 詞： ESP組成原理 簡(jiǎn)單診斷 撰 寫 人：_ _ _ _ _ 指導(dǎo)教師：_ _ _ _ _ 提交日期： _ _2014年4月26日_ 摘 要本篇論文簡(jiǎn)要介紹ESP的一般結(jié)構(gòu)和工作原理及其控制原理，并闡述了ESP它包含防鎖死剎車系統(tǒng)（ABS）和驅(qū)動(dòng)輪防滑系統(tǒng)（ASR）等，可以說它是在其它主、被動(dòng)安全系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的一種功能性延伸，而并不是作為獨(dú)立配置存在的。另外還介紹了基本的ESP診斷步驟。關(guān)鍵詞： ESP組成原理 ；簡(jiǎn)單診斷 淺談汽車ESP系統(tǒng)的原理及故障診斷 前言： 引力控制系統(tǒng)ESP，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP不但

2、控制驅(qū)動(dòng)輪，而且可控制從動(dòng)輪。如后輪驅(qū)動(dòng)汽車常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向過多情況，此時(shí)后輪失控而甩尾，ESP便會(huì)剎慢外側(cè)的前輪來穩(wěn)定車子；在轉(zhuǎn)向過少時(shí)，為了校正循跡方向，ESP則會(huì)剎慢內(nèi)后輪，從而校正行駛方向。正文：ESP是汽車電子穩(wěn)定程序(Electronic Stability Program)的簡(jiǎn)寫，由德國博世公司(BOSCH)和梅賽德斯-奔馳(MERCEDESBENZ)公司聯(lián)合研制。1998年2月,梅賽德斯一奔馳公司首次在其A級(jí)微型轎車中成批地安裝該電控車輛穩(wěn)定行駛系統(tǒng)。它集成了電子制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS)，電子制動(dòng)力分配（EBD）和牽引力控制（TCS）的基本功能；能夠在幾毫秒的時(shí)間內(nèi)，識(shí)別出汽車不穩(wěn)

3、定的行駛趨勢(shì),比如，由于人為或環(huán)境的干擾，轎車可能進(jìn)入不穩(wěn)定的行駛狀態(tài)；特別是駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)“過度轉(zhuǎn)向”或“轉(zhuǎn)向不足”的操作缺陷，如果得不到及時(shí)糾正，就會(huì)使車子偏離正確行駛路線，嚴(yán)重時(shí)，就有翻轉(zhuǎn)趨勢(shì)等危險(xiǎn)。ESP系統(tǒng)通過智能化的電子控制方案，讓汽車傳動(dòng)或制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生所期望的準(zhǔn)確響應(yīng)，從而及時(shí)地，恰當(dāng)?shù)叵@些不穩(wěn)定行駛趨勢(shì)，使汽車保持在所期望的行駛路線上。ESP系統(tǒng)是汽車主動(dòng)安全性技術(shù)發(fā)展的一個(gè)巨大突破，它可以在極其惡劣的行車環(huán)境中確保汽車的行駛穩(wěn)定性。ESP系統(tǒng)里還包括ABS、EBD、TCS、EDL這幾項(xiàng)被動(dòng)安全系統(tǒng)，不難看出這些系統(tǒng)是相輔相成的，但是它們都是在駕駛者做出緊急反應(yīng)后才

4、會(huì)啟動(dòng)，所以都屬于被動(dòng)系統(tǒng)。再高的科技配置也需要我們自身的主動(dòng)安全來避免事故的發(fā)生。 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS（Anti-lock Braking System）:通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號(hào)，控制器指令調(diào)節(jié)器降低該車輪制動(dòng)缸的油壓，減小制動(dòng)力矩，經(jīng)一定時(shí)間后，再恢復(fù)原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達(dá)510次），始終使車輪處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)而又有最大的制動(dòng)力矩.如果車輛沒有裝載ABS系統(tǒng)，在濕滑路面上、或在緊急制動(dòng)的時(shí)候，采用我們平常用的普通制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)，車輪很容易因制動(dòng)力超過輪胎與地面的摩擦力而完全抱死，制動(dòng)力會(huì)大大下降。如果是前輪抱死會(huì)引起汽車失去轉(zhuǎn)向能力，從而不能避開來自正面

5、和側(cè)面的撞擊，而后輪抱死就很容易發(fā)生甩尾的情況，俗稱“被漂移”了。 EBD（制動(dòng)力分配），英文全稱為Electronic Brake force Distribution，簡(jiǎn)稱EBD。 EBD實(shí)際上是ABS的輔助功能，是在ABS的控制電腦里增加一個(gè)控制軟件，機(jī)械系統(tǒng)與ABS完全一致。它只是ABS系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，一般和ABS組合使用，可以提高ABS的功效。當(dāng)發(fā)生緊急制動(dòng)時(shí)，EBD在ABS作用之前，可依據(jù)車身的重量和路面條件，自動(dòng)以前輪為基準(zhǔn)去比較后輪輪胎的滑動(dòng)率，如發(fā)覺此差異程度必須被調(diào)整時(shí)，剎車油壓系統(tǒng)將會(huì)調(diào)整傳至后輪的油壓，以得到更平衡且更接近理想化的剎車力分布。 TCS，其英文全稱是Tra

6、ction Control System，牽引力控制系統(tǒng)，又稱循跡控制系統(tǒng)。是根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動(dòng)輪的轉(zhuǎn)數(shù)來判定驅(qū)動(dòng)輪是否發(fā)生打滑現(xiàn)象，當(dāng)前者大于后者時(shí)，進(jìn)而抑制驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的一種防滑控制系統(tǒng)。它與ABS作用模式十分相似，兩者都使用感測(cè)器及剎車調(diào)節(jié)器。 電子差速鎖（EDS/EDL）EDS的英文全稱為Electronic Differential System，又稱為EDL(Electronic Differential Locking Traction Control)，它是ABS的一種擴(kuò)展功能。當(dāng)電子控制單元判斷出某一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)，EDS通過液壓控制單元對(duì)該車輪進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)度的制動(dòng)，從而提高

7、另一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的附著利用率，提高車輛的通過能力。一、ESP的組成部分1、傳感器：轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器、方向盤油門剎車踏板傳感器等。這些傳感器負(fù)責(zé)采集車身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。2、ESP電腦：將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，算出車身狀態(tài)然后跟存儲(chǔ)器里面預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。當(dāng)電腦計(jì)算數(shù)據(jù)超出存儲(chǔ)器預(yù)存的數(shù)值，即車身臨近失控或者已經(jīng)失控的時(shí)候則命令執(zhí)行器工作，以保證車身行駛狀態(tài)能夠盡量滿足駕駛員的意圖。3、執(zhí)行器：說白了ESP的執(zhí)行器就是4個(gè)車輪的剎車系統(tǒng)，其實(shí)ESP就是幫駕駛員踩剎車。和沒有ESP的車不同的是，裝備有ESP的車其剎車系統(tǒng)具有蓄壓功能。簡(jiǎn)單的說蓄壓就是電腦可以根

8、據(jù)需要，在駕駛員沒踩剎車的時(shí)候替駕駛員向某個(gè)車輪的制動(dòng)油管加壓好讓這個(gè)車輪產(chǎn)生制動(dòng)力。另外ESP還能控制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出什么的，反正是相關(guān)的設(shè)備他都能插一腿！4、與駕駛員的溝通：儀表盤上的ESP燈。 ESP系統(tǒng)由控制單元及轉(zhuǎn)向傳感器（監(jiān)測(cè)方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器（監(jiān)測(cè)各個(gè)車輪的速度轉(zhuǎn)動(dòng)）、側(cè)滑傳感器（監(jiān)測(cè)車體繞垂直軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)）、橫向加速度傳感器（監(jiān)測(cè)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感器的信號(hào)對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制指令。有ESP與只有ABS及ASR的汽車，它們之間的差別在于ABS及ASR只能被動(dòng)地作出反應(yīng)，而ESP則能夠探測(cè)和分析車況并糾正駕駛的錯(cuò)誤，防患

9、于未然。ESP對(duì)過度轉(zhuǎn)向或不足轉(zhuǎn)向特別敏感，例如汽車在路滑時(shí)左拐過度轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)彎太急）時(shí)會(huì)產(chǎn)生向右側(cè)甩尾，傳感器感覺到滑動(dòng)就會(huì)迅速制動(dòng)右前輪使其恢復(fù)附著力，產(chǎn)生一種相反的轉(zhuǎn)矩而使汽車保持在原來的車道上。當(dāng)然，任何事物都有一個(gè)度的范圍，如果駕車者盲目開快車，現(xiàn)在的任何安全裝置都難以保全。二、ESP故障檢修步驟 1、自診斷電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，控制單元可記憶相應(yīng)的故障碼。用通用公司故障診斷儀TECH2可以讀取、清除故障碼，還可以閱讀數(shù)據(jù)流并進(jìn)行液壓控制單元電磁閥測(cè)試、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)液壓回路測(cè)試、系統(tǒng)排氣測(cè)試等。因TECH2為菜單提示操作，這些功能按TECH2屏幕的提示操作即可完成。在對(duì)ABS-T

10、CS/ESP進(jìn)行檢修之前，應(yīng)先排除常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)故障。 2、制動(dòng)器排氣程序在執(zhí)行ABS/TCS/ESP 制動(dòng)器排氣程序之前，必須完成常規(guī)的制動(dòng)系統(tǒng)排氣程序。具體步驟是： （1）連接Tech2，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)并怠速運(yùn)行； （2）執(zhí)行“Tech2 制動(dòng)器排氣程序”中所列的指示，注意：在執(zhí)行該程序期間，確保制動(dòng)總泵中的制動(dòng)液液位不低于最低液位； （3）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，并從數(shù)據(jù)鏈路連接器（DLC）上斷開Tech2； （4）用規(guī)定的制動(dòng)液加注制動(dòng)總泵儲(chǔ)液罐至最高液位； （5）執(zhí)行另一個(gè)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)器排氣操作； （6）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，踩下制動(dòng)踏板35次，以耗盡制動(dòng)助力器的真空儲(chǔ)備壓力； （7）緩慢踩下制動(dòng)踏板，

11、如果感覺制動(dòng)踏板綿軟，重復(fù)ABS-TCS/ESP 制動(dòng)器排氣操作； （8）重復(fù)ABS/TCS/ESP 排氣操作后，如果仍然感覺制動(dòng)踏板綿軟，檢查制動(dòng)系統(tǒng)是否存在外部或內(nèi)部泄漏； （9）保持發(fā)動(dòng)機(jī)熄火并且不使用駐車制動(dòng)器，然后接通點(diǎn)火開關(guān)，如果駐車制動(dòng)器/制動(dòng)器故障指示燈保持啟亮，先診斷并排除故障； （10）路試車輛，執(zhí)行ABS/TCS/ESP 自檢初始化程序，如果感覺制動(dòng)踏板綿軟，重復(fù)ABS-TCS/ESP 制動(dòng)器排氣操作，直到制動(dòng)踏板感覺堅(jiān)實(shí)； （11）檢查ABS/TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 3、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的校準(zhǔn)電子控制單元監(jiān)測(cè)并判斷方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的輸出信號(hào)，當(dāng)車輛沿直線行駛了15

12、min或以上時(shí)，電子控制單元會(huì)將該行駛方向設(shè)定為正前方向。如果電子控制單元檢測(cè)到方向盤轉(zhuǎn)角傳感器角向偏離正前方向，如果偏離度等于或小于15°，則電子控制單元自動(dòng)執(zhí)行方向盤轉(zhuǎn)角傳感器校準(zhǔn)。如果偏離度大于15°，則設(shè)置DTC C0460“方向盤轉(zhuǎn)角傳感器故障”。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器可使用Tech2 重新校準(zhǔn)，具體操作步驟是： （1）路試車輛并記錄車輛筆直向前行駛時(shí)的方向盤位置； （2）將Tech2 連接到車輛上，并執(zhí)行“Tech2 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器校準(zhǔn)程序”中的指示； （3）檢查ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 4、電子控制單元和液壓總成的維修 電子控制單元和液壓總成集成為一體

13、，在保修期內(nèi)，不要拆解電子控制單元和液壓總成。 5、輪速傳感器的檢查 別克榮御4個(gè)車輪速度傳感器均為電磁式傳感器，傳感器氣隙不可調(diào)。檢查輪速傳感器時(shí)，可用萬用表測(cè)量傳感器阻值，也可用示波器測(cè)量傳感器的輸出波形。溫度在20時(shí)，傳感器的電阻正常值為1.31.8k。 6、ESP開關(guān)的檢查 可使用萬用表測(cè)量ESP開關(guān)端子間的電阻，以判斷其好壞。ESP 開關(guān)處于常態(tài)位置時(shí)，端子3-4 間應(yīng)導(dǎo)通；端子3-5間開路。按下ESP開關(guān)時(shí)，端子3-4開路；端子3-5導(dǎo)通。端子2-6之間是照明燈電阻。如果測(cè)量結(jié)果不在規(guī)格范圍內(nèi)，則更換ESP開關(guān)。結(jié)束語：總的來說，事實(shí)證明ESP電子穩(wěn)定程序可以有效地降低重大交通事故發(fā)生率,從而挽救許許多多人的生命,為進(jìn)一步加強(qiáng)汽車的乘坐安全性。隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的快速發(fā)展，人們?cè)谧⒅仄嚨氖孢m性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，對(duì)汽車的安全性更是提出了最高的要求。在歐洲市