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1、 编号 淮安信息职业技术学院毕业论文题 目一汽大众-奥迪汽车ESP系统控制原理结构与维修学生姓名赵坤学 号82091038系 部汽车工程系专 业汽车检测与维修技术班 级820910指导教师张彦明顾问教师罗贤卫二一二年七月摘 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、经济性的同时，对汽车的安全性更是提出了最高的要求。ESP电子稳定程序可以有效地降低重大交通事故发生率，从而挽救许许多多人的生命，为进一步加强汽车的乘坐安全性，全球道路专家一致认为ESP应该成为每一辆车的标准配置。本文介绍汽车ESP系统汽车领域的发展与应用，并主要针对一汽大众奥迪汽车ESP系统的结构，工作条件，工
2、作原理以及各类传感器和ESP系统常见故障检修进行介绍与分析，并通过ESP维修案例介绍了其维修思路及维修方法。 关键词：ESP系统；工作原理；故障检修 目 录摘 要I目 录II第一章 绪论11.1 课题的来源与研究背景11.1.1 课题来源11.1.2 研究背景11.2 ESP的简介和技术特点31.2.1 ESP简介31.2.2 ESP的三大特点31.3 ESP的发展和应用41.3.1 ESP的发展41.3.2 ESP的装配4第二章 奥迪汽车ESP系统的基本组成及工作原理52.1 ESP的组成52.1.1 传感器52.1.2 电控单元52.1.3 执行器62.1.4 监测信号装置72.2 ESP
3、的工作原理82.3 ESP的工作过程82.3.1 克服转向不足的操作92.3.2 克服转向过度的操作11第三章 奥迪A4轿车ESP系统中常见的传感器及开关133.1 侧向加速度传感器133.2 横摆率传感器133.3 转向角度传感器143.4 ESP按钮开关14第四章 奥迪A4轿车电子制动系统的维修174.1 自诊断174.2 制动器排气程序174.3 转向角度传感器的校准174.4 电子控制单元和液压总成的维修18第五章 奥迪A4ESP故障检修20第六章 总结与展望24致 谢25参考文献26第一章 绪论1.1 课题的来源与研究背景1.1.1 课题来源 随着社会节奏的加快、道路交通条件的改善和
4、汽车技术的不断进步，现代汽车的行驶车速得到了很大提高，安全行驶也成了亟待解决的课题。据统计，车速在 80km/h 到 100km/h 之间行驶的汽车发生的交通事故，大约 40%是与汽车侧向失稳有关。车速越高，汽车失稳引发的交通事故的比例越大，当车速超过 160km/h 时，几乎每一起事故都是由于侧向失稳而造成的。如何提高汽车行驶安全性是现代汽车研究的重要课题之一。1.1.2 研究背景 随着现代汽车技术的不断发展，以微型计算机和传感器为基础的机电一体化技术在汽车上获得广泛的应用，汽车中传统的机械系统逐渐被基于微处理器和传感器的机电一体化系统所代替，现代汽车已发展成机械技术、电子技术与信息科学紧密
5、结合的高科技产品。汽车电子控制技术发展的特征之一是应用范围不断拓宽。据不完全统计，目前汽车上已经使用和正在开发中的机电一体化系统达数十种之多，按照应用领域可以分为三个方面：1、 发动机方面汽油机燃油喷射控制系统；柴油机燃油喷射控制系统；泵喷嘴；共轨系统；废气再循坏自动控制系统；增压器自动控制系统；柴油启动控制系统；发动机与变速器联合控制系统；电子控制消音器。2、底盘变速器自动控制系统；无级变速自动控制系统；离合器自动控制系统；电子控制动力转向系统；主动、半主动悬架系统；驱动力防滑转系统；防抱死制动系统；电子控制空气悬架系统；汽车无人驾驶系统。3、其它刮雨器自动控制；车窗开关自动控制；汽车导航系
6、统；安全气囊；全自动空调。汽车电子控制技术发展的另一个特征是汽车电子控制装置占整车的成本逐年增加，即纯机械部分所占的比重越来越小，而机电结合的电子控制装置所占的比重越来越大。图1-1所示为从2005年到2010年电子控制装置占整车成本变化趋势图，从图中可以算出，汽车电子控制装置所占的比重逐年增加，到2010年电子控制装置占整车成本达到12%以上，这还不包括电子控制装置中的液压系统、电液控制阀、驱动油缸及各类传感器等的成本，如果把这些辅助装置的成本计算在内，则电子控制装置占整车的成本比图中所示的比例还要高一些。最新资料分析表明，汽车电子产品占现代轿车的成本已经达到30%。图1-1 电子装置占整车
7、成本 近年来，随着电子技术的不断发展，利用控制技术提高汽车的行驶安全性一直是随着汽车技术的不断发展和现代化公路交通系统的不断完善，汽车的行驶速度在不断提高。高速行驶的汽车在弯道上行驶或者紧急避障时，容易发生侧滑、甩尾等危险情况，使驾驶员对汽车失去转向控制，发生严重的交通事故。据统计，车速在80120km/h之间时，大约有40%左右的交通事故与汽车侧滑失控有关。当车速超过160km/h，几乎每一起车祸都是由于这种失控造成的。汽车领域研究的热点之一。人们先后设计了各种车辆主动安全控制系统，如在转向子系统中有四轮转向（Four Wheel Steer，4WS）、主动前轮转向（Active Front
8、 Steering， AFS）、主动后轮转向（Active Rear Axle Kinematics，ARK）等；在悬架子系统中，出现了基于各种智能控制策略的主动/半主动悬架系统（Active/Semi-active suspension System， ASS/SAS）等；在驱动/制动子系统中出现了防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，ABS）、牵引力控制系统（Traction control System，TCS）、可变力矩分配控制系统（VTD）以及电子操纵稳定性控制系统（Electronic Stability Program，ESP）等。上述底盘电控系统的采
9、用，极大的提高了汽车操纵稳定性与安全性，减少了交通事故的发生。1.2 ESP的简介和技术特点1.2.1 ESP简介 汽车稳定性控制系统（Electronic Stability Program），简称ESP系统，是为了提高汽车在极限行驶条件下的操纵稳定性和行驶安全性，减少交通事故的发生，出现的一种先进的汽车主动控制系统。 汽车行驶稳定性是指汽车在行驶过程中，保持方向稳定性和抵抗外界侧向力的能力。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年博公司开发了世界首套ABS，并在1985年投产。（“ABS”（Anti-locked Braking System）中文译为“防抱死刹车
10、系统”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。它既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。）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
11、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）。 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则杀后轮，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
12、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。1.2.2 ESP的三大特点1、实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反映、汽车运行状态，病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能够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会用警告灯警告驾驶者。换句话说，E
13、SP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，而且可以控制从动轮。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便杀外侧前轮来稳定车子；在转向过少时，为了矫正循迹方向，ESP便会杀后轮，从而矫正行驶方向。1.3 ESP的发展和应用1.3.1 ESP的发展 从1995年至今，由于电子技术的不断发展，电子产品生产成本的不断降低， ESP获得了很快发展，并开始作为选装件装备于一些中、高档轿车上。从2000年起，德国大众公司开始在其几乎所有轿车上配备了ESP系统作为选装件，美国的通用、福和克莱斯勒公司也开始在其新车型中选装ESP系统。 ESP能降低车辆
14、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及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%。1.3.2 ESP的应用 ESP的装配率因各个国家而异。根据博的统计，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
15、为3%，如图1-2所示。图1-2 世界各国汽车ESP装配率第二章 奥迪汽车ESP系统的基本组成及工作原理2.1 ESP的组成 ESP系统构成如图2-1所示，主要包括各种传感器、电控单元、执行器和监测信号装置。图2-1 奥迪A4 ESP系统结构图1-液压单元安装支架 2-电子真空泵 3-ABS控制单元J104 4、6-液压单元N55 5-制动压力传感器G201 7、8-右前车轮转速传感器G45 9-制动液面报警触点开关G85 10-仪表台 11-ESP按钮开关 12-方向盘转向角度传感器G85 13-G200、G202 14-手制动警报开关F9 15、16-右后车轮转速传感器 17、18-左后车轮转速传感器 19-ASR/ESP警报灯K86 20-ABS警报灯K47 21-制动系统报警灯K118 22-制动灯开关F
