2024年3月17日发(作者:2022新交规扣分表)
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东风雪铁龙C5各电控系统电路图解析(九)
—ESP电控系统上篇
◆文/湖北 宋波舰
(接上期)
感器、四个轮速传感器、发动机ECU、电子节气门、制动液面传感
器、制动开关、组合仪表等组成。
一、ESP电控系统的作用和组成
电控系统的含义和作用
ESP(Electronic Stability Program,电子稳定程序)电控系
统的主要作用是在汽车行驶过程中,保持车辆的稳定。如图1所示,
一辆行驶在盘山公路上的车辆,公路左侧是山石耸立的绝壁,公路
右边是万丈悬崖,驾驶员希望驾驶车辆沿公路中心线行驶;而有时
由于车辆的惯性或道路湿滑等各种原因,车辆的实际行驶轨迹与驾
驶员的意愿不一致,出现转向不足或转向过度等使车辆不稳定的现
象。ESP电控系统在汽车行驶过程中,用转向角度传感器检测驾驶
员的意愿(驾驶员的意愿主要反映在方向盘上,因车辆无论出现转
向不足或转向过度使车辆出现不稳定时,驾驶员一定会通过操作方
向盘对车辆的行驶轨迹进行纠正,力图使车辆稳定行驶),用偏航率
传感器来检测车辆实际运行轨迹,当驾驶员的意愿与车辆的运行轨
迹不一致时,ESP电控单元就发出对车辆进行调整的指令,调整的
目的是使车辆稳定行驶,这就是ESP电控系统的主要作用。
图2 ESP电控系统在车上的位置
二、ESP电控系统主要元件的作用与原理
总成
ESP总成的外形和分解图如图3和图4所示。ESP总成的主要
作用是,根据传感器的信号,控制4个车轮制动分泵制动力的大小,
并与其他电控单元配合,实现对车辆稳定性的控制。ESP总成主要
由液压单元和电控系统两部分组成,液压单元主要包括液压泵、两
个蓄压器(一个蓄压器为左前和右后制动分泵蓄压,一个蓄压器为右
前和左后制动分泵蓄压)、液压泵电机、制动压力传感器等。ESP液
压单元内的液压控制原理如图5所示,ESP液压单元可根据ESP电
控单元的指令,对每一个车轮增加制动压力、保持制动压力和减小
制动压力的控制,使车辆在缩短制动距离的同时,可操控转向,避免
侧滑、甩尾等。
图1 驾驶员意愿与车辆实际轨迹示意图
ESP电控系统具有防止制动时车轮抱死、防止驱动轮打滑、控
制发动机的牵引力、电子制动力分配(根据车轮的载荷分配制动力)
等多项安全性能,它是ABS(防抱死刹车系统)的升级版,是控制汽
车安全行驶的又一个里程碑。因此,ESP电控系统能在车辆出现不
稳定行驶时,主动对车辆进行调整,使车辆脱离危险环境,保持稳
定安全行驶。
电控系统的组成
ESP电控系统在汽车上的位置如图2所示,它主要由ESP总成
(包括ESP电控单元和ESP液压单元)、转向角度传感器、偏航率传
图3 ESP总成的外形
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图4 ESP总成的分解图
图7 偏航率传感器的安装位置和外形
偏航率传感器为电容式传感器,其工作原理的说明如图8所
示,当汽车行驶时,传感器随车身发生纵向和横向偏摆,电容器C1
和C2的值则不断变化,传感器中的处理电路将电容器C1和C2的变
化转化成电压的变化,然后将该变化的电压信号通过车载网络数据
线(后文图15中的9000C和9001C)传递到CAN高速网上,供ESP
电控单元、发动机电控单元、自动变速器电控单元等使用,作为对车
辆运行轨迹进行调整的依据。
图5 ESP系统液压控制原理简图
2.转向角度传感器
转向角度传感器安装在转向盘下方,如图6所示,它是霍尔式传
感器。它与转向盘下转换模块配合,向ESP电控单元提供转向盘的
转动方向、转动角度、转向速度等信号。
(a)传感器随车身的纵向和橫向偏摆
(b)传感器的物理模型
图8 偏航率传感器的纵向、横向偏摆和物理模型
4.轮速传感器
ESP系统4个车轮的轮速传感器都装在轮毂轴承附近,如图
9(a)所示,传感器的内部结构如图9(b)所示,它们是霍尔式传感器,
它们为ESP电控单元提供车速和轮速信号。
图6 转向角度传感器的安装位置和外形
3.偏航率传感器
偏航率传感器又称为陀螺仪,它安装在驻车制动手柄附近的汽
车中轴线上,如图7所示,ESP电控单元主要用它检测车辆的偏摆
速度和横向加速度,计算车辆的实际运行轨迹。
(a)轮速传感器的安装位置
(b)轮速传感器的内部结构
图9 轮速传感器的安装位置和内部结构
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2015/12·
汽车维修与保养
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5.发动机ECU和电子节气门
发动机ECU安装在发动机舱的左侧,电子节气门安装在进气
总管上,它们的外形如图10所示。发动机ECU在ESP电控系统中的
主要作用是,通过电子节气门对发动机的输出扭矩进行调整,以实
现对车辆稳定性的控制。
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图12 组合仪表上显示的ESP电控系统信息
关闭开关
汽车启动行驶后,ESP电控系统就被激活进入工作状态。如驾
驶员不想使用ESP系统,可按下仪表台中部的ESP关闭开关,此时
(a)发动机ECU的外形
(b)电子节气门的外形
ESP开关右侧的指示灯点亮,如图13所示。
图10 发动机ECU和电子节气门的外形
6.制动开关和制动液面开关
制动开关和制动液面开关的外形如图11所示,制动开关装在制
动踏板连接杆的下方,当踩下制动踏板时,该开关触点动作,将制动
信号同时传递给ESP电控单元和智能控制盒。ESP电控单元根据
此信号对车辆进行稳定性控制,智能控制盒将此信号传递到CAN高
速网上,供相关电控单元进行制动灯、自动变速器挡位、空调压缩机
等控制。制动液面开关装在制动液储液罐上,ESP电控单元一方面
利用该开关检测的制动液位信息进行制动压力的控制,另一方面利
用网络将此信息传递给组合仪表,用于制动液位过低时报警。
图13 仪表台上的ESP关闭开关
9.集控式方向盘和方向盘下转换模块
制动液面开关
集控式方向盘和方向盘下转换模块的外形如图14所示,集控
式方向盘把驾驶员的限速和巡航控制请求通过LIN网线(后文图15
中的9040)传递给方向盘下转换模块CV00,CV00通过CAN车
身网线(后文图15中9017B和9018B)将这些信号通过网络传递给
ESP电控单元,ESP电控单元参考限速和巡航信息对车辆进行稳
定性控制。
制动液储液罐
制动开关
图11 制动开关和制动液面开关
7.组合仪表
在C5轿车上,ESP电控单元将ESP电控系统的工作状况、制
动液面等信息通过CAN高速网传递给智能控制盒BSI,智能控制盒
则通过CAN舒适网(后文图15中9024和9025)将这些信息传递给
组合仪表,组合仪表则将这些信息显示在仪表板上,如图12所示。
图14 集控式方向盘和转向盘转换模块的外形
(未完待续)
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