基于車(chē)輛CAN總線(xiàn)的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)故障檢修

加克·烏云才次克，巴寅亮

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，新疆 烏魯木齊 830052 ；2.新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 831401）

隨著汽車(chē)電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、轉(zhuǎn)向、ABS、電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)等電控單元的數(shù)量越來(lái)越多，車(chē)輛的電氣系統(tǒng)如果繼續(xù)用傳統(tǒng)布線(xiàn)形式，一方面增加維修成本，另一方面安全性、舒適性、方便性、低公害等要求也得不到滿(mǎn)足。而數(shù)據(jù)總線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線(xiàn)上傳遞的數(shù)據(jù)被多個(gè)系統(tǒng)（控制單元）共享［1］，就將汽車(chē)上過(guò)去的一線(xiàn)一用的專(zhuān)線(xiàn)制改為一線(xiàn)多用，實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)控制單元共享一個(gè)傳感器的信號(hào)，信息的傳遞采用分時(shí)多路傳輸，在每一時(shí)刻只能在2個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳遞數(shù)據(jù)，由于電信號(hào)傳播的速度極快，因此數(shù)據(jù)總線(xiàn)完全可以滿(mǎn)足許多節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分時(shí)信號(hào)傳遞的需要。這樣既減少了汽車(chē)上的布線(xiàn)數(shù)量及傳感器的數(shù)目，又對(duì)系統(tǒng)整體效率進(jìn)行了極大提高。

目前汽車(chē)上比較常見(jiàn)的總線(xiàn)有CAN、LIN、FlexRay、MOST、Blue tooth。

汽車(chē)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)是車(chē)輛主動(dòng)安全系統(tǒng)之一，是基于汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展，增加了橫擺率傳感器、側(cè)向加速度傳感器以及轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)角傳感器輸入信號(hào)，最終通過(guò) ECU控制前后、左右車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)力，確保車(chē)輛行駛的側(cè)向穩(wěn)定性。

現(xiàn)代車(chē)輛中，大部分車(chē)輛都使用了電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，控制原理上大同小異，“ESP”名稱(chēng)已經(jīng)被德國(guó)博世公司注冊(cè)，其他公司開(kāi)發(fā)的電子穩(wěn)定系統(tǒng)有寶馬DSC、本田VSA、豐田VSC等。

1 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)意義

如圖1、圖2所示，以車(chē)輛突然遇到障礙狀況為例，配備有電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的車(chē)就能夠幫助駕駛員控制車(chē)輛、避免發(fā)生側(cè)滑等不穩(wěn)定狀態(tài)。除此以外，在車(chē)輛彎道高速行駛、地面附著力不同的路面，帶有電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的車(chē)輛都能避免車(chē)輛出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1 無(wú)電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)車(chē)輛的行駛狀態(tài)

圖2 配有電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)車(chē)輛的行駛狀態(tài)

2 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)組成及工作原理

2.1 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)一般是由傳感器、執(zhí)行器、ECU和組合儀表等組成，如圖3所示。

圖3 豐田卡羅拉VSC電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)圖

1）傳感器 ①轉(zhuǎn)角傳感器。其作用是將轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向量和方向信號(hào)通過(guò)CAN總線(xiàn)監(jiān)測(cè)并將信號(hào)傳送給電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU。傳感器一般安裝在轉(zhuǎn)向盤(pán)內(nèi)氣囊游絲總成的后方。②車(chē)輪輪速傳感器。其作用是將各個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度信號(hào)傳遞給電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU，一般位置是在半軸旁邊，車(chē)輪內(nèi)側(cè)。③橫擺率和加速度傳感器。其作用是依據(jù)車(chē)輛加速度時(shí)產(chǎn)生的重力加速度改變成電極之間的距離，并且將測(cè)量值改變?yōu)殡娦盘?hào)傳遞給電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU。橫擺率傳感器是檢測(cè)車(chē)輛在垂直方向上的角速度（橫擺率）傳遞給電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU。一般安裝的位置是前排座椅總成下方。

2）電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)開(kāi)關(guān) 其作用是開(kāi)啟和關(guān)閉牽引力和VSC的控制。

3）執(zhí)行器 一般包括制動(dòng)器總成、電磁閥、各制動(dòng)輪缸。

4）組合儀表 如圖4所示，一般有VSC OFF指示燈、指示燈、蜂鳴器等。

2.2 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)工作原理

電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器、橫擺率及加速度傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)，確定車(chē)輛當(dāng)前的工作狀態(tài)。電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU通過(guò)CAN通信系統(tǒng)，發(fā)送信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩；同時(shí)通過(guò)泵和電磁閥控制制動(dòng)系統(tǒng)［2］。

圖4 組合儀表指示燈

系統(tǒng)工作時(shí)，打滑指示燈閃爍且防滑控制蜂鳴器鳴響；系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，VSC OFF和打滑指示燈將常亮。

VSC OFF開(kāi)關(guān)停止，則系統(tǒng)控制運(yùn)行。

3 電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障

電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障有：系統(tǒng)不工作、傳感器異常、指示燈常亮以及指示燈不亮等。

3.1 故障分析

以豐田卡羅拉VSC指示燈常亮故障為例，電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU也叫防滑控制ECU，通過(guò)CAN通信系統(tǒng)連接到組合儀表。如果防滑控制ECU存儲(chǔ)了故障碼，VSC OFF指示燈閃爍且在組合儀表的多信息顯示屏上顯示警告信息［2］。按下VSC OFF開(kāi)關(guān)關(guān)閉控制。如果VSC控制關(guān)閉，VSC OFF指示燈和主警告指示燈將亮起。指示燈電路如圖5所示。

圖5 指示燈電路圖

3.2 檢查步驟

1）檢查CAN通信系統(tǒng)。檢查CAN通信系統(tǒng)是否有故障碼輸出，一般，若CAN系統(tǒng)故障，就會(huì)有故障碼輸出。將解碼儀或診斷儀連接到自診斷接口，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置于ON的位置，接通解碼儀或診斷儀器后，根據(jù)設(shè)備儀器屏幕上的提示讀取故障碼。若發(fā)現(xiàn)故障碼，操作檢測(cè)設(shè)備清除代碼。如果沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備，也可使用SST連接自診斷接口端子TC和CG，將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于ON的位置，觀(guān)察VSC OFF指示燈閃爍方式。自診斷接口端子如圖6所示。

圖6 自診斷接口端子TC和CG

2）檢查電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)ECU連接器是否連接牢固。若用兩種方式都沒(méi)有觀(guān)察到故障碼，則檢查防滑控制ECU連接器是否連接牢固。

3）檢查蓄電池。蓄電池標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)在11～14 V。

4）檢查防滑控制ECU（CSW端子）。斷開(kāi)防滑控制ECU的連接器，VSC OFF 開(kāi)關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，測(cè)量CSW端子與車(chē)身搭鐵間阻值，正常為∞。自診斷接口端子CSW如圖7所示。

圖7 自診斷接口端子CSW

5）檢查組合儀表總成。重新連接防滑控制ECU連接器，使用解碼儀執(zhí)行組合儀表（儀表CPU）的主動(dòng)測(cè)試。正常時(shí)，VSC OFF 指示燈按照指令亮起或熄滅。若異常，則需更換組合儀表總成，否則更換制動(dòng)器執(zhí)行器總成。

6）檢查VSC OFF開(kāi)關(guān)。斷開(kāi) VSC OFF開(kāi)關(guān)連接器，在按下開(kāi)關(guān)和松開(kāi)開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)下，測(cè)量電路圖（圖5）中VSC OFF開(kāi)關(guān)3號(hào)和6號(hào)端子間的阻值，判斷開(kāi)關(guān)通、斷情況是否良好。

4 總結(jié)

電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)是輔助駕駛者控制車(chē)輛的主動(dòng)安全技術(shù)之一，它能夠?qū)?chē)身的不穩(wěn)定性進(jìn)行矯正，預(yù)防和避免事故的發(fā)生。隨著汽車(chē)CAN總線(xiàn)技術(shù)的普及，電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)的控制邏輯都要基于CAN總線(xiàn)進(jìn)行。因此，在日常生活中，若發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)將車(chē)送去檢查，并對(duì)故障進(jìn)行排除。

［1］ 李雷.汽車(chē)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)檢修[M].北京：人民郵電出版社，2009.

［2］ 2007年豐田卡羅拉（ZRE151，ZRE152系列）修理手冊(cè)第三卷[Z].