別克汽車ESP系統(tǒng)檢修

1、別克汽車ESP系統(tǒng)檢修摘要在汽車技術快速發(fā)展的背景下，汽車的安全性能得到極大的提高。汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng) （簡稱ESP）作為一種汽車主動安全系統(tǒng)。 它能監(jiān)控汽車的行駛狀況，在躲避障礙物或轉彎時轉向不足、轉向過度時，使汽車避免偏離理想軌跡，達到減少交通事故的目的。ESP系統(tǒng)大致由四大部分構成：用于檢測汽車狀態(tài)和駕駛員操作的傳感器部分、用于估算汽車側滑狀態(tài)和計算恢復到安全狀態(tài)所需的旋轉動量和減速度的ECU部分、用于依據測得數(shù)據來控制車輪制的動力以及發(fā)動機輸出功率的執(zhí)行器部分、用于通告駕駛員汽車穩(wěn)定性的信息部分。分析計算ESP由傳感器傳來的汽車行駛信息，來斷定汽車行駛和司機操縱汽車目的的差距。假若實際的

2、行駛路徑和預期的行駛路徑相差偏大，則由ECU向ABS和ASR發(fā)出糾錯指令，快速調整汽車發(fā)動機的轉速和車輪上的制動力來修正汽車的過度轉向或不足轉向，使汽車維持動態(tài)平衡，預防汽車翻滾，從而大大地提高了汽車的行駛安全。本文以別克汽車的ESP為例，詳細介紹它的結構組成、工作原理及常見故障檢修。關鍵詞：ESP；別克汽車；檢修第一章 簡介ESP(Electronic Stability Program)系統(tǒng)是電子穩(wěn)定系統(tǒng)或動態(tài)偏航穩(wěn)定控制系統(tǒng)的簡稱，該系統(tǒng)是在ABS、ASR、EBD、TCS、BAS等控制系統(tǒng)的基礎上組合而成的一種新型電子制動液壓系統(tǒng)。它是在原有防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、電子制動力分配(EB

3、D)系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)的基礎上發(fā)展起來的，主要部件包括電子制動控制模塊、液壓調節(jié)器總成(液壓單元)、車輪轉速傳感器、轉向角傳感器(轉向盤轉角傳感器)、橫向偏擺率傳感器(偏移率傳感器)以及ESP機關等部件組成。ESP系統(tǒng)使汽車在主動安全控制方面有了巨大突破，它能夠通過控制事故發(fā)生的可能性來實現(xiàn)安全行車，使汽車在極其惡劣的行車環(huán)境中確保行駛的穩(wěn)定性和安全性。在整體結構方面，ESP系統(tǒng)在ABSASR系統(tǒng)的基礎上增加了各種傳感器和執(zhí)行器，ESP控制模塊通過各種傳感器信號和總線信號監(jiān)測車輛行駛狀態(tài)和駕駛員操作意圖，及時向執(zhí)行器發(fā)出各種指令，確保汽車在制動、加速、轉向等狀況下的行駛穩(wěn)定性?？刂?/p>

4、原理如下：外部作用于汽車的所有力(包括制動力、部作用于汽車的所有力(包括制動力、驅動力、側向力)都會引起汽車繞其質心轉動，產生不穩(wěn)定因素。ESP系統(tǒng)通過對制動系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)的干涉，修正過度轉向或轉向不足的傾向，使汽車保持穩(wěn)定行駛狀態(tài)。ESP控制模塊儲存有控制程序的標準技術數(shù)據，一旦確定汽車有不穩(wěn)定行駛的趨勢，ESP系統(tǒng)就會自動代替駕駛員控制汽車，采取最有利的安全措施修正驅動力和制動力，阻止?jié)撛谖ｋU情況的發(fā)生。例如，當汽車駛入彎道時，駕駛員的操縱使得汽車的轉彎半徑大干彎道半徑(轉向不足)，此時偏移率傳感器能夠探測出轉向偏差，橫向加速傳感器會測定橫向加速速度過大，轉向角傳感器能夠探測出轉向不足

5、，ESP控制模塊根據以上傳感器信號向相關車輪施加脈沖制動力，在汽車質心產生向內偏轉力矩，使汽車繞質心偏轉一定行駛方向。同時ESP控制模塊通過減少輸出轉矩，來達到降速的目的，同時替司機對轉向角度進行調整，這樣就能夠使汽車按規(guī)定要求行駛。綜上所述，ESP系統(tǒng)采用了兩種不同的控制方法來消除汽車不穩(wěn)定行駛因素，保持汽車預定的行駛狀態(tài)。首先ESP系統(tǒng)通過脈沖制動精確地控制一個或者多個車輪的停止過程，然后分配個個車輪上的制動力，使汽車調整行駛方向。其次在必要時ESP系統(tǒng)會自動調整汽車發(fā)動機的輸出轉矩，改變汽車速度。ESP系統(tǒng)通常配置在網絡及總線通信功能較為先進的車型中，該系統(tǒng)與ABSASR系統(tǒng)共用控制模塊

6、(不再設有ABSASR控制模塊)、液壓閥體和車輪轉速傳感器等部件，因此筆者認為可以將ESP系統(tǒng)視為升級版的ASR系統(tǒng)。在控制過程中，ESP系統(tǒng)綜合了ABS、ASR、BAS等控制功能，控制精度高，作用時間快。當ESP控制功能失效時，ABS、ASR、BAS控制功能允許繼續(xù)起作用。在進行故障診斷時，我們只需進入ESP系統(tǒng)的診斷菜單(不再另設單獨的ABS、ASR、BAS系統(tǒng)的診斷菜單)進行檢測，然后再進行針對性的修理工作就可以了。第2章 別克汽車電子制動系統(tǒng)（ESP）組成2.1 電控汽車穩(wěn)定行駛系統(tǒng)(ESP)電控元件的組成特點2.1.1 監(jiān)控傳感器多轉向盤轉角傳感器、輪速傳感器、縱向和橫向加減速度傳感

7、器、橫擺率傳感器、制動壓力傳感器、制動開關信號、ESP開關信號等，并和動力系統(tǒng)聯(lián)網控制。 2.1.2 ABS、EBD、TCS、ESP的電腦為一體 其組成了一個綜合信息處理系統(tǒng)，根據汽車失穩(wěn)程度，計算出恢復汽車穩(wěn)態(tài)所需的各項調節(jié)參數(shù)(轉矩、牽引力、制動力等)。 2.1.3 利用了ABS和TCS系統(tǒng)所有的電控液壓部件 如ABS系統(tǒng)的八個調壓電磁閥(22閥)、TCS(ASR)系統(tǒng)的兩個控制電磁閥(33閥)和供能電動機和油泵及蓄壓器等。 2.1.4 ESP和TCS系統(tǒng)制動油壓建立的兩種方式 (1)用單級油泵和蓄壓器方式，油泵間歇地工作(豐田車系)。 (2)不用蓄壓器，用泵油量大的雙級回流油泵，油泵需頻

8、繁地工作(大眾車系)。 2.1.5 液壓系統(tǒng)中增加了兩個動態(tài)選擇控制電磁閥 行駛中當ABS、TCS、ESP各系統(tǒng)工作時，進行轉換控制，關斷或導通制動主缸油路，使供能裝置(蓄壓器)的油液進入需用的輪缸調壓電磁閥中。 2.1.6 對非驅動輪也能進行調壓控制 TCS(ASR)系統(tǒng)只對兩個驅動輪進行調壓控制，以防止滑轉為主體，而ESP系統(tǒng)和ABS系統(tǒng)對驅動輪和非驅動輪都能進行調壓控制，以防側滑為主體。2.2 電控汽車穩(wěn)定行駛系統(tǒng)(ESP)監(jiān)控傳感器的作用各種傳感器用來監(jiān)控汽車的行駛狀態(tài)和駕駛員的操控動作，用電腦估算汽車失穩(wěn)的程度，計算出恢復穩(wěn)定行駛的調節(jié)參數(shù)。2.2.1輪速傳感器輪速傳感器多為磁電式，

9、安裝于四個車輪的輪轂上，檢測車輪的角速度值，提供車輪抱死或滑轉的電壓信號。如無此信號，則ABS、ASR、ESP系統(tǒng)即不工作而報警。2.2.2轉向盤角度傳感器轉向盤角度傳感器多為光電管式，安裝于轉向盤的軸上，提供有轉向動作和轉向角大小的信號。如果無此信號，電腦無法認定汽車的行駛方向，系統(tǒng)即不工作而報警。2.2.3縱向和橫向加減速度傳感器縱向和橫向加減速度傳感器多為壓電陶瓷片式，利用其撓曲變形而產生電信號。安裝于汽車質心C附近地板下方的中間位置，用來測量汽車縱向橫向的加減速度值，判定汽車的運動狀態(tài)。如無此信號，電腦無法得知汽車實際行駛狀態(tài)，系統(tǒng)即不工作而報警。2.2.4橫擺率傳感器橫擺率傳感器安裝

10、于汽車行李艙的前部，與汽車的垂直軸線一致，用來檢測汽車繞垂直軸線擺動的角度值(側滑量)。多為霍爾式，靈敏度極高，沒有橫擺時(側滑)，霍爾電壓為常數(shù)，橫擺時永久磁鐵左右運動，引起霍爾電壓的變化，電壓值與橫擺率的大小成比5制動壓力傳感器制動壓力傳感器多為壓電元件。安裝于制動管路上，用來檢測操控時制動油壓的高低。電腦據此計算出減速度制動力的大小，以便推算出克服側向力的操控值，對汽車不正常行駛進行調節(jié)。如無此信號，ESP系統(tǒng)即不工作而報警。2.2.5制動開關信號 制動開關信號安裝于制動踏板上，電腦據此信號得知駕駛員有無制動動作。如無此信號，制動燈失控，ABS燈和ESP燈報警。2.2.6ESP開關信號E

11、SP開關信號安裝于儀表盤上，按下此開關顯示ESPON，ESP系統(tǒng)投入工作；再按下此開關ESPOFF，ESP系統(tǒng)即不工作。2.3 電控汽車穩(wěn)定行駛系統(tǒng)(ESP)的工作原理汽車的不平穩(wěn)行駛狀態(tài)，來源于兩個方面：一為路面附著力變化異常，出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)；二為操控不當，出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)。兩者皆可通過ESP系統(tǒng)來進行調控，抑制汽車側滑和失控，使汽車始終在慣性力和行駛方向一致的狀態(tài)下，高速安全行駛。2.3.1抑制后輪側滑當汽車在彎道上或濕滑的路面上高速行駛時，因地面的原因，附著力變化無常，后輪會產生側滑，使汽車橫向甩尾。ESP系統(tǒng)立即把制動力施加到轉彎的外前輪上，使汽車產生相反的穩(wěn)定力矩，恢復直線行駛。2.3.2

12、 抑制前輪側滑同理，前輪也會產生側滑，使汽車橫向漂出。ESP系統(tǒng)立即把制動力施加到兩個非驅動的后輪上，使汽車產生相反的穩(wěn)定力矩，恢復直線行駛。因前輪為驅動輪，應使后輪采用先拉后因前輪為驅動輪，應使后輪采用先拉后擺的辦法恢復直行，對兩后輪還可以用占空比方式調節(jié)制動力的大小。2.3.3 抑制轉向不足汽車高速行駛出現(xiàn)障礙物時，駕駛員向左急轉向，但慣性力是向前的，與轉向輪方向不一致，會出現(xiàn)轉向不足狀態(tài)，ESP系統(tǒng)立即制動左后輪(內弧線后輪)，產生向左的轉矩，迅速向左轉向，消除轉向不足狀態(tài)。2.3.4 抑制轉向過度當汽車向左急轉向繞過障礙物后，需急速向右轉向恢復直線行駛，ESP系統(tǒng)立即制動右前輪(內弧線

13、前輪)，恢復直行狀態(tài)。當慣性分力較大時，慣性分力會使汽車產生轉向過度狀態(tài)，嚴重時會造成向左甩尾現(xiàn)象。ESP系統(tǒng)又立即制動左前輪(外弧線前輪)，產生向左的轉矩，消除轉向過度，使汽車平穩(wěn)地回到直線行駛狀態(tài)，抑制了轉向過度。第三章 電子制動系統(tǒng)的檢修3.1 自診斷汽車ESP系統(tǒng)發(fā)生故障后，控制單元能夠記憶故障碼。通過故障診斷儀TECH2讀取或是消掉故障碼。因TECH2為菜單提示操作，這些功能按TECH2屏幕的提示操作即可完成。在對ABSTCSESP進行檢修之前，應先排除常規(guī)制動系統(tǒng)故障。3.2 制動器排氣程序在執(zhí)行ABSTCSESP制動器排氣程序之前。必須完成常規(guī)的制動系統(tǒng)排氣程序。具體步驟是：(1

14、) 連接Tech2，啟動發(fā)動機運行；(2)執(zhí)行“Tech2制動器排氣程序”中的指示。在執(zhí)行指示期間，確保制動總泵中的制動液液位高于最低液位；(3)關閉汽車點火開關，從數(shù)據鏈路連接器(DLC)上斷開Tech2t；(4)將制動液加注到制動總泵儲液罐的最高液位；(5)執(zhí)行另外的制動系統(tǒng)制動器排氣操作；(6)關閉點火開關踩下制動踏板35次以耗盡制動助力器的真空儲備壓力；(7)緩慢踩下制動踏板，如果感覺制動踏板綿軟，重復ABS-TCSESP制動器排氣操作；(8)重復ABSTCSESP排氣操作后，如果仍然感覺制動踏板綿軟，檢查制動系統(tǒng)是否存在外部或內部泄漏；(9)保持發(fā)動機熄火并且不使用駐車制動器然后接通

15、點火開關，如果駐車制動器制動器故障指示燈保持啟亮，先診斷并排除故障；(10)路試車輛，執(zhí)行ABSTCSESP自檢初始化程序，如果感覺制動踏板綿軟，重復ABSTCSESP制動器排氣操作，直到制動踏板感覺堅實；(11)檢查ABSTCSESP系統(tǒng)的操作。3.3 方向盤轉角傳感器的校準操作步驟為：(1)記錄別克汽車筆直行駛時的方向盤位置；(2)將Tech2連接到別克汽車上，并執(zhí)行“Tech2方向盤轉角傳感器校準程序”中的指示；(3)檢查ABSTCSESP系統(tǒng)的操作。3.4 電子控制單元和液壓總成的維修電子控制單元和液壓總成集成為一體，在保修期內。不要拆解電子控制單元和液壓總成。3.5輪速傳感器的檢查別

16、克汽車4個車輪速度傳感器都為電磁式傳感器傳感器氣隙不可調。檢查輪速傳感器時，通過萬用表測量傳感器阻值。溫度在20 時，傳感器的正常電阻值為1.3-1.8kQ。參考文獻1 牛家忠，朱杏鵑. 汽車主動安全性與被動安全性的發(fā)展.重型汽車，1997（6）：29-312 李宏才. 現(xiàn)代汽車制動控制系統(tǒng)的發(fā)展與展望.世界汽車，2001（2）：7-103 Aleksander Hac and Melinda D.Simpson .Estimation of Vehicle Side Slip Angle and Yaw rate.SAE paper NO.2000-01-06964 余志生.汽車理論（第三版

17、）.北京:機械工業(yè)出版社，20045 M.米奇克.汽車動力學.北京:人民交通出版社，19976 劉巍. 驅動工況汽車穩(wěn)定性控制算法研究碩士學位論文.吉林大學，20047 Masato Abe, Yoshio Kano, Kazuasa Suzuki, Yasuji Shibahata, Yoshimi Furukawa.Side-slip control to stabilize vehicle lateral motion by direct yaw control. JSAE Review22(2001): 413-4198 陳勝金，李發(fā)宗，黃妙華. 波許ESP 系統(tǒng)的理論分析.天津汽車, 2004（2）：11-139 Toshimichi Takah