汽車底盤故障綜合檢修項(xiàng)目14-汽車ESP系統(tǒng)故障檢測和維修-PPT課件

1、1項(xiàng)目14 汽車ESP系統(tǒng)故障檢測與維修14.1 ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念ESP是電子穩(wěn)定程序(Electronic Stability Programme)的簡稱。屬于車輛的主動(dòng)安全，人們也可稱之為動(dòng)態(tài)駕駛控制系統(tǒng)。ESP以ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)與ASR牽引力控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、側(cè)向加速度傳感器等信息，通過對車輪制動(dòng)器和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的控制，實(shí)現(xiàn)對側(cè)滑的糾正。因此，ESP整合了ABS和ASR的功能，并大大拓展了其功能范圍。ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控。ESP能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控駕駛者的操控動(dòng)作、路面反應(yīng)以及車輛行駛狀態(tài)，并不斷向發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令。（2）主

2、動(dòng)干預(yù)：ABS等安全技術(shù)主要是對駕駛者的動(dòng)作起干預(yù)作用，但不能調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)。而ESP則可以主動(dòng)調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和每個(gè)車 輪的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。（3）預(yù)先提醒：當(dāng)駕駛者操作不當(dāng)或路面異常時(shí)，ESP會(huì)用警告燈警示駕駛者。2ESP系統(tǒng)的組成：（1）傳感器 ：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器（監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度）、車輪傳感器、橫擺角速度傳感器（車輛繞其縱軸的旋轉(zhuǎn)角度 ）、側(cè)向加速度傳感器（車輪側(cè)向滑移量）、制動(dòng)壓力傳感器；（2）ECU；（3）執(zhí)行器。ESP組成結(jié)構(gòu)分布如圖14-1所示。1-帶有ECU液壓調(diào)節(jié)器；2-輪速傳感器；3-轉(zhuǎn)角傳感器；4-側(cè)向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器；5-與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的通信 圖14-1

3、 ESP組成結(jié)構(gòu)分布示意圖14.2 ESP的工作原理1. ESP的動(dòng)作原理32. ESP的部件組成和工作原理ESP部件的組成如圖14-3所示，在汽車行駛過程中，4個(gè)輪速傳感器（912）不斷向電子控制單元1提供車輪的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。同時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器7又把所得的數(shù)據(jù)通過CAN總線傳給電子控制單元，由此，電子控制單元根據(jù)這兩種傳感器的信息計(jì)算出汽車的所需轉(zhuǎn)向和所需行駛狀態(tài)。與此同時(shí)，橫向加速度傳感器 4 也在向電子控制單元傳送側(cè)向的偏轉(zhuǎn)信息；偏轉(zhuǎn)率傳感器5則傳送著汽車的離心趨勢，因此，電子控制單元根椐這兩種傳感器的信息同時(shí)又算出汽車的實(shí)際行駛狀態(tài)。之后，電子控制單元將剛才算出的所需值與實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行比

4、較， 檢測是否有偏差， 如有偏差（也即汽車有發(fā)生翻轉(zhuǎn)或者偏離駕駛員需求的行駛路線的趨勢），ESP控制系統(tǒng)則進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中，ESP系統(tǒng)會(huì)決定著哪只輪子應(yīng)制動(dòng)或加速以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是否該減小，在裝有自動(dòng)變速器的汽車上，還決定著是否需要使用變速器電子控制單元。當(dāng)ESP系統(tǒng)調(diào)節(jié)完成后，電子控制單元然后根據(jù)各傳感器的檢測數(shù)據(jù)，檢查調(diào)節(jié)作用是否有成效。如果有成效，則ESP系統(tǒng)停止工作，并繼續(xù)觀察汽車的運(yùn)行狀態(tài)。如果沒有成效，則ESP調(diào)節(jié)系統(tǒng)重新工作。ESP調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作時(shí)，ESP指示燈亮，提示駕駛員注意。41-ABS控制單元；2-液壓控制單元；3-制動(dòng)壓力傳感器；4-側(cè)向加速度傳感器；5-橫擺率傳感器；

5、6-ASR/ESP按鈕；7-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；8-制動(dòng)燈開關(guān)；9、10、11、12-輪速傳感器；13-自診斷；14-制動(dòng)系統(tǒng)警報(bào)燈；15-ABS警報(bào)燈；16-ASR/ESP警報(bào)燈；17-車輛和駕駛狀態(tài)；18-發(fā)動(dòng)機(jī)控制調(diào)整；19-變速箱控制調(diào)整 圖14-3 ESP部件組成及工作原理示意圖53. ESP典型工作工況（1）躲避前方突然出現(xiàn)的障礙物 緊急制動(dòng)，猛打方向盤，車輛有轉(zhuǎn)向不足傾向。 ESP工作，增加左后輪制動(dòng)壓力，車輛按照轉(zhuǎn)向意圖行駛。 恢復(fù)正常的行駛路線，車輛有轉(zhuǎn)向過度的傾向，在左前輪施加制動(dòng)力。 車輛保持穩(wěn)定。 圖14-4 車輛躲避前方突然出現(xiàn)的障礙物示意圖6（2）車輛在急轉(zhuǎn)彎車道上高

6、速行駛 車輛有甩尾傾向，自動(dòng)在右前輪上施加制動(dòng)力。 車輛保持穩(wěn)定。 車輛有甩尾傾向，自動(dòng)在左前輪上施加制動(dòng)力。 車輛保持穩(wěn)定。 圖14-5 車輛在急轉(zhuǎn)彎道上高速行駛示意圖7（3）在地面附著力不同路面行駛 車輛表現(xiàn)出轉(zhuǎn)向不足的趨勢，即將跑偏。ESP發(fā)揮作用，增加后右輪制動(dòng)力的同時(shí)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。從濕滑路面駛?cè)敫稍锫范?，車輛保持穩(wěn)定。 圖14-6 車輛在地面附著力不同的路面行駛示意圖84. ESP的工作過程圖14-7為ESP液壓控制單元。液壓控制單元由12個(gè)電磁閥、1個(gè)液壓泵、1個(gè)會(huì)油泵等組成。其中8個(gè)電磁閥用于ABS控制，4個(gè)電磁閥用于ESP控制。ECU通過控制液壓單元的電磁閥，達(dá)到ABS

7、/ASR/ESP控制的目的。 圖14-7 ESP液壓控制單元工作原理示意圖9當(dāng)ESP液壓控制系統(tǒng)增壓時(shí)，分配閥N225關(guān)閉，高壓閥N227打開，ABS的進(jìn)油閥打開，回油閥關(guān)閉。行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵開始將儲(chǔ)油罐中的制動(dòng)液送到制動(dòng)管路中，回油泵工作，使車輪制動(dòng)輪缸中的制動(dòng)壓力加大，系統(tǒng)增壓，如圖14-8所示。 14-8 ESP液壓控制單元增壓階段工作原理10當(dāng)ESP液壓控制系統(tǒng)處于保壓階段時(shí)，分配閥N225關(guān)閉，高壓閥N227關(guān)閉，ABS的進(jìn)油閥關(guān)閉，回油閥關(guān)閉。回油泵停止工作，系統(tǒng)保壓，如圖14-9所示。 14-9 ESP液壓控制單元保壓階段工作原理11當(dāng)ESP液壓控制系統(tǒng)處于減壓階段時(shí)，分配閥N

8、225打開，高壓閥N227關(guān)閉，ABS的進(jìn)油閥關(guān)閉，回油閥打開?；赜捅猛Ｖ构ぷ鳎到y(tǒng)保壓，如圖14-10所示。 14-10 ESP液壓控制單元減壓階段工作原理1214.3 ESP的電子控制單元1. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)132. ESP電子控制系統(tǒng)部件安裝位置141-液壓單元安裝支架；2-電子真空泵；3-ABS控制單元J104；4、6-液壓控制單元N55；5-制動(dòng)壓力傳感器G201；7-右前車輪轉(zhuǎn)速傳感器齒圈；8-右前車輪轉(zhuǎn)速傳感器G45；9-制動(dòng)頁面報(bào)警出點(diǎn)開關(guān)F34；10-儀表臺(tái)；11-ESP按鈕開關(guān)；12-方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器G85；13-橫向加速度傳感器G200、橫擺率傳感器G202；14-手制

9、動(dòng)警報(bào)開關(guān)F9；15-右后車輪轉(zhuǎn)速傳感器齒圈；16-右后車輛轉(zhuǎn)速傳感器G44；17-左后車輪轉(zhuǎn)速傳感器G46；18-左后車輪轉(zhuǎn)速傳感器齒圈；19-ASR/ESP報(bào)警燈K86；20-ABS報(bào)警燈K47；21-制動(dòng)系統(tǒng)報(bào)警燈K118；22-制動(dòng)開關(guān)F；23-左前車輪轉(zhuǎn)速傳感器齒圈；24-左前車輪轉(zhuǎn)速傳感器G46圖14-12 ESP電子控制系統(tǒng)部件安裝位置示意圖 3.ESP系統(tǒng)電子控制單元傳感器（1）ABS控制單元J104結(jié)構(gòu)和功能：保障系統(tǒng)的可靠性。該控制單元在系統(tǒng)中有兩個(gè)處理器，使用同樣的軟件處理信號(hào)數(shù)據(jù)，并相互監(jiān)控比較。信號(hào)中斷影響：控制單元出現(xiàn)故障，駕駛者仍可做一般制動(dòng)操作，但ABS/EBS

10、 /ASR/ESP功能失效。（2）方向盤轉(zhuǎn)向角度傳感器G85結(jié)構(gòu)和功能：方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85使用了光柵原理進(jìn)行角度的測量。G85位于轉(zhuǎn)向燈開關(guān)和方向盤之間，向控制單元傳送方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度，測量的角度為正負(fù)540度，對應(yīng)方向盤轉(zhuǎn)3圈。信號(hào)中斷影響：無該傳感器信號(hào)車輛無法確定行駛方向，ESP失效。 圖14-13 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器G85結(jié)構(gòu)示意圖154.組合傳感器組合傳感器包括側(cè)向加速度傳感器G200和橫擺率傳感器G202。橫向加速度傳感器G200的功能為：確定車輛是否受到使車輛發(fā)生滑移作用的側(cè)向力，以及側(cè)向力的大小；橫擺率傳感器G202的功能為：確定車輛是否沿垂直軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并提供轉(zhuǎn)動(dòng)速率。信號(hào)

11、中斷影響：若橫向加速度傳感器G200失效，則控制單元將無法計(jì)算出車輛的實(shí)際行駛狀態(tài)，ESP功能失效；若橫擺率傳感器G202失效，則沒有橫擺率測量值，控制單元無法確定車輛是否發(fā)生轉(zhuǎn)向，ESP功能失效。165. 制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)向器G201制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)向器G201使用了光柵原理進(jìn)行角度的測量。其功能為：通知控制單元制動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際壓力，控制單元相應(yīng)計(jì)算出作用在車輪上的制動(dòng)力和整車的縱向力大小。制動(dòng)壓力轉(zhuǎn)向器G201制動(dòng)輔助系統(tǒng)主要應(yīng)用于制動(dòng)輔助系統(tǒng)，進(jìn)行緊急制動(dòng)狀態(tài)的確認(rèn)。當(dāng)制動(dòng)壓力超過限定值緊急制動(dòng)時(shí)，ESP控制單元啟動(dòng)ABS回油泵及相應(yīng)的電磁閥，制動(dòng)壓力很快升高到ABS工作范圍。在制動(dòng)助力系統(tǒng)工作后，若

12、司機(jī)制動(dòng)踏板施加壓力低于特定值，那么系統(tǒng)壓力又趨于與司機(jī)制動(dòng)踏板壓力相近。如圖14-14所示。17制動(dòng)輔助系統(tǒng)在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)大大縮短車輛的制動(dòng)時(shí)間，縮短制動(dòng)行程，提升車輛的行車安全，如圖14-15所示。187. ASR/ESP按鈕開關(guān)E256ASR/ESP按鈕開關(guān)E256的工作模式為：（1）為從深雪或松軟地面前后擺動(dòng)駛出，有意讓驅(qū)動(dòng)輪打滑以擺脫被陷狀態(tài)；（2）帶防滑鏈行駛；（3）在車輛處于功率測試狀態(tài)下行駛。 圖14-16 ASR/ESP按鈕開關(guān)示意圖198. 液壓控制單元N55結(jié)構(gòu)和功能：制動(dòng)分泵通過液壓控制單元的電磁閥控制，通過制動(dòng)分泵的入口閥和出口閥的控制，建立了三個(gè)工作狀態(tài)：（1

13、）建壓；（2）保壓；（3）泄壓。信號(hào)中斷影響：當(dāng)電磁閥功能出現(xiàn)不可靠故障，整體系統(tǒng)關(guān)閉。9. 動(dòng)態(tài)控制液壓泵V156ESP工作時(shí)需要回油泵提供大量的制動(dòng)液，然而，在制動(dòng)踏板無壓力的狀態(tài)下，制動(dòng)液溫度低粘度大，回油泵的輸油效率低。這時(shí)，動(dòng)態(tài)控制液壓泵V156建立回油泵入口預(yù)載壓力，使回油泵輸油效率提高。 圖14-17 動(dòng)態(tài)控制液壓泵示意圖2014.4 ESP系統(tǒng)常見故障及檢修14.4.1 傳感器故障的檢修1. 轉(zhuǎn)向角傳感器G85的故障及檢修 轉(zhuǎn)向角傳感器G85一般安裝于汽車轉(zhuǎn)向柱上，轉(zhuǎn)向開關(guān)與方向盤之間，與安全氣囊時(shí)鐘彈簧集為一體。其作用是向帶有EDL/TCS/ESP的ABS控制單元傳遞方向盤轉(zhuǎn)

14、角信號(hào)。故其出現(xiàn)故障，ESP系統(tǒng)將不能識(shí)別汽車的預(yù)期行駛方向（駕駛員意愿），從而導(dǎo)致ESP不起作用。診斷時(shí)可通過ESP自診斷功能檢測出其故障。值得注意的是更換了傳感器或ECU時(shí)，要對傳感器進(jìn)行初始化設(shè)定。進(jìn)行初始化設(shè)定時(shí)，可把點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”， 然后左右方向反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤10圈左右。212. 橫向加速度傳感器G200的故障及檢修由于物理的原因， 橫向加速度傳感器G200應(yīng)盡可能靠近汽車的重心，所以一般多安裝于駕駛員座椅下的放腳空間。其作用是確定汽車所受側(cè)向力的大小。若其失效，沒有了G200信號(hào)，電子控制單元就無法識(shí)別汽車實(shí)際行駛狀態(tài)，因此ESP系統(tǒng)也就不能進(jìn)行工作了。檢測時(shí)先確定是傳感器是

15、否有線路斷路或正極 與外殼的短路故障，然后通過ESP的自診斷功能確定傳感器是否有故障。223. 偏轉(zhuǎn)率傳感器G202的故障及檢修 一般安裝于轉(zhuǎn)向柱下方偏右側(cè)，常與橫向加速度傳感器一體。其作用是感知作用在汽車上的轉(zhuǎn)矩，識(shí)別汽車是否有圍繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 故若其失效，汽車便沒有了G202的信號(hào)，控制單元就不能識(shí)別汽車是否發(fā)生轉(zhuǎn)向，ESP功能也就失效。檢測時(shí)先確定是傳感器是否有線路斷路或正極與外殼的短路故障，然后通過ESP的自診斷功能確定傳感器是否有故障。234. 制動(dòng)壓力傳感器G201的故障及檢修 制動(dòng)壓力傳感器G201安裝于行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵中。其功能是向電子控制單元傳送制動(dòng)管路的

16、實(shí)際制動(dòng)壓力，控制預(yù)壓力。若其失效，也即沒有了實(shí)際制動(dòng)力的信息，電子控制單元就無法正確計(jì)算汽車的側(cè)向力，ESP系統(tǒng)也就失去了應(yīng)有的功能。檢測時(shí)先確定是否有線路斷路故障或正極和外殼處是否有短路現(xiàn)象， 然后通過系統(tǒng)的自診斷功能確定傳感器是否有故障。245. ASR/ESP開關(guān)E256的故障及檢修 ASR/ESP開關(guān)E256安裝于在儀表板內(nèi)。其作用是按此開關(guān)可關(guān)閉ESP功能，并由儀表上的警告燈指示出來，再次按壓此開關(guān)可重新激活ESP功能。如果司機(jī)忘記重新激活ESP功能，再次啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后系統(tǒng)可被重新激活。但在下列情況下， 應(yīng)關(guān)閉ESP功能。（1）在積雪路面或松軟路面上，讓車輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，前后移動(dòng)車輛。（

17、2）安裝了防滑鏈的車輛。（3）在測功機(jī)上檢測車輛。若ASR/ESP鍵失靈，則造成ESP不能關(guān)閉，同時(shí)儀表板上的ASR/ESP 指示燈會(huì)閃爍，顯示出現(xiàn)了故障。但該開關(guān)的損壞不能通過系統(tǒng)自診斷功能檢測出， 可采用萬用表檢測其導(dǎo)通狀態(tài)。2514.4.2 電子控制單元故障的檢修電子控制單元J104一般安裝于汽車的右側(cè)放腳空間的前部，是ESP系統(tǒng)的核心，監(jiān)控著所有的電器部件，并周期性地檢查系統(tǒng)的每個(gè)電磁閥工作情況。其常見故障現(xiàn)象是電子控制單元的供結(jié)電壓不正?；螂娍貑卧?。檢測故障時(shí)可通過系統(tǒng)自診斷功能來進(jìn)行診斷。在行駛中，若其出現(xiàn)故障，駕駛員還可以使用不帶ABS、EBS、ASR、和ESP的普通制動(dòng)系統(tǒng)。2614.4.3 執(zhí)行器故障的檢修1. 行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵V156故障的檢修 行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵V156安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的液壓調(diào)節(jié)單元下面，和液壓調(diào)節(jié)單元共用一個(gè)支座。其功用是在制動(dòng)踏板力較小或根本沒有壓力下，彌補(bǔ)回油泵的不足，給加油泵吸入端提供所需的初壓力。若行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵出現(xiàn)故障， ESP功能也就無法執(zhí)行。對于行駛動(dòng)力調(diào)節(jié)液壓泵的檢修：可先通過自診斷功能檢查油泵電路是否斷路以及正極與外殼是否知路。 若檢測線路完好仍不工作，則是液壓泵自身故障。液壓泵不能修理，只能整體更換。新的行駛動(dòng)力液壓泵里裝滿了制動(dòng)液，不要提前打開塞子，而沒裝