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摘要：汽车ESP（Electronic Stability Program）是一种新型主动安全控制系统，能够显著的提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性，故在目前国内外汽车上均得到普遍运用。本文在分析汽车ESP结构和原理的基础上，结合汽车故障诊断常用的方法，提出了运用诊断流程图分析的方法，并通过具体的案例，探究了汽车ESP典型故障诊断与排除方法。实践证明，这种诊断方法，可以帮助维修人员快速、准确的分析故障原因，确定故障部位，最终排除故障，维持汽车行驶中良好的技术状态，最大程度的减少人员伤害和财产损失。
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.
关键词：汽车ESP;诊断流程图;故障诊断与排除
Key words： automotive ESP;diagnostic flow chart;troubleshooting and troubleshooting
中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）06-0118-03
0 引言
汽车ESP（Electronic Stability Program），是一种新型主动安全控制系统，主要通过对车辆纵向和横向稳定性控制，保证车辆按照驾驶员的意志行驶。但是随着汽车行驶里程的增加，使用年限的延长，驾驶人员的不正确操作，行驶过程意外撞击等，均有可能导致ESP部分或者全部功能丧失，直接影响汽车的安全性。故当汽车ESP出现故障时，探究一种实用、高效、准确、便捷的维修方法，对于维持汽车原有的正常行驶状态、提高一线维修人员的工作效率、降低消费者的汽车使用成本显得十分必要。
1 ESP概述
ESP的全称是Electronic Stability Program，我们常称之为车身电子稳定控制系统或者车身电子稳定程序，是ABS（Anti-locked Braking System，汽车防抱死制动系统）和TCS（Traction Control System，牵引力控制系统）或ASR（Acceleration Slip Regulation，驱动防滑系统）功能的进一步扩展和延伸，其可以有效防止汽车转向时滑移、不稳定和侧向驶出车道等危险工况，最大程度的减少人员伤害和财产损失，属于汽车主动安全系统的重要部分。美国高速公路安全管理局进行的研究结果表明，配置有ESP的轿车，单车事故减低34%，翻车事故减低达71%，而越野车的单车事故降低达59%。
2 ESP的组成与工作原理
目前，不同汽车厂商开发的ESP组成形式会稍有差异，但主体结构基本一致，包括中央控制单元（ECU）、信号采集装置（转向盘转角传感器、制动压力传感器、车轮速度传感器、汽车纵/横加速度传感器等）、执行元件（液压控制系统）组成[1]，典型的系统组成如图1所示。
汽车在行驶过程中，當外界周围环境和路况发生变化时，驾驶员会进行转向、加速、制动等系列操作，车辆会完成相应的动力学响应。此时，ESP系统首先根据冗余控制策略，决定车辆在可控的极限范围内，对驾驶员的指令作出最理想响应，然后，通过信号采集装置如转向盘转角传感器判断汽车的行驶方向及转角大小，侧向加速度传感器检测车辆侧向力大小，并将这些数据传输给ECU，通过计算得出车辆实际行驶中的状态。接下来，ECU会将车辆的两个响应状态进行具体比较，并对执行机构发出指令，实现对车辆纵向和横向稳定性进行控制，保证车辆按照驾驶员的意识行驶。 在汽车紧急制动轮胎即将完全抱死拖滑情况下，ESP由制动压力传感器计算出车轮制动器制动力和整车纵向力的大小，通过液压调节装置不停地调节四个制动轮缸压力，实现对制动力矩的控制，将滑动率控制在15-20%之间，以此达到缩短制动距离、减少轮胎不均匀磨损、增加制动时方向稳定目的。当车辆发生转向不足时，ESP会增加对车辆内侧车轮施加制动力，当过多转向时，会增加对车辆外侧车轮施加制动力，实现汽车的稳定性控制。
3 汽车故障诊断的分析方法
汽车在行驶过程中，可能会出现不能行驶、部分功能不正常如制动不灵、转向沉重，个别性能指标如燃油经济性、尾气排放等超出规定的技术的情况，即汽车部分或者完全丧失工作能力的现象，我们称之为汽车故障。而汽车故障诊断，就是针对汽车出现的故障现象，借助必要的仪器和设备，结合平时维修经验，作出故障部位和原因的判断。目前，常用的故障诊断分析方法有故障树诊断法和汽车故障诊断流程图法。
3.1 故障树诊断法
故障树诊断法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按照树枝状逐渐细化的逻辑分析方法[2]。现代汽车是由众多零件、部件、总成组成的机、电、液一体的复杂产品，而且行驶的路况和外界环境不同地域差别很大，同时驾驶人员的技术水平因人而异，故汽车故障的发生具有很强的随机性，其发生的可能性大小可用发生概率的大小度量。
当逻辑关系为“与”联接时，事件X=x1·x2·…·xn的发生概率为：
■（1）
当逻辑关系为“或”联接时，事件X=x1·x2+…+xn的发生概率为：
■（2）
用故障树诊断法进行汽车故障诊断时，就是将故障现象作为终极分析目标，即树根，作为第一层级;然后分析导致故障现象发生的全部因素，即树的主干，作为第二层级;接下来查找分析每个因素下一级的全部因素，即为树枝，作为第三层级……以此类推，直到最终得到反映汽车故障因果关系的故障树。
3.2 汽车故障诊断流程图
在绘制出汽车故障树的基础上，我们可以依据汽车维修人员丰富的诊断经验，把一些涉及到具体车型、系统、零部件发生概率很低或者几乎不可能发生的故障原因首先排除，然后宏观与微观结合、总体与局部统筹，依据由表及里、分层推进的原则，列出实用性强、操作便捷的汽车故障诊断次序，以流程图的形式表达出来，即为汽车故障诊断流程图。障诊断流程图融合了汽车维修中的检测思路、逻辑推理、诊断经验、判断方法，可以帮助维修人员快速、准确的确定故障部位，故深受一线维修人员的欢迎和推崇。
4 汽车ESP典型故障案例分析
汽车ESP在使用中，常见的故障部位有传感器，如车轮速度传感器、汽车纵/横加速度传感器等;执行元件，如ABS油泵等;电子控制单元及有关线路短路或断路，下面借助具体案例进行分析[3]。
4.1 故障现象
一辆大众高尔夫，行驶里程30000km左右，用户反映车辆前一天在高速上正常行驶，无发现任何异常，在第二天用车时，发现仪表盘ESP/ABS报警灯亮。
4.2 原因分析
现代汽车电子控制系统都具备故障自诊断功能，当系统的ECU检测到电路、传感器、执行元件的故障信息时[4-5]，立即会点亮仪表盘上相对应的警告灯，以提示驾驶员人员，系统存在故障，应及时停车处理，同时ECU会将故障信息以故障码的形式存储，方便维修人员通过专用或者通用的解码仪快速、准确的判断故障部位，查找故障原因[6]。
4.3 诊断过程
首先，按照以往的维修经验，将车辆行驶到人、车较少的路段进行试车，发现如客户反映，仪表盘ESP/ABS报警灯亮，在紧急制动时，发现ABS并没有介入工作。
其次，将车辆驶回维修区，将V.A.G1552汽车诊断仪通过测试电缆插入到车辆的诊断接口，按照正确操作调取故障码，显示如图2所示。
然后，检查ABS液压泵的保险开关，发现并没有熔断。打开点火开关后，能够听到ABS液压泵4-6秒的运转声音，此时说明液压泵及其控制电路本身没有问题。
接着，打开点火开关3S后，检查液压调节装置内的电磁阀，没有听到电磁阀工作的“咔嗒”声。在仔细、认真检查电路没有发现有短路和断路的情况下，基本可以判断是ABS控制单元内部存在故障。
最后，更换ECU，复位，启动车辆，试车，仪表盘ESP/ABS报警灯不再常亮，故障排除。
以上案例中，仪表盘ESP/ABS报警灯闪烁，是汽车ESP故障中的典型现象，对于汽车维修人员，一定要有正确且熟练的检测方法和步骤，可以按照图3所示的诊断流程，逐步操作，快速确定故障部位，排除故障。
5 结束语
随着汽车用户对汽车安全性的要求越来越高，ESP已基本成为家用轿车上的标准配置。本文在分析ESP的组成和工作原理的基础上，结合丰富的实践经验，提出了汽车ESP故障的流程图诊断法，实践证明，这种方法比较快捷、有效。
参考文献：
[1]闵永军，万茂松，周良，张永辉编著.汽车故障诊断与维修技术[M].二版.北京：高等教育版社，2012：327-328.
[2]趙英勋.汽车检测与故障诊断[M].北京：机械工业版社，2013：10-13.
[3]丁继斌.顾小冬.汽车检测诊断[M].大连：大连理工版社，2013.
[4]张建俊.汽车诊断与维修技术[M].北京：人民交通版社，2010.
[5]鲁植雄.汽车ABS.ASR和ESP维修图解[M].北京：电子工业出版社，2006.
[6]陈家瑞.汽车构造下册[M].三版.北京：机械工业版社，2009.
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.
关键词：汽车ESP;诊断流程图;故障诊断与排除
Key words： automotive ESP;diagnostic flow chart;troubleshooting and troubleshooting
中图分类号：F407.471 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）06-0118-03
0 引言
汽车ESP（Electronic Stability Program），是一种新型主动安全控制系统，主要通过对车辆纵向和横向稳定性控制，保证车辆按照驾驶员的意志行驶。但是随着汽车行驶里程的增加，使用年限的延长，驾驶人员的不正确操作，行驶过程意外撞击等，均有可能导致ESP部分或者全部功能丧失，直接影响汽车的安全性。故当汽车ESP出现故障时，探究一种实用、高效、准确、便捷的维修方法，对于维持汽车原有的正常行驶状态、提高一线维修人员的工作效率、降低消费者的汽车使用成本显得十分必要。
1 ESP概述
ESP的全称是Electronic Stability Program，我们常称之为车身电子稳定控制系统或者车身电子稳定程序，是ABS（Anti-locked Braking System，汽车防抱死制动系统）和TCS（Traction Control System，牵引力控制系统）或ASR（Acceleration Slip Regulation，驱动防滑系统）功能的进一步扩展和延伸，其可以有效防止汽车转向时滑移、不稳定和侧向驶出车道等危险工况，最大程度的减少人员伤害和财产损失，属于汽车主动安全系统的重要部分。美国高速公路安全管理局进行的研究结果表明，配置有ESP的轿车，单车事故减低34%，翻车事故减低达71%，而越野车的单车事故降低达59%。
2 ESP的组成与工作原理
目前，不同汽车厂商开发的ESP组成形式会稍有差异，但主体结构基本一致，包括中央控制单元（ECU）、信号采集装置（转向盘转角传感器、制动压力传感器、车轮速度传感器、汽车纵/横加速度传感器等）、执行元件（液压控制系统）组成[1]，典型的系统组成如图1所示。
汽车在行驶过程中，當外界周围环境和路况发生变化时，驾驶员会进行转向、加速、制动等系列操作，车辆会完成相应的动力学响应。此时，ESP系统首先根据冗余控制策略，决定车辆在可控的极限范围内，对驾驶员的指令作出最理想响应，然后，通过信号采集装置如转向盘转角传感器判断汽车的行驶方向及转角大小，侧向加速度传感器检测车辆侧向力大小，并将这些数据传输给ECU，通过计算得出车辆实际行驶中的状态。接下来，ECU会将车辆的两个响应状态进行具体比较，并对执行机构发出指令，实现对车辆纵向和横向稳定性进行控制，保证车辆按照驾驶员的意识行驶。 在汽车紧急制动轮胎即将完全抱死拖滑情况下，ESP由制动压力传感器计算出车轮制动器制动力和整车纵向力的大小，通过液压调节装置不停地调节四个制动轮缸压力，实现对制动力矩的控制，将滑动率控制在15-20%之间，以此达到缩短制动距离、减少轮胎不均匀磨损、增加制动时方向稳定目的。当车辆发生转向不足时，ESP会增加对车辆内侧车轮施加制动力，当过多转向时，会增加对车辆外侧车轮施加制动力，实现汽车的稳定性控制。
3 汽车故障诊断的分析方法
汽车在行驶过程中，可能会出现不能行驶、部分功能不正常如制动不灵、转向沉重，个别性能指标如燃油经济性、尾气排放等超出规定的技术的情况，即汽车部分或者完全丧失工作能力的现象，我们称之为汽车故障。而汽车故障诊断，就是针对汽车出现的故障现象，借助必要的仪器和设备，结合平时维修经验，作出故障部位和原因的判断。目前，常用的故障诊断分析方法有故障树诊断法和汽车故障诊断流程图法。
3.1 故障树诊断法
故障树诊断法，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按照树枝状逐渐细化的逻辑分析方法[2]。现代汽车是由众多零件、部件、总成组成的机、电、液一体的复杂产品，而且行驶的路况和外界环境不同地域差别很大，同时驾驶人员的技术水平因人而异，故汽车故障的发生具有很强的随机性，其发生的可能性大小可用发生概率的大小度量。
当逻辑关系为“与”联接时，事件X=x1·x2·…·xn的发生概率为：
■（1）
当逻辑关系为“或”联接时，事件X=x1·x2+…+xn的发生概率为：
■（2）
用故障树诊断法进行汽车故障诊断时，就是将故障现象作为终极分析目标，即树根，作为第一层级;然后分析导致故障现象发生的全部因素，即树的主干，作为第二层级;接下来查找分析每个因素下一级的全部因素，即为树枝，作为第三层级……以此类推，直到最终得到反映汽车故障因果关系的故障树。
3.2 汽车故障诊断流程图
在绘制出汽车故障树的基础上，我们可以依据汽车维修人员丰富的诊断经验，把一些涉及到具体车型、系统、零部件发生概率很低或者几乎不可能发生的故障原因首先排除，然后宏观与微观结合、总体与局部统筹，依据由表及里、分层推进的原则，列出实用性强、操作便捷的汽车故障诊断次序，以流程图的形式表达出来，即为汽车故障诊断流程图。障诊断流程图融合了汽车维修中的检测思路、逻辑推理、诊断经验、判断方法，可以帮助维修人员快速、准确的确定故障部位，故深受一线维修人员的欢迎和推崇。
4 汽车ESP典型故障案例分析
汽车ESP在使用中，常见的故障部位有传感器，如车轮速度传感器、汽车纵/横加速度传感器等;执行元件，如ABS油泵等;电子控制单元及有关线路短路或断路，下面借助具体案例进行分析[3]。
4.1 故障现象
一辆大众高尔夫，行驶里程30000km左右，用户反映车辆前一天在高速上正常行驶，无发现任何异常，在第二天用车时，发现仪表盘ESP/ABS报警灯亮。
4.2 原因分析
现代汽车电子控制系统都具备故障自诊断功能，当系统的ECU检测到电路、传感器、执行元件的故障信息时[4-5]，立即会点亮仪表盘上相对应的警告灯，以提示驾驶员人员，系统存在故障，应及时停车处理，同时ECU会将故障信息以故障码的形式存储，方便维修人员通过专用或者通用的解码仪快速、准确的判断故障部位，查找故障原因[6]。
4.3 诊断过程
首先，按照以往的维修经验，将车辆行驶到人、车较少的路段进行试车，发现如客户反映，仪表盘ESP/ABS报警灯亮，在紧急制动时，发现ABS并没有介入工作。
其次，将车辆驶回维修区，将V.A.G1552汽车诊断仪通过测试电缆插入到车辆的诊断接口，按照正确操作调取故障码，显示如图2所示。
然后，检查ABS液压泵的保险开关，发现并没有熔断。打开点火开关后，能够听到ABS液压泵4-6秒的运转声音，此时说明液压泵及其控制电路本身没有问题。
接着，打开点火开关3S后，检查液压调节装置内的电磁阀，没有听到电磁阀工作的“咔嗒”声。在仔细、认真检查电路没有发现有短路和断路的情况下，基本可以判断是ABS控制单元内部存在故障。
最后，更换ECU，复位，启动车辆，试车，仪表盘ESP/ABS报警灯不再常亮，故障排除。
以上案例中，仪表盘ESP/ABS报警灯闪烁，是汽车ESP故障中的典型现象，对于汽车维修人员，一定要有正确且熟练的检测方法和步骤，可以按照图3所示的诊断流程，逐步操作，快速确定故障部位，排除故障。
5 结束语
随着汽车用户对汽车安全性的要求越来越高，ESP已基本成为家用轿车上的标准配置。本文在分析ESP的组成和工作原理的基础上，结合丰富的实践经验，提出了汽车ESP故障的流程图诊断法，实践证明，这种方法比较快捷、有效。
参考文献：
[1]闵永军，万茂松，周良，张永辉编著.汽车故障诊断与维修技术[M].二版.北京：高等教育版社，2012：327-328.
[2]趙英勋.汽车检测与故障诊断[M].北京：机械工业版社，2013：10-13.
[3]丁继斌.顾小冬.汽车检测诊断[M].大连：大连理工版社，2013.
[4]张建俊.汽车诊断与维修技术[M].北京：人民交通版社，2010.
[5]鲁植雄.汽车ABS.ASR和ESP维修图解[M].北京：电子工业出版社，2006.
[6]陈家瑞.汽车构造下册[M].三版.北京：机械工业版社，2009.