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1、摘 要 I 淮安信息職業(yè)技術學院 畢畢業(yè)業(yè)論論文文 奔馳轎車行駛電子穩(wěn)定程序奔馳轎車行駛電子穩(wěn)定程序 (ESP)(ESP)控制系統(tǒng)的結構與維修控制系統(tǒng)的結構與維修 學生姓名佘步奔 學 號82094021 系 部汽車工程系 專 業(yè)汽車檢測與維修技術 班 級820940 指導教師厲超 副教授 顧問教師XX XXXX 二一一年 九月 摘 要 II 摘摘 要要 隨著現(xiàn)代汽車技術的快速發(fā)展，人們在注重汽車的舒適性、可靠性、經 濟型的同時，對汽車的安全性更是提出了最高的要求。事實證明 ESP 是汽 車電子穩(wěn)定程序 可以有效的降低重大交通事故的發(fā)生率，從而挽救許許多 多人的生命，為進一步加強汽車乘坐的安全性
2、，全球道路專家一致認為 ESP 應該成為每一輛車的標準配置。汽車電子穩(wěn)定裝置(Electronic Stability Program，簡稱 ESP)，是由奔馳汽車公司首先用在它的 A 級車上的。ESP 實 際上是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP 不但控制驅 動輪，而且可控制從動輪。如后輪驅動汽車常出現(xiàn)的轉向過多的情況，此時 后輪失控而甩尾，ESP 便會剎慢外側的前輪來穩(wěn)定車子；在轉向過少時，為 了校正循跡方向，ESP 則會剎慢內后輪，從而校正行駛方向。本文介紹了汽 車電子穩(wěn)定系統(tǒng) ESP 的工作原理、組成部件、功能及其維修方法。并運用 一系列的圖片、數(shù)據(jù)對汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)
3、進行了研究。針對奔馳轎車行駛電 子穩(wěn)定程序（ESP）控制系統(tǒng)的結構與維修問題進行分析，主要研究的是 ESP 的結構與組成、電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程、電子穩(wěn)定程 序（ESP）的工作過程以及電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）的維修。通過對電子穩(wěn)定 系統(tǒng)的研究，總結出此系統(tǒng)大大提高了汽車的穩(wěn)定性能，從而提高了汽車的 行駛安全性。 關鍵詞：電子穩(wěn)定程序，行駛穩(wěn)定性，過度轉向，轉向不足，故障診斷 目 錄 III 目錄目錄 摘摘 要要I 目錄目錄II 第一章緒論第一章緒論.1 1.1 選題的目的和意義1 1.2ESP 使用狀況分析 .2 1.3 研究方案2 第二章第二章 ESP 系統(tǒng)的結構與組成系統(tǒng)的結
4、構與組成3 2.1 電子控制單元（ECU）4 2.2 液壓調節(jié)器總成7 2.3 前輪速度傳感器8 2.4 后輪速度傳感器8 2.5 ESP 開關 .9 2.6 方向盤轉角傳感器10 第三章第三章 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程）子系統(tǒng)的工作過程13 3.1 防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的工作過程13 3.1.1 常規(guī)制動.13 3.1.2 ABS 的工作時刻 14 3.2 電子制動力分配（EBD）工作過程18 3.3 牽引力控制系統(tǒng)（TCS）工作過程18 第四章電子穩(wěn)定程序（第四章電子穩(wěn)定程序（ESP）工作過程）工作過程21 4.1 克服轉向不足的操作21 4.2 克服轉向過
5、度的操作23 第五章第五章 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）的維修）的維修26 5.1 自診斷26 5.2 制動器排氣程序26 5.3 方向盤轉角傳感器的校準27 5.4 電子控制單元和液壓總成的維修27 5.5 輪速傳感器的檢查28 5.6 ESP 開關的檢查28 第六章第六章 電子穩(wěn)定程序（電子穩(wěn)定程序（ESP）典型故障案例）典型故障案例29 總結與展望總結與展望.31 致致 謝謝.32 參考文獻參考文獻.33 緒論 1 第一章緒論第一章緒論 1.1選題的目的和意義 ESP 是汽車電子穩(wěn)定程序 (Electronic Stability Program)的簡寫，由德國博 世公司(BOS
6、CH)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)。它集成了電子制動防抱死系統(tǒng)(ABS)，電子制動力分配（EBD）和 牽引力控制（TCS）的基本功能；能夠在幾毫秒的時間內，識別出汽車不穩(wěn)定的 行駛趨勢，比如，由于人為或環(huán)境的干擾，轎車可能進入不穩(wěn)定的行駛狀態(tài)； 特別是駕駛員在轉向時經常出現(xiàn)“過度轉向”或“轉向不足”的操作缺陷，如果得不 到及時糾正，就會使車子偏離正確行駛路線，嚴重時，就有翻轉趨勢等危險。 ESP 系統(tǒng)通過智能化的電子控制方案，讓汽車傳動或制動系統(tǒng)產生所期望的準 確響
7、應，從而及時地，恰當?shù)叵@些不穩(wěn)定行駛趨勢，使汽車保持在所期望 的行駛路線上。 ESP 系統(tǒng)實際是一種牽引力控制系統(tǒng)，與其他牽引力控制系統(tǒng)比較，ESP 不但 控制驅動輪，而且可控制從動輪。如后輪驅動汽車常出現(xiàn)的轉向過多情況，此 時后輪失控而甩尾，ESP 便會剎慢外側的前輪來穩(wěn)定車子；在轉向過少時，為 了校正循跡方向，ESP 則會剎慢內后輪，從而校正行駛方向。 ESP 系統(tǒng)包含 ABS（防抱死剎車系統(tǒng)）及 ASR（防側滑系統(tǒng)），是這兩種 系統(tǒng)功能上的延伸。因此，ESP 稱得上是當前汽車防滑裝置的最高級形式。ESP 系統(tǒng)由控制單元及轉向傳感器（監(jiān)測方向盤的轉向角度）、車輪傳感器（監(jiān)測 各個車輪的
8、速度轉動）、側滑傳感器（監(jiān)測車體繞垂直軸線轉動的狀態(tài)）、橫 向加速度傳感器（監(jiān)測汽車轉彎時的離心力）等組成?？刂茊卧ㄟ^這些傳感 器的信號對車輛的運行狀態(tài)進行判斷，進而發(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 只能被動地作出反應，而 ESP 則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。ESP 對過度轉向 或不足轉向特別敏感，例如汽車在路滑時左拐過度轉向（轉彎太急）時會產生 向右側甩尾，傳感器感覺到滑動就會迅速制動右前輪使其恢復附著力，產生一 種相反的轉矩而使汽車保持在原來的車道上。當然，任何事物都有一個度的范 圍，如果駕車者盲目
9、開快車，現(xiàn)在的任何安全裝置都難以保全。ESP 系統(tǒng)是汽 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 2 車主動安全性技術發(fā)展的一個巨大突破，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。是它的主動性，如果說 ABS 是被動地作出反應，那么 ESP 卻可以做到防患于未然。 1.2ESP 使用狀況分析 ESP 的主動安全系統(tǒng)，它通過高度靈敏的傳感器時刻監(jiān)測車輛的行駛狀態(tài)， 并通過計算分析判定車輛行駛方向是否偏離駕駛員的操作意圖，識別出危險情 況，并提前裁決出可行的干預措施使車輛恢復到穩(wěn)定行駛狀態(tài)。 ESP 能降低車輛側滑的危險，從而降低事故的發(fā)生，顯著減少因外界各種 惡劣路況駕駛員失誤等造成的重大損失
10、，極大地改善了汽車的動態(tài)行駛安全性。 美國國家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的一項報告稱，在配備了 ESC 的車輛 中，客車單車碰撞事故減少 30%，而轎車致命的單車碰撞事故也減少 30%。就 運動型多用途車而言，該事故下降率甚至更高，單車碰撞事故減少 67%，而致 命事故則減少 63%。 ESP 的裝配率因各個國家而異。根據(jù)博世的統(tǒng)計，2005 年德國新車 ESP 裝配率約為 72，西歐的平均新車裝配率約為 44，在日本和北美， 這個數(shù)字稍低，北美約為 21%，日本約為 15%。而目前中國的裝配率還比較 低，約為 3%。 目前主要有博世、德國大陸、日本電裝、ADVICS、韓國萬都、美國
11、德爾 福等少數(shù)幾家公司生產 ESP，其中博世占了較大份額。從博世 1995 年推出 ESP 系統(tǒng) 10 以來，到 2006 年初博世累計銷售了 2000 萬套 ESP 系統(tǒng)。 1.3研究方案 針對奔馳轎車行駛電子穩(wěn)定程序（ESP）控制系統(tǒng)的結構與維修問題進行 分析，并從以下幾個方面進行了研究 1、ESP 系統(tǒng)的結構與組成 2、電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程 3、電子穩(wěn)定程序（ESP）工作過程 4、電子制動系統(tǒng)的維修 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 3 第二章第二章 ESPESP 系統(tǒng)的結構與組成系統(tǒng)的結構與組成 ESP 是在原有電子制動防抱死制動系統(tǒng)（ABS） 、電子制動力分配（EBD） 和
12、牽引力控制（TCS）的基礎上發(fā)展起來的，奔馳轎車的制動系統(tǒng)具有上述所有 功能。該電子制動系統(tǒng)由電子控制單元（ECU） 、液壓調節(jié)器總成、車輪速度傳 感器、方向盤轉角傳感器、橫向偏擺率傳感器、車輪速度傳感器脈沖環(huán)以及 ESP 控制開關等部件組成，其中電子控制單元與液壓調節(jié)器是一體的。其系統(tǒng) 組成如下圖 1-1 圖 1-1 奔馳轎車電子制動系統(tǒng)的組成圖 1-前輪速度傳感器；2-前輪速度傳感器引線；3-電子控制單元（ECU）；4-液壓調節(jié)器 總成；5-方向盤轉角傳感器；6-橫向偏擺率傳感器；7-后輪速度傳感器脈沖環(huán)；8-后 輪速度傳感器（字母 A、B、C、D、E 為上述該傳感器或總成在汽車中的具體位
13、置） 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 4 2.1電子控制單元（ECU） 電子控制單元如圖1-3所示，其插頭端子視圖如圖1-4所示，各端子的作用見 表1-1。電子控制單元是ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的控制中心，它與液壓調節(jié)器集成 在一起組成一個總成。電子控制單元持續(xù)監(jiān)測并判斷的輸入信號有：蓄電池電 壓、車輪速度、方向盤轉角、橫向偏擺率以及點火開關接通、停車燈開關、串 行數(shù)據(jù)通信電路等信號。根據(jù)所接收的輸入信號，電子控制單元將向液壓調節(jié) 器、發(fā)動機控制模塊、組合儀表和串行數(shù)據(jù)通信電路等發(fā)送輸出控制信號。 表1-1 電子控制單元（ECU）各個端子的作用 端子功用電路編號 1繼電器、閥和泵電機-主
14、接地350 212V連續(xù)供電電壓-保險絲103542 312V連續(xù)供電電壓-保險絲361440 4接地-電子控制單元接地1502 5左前輪速度傳感器-信號830 6未用- 7左后輪速度傳感器-信號884 8右后輪速度傳感器-低參考電壓883 9右前輪速度傳感器-低參考電壓883 10右前輪速度傳感器-信號872 11防抱死制動系統(tǒng)診斷啟用799 12未用- 13未用- 14CAN 高12500 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 5 15橫向偏擺率傳感器-接地5353 16橫向偏擺率傳感器-信號716 17組合儀表-制動電路1134 18橫向偏擺率傳感器-5V參考電壓1337 19未用- 20加速度傳感
15、器-信號2086 21-24未用- 25CAN 低22501 26左前輪速度傳感器-低參考電壓873 27左后輪速度傳感器-低參考電壓885 2812V點火供電電壓-保險絲27 點火電壓893 29右后輪速度傳感器-信號882 30停車燈開關-12V信號20 31-34未用- 35CAN 低12501 36未用- 37橫向偏擺率傳感器-自檢1338 38-44未用- 45CAN 高22500 46未用- 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 6 圖 1-3 電子控制單元（ECU） 1-電子控制單元（ECU）；2-液壓調節(jié)器總成 圖1-4 電子控制單元（ECU）插頭端子視圖 （各端子的作用見表1）
16、當點火開關接通時，電子控制單元會不斷進行自檢，以檢測并查明ABS- TCS/ESP 系統(tǒng)的故障。此外，電子控制單元還在每個點火循環(huán)都執(zhí)行自檢初始 化程序。當車速達到約15 km/h時，初始化程序即啟動。在執(zhí)行初始化程序時， 可能會聽到或感覺到程序正在運行，這屬于系統(tǒng)的正常操作。在執(zhí)行初始化程 序的過程中，電子控制單元將向液壓調節(jié)器發(fā)送一個控制信號，循環(huán)操作各個 電磁閥并運行泵電機，以檢查各部件是否正常工作。如果泵或任何電磁閥不能 正常工作，電子控制單元會設置一個故障診斷碼。當車速超過15 km/h時，電子 控制單元會將輸入和輸出邏輯序列信號與電子控制單元中所存儲的正常工作參 數(shù)進行比較，以此來
17、不斷監(jiān)測ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)。如果有任何輸入或輸出信號 超出正常工作參數(shù)范圍，則電子控制單元將設置故障診斷碼。 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 7 2.2液壓調節(jié)器總成 液壓調節(jié)器總成內部液壓回路示意圖如圖1-5所示。為了能獨立控制各車輪 的制動回路，本系統(tǒng)采用了前/后分離的4 通道回路結構，每個車輪的液壓制動 回路都是隔離的，這樣當某個制動回路出現(xiàn)泄漏時仍能繼續(xù)制動。液壓調節(jié)器 總成根據(jù)電子控制單元（ECU）發(fā)送的控制信號調節(jié)制動液壓力。液壓調節(jié)器 總成包括回程泵、電機、儲能器、進口閥、出口閥、隔離閥和后啟動閥等部件。 圖 1-5 液壓調節(jié)器總成內部液壓回路示意圖 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)
18、設計論文 8 1-液壓調節(jié)器總成；2-回程泵；3-儲能器；4-制動輪缸；5-制動總泵；6-進口閥；7-出口 閥；8-隔離電磁閥；9-啟動電磁閥；A-常規(guī)的制動液壓力；B-停止的制動液壓力流（電 磁閥閉合）；C-泵產生的制動液壓力流；D-制動踏板踩下；M-電機 2.3前輪速度傳感器 前輪速度傳感器（如圖1-6所示）是一個電磁式傳感器，是前輪輪轂總成的 一部分，前輪輪轂總成是一個永久性的密封裝置。左前和右前輪輪轂裝有車輪 速度傳感器和一個48 齒的磁脈沖環(huán)。 圖 1-6 前輪速度傳感器 1-前輪速傳感器；2-前輪轂總成 2.4后輪速度傳感器 別克榮御采用后輪驅動，后輪速度傳感器（如圖1-7所示）位
19、于主減速器后 蓋的支架上，也是電磁式傳感器。后輪速度傳感器脈沖環(huán)是主減速器內車橋法 蘭的一部分，不能單獨維修。 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 9 圖 1-7 后輪速度傳感器 1-后輪速傳感器；2-傳感器脈沖環(huán) 2.5 ESP 開關 電子穩(wěn)定程序（ESP）開關位于地板控制臺上，如圖1-8所示。該開關是一個 瞬間接觸開關，按一下ESP 開關，電子穩(wěn)定程序從接通轉至關閉。當電子穩(wěn)定 程序（ESP）關閉時，ABS-TCS 系統(tǒng)仍能正常工作。當ESP 處于關閉位置時， 再次按一下ESP 開關，將接通電子穩(wěn)定程序。按下ESP 開關超過60s將被視為短 路，會記錄故障診斷碼，且電子穩(wěn)定程序在該點火循環(huán)內將被禁用
20、。如果沒有 記錄牽引力控制系統(tǒng)當前故障診斷碼，電子穩(wěn)定程序將在下一個點火循環(huán)復位 到接通狀態(tài)。 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 10 圖 1-8 ESP 開關 1-后輪速傳感器；2-傳感器脈沖環(huán) 2.6方向盤轉角傳感器 方向盤轉角傳感器位于方向盤下面，位置如圖1-9所示，內部結構如圖1-10 所示，插頭端子視圖如圖1-11所示，各端子的作用見圖1-2。方向盤轉角傳感器 提供表示方向盤旋轉角度的輸出信號，參見圖1-9。由于2只測量齒輪的齒數(shù)不同， 故產生不同相位的兩個轉角信號，即能產生一個可表示760。方向盤旋轉角度的 輸出信號，電子控制單元利用這個信息計算出駕駛員所要求的方向?？刂茊卧?通過
21、方向盤轉角傳感器與橫向偏擺率傳感器信號的比較，確定車輛實際行駛軌 跡與駕駛要求是否一致，從而確定控制目標。 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 11 圖 1-9 方向盤轉角傳感器的位置 1-螺釘；2-螺旋電纜；3-轉接板；4-螺釘；5-方向盤轉角傳感器；6-固定凸舌；7-轉向信 號解除凸輪 圖1-10 方向盤轉角傳感器 1-齒輪；2-測量齒輪；3-磁鐵；4-判斷電路；5-各向異性磁阻（AMR）集成電路 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 12 圖1-11 方向盤轉角傳感器端子視圖 （各端子的作用見圖1-2） 橫向偏擺率傳感器位于儀表板中央控制臺下部，如圖1-12所示，傳感器插 頭端子視圖見圖1-13所示，
22、各端子的作用見圖1-2。橫向偏擺率傳感器總成包括 兩個部件，一個是橫向偏擺率傳感器，另一個是橫向加速度傳感器。橫向偏擺 率傳感器根據(jù)車輛繞其縱軸的旋轉角度產生對應的輸出信號電壓；橫向加速度 傳感器根據(jù)車輪側向滑移量產生對應的輸出信號電壓。ESP控制單元利用橫向偏 擺率傳感器和橫向加速度傳感器輸出的這兩個傳感器信號，計算出車輛的實際 行駛狀態(tài)，再結合車輪速度傳感器的輸出信號和方向盤轉角傳感器的串行數(shù)據(jù) 輸出信號，確定控制目標。 圖 1-12 橫向偏擺率傳感器 ESP 系統(tǒng)的結構與組成 13 圖 1-13 橫向偏擺率傳感器插頭端子視圖 （各端子的作用見圖1-2） 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文
23、14 第三章第三章 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESPESP）子系統(tǒng)的工作過程）子系統(tǒng)的工作過程 3.1防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的工作過程 ABS防抱死系統(tǒng)，能避免在緊急剎車時方向失控及車輪側滑，使車輪在剎 車時不被鎖死，不讓輪胎在一個點上與地面摩擦，從而加大磨擦力，使剎車效 率達到90%以上，同時還能減少剎車消耗，延長剎車輪鼓、碟片和輪胎兩倍的使 用壽命。裝有ABS的車輛在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分別達到 80%90%、30%10%、15%20%。 3.1.1 常規(guī)制動 當驅動輪還沒有出現(xiàn)抱死傾向時，ABS系統(tǒng)不起作用，制動系統(tǒng)按常規(guī)制 動方式進行制動，它的液壓回路見圖2-1。 圖
24、 2-1 常規(guī)制動控制油路 1-制動總泵；2-制動輪缸；3-液壓調節(jié)器總成；A-常規(guī)的制動液壓力；B-停止的制動液 壓力流（電磁閥閉合）；D-制動踏板踩下 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程 15 3.1.2 ABS 的工作時刻的工作時刻 當驅動輪出現(xiàn)抱死傾向時，ABS 系統(tǒng)起作用，此時，電子制動防抱死系統(tǒng) (ABS)就向其液壓回路發(fā)布指令，液壓回路就按下列三個階段進行工作： 1）ABS保壓階段：ABS的液壓回路在工作時，一般均從保壓階段開始工作。 因為在常規(guī)制動時，回路中已經建立了壓力?？刂朴吐芬妶D2-2， ABS保壓階段 的壓力曲線見圖2-3。電子控制單元監(jiān)測并比較每個車輪速度傳感器的
25、信號以確 定車輪是否滑移，如果在制動過程中檢測到車輪滑移（如左后輪），電子控制 單元將切換到保壓階段，并向液壓調節(jié)器發(fā)送控制信號，以關閉左后進口閥。 當左后進口閥和出口閥都關閉時，無論制動踏板所施加的制動液壓力為多少， 左后制動回路都將被隔離，從而使左后輪制動液壓力保持恒定。 圖 2-2 ABS 保壓階段控制油路 1-液壓調節(jié)器；2-進口閥；3-出口閥；A-常規(guī)的制動液壓力；B-停止的制動液壓力流 （電磁閥閉合）；D-制動踏板踩下 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 16 A-常規(guī)制動時，建立起來的壓力；B-保壓階段 圖 2-3 ABS 保壓階段液壓曲線圖 2）ABS減壓階段：控制油路見圖2-4
26、，ABS減壓階段的壓力曲線見圖2-5。 如果當防抱死制動系統(tǒng)處于保壓階段時仍然檢測到左后車輪處于滑移狀態(tài)，則 電子控制單元將切換到ABS 減壓階段，電子控制單元向液壓調節(jié)器發(fā)送控制信 號，關閉左后進口閥；打開左后出口閥，左后輪制動液先被導入儲能器，以保 證制動液壓力立即下降，儲能器儲存過量的左后輪制動液；運行液壓調節(jié)器泵， 泵出左后輪制動液回流壓力，從而使左后輪制動鉗釋放出來的制動液能夠抵消 制動踏板壓力，返回到制動總泵。此時左后輪的抱死趨勢將開始消除，隨著左 后制動輪缸制動壓力的減小，左后輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速。 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程 17 圖 2-4 ABS 減
27、壓階段控制回路 1-液壓調節(jié)器總成；2，3-進出口閥；4-液壓泵；5-儲能器；6-制動輪缸；7-制動總泵； A-常規(guī)的制動液壓力；B-停止的制動液壓力流（電磁閥閉合）；C-液壓調節(jié)器泵產生 的制動液壓力流；D-常規(guī)制動液與釋放的制動液壓力相組合 圖 2-5 ABS 減壓階段曲線圖 3）ABS建壓階段 控制油路見圖2-6,ABS建壓階段的壓力曲線見圖2-7。如果 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 18 電子控制單元檢測到由于ABS 減壓階段所施加的制動力減小而導致左后輪速度 大于其它3個車輪的速度，則電子控制單元將切換到增壓階段，電子控制單元向 液壓調節(jié)器發(fā)送控制信號，關閉左后出口閥；打開左后進
28、口閥；繼續(xù)運行液壓 調節(jié)器泵。此時，總泵的制動液像常規(guī)制動操作那樣被再次引入左后輪制動輪 缸。先前減小的制動液壓力現(xiàn)在增加了，從而減小了左后輪的速度。 圖 2-6 ABS 建壓階段控制回路 1-液壓調節(jié)器總成；2-進口閥；3-出口閥；4-液壓泵總成；5-制動總泵；6-制動輪缸； A-常規(guī)的制動液壓力；B-停止的制動液壓力流（電磁閥閉合）；C-液壓調節(jié)器泵產生 的制動液壓力流；D-制動踏板踩下 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程 19 圖 2-7 ABS 建壓階段曲線 這種ABS保壓、減壓、建壓階段不斷重復，直到消除了抱死傾向為止。根據(jù)路面情況， 每秒鐘大約有46個控制循環(huán)。 3.2電子制動
29、力分配（電子制動力分配（EBD）工作過程）工作過程 EBD能夠根據(jù)由于汽車制動時產生軸荷轉移的不同，而自動調節(jié)前、后軸 的制動力分配比例，提高制動效能，并配合ABS提高制動穩(wěn)定性。汽車在制動 時，四只輪胎附著的地面條件往往不一樣。比如，有時左前輪和右后輪附著在 干燥的水泥地面上，而右前輪和左后輪卻附著在水中或泥水中，這種情況會導 致在汽車制動時四只輪子與地面的摩擦力不一樣，制動時容易造成打滑、傾斜 和車輛側翻事故。EBD用高速計算機在汽車制動的瞬間，分別對四只輪胎附著 的不同地面進行感應、計算，得出不同的摩擦力數(shù)值，使四只輪胎的制動裝置 根據(jù)不同的情況用不同的方式和力量制動，并在運動中不斷高速
30、調整，從而保 證車輛的平穩(wěn)、安全。其工作循環(huán)同ABS工作循環(huán)相同。 3.3牽引力控制系統(tǒng)（牽引力控制系統(tǒng)（TCS）工作過程）工作過程 TCS的作用是當汽車加速時將滑動控制在一定的范圍內，從而防止驅動輪快 速滑動。電子控制單元監(jiān) 測并比較每個車輪速度傳感器的信號以確定驅動車輪 是否滑移，如果確定是由于路面濕滑或發(fā)動機扭矩過大而導致車輪縱向空轉， 且沒有施加制動，則電子控制單元將切換到TCS（牽引力控制系統(tǒng)）模式。在 TCS 模式中，電子控制單元首先向發(fā)動機控制模塊（ECM）發(fā)送一個串行數(shù)據(jù) 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 20 通訊信號，請求減小發(fā)動機扭矩。如果在發(fā)動機控制模塊已執(zhí)行發(fā)動機扭矩
31、減 小功能后仍能檢測到有車輪空轉，則電子控制單元將切換到牽引力控制階段， 實施TCS制動干預。參見圖2-8，現(xiàn)以左后輪打滑為例，在這個階段，電子控制 單元將向液壓調節(jié)器發(fā)送信號，關閉后隔離閥，以使后輪制動回路與總泵隔離 開來，防止制動液返回總泵；打開后啟動閥，使制動液從制動總泵進入液壓泵 中；關閉右后進口閥，以隔離右后輪液壓回路，使液壓調節(jié)器只向左后輪提供 制動液壓力；運行液壓調節(jié)器泵，將制動液壓力施加到左后輪制動鉗上，以阻 止左后輪空轉。在TCS 模式下，這些操作每秒會執(zhí)行約46 次。ABS 和TCS 模式之間的差別在于，在TCS 模式下是增加制動液壓力以阻止車輪空轉，而在 ABS 模式下是
32、減小制動液壓力以避免車輪抱死。如果在TCS 模式下人工實行制 動，則退出TCS 制動干預模式，而允許人工制動。 圖 2-8 TCS 制動干預（以左后輪為例） 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）子系統(tǒng)的工作過程 21 1-液壓調節(jié)器總成；2-隔離閥；3-啟動閥；4-右后進口閥；4a-左后進口閥；5-液壓泵； 6-左后出口閥；B-停止的制動液壓力流（電磁閥閉合）；C-液壓調節(jié)器泵產生的制動液 壓力流；M-泵電機 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 22 第四章第四章電子穩(wěn)定程序（電子穩(wěn)定程序（ESP）工作過程）工作過程 電子穩(wěn)定程序（ESP）用于在高速轉彎或在濕滑路面上行駛時提供最佳的車 輛穩(wěn)定性和方向控制。電
33、子控制單元（ECU）通過方向盤轉角傳感器確定駕駛 員想要的行駛方向；通過車輪速度傳感器和橫向偏擺率傳感器來計算車輛的實 際行駛方向。當電子穩(wěn)定程序檢測到車輛行駛軌跡與駕駛員要求不符時，電子 穩(wěn)定程序將首先利用牽引力控制系統(tǒng)中的發(fā)動機扭矩減小功能并向發(fā)動機控制 模塊（ECM）發(fā)送一個串行數(shù)據(jù)通信信號，請求減小發(fā)動機扭矩。如果電子穩(wěn) 定程序仍然檢測到車輪側向滑移，則電子穩(wěn)定程序將根據(jù)“從外部作用于車輛上 的所有力（不管是制動力、推動力，還是任何一種側向力）都會使車輛環(huán)繞其 重心而轉動”的原理，通過對前、后橋一個以上的車輪進行制動干預，迅速克服 以下操作缺陷，使車輛不偏離正確的行駛軌跡，確保安全。
34、4.1克服轉向不足的操作 轉向不足示意圖見圖3-1，方向盤轉角傳感器向電子控制單元發(fā)送一個駕駛員 想要朝方向“A”轉向的信號，橫向偏擺率傳感器檢測到車輛開始打轉“B”，同時 車輛前端開始向方向“C”滑移，說明車輛出現(xiàn)轉向不足，電子穩(wěn)定程序將實行主 動制動干預。如圖3-2所示，電子穩(wěn)定程序利用ABS-TCS系統(tǒng)中已有的主動制動 控制功能,對左后輪進行制動干預，此刻，由于左后輪被制動，而車子的重心因 慣性作用繼續(xù)向前運動，于是車子就只好以左后輪為支點，繞著它旋轉，這樣 一來，車子就朝方向“A”轉向，即朝駕駛員想要的方向轉向。轉向不足的操作缺 陷就被克服，它的控制油路見圖3-3。當電子控制單元檢測到
35、車輛轉向不足時， 電子控制單元將向液壓調節(jié)器發(fā)送信號，關閉前和后隔離閥，以使后輪制動回 路與總泵隔離開來，防止制動液返回總泵；打開前和后啟動閥，使制動液從制 動總泵進入液壓泵中；關閉右前和右后進口閥，以隔離右輪液壓回路，從而使 液壓調節(jié)器只向左輪提供制動液壓力；運行液壓調節(jié)器泵，將合適的制動液壓 力施加到左輪制動輪缸上，以使車輛朝駕駛員想要的方向轉向。如果在ESP 模 式下進行人工制動，則退出ESP制動干預模式并允許常規(guī)制動。 電子穩(wěn)定程序（ESP）工作過程 23 圖 3-1 轉向不足示意圖 圖 3-2 克服轉向不足控制示意圖 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 24 圖 3-3 克服轉向不足控
36、制油路圖 1-液壓調節(jié)器總成；2-隔離閥；3-啟動閥；4-右前和右后進口閥；4a-左前和左后進口閥； 5-液壓泵；6-左前和左后出口閥；B-停止的制動液壓力流（電磁閥閉合）；C-液壓調節(jié) 器泵產生的制動液壓力流；M-泵電機 4.2克服轉向過度的操作 轉向過度示意圖見圖3-4，方向盤轉角傳感器向電子控制單元發(fā)送一個駕駛 員想要朝方向“A”轉向的信號，橫向偏擺率傳感器檢測到車輛開始打轉“B”，同 時車輛后端開始向方向“C”滑移。說明車輛開始轉向過度，電子穩(wěn)定程序將實行 主動制動干預。如圖3-5所示，電子穩(wěn)定程序利用ABS-TCS 系統(tǒng)中已有的主動 電子穩(wěn)定程序（ESP）工作過程 25 制動控制功能
37、，對右后輪進行制動干預，此刻由于右后輪被制動，而車子的重 心因慣性作用繼續(xù)向前運動，于是車子就只好以右后輪為支點，繞著它旋轉， 這樣一來，車子就朝方向“A”轉向，即朝向駕駛員想要的方向轉向。轉向過度的 操作缺陷就被克服，它的控制油路見圖3-6，當電子控制單元檢測到車輛轉向過 度時，向液壓調節(jié)器發(fā)送一個信號，關閉前和后隔離閥，以將制動液回路與總 泵隔離開來，防止制動液返回總泵；打開前和后啟動閥，使制動液從制動總泵 進入液壓泵中；關閉左前和左后進口閥，以隔離左輪液壓回路，從而使液壓調 節(jié)器只向右輪提供制動液壓力；運行液壓調節(jié)器泵，將合適的制動液壓力“C”施 加到右輪制動輪缸上，以使車輛朝駕駛員想要
38、的方向轉向。 圖 3-4 轉向過度示意圖 圖 26 克服轉向過度操作示意圖 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 26 圖圖 3-6 克服轉向過度控制油路圖克服轉向過度控制油路圖 1-液壓調節(jié)器總成；2-隔離閥；3-啟動閥；4-左前和左后進口閥；4a-右前和右后進閥； 5-液壓泵；6-右前和右后出口閥；B-停止的制動液壓力流（電磁閥閉合）；C-液壓調節(jié) 器泵產生的制動液壓力流；M-泵電機 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）的維修 27 第五章第五章 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）的維修）的維修 5.1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的故障碼。用奔馳公司故障 診斷儀STAR2000可以讀
39、取、清除故障碼，還可以閱讀數(shù)據(jù)流并進行液壓控制單 元電磁閥測試、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)液壓回路測試、系統(tǒng)排氣測試等。因 STAR2000為菜單提示操作，這些功能按STAR2000屏幕的提示操作即可完成。 在對ABS-TCS/ESP進行檢修之前，應先排除常規(guī)制動系統(tǒng)故障。 5.2制動器排氣程序 在執(zhí)行ABS/TCS/ESP 制動器排氣程序之前，必須完成常規(guī)的制動系統(tǒng)排氣 程序。具體步驟是： 1）連接STAR2000，啟動發(fā)動機并怠速運行； 2）執(zhí)行“STAR2000 制動器排氣程序”中所列的指示，注意：在執(zhí)行該程序 期間，確保制動總泵中的制動液液位不低于最低液位； 3）關閉點火開關，并從數(shù)據(jù)鏈路連接器
40、（DLC）上斷開STAR2000； 4）用規(guī)定的制動液加注制動總泵儲液罐至最高液位； 5）執(zhí)行另一個常規(guī)制動系統(tǒng)制動器排氣操作； 6）關閉點火開關，踩下制動踏板35次，以耗盡制動助力器的真空儲備壓 力； 7）緩慢踩下制動踏板，如果感覺制動踏板綿軟，重復ABS-TCS/ESP 制動 器排氣操作； 8）重復ABS/TCS/ESP 排氣操作后，如果仍然感覺制動踏板綿軟，檢查制 動系統(tǒng)是否存在外部或內部泄漏； 9）保持發(fā)動機熄火并且不使用駐車制動器，然后接通點火開關，如果駐車 制動器/制動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
41、踏板綿 軟，重復ABS-TCS/ESP 制動器排氣操作，直到制動踏板感覺堅實； 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 28 11）檢查ABS/TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 5.3方向盤轉角傳感器的校準 電子控制單元監(jiān)測并判斷方向盤轉角傳感器的輸出信號，當車輛沿直線行 駛了15min或以上時，電子控制單元會將該行駛方向設定為正前方向。如果電子 控制單元檢測到方向盤轉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執(zhí)行方向盤轉角傳感器校準。如果偏離度大于15，則 設置DTC C0460“方向盤轉角傳感器故障”。方向盤轉角傳感器可使用STAR2000 重新校準，具體操作步驟是：
42、1）路試車輛并記錄車輛筆直向前行駛時的方向盤位置； 2）將STAR2000 連接到車輛上，并執(zhí)行“STAR2000 方向盤轉角傳感器校 準程序”中的指示； 3）檢查ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的操作。 5.4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，如圖4-1所示，在保修期內，不要拆 解電子控制單元和液壓總成。 圖 4-1 電子控制單元和液壓總成 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）的維修 29 5.5輪速傳感器的檢查 奔馳轎車4個車輪速度傳感器均為電磁式傳感器，傳感器氣隙不可調。檢查 輪速傳感器時，可用萬用表測量傳感器阻值，也可用示波器測量傳感器的輸出 波形。溫度在20時，傳感器的電
43、阻正常值為1.31.8k。 5.6 ESP 開關的檢查 ESP開關的端子視圖及檢查方法見圖4-2，可使用萬用表測量ESP開關端子間 的電阻，以判斷其好壞。 圖 4-2 ESP 開關端子視圖及檢查方法 ESP 開關處于常態(tài)位置時，端子3-4 間應導通；端子3-5間開路。按下ESP 開關時，端子3-4開路；端子3-5導通。端子2-6之間是照明燈電阻。如果測量結 果不在規(guī)格范圍內，則更換ESP開關。 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 30 第六章第六章 電子穩(wěn)定程序（電子穩(wěn)定程序（ESP）典型故障案例）典型故障案例 當電子穩(wěn)定程序（ESP）發(fā)生故障時，汽車儀表盤上的 ESP 警告燈就會點 亮。我們根
44、據(jù)這一提示對汽車 ESP 的程序進行檢測。 我們用的是奔馳專用檢測電腦 STAR DIAGNOSIS，首先對汽車進行全車檢 查，以防是車上的其他的電子設備的不能正常工作的情況下影響到 ESP 的工作 狀況。排除了這一可能后，對汽車讀取故障碼，并進行消碼，因為在 ESP 的工 作中，有可能存在以前發(fā)生過的故障會通過類似于記憶的方式保存于汽車電腦 中這一情況。 在我們做完上面的前期工作后，ESP 的警告燈仍然亮著，那說明問題出在 ESP 這一程序的內部配置中。接下來我們要做的就是根據(jù) STAR DIAGNOSIS 的 指引一步一步的讀取故障碼，分析可能單獨或者并立存在故障的情況，來達到 解除實體故
45、障的目的。 下面的是一個左前輪速傳感器的損壞影響了 ESP 的不正常工作的典型案例。 生產廠：梅賽德斯-奔馳 車型：V220-S350 生產年份：1999 年 行駛里程：59000km 故障癥狀：左前輪速傳感器不工作 檢修過程：如下所示 這是一部老款的 S350，它的 ESP 配置與現(xiàn)有的 E-CLASS 的是一樣的。啟 動汽車，接通電腦，讀取故障代碼。查明了是左前輪速傳感器出現(xiàn)了不正常的 工作情況后，我們就可以對癥下藥了。圖 5-1 所示的是左前輪速傳感器正常工作 狀況下的標準值。由電腦測出其實際值并告訴你是不是好的（如圖 5-2 所示）。 電子穩(wěn)定程序（ESP）典型故障案例 31 在表明了
46、具體故障位置后，就需要我們人工排除故障了。輪速傳感器不能 正常工作的原因有三： 1傳感器接頭損壞或沒接好 2傳感器線路被腐蝕或斷路 3傳感器本身存在硬件老化或損壞問題。 圖5-1 左前輪速傳感器正常工作的標準值 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 32 圖5-2 左前輪速傳感器不能正常工作 排除了左前輪速傳感器這一故障后，在交車之前應認真的重新檢查一遍ESP 的工作狀況，防止隱藏的并立故障的存在。 電子穩(wěn)定程序（ESP）典型故障案例 33 總結與展望總結與展望 本論文通過查找文獻和網絡搜集了大量的信息和數(shù)據(jù)，對汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng) ESP 進行 了研究。通過緒論第二點對汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)使用狀況的分析
47、，總結出此系統(tǒng)在中國汽車 上使用率較低，跟其他國家相比還存在一定的差距的問題。這篇論文主要研究的是奔馳轎 車行駛電子穩(wěn)定程序（ESP）控制系統(tǒng)的結構與維修，通過第二、三、四章，對 ESP 系統(tǒng) 的結構與組成、電子穩(wěn)定系統(tǒng) ESP 子系統(tǒng)的工作過程、電子穩(wěn)定程序 ESP 的工作過程進行 了研究與分析，總結出此系統(tǒng)在行駛穩(wěn)定性，克服過度轉向、轉向不足等操作上具備 較強的優(yōu)越性。在第五章對電子穩(wěn)定系統(tǒng)檢修進行了介紹與分析，最后通過第六章例舉車 型：V220-S350的維修案例進行了論證研究。從而增添了本論文的結構合理性。 博世集團前不久對外宣布，其最新版電子穩(wěn)定程序 ESP 8.0 系統(tǒng)將于本年度內
48、在蘇州 實現(xiàn)本地化生產。對于如何繼續(xù)保持博世 ESP 世界領先優(yōu)勢，中國博世底盤系統(tǒng)總經理孔 有康信心十足，在未來幾年中，博世還會進一步優(yōu)化設計，把更多功能加入 ESP。博世正 在 ESP 基礎上，開發(fā)一個可升級的產品線，通過整合各種功能，使其更具性價比 致謝 34 致致 謝謝 在論文完成之際，我首先向關心幫助和指導我的指導老師厲超（副教授） 表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 參考文獻 35 參考文獻參考文獻 1.姚國平等.新型汽車電氣與電控系統(tǒng)使用維修問答.北京：機械工業(yè)出版社.2001 年 2 月第一版. 2.魯植雄.汽車電氣設備故障診斷圖解.南京:江蘇科學技術出版社.2001 年 9 月
49、第 一版 3.戴姆勒一克萊斯勒公司技術報告(2002) (英文) 4.博世公司技術報告(2002)（英文） 5.王景祜.奔馳轎車的行駛穩(wěn)定性電子控制系統(tǒng).長春：汽車技術.2000 年第三期 6.陳家瑞.汽車構造.北京:機械工業(yè)出版社.1997 年 12 月第一版 7.高延齡.汽車運用工程.北京:人民交通出版社.1990 年 3 月第一版 8.吳際章.汽車構造(上、下冊).北京:人民交通出版社.1998 年 6 月第一版 9.司利增.汽車計算機控制.北京:人民交通出版社.2000 年 1 月第一版 10.Jack Erjavec,Robert Scharff.汽車構造與檢修.北京:機械工業(yè)出版社.1999 年 8 月 第一版 11梅賽德斯-奔馳汽車專用電腦檢測儀 STAR DIAGNOSIS 的故障代碼（英文） 附 錄 36
汽車檢測與維修技術畢業(yè)論文.doc
