詳解車輛穩定控制系統及典型故障案例(三)

◆文/北京 楊老師

【編者按】車輛穩定控制系統，對于一線汽車維修技師來講都應該不陌生，雖然它還未被列為汽車的強制配置，但是目前幾乎在主流廠商的大部分中高端車型都已經配備，甚至一些性價比較高的自主品牌也裝備了車身穩定控制系統。

我刊特邀楊老師，從一名資深修理人的角度，詳細聊聊與“車輛穩定控制系統”有關的話題，從理論到實踐，從原理到案例，以連載的形式深入解剖“車輛穩定控制系統”結構、控制原理及常見故障。敬請關注。

楊老師(楊波）汽車維修高級技師、機動車檢測維修工程師。從事汽車維修工作近20年，先后擔任現代、通用4S店技術總監、日德等外資車企的技術培訓講師。具有扎實的理論基礎，在汽車電控診斷領域有著豐富的實戰經驗和獨到的維修見解?，F在某外資車企擔任技術支持工程師。

(接上期)

二、各子系統功能及原理

上期，我們聊到車身穩定系統的工作原理以及部件組成，本期將以筆者所熟悉的寶馬車型為例，詳細介紹車身穩定控制系統各子系統的功能及原理。

1.防 抱死制動系統ABS

防抱死制動系統(Anti-lock Brake System)的功能是控制制動力度，防止輪胎與地面完全抱死，使輪胎與地面保持一種似滾動似滑動的最佳制動狀態。其核心就是根據輪胎與地面的打滑率為基礎進行制動控制的過程，ABS打滑率的控制范圍如圖15所示。具體的控制邏輯與原理之前已詳細介紹，在此就不再贅述。

圖15 ABS打滑率的控制范圍

2.電 子制動力分配系統EBV

很多汽車廠商都把電子制動力分配系統簡稱為EBD (英文全稱為Electronic Brake force Distribution)，而且常常會把這個功能單獨列在車輛配置表中，明確說明該車具有電子制動力分配功能。不過，在筆者看來，EBV系統本質上只是一個電子化的“比例閥”。

什么是比例閥？對于這個問題，汽修界的“老司機”們應該都知道，在ABS沒有普及之前，汽車前后橋上的制動系統都裝有比例閥。而如今，電子化的產物就是控制模塊ECU自動根據前后輪速的變化率，檢測前后橋的減速度，通過控制液壓閥體中的進出口閥門的開度，調節前后制動力的比例。而電子制動力分配系統EBV功能完全是在ABS的軟件程序基礎上的延伸，并沒有額外的硬件。

我們知道：因為制動時車輛前傾點頭、重心前移。一般來講，轎車的前輪制動力因為前傾作用會大于后輪，而載重貨車會因為后橋載重的原因后輪制動力會大于前輪制動力。因此機械比例閥、感應比例閥、EBV的功能就是調節前后制動力的比例，使得前、后橋制動力合理分配。

目前，很多載重汽車都配置有這種感載比例閥，在后橋上連接一個機械的擺臂，根據后橋載重的不同調節后橋的制動力。在一些載重汽車上，這種“感載比例閥”也被稱作SABS。

配置了ABS系統的現代轎車，基本上都取消了機械比例閥，而采用電子控制的方式來實現前后制動力分配的功能，前后輪制動力的分配情況如圖16所示。

圖16 EBV前后輪制動力分配情況

3.彎 道制動控制CBC

彎道制動控制(Cornering Brake Control)簡稱CBC，是基于ABS和EBV系統的又一個功能延伸。在轉彎時制動，雖然ABS可以防止車輪抱死，但是車輪仍有側滑的風險。因為轉彎時，車輛重心會隨著轉向而發生變化，左右兩側的制動效果就會出現偏差，CBC系統會自動控制制動力矩的分配，確保汽車在轉向制動時的穩定性。

以筆者的理解，這個功能其實就是：計算左右兩側的制動力，并根據需要對制動力進行再分配。另外，CBC系統還可以通過給汽車單獨一側施加制動力，增強汽車轉向時的穩定性，即使制動效果在超出了ABS所能控制的正常范圍，也能起到一定的穩定作用。

圖17所示為CBC彎道制動控制示意圖，從中可以看出：在車輛轉向時，有CBC功能的車輛左右兩側的制動力不同，而沒有CBC功能的車輛因左右兩側制動力基本相同，這就會造成車輛轉向時制動不穩定。

同樣，CBC功能也是軟件上的一項功能，集成在車身穩定系統中的，并無實際的額外硬件需求。

圖17 CBC彎道制動控制示意圖

4. 發動機阻力矩控制系統MSR

發動機阻力矩控制系統(Motor control Slide Retainer)，簡稱MSR。在某些特殊情況下(如高速時換擋或在低附著系數路面行駛時，突然松開油門)，發動機會產生較大的阻力矩導致車輛不穩定，這時MSR系統通過短時間提高發動機扭矩來減弱負荷劇烈變化而造成的影響，從而自動降低發動機阻力矩，保證車輛的行駛穩定。也就是說，MSR系統是防止發動機突然出現較大阻力后，驅動輪路面附著系數突然下降的功能，比如在雪地里突然收油，MSR系統就會控制發動機，使其牽引力不至于下降太快，以保證車輛的行駛穩定性。需要注意的是，只有車速大于15km/h時，MSR系統才開始工作。

一般情況下，車輛行駛過程中主要依靠制動系統中的摩擦片壓緊制動盤來實現減速。但是老司機都知道，有時候一些重型車單靠制動系統是無法獲得足夠的制動力，因此就得靠發動機的阻力矩來減速。尤其是那些經常在山區行駛的載重卡車，下長坡時，如果單靠制動系統，制動摩擦片溫度升至一定程度就會出現熱衰減的情況，甚至制動失靈，出現車毀人亡的悲劇。許多老司機在下長坡時，一般都會采取“掛抵擋”的方式，借助發動機的阻力矩來進行制動！

之所以講這么多發動機阻力矩的內容，是因為筆者想說明一個道理：除了制動系統具有使汽車減速的功能，發動機本身也具有制動功能。收油門時，車輛在慣性的作用下會繼續維持原來的車速，然后才緩慢下降，但現代發動機由于采用來各種先進的氣門技術，其響應性能極其出色，發動機轉速的下降速率會遠遠快于車速的下降速率，這樣發動機就會產生較大的阻力矩，對車輛產生制動效果。尤其是車輛行駛在冰雪路面時，如果突然松開油門，發動機的制動效果就會突破輪胎與地面的附著力，出現輪胎與地面打滑的情況。突然松開油門時，發動機的動力流如圖18所示。

圖18 發動機產生阻力矩時的動力流

5.主 動穩定控制系統ASC

主動穩定控制系統ASC ，也叫驅動防滑控制系統，在一些車型上也叫DTC，大部分車廠都把它稱為TSC。顧名思義，驅動防滑系統是為了防止驅動輪打滑的功能，其工作方式是有針對性地對驅動輪進行制動，并適時調整發動的驅動力矩，以優化車輛的動力性能。

與ABS控制原理一樣，當驅動輪與地面出現純滑動摩擦(即驅動輪空轉打滑狀態)，附著系數并不是最大，驅動力也不是最大，因此，當車身控制模塊通過監測輪速信號，發現驅動輪存在打滑現象時，就會降低發動機的輸出扭矩。驅動輪嚴重打滑時，甚至會采取制動的措施，避免驅動輪打滑，以提高車輛的驅動力矩。當車輛行駛在附著力比較低的冰雪路面時，ASC的控制效果更明顯。

但是，在驅動輪嚴重驅動打滑時，ASC系統雖然能起到防滑作用，但同時又會引發另一個問題。車輛在正常狀態下，ASC系統一般都會保持開啟狀態，控制系統不允許車輛出現打滑等不穩定狀態。尤其是行駛在覆蓋著冰雪的上坡路面時，控制模塊就會進行干預調節，如降低發動機功率或進行制動干預，這時就會出現駕駛員要求加速，而控制系統卻限制發動機的功率和扭矩，甚至制動的情況。寶馬車系多為后輪驅動，當驅動輪出現嚴重打滑時，車輛甚至會出現無法起步的情況。遇到這種情況，則需短按一下中控臺上的“ASC”按鈕，儀表臺上的ASC指示燈會亮啟，暫時關閉ASC，這樣就允許車輛驅動輪出現一定程度的打滑，以實現正常起步，正常行駛上路后再恢復ASC功能。

6.自 動差速制動系統ADB

自動差速制動系統(Automatic differential braking)簡稱ADB。ADB系統使用成熟的電子元件，提供與機械差速制動系統相同的功能，但卻并未增加車身重量，避免了效率的損失。當車輪出現打滑跡象，ADB系統會單獨進行車輪制動，鎖止打滑的驅動輪，并將驅動力施加到相對穩定的車輪上，從而保證最佳的驅動功率。在松軟沙路，ADB系統能最大限度的發揮出車輛的動態性能和運動特性，尤其是具有一定越野性能的寶馬X車系。

其實，在筆者看來，ADB系統實質就是“電子差速鎖”。如果車輛裝備開放式差速器，當一側輪胎懸空(圖19)時，ADB系統會對空轉的車輪進行制動，使其不會白白浪費動力。在筆者經常接觸的寶馬車系中，這個系統裝在四驅車型上被叫作“ADB—X”，而裝在后驅車型上則被叫作“ABD”。另外，需要注意的是，即使關閉車身穩定控制系統DSC，ADB也會處于開啟狀態。

圖19 車輪懸空時ADB系統將對空轉車輪進行鎖止

7.行 駛動態協調系統FDR

行駛動態協調系統(Field Detection System)簡稱FDR，是建立在開關信號和軟件計算的基礎上，在不同驅動模式下協調各個模塊進行協同工作。駕駛者可通過 DTC 按鈕或駕駛體驗開關，啟動或關閉行駛動態協調控制系統，功能模式顯示在組合儀表(KOMBI)上。系統中的ICM 集成底盤控制模塊根據DTC開關、駕駛模式開關，切換底盤的控制邏輯，并控制各種相關系統(包括車身穩定系統DSC)之間的通信。同時，ICM 控制單元還對相關合作系統進行監控與協調。另外，駕駛員可隨時打開或關閉此功能。

從行駛動態協調系統的功能可以看出，駕駛模式不僅影響車身穩定系統的打開或關閉，還與發動機動力輸出、變速器換擋時機、電子減振器軟硬、四驅系統、轉向機轉向力度等都有相應的匹配關系。因此，在選擇驅動模式時，儀表臺上會顯示發動機、變速器、轉向系、傳動系、減振器等的圖標，并變換相應的顏色，如圖20所示。

圖20 不同駕駛模式下儀表臺顯示不同的圖標

8.掛車穩定系統

顧名思義，掛車穩定系統就是在車后掛上拖車后(圖21)，車身穩定系統控制模塊DSC會自動識別出車后增加的這個拖車模塊，DSC通過程序有針對性地進行制動控制和干預，使得車輛和拖車都能穩定地行駛，同時將最高車速降至能引起車輛左右搖擺的臨界車速值。

圖21 車后加掛的拖車