汽车底盘电控系统课件：项目六 汽车电子稳定系统检修

汽车底盘电控系统课件：项目六 汽车电子稳定系统检修

项目六 汽车电子稳定系统检修 二、相关知识 三、项目实施 二、相关知识 （一）汽车电子稳定系统的作用与类型 （二）汽车电子稳定系统的组成与基本作用 （三）汽车电子稳定系统的基本工作原理 （四）汽车电子稳定系统常见故障及分析 汽车电子稳定系统的作用是保持车辆在各种情况下的行驶稳定性，防止车辆由于行驶在不同的道路中因不同的附着力而产生车轮的打滑。 （一）汽车电子稳定系统的作用与类型 ESP 有以下 3 大特点。 ① 实时监控： ESP 能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。 ② 主动干预： ABS 等安全技术主要是对驾驶者的动作起干预作用，但不能调控发动机； ESP 则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。 ③ 事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时， ESP 会以警告灯的形成警示驾驶者。 汽车电子稳定系统一般主要由传感器（轮速传感器、减速度传感器、横摆率传感器、转向角度传感器、制动液压传感器、节气门位置传感）、电子控制单元、执行器及警示装置组成。图 6-1 所示是一款别克车型的汽车电子稳定系统零件位置及其组成图。 （二）汽车电子稳定系统的组成与基本作用 图 6-1 别克荣御电子稳定系统零件位置及其组成 1— 前轮速度传感器 2— 前轮速度传感器接线 3— 电子控制单元（ ECU ） 4— 液压调节器总成 5— 方向盘转角传感器 6— 横向偏摆率传感器 7— 后轮速度传感器信号环 8— 后轮速度传感器 下面以一款别克荣御车型为例，介绍各组成部分的基本作用。 ① 轮速传感器是一个电磁式传感器，装在每个车轮的相应位置上，用于检测车轮旋转的角速度。 前轮速度传感器是前轮轮毂总成的一部分。左前和右前轮轮毂各装有一个车轮速度传感器和一个 48 齿的磁脉冲信号环。 后轮速度传感器位于主减速器后盖的支架上，左、右各有一个。 图 6-2 前轮速度传感器 1— 前轮速传感器 2— 前轮毂总成 图 6-3 后轮速度传感器 1— 后轮速传感器 2— 传感器脉冲环 ② 横摆率传感器一般装在汽车行李箱前部，与汽车垂直轴线平行，用于检测汽车横摆率（汽车绕垂直轴旋转的速度）。 ③ 转向角度传感器装于转向盘后侧，如图 6-5 所示，用于检测转向盘的转向角度，可根据方向盘的转动情况输出表示方向盘旋转角度的输出信号，具体结构如图 6-6 所示。 图 6-5 方向盘转角传感器的位置 1 、 4— 螺钉 2— 螺旋电缆 3— 转接板 5— 方向盘转角传感器 6— 固定凸舌 7— 转向信号解除凸轮 图 6-6 方向盘转角传感器 1— 齿轮 2— 测量齿轮 3— 磁铁 4— 判断电路 5— 各向异性磁阻（ AMR ）集成电路 ④ 液压控制装置，正常情况下执行制动助力功能；当车轮在加速或减速过程中出现滑移时，执行 TRC 和 ABC 功能；当汽车出现侧滑时，把受到控制的制动液压加到每个车轮上。 ⑤ 电子控制单元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中预先设定的数据进行对比。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。 ⑥ 别克荣御的电子控制单元与液压控制装置集成在一起组成一个总成，如图 6-7 所示。电子控制单元持续监测并判断的输入信号有：蓄电池电压、车轮速度、方向盘转角、横向偏摆率以及点火开关接通、停车灯开关、串行数据通信电路等信号。根据所接收的输入信号，电子控制单元将向液压控制装置、发动机控制模块、组合仪表和串行数据通信电路等发送控制信号。 图 6-7 别克荣御的液压控制装置 1— 电子控制单元（ ECU ） 2— 液压控制装置 ⑦ 制动液压传感器一般装于液压控制装置上部，检测驾驶员进行制动操作时的制动液压力。 ⑧ 节气门位置传感器装于节气门体上，检测节气门的开度。 ⑨ 节气门执行器在汽车电子稳定系统控制发动机功率时，控制节气门开度大小。 ⑩ 警示装置主要指仪表盘上的 ESP 警示灯。 别克荣御的 ESP 开关位于地板控制台上，如图 6-8 所示。该开关是一个瞬间接触开关，按一下 ESP 开关，电子稳定程序从接通转至关闭。 图 6-8 ESP 开关 汽车在转弯过程中会出现打滑现象，当后轮出现打滑时产生转向过度，当前轮出现打滑时产生转向不足。当以上两种情况出现时，汽车电子稳定系统就开始工作。 （三）汽车电子稳定系统的基本工作原理 电子控制单元通过方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方向；通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实际行驶方向。当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要求不符时，电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动机扭矩减小功能并向发动机控制模块发送一个串行数据通信信号，请求减小发动机扭矩。如果电子稳定程序仍然检测到车轮侧向滑移，则电子稳定程序将实行主动制动干预。 当汽车在行驶过程中，由于意外造成转向过度，而使后轮打滑车辆抛出转弯曲线，此时 ESP 系统把制动力加到外侧前轮，使车辆的转弯力量减小，同时使后轮的打滑现象也减少，如图 6-9 所示。其基本工作过程如下。 （1）转向过度 图 6-9 转向过度 方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转，同时车辆后端开始产生滑移，说明车辆开始转向过度，电子稳定程序将实行主动制动干预。 当汽车行驶过程中，如果出现前轮打滑，电子控制单元会发出指令降低发动机转矩，并给内侧前轮加制动力，使其向内侧移动，以达到驾驶稳定的目的，如图 6-10 所示。其基本工作过程如下。 （2）转向不足 图 6-10 转向不足 方向盘转角传感器向电子控制单元发送一个驾驶员想要转向的信号，横向偏摆率传感器检测到车辆开始打转，同时车辆前端开始产生滑移，说明车辆出现转向不足，电子稳定程序将实行主动制动干预。 汽车电子稳定系统的绝大多数传感器与 ABS 、 ASR 系统通用，因此其常见故障与 ABS 、 ASR 系统常见故障基本相同，主要有传感器故障，制动系统有气等。下面以别克荣御车型为例简要介绍检查分析过程。 （四）汽车电子稳定系统常见故障及分析 在执行 ABS-TCS/ESP 制动器排气之前，必须完成常规的制动系统排气程序。具体步骤如下。 ① 连接 Tech2 ，启动发动机并怠速运行。 ② 按照“ Tech2 制动器排气程序”中所列的指示和步骤操作，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。 （1）制动器排气 ③ 关闭点火开关，并从诊断座（ 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，应该感觉很“硬”，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。 检查 ABS-TCS/ESP 系统的操作。 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 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，具体操作步骤如下。 （2）方向盘转角传感器的校准 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。 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  。 （3）轮速传感器的检查 ESP 开关的端子视图及检查方法如图 6-11 所示，可使用数字万用表测量 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 间开路，端子 3—5 间导通。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。 （4）ESP开关的检查 图 6-11 ESP 开关的端子视图及检查方法 三、项目实施 （二）检修注意事项 （三）项目实施步骤 ① 电控单元对过电压、静电非常敏感，如有不慎就会损坏电控单元中的芯片，造成整个电控单元瘫痪。因此，点火开关接通时不要插或拔电控单元上的连接器；在车上进行电焊之前，要戴好防静电器，拔下电控单元上的连接器后再进行电焊；给蓄电池进行专门充电时，要将电池从车上拆卸下来或摘下蓄电池电缆后再进行充电。 （二）检修注意事项 ② 维修车轮速度传感器时一定要十分小心。拆卸时注意不要碰伤传感器头，不要撬传感器齿圈，以免损坏。安装时应先涂覆防锈油，安装过程中不可敲击或用力过大。一般情况下，传感器气隙是可调的（也有不可调的），调整时应使用非磁性塞卡，如塑料或铜塞卡，当然也可使用纸片。 ③ 维修液压控制装置时，切记要首先进行泄压，然后再按规定进行修理。例如制动主缸和液压调节器设计在一起的整体 ABS ，其蓄压器存储了高达 18000kPa 的压力，修理前要彻底泄去，以免高压油喷出伤人。 ④ 制动液要至少每隔两年换一次，最好是每年更换一次。这是因为 DOT3 乙二醇型制动液的吸湿性很强，含水分的制动液不仅使制动系统内部产生腐蚀，而且会使制动效果明显下降，影响制动系统的正常工作。注意不要使用 DOT5 硅酮型制动液，更换和存储的制动液的器皿要清洁，不要让污物、灰尘进入液压控制装置，制动液不要沾到电控单元和导线上。要按规定的方式进行放气（与普通制动系统的放气有所不同）。 （三）项目实施步骤 1．基本步骤 汽车电子稳定系统的维修与故障诊断的步骤与 ABS 、 ASR 系统的基本一致，一般包括如下 4 个基本步骤。 ① 初步检查。 ② 故障自诊断。 ③ 快速检查。 ④ 故障指示灯诊断。 以奥迪 A4 为例，介绍其 ESP 系统的维修与故障诊断的步骤。 2．EPS系统的维修与故障诊断 如果方向盘角度传感器 G85 断电或更换、 ESP 电子控制单元 J104 更换或者车辆的电压值不正常，传感器的标定值会丢失，即电子控制单元无法正常识别传感器的数据起始点和变化规律，所以需重新进行初始化标定。初始化标定的方法有路试和使用 VAS5051 两种。 路试时，通过短距离行驶，传感器 G85 会根据轮速传感器信息重新初始化。 （1）方向盘角度传感器G85的初始化标定 利用诊断仪器 VAS5051 进行初始化标定的方法和步骤如下。 ① 连接 VAG1551 或 VAS5051 进入 03 地址。 ② 选择登录“ 11” ，按“ Q” 键确认，输入登录密码“ 40168” ，再按“ Q” 键（做多项调整时，只需登录 1 次）。 ③ 启动车辆，在平坦路面试车，以不超过 20km/h 车速行驶。 ④ 如果方向盘是正中位置（若不在正中位置，需调整），停车即可，不要再调整方向盘，不要关闭点火开关。 ⑤ 选择读取数据流 08 功能，输入“ 004” 通道，观察第一显示区数值是否为− 4.5 ～ 5 。 ⑥ 选择基本设定功能 04 ，按“ Q” 键确认，再输入组别号“ 001” ， ABS 警告灯闪亮。 ⑦ 选择退出功能 06 ，按“ Q” 键确认， ABS 和 ESP 警报灯亮约 2s ，此时即结束初始化标定。 ESP 路试的作用是检查 ESP 系统各个传感器的可靠性（侧向 加速度传感器 G200 、横摆率传感器 G202 和制动压力传感器 G201 、方向盘角度传感器 G85 ）。每次 ESP 系统的电气元件拆下或更换后，必须进行路试。注意对 ESP 系统的路试一旦开始，就不能中止，必须全部进行完毕。测试过程如下。 （2）ESP路试和系统测试 ① 连接诊断仪器 VAS5051 ，打开点火开关，进入 ABS （ 03 ），选择基本设定（ 04 ），输入显示组号 03 来激活测试，这时， ABS 、 ASR/ESP 灯点亮，在故障存储器中会存储“ 01468” 故障码。 ② 断开诊断仪器 VAS5051 ，启动发动机，用力踏下制动踏板（压力大约为 3500kPa ）直到 ASR/ESP 警报灯 K86 熄灭，此时标定完成。 ③ 进行时间大约 5s ，横摆率至少 10s ，车速在 15 ～ 20km/h ，转弯半径在 10 ～ 12m 曲线的路试。此时， ABS 、 EPS 、 ASR 、 ESP 都不工作。 当路试完成后， ABS 和 ESP 灯熄灭，表明系统正常，如果两者没有熄灭，应读取故障存储并排除故障，然后再进行路试；如果路试中止，则 ABS 和 ESP 警报灯依然点亮。 ① 将车停在水平面上，连接 VAG1551 或 VAS5051 进入 03 地址。 ② 选择登录“ 11” ，按“ Q” 键确认，输入登录密码“ 40168” ，再按“ Q” 键确认。 ③ 选择基本设定功能 04 ，按“ Q” 键确认，输入组别号“ 063” ，再按“ Q” 键确认， ABS 警告灯闪亮。 （3）侧向加速度传感器G200零点平衡 ④ 选择退出功能 06 ，按 Q 键确认， ABS 和 ESP 警报灯亮约 2s 。 ⑤ 结束。 若显示该功能不能执行，说明登录有误。若显示基本设定关闭，说明超出零点平衡允许公差。读取 08 数据流（ 004 通道第二显示区静止时为− 1.5 ～ 1.5 ；方向盘至止点，以 20km/h 的车速左 / 右转弯时，测量值应均匀上升）及故障记忆，然后重新进行。 操作方法及步骤如下。 ① 不要踩制动踏板，连接 VAG1551 或 VAS5051 进入 03 地址。 ② 选择读取数据流 08 功能，输入“ 005” 通道，观察第一显示区数值是否为− 7 ～ 7bar （ 1bar=100kPa ）。 ③ 选择登录“ 11” ，按“ Q” 键确认，输入登录密码“ 40168” ，再按“ Q” 键确认。 （4）制动压力传感器G201零点平衡 ④ 选择基本设定功能 04 ，按“ Q” 键确认，输入组别号“ 066” ，再按“ Q” 键确认， ABS 警告灯闪亮。 ⑤ 选择退出功能 06 ，按“ Q” 键确认， ABS 和 ESP 警报灯亮约 2s 。 若显示该功能不能执行，说明登录有误。若显示基本设定关闭，说明超出零点平衡允许公差。需读取 08 数据块（ 005 通道）及故障记忆，然后重新进行设定。 更换 ESP 电子控制单元 J104 或方向盘角度传感器 G85 后，必须对 ESP 系统重新进行编码。编码的步骤如下。 ① 连接诊断仪器 VAS5051 ，打开点火开关，进入 ABS 系统（ 03 ），选择登录（ 11 ），输入登录密码。 ② 选择电子控制单元编码功能（ 07 ），输入电子控制单元编码。 ③ 对方向盘角度传感器进行初始化标定，对 ESP 进行路试和系统测试。 （5）电子控制单元编码 用专用诊断仪 VAG1552 或 VAS5051 可以读取系统的数据，并可以根据数据判断系统的工作状态和分析各传感器是否工作正常，这时，应进入“ 03” 地址，选择“ 08” 功能，输入相应的通道号即可以读取相应的数据。 （6）读取数据流 奥迪 A4 的 ESP 系统共有 3 种警报灯，如图 6-12 所示，分别为制动系统警报灯 K118 、 ABS 警报灯 K47 、 ASR /ESP 警报灯 K155 。当系统处于不同的状态时， 3 种警报灯就会有不同的显示，所以在实际应用过程中，可以根据 3 种警报灯的显示情况来判断整个 ESP 系统的工作是否正常， 3 种警报灯的显示情况如图 6-12 所示。 3．奥迪A4的ESP系统警报灯 另外，当制动液储液罐中的油面过低或液面传感器损坏时，警报灯 K118 也会点亮，但此时 ESP 系统中不会有故障存储。由于其他原因导致 3 种警报灯点亮时，系统中会有故障存储。 图 6-12 奥迪 A4 的 ESP 系统警报灯