汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ESC(Electronic StabilityController)是一個(gè)主動(dòng)安全控制系統(tǒng)，通過傳感器監(jiān)控車輛自身行駛狀態(tài)，在車輛緊急躲避障礙物、轉(zhuǎn)彎等容易出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況時(shí)，以及在轉(zhuǎn)向過度或轉(zhuǎn)向不足情況下，利用動(dòng)力系統(tǒng)干預(yù)及制動(dòng)系統(tǒng)干預(yù)，幫助車輛克服偏離理想軌跡的傾向，為車輛行駛提供更好的安全性。博世是世界上第一家實(shí)現(xiàn)ESC量產(chǎn)的公司，博世將自己的ESC產(chǎn)品稱為ESP(Electronic Stability Program)，本系列文章將主要依據(jù)博世ESP的產(chǎn)品特性介紹ESC的相關(guān)知識。

Part1:ESC系統(tǒng)介紹

一

ESC硬件組成

ESC系統(tǒng)的硬件包括ESC控制器、輪速傳感器、齒圈(集成在輪轂軸承或驅(qū)動(dòng)軸上)、轉(zhuǎn)向角傳感器、YG傳感器、線束和ESP儀表警告燈等，見下圖1。1 – ESC控制器；2 – 輪速傳感器；3 – 轉(zhuǎn)向角傳感器；4 – YG傳感器圖 1? ESC硬件組成1.ESC控制器ESC控制器總成由ECU電子控制單元、HCU液壓控制單元、馬達(dá)等部分組成，具體見圖2。圖 2? ESC控制器隨著ESC系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展，同一家供應(yīng)商的ESC控制器往往存在多個(gè)不同功能版本。2.輪速傳感器輪速傳感器通過與齒圈配合，采集車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)化為電信號，輸入到ESC電子控制單元進(jìn)行處理。常用的輪速傳感器分為兩類：被動(dòng)式輪速傳感器和主動(dòng)式輪速傳感器。被動(dòng)式輪速傳感器又稱為電磁式，利用電磁感應(yīng)原理，產(chǎn)生的是正弦波信號，見圖12.1-5。而主動(dòng)式輪速傳感器目前主要使用霍爾式，利用霍爾原理，產(chǎn)生的是方形波信號，見圖12.1-6。由于主動(dòng)式輪速傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、工作氣隙范圍寬及可零速輸出等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前應(yīng)用的主流產(chǎn)品。圖3? 被動(dòng)式輪速傳感器圖4? 主動(dòng)式輪速傳感器3.YG傳感器YG傳感器分為集成式和獨(dú)立式：集成式是將傳感器集成到ESC控制器內(nèi)部，獨(dú)立式是將傳感器單獨(dú)安裝在整車質(zhì)心附近。目前，集成式Y(jié)G傳感器已逐步成為趨勢。4.轉(zhuǎn)角傳感器在以往的車型中，轉(zhuǎn)角傳感器通常集成在方向盤組合開關(guān)上，為一個(gè)單獨(dú)零件。但目前出于成本等方面考慮，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS直接外發(fā)轉(zhuǎn)角信號給ESC使用，整車取消單獨(dú)轉(zhuǎn)角傳感器已成為趨勢。

二

ESC基本功能

對于傳統(tǒng)ESC，其必須具備的四大基本功能為防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)、電子制動(dòng)力分配(EBD)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、車輛動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)(VDC)圖 5? ESC基本功能1.EBD (Electronic Brake Distribution)電子控制單元根據(jù)輪速信號計(jì)算車輪的轉(zhuǎn)速及滑移率，如果后輪有抱死傾向，則由液壓控制單元調(diào)節(jié)后輪制動(dòng)壓力，使后輪制動(dòng)力降低，以保證后輪不會先于前輪抱死。同傳統(tǒng)制動(dòng)力分配方式(如比例閥、感載閥)相比，EBD功能保證了較高的車輪附著力及合理的制動(dòng)力分配。尤其在汽車制動(dòng)時(shí)，根據(jù)軸荷轉(zhuǎn)移的不同，自動(dòng)調(diào)節(jié)前后軸制動(dòng)力比例，提高制動(dòng)效能。EBD主要功能包括：

• 在制動(dòng)過程中保持穩(wěn)定性；

• 提供與機(jī)械液壓比例閥同樣的功能；

• 防止后輪比前輪先抱死；

• 當(dāng)汽車載荷變化，利用EBD對汽車平衡進(jìn)行改良。

2.ABS(Anti-lock Brake System)當(dāng)車輪制動(dòng)時(shí)，由裝在車輪上的輪速傳感器采集四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速信號，送到電子控制單元計(jì)算出車輛的減速度及車輪的滑移率。電子控制單元根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)力，讓車輪達(dá)到一個(gè)最佳制動(dòng)狀態(tài)(滑移率處于最理想狀態(tài))，防止車輪抱死，使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向。ABS主要功能包括：

• 保持車輛穩(wěn)定性——防止后輪抱死；

• 保持轉(zhuǎn)向功能——防止前輪抱死；

• 減小制動(dòng)距離；

• 減少駕駛員工作量。

當(dāng)ABS起作用時(shí)，EBD即停止工作，ABS與EBD的調(diào)節(jié)過程對比如下：

• ABS是前后橋控制，EBD是后橋控制；

• ABS在緊急制動(dòng)情況下作用，EBD在普通制動(dòng)情況下作用；

• ABS工作時(shí)調(diào)節(jié)方式頻繁，EBD的調(diào)節(jié)比較緩和。

3.TCS (Traction Control System)汽車在光滑路面制動(dòng)時(shí)，車輪會打滑，甚至使方向失控。同樣，汽車在起步或急加速時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上還會使方向失控而出危險(xiǎn)。TCS依靠輪速傳感器監(jiān)測到從動(dòng)輪速度低于驅(qū)動(dòng)輪時(shí)(打滑特征)，就會降低驅(qū)動(dòng)輪上的有效驅(qū)動(dòng)力，使驅(qū)動(dòng)輪不再打滑。TCS主要功能包括：

• 保持穩(wěn)定性；

• 保持轉(zhuǎn)向性；

• 改進(jìn)易打滑路面的車輛加速性；

• 減少駕駛員的工作量。

4.VDC (Vehicle Dynamics Control)當(dāng)車輛出現(xiàn)非預(yù)期的過多或不足轉(zhuǎn)向時(shí)，通過采集到的信號判斷理論與實(shí)際的差異，進(jìn)行主動(dòng)對某個(gè)車輪施加制動(dòng)力，使車輛運(yùn)行狀態(tài)符合駕駛員的期望，避免車輛的不穩(wěn)定狀態(tài)。VDC主要功能包括：

• 維持車輛行駛穩(wěn)定性；

• 消除避讓動(dòng)作和路況改變所產(chǎn)生的險(xiǎn)情；

• 過彎時(shí)保持正確的路線；

• 提供最佳駕駛條件，提供高程度駕駛安全。

Part 2? ESC附加功能

ESC經(jīng)過多年發(fā)展，硬件、軟件不斷升級，其控制功能早已超出EBD、ABS、TCS和VDC四大基本功能的范圍。本文將主要介紹ESC的附加功能。

一

ESC附加功能清單

表 1? ESC附加功能

ESC系統(tǒng)功能		關(guān)聯(lián)配置
HBA	液壓制動(dòng)輔助	/
HHC	坡道起步輔助
HAZ	緊急制動(dòng)雙閃
HBB	液壓制動(dòng)助力
DTC	發(fā)動(dòng)機(jī)拖滯扭矩控制	非EV、PHEV
HDC	陡坡緩降	SUV
RMI	防側(cè)翻控制
RBS	再生制動(dòng)系統(tǒng)	EV、PHEV
EPB	電子駐車	EPB+AutoHold
AVH	自動(dòng)駐車
CDP	動(dòng)態(tài)駐車
ABP	制動(dòng)器自動(dòng)預(yù)充壓	AEB
ABA	自適應(yīng)制動(dòng)輔助
AEB	自動(dòng)緊急制動(dòng)
AWB	駕駛員預(yù)警系統(tǒng)
CDD	駕駛員輔助加速控制	ACC
VLC	車輛縱向控制
TCH	偏航軌跡引導(dǎo)	APA
VMC	車輛運(yùn)動(dòng)控制	自動(dòng)駕駛

二

ESC附加功能介紹

1HBA (Hydraulic Brake Assistanty)ESC系統(tǒng)通過壓力傳感器判斷壓力上升梯度，判別是否是緊急制動(dòng)，一旦確認(rèn)為緊急制動(dòng)，ESC系統(tǒng)會主動(dòng)增壓，讓車輛達(dá)到最大減速度。HBA主要功能包括：

• 監(jiān)測緊急制動(dòng)工況；

• 自動(dòng)使車輛達(dá)到減速度極限；

• 普通駕駛員能達(dá)到專業(yè)駕駛員水平；

• 緊急制動(dòng)后對車輛減速度準(zhǔn)確控制；

2HHC (Hill Hold Control)在上坡路面上起步時(shí)，通過維持制動(dòng)系統(tǒng)壓力，保證在駕駛員松開制動(dòng)踏板2s內(nèi)車輛不后溜，用戶無需通過控制手剎即可實(shí)現(xiàn)坡道起步。HHC主要功能包括：

• 在駕駛員松開油門踏板時(shí)防止車輛向后溜車；

• 保持由駕駛員產(chǎn)生的制動(dòng)壓力(沒有主動(dòng)增壓)；

• 駕駛員可以在2s內(nèi)從制動(dòng)踏板移到加速踏板，2s后制動(dòng)釋放；

• 監(jiān)測駕駛員離位的安全理念；

• 如果車輛四輪抱死并且滑動(dòng)，輪缸壓力將釋放以保持轉(zhuǎn)向性能。

3DTC (Drag Torque Control)在低附路面上，尤其是冰面上制動(dòng)時(shí)，若進(jìn)入ABS控制，由于傳動(dòng)系統(tǒng)的拖滯力，驅(qū)動(dòng)輪的輪速恢復(fù)非常緩慢，此時(shí)ESC系統(tǒng)會發(fā)指令給動(dòng)力總成，要求增加輸出扭矩，以便盡快恢復(fù)輪速，提高車輛的穩(wěn)定性。DTC主要功能包括：

• 減少從動(dòng)輪上的制動(dòng)打滑，并通過增加動(dòng)力總成輸出扭矩保證車輛的穩(wěn)定性；

• 當(dāng)動(dòng)力總成輸出扭矩在諸如低附或ABS制動(dòng)工況下使車輪打滑時(shí)，控制動(dòng)力總成輸出扭矩。

4HDC (Hill Descent Control)一種巡航控制功能，能幫助駕駛員低速下坡(最大50%坡度)，車輛速度的控制是通過ESC主動(dòng)增壓來完成，不需要駕駛員主動(dòng)的制動(dòng)干預(yù)。HDC主要功能包括：

• 低速工況下的巡航控制；

• 為越野工況設(shè)計(jì)；

• 幫助駕駛員緩慢而安全的下陡坡；

• 無需使用任何踏板控制；

• 如果制動(dòng)滑移率過大，ABS會自動(dòng)啟動(dòng)；

• 系統(tǒng)僅使用制動(dòng)干預(yù)，不使用驅(qū)動(dòng)干預(yù)。

5VLC(Vehicle Longitudinal Control)VLC功能為ESC系統(tǒng)提供了一個(gè)加速接口，可負(fù)責(zé)對安裝ADAS的車輛進(jìn)行縱向控制。ADAS根據(jù)駕駛情況提供加速度請求，VLC通過主動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對加速度的調(diào)節(jié)。VLC一般用于ACC及APA功能。6CDD(Controlled Decelerationfor Driver assistant Systems)CDD是一項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)增壓的附加功能，該功能時(shí)為了實(shí)現(xiàn)ADAS功能中的制動(dòng)執(zhí)行部分。CDD一般作為VLC的下級功能，接受VLC的減速命令，控制車輛進(jìn)行主動(dòng)制動(dòng)。CDD能夠完成整車制動(dòng)到靜止，保持車輛靜止并且舒適地起步。7VMC(Vehicle Motion Control)VMC提供了完整的車輛橫縱向運(yùn)動(dòng)控制功能，一般用于L3級及以上的自動(dòng)駕駛。VMC從上層控制器接收橫縱向運(yùn)動(dòng)控制命令，協(xié)調(diào)管理下屬各驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)車輛的橫縱向運(yùn)動(dòng)。目前車輛上安裝的、反應(yīng)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器包括輪速、縱向/橫向加速度、橫擺角速度和方向盤轉(zhuǎn)角。其中除方向盤轉(zhuǎn)角外，其它傳感器通常由ESC系統(tǒng)供應(yīng)商供貨，屬于ESC產(chǎn)品的一部分，這就意味著ESC系統(tǒng)事實(shí)上掌握著車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的“第一手信息”。正是由于這些“第一手信息”，ESC有條件發(fā)展出越來越多的車輛動(dòng)態(tài)控制附加功能，逐漸成為車輛底盤控制的核心控制器。

?Part3 ABS工作原理

ABS為ESC系統(tǒng)基本功能之一，也是ESC系統(tǒng)最初的前身，本文主要介紹ABS的工作原理。

一

動(dòng)力學(xué)原理

在車輛運(yùn)行過程中，輪胎與路面之間的附著特性決定了汽車的動(dòng)力性、制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性。輪胎與路面之間的縱向附著特性決定汽車的加速和制動(dòng)能力，輪胎與路面之間的側(cè)向附著特性決定汽車的轉(zhuǎn)向操縱能力。輪胎與路面間縱向、橫向附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系見圖5，當(dāng)輪胎輕微滑移時(shí)，縱向、橫向附著系數(shù)均處于較高的范圍，輪胎擁有最好的附著特性。圖 5 干燥硬實(shí)路面附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系A(chǔ)BS通過控制輪胎滑移率，最大限度的利用車輪和路面間的附著系數(shù)，獲得行駛穩(wěn)定性和操縱性。圖 6? 帶ABS與不帶ABS的對比

二

ABS液壓工作原理

ABS系統(tǒng)液壓回路見圖7，可以看出整個(gè)系統(tǒng)為X型回路，左后輪和右前輪為一回路，右后輪和左前輪為一回路。圖 7? ABS系統(tǒng)液壓回路NO – 常開閥；NC – 常閉閥；LPA – 低壓蓄能器ABS系統(tǒng)調(diào)節(jié)包括建壓、保壓、減壓、增壓四個(gè)階段，各階段工作過程如下：

• 建壓

制動(dòng)時(shí)，通過助力器和總泵建立制動(dòng)壓力。此時(shí)常開閥打開，常閉閥關(guān)閉，制動(dòng)壓力進(jìn)入車輪制動(dòng)器，車輪轉(zhuǎn)速迅速降低，直到ABS電子控制單元通過轉(zhuǎn)速傳感器得到識別出車輪有抱死的傾向?yàn)橹埂p壓階段液壓回路工作狀態(tài)見圖3

• 保壓

當(dāng)ABS電子控制單元識別出車輪有抱死傾向時(shí)，控制常開閥關(guān)閉，此時(shí)常閉閥仍然關(guān)閉，見圖8。圖8? ABS保壓階段

• 減壓

如果施加的制動(dòng)壓力過大，車輪比車輛更快的減速，將有可能發(fā)生車輪抱死現(xiàn)象。這種情況下ECU 會向HCU 傳達(dá)降低車輪壓力的指令，即：常開閥關(guān)閉，常閉閥的開啟，降低車輪分泵的壓力。此時(shí)車輪分泵放出的制動(dòng)液臨時(shí)儲存到低壓蓄能器 (LPA)，儲存于低壓蓄能器 (LPA)內(nèi)的制動(dòng)油被隨馬達(dá)旋轉(zhuǎn)而啟動(dòng)的油泵抽回到總泵。見圖9。圖9? ABS減壓階段

• 增壓

實(shí)施減壓時(shí)，如果排出過量的制動(dòng)液或者車輪與路面間的摩擦系數(shù)增加，則需要增加各車輪的壓力。這種狀態(tài)下ECU 向HCU 傳達(dá)增加車輪壓力的指令，即：常開閥開啟，常閉閥關(guān)閉，增加車輪分泵的壓力。減壓時(shí)儲存于低壓蓄能器(LPA)內(nèi)的制動(dòng)液在增壓狀態(tài)下也繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)排出制動(dòng)液，此時(shí)的制動(dòng)液通過總泵及常開閥供應(yīng)到各車輪分泵。見圖10。圖10? ABS增壓階段

Part 4? TCS與VDC工作原理

TCS和VDC均屬于ESC的基本功能，本文將主要介紹著這兩項(xiàng)功能的工作原理。

一

TCS工作原理

在硬實(shí)路面上，輪胎與路面間的附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系見圖11。圖11? 附著系數(shù)與滑移率關(guān)系當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速＜車速時(shí)，滑移率為負(fù)，車輪處于滑移狀態(tài)，滑移率=-100%時(shí)，車輪為純滑移狀態(tài)(抱死)；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速＞車速時(shí)，滑移率為正，車輪處于滑轉(zhuǎn)狀態(tài)，滑移率=100%時(shí)，車輪為純滑轉(zhuǎn)狀態(tài)(打滑)。ABS在滑移率為負(fù)時(shí)起作用，通過降低車輪制動(dòng)壓力來防止車輪抱死。TCS在滑移率為正時(shí)其作用，通過降低驅(qū)動(dòng)輪上的有效驅(qū)動(dòng)力矩來阻止車輪在驅(qū)動(dòng)情況下的打滑，TCS可以看做是ABS在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下擴(kuò)展。除保證汽車的加速穩(wěn)定性和操縱性外，TCS還能通過“最優(yōu)”打滑的調(diào)節(jié)來改善牽引特性。TCS主要包括驅(qū)動(dòng)扭矩控制、橫向鎖止調(diào)節(jié)及縱向鎖止調(diào)節(jié)三項(xiàng)控制功能：驅(qū)動(dòng)扭矩控制對于燃油車，可通過控制①發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門、②點(diǎn)火裝置、③噴射裝置等不同方式實(shí)現(xiàn)。其中方式①的反應(yīng)速度較慢，但工作方式平穩(wěn)，能夠與其它控制方式聯(lián)合使用；方式②、方式③反應(yīng)迅速，但可能會影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。橫向鎖止調(diào)節(jié)當(dāng)差速器兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)速差時(shí)，可對兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行非對稱制動(dòng)力調(diào)節(jié)，改變有效驅(qū)動(dòng)力矩，模擬差速鎖功能。縱向鎖止調(diào)節(jié)該功能僅應(yīng)用于四驅(qū)車型中央差速器(扭矩管理器、智能分動(dòng)器)，當(dāng)中央差速器兩側(cè)傳動(dòng)軸出現(xiàn)較大轉(zhuǎn)速差時(shí)，改變前后軸扭矩分配比例。

二

VDC工作原理

當(dāng)汽車進(jìn)行快速轉(zhuǎn)向或反轉(zhuǎn)向時(shí)(快速通過狹窄彎道、躲避迎面突然出現(xiàn)的障礙物、高速公路上突然超車等工況)，汽車將可能處于不再安全可控的臨界范圍，因?yàn)榇藭r(shí)作用在汽車上的橫向加速度力有可能達(dá)到駕駛員無法控制的值。VDC通過控制車輪制動(dòng)，幫助汽車實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)向或反轉(zhuǎn)向狀態(tài)下的穩(wěn)定性：在不足轉(zhuǎn)向時(shí)，對彎道內(nèi)側(cè)的后輪施加額外制動(dòng)力，增加橫擺力矩；在過度轉(zhuǎn)向時(shí)，對外道外側(cè)的前輪施加額外制動(dòng)力，減小橫擺力矩。下表1以躲避迎面突然出現(xiàn)的障礙物工況具體說明VDC控制原理。表 2 躲避障礙物工況下的VDC功能

階段	圖示	說明
階段一		車輛前面突然出現(xiàn)障礙物時(shí)，駕駛員必須快速向左轉(zhuǎn)彎，此時(shí)轉(zhuǎn)角傳感器將此信號傳遞到ESC控制總成，YG傳感器發(fā)出汽車轉(zhuǎn)向不足的信號，這就意味著汽車將會直接沖向障礙物。
階段二		SC控制單元通過傳感器的信號對車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，進(jìn)而發(fā)出控制指令：將會將左后輪緊急制動(dòng)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向需要的反作用力，使汽車按照轉(zhuǎn)向意圖行駛。

階段	圖示	說明
階段三		車?yán)@過障礙物進(jìn)行反向轉(zhuǎn)向時(shí)，汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向過度，向右的橫擺力矩過大，以至于汽車向左發(fā)生甩尾。
階段四		SC控制單元識別多度轉(zhuǎn)向情況后，控制左前輪緊急制動(dòng)，產(chǎn)生反方向橫擺力矩，是汽車穩(wěn)定。

總結(jié)VDC的控制流程，見下圖12：圖12? VDCi控制流程

Part 5?ESC液壓工作原理

ESC系統(tǒng)液壓回路見圖13，整個(gè)回路為X形回路，左后輪與右前輪為一回路，右后輪與左前輪為一回路。整個(gè)回路中包括12個(gè)電磁閥，其中6個(gè)是常開閥(增壓閥和限壓閥)，6個(gè)是常閉閥(減壓閥和吸入閥)，通過這12個(gè)電磁閥的不同通斷組合，即可實(shí)現(xiàn)ESC系統(tǒng)的各項(xiàng)控制功能。對稱布置的兩個(gè)柱塞泵由同一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在ABS功能時(shí)用于使制動(dòng)液回流，被稱為回油泵；在TCS、VDC功能時(shí)用于主動(dòng)增壓。在柱塞泵前后的蓄能器和阻尼器的功能主要是吸收油壓脈動(dòng)，蓄能器的功能還包括在ABS減壓功能時(shí)，暫時(shí)儲存從輪缸回流的制動(dòng)液，達(dá)到迅速降低輪缸壓力的作用。除此之外，還有電動(dòng)機(jī)、單向閥和壓力傳感器，分別起到動(dòng)力輸出、控制液壓管路流動(dòng)方向和檢測壓力的作用。圖 13? ESC系統(tǒng)液壓回路閥1、閥2 – 限壓閥；閥3、閥4 – 吸入閥；閥5~閥8 – 增壓閥；閥9~閥12 – 減壓閥。實(shí)現(xiàn)不同功能時(shí)，ESC系統(tǒng)液壓回路的工作原理如下：

一

ABS功能

如圖1所示，當(dāng)駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板，ESC進(jìn)入ABS功能時(shí)，在增壓階段，各個(gè)電磁閥均保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)，制動(dòng)液通過主缸，經(jīng)過限壓閥、增壓閥直接進(jìn)入到各個(gè)輪缸。當(dāng)ABS功能需要保壓時(shí)，將增壓閥通電關(guān)閉，這時(shí)輪缸和主缸之間的液壓回路完全被隔斷，輪缸內(nèi)的壓力也就保持一致。當(dāng)車輪壓力過高，有抱死趨勢時(shí)，會要求車輪壓力降低，這時(shí)將減壓閥通電打開，增壓閥通電關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)通電驅(qū)動(dòng)柱塞泵運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)液從輪缸經(jīng)過減壓閥迅速回流到基本不存在壓力的低壓蓄能器中，柱塞泵通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將蓄能器中的制動(dòng)液泵回壓力較高的制動(dòng)主缸。在這一過程中，液壓回路是輪缸、減壓閥、蓄能器、柱塞泵、阻尼器、限壓閥、制動(dòng)主缸。減壓時(shí)的主要目標(biāo)是減壓速度迅速，同時(shí)在車輪中不存在殘余應(yīng)力，因此在設(shè)計(jì)中必須保證蓄能器的容積能夠儲存兩個(gè)輪缸內(nèi)的所有制動(dòng)液，還需要保證柱塞泵能夠把蓄能器中的所有制動(dòng)液泵回制動(dòng)主缸，在輪缸和蓄能器中不存在殘余制動(dòng)液，導(dǎo)致殘余壓力。

二

ESC主動(dòng)增壓

在主動(dòng)增壓階段，駕駛?cè)瞬]有踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)主缸沒有壓力，而是通過柱塞泵使得車輪輪缸中建立起壓力，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)功能，為ESC液壓執(zhí)行單元設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，液壓工作原理見圖14。圖中左后輪為主動(dòng)增壓的車輪，這一回路的增壓閥(閥8)保持?jǐn)嚯姶蜷_狀態(tài)，X形回路中同側(cè)的另外一個(gè)車輪(右前輪)的增壓閥(閥7)通電關(guān)閉，左后/右前輪一側(cè)的限壓閥(閥2)通電關(guān)閉，吸入閥(閥4)通電打開，X形回路另一側(cè)的限壓閥(閥1)通電關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)通電驅(qū)動(dòng)柱塞泵(泵2)工作。制動(dòng)液從主缸、吸入閥、柱塞泵、增壓閥到輪缸，實(shí)現(xiàn)右后輪內(nèi)的壓力增長。圖14? ESC主動(dòng)增壓時(shí)液壓系統(tǒng)工作原理

三

ESC保壓

當(dāng)主動(dòng)增壓的壓力增長到一定程度之后，需要對車輪的壓力進(jìn)行保持，進(jìn)入保壓階段，液壓工作原理見圖15。此時(shí)兩側(cè)的限壓閥(閥1、閥2)通電關(guān)閉，吸入閥(閥4)斷電關(guān)閉，使得主缸和輪缸之間的液壓回路完全切斷，車輪內(nèi)的壓力保持不變。值得注意的是，電動(dòng)機(jī)在保壓階段，仍然處于通電狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)柱塞泵往返運(yùn)動(dòng)，但是由于柱塞泵入口和制動(dòng)主缸的液壓回路已經(jīng)被吸入閥隔離，因此無法吸入制動(dòng)液。圖15? ESC保壓時(shí)液壓系統(tǒng)工作原理

四

ESC減壓

當(dāng)主動(dòng)增壓的壓力需要減少時(shí)，進(jìn)入減壓階段，液壓工作原理見圖16。在減壓過程中，所有電磁閥保持?jǐn)嚯姵跏紶顟B(tài)，電動(dòng)機(jī)也斷電不再驅(qū)動(dòng)柱塞泵工作。由于此時(shí)制動(dòng)踏板并沒有踩下，制動(dòng)主缸不存在壓力，輪缸的壓力高于制動(dòng)主缸，在壓力的作用下，直接通過增壓閥、限壓閥返回主缸，實(shí)現(xiàn)減壓過程。值得注意的是，在ESC減壓階段，并不像ABS減壓階段時(shí)，需要利用柱塞泵的回流功能，將制動(dòng)液從輪缸泵回主缸。這是由于ABS工作時(shí)，制動(dòng)踏板已經(jīng)踩下，制動(dòng)主缸存在制動(dòng)壓力，而且是不低于制動(dòng)輪缸的壓力，因此制動(dòng)液沒有辦法直接從輪缸回到主缸，必須借助柱塞泵的回流功能。而在ESC減壓時(shí)，由于輪缸壓力高于主缸壓力，制動(dòng)液會從輪缸直接回流到制動(dòng)主缸。圖16? ESC減壓時(shí)液壓系統(tǒng)工作原理---END---

總結(jié)

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