別克榮御ESP系統(tǒng)及其檢修（上）

別克榮御ESP系統(tǒng)及其檢修（上）

目前，ESP的主要生產(chǎn)廠家有BOSCH、ITT等，奧迪A4、A6、A8、PASSAT、別克榮御（ROYAUM）等國(guó)產(chǎn)中、高檔車都裝備了BOSCH ESP，別克榮御（ROYAUM）裝用了高版本的BOSCH ESP8.0。本文以別克榮御（ROYAUM）為例，介紹ESP的作用、部件組成、電路圖、工作原理（在不同情況下的控制過程）及維修等。

一、別克榮御電子制動(dòng)系統(tǒng)組成

ESP 是在原有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配（EBD）和牽引力控制（TCS）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，別克榮御的制動(dòng)系統(tǒng)具有上述所有功能。該電子制動(dòng)系統(tǒng)由電子控制單元（ECU）、液壓調(diào)節(jié)器總成、車輪速度傳感器、

 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、橫向偏擺率傳感器、車輪速度傳感器脈沖環(huán)以及ESP控制開關(guān)等部件組成，其中電子控制單元與液壓調(diào)節(jié)器是一體。其系統(tǒng)組成見圖1，電路見圖2。

圖1  別克榮御電子制動(dòng)系統(tǒng)的組成
1-前輪速度傳感器；2-前輪速度傳感器引線；3-電子控制單元（ECU）；4-液壓調(diào)節(jié)器總成；5-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；6-橫向偏擺率傳感器；7-后輪速度傳感器脈沖環(huán)；8-后輪速度傳感器

圖2  電子制動(dòng)系統(tǒng)電路

1．電子控制單元（ECU）

 電子控制單元如圖3所示，其插頭端子視圖見圖4，各端子的作用見表1。電子控制單元是ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的控制中心，它與液壓調(diào)節(jié)器集成在一起組成一個(gè)總成。電子控制單元持續(xù)監(jiān)測(cè)并判斷的輸入信號(hào)有：蓄電池電壓、車輪速度、方向盤轉(zhuǎn)角、橫向偏擺率以及點(diǎn)火開關(guān)接通、停車燈開關(guān)、串行數(shù)據(jù)通信電路等信號(hào)。根據(jù)所接收的輸入信號(hào)，電子控制單元將向液壓調(diào)節(jié)器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、組合儀表和串行數(shù)據(jù)通信電路等發(fā)送輸出控制信號(hào)。 

圖3  電子控制單元（ECU）
1-電子控制單元（ECU）；2-液壓調(diào)節(jié)器總成

圖4  電子控制單元（ECU）插頭端子視圖

當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，電子控制單元會(huì)不斷進(jìn)行自檢，以檢測(cè)并查明ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)的故障。此外，電子控制單元還在每個(gè)點(diǎn)火循環(huán)都執(zhí)行自檢初始化程序。當(dāng)車速達(dá)到約15 km/h時(shí)，初始化程序即啟動(dòng)。在執(zhí)行初始化程序時(shí)，可能會(huì)聽到或感覺到程序正在運(yùn)行，這屬于系統(tǒng)的正常操作。在執(zhí)行初始化程序的過程中，電子控制單元將向液壓調(diào)節(jié)器發(fā)送一個(gè)控制信號(hào)，循環(huán)操作各個(gè)電磁閥并運(yùn)行泵電機(jī)，以檢查各部件是否正常工作。如果泵或任何電磁閥不能正常工作，電子控制單元會(huì)設(shè)置一個(gè)故障診斷碼。當(dāng)車速超過15 km/h時(shí)，電子控制單元會(huì)將輸入和輸出邏輯序列信號(hào)與電子控制單元中所存儲(chǔ)的正常工作參數(shù)進(jìn)行比較，以此來不斷監(jiān)測(cè)ABS-TCS/ESP 系統(tǒng)。如果有任何輸入或輸出信號(hào)超出正常工作參數(shù)范圍，則電子控制單元將設(shè)置故障診斷碼。

2．液壓調(diào)節(jié)器總成

 液壓調(diào)節(jié)器總成內(nèi)部液壓回路示意圖如圖5所示。為了能獨(dú)立控制各車輪的制動(dòng)回路，本系統(tǒng)采用了前/后分離的4 通道回路結(jié)構(gòu)，每個(gè)車輪的液壓制動(dòng)回路都是隔離的，這樣當(dāng)某個(gè)制動(dòng)回路出現(xiàn)泄漏時(shí)仍能繼續(xù)制動(dòng)。液壓調(diào)節(jié)器總成根據(jù)電子控制單元（ECU）發(fā)送的控制信號(hào)調(diào)節(jié)制動(dòng)液壓力。液壓調(diào)節(jié)器總成包括回程泵、電機(jī)、儲(chǔ)能器、進(jìn)口閥、出口閥、隔離閥和后啟動(dòng)閥等部件。

圖5  液壓調(diào)節(jié)器總成內(nèi)部液壓回路示意圖
1-液壓調(diào)節(jié)器總成；2-回程泵；3-儲(chǔ)能器；4-制動(dòng)鉗；5-制動(dòng)總泵；6-進(jìn)口閥；7-出口閥；8-隔離電磁閥；9-啟動(dòng)電磁閥；A-常規(guī)的制動(dòng)液壓力；B-停止的制動(dòng)液壓力流（電磁閥閉合）；C-泵產(chǎn)生的制動(dòng)液壓力流；D-制動(dòng)踏板踩下；M-電機(jī)

 在ABS-TCS/ESP 減壓階段，2個(gè)回程泵從儲(chǔ)能器和制動(dòng)鉗抽取過量的制動(dòng)液，然后通過液壓調(diào)節(jié)器將制動(dòng)液返回到制動(dòng)總泵以減小制動(dòng)液壓力。另外，回程泵還可以在制動(dòng)干預(yù)階段向制動(dòng)鉗施加制動(dòng)液壓力。電機(jī)（M）用于驅(qū)動(dòng)回程泵。儲(chǔ)能器在ABS-TCS/ESP 減壓階段儲(chǔ)存過量的制動(dòng)液，從而使液壓調(diào)節(jié)器能夠即時(shí)減小制動(dòng)液壓力。進(jìn)口閥是常開閥，在常態(tài)位置時(shí)，各進(jìn)口閥使制動(dòng)液壓力施加到制動(dòng)鉗上，當(dāng)閥動(dòng)作時(shí)，各進(jìn)口閥將制動(dòng)鉗與制動(dòng)總泵隔離開來。出口閥是常閉閥，在常態(tài)位置時(shí)，各出口閥將制動(dòng)鉗與儲(chǔ)能器及回程泵隔離開來，當(dāng)閥動(dòng)作時(shí)，各出口閥將過量的制動(dòng)液直接引至儲(chǔ)能器和回程泵，從而使壓力減小。隔離閥動(dòng)作時(shí)，將后制動(dòng)回路與制動(dòng)總泵隔離開來，從而防止了制動(dòng)液在牽引力控制系統(tǒng)工作期間回流至制動(dòng)總泵。后啟動(dòng)閥用于在牽引力控制系統(tǒng)工作期間使制動(dòng)液從制動(dòng)總泵流至液壓泵中。

3．前輪速度傳感器

 前輪速度傳感器（如圖6所示）是一個(gè)電磁式傳感器，是前輪輪轂總成的一部分，前輪輪轂總成是一個(gè)永久性的密封裝置。左前和右前輪輪轂裝有車輪速度傳感器和一個(gè)48 齒的磁脈沖環(huán)。

圖6  前輪速度傳感器
1-前輪速傳感器；2-前輪轂總成

4．后輪速度傳感器

 別克榮御采用后輪驅(qū)動(dòng)，后輪速度傳感器（如圖7所示）位于主減速器后蓋的支架上，也是電磁式傳感器。后輪速度傳感器脈沖環(huán)是主減速器內(nèi)車橋法蘭的一部分，不能單獨(dú)維修。

圖7  后輪速度傳感器
1-后輪速傳感器；2-傳感器脈沖環(huán)

5．ESP 開關(guān)

 電子穩(wěn)定程序（ESP）開關(guān)位于地板控制臺(tái)上，如圖8所示。該開關(guān)是一個(gè)瞬間接觸開關(guān)，按一下ESP 開關(guān)，電子穩(wěn)定程序從接通轉(zhuǎn)至關(guān)閉。當(dāng)電子穩(wěn)定程序（ESP）關(guān)閉時(shí)，ABS-TCS 系統(tǒng)仍能正常工作。當(dāng)ESP 處于關(guān)閉位置時(shí)，再次按一下ESP 開關(guān)，將接通電子穩(wěn)定程序。按下ESP 開關(guān)超過60s將被視為短路，會(huì)記錄故障診斷碼，且電子穩(wěn)定程序在該點(diǎn)火循環(huán)內(nèi)將被禁用。如果沒有記錄牽引力控制系統(tǒng)當(dāng)前故障診斷碼，電子穩(wěn)定程序?qū)⒃谙乱粋�(gè)點(diǎn)火循環(huán)復(fù)位到接通狀態(tài)。

圖8  ESP 開關(guān)
1-后輪速傳感器；2-傳感器脈沖環(huán)

6．方向盤轉(zhuǎn)角傳感器

方向盤轉(zhuǎn)角傳感器位于方向盤下面，位置如圖9所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖10所示，插頭端子視圖如圖11所示，各端子的作用見表2。方向盤轉(zhuǎn)角傳感器提供表示方向盤旋轉(zhuǎn)角度的輸出信號(hào)，參見圖9。由于2只測(cè)量齒輪的齒數(shù)不同，故產(chǎn)生不同相位的兩個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)，即能產(chǎn)生一個(gè)可表示±760^。方向盤旋轉(zhuǎn)角度的輸出信號(hào)，電子控制單元利用這個(gè)信息計(jì)算出駕駛員所要求的方向。控制單元通過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器與橫向偏擺率傳感器信號(hào)的比較，確定車輛實(shí)際行駛軌跡與駕駛要求是否一致，從而確定控制目標(biāo)。

圖9  方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的位置
1-螺釘；2-螺旋電纜；3-轉(zhuǎn)接板；4-螺釘；5-方向盤轉(zhuǎn)角傳感器；6-固定凸舌；7-轉(zhuǎn)向信號(hào)解除凸輪

圖10  方向盤轉(zhuǎn)角傳感器
1-齒輪；2-測(cè)量齒輪；3-磁鐵；4-判斷電路；5-各向異性磁阻（AMR）集成電路

圖11  方向盤轉(zhuǎn)角傳感器端子視圖

 橫向偏擺率傳感器位于儀表板中央控制臺(tái)下部，如圖12所示，傳感器插頭端子視圖見圖13所示，各端子的作用見表3。橫向偏擺率傳感器總成包括兩個(gè)部件，一個(gè)是橫向偏擺率傳感器，另一個(gè)是橫向加速度傳感器。橫向偏擺率傳感器根據(jù)車輛繞其縱軸的旋轉(zhuǎn)角度產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)電壓；橫向加速度傳感器根據(jù)車輪側(cè)向滑移量產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)電壓。ESP控制單元利用橫向偏擺率傳感器和橫向加速度傳感器輸出的這兩個(gè)傳感器信號(hào)，計(jì)算出車輛的實(shí)際行駛狀態(tài)，再結(jié)合車輪速度傳感器的輸出信號(hào)和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器的串行數(shù)據(jù)輸出信號(hào)，確定控制目標(biāo)。     

圖12  橫向偏擺率傳感器

圖13  橫向偏擺率傳感器插頭端子視圖