Diagnostyka systemów ESP/ABS/ASR
Układy bezpieczeństwa czynnego, takie jak ESP/ABS/ASR lub pochodne, są systemami pozwalającymi na ustabilizowanie i monitoring toru jazdy samochodu w sytuacjach krytycznych (chwilowej utraty kontroli) dzięki bezpośredniemu wpływowi układu hamulcowego lub napędowego. Poszukiwanie i usuwanie usterek w tych obszarach jest więc niezwykle ważne z punktu widzenia bezpieczeństwa ruchu pojazdu.
Układy elektroniczne systemów ESP/ABS zintegrowane w sterowniku analizują sygnały dostarczone przez poszczególne sensory systemu, tak by równania wiarygodności zarejestrowanych danych. Informacje dostarczone przez czujniki systemów są oceniane pod kątem ich realnych wartości, a pełna autoryzacja przesyłanego strumienia danych następuje podczas jazdy. Sterownik systemu ESP/ABS dokonuje porównania sygnałów z sensorów (np. z czujników: prędkości jazdy, przyspieszenia poprzecznego pojazdu, kąta obrotu koła kierownicy) na podstawie obliczeń modelowych zapisanych w pamięci mikroprocesora. Jeżeli odebrane sygnały nie odpowiadają rzeczywistym parametrom ruchu pojazdu, to w zależności od statusu błędów może nastąpić aktywowanie komunikatu o niewłaściwym działaniu układu ESP/ABS i chwilowe lub całkowite wyłączenie danego systemu. Ponowne włączenie zapłonu i uruchomienie pojazdu oraz rozpoczęcie jazdy wznawia procedurę testu systemu, a w przypadku braku zarejestrowania błędów dany układ może być nadal w pełni funkcjonalny.
Procedury testowe inicjowane w sterowniku ESP/ABS swoim zakresem obejmują również elementy wykonawcze określonych podukładów (np. modulator hydrauliczny, elektroniczną przepustnicę) przez analizę określonej wartości sygnału zwrotnego (np. natężenia prądu sterującego) w trakcie regulacji danego nastawnika. Nowoczesne systemy ESP/ABS zbudowane są w oparciu o podzespoły zawierające tzw. inteligentne czujniki pozwalające na bieżąco diagnozować swoją pracę „w tle” (z ang. „background test”). Zaliczamy do nich zintegrowane sensory prędkości kątowej i przyspieszenia poprzecznego oraz czujnik kąta skrętu koła kierownicy.
Wzajemne powiązanie układów sterujących pracą silnika, skrzyni biegów oraz systemów komfortu z układami bezpieczeństwa czynnego jest niezbędne do stabilizacji pojazdu przez systemy ESP/ABS. Wymiana danych pomiędzy sterownikami systemów następuje przez magistrale CAN i charakteryzuje się dużą prędkością transmisji oraz niskim poziomem zakłóceń przesyłanych informacji. Właśnie dlatego kluczowe jest, aby podsystemy realizujące funkcję elektronicznego programu stabilizacji jazdy były w pełni sprawne. Dla dokładnego zobrazowania znaczenia pełnej gotowości podsystemów współpracujących warto posłużyć się przykładem: jeżeli kierujący pojazdem na nawierzchni o niskim współczynniku przyczepności gwałtownie zdejmie nogę z pedału gazu, wytworzy siłę hamującą, która zadziała na koła napędzane samochodu. Aby zminimalizować ryzyko poślizgu kół napędzanych, regulator momentu napędowego (jeden z elementów dynamiki ruchu układu ESP) wyśle do sterownika silnika żądanie zwiększenia momentu napędowego silnika, co ma za zadanie wyeliminować możliwość zablokowania się kół. W zależności od rodzaju jednostki napędowej (silnik Diesla czy benzynowy) niezbędna regulacja może zostać przeprowadzona za pośrednictwem elektronicznej przepustnicy lub przez zmianę kąta wtrysku paliwa czy wyprzedzenia zapłonu. Czas reakcji na gwałtowną zmianę momentu obrotowego będzie też zależny od stanu sprawności układu zasilania oraz zapłonu. Wszelkie usterki w obrębie tych układów mogą przyczynić się do wydłużenia regulacji momentu obrotowego lub – w skrajnych przypadkach – uniemożliwić osiągnięcie wymaganego pułapu. Dlatego niezwykle ważne jest prawidłowe działanie wszystkich układów i podzespołów tworzących dany system w realizacji programu elektronicznej stabilizacji jazdy.
Poniższe zestawienie obejmuje najczęstsze przyczyny awarii układów bezpieczeństwa czynnego ESP/ABS/ASR wraz ze wskazówkami diagnostycznymi.
Brak właściwego zasilania sterownika ESP/ABS lub utrata połączenia masowego
Brak napięcia zasilania sterownika ESP/ABS może objawiać się zarejestrowaniem szeregu błędów świadczących o zaniku komunikacji ze sterownikiem oraz czujnikami układu (ilustracja 1).
Ilustracja 1. Odczyt pamięci usterek obszaru sterownika ABS przy braku właściwego poziomu napięcia zasilania. Źródło: Mariusz Leśniewski
Zbyt niskie napięcie akumulatora (błąd 18010 na ilustracji 1) lub jego uszkodzenie bądź brak ładowania mogą również odpowiadać za generowanie błędów związanych z utratą komunikacji między poszczególnymi sterownikami. Strategia poszukiwania tego typu usterek powinna swym zakresem obejmować analizę poziomu napięcia na zacisku terminala 30 i 15, oględziny bezpieczników wraz z przekaźnikami sterującymi modułem ESP/ABS oraz przegląd samej kostki stacyjki. Przewody zasilające należy przetestować pod obciążeniem – minimalne napięcie zasilania powinno zawierać się w granicach 12–14,4 V. Często dochodzi również do przerwania połączenia masowego pojazdu z masą sterownika danego podukładu (ilustracja 2), co powoduje zanik komunikacji między modułami sterującymi.
Ilustracja 2. Skorodowane połączenia masowe mogą być powodem problemów z właściwym uziemieniem sterowników. Źródło: Mariusz Leśniewski
Uszkodzenia czujników systemu ESP/ABS
Najbardziej powszechnymi usterkami w obszarze układów ESP/ABS są uszkodzenia czujników tego systemu. W największym stopniu uszkodzeniu ulegają sensory monitorujące prędkość obrotową danego koła. Niektóre, nowsze rozwiązania charakteryzuje zintegrowanie aktywnego czujnika prędkości obrotowej (elementem pomiarowym jest detektor Halla lub magnetorezystor) z łożyskiem koła, co zwiększa ryzyko uszkodzenia takiego czujnika podczas niefachowego montażu samego łożyska. Starsze czujniki, tzw. czujniki bierne (magneto-indukcyjne), nie posiadają źródła zasilania jak czujniki nowszych generacji, lecz wymagają dokładnego ustalenia szczeliny powietrznej między rdzeniem sensora a wirującą tarczą impulsową. Diagnostyka czujników prędkości powinna swym zakresem obejmować pomiary oscyloskopowe, które jednoznacznie mogą potwierdzić uszkodzenie samego sensora czy też nieprawidłowości w jego montażu lub defekt łożyska koła (nadmierny luz łożyska). Czujniki zintegrowane z nowszymi wersjami układów ESP/ABS potrafią rejestrować prędkości pojazdu z dokładnością do 0,1 km/h, jak i rozpoznawać kierunek ruchu samochodu (przód–tył). Także czujniki świateł STOP montowane przy pedale hamulcowym oraz sensory ciśnienia hamulcowego zabudowane w modulatorze hydraulicznym ABS są elementami podatnymi na częste uszkodzenia. Warto pamiętać, że sensory, które podlegają wymianie, powinny być montowane zgodnie z kierunkiem oznaczonym na obudowie czujnika i w miejscu do tego przeznaczonym (zintegrowany czujnik przyspieszenia poprzecznego i prędkości kątowej pojazdu umiejscowiony jest bliżej środka osi pojazdu).
Brak połączenia na złączu lub wtyczce sterownika ESP/ABS
Uszkodzenie styków złącza wielowtykowego sterownika ESP/ABS jest częstą przyczyną niewłaściwego poziomu sygnału lub zaniku sygnału z czujników systemu. Ponadto skorodowane czy utlenione (ilustracja 3) lub przerwane przewody powodują problemy z przesyłem impulsów do elementów wykonawczych układu, co wiąże się z wydłużonym czasem reakcji systemów ESP/ABS lub dysfunkcją podzespołu połączonego z uszkodzonym złączem.
Ilustracja 3. Utlenianie się styków złącza wielowtykowego systemu ABS bywa źródłem problemów z transmisją sygnałów z czujników i wysyłaniem impulsów sterujących do nastawników systemu. Źródło: Mariusz Leśniewski
Aktualizacja oprogramowania sterownika ESP/ABS
Coraz częściej w nowszych wersjach systemów ESP kody zarejestrowanych błędów wskazujące na nieprawidłowości w działaniu układu mogą wskazywać na konieczność aktualizacji oprogramowania samego sterownika sytemu lub sterownika jednostki napędowej czy automatycznej skrzyni biegów. Poszukiwanie usterek w systemach najnowszych generacji powinno być poprzedzone sprawdzeniem informacji w biuletynach technicznych, a sama aktualizacja dokonana z wykorzystaniem procedury PassThru. Również kodowanie nowych podzespołów (sensorów, nastawników) układu ESP/ABS może wymagać zastosowania technologii PassThru.
Niewłaściwe podłączenie przewodów hamulcowych do modulatora hydraulicznego ABS
Zdarzają się również przypadki niewłaściwego podłączenia wymienianych przewodów hydraulicznych do modulatora ABS (ilustracja 4). Błędnie zamontowane przewody powodują niewłaściwą regulację danego koła podczas aktywacji systemu ABS.
Ilustracja 4. Problemy z systemem ABS mogą wynikać z nieodpowiedniego podłączenia przewodów do modulatora ABS-u. Źródło: Mariusz Leśniewski
