汽车电子稳定系统(ESP)_图文
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ES工作原理PPT课件
一、ESP电子稳定系统概念
ESP是电子稳定程序(Electronic Stability Programme)的简称。属于车辆的主动安全， 人们也可称之为动态驾驶控制系统。ESP以 ABS制动防抱死系统与ASR牵引力控制系统为 基础，增加方向盘转角传感器、侧向加速度传 感器等信息，通过对车轮制动器和发动机动力 的控制，实现对侧滑的纠正。因此，ESP整合 了ABS和ASR的功能，并大大拓展了其功能范 围。
ESP在对危急驾驶情况作出反应前，必须获得两个问题的应答：
a、驾驶者想操纵车驶向哪里？
b、车辆实际驶向哪里？
从方向盘角度传感器（1） 和轮速传感器（2）得到a 问题答案。
从横摆率传感器（3）和 侧向加速度传感器（4） 得到b问题答案。
ESP控制单元进行比较
a≠b 车辆出现危急行驶状况， 需要ESP进行控制调整。
三、ESP电子稳定系统具有以下三个 特点：
1 、实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的 操控动作、路面反应以及车辆行驶状态， 并不断向发动机和制动系统发出指令。 2、主动干预：ABS等安全技术主要是对驾 驶者的动作起干预作用，但不能调控发动 机。而ESP则可以主动调控发动机的转速 和每个车 轮的驱动力和制动力。 3、预先提醒：当驾驶者操作不当或路面异 常时，ESP会用警告灯警示驾驶者
3．在地面附着力不同路面行驶
① 车辆表现出转向不足 的趋势，即将跑偏。 ESP发挥作用，增加 后右轮制动力的同时， 降低发动机输出扭矩。
②从湿滑路面驶入干燥 路段，车辆保持稳定。
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1．主缸 2．压力传感器 3．预压泵 4．液压控制单元 5，6．液压油路 7．吸入阀 8．限压阀 9．阻尼器 lO．回油泵 11．回流单向阀 12．蓄能器 13．增压阀 14．减压阀 15．轮缸
认识ESP
液压系统油路图
行驶动力调节液压泵
高压阀N227 回油阀
制动助力器
回油泵
车轮制动轮缸
开关阀N225
进油阀
液压控制单元工作原理
液压系统原理：TCS/ESP控制增压阶段
高压阀N227
开关阀N225关闭； 高压阀N227打开； ABS的进油阀打开； 回油阀关闭。
行驶动力调节液压泵
回油阀
行驶动力调节液压泵 开始将储油罐中的制 动液输送到制动管路 中，回油泵工作，使 车轮制动轮缸中的制 动压力加大，系统增 压。
ESP 的特点
ESP 突破了ABS/ASR 的限制，通过直接监测汽车的实时运行姿态进行控制， 直接保证汽车的稳定性。ESP 可以通过有选择性地控制各车轮上的制动力，防止 车辆滑移。他有以下4 大特点： 1.实时监控
ESP 能以25 次/秒的高频率实时监控驾驶员的操控动作、路面反应、车辆运 行工况，并可及时向发动机管理系统和制动系统发出指令。一个完备的 ESP 系 统包括车距控制、防驾驶员困倦、限速识别、并线警告、停车入位、夜视仪、 周围环境识别、综合稳定控制和制动助 力（BAS）等九项功能。 2.主动干预
可以使车辆在各种状况下保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情 形下效果更加突出。
ESP系统的作用
电子稳定程序ESP集成了ABS、ASR等系统的功能，在各种情况下都能提高汽车行驶的稳定性，属 于汽车主动安全系统。
ABS系统一般是在车辆制动时发挥作用，ASR系统只是在车辆起步和加速行驶时发挥作用。而ESP 系统则在整个行驶过程中始终处于工作状态，不停地监控车辆的行驶状态和观察驾驶员的操作 意图，从而决定什么时候通过发动机控制系统主动地修正汽车的行驶方向，把汽车从危险的边 缘拉回到安全的境地。 ESP并不是一个单独的系统，它是建立在ABS系统的基础上的，因此它也有该系统的工作特点; 减轻了司机的负荷; 车辆高速容易控制; 避免了司机因反应过度而引起的事故。
汽车底盘电控系统检修课件：ESP
ESP开关
二、汽车电子稳定控制系统工作原理
1、ESP介入点 转弯时车轮打滑，前轮打滑→转向不足；后轮打滑→转向过度
2、ESP控制机理 电子控制单元通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方
向；通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实 际行驶方向。当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要 求不符时，电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动 机扭矩减小功能并向发动机控制模块发送一个串行数据通信信 号，请求减小发动机扭矩。如果电子稳定程序仍然检测到车轮 侧向滑移，则电子稳定程序将实行主动制动干预。
当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会以警告灯的形成 警示驾驶者。
避让前车掉物
避让前车变道
2、ESP基本组成
轮速传感器 减速度传感器 横摆率传感器 转向角度传感器
传感器
电子控制单元 执行器及警示装置
控制器
执行器
别克荣御电子稳定系统零件位置及其组成 1—前轮速度传感器 2—前轮速度传感器接线 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—后轮速度传感器信号环 8—后轮速度传感器
方向盘转角传感器的位置 1、4—螺钉 2—螺旋电缆 3—转接板 5—方向盘转角传感器 6—固定凸舌 7—转向信号解除凸轮
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
⑤ 电子控制单元
将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储 器中预先设定的数据进行对比。当电脑计算数据超出存储器预 存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器 工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。
转向意图
ESP ECU
二、汽车电子稳定控制系统工作原理
1、ESP介入点 转弯时车轮打滑，前轮打滑→转向不足；后轮打滑→转向过度
2、ESP控制机理 电子控制单元通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方
向；通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实 际行驶方向。当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要 求不符时，电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动 机扭矩减小功能并向发动机控制模块发送一个串行数据通信信 号，请求减小发动机扭矩。如果电子稳定程序仍然检测到车轮 侧向滑移，则电子稳定程序将实行主动制动干预。
当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会以警告灯的形成 警示驾驶者。
避让前车掉物
避让前车变道
2、ESP基本组成
轮速传感器 减速度传感器 横摆率传感器 转向角度传感器
传感器
电子控制单元 执行器及警示装置
控制器
执行器
别克荣御电子稳定系统零件位置及其组成 1—前轮速度传感器 2—前轮速度传感器接线 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—后轮速度传感器信号环 8—后轮速度传感器
方向盘转角传感器的位置 1、4—螺钉 2—螺旋电缆 3—转接板 5—方向盘转角传感器 6—固定凸舌 7—转向信号解除凸轮
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
⑤ 电子控制单元
将传感器采集到的数据进行计算，算出车身状态然后跟存储 器中预先设定的数据进行对比。当电脑计算数据超出存储器预 存的数值，即车身临近失控或者已经失控的时候则命令执行器 工作，以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图。
转向意图
ESP ECU
浅谈汽车电子稳定程序系统(ESP)(图)
浅谈汽车电子稳定程序系统(ESP)(图)随着现代汽车技术的发展，车辆的主动安全性大大提高。
为了防止车轮抱死，避免车辆在紧急制动时因车轮抱死而失控，1978年博世公司开发了世界首套ABS，并在1985年投产。
据统计在2004年欧洲生产的新车ABS，装备率已达到85%，而欧洲生产协会更保证对2004年7月起生产的新车100%装备ABS系统。
在我国生产的新车中装备ABS系统也达到66%。
由于ABS不能解决车辆在湿滑路面上起步或加速出现的车轮打滑问题，更不能避免车辆发生侧滑。
因此，在ABS的基础上，进一步发展出了牵引力控制系统（TCS）。
在车辆起步或加速时，如果某个车轮出现了打滑现象（车轮速度传感器不断监视着每一个车轮），TCS会迅速干预制动系统和发动机工作，使车辆能够安全地起步或加速（防止车轮打滑，保证车辆具有良好的牵引性能，同时照顾其稳定性和操纵性）。
1995年博世公司又推出了电子稳定程序（Electronic Stability Program，简称ESP 系统）。
实际上ESP系统也是一种牵引力控制系统，但是与其它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。
如后轮驱动汽车出现转向过度时，ESP便会慢刹外侧的前轮来稳定车子，防止后轮失控而发生甩尾现象；在转向过小时，为了校正行驶循迹方向，ESP则会慢刹内侧后轮，从而校正行驶方向。
ESP是一个主动安全系统，通过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。
ESP判定为出现转向不足将制动内侧后轮，从而稳定车辆。
当ESP判定为出现转向过度，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向趋势，从而稳定车辆。
如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机扭矩输出的方式来制动其它车轮来满足需求。
有ESP系统的与只有ABS的汽车相比，它们之间的差别在于ABS只能被动地做出反应，而ESP则能够控测和分析车况，并纠正驾驶错误，预患于未然。
汽车电子稳定系统(ESP)
ESP系统的功能不简单是ABS和ASR功能之和，而是ABS与ASR功能之和的平方，因此使汽车能在极其恶劣的条件下保持行驶的稳定性。梅塞德斯-奔驰A级轿车的安全理念是通过先进的电子控制模块与液压机械执行机构的智能化集成，实现了对汽车及乘员安全的最大可能保护。
2．汽车电子稳定系统的工作原理
从外部作用于汽车的所有力，包括制动力、驱动力、任何一种侧向力，都会引起汽车绕其质心转动。ESP系统根据此原理，在汽车进人不稳定行驶状态时，通过对制动系统、驱动传动系统的干涉，修正过度转向或转向不足的倾向，使汽车保持稳定行驶状态。
综上所述，汽车电子稳定系统ESP在汽车出现不稳定行驶趋势时，采用了两种不同的控制方法，使汽车消除不稳定行驶因素，回复并保持汽车预定的行驶状态。这两种控制方法是，首先ESP系统通过精确地控制一个或者多个车轮的制动过程(脉冲制动)，根据需要分配施加在每个车轮上的制动力，迫使汽车产生一个绕其质心转动的旋转力矩，同时代替驾驶员调整汽车行驶方向。其次在必要时(比如车速太快，发动机驱动转矩过大)，ESP系统自动调整发动机的输出转矩，控制汽车的行驶速度。
6．汽车底盘电子控制系统的发展
(1)集成底盘管理系统
随着电子技术特别是大规模集成电路和微型电子计算机技术的高速发展，汽车的电子化程度越来越高。汽车的底盘系统也改变了以往那种完全依靠液压或气压执行机构来传递力的机械式结构，开始步入电子伺服控制(By-wire，操纵装置与执行器之间靠电信号联系而非机械的连接)阶段，底盘综合控制系统也已开始出现。先进的底盘电子控制系统优化了车轮与地面之间的附着状况，显著地改善了汽车的动力性、安全性和舒适性。
1995年，梅塞德斯-奔驰S级轿车开始安装ESP系统，ESP系统突出的安全保障表现，大大降低了汽车在各种道路状况下以及转弯时发生翻转的可能性。同时汽车在弯道和湿滑路面上的制动距离得到缩短，在弯道行驶加强了汽车线内行驶能力。1998年，梅塞德斯-奔驰A级微型轿车也安装了。ESP系统，使这种采用大量高新技术开发的A级微型轿车，克服了因车身较窄，在汽车以小转弯半径急转向时，容易产生侧向翻转而造成人身伤害和财产损失的缺点，成为一辆安全性能卓越的微型轿车。
2．汽车电子稳定系统的工作原理
从外部作用于汽车的所有力，包括制动力、驱动力、任何一种侧向力，都会引起汽车绕其质心转动。ESP系统根据此原理，在汽车进人不稳定行驶状态时，通过对制动系统、驱动传动系统的干涉，修正过度转向或转向不足的倾向，使汽车保持稳定行驶状态。
综上所述，汽车电子稳定系统ESP在汽车出现不稳定行驶趋势时，采用了两种不同的控制方法，使汽车消除不稳定行驶因素，回复并保持汽车预定的行驶状态。这两种控制方法是，首先ESP系统通过精确地控制一个或者多个车轮的制动过程(脉冲制动)，根据需要分配施加在每个车轮上的制动力，迫使汽车产生一个绕其质心转动的旋转力矩，同时代替驾驶员调整汽车行驶方向。其次在必要时(比如车速太快，发动机驱动转矩过大)，ESP系统自动调整发动机的输出转矩，控制汽车的行驶速度。
6．汽车底盘电子控制系统的发展
(1)集成底盘管理系统
随着电子技术特别是大规模集成电路和微型电子计算机技术的高速发展，汽车的电子化程度越来越高。汽车的底盘系统也改变了以往那种完全依靠液压或气压执行机构来传递力的机械式结构，开始步入电子伺服控制(By-wire，操纵装置与执行器之间靠电信号联系而非机械的连接)阶段，底盘综合控制系统也已开始出现。先进的底盘电子控制系统优化了车轮与地面之间的附着状况，显著地改善了汽车的动力性、安全性和舒适性。
1995年，梅塞德斯-奔驰S级轿车开始安装ESP系统，ESP系统突出的安全保障表现，大大降低了汽车在各种道路状况下以及转弯时发生翻转的可能性。同时汽车在弯道和湿滑路面上的制动距离得到缩短，在弯道行驶加强了汽车线内行驶能力。1998年，梅塞德斯-奔驰A级微型轿车也安装了。ESP系统，使这种采用大量高新技术开发的A级微型轿车，克服了因车身较窄，在汽车以小转弯半径急转向时，容易产生侧向翻转而造成人身伤害和财产损失的缺点，成为一辆安全性能卓越的微型轿车。
电控行车稳定系统 (ESP)
电控行车稳定系统（ESP）电控行车稳定系统有助于行驶安全。
它降低侧滑危险并改善行驶稳定性。
ESP 识别行驶动态极限，如对车辆的超控和失控或驱动轮打滑。
通过合理的制动干预或降低发动机扭矩可稳定车辆。
一旦 ESP 进入调节干预，组合仪表中的指示灯闪亮。
在电控行车稳定系统中集成了 ABS 制动防抱死系统、制动辅助系统、ASR驱动防滑系统和 EDS 电子差速锁和动态转向系统*。
ABS 制动防抱死系统ABS 防止车轮在车辆停止前的制动抱死现象。
由此，即使在全制动时，也可对车辆导向进行操控。
没有停顿地踩制动踏板－不要泵踩！通过制动踏板的脉动可以觉察到调节过程。
制动辅助系统制动辅助系统可以加速制动过程并因此缩短车辆制动距离。
在紧急情况下，如果驾驶员快速踩制动踏板的话，那么该系统会加强制动力量。
当车上装有自适应巡航控制系统* 时，如果识别出与前面的车距较小，那么制动辅助系统在液压制动装臵中附加制造少许预压力。
驱动防滑系统（ASR）车轮打滑时，ASR 降低发动机的驱动力并根据行驶条件对作用力进行适配。
由此可方便起动、加速和上坡。
电子差速锁（EDS）EDS 对打滑的车轮进行完全制动并将驱动力传递到其它驱动轮上（全轮驱动*）。
在 100 km/h 以下均可使用该功能。
为使正在制动的车轮盘式制动器不至于过热，EDS 在负荷过大时会自动关闭。
车辆仍可继续驾驶。
一旦制动器冷却下来，EDS 立即又会自动打开。
动态转向系统*在装有动态转向系统* 的车上，ESP 在危险情况下通过转向系统附加起着稳定作用。
警告！• ESP、ABS、EDS 、ASR 和动态转向系统 * 也有其物理极限。
特别是在光滑或潮湿的路面上行车时要考虑到这一点。
当系统进入调节时，您应当迅速根据道路状况和交通情况调整车速。
不允许由于该系统提高了安全性而冒险行车，否则会有发生事故的危险！•请注意，行车过快会提高交通事故风险，特别是在弯道和湿滑的路面上以及跟车过近的行驶情况下更是如此。
ESP系统 汽车电子控制技术 教学PPT课件
ESP 对各项电子制动系统的包含关系如图6-4所 示。
装备ESP，则同时具有TCS/ASR、EDL、ABS 功能。
装备TCS，则同时具有EDL、ABS功能。
（二）ESP功能特点 1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作路面 反应，汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指 令。 2.主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起 干预作用，但不能调控发动机。ESP则可以通过主动调控发 动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽 车的过度转向和转向不足。 3.事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会 用警告灯警示驾驶者。换句话说ESP实际上是一种牵引力控 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，ESP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。
图6-5 ESP ECU
图6-6 ESP结构组成
（二）工作原理与功能
1、基本原理
ESP的工作原理是当汽车行驶过程中，ESP系统 通过不同传感器实时监控驾驶者转弯方向，车速、 油门开度、刹车力以及车身倾斜度和侧倾速度，以 此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的 差距。然后通过调整发动机的转速和车轮上面的刹 车力分布，修正过度转向或转向不足。其控制如图 6-12所示。
2.国内外应用现状
ESP 能改善在湿滑路面及紧急避让时的操纵稳定性与行 驶安全性，是主动安全技术的一项突破。许多独立的国际机 构，如：美国高速公路安全保险协会、国家高速公路道路安 全局、德国戴姆勒-克莱斯勒、大众汽车，瑞典国家公路管理 局、科隆大学、日本丰田汽车以及国家车辆安全及受害者援 助机构都曾对ESP的有效性做过研究。虽然数字之间略有不 同，但其结果都明确地显示了ESP在提升车辆行驶安全性方 面的巨大潜力：平均30%以上的事故可以避免，50%的严重 事故可以避免，而在经济方面的受益值也是巨大的，比如在 美国每年可以避免大约82-112亿欧元的损失。
装备ESP，则同时具有TCS/ASR、EDL、ABS 功能。
装备TCS，则同时具有EDL、ABS功能。
（二）ESP功能特点 1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作路面 反应，汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指 令。 2.主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起 干预作用，但不能调控发动机。ESP则可以通过主动调控发 动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽 车的过度转向和转向不足。 3.事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会 用警告灯警示驾驶者。换句话说ESP实际上是一种牵引力控 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，ESP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。
图6-5 ESP ECU
图6-6 ESP结构组成
（二）工作原理与功能
1、基本原理
ESP的工作原理是当汽车行驶过程中，ESP系统 通过不同传感器实时监控驾驶者转弯方向，车速、 油门开度、刹车力以及车身倾斜度和侧倾速度，以 此判断汽车正常安全行驶和驾驶者操纵汽车意图的 差距。然后通过调整发动机的转速和车轮上面的刹 车力分布，修正过度转向或转向不足。其控制如图 6-12所示。
2.国内外应用现状
ESP 能改善在湿滑路面及紧急避让时的操纵稳定性与行 驶安全性，是主动安全技术的一项突破。许多独立的国际机 构，如：美国高速公路安全保险协会、国家高速公路道路安 全局、德国戴姆勒-克莱斯勒、大众汽车，瑞典国家公路管理 局、科隆大学、日本丰田汽车以及国家车辆安全及受害者援 助机构都曾对ESP的有效性做过研究。虽然数字之间略有不 同，但其结果都明确地显示了ESP在提升车辆行驶安全性方 面的巨大潜力：平均30%以上的事故可以避免，50%的严重 事故可以避免，而在经济方面的受益值也是巨大的，比如在 美国每年可以避免大约82-112亿欧元的损失。
ESP电子稳定系统PPT
ESP电子稳定系统作为主动安全技术 的重要组成部分，能够提前预测车辆 失控风险，采取相应措施避免或减少 事故发生。
ESP电子稳定系统在摩托车行业的应用
摩托车稳定性控制
ESP电子稳定系统应用于摩托车，能够通过控制车轮的制动和发动 机输出，提高摩托车在行驶过程中的稳定性。
摩托车安全性能提升
ESP电子稳定系统能够预测摩托车失控风险，及时采取措施避免事 故发生，提高骑行安全性。
应用领域
ESP电子稳定系统在汽车行业的应用
车辆操控稳定性
节能减排
ESP电子稳定系统通过控制车轮的制 动和发动机输出，帮助驾驶员在湿滑、 冰雪等路况下保持车辆稳定，提高操 控性能。
ESP电子稳定系统通过优化发动机输 出和车轮制动，能够提高车辆燃油经 济性，减少尾气排放，对环保有积极 作用。
主动安全技术
通过加强研发与创新，不断优化ESP电子稳定系统的性能和功能，提高其安全性和用户 体验。
降低成本与价格
通过优化生产工艺和供应链管理等方式，降低ESP电子稳定系统的成本和价格，使其更 加适用于广泛的应用场景。
适应法规与标准
加强与各国政府和国际组织的合作，了解并适应不同市场的法规与标准要求，推动ESP 电子稳定系统的国际标准化进程。
摩托车性能优化
ESP电子稳定系统可以优化发动机输出和车轮制动，提高摩托车动力 性能和燃油经济性。
ESP电子稳定系统在其他领域的应用
商用车
ESP电子稳定系统也可以应用于商用车，如卡车、公交车 等，提高车辆在行驶过程中的稳定性、安全性和燃油经济 性。
农业机械
在农业机械领域，如拖拉机、收割机等，ESP电子稳定系 统可以提高机械在作业过程中的稳定性，减少事故风险。
主动干预
电子稳定程序控制系统(ESP)
第一节 概
述
(2)MM2型横摆角速度传感器 如果硅横摆角速度传感器完全用表面
微力学(OMM)技术制造，同时驱动系统和调节系统用静电系统代替， 就可使驱动系统和调节系统结合在一起。
图6-11 MM2型横摆角速度传感器结构及原理 1—梳状结构体 2—扭振器 3—测量轴 —驱动电极电容 —扭振的电容抽头 —哥氏力 ｖ—扭振速度 Ω(Δ )—需测量的转动率
1)ASR／ESP按钮E256对正极短路。
第二节 宝来轿车电子稳定程序(ESP)
2)稳定程序报警灯K155的控制有故障。
3)ASR/ESP已由E256切断，此故障只影响ASR／ESP安全系统，车上 的ABS／EBD安全系统功能完全正常。 二、ESP控制系统 ESP控制系统的组成如图6⁃16所示。
图6-16 ESP的组成
向”。
第一节 概
述
图6-3 避免“漂出”的原理
第一节 概
述
图6-4 避免“甩尾”的原理
四、系统组成
第一节 概
述
图6-5 LWS1型数字式 Hall转向盘 角度传感器分解图 1—带9个等距离分布的永久磁铁的壳体盖 2—软磁材料的编码盘 3—带9个Hall传感器 和微处理器的印制电路板 4—减速器 5—其 余5个Hall栅栏(传感器) 6—转向柱固定套筒
第一节 概
2.加速度传感器
述
图6-8 Hall传感器简图 1—Hall传感器 2—永久磁铁 3—弹簧 4—阻尼板 5— (阻尼) —Hall 电压 —供电电压 Φ—磁场 a—检测 的横向加速度
第一节 概
3.横摆角速度传感器
述
(1)MM1型横摆角速度传感器 为达到行驶动力学系统所需要的高精 度转动率传感器，采用如下两个工艺。
TCU、EPS、EPB、ESP、AFS、TPMS等常用模块工作原
ESP、TCS、TPMS、ACC、EPAS——汽车底盘五大技术-fei一、ESP（ESC、VSC）电子稳定控制系统技术介绍：ESP在极限工况下工作示意图ESP的英文全称是ElectronicStabilityProgram,中文意思是“电子稳定控制系统”。
也可称作ESC或VSC。
ESP主要是在紧急情况下对车辆的行驶状态进行主动干预，它整合了ABS和TCS的功能，并且增加横摆扭矩控制――防侧滑功能，可以防止车辆在高速行驶转弯或制动过程中失控。
如图1左侧所视，车辆前轮侧滑，车辆出现转向不足。
此时，VSC系统通过制动器对内后轮施加一定的制动力，由此产生一个逆时针的力矩，改进车辆转向能力。
如图1右侧所视，车辆后轮侧滑，出现车辆甩尾和过度现象。
此时，VSC系统通过制动器对外前轮施加一定的制动力，由此产生一个顺时针的力矩，保证车辆的稳定性。
ESP系统主要在大侧向加速度、大侧偏角的极限工况下工作。
它利用控制左右两侧车轮制动力或驱动力之差产生的横摆力矩来防止出现难以控制的侧滑现象，保证车辆的路径跟踪能力，提高了车辆在高速行使时的安全性。
研究估计ESP降低了30%-50%的轿车单车致命事故和50%-70%的SUV单车致命事故。
技术应用情况：2008年全球的VSC装配率达到33%当今在欧洲和美国，每两辆新乘用车和轻型商用车就有一辆装配了ESP。
美国和欧洲的立法者最近都做出决定，要求强制装配ESP。
2011年9月起，美国所有4.5吨以下车辆都必须装配ESP。
2014年11月起，欧洲所有乘用车和轻、中、重型车辆都要求装配ESP。
在2008年，我国只有约11%的新车装配了ESP。
随着今年国内车市新车型的不断推出，目前我国20万元以上新车配备ESP的比率大幅提高，像别克新君越、新天籁、雅阁八代等都装配了ESP。
相信随着我国车市的进一步发展，电子稳定控制系统一定会如同当今的ABS一样，成为我国汽车的一个标准安全配置。
二、TCS牵引力控制系统技术介绍：TCS的英文全称是TractionControlSystem，中文意思是“牵引力控制系统”。
ESP汽车电子稳定系统构造与原理
大众公司的研究：
美国爱荷华洲立大学的研究：
使用 ESP之后，因侧滑而发生的事故数量 借助驾驶模拟器对驾驶员在危急情况
减少了85％。大众公司根据 2002 年车祸 下的反应进行了研究。安装 ESP之后，
的受害者人数计算，将 ESP作为标配安装在 安装 ESP 车辆的驾驶员比未安装
汽车上之后，车祸死亡人数可以降低 35％， ESP车辆的驾驶员紧急情况下能够控
立德强能 知行合一
一、信号输入装置
➢ 1.轮速传感器
轮速传感器是一个电磁式传感 器，装在每个车轮的相应位置上， 用于检测车轮旋转的角速度。
前轮速度传感器是前轮轮毂总成 的一部分。左前和右前轮轮毂各装 有一个车轮速度传感器和一个48齿 的磁脉冲信号环。
后轮速度传感器位于主减速器后 盖的支架上，左、右各有一个。
严重伤害人数降低约 25％。
制住车辆的人数提高了 34％。
汽车底盘电控·汽修教研室
立德强能 知行合一
第二节 ESP系统组成
传感器（信号输入装置）│ 执行器 │ ECU │ 仪表
汽车底盘电控·汽修教研室
立德强能 知行合一
ESP 系统组成
执执行行器器
转向 传感器
控 制 单 元（ECU） 信 号
轮速 传感器
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。”
有电子稳定控制系统车辆的行驶状态
ESP电子稳定控制系统
第3页，共17页。
各品牌的命名不尽相同
• 目前，世界范围内主要供应电子稳定控制系统 的供应商有六家，分别是博世、天合、电装、 爱信精机、大陆、德尔福，众厂家的系统也基 本都是从这几家采购而来，再冠以不同的名字。 不过，即使是同一系统在不同车型上的功能也 会有不同，这里我们只说最基本的功能。
第4页，共17页。
第10页，共17页。
ASR加速防滑控制系统
• 顾名思义就是防止驱动轮加速打滑的控制系统, 其 目的就是要防止车辆尤其是大马力的车子, 在起步、 再加速驱动轮打滑的现象, 以维持车辆行驶方向的 稳定性,保持好的操控性及最适当的驱动力, 达到 有好的行车安全。它的原理并不复杂：当电脑检 测到某个驱动轮打滑时，就会自降低发动机的输 出功率，并对打滑的车轮施加制动，直到车轮恢 复正常的转动。不管多么高级的轿车，它和地面 抵触的都只有几十个平方厘米大的面积，也就是4 条轮胎的接地面积，如果车轮打滑得不到控制， 车子就会失控。别以为只有刹车时车轮抱死会出 危险，起步时车轮打滑一样会出问题。
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DSC车身动态控制系统
• BMW自主开发的DSC控制系统中集成了ASC自动 稳定控制系统和牵引力控制系统，能够通过对出 现滑转趋势的驱动轮进行选择制动来控制驱动轮 的滑转状态，从而相应地对车辆起到稳定作用。 而在冰雪路面、沙漠或砂砾路面上，驾驶者只需 按下一个按钮就可以使车辆进入DTC模式，从而 增强车辆在上述路面上的牵引力。同时，由于 DSC动态稳定控制系统的干预响应极限稍微延长， 车辆的牵引力和驱动力也随之增大，驾驶者能够 享受到非同寻常的运动驾驶体验。DSC动态稳定 控制系统的另一个功能是CBC弯道制动控制系统， 能够在转弯轻微制动时通过非对称的制动力控制 消除车辆转向过度趋势
各品牌的命名不尽相同
• 目前，世界范围内主要供应电子稳定控制系统 的供应商有六家，分别是博世、天合、电装、 爱信精机、大陆、德尔福，众厂家的系统也基 本都是从这几家采购而来，再冠以不同的名字。 不过，即使是同一系统在不同车型上的功能也 会有不同，这里我们只说最基本的功能。
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ASR加速防滑控制系统
• 顾名思义就是防止驱动轮加速打滑的控制系统, 其 目的就是要防止车辆尤其是大马力的车子, 在起步、 再加速驱动轮打滑的现象, 以维持车辆行驶方向的 稳定性,保持好的操控性及最适当的驱动力, 达到 有好的行车安全。它的原理并不复杂：当电脑检 测到某个驱动轮打滑时，就会自降低发动机的输 出功率，并对打滑的车轮施加制动，直到车轮恢 复正常的转动。不管多么高级的轿车，它和地面 抵触的都只有几十个平方厘米大的面积，也就是4 条轮胎的接地面积，如果车轮打滑得不到控制， 车子就会失控。别以为只有刹车时车轮抱死会出 危险，起步时车轮打滑一样会出问题。
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DSC车身动态控制系统
• BMW自主开发的DSC控制系统中集成了ASC自动 稳定控制系统和牵引力控制系统，能够通过对出 现滑转趋势的驱动轮进行选择制动来控制驱动轮 的滑转状态，从而相应地对车辆起到稳定作用。 而在冰雪路面、沙漠或砂砾路面上，驾驶者只需 按下一个按钮就可以使车辆进入DTC模式，从而 增强车辆在上述路面上的牵引力。同时，由于 DSC动态稳定控制系统的干预响应极限稍微延长， 车辆的牵引力和驱动力也随之增大，驾驶者能够 享受到非同寻常的运动驾驶体验。DSC动态稳定 控制系统的另一个功能是CBC弯道制动控制系统， 能够在转弯轻微制动时通过非对称的制动力控制 消除车辆转向过度趋势
课件3--电子稳定控制系统（转向角控制）ESC（ESP）
课件3--电子稳定控制系统（转向角控制）ESC（ESP）课件3---电子稳定控制系统ESC电子稳定控制（ElectronicStabilityControl，简称ESC），”电子稳定程序”（ElectronicStabilityProgram英文缩写ESP）车型不同，其缩写有所不同。
沃尔沃称其为DSTC，宝马称其为DSC，丰田凌志称其为VSC，其原理和作用基本相同。
是一种辅助驾驶者控制车辆的主动安全技术，它能自动对车身的不稳定性进行矫正，有助于防止事故的发生。
它通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析来判断驾驶者行驶方向的意图，在车辆开始偏离道路时，系统启动干预措施，对一个或多个车轮实施制动力，减少发动机气门的干预，将车辆引导回正确路线保持最佳的稳定性，在转向过度或转向不足的情形下效果更加明显电子稳定控制系统是防抱死制动系统功能的延伸。
它能防止车辆在转弯时发生侧滑或车身旋转。
电子稳定控制系统控制防抱死制动系统和发动机的动力输出，即使驾驶员入弯过快或由于路况原因导致车辆进行急转弯，电子稳定控制系统仍能保证车辆沿预定方向行驶。
电子稳定控制系统拥有三大特点：(1)实时监控：系统能够实时监控驾驶者的操控动作(转向、制动和油门等)、路面信息、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。
(2)主动干预：ABS等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机。
系统则可以通过主动调控发动机节气门，以调整发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。
(3)事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，系统会用灯警示驾驶者。
起源是来自1987年由Mercedes-Benz与BMW共同发明的牵引控制系统，主要是在加速时利用个别轮胎的煞车来控制牵引力。
1992年BMW与RobertBoschGmbH及ContinentalAutomotiveSystems 发展了降低引擎扭力避免失控的系统，而Mercedes-Benz则与RobertBoschGmbH共同发展ESP的系统来控制侧边打滑为使读者了解行车安全技术的发展程度，我们以上文中提到的制动盘擦拭（BDW）技术为例来说明，该项技术通过短暂使用制动器，能在驾驶员毫无察觉的情况下将飞溅到制动盘上的水分去除干净。
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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
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
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 ）
ESP 控制开关
ON
传感器信号
ECU计算 （25HZ）
偏离
执行器
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 ）
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
部件组成
控制阀N225(a) 高压阀N227(b) 入口阀(c) 出口阀(d)
制动分泵(e) 回油泵(f) 动态液压泵(g) 制动助力器(h)
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
3 奥迪A4L电子稳定系统
奥迪A4L ESP部件组成及功用
奥迪A4L ESP系统组 1、ABS控制单元2、液压控制单成元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
建压
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。
保压
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。
卸压
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。
附加信号 发动机管理 变速箱管理 导航管理
奥迪A4L ESP系统元件分布
控制单元
纵向加速度传感器 （仅quattro）
方向盘角度传感器
轮速传感器
制动助力器
制动压力传感器
横摆率传感器
动态液压泵
液压控制单元
侧向加速度传感器
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
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 ％
ABS TCS ESP 关系图
ESP 典型工作状况
1
在急转弯车道上高速行驶
2 躲避前方突然出现的障碍物
3
在地面附着力不同的路面行驶
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 G44-G47
G44～G47:转速传感器
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
传感器信号，进一步提高汽车的稳定性
ESP未来发展趋势
ABS/ TCS
普通 制动
ESP
EHB
（Electro Hydraulic Brake ）
EMB
（Electro Mechanical Brake）
EMB优点简介
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
汽
主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车
ESP的重要性
ESP= (ABS +TCS)² 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
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。
回油泵继电器J105 回油泵V39
电磁阀继电器J106 进油阀 N99,N101,N133,N134 出油阀 N100,N102,N135,N136 行驶动态控制阀1 N225 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
行驶动态控制液压泵V156
ABS警报灯K47 制动系统警报灯K118 ASR/ESP警报灯K115
ES是P:博车世身电（子Bo稳sc定h）系公统司(E的lec专tro利n。ic Stability Program），简称（ESP)， 是博世（Bosch）公司的专利。
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。
奥迪A4L ESP系统电路图
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
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：
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
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工作过程
4
ESP未来发展趋势
ESP发展趋势
近期 传感器的优化
集成控制是今后发展的方向
随着汽车
未来
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
奥迪A4L ESP传感器
侧向加速度传感器 G200
方向盘转角传感器 G85
Sensors
G202 横摆率传感器
制动传感器
G201
G44-
G47 转速传感器
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
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A4L ESP传感器 G201
G201：制动传感器
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。
，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 G200
G200：侧向加速度传感器