汽車底盤電控技術-電子穩定系統包頭職業技術學院ESP簡介、重要性、典型工作狀況ESP系統組成、功能ESP如何工作及工作原理ESP發展趨勢教學目標ESP簡介、重要性、典型工作狀況Part01ESP簡介

車輛行駛穩定控制系統是一種集成ABS、ASR、EBD(電子制動力分配)、BA(輔助制動)、MSR(發動機轉矩控制)等系統功能，能夠有效提高汽車行駛穩定性的主動安全系統。不同的公司對這一系統的命名各不相同：博世公司：電子穩定程序系統ESP(ElectronicStabilityProgram)豐田公司：車輛穩定性控制系統VSC(VehicleStabilityControl)本田公司：車輛穩定性輔助系統VSA(VehicleStabilityAssist)寶馬公司：車輛動態穩定控制系統DSC(DynamicStabilityControl)日產公司：車輛行駛動力學調整系統VDC(VehicleDynamicControl)ESP的重要性

ESP的重要性在于其為車身穩定系統，幫助車輛保持動態平衡。防止打滑：當汽車在行駛過程中出現打滑現象時，ESP的電控單元就會對打滑的車輪進行制動，保證汽車在行駛過程中不會出現打滑的情況。維持車身穩定：汽車在緊急避讓時，由于ESP系統的介入，汽車轉向時會增加制動力，保證車身穩定。利于駕駛：當汽車出現甩尾趨勢時，ESP穩定系統會對另一側的車輪進行制動，減弱車輪的轉動。

典型工作狀況（1）躲避前方突然出現的障礙物①緊急制動，猛打方向盤，車輛有轉向不足傾向。②ESP工作，增加左后輪制動壓力，車輛按照轉向意圖行駛。③恢復正常的行駛路線，車輛有轉向

過度的傾向，在左前輪

施加制動力。④車輛保持穩定。（2）在急轉彎車道上高速行駛①車輛有甩尾傾向。自動在右前輪上施加制動力。②車輛保持穩定。③車輛有甩尾傾向。自動在左前輪上

施加制動力。④車輛保持穩定。（3）在地面附著力不同路面行駛①車輛表現出轉向不足的趨勢，即將跑偏。

ESP發揮作用，增加后右輪制動力的同

時，降低發動機輸出扭矩。②從濕滑路面駛入干燥路段，車輛保持穩定。ESP系統組成、功能Part02ESP的功能

ESP包括電子剎車分配力系統(EBD，ElectricalBrakeDistribution)、防抱死剎車系統(ABS，Anti-lockBrakeSystem)、循跡控制系統(TCS，TractionControlSystem)、車輛動態控制系統(VDC，VehicleDynamicControl)這幾項功能。EBD：調節制動力分配，以防止車輛后輪先抱死，一般情況下只有模塊硬件出現故障時才會失效；ABS：防止車輪抱死，通過計算出車輛滑移率，控制在峰值附著系數附近，這屬于被動安全控制；TCS：牽引力控制系統，作用工況通常為低附路面車輛，驅動輪滑轉，TCS發出請求發動機降扭同時輕微施加制動，使得車輛平順起步；VDC：車輛動態穩定控制系統，主要通過對單個車輪主動增壓以糾正車輪的不足轉向和過度轉向。TCS和VDC屬于主動增壓，即不用施加制動踏板力即可以對制動管路施加壓力。ESP如何工作及工作原理Part03ESP如何工作ESP首先通過方向盤轉角傳感器（1）及各車輪轉速傳感器（2）識別駕駛員轉彎方向，即駕駛員意愿a圖ESP通過橫擺角速度傳感器（3，英文原稱為yawratesensor）,識別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉角度及側向加速度傳感器（4）識別車輛實際運動方向b圖若a>b，ESP判定為出現不足轉向，將制動內側后輪，使車輛進-~步沿駕駛員轉彎方向偏轉,從而穩定車輛。(圖I)若a<b,ESP判定為出現過度轉向，ESP將制動外側前輪，防止出現甩尾，并減弱過度轉向趨勢穩定車輛。(圖II)不足轉向避免不足轉向的原理

a）不足轉向

b）ESP避免不足轉向反之，如果車輛實際繞其垂直軸轉動的角度大于由轉向盤轉角和輪速確定的車輛應該繞其垂直軸的轉角，則判斷為過度轉向，ECU立即指令執行器使汽車外側前輪制動，地面制動力將對汽車產生一個與轉向方向相反的力矩，糾正過度轉向，使汽車回到正常的路線，按照駕駛員的駕駛意圖行駛。

ESP起作用時，如果單獨制動某一車輪不足以穩定車輛，還可以根據情況同時對兩個或多個車輪制動，對各個車輪的制動力也可以不同。此外，還可以根據情況對發動機的工作進行干預，降低發動機的輸出轉矩，達到迅速有效控制車輛穩定的目的。過度轉向避免過度轉向的原理a）過度轉向b）ESP避免過度轉向ESP的工作ESP主要部件的結構和工作原理轉向盤轉角傳感器的作用是檢測轉向盤的轉動方向、轉動角速度和轉動角度，以便ECU根據轉向盤轉角的大小和轉角變化速率來識別駕駛員的駕駛意圖，確定車輛的預期行駛方向。右圖示為各向異性磁阻（AMR）式轉向盤轉角傳感器，轉向軸帶動傳動齒輪1轉動，齒輪1驅動兩個齒數不等（差一個齒）的測量齒輪2轉動，兩個驅動齒輪中有磁鐵3，磁鐵上方有各向異性磁阻傳感器5及集成電路4，當轉向盤轉動時，帶動驅動齒輪2中的磁鐵3轉動，各向異性磁阻傳感器5中的磁場變化，使磁阻傳感器的電阻變化，電阻的變化即反映了測量齒輪的位置，也就反映了轉向盤的旋轉角度。由于兩個測量齒輪的齒數不同，其轉速不同，故產生的信號的相位不同，因此可以判斷轉向盤的轉動方向。轉向盤轉角傳感器的結構1-傳動齒輪2-測量齒輪3-磁鐵4-集成電路5-各向異性磁阻傳感器1．轉向盤轉角傳感器方向盤轉角傳感器G85

利用光柵原理測量角度。傳感器構成如下：-a光源；-b編碼盤；-c+d光學傳感器；-e整圈計數器我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。我們將結構簡化一下，如左圖：帶孔模板1和模板2，光源在兩板之間，光學傳感器在兩板之外。光束通過孔隙照到傳感器上，產生電壓信號。如果光線被擋住，電壓消失。

移動模板產生2個不同的電壓序列。其中一個模板因孔隙間隔一致，產生的電壓信號也是規則信號。另一塊模板因不規則間隙生成不規則信號。比較2個信號，系統可以計算出模板移動的距離。由不規則板確定運動的起始點。2.橫擺角速度傳感器定義：橫擺角速度傳感器也稱橫擺率傳感器、偏航率傳感器、陀螺儀等，其作用是檢測車輛繞其垂直軸轉動的角速度，以便ECU根據橫擺角速度信號和側向加速度等信號判斷車輛的實際行駛方向。橫擺角速度傳感器G202結構原理：其基本工作原理簡化成左圖雙調節叉結構，1激勵叉，1測量叉雙叉經過匹配，使得激勵叉在11千赫時共振，而測量叉在11.33千赫時產生共振，向雙叉施加11千赫的交變電壓，在激勵叉上發生共振，而測量叉上不出現。發生共振的調節叉對于外力的反應，要比沒有發生共振的調節叉運動響應慢。這意味著，車輛的角加速度使得測量叉與車輛同步運動，而共振叉滯后于車輛的運動。結果，雙叉發生扭曲。搖擺的結果：是改變了叉上的電荷分配，傳感器感知此信號并將其傳遞給控制單元。

側向加速度傳感器（霍爾式）如果傳感器受到側向加速度a的作用，傳感器的彈簧—質量系統將離開其靜止位置而偏移，偏移程度與加速度的大小有關。運動的磁鐵在霍爾元件中產生霍爾電壓UH，經信號處理電路處理后輸出能夠反映加速度大小的信號電壓。阻尼板4的功用是產生感應渦流IW，其磁場與永久磁鐵磁場相互作用衰減片狀彈簧3的振動。1-霍爾傳感器2-永久磁鐵3-片狀彈簧4-阻尼板5-IW渦流（產生阻尼）UH-霍爾電壓U0-電源電壓Φ-磁場a-檢測的側向加速度側向加速度傳感器(電容式)按電容器原理工作：兩個串聯電容，中間極片可在作用力下運動。電容可吸收一定量電荷。只要沒有側向力作用在中間極片上，則兩電容間隙保持恒定，電容相等。中間電極在側向力作用下，其中一個電容間隙增加，另一個減小，串聯電容值也隨之改變。最終，電荷的改變決定了側向力的大小和方向。1-液壓調節器總成2-液壓泵3-蓄能器4-制動鉗5-制動主缸6-進油閥7-出油閥8-隔離閥9-起動閥A-常規制動液流B-停止的制動液流C-液壓泵產生的制動液流D-踏下制動踏板M-電動機執行器

ESP的執行器通常與ABS和ASR的執行器組合在一起，下圖為典型的ABS/ASR/ESP執行器的液