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宝来轿车电子稳定系统的结构与检修 |
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作者：解放军军需工业学院 李贤彬 |
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摘要：本文介绍了宝来轿车电子稳定系统的结构、工作原理，重点阐述了该系统的检测和诊断方法。
关键词：传感器，电子稳定系统，检测
1 概述
现代汽车技术发展的一个主要方向就是提高主动安全性以避免事故的发生，并充分发挥车辆的动力性能。为提高汽车行驶的安全性能，宝来04年型汽车在原有装备基础上，又增加了电子稳定系统ESP。ESP是英语Electronic Stability Program缩写，意为电子稳定程序，它是一个主动安全系统，是建立在其它牵引控制系统之上的一个非独立的系统。通过有选择性的分缸制动及发动机管理系统干预，防止车辆滑移。
图1为宝来04款汽车制动系统各部件及其装配位置图。(略)
2 ESP电控系统
ESP电控系统由传感器、控制单元和执行元件三部分组成，如图2所示。
2.1 传感器
ESP主要传感器包括方向盘转角传感器G85，侧向加速度传感器G200，横摆角速度传感器G202和制动压力传感器 G201。
（1）方向盘转角传感器G85
安装位置：转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集为一体。
作用：向带有EDL/TCS/ESP的ABS控制单元传递方向盘转角信号。
测量范围：+-720度，4圈，测量精度：1.5度，分辨速度：1-2000度/秒
失效影响：系统将不能识别车辆的预期行驶方向（驾驶员意愿），导致ESP不起作用。
自诊断：更换控制单元或传感器后，需重新标定零点。
电路连接：G85是ESP系统中唯一一个直接由CAN-BUS向控制单元传递信号的传感器。打开点火开关后，方向盘被转动4.5度(相当于1.5cm),传感器进行初始化。
拆装注意事项：安装时，要保证G85在正中位置，观察孔内黄色标记可见。
（2）侧向加速度传感器G200
安装位置：转向柱下方偏右侧，与横摆角速度传感器一体。
作用：确定侧向力
失效影响：没有G200信号，无法识别车辆状态，ESP失效
测量精度：1.2V/g，测量范围：+-1.7g(加速度)，信号：0-2.5V
（3）横摆角速度传感器G202安装位置：转向柱下方偏右侧，与侧向加速度传感器一体。
作用：G202感知作用在车辆上的扭矩，识别车辆围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。
失效影响：没有此信号，控制单元不能识别车辆是否发生转向，ESP功能失效。
（4）制动压力传感器 G201
安装位置：在主缸上，为最大限度的保证安全，有些系统采用了2个传感器（双重保障，实际1个就够用，本车采用1个）功能：计算制动力，控制预压力。
失效影响：ESP功能不起作用。
最大测量值：170bar，最大能量消耗：10mA 5V
（5）TCS/ESP开关E256
安装位置：在仪表板上。
作用：按此开关可关闭ESP/TCS功能，并由仪表上的警告灯指示出来，再次按压此开关可重新激活TCS/ESP功能。如果司机忘记重新激活TCS/ESP，再次启动发动机后系统可被重新激活。
下列情况下，有必要关闭ESP
(1)在积雪路面或松软路面上，让车轮自由转动，前后移动车辆。
(2)安装了防滑链的车辆。
(3)在测功机上检测车辆。
ESP正在介入时，系统将无法被关闭；E256失效，ESP将不起作用。
2.2 控制单元 
图3
如图3为控制单元的结构图，其功能有：
(1)控制ESP，ABS,EDL,TCS,EBD及EBC。
(2)连续监控所有电气部件。
(3)支持自诊断。
打开点火开关后，控制单元将做自测试。所有的电器连接都将被连续监控，并周期性检查电磁阀功能。
2.3 ESP电路图
图4
图4为ESP系统电路示意图，图中标出了各传感器、控制单元和执行器的连接状况，由此可方便的查找系统电气部件的故障。
3 ESP的工作过程
3.1 ESP与其它安全系统的关系
装备ESP的车辆，同时也具有牵引力控制系统TCS（Traction Control System）、电子差速锁EDL（Electronic Differential Lock）、制动防抱死系统ABS（Anti-lock Brake System）功能。其中TCS通过发动机管理系统干预及制动车轮，防止驱动轮打滑。EDL两驱动轮在附着系数不同的路面上，出现单侧车轮打滑时，制动打滑车轮，保证车辆行驶的稳定。
ABS/TCS系统就是要防止在车辆加速或制动时出现我们所不期望的纵向滑移。而ESP就是要控制横向滑移，是车辆行驶各种工况下的一个主动安全系统，处理各种异常情况，减轻驾驶员的精神紧张及身体疲劳。
3.2 ESP的工作分析 ESP工作时首先通过方向盘转角传感器及各车轮转速传感器识别驾驶员转弯方向（驾驶员意愿），定义为a，通过横摆角速度传感器识别车辆绕垂直于地面轴线方向的旋转角度，通过侧向加速度传感器识别车辆实际运动方向，定义为b。若a〉b，ESP判定为出现不足转向，将制动内侧车轮，使车辆进一步向驾驶员转弯方向偏转，从而稳定车辆。若a〈b，ESP判定为出现过度转向，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过渡转向趋势，稳定车辆。
如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机转矩输出的方式或制动其它车轮来满足需求。在不操纵制动踏板时，宝来车型制动预压力来源于ABS泵。
3.3 ESP与ABS的比较分析
如图5所示是装有ABS与装有ESP的制动过程比较，在制动初速度均为50Km/h，路面摩擦系数0.15的情况下，由图可见，装有ESP的车辆其制动距离、制动时间、车辆侧滑等制动性能明显优于只装有ABS的车辆。
四 ESP系统自诊断
在宝来汽车ESP系统中，如下自诊断功能可用：
00；01；02；03；04；05；06；08；11
特别说明：更换了方向盘转角传感器G85及控制单元J104后，须重新进行标定工作。即传感器学习方向盘正前方位置。若G85底部检查孔内的黄点清晰可见，则表明传感器在零点位置。更换了压力传感器、侧向/纵向加速度传感器，也需要做调整工作。偏航传感器自动校准。
下列为04功能“基本设定”中的通道号：
60-方向盘转角传感器G85零点调整
63-侧向加速度传感器G200零点调整
66-制动压力传感器G201零点调整
69-纵向加速度传感器零点调整（四轮驱动）
1、G85零点平衡
（1）连接VAG1551或VAS5051进入03地址
（2）登录11Q,40168Q（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，调整），停车即可，不要再调整方向盘，不要关闭点火开关
（5）检查08功能下004通道第一显示区0度（手册+-4.5）
（6）04Q,060Q,ABS警告灯闪亮
（7）06退出，ABS和ESP警报灯亮约2秒钟
（8）结束
2、侧向加速度传感器G200零点平衡
（1）将车停在水平面上
（2）连接VAG1551或VAS5051进入03地址
（3）登陆11Q,40168Q
（4）04Q,063Q；ABS警报灯闪亮
（5）结束06退出
（6）ABS和ESP警报灯亮约2秒
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数据块（004通道第二显示区静止时+-1.5；方向盘至止点，以20公里车速左/右转弯，测量值应均匀上升）及故障记忆。然后重新进行。
3、制动压力传感器G201零点平衡
（1）不要踩制动踏板
（2）连接VAG1551或VAS5051进入03地址
（3）进入08阅读测量数据块005通道检查第一显示区±7bar,
（4）登录（11Q,40168Q）
（5）04Q,066Q；ABS警报灯闪亮
（6）结束06退出
（7）ABS和ESP警报灯亮约2秒
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数据块（005通道）及故障记忆。然后重新进行设定。
4、ESP启动检测
ESP检测用于检查传感器（G200、G202、G201）信号的可靠性,拆卸或更换ESP部件后，必须进行ESP检测。具体方法如下
（1）连接VAG1551或VAS5051，打开点火开关，进入03地址
（2）进入04基本设定，选择093通道，按Q键
（3）显示屏显示ON,ABS报警灯亮
（4）拔下自诊断插头，启动发动机
（5）用力踩下制动踏板（制动力应大于35bar）,直到ESP报警灯K155闪亮
（6）以15-30Km/h试车，时间不超过50s,行车时应保证ABS、EDS、ASR、ESP不起作用
（7）转弯并保证方向盘转角大于90度
（8）ABS报警灯和ESP报警灯熄灭，则ESP检测顺利完成。
若ABS灯不灭，说明ESP检测未顺利完成，应重复上述操作；若ABS灯不灭且ESP灯亮起，说明系统存在故障，查询故障存储器，并予以排除后，再重新进行ESP检测。
作者简介:
李贤彬,(1965-),男,副教授,从事汽车电子技术研究,主持过多项课题研究.(end)
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(2/5/2006) |
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