奔驰ESP结构与ESP故障灯亮的诊断及排除

技术应用性设计成果
奔驰ESP结构与ESP故障灯亮的诊断及排除
目录
奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断及排除 (2)
1、引言 (2)
2、ESP (3)
2.1、ESP的功能组成 (3)
2.2、ESP 各电子部件的主要功用 (3)
2.3、汽车ESP 系统的功能及工作原理 (4)
2.4、ESP灯常亮故障常见原因分析 (6)
3、ESP故障诊断任务分析 (6)
3.1、故障现象 (7)
3.2、ESP灯常亮故障诊断步骤图 (7)
3.3、故障排除 (9)
4、总结 (9)
参考文献 (10)
奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断及排除
胡明基指导教师：骆美富、翁建飞指导师傅：高宜瑞
[摘要]ESP是汽车电子稳定程序 (Electronic Stability Program)的简写，由德国博世公司(BOSCH)和梅赛德斯-奔驰(MERCEDES—BENZ)公司联合研制。

能够在几毫秒的时间内，识别出汽车不稳定的行驶趋势特别是驾驶员在转向时经常出现“过度转向”或“转向不足”的操作。

本文主要介绍奔驰ESP系统的结构与ESP故障灯亮的诊断方案。

[关键词]ESP 过度转向转向力不足诊断
1.引言
ESP称得上是当前汽车防滑装置的最高级形式。

它是一个稳定的控制系统,能在危险时刻或车辆失去控制的瞬间，协助驾驶员操控，使车辆保持行驶稳定。

ESP系统由控制单元及转向传感器（监测方向盘得转向角度）、车轮传感器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕垂直轴线转动的状态）、横向加速度传感器转弯时的离心力）等组成。

它能够一方面根据方向盘得转角和车轮的速度，时刻监控驾驶员意图，另一方面通过测量加速度侧摆偏转率确定当前汽车的行驶状态。

时时刻刻对这两方面进行比较分析，如发现异常，立即作出反应，从而迅速而有效的控制车辆。

2．ESP
2.1 ESP Function (功能组成)
奔驰ESP（Electronic Stability Program)车身电子稳定系统，通过监测四轮车速、横加加速、旋转加速及方向盘角度信号，执行在行驶及刹车过程中自动调节分配刹车力，并改变发动机力及变速箱换档，达到车身安全、稳定功能。

奔驰ESP由BAS（ Brake Assist System）辅助制动系统 +ABS（Anti-Lock Brake System ）防抱死系统+ASR（Anti-skid Regulation ）驱动防滑系统+EBR（Engine Braking Regulation）制动分配系统+ETC (Electronic Transmission Control)+ETS(Electronic Traction Support)组成。

奔驰的ESP的组成大致可分为传感信号部分、控制单元和执行控制部分，ESP用于在高速转弯或在湿滑路面上行驶时提供最佳的车辆稳定性和方向控制。

电子控制单元（ME）通过
方向盘转角传感器确定驾驶员想要的行驶方向；通过车轮速度传感器和横向偏摆率传感器来计算车辆的实际行驶方向。

当电子稳定程序检测到车辆行驶轨迹与驾驶员要求不符时，电子稳定程序将首先利用牵引力控制系统中的发动机扭矩减小功能并向发动机控制模块发送一个串行数据通信信号，请求减小发动机扭矩。

如果电子稳定程序仍然检测到车轮侧向滑移，则电子稳定程序将实行主动制动干预。

2.2 ESP 各电子部件的主要功用
1.方向盘传感器：监测方向盘旋转的角度，帮助确定汽车行驶方向是否正确。

2.轮速传感器：监测每个车轮的速度，确定车轮是否在打滑。

3.横摆角速度传感器：记录汽车绕垂直轴线的运动，确定汽车是否在打滑。

4. 纵向/ 横向加速度传感器：ESP 中的加速度传感器有沿汽车前进方向的纵向加速度传感器和垂直于前进方向的横向加速度传感器，基本原理相同，只是成90°夹角安装。

它对转弯时产生的离心力起反应，确定汽车是否在通过弯道时打滑。

控制单元通过上述传感器的信号对车辆的运行状态进行判断，进而发出控制指令，并自动地向一个或多个车轮施加制动力，甚至在某些情况下每秒进行150 次制动，以把车子保持在驾驶者所选定的车道内。

这些传感器还向控制装置提供。

（图1为奔驰ESP的电子元件结构图）
图1奔驰ESP的电子元件结构图
2.3 汽车ESP 系统的功能及工作原理
1.实时监控：ESP能够实时监控驾驶者的操控动作、路面反应、汽车运动状态，并不断向发动机和制动系统发出指令。

记录的变量为车轮速度、转向角度、侧向加速度及横向移动。

基于这些数据，通过ESP 分析驾驶员对方向盘的操作想向哪个方向行驶，并计算车辆是否遵照驾驶员提出的转向要求行驶，最后ESP 干预，有针对性地对各个车轮实施制动。

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；ESP则可以通过主动调控发动机的转速，并调整每个轮子的驱动力和制动力，来修正汽车的过度转向和转向不足。

在转向过程中，如果驾驶员对车辆的操作过于激烈，会使车辆不能按照自己的轨迹行驶，后驱汽车常出现转向过度情况，此时后轮失控而甩尾。

当ESP 感知到这种情况将要出现之前，便会对外侧前轮制动，让车的前轮得到一个反向转矩来稳定车身；同样，在转向不足时，为了校正循迹方向，ESP 则对内侧后轮制动，形成一个加强汽车转向的转矩，从而校正汽车的行驶方向。

（见图2系统有无ESP的情况图）
3. 事先提醒：当驾驶者操作不当或路面异常时，ESP会以警告灯的形成警示驾驶者。

控制方向，减少对开路面制动距离。

对开路面，指的是汽车的左右轮分别位于不同附着系数的路面上，如一半是干燥路面，而另一半是积水甚至是积雪路面。

当在这种路面上刹车时，制动系统在对附着力较低的路面上的车轮施加制动力时，为了防止车轮的抱死滑动，制动系统不能够对车轮施加与干燥路面上的车轮同样大的制动力。

原因是如果没有反方向地控制车身，不对称的制动力会使车辆受到一个水平方向的转矩，在路面旋转打滑，ESP 系统察觉到后，系统会给电动机一个必要的转向角度命令。

这时，驾驶员能够感觉到方向盘的变化，并
随之继续控制方向盘，反向旋转。

在这样的作用下，制动力能够发挥地面附着力的最大值，并把制动距离缩短5%～10%。

图2奔驰ESP 工作原理图
转向不足时有无ESP比较转向过度时有无ESP比较
图3 装有ESP和未装ESP的比较
2.4 ESP灯常亮故障常见原因分析
1.ABS工作异常
此现象中存在暂时性的转速传感器故障。

在这种情况下，在重新启动和在车速超过27.5km/h时，ABS信号灯会自动熄灭。

对于此故障可以通过试车确定。

2.线路故障
此时只要电脑没有读出故障码故障基本上问题出在这里，包括ABS故障警告灯与制动设备信号灯线路问题，ABS故障警告灯与制动设备信号灯控制器损坏。

3.偶发性故障
电子控制系统中，在线路、传感器、执行元件等处可能会发生暂时性问题，如接触不良等，这可能引起偶发性故障或是在ABS控制单元自诊断时留下故障码。

还有制动液罐内制动液液面太低，蓄电池电压过低等原因也会造成ABS系统工作不正常。

3、 ESP故障诊断任务分析
当电子稳定程序（ESP）发生故障时，汽车仪表盘上的ESP警告灯就会点亮。

我们根据这一提示对汽车ESP的程序进行检测。

我们用的是奔驰专用检测电脑S t a r －Diagnosis，首先对汽车进行全车检查，以防是车上的其他的电子设备的不能正常工作的情况下影响到ESP的工作状况。

排除了这一可能后，对汽车读取故障码，并进行消码，因为在ESP的工作中，有可能存在以前发生过的故障会通过类似于记忆的方式保存于汽车电脑中这一情况。

在我们做完上面的前期工作后，ESP的警告灯仍然亮着，那说明问题出在ESP这一程序的内部配置中。

接下来我们要做的就是根据S t a r －Diagnosis的指引一步一步的读取故障码，分析可能单独或者并立存在故障的情况，来达到解除实体故障的目的。

3.1 故障现象
一辆年份1999年的v220-s350老奔驰车行驶里程61000km，ESP灯亮症状左前轮速传感器不工作。

3.2ESP故障诊断步骤图
图4 奔驰ABS电路缩略图
图5奔驰ESP的工作原理
图6左前轮速传感器不能正常工作实际值
图7左前轮速传感器正常工作实际值
3.3故障排除
由于传感器本身存在硬件老化或损坏问题导致传感器的不工作，解决方案更换新的轮速传感器。

更换好后再用奔驰电脑诊断系统专用检测仪Star －Diagnosis，重新读取故障码删除车中记忆的历史故障码，试车确保无误后交车。

4．总结评价
随着技术的发展，配备ESP的车子越来越多，在其作用越来越大的同时ESP失灵带来的危害也越来越大，但对该故障的判断和排除却相当复杂，不但在使用中，而且在修理过程中，采取不当措施，就会导致新的故障产生。

故障排除要迅速，不能完全依靠故障引导功能，维修思路要学会及时转变，这些都是至关重要的。