浅谈汽车ESP系统的原理及故障诊断

毕毕 业业 论论 文文 标标 题 题 浅谈汽车 ESP 系统的原理及故障诊断 关关 键键 词 词 ESP 组成原理 简单诊断 撰撰 写写 人 人 指导教师 指导教师 提交日期 提交日期 2014 年 4 月 26 日 摘摘 要要 本篇论文简要介绍 ESP 的一般结构和工作原理及其控制原理 并阐述了 ESP 它包含 防锁死刹车系统 ABS 和驱动轮防滑系统 ASR 等 可以说它是在其它主 被动安全 系统基础之上的一种功能性延伸 而并不是作为独立配置存在的 另外还介绍了基本的 ESP 诊断步骤 关键词 关键词 ESPESP 组成原理组成原理 简单诊断 简单诊断 浅谈汽车浅谈汽车 ESPESP 系统的原理及故障诊断系统的原理及故障诊断 前言 前言 引力控制系统 ESP 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 正文 正文 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 MERCEDES BENZ 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 系统是汽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 ESP 系统里还包括 ABS EBD TCS EDL 这几项被动安全系统 不难看出这些系统是 相辅相成的 但是它们都是在驾驶者做出紧急反应后才会启动 所以都属于被动系统 再高的科技配置也需要我们自身的主动安全来避免事故的发生 防抱死制动系统 ABS Anti lock Braking System 通过安装在车轮上的传感器发 出车轮将被抱死的信号 控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压 减小制动力矩 经一定时间后 再恢复原有的油压 不断的这样循环 每秒可达 5 10 次 始终使车轮 处于转动状态而又有最大的制动力矩 如果车辆没有装载 ABS 系统 在湿滑路面上 或在 紧急制动的时候 采用我们平常用的普通制动系统制动时 车轮很容易因制动力超过轮 胎与地面的摩擦力而完全抱死 制动力会大大下降 如果是前轮抱死会引起汽车失去转 向能力 从而不能避开来自正面和侧面的撞击 而后轮抱死就很容易发生甩尾的情况 俗称 被漂移 了 EBD 制动力分配 英文全称为 Electronic Brake force Distribution 简称 EBD EBD 实际上是 ABS 的辅助功能 是在 ABS 的控制电脑里增加一个控制软件 机械系 统与 ABS 完全一致 它只是 ABS 系统的有效补充 一般和 ABS 组合使用 可以提高 ABS 的功效 当发生紧急制动时 EBD 在 ABS 作用之前 可依据车身的重量和路面条件 自动 以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率 如发觉此差异程度必须被调整时 刹车油压系 统将会调整传至后轮的油压 以得到更平衡且更接近理想化的刹车力分布 TCS 其英文全称是 Traction Control System 牵引力控制系统 又称循迹控制系 统 是根据驱动轮的转数及传动轮的转数来判定驱动轮是否发生打滑现象 当前者大于 后者时 进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统 它与 ABS 作用模式十分相似 两者 都使用感测器及刹车调节器 电子差速锁 EDS EDL EDS 的英文全称为 Electronic Differential System 又称 为 EDL Electronic Differential Locking Traction Control 它是 ABS 的一种扩展功 能 当电子控制单元判断出某一侧驱动轮打滑时 EDS 通过液压控制单元对该车轮进行适 当强度的制动 从而提高另一侧驱动轮的附着利用率 提高车辆的通过能力 一 ESP 的组成部分 1 传感器 转向传感器 车轮传感器 侧滑传感器 横向加速度传感器 方向盘油 门刹车踏板传感器等 这些传感器负责采集车身状态的数据 2 ESP 电脑 将传感器采集到的数据进行计算 算出车身状态然后跟存储器里面预 先设定的数据进行比对 当电脑计算数据超出存储器预存的数值 即车身临近失控或者 已经失控的时候则命令执行器工作 以保证车身行驶状态能够尽量满足驾驶员的意图 3 执行器 说白了 ESP 的执行器就是 4 个车轮的刹车系统 其实 ESP 就是帮驾驶员 踩刹车 和没有 ESP 的车不同的是 装备有 ESP 的车其刹车系统具有蓄压功能 简单的 说蓄压就是电脑可以根据需要 在驾驶员没踩刹车的时候替驾驶员向某个车轮的制动油 管加压好让这个车轮产生制动力 另外 ESP 还能控制发动机的动力输出什么的 反正是 相关的设备他都能插一腿 4 与驾驶员的沟通 仪表盘上的 ESP 灯 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 二 ESP 故障检修步骤 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 用通用公司故障诊断仪 TECH2 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 TECH2 为菜单提示操作 这些功能按 TECH2 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 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 Tech2 启动发动机并怠速运行 2 执行 Tech2 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 Tech2 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 3 5 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 11 检查 ABS TCS ESP 系统的操作 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 Tech2 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 Tech2 连接到车辆上 并执行 Tech2 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 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 在保修期内 不要拆解电子控制单元和液压 总成 5 轮速传感器的检查 别克荣御 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 3 1 8k 6 ESP 开关的检查 可使用万用表测量 ESP 开关端子间的电阻 以判断其好坏 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 结束语 结束语 总的来说 事实证明 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 随着现代汽车技术的快速发展 人们在注重汽