基于診斷流程圖的汽車ESP典型故障診斷與排除方法探究

肖斌

摘要：汽車ESP（Electronic Stability Program）是一種新型主動安全控制系統(tǒng)，能夠顯著的提高汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性，故在目前國內(nèi)外汽車上均得到普遍運用。本文在分析汽車ESP結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合汽車故障診斷常用的方法，提出了運用診斷流程圖分析的方法，并通過具體的案例，探究了汽車ESP典型故障診斷與排除方法。實踐證明，這種診斷方法，可以幫助維修人員快速、準(zhǔn)確的分析故障原因，確定故障部位，最終排除故障，維持汽車行駛中良好的技術(shù)狀態(tài)，最大程度的減少人員傷害和財產(chǎn)損失。

Abstract： Vehicle ESP（Electronic Stability Program）is a new type of active safety control system， which can significantly improve the handling stability and driving safety of the vehicle， so it is widely used in the automobile at present.Based on the analysis of the structure and principle of automobile ESP， combined with the common methods of automobile fault diagnosis， this paper puts forward the method of using the diagnosis flow chart analysis， and explores the typical fault diagnosis and elimination methods of automobile ESP through a specific case.Practice has proved that this diagnosis method can help maintenance personnel to quickly and accurately analyze the cause of the fault， determine the fault location， and finally troubleshoot the fault， maintain the good technical state of the car running， and minimize the injuries and property losses to the greatest extent.

關(guān)鍵詞：汽車ESP;診斷流程圖;故障診斷與排除

Key words： automotive ESP;diagnostic flow chart;troubleshooting and troubleshooting

中圖分類號：F407.471? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）06-0118-03

0? 引言

汽車ESP（Electronic Stability Program），是一種新型主動安全控制系統(tǒng)，主要通過對車輛縱向和橫向穩(wěn)定性控制，保證車輛按照駕駛員的意志行駛。但是隨著汽車行駛里程的增加，使用年限的延長，駕駛?cè)藛T的不正確操作，行駛過程意外撞擊等，均有可能導(dǎo)致ESP部分或者全部功能喪失，直接影響汽車的安全性。故當(dāng)汽車ESP出現(xiàn)故障時，探究一種實用、高效、準(zhǔn)確、便捷的維修方法，對于維持汽車原有的正常行駛狀態(tài)、提高一線維修人員的工作效率、降低消費者的汽車使用成本顯得十分必要。

1? ESP概述

ESP的全稱是Electronic Stability Program，我們常稱之為車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)或者車身電子穩(wěn)定程序，是ABS（Anti-locked Braking System，汽車防抱死制動系統(tǒng)）和TCS（Traction Control System，牽引力控制系統(tǒng)）或ASR（Acceleration Slip Regulation，驅(qū)動防滑系統(tǒng)）功能的進(jìn)一步擴(kuò)展和延伸，其可以有效防止汽車轉(zhuǎn)向時滑移、不穩(wěn)定和側(cè)向駛出車道等危險工況，最大程度的減少人員傷害和財產(chǎn)損失，屬于汽車主動安全系統(tǒng)的重要部分。美國高速公路安全管理局進(jìn)行的研究結(jié)果表明，配置有ESP的轎車，單車事故減低34%，翻車事故減低達(dá)71%，而越野車的單車事故降低達(dá)59%。

2? ESP的組成與工作原理

目前，不同汽車廠商開發(fā)的ESP組成形式會稍有差異，但主體結(jié)構(gòu)基本一致，包括中央控制單元（ECU）、信號采集裝置（轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、制動壓力傳感器、車輪速度傳感器、汽車縱/橫加速度傳感器等）、執(zhí)行元件（液壓控制系統(tǒng)）組成[1]，典型的系統(tǒng)組成如圖1所示。

汽車在行駛過程中，當(dāng)外界周圍環(huán)境和路況發(fā)生變化時，駕駛員會進(jìn)行轉(zhuǎn)向、加速、制動等系列操作，車輛會完成相應(yīng)的動力學(xué)響應(yīng)。此時，ESP系統(tǒng)首先根據(jù)冗余控制策略，決定車輛在可控的極限范圍內(nèi)，對駕駛員的指令作出最理想響應(yīng)，然后，通過信號采集裝置如轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器判斷汽車的行駛方向及轉(zhuǎn)角大小，側(cè)向加速度傳感器檢測車輛側(cè)向力大小，并將這些數(shù)據(jù)傳輸給ECU，通過計算得出車輛實際行駛中的狀態(tài)。接下來，ECU會將車輛的兩個響應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行具體比較，并對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，實現(xiàn)對車輛縱向和橫向穩(wěn)定性進(jìn)行控制，保證車輛按照駕駛員的意識行駛。

在汽車緊急制動輪胎即將完全抱死拖滑情況下，ESP由制動壓力傳感器計算出車輪制動器制動力和整車縱向力的大小，通過液壓調(diào)節(jié)裝置不停地調(diào)節(jié)四個制動輪缸壓力，實現(xiàn)對制動力矩的控制，將滑動率控制在15-20%之間，以此達(dá)到縮短制動距離、減少輪胎不均勻磨損、增加制動時方向穩(wěn)定目的。當(dāng)車輛發(fā)生轉(zhuǎn)向不足時，ESP會增加對車輛內(nèi)側(cè)車輪施加制動力，當(dāng)過多轉(zhuǎn)向時，會增加對車輛外側(cè)車輪施加制動力，實現(xiàn)汽車的穩(wěn)定性控制。

3? 汽車故障診斷的分析方法

汽車在行駛過程中，可能會出現(xiàn)不能行駛、部分功能不正常如制動不靈、轉(zhuǎn)向沉重，個別性能指標(biāo)如燃油經(jīng)濟(jì)性、尾氣排放等超出規(guī)定的技術(shù)的情況，即汽車部分或者完全喪失工作能力的現(xiàn)象，我們稱之為汽車故障。而汽車故障診斷，就是針對汽車出現(xiàn)的故障現(xiàn)象，借助必要的儀器和設(shè)備，結(jié)合平時維修經(jīng)驗，作出故障部位和原因的判斷。目前，常用的故障診斷分析方法有故障樹診斷法和汽車故障診斷流程圖法。

3.1 故障樹診斷法

故障樹診斷法，是一種將系統(tǒng)故障形成的原因由總體至部分按照樹枝狀逐漸細(xì)化的邏輯分析方法[2]?，F(xiàn)代汽車是由眾多零件、部件、總成組成的機(jī)、電、液一體的復(fù)雜產(chǎn)品，而且行駛的路況和外界環(huán)境不同地域差別很大，同時駕駛?cè)藛T的技術(shù)水平因人而異，故汽車故障的發(fā)生具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，其發(fā)生的可能性大小可用發(fā)生概率的大小度量。

當(dāng)邏輯關(guān)系為“與”聯(lián)接時，事件X=x1·x2·…·xn的發(fā)生概率為：

■（1）

當(dāng)邏輯關(guān)系為“或”聯(lián)接時，事件X=x1·x2+…+xn的發(fā)生概率為：

■（2）

用故障樹診斷法進(jìn)行汽車故障診斷時，就是將故障現(xiàn)象作為終極分析目標(biāo)，即樹根，作為第一層級;然后分析導(dǎo)致故障現(xiàn)象發(fā)生的全部因素，即樹的主干，作為第二層級;接下來查找分析每個因素下一級的全部因素，即為樹枝，作為第三層級……以此類推，直到最終得到反映汽車故障因果關(guān)系的故障樹。

3.2 汽車故障診斷流程圖

在繪制出汽車故障樹的基礎(chǔ)上，我們可以依據(jù)汽車維修人員豐富的診斷經(jīng)驗，把一些涉及到具體車型、系統(tǒng)、零部件發(fā)生概率很低或者幾乎不可能發(fā)生的故障原因首先排除，然后宏觀與微觀結(jié)合、總體與局部統(tǒng)籌，依據(jù)由表及里、分層推進(jìn)的原則，列出實用性強(qiáng)、操作便捷的汽車故障診斷次序，以流程圖的形式表達(dá)出來，即為汽車故障診斷流程圖。障診斷流程圖融合了汽車維修中的檢測思路、邏輯推理、診斷經(jīng)驗、判斷方法，可以幫助維修人員快速、準(zhǔn)確的確定故障部位，故深受一線維修人員的歡迎和推崇。

4? 汽車ESP典型故障案例分析

汽車ESP在使用中，常見的故障部位有傳感器，如車輪速度傳感器、汽車縱/橫加速度傳感器等;執(zhí)行元件，如ABS油泵等;電子控制單元及有關(guān)線路短路或斷路，下面借助具體案例進(jìn)行分析[3]。

4.1 故障現(xiàn)象

一輛大眾高爾夫，行駛里程30000km左右，用戶反映車輛前一天在高速上正常行駛，無發(fā)現(xiàn)任何異常，在第二天用車時，發(fā)現(xiàn)儀表盤ESP/ABS報警燈亮。

4.2 原因分析

現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)都具備故障自診斷功能，當(dāng)系統(tǒng)的ECU檢測到電路、傳感器、執(zhí)行元件的故障信息時[4-5]，立即會點亮儀表盤上相對應(yīng)的警告燈，以提示駕駛員人員，系統(tǒng)存在故障，應(yīng)及時停車處理，同時ECU會將故障信息以故障碼的形式存儲，方便維修人員通過專用或者通用的解碼儀快速、準(zhǔn)確的判斷故障部位，查找故障原因[6]。

4.3 診斷過程

首先，按照以往的維修經(jīng)驗，將車輛行駛到人、車較少的路段進(jìn)行試車，發(fā)現(xiàn)如客戶反映，儀表盤ESP/ABS報警燈亮，在緊急制動時，發(fā)現(xiàn)ABS并沒有介入工作。

其次，將車輛駛回維修區(qū)，將V.A.G1552汽車診斷儀通過測試電纜插入到車輛的診斷接口，按照正確操作調(diào)取故障碼，顯示如圖2所示。

然后，檢查ABS液壓泵的保險開關(guān)，發(fā)現(xiàn)并沒有熔斷。打開點火開關(guān)后，能夠聽到ABS液壓泵4-6秒的運轉(zhuǎn)聲音，此時說明液壓泵及其控制電路本身沒有問題。

接著，打開點火開關(guān)3S后，檢查液壓調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的電磁閥，沒有聽到電磁閥工作的“咔嗒”聲。在仔細(xì)、認(rèn)真檢查電路沒有發(fā)現(xiàn)有短路和斷路的情況下，基本可以判斷是ABS控制單元內(nèi)部存在故障。

最后，更換ECU，復(fù)位，啟動車輛，試車，儀表盤ESP/ABS報警燈不再常亮，故障排除。

以上案例中，儀表盤ESP/ABS報警燈閃爍，是汽車ESP故障中的典型現(xiàn)象，對于汽車維修人員，一定要有正確且熟練的檢測方法和步驟，可以按照圖3所示的診斷流程，逐步操作，快速確定故障部位，排除故障。

5? 結(jié)束語

隨著汽車用戶對汽車安全性的要求越來越高，ESP已基本成為家用轎車上的標(biāo)準(zhǔn)配置。本文在分析ESP的組成和工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合豐富的實踐經(jīng)驗，提出了汽車ESP故障的流程圖診斷法，實踐證明，這種方法比較快捷、有效。

參考文獻(xiàn)：

[1]閔永軍，萬茂松，周良，張永輝編著.汽車故障診斷與維修技術(shù)[M].二版.北京：高等教育版社，2012：327-328.

[2]趙英勛.汽車檢測與故障診斷[M].北京：機(jī)械工業(yè)版社，2013：10-13.

[3]丁繼斌.顧小冬.汽車檢測診斷[M].大連：大連理工版社，2013.

[4]張建俊.汽車診斷與維修技術(shù)[M].北京：人民交通版社，2010.

[5]魯植雄.汽車ABS.ASR和ESP維修圖解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[6]陳家瑞.汽車構(gòu)造下冊[M].三版.北京：機(jī)械工業(yè)版社，2009.