学习任务5_检测诊断与排除ESP系统故障

工作情境描述：某一汽大众汽车维修站接收一辆大众速腾2.0L轿车(采用手动变速器)，根据车主反映，在行驶中出现仪表盘上的ESP故障报警灯常亮的现象。试车验证故障现象，发现确实存在上述现象。请通过检测ESP系统，判断ESP系统技术状况；若需要修复该故障，请制订ESP系统修复方法和合理的工艺流程。学习任务5检测诊断与排除ESP系统故障学习目标：通过本任务学习，应能:1.叙述速腾车型ESP系统的结构及工作原理；2.正确对ESP系统进行目检；3.利用解码器读取ESP系统故障码，并能够按故障码对电控元件进行检测及维修；4.根据维修手册，正确对ESP系统常见故障进行诊断排除。学习任务5检测诊断与排除ESP系统故障学习引导：学习任务5检测诊断与排除ESP系统故障一、知识准备一汽大众公司生产的速腾轿车配备的是德国大陆（ATE）MK60版本的四通道ESP系统。速腾ESP系统的组成见图5-1所示，包括电子控制单元(ECU)、液压控制装置、4个轮速传感器、方向盘转角传感器、横向偏摆率传感器、轮速度传感器脉冲环及ESP控制开关等，其中电子控制单元与液压调节器是一体。下面介绍各组成部分的基本作用。（一）速腾轿车ESP系统的结构特点一、知识准备图5-1速腾ESP系统零件位置及其组成一、知识准备1.电子控制单元电子控制单元(ECU)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。速腾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5-2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5-2带EDS/ASR/ESP的ABS控制单元一、知识准备控制单元通过仪表板线束中的正极连接获得供电。电路如图5-3所示。图5-3ESP系统控制单元电路一、知识准备一、知识准备速腾的电子控制单元是ABS/TCS/ESP系统的控制中心。当点火开关接通时，电子控制单元会不断进行自检，以检测并查明ABS/TCS/ESP系统的故障。控制单元一直都在监控所有电气连接，并定期检查电磁阀的功能。此外，电子控制单元在每个点火循环都执行自检初始化程序。当车速达到约15km/h时，初始化程序启动。在执行初始化程序时，可能会听到或感觉到程序正在运行，这属于系统的正常操作。在执行初始化程序的过程中，电子控制单元将向液压调节器发送一个控制信号，循环操作各个电磁阀并运行泵电动机，以检查各部件是否正常工作。一、知识准备如果泵或任何电磁阀不能正常工作，电子控制单元会设置一个故障诊断码。当车速超过15km/h时，电子控制单元会将输入和输出逻辑序列信号与电子控制单元中所存储的正常工作参数进行比较，以此来不断监测ABS/TCS/ESP系统。如果有任何输人或输出信号超出正常工作参数范围，则电子控制单元将设置故障诊断码。如果控制单元失效(一般不太可能)，那么制动系统仍可发挥普通制动系统的作用，但ABS、EDS、EBV、MSR、ASR及ESP不起作用。一、知识准备2.液压控制装置速腾的液压控制装置采用了前、后分离的四通道回路结构，每个车轮的液压制动回路都是隔离的，这样当某个制动回路出现泄漏时仍能继续制动。液压调节器总成根据电子控制单元发送的控制信号调节制动液压力。该单元在发动机舱内的一个梁上。车型不同，安装位置也不同。液压单元的两个制动管是按对角线布置的。与以前的ABS单元相比，现在的单元每个制动管都有一个转换阀和一个吸液阀。回液泵是自吸式的。一、知识准备转换阀有：行驶动态调节分配阀一1-N225；行驶动态调节分配阀一2-N226；吸液阀有：行驶动态调节高压阀一1-227；行驶动态调节高压阀一2-228。系统在作用过程中有三种状态：建立压力、保持压力和卸压。图5-4为其中一条制动管路及一个车轮所包含的ESP系统液压控制部件。一、知识准备图5-4ESP系统所包含液压控制部件一、知识准备图5-5ESP系统压力建立示意图（1）建立压力助力器产生一个预压力，以便使回液泵吸液。N225关闭，N227打开。进液阀保持打开状态，直至车轮得到足够的制动，如图5-5所示。一、知识准备（2）保持压力所有的阀都关闭，如图5-6所示。图5-6ESP系统压力保持示意图一、知识准备（3）卸压出液阀打开，N225根据压力大小打开或关闭。N227和进液阀关闭。制动液经N225和串联总泵(THZ)流入储液罐，如图5-7所示。图5-7ESP系统卸压示意图一、知识准备如果不能保证这些阀的功能，整个系统就关闭了。所有的阀和泵都始终处于电气监控下，如有电气故障，必须更换控制单元。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。一、知识准备3.ASR/ESP开关该按键一般在组合仪表区域，如图5-8所示。根据车型不同稍有不同。司机用该按键可关闭ESP/ASR功能，ASR/ESP指示灯可指示此时的状态。再次按下该键可再次接通ASR/ESP功能。如果忘了再次接通该按键，那么当重新起动发动机时，该系统自动被激活。ESP在下述情况下应关闭:车在深雪或松软土地上艰难行进时；车带防滑链行驶时；车在功率检测试验台上检测时。当ESP正在工作时是无法关闭ESP的。如果该按键损坏，ESP就无法关闭了。自诊断不能诊断该按键的故障。一、知识准备图5-8ESP开关一、知识准备4.方向盘转角传感器该传感器在转向柱锁开关和方向盘之间的转向柱上，如图5-9所示。安全气囊的带滑环的回位环集成在该传感器内且位于该传感器下部。该传感器的作用是将方向盘的转角信息传递给带EDS/ASR/ESP的ABS控制单元。角度的变化范围为±720º，也就是说方向盘转四圈。一、知识准备图5-9方向盘转角传感器一、知识准备角度的测量是通过光栅原理来实现的。基本构件如图5-10所示。编码盘由两个环构成，一个是绝对环，一个是增量环。每个环由两个传感器进行扫描。图5-10方向盘转角传感器原理结构图一、知识准备5.偏摆率传感器由于须安装在重心附近，因此该传感器与横向加速度传感器安装在同一个支架上，如图5-11所示。该传感器用于确定车身上是否作用有转矩。根据传感器的安装位置可确定是绕空间的哪个轴转动。在ESP系统中，该传感器用于确定车辆是否绕垂直轴转动。人们称之为偏转率或转动率。图5-11偏转率传感器一、知识准备如果没有偏转率传感器信号，控制单元就无法识别出车辆是否有离心趋势，ESP功能也就失效了。在诊断中将确定是否有导线断路及对地/正极短路，系统还将进一步确定传感器信号是否可靠。一、知识准备6.横向加速度传感器由于物理方面的原因，该传感器应尽量与汽车重心离的近一些。传感器的安装位置及调整不可以改变，它位于转向柱右侧，与偏转率传感器固定在同一支架上，如图5-12所示。横向加速度传感器用于判断有哪个方向的侧向力，它提供了一个重要的基础信息，该信息用于评估在当前道路上行驶时应保证哪些车辆运动处于稳定状态。如果缺少横向加速度信息，控制单元就无法计算出车辆的实际状态，ESP也就失效了。在诊断过程中会确定导线是否断路及是否对正极/地短路。系统会进一步确定传感器信号是否可靠。一、知识准备图5-12横向加速度传感器一、知识准备7.轮速传感器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。左前和右前轮轮毅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。后轮速度传感器信号环是主减速器内车桥法兰的一部分，不能单独维修。前、后轮速传感器的位置分别如图5-13和图5-14所示。一、知识准备图5-13前轮速度传感器图5-14后轮速度传感器一、知识准备8.制动压力传感器制动压力传感器1-G201和2-G214，如图5-15所示。这两个传感器都拧在串联总泵上。该传感器是双重布置的，以便尽可能保证安全性。这可看成一种超稳定结构。该传感器向发动机控制单元提供制动管路内的实际压力信号。发动机控制单元根据这个压力信号计算出车轮制动力及作用在车上的纵向力。如果需要ESP工作，控制单元会将此值用于计算侧导向力。两个传感器同时出现故障是不可能的。如果控制单元没有接收到其中任一传感器的信号，那么ESP就停止工作了。在诊断过程中将确定导线是否断路及对正极/地短路。系统还将检查这两个传感器信号是否可靠。一、知识准备图5-15制动压力传感器图5-16带串联总泵的主动式制动助力器一、知识准备9.带串联总泵的主动式制动助力器该制动助力器除完成普通功能外(即借助于进气歧管或真空泵的真空来加大踏板力)，它还要为ESP建立起预压力，因为回液泵的吸液特性决定它并不是总能产生足够大的压力(原因是低温时制动液的粘度太大)，所以建立起预压力的工作是很有必要的。如图5-16所示。如果电磁线圈或开关有故障，ESP功能就失效了。通过系统自诊断，可识别出下列故障：导线断路、对正极/地短路、部件损坏。一、知识准备（二）ESP系统的诊断方法诊断ESP故障时，按照设定的程序和方法可读取故障码。维修人员可根据故障码的含义确定故障的范围，节省维修时间，提高维修效率。常用的诊断方法有下列几种：1.ESP自诊断ESP自诊断是依靠其电子控制单元（ECU）对系统外部电路进行自检，若发现异常，电脑则将其故障信息储存，并点亮ESP警告灯。ESP的自检又包括静态（点火开关接通，汽车不行驶）和动态（汽车行驶）两种情况。一、知识准备2.人工诊断ESP系统的人工诊断包含人工获取故障信息（人工调码）和使用常用设备（如万用表）进行故障点的查找两方面的内容。3.仪器诊断故障码扫描仪可以从ESP系统的电子控制单元（ECU）存储器中读取故障码，同时还具有故障码翻译、检测步骤指导和基本判断参数提供等功能。一、知识准备用大众公司故障诊断仪VAS5051可以读取、清除故障码，还可以阅读数据流并进行液压控制单元电磁阀测试、电子稳定控制系统液压回路测试、系统排气测试等。因VAS5051为菜单提示操作，这些功能按VAS5051屏幕的提示操作即可完成。在对ABS-TCS/ESP进行检修之前，应先排除常规制动系统故障。一、知识准备（三）ESP系统的检修方法1.目视检查最初的目视检查，可以发现比较明显的故障，能够节省时间，提高维修效率。（1）检查管路（2）检查制动器有无拖滞现象（3）检查所有继电器、熔丝是否完好，插接是否牢固。（4）检查电子控制单元（ECU）和液压调节器总成（5）检查传感器及线路（6）检查蓄电池电压是否在规定范围内。一、知识准备2.自诊断电子控制系统出现故障后，控制单元可记忆相应的故障码。用大众公司故障诊断仪VAS5051可以读取、清除故障码，还可以阅读数据流并进行液压控制单元电磁阀测试、电子稳定控制系统液压回路测试、系统排气测试等。在对ABS/TCS/ESP进行检修之前，应先排除常规制动系统故障。3.制动器排气一、知识准备4.方向盘转角传感器的校准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15º,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15º，则设置“方向盘转角传感器故障”。方向盘转角传感器可使用VAS5051重新校准，具体操作步骤如下。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VAS5051连接到车辆上，并执行“VAS5051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。一、知识准备5.电子控制单元和液压总