汽车检测与维修技术毕业论文.doc

摘 要 I 淮安信息职业技术学院 毕毕业业论论文文 奔驰轿车行驶电子稳定程序奔驰轿车行驶电子稳定程序 (ESP)(ESP)控制系统的结构与维修控制系统的结构与维修 学生姓名佘步奔 学 号82094021 系 部汽车工程系 专 业汽车检测与维修技术 班 级820940 指导教师厉超 副教授 顾问教师XX XXXX 二一一年 九月 摘 要 II 摘摘 要要 随着现代汽车技术的快速发展，人们在注重汽车的舒适性、可靠性、经 济型的同时，对汽车的安全性更是提出了最高的要求。事实证明 ESP 是汽 车电子稳定程序 可以有效的降低重大交通事故的发生率，从而挽救许许多 多人的生命，为进一步加强汽车乘坐的安全性，全球道路专家一致认为 ESP 应该成为每一辆车的标准配置。汽车电子稳定装置(Electronic Stability Program，简称 ESP)，是由奔驰汽车公司首先用在它的 A 级车上的。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的情况，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。本文介绍了汽 车电子稳定系统 ESP 的工作原理、组成部件、功能及其维修方法。并运用 一系列的图片、数据对汽车电子稳定系统进行了研究。针对奔驰轿车行驶电 子稳定程序（ESP）控制系统的结构与维修问题进行分析，主要研究的是 ESP 的结构与组成、电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程、电子稳定程 序（ESP）的工作过程以及电子稳定系统（ESP）的维修。通过对电子稳定 系统的研究，总结出此系统大大提高了汽车的稳定性能，从而提高了汽车的 行驶安全性。 关键词：电子稳定程序，行驶稳定性，过度转向，转向不足，故障诊断 目 录 III 目录目录 摘摘 要要I 目录目录II 第一章绪论第一章绪论.1 1.1 选题的目的和意义1 1.2ESP 使用状况分析 .2 1.3 研究方案2 第二章第二章 ESP 系统的结构与组成系统的结构与组成3 2.1 电子控制单元（ECU）4 2.2 液压调节器总成7 2.3 前轮速度传感器8 2.4 后轮速度传感器8 2.5 ESP 开关 .9 2.6 方向盘转角传感器10 第三章第三章 电子稳定系统（电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程）子系统的工作过程13 3.1 防抱死制动系统（ABS）的工作过程13 3.1.1 常规制动.13 3.1.2 ABS 的工作时刻 14 3.2 电子制动力分配（EBD）工作过程18 3.3 牵引力控制系统（TCS）工作过程18 第四章电子稳定程序（第四章电子稳定程序（ESP）工作过程）工作过程21 4.1 克服转向不足的操作21 4.2 克服转向过度的操作23 第五章第五章 电子稳定系统（电子稳定系统（ESP）的维修）的维修26 5.1 自诊断26 5.2 制动器排气程序26 5.3 方向盘转角传感器的校准27 5.4 电子控制单元和液压总成的维修27 5.5 轮速传感器的检查28 5.6 ESP 开关的检查28 第六章第六章 电子稳定程序（电子稳定程序（ESP）典型故障案例）典型故障案例29 总结与展望总结与展望.31 致致 谢谢.32 参考文献参考文献.33 绪论 1 第一章绪论第一章绪论 1.1选题的目的和意义 ESP 是汽车电子稳定程序 (Electronic Stability Program)的简写，由德国博 世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDESBENZ)公司联合研制。1998 年 2 月，梅赛德斯一奔驰公司首次在其 A 级微型轿车中成批地安装该电控车辆稳 定行驶系统。它集成了电子制动防抱死系统(ABS)，电子制动力分配（EBD）和 牵引力控制（TCS）的基本功能；能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的 行驶趋势，比如，由于人为或环境的干扰，轿车可能进入不稳定的行驶状态； 特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作缺陷，如果得不 到及时纠正，就会使车子偏离正确行驶路线，严重时，就有翻转趋势等危险。 ESP 系统通过智能化的电子控制方案，让汽车传动或制动系统产生所期望的准 确响应，从而及时地，恰当地消除这些不稳定行驶趋势，使汽车保持在所期望 的行驶路线上。 ESP 系统实际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。 ESP 系统包含 ABS（防抱死刹车系统）及 ASR（防侧滑系统），是这两种 系统功能上的延伸。因此，ESP 称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。ESP 系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器（监测 各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横 向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。控制单元通过这些传感 器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令。有 ESP 与只有 ABS 及 ASR 的汽车，它们之间的差别在于 ABS 及 ASR 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。ESP 对过度转向 或不足转向特别敏感，例如汽车在路滑时左拐过度转向（转弯太急）时会产生 向右侧甩尾，传感器感觉到滑动就会迅速制动右前轮使其恢复附着力，产生一 种相反的转矩而使汽车保持在原来的车道上。当然，任何事物都有一个度的范 围，如果驾车者盲目开快车，现在的任何安全装置都难以保全。ESP 系统是汽 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 车主动安全性技术发展的一个巨大突破，它可以在极其恶劣的行车环境中确保 汽车的行驶稳定性。是它的主动性，如果说 ABS 是被动地作出反应，那么 ESP 却可以做到防患于未然。 1.2ESP 使用状况分析 ESP 的主动安全系统，它通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态， 并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图，识别出危险情 况，并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。 ESP 能降低车辆侧滑的危险，从而降低事故的发生，显著减少因外界各种 恶劣路况驾驶员失误等造成的重大损失，极大地改善了汽车的动态行驶安全性。 美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 的一项报告称，在配备了 ESC 的车辆 中，客车单车碰撞事故减少 30%，而轿车致命的单车碰撞事故也减少 30%。就 运动型多用途车而言，该事故下降率甚至更高，单车碰撞事故减少 67%，而致 命事故则减少 63%。 ESP 的装配率因各个国家而异。根据博世的统计，2005 年德国新车 ESP 装配率约为 72，西欧的平均新车装配率约为 44，在日本和北美， 这个数字稍低，北美约为 21%，日本约为 15%。而目前中国的装配率还比较 低，约为 3%。 目前主要有博世、德国大陆、日本电装、ADVICS、韩国万都、美国德尔 福等少数几家公司生产 ESP，其中博世占了较大份额。从博世 1995 年推出 ESP 系统 10 以来，到 2006 年初博世累计销售了 2000 万套 ESP 系统。 1.3研究方案 针对奔驰轿车行驶电子稳定程序（ESP）控制系统的结构与维修问题进行 分析，并从以下几个方面进行了研究 1、ESP 系统的结构与组成 2、电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程 3、电子稳定程序（ESP）工作过程 4、电子制动系统的维修 ESP 系统的结构与组成 3 第二章第二章 ESPESP 系统的结构与组成系统的结构与组成 ESP 是在原有电子制动防抱死制动系统（ABS） 、电子制动力分配（EBD） 和牵引力控制（TCS）的基础上发展起来的，奔驰轿车的制动系统具有上述所有 功能。该电子制动系统由电子控制单元（ECU） 、液压调节器总成、车轮速度传 感器、方向盘转角传感器、横向偏摆率传感器、车轮速度传感器脉冲环以及 ESP 控制开关等部件组成，其中电子控制单元与液压调节器是一体的。其系统 组成如下图 1-1 图 1-1 奔驰轿车电子制动系统的组成图 1-前轮速度传感器；2-前轮速度传感器引线；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-后轮速度传感器脉冲环；8-后 轮速度传感器（字母 A、B、C、D、E 为上述该传感器或总成在汽车中的具体位置） 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 2.1电子控制单元（ECU） 电子控制单元如图1-3所示，其插头端子视图如图1-4所示，各端子的作用见 表1-1。电子控制单元是ABS-TCS/ESP 系统的控制中心，它与液压调节器集成 在一起组成一个总成。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有：蓄电池电 压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串 行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号，电子控制单元将向液压调节 器、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送输出控制信号。 表1-1 电子控制单元（ECU）各个端子的作用 端子功用电路编号 1继电器、阀和泵电机-主接地350 212V连续供电电压-保险丝103542 312V连续供电电压-保险丝361440 4接地-电子控制单元接地1502 5左前轮速度传感器-信号830 6未用- 7左后轮速度传感器-信号884 8右后轮速度传感器-低参考电压883 9右前轮速度传感器-低参考电压883 10右前轮速度传感器-信号872 11防抱死制动系统诊断启用799 12未用- 13未用- 14CAN 高12500 ESP 系统的结构与组成 5 15横向偏摆率传感器-接地5353 16横向偏摆率传感器-信号716 17组合仪表-制动电路1134 18横向偏摆率传感器-5V参考电压1337 19未用- 20加速度传感器-信号2086 21-24未用- 25CAN 低22501 26左前轮速度传感器-低参考电压873 27左后轮速度传感器-低参考电压885 2812V点火供电电压-保险丝27 点火电压893 29右后轮速度传感器-信号882 30停车灯开关-12V信号20 31-34未用- 35CAN 低12501 36未用- 37横向偏摆率传感器-自检1338 38-44未用- 45CAN 高22500 46未用- 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 图 1-3 电子控制单元（ECU） 1-电子控制单元（ECU）；2-液压调节器总成 图1-4 电子控制单元（ECU）插头端子视图 （各端子的作用见表1） 当点火开关接通时，电子控制单元会不断进行自检，以检测并查明ABS- TCS/ESP 系统的故障。此外，电子控制单元还在每个点火循环都执行自检初始 化程序。当车速达到约15 km/h时，初始化程序即启动。在执行初始化程序时， 可能会听到或感觉到程序正在运行，这属于系统的正常操作。在执行初始化程 序的过程中，电子控制单元将向液压调节器发送一个控制信号，循环操作各个 电磁阀并运行泵电机，以检查各部件是否正常工作。如果泵或任何电磁阀不能 正常工作，电子控制单元会设置一个故障诊断码。当车速超过15 km/h时，电子 控制单元会将输入和输出逻辑序列信号与电子控制单元中所存储的正常工作参 数进行比较，以此来不断监测ABS-TCS/ESP 系统。如果有任何输入或输出信号 超出正常工作参数范围，则电子控制单元将设置故障诊断码。 ESP 系统的结构与组成 7 2.2液压调节器总成 液压调节器总成内部液压回路示意图如图1-5所示。为了能独立控制各车轮 的制动回路，本系统采用了前/后分离的4 通道回路结构，每个车轮的液压制动 回路都是隔离的，这样当某个制动回路出现泄漏时仍能继续制动。液压调节器 总成根据电子控制单元（ECU）发送的控制信号调节制动液压力。液压调节器 总成包括回程泵、电机、储能器、进口阀、出口阀、隔离阀和后启动阀等部件。 图 1-5 液压调节器总成内部液压回路示意图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 1-液压调节器总成；2-回程泵；3-储能器；4-制动轮缸；5-制动总泵；6-进口阀；7-出口 阀；8-隔离电磁阀；9-启动电磁阀；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电 磁阀闭合）；C-泵产生的制动液压力流；D-制动踏板踩下；M-电机 2.3前轮速度传感器 前轮速度传感器（如图1-6所示）是一个电磁式传感器，是前轮轮毂总成的 一部分，前轮轮毂总成是一个永久性的密封装置。左前和右前轮轮毂装有车轮 速度传感器和一个48 齿的磁脉冲环。 图 1-6 前轮速度传感器 1-前轮速传感器；2-前轮毂总成 2.4后轮速度传感器 别克荣御采用后轮驱动，后轮速度传感器（如图1-7所示）位于主减速器后 盖的支架上，也是电磁式传感器。后轮速度传感器脉冲环是主减速器内车桥法 兰的一部分，不能单独维修。 ESP 系统的结构与组成 9 图 1-7 后轮速度传感器 1-后轮速传感器；2-传感器脉冲环 2.5 ESP 开关 电子稳定程序（ESP）开关位于地板控制台上，如图1-8所示。该开关是一个 瞬间接触开关，按一下ESP 开关，电子稳定程序从接通转至关闭。当电子稳定 程序（ESP）关闭时，ABS-TCS 系统仍能正常工作。当ESP 处于关闭位置时， 再次按一下ESP 开关，将接通电子稳定程序。按下ESP 开关超过60s将被视为短 路，会记录故障诊断码，且电子稳定程序在该点火循环内将被禁用。如果没有 记录牵引力控制系统当前故障诊断码，电子稳定程序将在下一个点火循环复位 到接通状态。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 图 1-8 ESP 开关 1-后轮速传感器；2-传感器脉冲环 2.6方向盘转角传感器 方向盘转角传感器位于方向盘下面，位置如图1-9所示，内部结构如图1-10 所示，插头端子视图如图1-11所示，各端子的作用见图1-2。方向盘转角传感器 提供表示方向盘旋转角度的输出信号，参见图1-9。由于2只测量齿轮的齿数不同， 故产生不同相位的两个转角信号，即能产生一个可表示760。方向盘旋转角度的 输出信号，电子控制单元利用这个信息计算出驾驶员所要求的方向。控制单元 通过方向盘转角传感器与横向偏摆率传感器信号的比较，确定车辆实际行驶轨 迹与驾驶要求是否一致，从而确定控制目标。 ESP 系统的结构与组成 11 图 1-9 方向盘转角传感器的位置 1-螺钉；2-螺旋电缆；3-转接板；4-螺钉；5-方向盘转角传感器；6-固定凸舌；7-转向信 号解除凸轮 图1-10 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 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 图1-11 方向盘转角传感器端子视图 （各端子的作用见图1-2） 横向偏摆率传感器位于仪表板中央控制台下部，如图1-12所示，传感器插 头端子视图见图1-13所示，各端子的作用见图1-2。横向偏摆率传感器总成包括 两个部件，一个是横向偏摆率传感器，另一个是横向加速度传感器。横向偏摆 率传感器根据车辆绕其纵轴的旋转角度产生对应的输出信号电压；横向加速度 传感器根据车轮侧向滑移量产生对应的输出信号电压。ESP控制单元利用横向偏 摆率传感器和横向加速度传感器输出的这两个传感器信号，计算出车辆的实际 行驶状态，再结合车轮速度传感器的输出信号和方向盘转角传感器的串行数据 输出信号，确定控制目标。 图 1-12 横向偏摆率传感器 ESP 系统的结构与组成 13 图 1-13 横向偏摆率传感器插头端子视图 （各端子的作用见图1-2） 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 第三章第三章 电子稳定系统（电子稳定系统（ESPESP）子系统的工作过程）子系统的工作过程 3.1防抱死制动系统（ABS）的工作过程 ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹 车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效 率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使 用寿命。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到 80%90%、30%10%、15%20%。 3.1.1 常规制动 当驱动轮还没有出现抱死倾向时，ABS系统不起作用，制动系统按常规制 动方式进行制动，它的液压回路见图2-1。 图 2-1 常规制动控制油路 1-制动总泵；2-制动轮缸；3-液压调节器总成；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液 压力流（电磁阀闭合）；D-制动踏板踩下 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程 15 3.1.2 ABS 的工作时刻的工作时刻 当驱动轮出现抱死倾向时，ABS 系统起作用，此时，电子制动防抱死系统 (ABS)就向其液压回路发布指令，液压回路就按下列三个阶段进行工作： 1）ABS保压阶段：ABS的液压回路在工作时，一般均从保压阶段开始工作。 因为在常规制动时，回路中已经建立了压力。控制油路见图2-2， ABS保压阶段 的压力曲线见图2-3。电子控制单元监测并比较每个车轮速度传感器的信号以确 定车轮是否滑移，如果在制动过程中检测到车轮滑移（如左后轮），电子控制 单元将切换到保压阶段，并向液压调节器发送控制信号，以关闭左后进口阀。 当左后进口阀和出口阀都关闭时，无论制动踏板所施加的制动液压力为多少， 左后制动回路都将被隔离，从而使左后轮制动液压力保持恒定。 图 2-2 ABS 保压阶段控制油路 1-液压调节器；2-进口阀；3-出口阀；A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流 （电磁阀闭合）；D-制动踏板踩下 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 A-常规制动时，建立起来的压力；B-保压阶段 图 2-3 ABS 保压阶段液压曲线图 2）ABS减压阶段：控制油路见图2-4，ABS减压阶段的压力曲线见图2-5。 如果当防抱死制动系统处于保压阶段时仍然检测到左后车轮处于滑移状态，则 电子控制单元将切换到ABS 减压阶段，电子控制单元向液压调节器发送控制信 号，关闭左后进口阀；打开左后出口阀，左后轮制动液先被导入储能器，以保 证制动液压力立即下降，储能器储存过量的左后轮制动液；运行液压调节器泵， 泵出左后轮制动液回流压力，从而使左后轮制动钳释放出来的制动液能够抵消 制动踏板压力，返回到制动总泵。此时左后轮的抱死趋势将开始消除，随着左 后制动轮缸制动压力的减小，左后轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速。 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程 17 图 2-4 ABS 减压阶段控制回路 1-液压调节器总成；2，3-进出口阀；4-液压泵；5-储能器；6-制动轮缸；7-制动总泵； A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节器泵产生 的制动液压力流；D-常规制动液与释放的制动液压力相组合 图 2-5 ABS 减压阶段曲线图 3）ABS建压阶段 控制油路见图2-6,ABS建压阶段的压力曲线见图2-7。如果 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 电子控制单元检测到由于ABS 减压阶段所施加的制动力减小而导致左后轮速度 大于其它3个车轮的速度，则电子控制单元将切换到增压阶段，电子控制单元向 液压调节器发送控制信号，关闭左后出口阀；打开左后进口阀；继续运行液压 调节器泵。此时，总泵的制动液像常规制动操作那样被再次引入左后轮制动轮 缸。先前减小的制动液压力现在增加了，从而减小了左后轮的速度。 图 2-6 ABS 建压阶段控制回路 1-液压调节器总成；2-进口阀；3-出口阀；4-液压泵总成；5-制动总泵；6-制动轮缸； A-常规的制动液压力；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节器泵产生 的制动液压力流；D-制动踏板踩下 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程 19 图 2-7 ABS 建压阶段曲线 这种ABS保压、减压、建压阶段不断重复，直到消除了抱死倾向为止。根据路面情况， 每秒钟大约有46个控制循环。 3.2电子制动力分配（电子制动力分配（EBD）工作过程）工作过程 EBD能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴 的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动 时，四只轮胎附着的地面条件往往不一样。比如，有时左前轮和右后轮附着在 干燥的水泥地面上，而右前轮和左后轮却附着在水中或泥水中，这种情况会导 致在汽车制动时四只轮子与地面的摩擦力不一样，制动时容易造成打滑、倾斜 和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对四只轮胎附着 的不同地面进行感应、计算，得出不同的摩擦力数值，使四只轮胎的制动装置 根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保 证车辆的平稳、安全。其工作循环同ABS工作循环相同。 3.3牵引力控制系统（牵引力控制系统（TCS）工作过程）工作过程 TCS的作用是当汽车加速时将滑动控制在一定的范围内，从而防止驱动轮快 速滑动。电子控制单元监 测并比较每个车轮速度传感器的信号以确定驱动车轮 是否滑移，如果确定是由于路面湿滑或发动机扭矩过大而导致车轮纵向空转， 且没有施加制动，则电子控制单元将切换到TCS（牵引力控制系统）模式。在 TCS 模式中，电子控制单元首先向发动机控制模块（ECM）发送一个串行数据 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 通讯信号，请求减小发动机扭矩。如果在发动机控制模块已执行发动机扭矩减 小功能后仍能检测到有车轮空转，则电子控制单元将切换到牵引力控制阶段， 实施TCS制动干预。参见图2-8，现以左后轮打滑为例，在这个阶段，电子控制 单元将向液压调节器发送信号，关闭后隔离阀，以使后轮制动回路与总泵隔离 开来，防止制动液返回总泵；打开后启动阀，使制动液从制动总泵进入液压泵 中；关闭右后进口阀，以隔离右后轮液压回路，使液压调节器只向左后轮提供 制动液压力；运行液压调节器泵，将制动液压力施加到左后轮制动钳上，以阻 止左后轮空转。在TCS 模式下，这些操作每秒会执行约46 次。ABS 和TCS 模式之间的差别在于，在TCS 模式下是增加制动液压力以阻止车轮空转，而在 ABS 模式下是减小制动液压力以避免车轮抱死。如果在TCS 模式下人工实行制 动，则退出TCS 制动干预模式，而允许人工制动。 图 2-8 TCS 制动干预（以左后轮为例） 电子稳定系统（ESP）子系统的工作过程 21 1-液压调节器总成；2-隔离阀；3-启动阀；4-右后进口阀；4a-左后进口阀；5-液压泵； 6-左后出口阀；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节器泵产生的制动液 压力流；M-泵电机 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 第四章第四章电子稳定程序（电子稳定程序（ESP）工作过程）工作过程 电子稳定程序（ESP）用于在高速转弯或在湿滑路面上行驶时提供最佳的车 辆稳定性和方向控制。电子控制单元（ECU）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（ECM）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，则电子稳定程序将根据“从外部作用于车辆上 的所有力（不管是制动力、推动力，还是任何一种侧向力）都会使车辆环绕其 重心而转动”的原理，通过对前、后桥一个以上的车轮进行制动干预，迅速克服 以下操作缺陷，使车辆不偏离正确的行驶轨迹，确保安全。 4.1克服转向不足的操作 转向不足示意图见图3-1，方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员 想要朝方向“A”转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”，同时 车辆前端开始向方向“C”滑移，说明车辆出现转向不足，电子稳定程序将实行主 动制动干预。如图3-2所示，电子稳定程序利用ABS-TCS系统中已有的主动制动 控制功能,对左后轮进行制动干预，此刻，由于左后轮被制动，而车子的重心因 惯性作用继续向前运动，于是车子就只好以左后轮为支点，绕着它旋转，这样 一来，车子就朝方向“A”转向，即朝驾驶员想要的方向转向。转向不足的操作缺 陷就被克服，它的控制油路见图3-3。当电子控制单元检测到车辆转向不足时， 电子控制单元将向液压调节器发送信号，关闭前和后隔离阀，以使后轮制动回 路与总泵隔离开来，防止制动液返回总泵；打开前和后启动阀，使制动液从制 动总泵进入液压泵中；关闭右前和右后进口阀，以隔离右轮液压回路，从而使 液压调节器只向左轮提供制动液压力；运行液压调节器泵，将合适的制动液压 力施加到左轮制动轮缸上，以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。如果在ESP 模 式下进行人工制动，则退出ESP制动干预模式并允许常规制动。 电子稳定程序（ESP）工作过程 23 图 3-1 转向不足示意图 图 3-2 克服转向不足控制示意图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 24 图 3-3 克服转向不足控制油路图 1-液压调节器总成；2-隔离阀；3-启动阀；4-右前和右后进口阀；4a-左前和左后进口阀； 5-液压泵；6-左前和左后出口阀；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节 器泵产生的制动液压力流；M-泵电机 4.2克服转向过度的操作 转向过度示意图见图3-4，方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶 员想要朝方向“A”转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转“B”，同 时车辆后端开始向方向“C”滑移。说明车辆开始转向过度，电子稳定程序将实行 主动制动干预。如图3-5所示，电子稳定程序利用ABS-TCS 系统中已有的主动 电子稳定程序（ESP）工作过程 25 制动控制功能，对右后轮进行制动干预，此刻由于右后轮被制动，而车子的重 心因惯性作用继续向前运动，于是车子就只好以右后轮为支点，绕着它旋转， 这样一来，车子就朝方向“A”转向，即朝向驾驶员想要的方向转向。转向过度的 操作缺陷就被克服，它的控制油路见图3-6，当电子控制单元检测到车辆转向过 度时，向液压调节器发送一个信号，关闭前和后隔离阀，以将制动液回路与总 泵隔离开来，防止制动液返回总泵；打开前和后启动阀，使制动液从制动总泵 进入液压泵中；关闭左前和左后进口阀，以隔离左轮液压回路，从而使液压调 节器只向右轮提供制动液压力；运行液压调节器泵，将合适的制动液压力“C”施 加到右轮制动轮缸上，以使车辆朝驾驶员想要的方向转向。 图 3-4 转向过度示意图 图 26 克服转向过度操作示意图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 26 图图 3-6 克服转向过度控制油路图克服转向过度控制油路图 1-液压调节器总成；2-隔离阀；3-启动阀；4-左前和左后进口阀；4a-右前和右后进阀； 5-液压泵；6-右前和右后出口阀；B-停止的制动液压力流（电磁阀闭合）；C-液压调节 器泵产生的制动液压力流；M-泵电机 电子稳定系统（ESP）的维修 27 第五章第五章 电子稳定系统（电子稳定系统（ESP）的维修）的维修 5.1自诊断 电子控制系统出现故障后，控制单元可记忆相应的故障码。用奔驰公司故障 诊断仪STAR2000可以读取、清除故障码，还可以阅读数据流并进行液压控制单 元电磁阀测试、电子稳定控制系统液压回路测试、系统排气测试等。因 STAR2000为菜单提示操作，这些功能按STAR2000屏幕的提示操作即可完成。 在对ABS-TCS/ESP进行检修之前，应先排除常规制动系统故障。 5.2制动器排气程序 在执行ABS/TCS/ESP 制动器排气程序之前，必须完成常规的制动系统排气 程序。具体步骤是： 1）连接STAR2000，启动发动机并怠速运行； 2）执行“STAR2000 制动器排气程序”中所列的指示，注意：在执行该程序 期间，确保制动总泵中的制动液液位不低于最低液位； 3）关闭点火开关，并从数据链路连接器（DLC）上断开STAR2000； 4）用规定的制动液加注制动总泵储液罐至最高液位； 5）执行另一个常规制动系统制动器排气操作； 6）关闭点火开关，踩下制动踏板35次，以耗尽制动助力器的真空储备压 力； 7）缓慢踩下制动踏板，如果感觉制动踏板绵软，重复ABS-TCS/ESP 制动 器排气操作； 8）重复ABS/TCS/ESP 排气操作后，如果仍然感觉制动踏板绵软，检查制 动系统是否存在外部或内部泄漏； 9）保持发动机熄火并且不使用驻车制动器，然后接通点火开关，如果驻车 制动器/制动器故障指示灯保持启亮，先诊断并排除故障； 10）路试车辆，执行ABS/TCS/ESP 自检初始化程序，如果感觉制动踏板绵 软，重复ABS-TCS/ESP 制动器排气操作，直到制动踏板感觉坚实； 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 28 11）检查ABS/TCS/ESP 系统的操作。 5.3方向盘转角传感器的校准 电子控制单元监测并判断方向盘转角传感器的输出信号，当车辆沿直线行 驶了15min或以上时，电子控制单元会将该行驶方向设定为正前方向。如果电子 控制单元检测到方向盘转角传感器角向偏离正前方向，如果偏离度等于或小于 15，则电子控制单元自动执行方向盘转角传感器校准。如果偏离度大于15，则 设置DTC C0460“方向盘转角传感器故障”。方向盘转角传感器可使用STAR2000 重新校准，具体操作步骤是： 1）路试车辆并记录车辆笔直向前行驶时的方向盘位置； 2）将STAR2000 连接到车辆上，并执行“STAR2000 方向盘转角传感器校 准程序”中的指示； 3）检查ABS-TCS/ESP 系统的操作。 5.4电子控制单元和液压总成的维修 电子控制单元和液压总成集成为一体，如图4-1所示，在保修期内，不要拆 解电子控制单元和液压总成。 图 4-1 电子控制单元和液压总成 电子稳定系统（ESP）的维修 29 5.5轮速传感器的检查 奔驰轿车4个车轮速度传感器均为电磁式传感器，传感器气隙不可调。检查 轮速传感器时，可用万用表测量传感器阻值，也可用示波器测量传感器的输出 波形。温度在20时，传感器的电阻正常值为1.31.8k。 5.6 ESP 开关的检查 ESP开关的端子视图及检查方法见图4-2，可使用万用表测量ESP开关端子间 的电阻，以判断其好坏。 图 4-2 ESP 开关端子视图及检查方法 ESP 开关处于常态位置时，端子3-4 间应导通；端子3-5间开路。按下ESP 开关时，端子3-4开路；端子3-5导通。端子2-6之间是照明灯电阻。如果测量结 果不在规格范围内，则更换ESP开关。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 30 第六章第六章 电子稳定程序（电子稳定程序（ESP）典型故障案例）典型故障案例 当电子稳定程序（ESP）发生故障时，汽车仪表盘上的 ESP 警告灯就会点 亮。我们根据这一提示对汽车 ESP 的程序进行检测。 我们用的是奔驰专用检测电脑 STAR DIAGNOSIS，首先对汽车进行全车检 查，以防是车上的其他的电子设备的不能正常工作的情况下影响到 ESP 的工作 状况。排除了这一可能后，对汽车读取故障码，并进行消码，因为在 ESP 的工 作中，有可能存在以前发生过的故障会通过类似于记忆的方式保存于汽车电脑 中这一情况。 在我们做完上面的前期工作后，ESP 的警告灯仍然亮着，那说明问题出在 ESP 这一程序的内部配置中。接下来我们要做的就是根据 STAR DIAGNOSIS 的 指引一步一步的读取故障码，分析可能单独或者并立存在故障的情况，来达到 解除实体故障的目的。 下面的是一个左前轮速传感器的损坏影响了 ESP 的不正常工作的典型案例。 生产厂：梅赛德斯-奔驰 车型：V220-S350 生产年份：1999 年 行驶里程：59000km 故障症状：左前轮速传感器不工作 检修过程：如下所示 这是一部老款的 S350，它的 ESP 配置与现有的 E-CLASS 的是一样的。启 动汽车，接通电脑，读取故障代码。查明了是左前轮速传感器出现了不正常的 工作情况后，我们就可以对症下药了。图 5-1 所示的是左前轮速传感器正常工作 状况下的标准值。由电脑测出其实际值并告诉你是不是好的（如图 5-2 所示）。 电子稳定程序（ESP）典型故障案例 31 在表明了具体故障位置后，就需要我们人工排除故障了。轮速传感器不能 正常工作的原因有三： 1传感器接头损坏或没接好 2传感器线路被腐蚀或断路 3传感器本身存在硬件老化或损坏问题。 图5-1 左前轮速传感器正常工作的标准值 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 32 图5-2 左前轮速传感器不能正常工作 排除了左前轮速传感器这一故障后，在交车之前应认真的重新检查一遍ESP 的工作状况，防止隐藏的并立故障的存在。 电子稳定程序（ESP）典型故障案例 33 总结与展望总结与展望 本论文通过查找文献和网络搜集了大量的信息和数据，对汽车电子稳定系统 ESP 进行 了研究。通过绪论第二点对汽车电子稳定系统使用状况的分析，总结出此系统在中国汽车 上使用率较低，跟其他国家相比还存在一定的差距的问题。这篇论文主要研究的是奔驰轿 车行驶电子稳定程序（ESP）控制系统的结构与维修，通过第二、三、四章，对 ESP 系统 的结构与组成、电子稳定系统 ESP 子系统的工作过程、电子稳定程序 ESP 的工作过程进行 了研究与分析，总结出此系统在行驶稳定性，克服过度转向、转向不足等操作上具备 较强的优越性。在第五章对电子稳定系统检修进行了介绍与分析，最后通过第六章例举车 型：V220-S350的维修案例进行了论证研究。从而增添了本论文的结构合理性。 博世集团前不久对外宣布，其最新版电子稳定程序 ESP 8.0 系统将于本年度内在苏州 实现本地化生产。对于如何继续保持博世 ESP 世界领先优势，中国博世底盘系统总经理孔 有康信心十足，在未来几年中，博世还会进一步优化设计，把更多功能加入 ESP。博世正 在 ESP 基础上，开发一个可升级的产品线，通过整合各种功能，使其更具性价比 致谢 34 致致 谢谢 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师厉超（副教授） 表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！ 参考文献 35 参考文献参考文献 1.姚国平等.新型汽车电气与电控系统使用维修问答.北京：机械工业出版社.2001 年 2 月第一版. 2.鲁植雄.汽车电气设备故障诊断图解.南京:江苏科学技术出版社.2001 年 9 月第 一版 3.戴姆勒一克莱斯勒公司技术报告(2002) (英文) 4.博世公司技术报告(2002)（英文） 5.王景祜.奔驰轿车的行驶稳定性电子控制系统.长春：汽车技术.2000 年第三期 6.陈家瑞.汽车构造.北京:机械工业出版社.1997 年 12 月第一版 7.高延龄.汽车运用工程.北京:人民交通出版社.1990 年 3 月第一版 8.吴际章.汽车构造(上、下册).北京:人民交通出版社.1998 年 6 月第一版 9.司利增.汽车计算机控制.北京:人民交通出版社.2000 年 1 月第一版 10.Jack Erjavec,Robert Scharff.汽车构造与检修.北京:机械工业出版社.1999 年 8 月 第一版 11梅赛德斯-奔驰汽车专用电脑检测仪 STAR DIAGNOSIS 的故障代码（英文） 附 录 36