【正文】 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(yùn)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， 2021 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、美國德爾福等少數(shù)幾家公司生產(chǎn) 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 2021 年初博世累計銷售了 2021 萬套 ESP 系統(tǒng)。 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(jié)構(gòu)與維修問題進(jìn)行分析，并從以下幾個方面進(jìn)行了研究 ESP 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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）工作過程 電子制動系統(tǒng)的維修 ESP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成 3 第 二 章 ESP 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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）和牽引力控制（ TCS）的基礎(chǔ)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(diào)節(jié)器總成、車輪速度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)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(guān) 等部件組成，其中電子控制單元與液壓調(diào)節(jié)器是一體的。其系統(tǒng)組成 如下圖 11 圖 11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(diào)節(jié)器總成； 5方向盤轉(zhuǎn)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置） 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 4 電子控制單元（ ECU） 電子控制單元如圖 13所示，其插頭端子視圖 如 圖 14所示 ，各端子的作用見表 11。電子控制單元是 ABSTCS/ESP 系統(tǒng)的控制中心，它與液壓調(diào)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(zhuǎn)角、橫向偏擺率以及點(diǎn)火開關(guān)接通、停車燈開關(guān)、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(diào)節(jié)器、發(fā)動機(jī)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 11 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(jī) 主接地 350 2 12V連續(xù)供電電壓 保險絲 103 542 3 12V連續(xù)供電電壓 保險絲 36 1440 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 14 CAN 高 1 2500 ESP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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 加速度傳感器 信號 2086 2124 未用 25 CAN 低 2 2501 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 28 12V點(diǎn)火供電電壓 保險絲 27 點(diǎn)火電壓 893 29 右后輪速度傳感器 信號 882 30 停車燈開關(guān) 12V信號 20 3134 未用 35 CAN 低 1 2501 36 未用 37 橫向偏擺率傳感器 自檢 1338 3844 未用 45 CAN 高 2 2500 46 未用 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 圖 13 電子控制單元（ ECU） 1電子控制單元（ ECU）； 2液壓調(diào)節(jié)器總成 圖 14 電子控制單元（ ECU）插頭端子視圖 （各端子的 作用見表 1） 當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時，電子控制單元會不斷進(jìn)行自檢，以檢測并查明ABSTCS/ESP 系統(tǒng)的故障。此外，電子控制單元還在每個點(diǎn)火循環(huán)都執(zhí)行自檢初始化程序。當(dāng)車速達(dá)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(yùn)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(diào)節(jié)器發(fā)送一個控制信號，循環(huán)操作各個電磁閥并運(yùn)行泵電機(jī)，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(shè)置一個故障診斷碼。當(dāng)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(jìn)行比較，以此來不斷監(jiān)測 ABSTCS/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(shè)置故障診斷碼。 ESP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成 7 液壓調(diào)節(jié)器總成 液壓調(diào)節(jié)器總成內(nèi)部液壓回路示意圖如圖 15所示。為了能獨(dú)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(jié)構(gòu)，每個車輪的液壓制動回路都是隔離的，這樣當(dāng)某個制動回路出現(xiàn)泄漏時仍能繼續(xù)制動。液壓調(diào)節(jié)器總成根據(jù)電子控制單元（ ECU）發(fā)送的控制信號調(diào)節(jié)制動液壓力。液壓調(diào)節(jié)器 總成包括回程泵、電機(jī)、儲能器、進(jìn)口閥、出口閥、隔離閥和后啟動閥等部件。 圖 15 液壓調(diào)節(jié)器總成內(nèi)部液壓回路示意圖 1液壓調(diào)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(jìn)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(chǎn)生的制動液壓力流； D制動踏板踩下； M電機(jī) 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 8 前輪速度傳感器 前輪速度傳感器（如圖 16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 16 前輪速度傳感器 1 前輪速傳感器； 2前 輪轂總成 后輪速度傳感器 別克榮御采用后輪驅(qū)動，后輪速度傳感器（如圖 17所示）位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(nèi)車橋法蘭的一部分，不能單獨(dú)維修。 圖 17 后輪速度傳感器 ESP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成 9 1后輪速傳感器； 2傳感器脈沖環(huán) ESP 開關(guān) 電 子穩(wěn)定程序（ ESP）開關(guān)位于地板控制臺上，如圖 18所示。該開關(guān)是一個瞬間接觸開關(guān)，按一下 ESP 開關(guān)，電子穩(wěn)定程序從接通轉(zhuǎn)至關(guān)閉。當(dāng)電子穩(wěn)定程序（ ESP）關(guān)閉時， ABSTCS 系統(tǒng)仍能正常工作。當(dāng) ESP 處于關(guān)閉位置時，再次按一下 ESP 開關(guān)，將接通電子穩(wěn)定程序。按下 ESP 開關(guān)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(diǎn)火循環(huán)內(nèi)將被禁用。如果沒有記錄牽引力控制系統(tǒng)當(dāng)前故障診斷碼，電子穩(wěn)定程序?qū)⒃谙乱粋€點(diǎn)火循環(huán)復(fù)位到接通狀態(tài)。 圖 18 ESP 開關(guān) 1后輪速傳感器； 2傳感器脈沖環(huán) 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器位于方向盤下面，位置如圖 19所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 110所示，插頭端子視圖如圖 111所示，各端子的作用見圖 12。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器提供淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 10 表示方向盤旋轉(zhuǎn)角度的輸出信號，參見圖 19。由于 2只測量齒輪的齒數(shù)不同，故產(chǎn)生不同相位的兩個轉(zhuǎn)角信號，即能產(chǎn)生一個可 表示 177。760。 方向盤旋轉(zhuǎn)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ㄟ^方向盤轉(zhuǎn)角傳感器與橫向偏擺率傳感器信號的比較，確定車輛實(shí)際行駛軌跡與駕駛要求是否一致，從而確定控制目標(biāo)。 圖 19 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的位置 1螺釘； 2螺旋電纜； 3轉(zhuǎn)接板； 4螺釘； 5方向盤轉(zhuǎn) 角傳感器； 6固定凸舌； 7轉(zhuǎn)向信號解除凸輪 圖 110 方向盤轉(zhuǎn)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 ESP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成 11 圖 111 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器端子視圖 （各端子的作用見圖 12） 橫向偏擺率傳感器位于儀表板中央控制臺下部，如圖 112所示，傳感器插頭端子視圖見圖 113所示，各端子的作用見圖 12。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(zhuǎn)角度產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號電壓；橫向加速度傳感器根據(jù)車輪側(cè)向滑移量產(chǎn)生對應(yīng)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(shí)際行駛狀態(tài)，再結(jié)合車輪速度傳感器的輸出信號和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的串行數(shù)據(jù)輸出信號，確定控制目標(biāo)。 圖 112 橫向偏擺率傳感器 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 12 圖 113 橫向偏擺率傳感器插頭端子視圖 （各端子的作用見圖 12） 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ ESP）子系統(tǒng)的工作過程 13 第 三 章 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ ESP）子系統(tǒng)的工作過程 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(cè)滑，使車輪在剎車時不被鎖死，不讓輪胎在一個點(diǎn)上與地面摩擦，從而加大磨擦力，使剎車效率達(dá)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(dá)到 80%~90%、30%~10%、 15%~20%。 常規(guī)制動 當(dāng)驅(qū)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(jìn)行制動，它的液壓回路見圖 21。 圖 21 常規(guī)制動控制油路 1制動總泵； 2制動輪 缸； 3液壓調(diào)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 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 14 ABS 的工作時刻 當(dāng)驅(qū)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(jìn)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?yàn)樵诔Ｒ?guī)制動時，回路中已經(jīng)建立了壓力。控制油路見圖 22， ABS保壓階段的壓力曲線見圖 23。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(diào)節(jié)器發(fā)送控制信號，以關(guān)閉左后進(jìn)口閥。當(dāng)左后進(jìn)口閥和出口閥都關(guān)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 22 ABS 保壓階段控制油路 1液壓調(diào)節(jié)器； 2進(jìn)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 電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ ESP）子系統(tǒng)的工作過程 15 A常規(guī)制動時，建立起來的壓力； B保壓階段 圖 23 ABS 保壓階段液壓曲線圖 2） ABS減壓階段 ： 控制油路見圖 24， ABS減壓階段的壓力曲線見圖 25。如果當(dāng)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(diào)節(jié)器發(fā)送控制信號，關(guān)閉左后進(jìn)口閥；打開左后出口閥，左后輪制動液先被導(dǎo)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(yùn)行液壓調(diào)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。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 16 圖 24 ABS 減壓階段控制回路 1液壓調(diào)節(jié)器總成； 2， 3進(jìn)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(diào)節(jié)器泵產(chǎn)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 25 ABS減壓階段曲線圖 3） ABS建壓階段 控制油