1、 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修1项目项目14 汽车汽车ESP系统故障检测与系统故障检测与维修维修14.1 ESP14.1 ESP电子稳定系统的基本概念电子稳定系统的基本概念ESP是电子稳定程序(Electronic Stability Programme)的简称。属于车辆的主动安全，人们也可称之为动态驾驶控制系统。ESP以ABS制动防抱死系统与ASR牵引力控制系统为基础，增加方向盘转角传感器、侧向加速度传感器等信息，通过对车轮制动器和发动机动力的控制，实现对侧滑的纠正。因此，ESP整合了ABS和ASR的功能，并大大拓展了其功能范围。ESP电子稳定系统具有以下三个特点：（1）实时监控。E
2、SP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应以及车辆行驶状态，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。而ESP则可以主动调控发动机的转速和每个车 轮的驱动力和制动力。（3）预先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会用警告灯警示驾驶者。出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修2ESP系统的组成：（1）传感器：方向盘转角传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感器、横摆角速度传感器（车辆绕其纵轴的旋转角度）、侧向加速度传感器（车轮侧向滑移量）、制动压力传感器；（2）ECU；（3）执行器。ESP组成结构分布如图14-1所示。1
3、-带有ECU液压调节器；2-轮速传感器；3-转角传感器；4-侧向加速度传感器和横摆角速度传感器；5-与发动机管理系统的通信 图14-1 ESP组成结构分布示意图 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修14.2 ESP的工作原理的工作原理1.ESP的动作原理3 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修2.ESP的部件组成和工作原理ESP部件的组成如图14-3所示，在汽车行驶过程中，4个轮速传感器（912）不断向电子控制单元1提供车轮的转速数据。同时，转向盘转角传感器7又把所得的数据通过CAN总线传给电子控制单元，由此，电子控制单元根据这两种传感器的信息计算出汽车的所需转向和所需行驶状态。与此同时，横向
4、加速度传感器 4 也在向电子控制单元传送侧向的偏转信息；偏转率传感器5则传送着汽车的离心趋势，因此，电子控制单元根椐这两种传感器的信息同时又算出汽车的实际行驶状态。之后，电子控制单元将刚才算出的所需值与实际状态进行比较，检测是否有偏差，如有偏差（也即汽车有发生翻转或者偏离驾驶员需求的行驶路线的趋势），ESP控制系统则进行调节。调节过程中，ESP系统会决定着哪只轮子应制动或加速以及发动机转矩是否该减小，在装有自动变速器的汽车上，还决定着是否需要使用变速器电子控制单元。当ESP系统调节完成后，电子控制单元然后根据各传感器的检测数据，检查调节作用是否有成效。如果有成效，则ESP系统停止工作，并继续观
5、察汽车的运行状态。如果没有成效，则ESP调节系统重新工作。ESP调节系统工作时，ESP指示灯亮，提示驾驶员注意。4 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修1-ABS控制单元；2-液压控制单元；3-制动压力传感器；4-侧向加速度传感器；5-横摆率传感器；6-ASR/ESP按钮；7-方向盘转角传感器；8-制动灯开关；9、10、11、12-轮速传感器；13-自诊断；14-制动系统警报灯；15-ABS警报灯；16-ASR/ESP警报灯；17-车辆和驾驶状态；18-发动机控制调整；19-变速箱控制调整 图14-3 ESP部件组成及工作原理示意图5 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修3.ESP典型工作工况
6、（1）躲避前方突然出现的障碍物 紧急制动，猛打方向盘，车辆有转向不足倾向。ESP工作，增加左后轮制动压力，车辆按照转向意图行驶。恢复正常的行驶路线，车辆有转向过度的倾向，在左前轮施加制动力。车辆保持稳定。图14-4 车辆躲避前方突然出现的障碍物示意图6 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修（2）车辆在急转弯车道上高速行驶 车辆有甩尾倾向，自动在右前轮上施加制动力。车辆保持稳定。车辆有甩尾倾向，自动在左前轮上施加制动力。车辆保持稳定。图14-5 车辆在急转弯道上高速行驶示意图7 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修（3）在地面附着力不同路面行驶 车辆表现出转向不足的趋势，即将跑偏。ESP发挥作用
7、，增加后右轮制动力的同时，降低发动机输出扭矩。从湿滑路面驶入干燥路段，车辆保持稳定。图14-6 车辆在地面附着力不同的路面行驶示意图8 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修4.ESP的工作过程图14-7为ESP液压控制单元。液压控制单元由12个电磁阀、1个液压泵、1个会油泵等组成。其中8个电磁阀用于ABS控制，4个电磁阀用于ESP控制。ECU通过控制液压单元的电磁阀，达到ABS/ASR/ESP控制的目的。图14-7 ESP液压控制单元工作原理示意图9 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修当ESP液压控制系统增压时，分配阀N225关闭，高压阀N227打开，ABS的进油阀打开，回油阀关闭。行驶动力
8、调节液压泵开始将储油罐中的制动液送到制动管路中，回油泵工作，使车轮制动轮缸中的制动压力加大，系统增压，如图14-8所示。14-8 ESP液压控制单元增压阶段工作原理10 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修当ESP液压控制系统处于保压阶段时，分配阀N225关闭，高压阀N227关闭，ABS的进油阀关闭，回油阀关闭。回油泵停止工作，系统保压，如图14-9所示。14-9 ESP液压控制单元保压阶段工作原理11 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修当ESP液压控制系统处于减压阶段时，分配阀N225打开，高压阀N227关闭，ABS的进油阀关闭，回油阀打开。回油泵停止工作，系统保压，如图14-10所示。1
9、4-10 ESP液压控制单元减压阶段工作原理12 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修14.3 ESP的电子控制单元的电子控制单元1.控制系统结构13 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修2.ESP电子控制系统部件安装位置141-液压单元安装支架；2-电子真空泵；3-ABS控制单元J104；4、6-液压控制单元N55；5-制动压力传感器G201；7-右前车轮转速传感器齿圈；8-右前车轮转速传感器G45；9-制动页面报警出点开关F34；10-仪表台；11-ESP按钮开关；12-方向盘转向角度传感器G85；13-横向加速度传感器G200、横摆率传感器G202；14-手制动警报开关F9；15-右后车
10、轮转速传感器齿圈；16-右后车辆转速传感器G44；17-左后车轮转速传感器G46；18-左后车轮转速传感器齿圈；19-ASR/ESP报警灯K86；20-ABS报警灯K47；21-制动系统报警灯K118；22-制动开关F；23-左前车轮转速传感器齿圈；24-左前车轮转速传感器G46图14-12 ESP电子控制系统部件安装位置示意图 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修3.ESP系统电子控制单元传感器（1）ABS控制单元J104结构和功能：保障系统的可靠性。该控制单元在系统中有两个处理器，使用同样的软件处理信号数据，并相互监控比较。信号中断影响：控制单元出现故障，驾驶者仍可做一般制动操作，但ABS
11、/EBS/ASR/ESP功能失效。（2）方向盘转向角度传感器G85结构和功能：方向盘转角传感器G85使用了光栅原理进行角度的测量。G85位于转向灯开关和方向盘之间，向控制单元传送方向盘转动角度，测量的角度为正负540度，对应方向盘转3圈。信号中断影响：无该传感器信号车辆无法确定行驶方向，ESP失效。图14-13 方向盘转角传感器G85结构示意图15 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修4.组合传感器组合传感器包括侧向加速度传感器G200和横摆率传感器G202。横向加速度传感器G200的功能为：确定车辆是否受到使车辆发生滑移作用的侧向力，以及侧向力的大小；横摆率传感器G202的功能为：确定车辆是
12、否沿垂直轴线发生转动，并提供转动速率。信号中断影响：若横向加速度传感器G200失效，则控制单元将无法计算出车辆的实际行驶状态，ESP功能失效；若横摆率传感器G202失效，则没有横摆率测量值，控制单元无法确定车辆是否发生转向，ESP功能失效。16 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修5.制动压力转向器G201制动压力转向器G201使用了光栅原理进行角度的测量。其功能为：通知控制单元制动系统的实际压力，控制单元相应计算出作用在车轮上的制动力和整车的纵向力大小。制动压力转向器G201制动辅助系统主要应用于制动辅助系统，进行紧急制动状态的确认。当制动压力超过限定值紧急制动时，ESP控制单元启动ABS回
13、油泵及相应的电磁阀，制动压力很快升高到ABS工作范围。在制动助力系统工作后，若司机制动踏板施加压力低于特定值，那么系统压力又趋于与司机制动踏板压力相近。如图14-14所示。17 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修制动辅助系统在汽车紧急制动时，会大大缩短车辆的制动时间，缩短制动行程，提升车辆的行车安全，如图14-15所示。18 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修 7.ASR/ESP按钮开关E256ASR/ESP按钮开关E256的工作模式为：（1）为从深雪或松软地面前后摆动驶出，有意让驱动轮打滑以摆脱被陷状态；（2）带防滑链行驶；（3）在车辆处于功率测试状态下行驶。图14-16 ASR/ESP
14、按钮开关示意图19 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修8.液压控制单元N55结构和功能：制动分泵通过液压控制单元的电磁阀控制，通过制动分泵的入口阀和出口阀的控制，建立了三个工作状态：（1）建压；（2）保压；（3）泄压。信号中断影响：当电磁阀功能出现不可靠故障，整体系统关闭。9.动态控制液压泵V156ESP工作时需要回油泵提供大量的制动液，然而，在制动踏板无压力的状态下，制动液温度低粘度大，回油泵的输油效率低。这时，动态控制液压泵V156建立回油泵入口预载压力，使回油泵输油效率提高。图14-17 动态控制液压泵示意图20 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修14.4 ESP系统常见故障及检修系
15、统常见故障及检修 14.4.1 传感器故障的检修 1.转向角传感器G85的故障及检修 转向角传感器G85一般安装于汽车转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊时钟弹簧集为一体。其作用是向带有EDL/TCS/ESP的ABS控制单元传递方向盘转角信号。故其出现故障，ESP系统将不能识别汽车的预期行驶方向（驾驶员意愿），从而导致ESP不起作用。诊断时可通过ESP自诊断功能检测出其故障。值得注意的是更换了传感器或ECU时，要对传感器进行初始化设定。进行初始化设定时，可把点火开关转到“ON”，然后左右方向反复转动方向盘10圈左右。21 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修2.横向加速度传感器G200的
16、故障及检修由于物理的原因，横向加速度传感器G200应尽可能靠近汽车的重心，所以一般多安装于驾驶员座椅下的放脚空间。其作用是确定汽车所受侧向力的大小。若其失效，没有了G200信号，电子控制单元就无法识别汽车实际行驶状态，因此ESP系统也就不能进行工作了。检测时先确定是传感器是否有线路断路或正极 与外壳的短路故障，然后通过ESP的自诊断功能确定传感器是否有故障。22 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修3.偏转率传感器G202的故障及检修 一般安装于转向柱下方偏右侧，常与横向加速度传感器一体。其作用是感知作用在汽车上的转矩，识别汽车是否有围绕垂直于地面轴线方向的旋转运动。故若其失效，汽车便没有了G
17、202的信号，控制单元就不能识别汽车是否发生转向，ESP功能也就失效。检测时先确定是传感器是否有线路断路或正极与外壳的短路故障，然后通过ESP的自诊断功能确定传感器是否有故障。23 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修 4.制动压力传感器G201的故障及检修 制动压力传感器G201安装于行驶动力调节液压泵中。其功能是向电子控制单元传送制动管路的实际制动压力，控制预压力。若其失效，也即没有了实际制动力的信息，电子控制单元就无法正确计算汽车的侧向力，ESP系统也就失去了应有的功能。检测时先确定是否有线路断路故障或正极和外壳处是否有短路现象，然后通过系统的自诊断功能确定传感器是否有故障。24 出版社
18、 理工分社汽车底盘故障综合检修 5.ASR/ESP开关E256的故障及检修 ASR/ESP开关E256安装于在仪表板内。其作用是按此开关可关闭ESP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ESP功能。如果司机忘记重新激活ESP功能，再次启动发动机后系统可被重新激活。但在下列情况下，应关闭ESP功能。（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。若ASR/ESP键失灵，则造成ESP不能关闭，同时仪表板上的ASR/ESP 指示灯会闪烁，显示出现了故障。但该开关的损坏不能通过系统自诊断功能检测出，可采用万用表检测其导
19、通状态。25 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修14.4.2 电子控制单元故障的检修电子控制单元J104一般安装于汽车的右侧放脚空间的前部，是ESP系统的核心，监控着所有的电器部件，并周期性地检查系统的每个电磁阀工作情况。其常见故障现象是电子控制单元的供结电压不正常或电控单元失效。检测故障时可通过系统自诊断功能来进行诊断。在行驶中，若其出现故障，驾驶员还可以使用不带ABS、EBS、ASR、和ESP的普通制动系统。26 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修14.4.3 执行器故障的检修 1.行驶动力调节液压泵V156故障的检修 行驶动力调节液压泵V156安装于发动机舱的液压调节单元下面，和液压
20、调节单元共用一个支座。其功用是在制动踏板力较小或根本没有压力下，弥补回油泵的不足，给加油泵吸入端提供所需的初压力。若行驶动力调节液压泵出现故障，ESP功能也就无法执行。对于行驶动力调节液压泵的检修：可先通过自诊断功能检查油泵电路是否断路以及正极与外壳是否知路。若检测线路完好仍不工作，则是液压泵自身故障。液压泵不能修理，只能整体更换。新的行驶动力液压泵里装满了制动液，不要提前打开塞子，而没装满制动液的液压泵不能使用。27 出版社 理工分社汽车底盘故障综合检修 2.液压调节单元故障的检修 液压调节单元安装在发动机舱的支架上，与两个呈对角线排列的制动管路一起工作。与老的ABS装置相比，每个制动管路上都加装了分配阀和高压阀，而且回油泵是自吸式的。ESP系统工作时，通过控制液压调节单元里车轮制动缸的进油阀和回油阀，可使液压调节单元做到增加压力；保持压力；减少压力。但若共出现故障，整个ESP系统就会停止工作。而液压调节单元常出现的故障多是由于电磁阀故障所引起。检测时可先通过系统自诊断功能检查分配阀及高压阀在正极和外壳有没有电路断路和短路现象，若线路良好，则是电磁阀本身故障，应更换新元件。28
