01

客戶描述

于道路上正常駕駛車輛時，ABS和牽引力控制(TC) 警告燈亮起。無論道路狀況與溫度如何，每次駕駛都會出現(xiàn)此現(xiàn)象，已經(jīng)出現(xiàn)了超過一個星期。警告燈在點火打開時亮起并維持亮著，直到關(guān)閉車輛才會熄滅。

02

技術(shù)說明

上述的癥狀明顯會伴隨著額外的駕駛性能問題：

失去牽引力控制：

鑒于這是一臺電動車，若電機(jī)從靜止加速產(chǎn)生最大扭矩，加速度肯定是驚人的。因此牽引力控制對車輛從靜止到開始行駛的狀態(tài)是相當(dāng)重要的。

失去剎車動能回充：

也許剎車動能回充的損失不會那么明顯，但是當(dāng)出現(xiàn)任何ABS與TC故障，該功能就會被禁止。對于那些不熟悉TESLA Roadster等高性能電動車的人來說，剎車動能回充是獨特的駕駛體驗。

例如：當(dāng)激烈駕駛車輛并且車輛具備剎車回充時(即無故障情況)，在轉(zhuǎn)彎前瞬間松開加速踏板就可以提供足夠的剎車回充來讓車輛不需使用液壓剎車來成功通過彎道。在一般交通情況下，松開加速踏板就可以讓車輛在不需任何液壓制動施加的情況下停下車子。

降低汽車駕駛續(xù)航里程：

最后，在沒有剎車回充的情況下，車輛的續(xù)航里程會下降大約25%，導(dǎo)致車輛需要更頻繁的充電，導(dǎo)致客戶車輛使用被限制在更短的行程中。

03

診斷過程

客戶訪談中確認(rèn)全部的維修歷史且沒有安裝額外的配件，并強(qiáng)調(diào)左前輪的ABS輪速傳感器最近才被換過。我們確認(rèn)客戶的抱怨和車輛的車身號碼與規(guī)格。

執(zhí)行基本的檢查確認(rèn)ABS輪速傳感器是正常連接的，且輪胎與輪圈是符合車輛的配置規(guī)格。

我們還檢查了輪胎磨損狀況、品牌、方向、與胎壓，發(fā)現(xiàn)他們都正常。這是診斷ABS與TC故障時經(jīng)常被忽視的基本檢查。

ABS控制器會監(jiān)控車輪的加減速的速率，來決定是否需要制動剎車介入。

輪速訊號會因為輪胎周長而變化，在輪胎胎面深度、樣式、制造商不童的情況下，輪胎周長可能會變化15mm甚至更多。這會導(dǎo)致在直線行駛的期間，產(chǎn)生不同的車輪速度。這樣變化的輪速訊號對剎車控制介入會產(chǎn)生不利的影響。

在一個完美的世界里，所有安裝的輪胎應(yīng)該要是相同品牌和規(guī)格，并且在相同的制造日期內(nèi)(印在輪胎壁上)。實際上，這對有一定年齡的車輛來說是幾乎不可能的。然而，我們可以時計測量輪胎圓周和胎面深度，來確認(rèn)輪胎之間的偏差值再制造商的規(guī)定范圍內(nèi)，并從我們的診斷中消除這些變量。

在這一點上，車輛掃描已經(jīng)成了當(dāng)務(wù)之急，但我們可用的診斷工具都無法與該車輛進(jìn)行通訊。面對這種困境，我們不得不利用我們的經(jīng)驗和知識來找出如何測量ABS傳感器正確的訊號輸出。

再檢查輪速傳感器之前，所有可用的數(shù)據(jù)都確認(rèn)沒有與客戶描述的癥狀或是輪速傳感器電路相關(guān)的問題。我們參考了描述和運作數(shù)據(jù)來深入了解該組件功能。診斷任何系統(tǒng)時，這些知識都是必備的，且凸顯了研究和培訓(xùn)的重要性。

有了這些知識，我們確認(rèn)了安裝在這輛車上的輪速傳感器是屬于主動式類型，給了技術(shù)人員帶來了測量挑戰(zhàn)，因為輸出可以在5~15mA之間變化。

作為一項快速測試，PicoScope的交流耦合功能可以用來確定是否有ABS輪速傳感器的訊號，但請注意；單獨使用這個功能可能會導(dǎo)致錯誤。

我想暫時離開這個研究并參考一個診斷過程中誤導(dǎo)我的Mini Cooper的案例。

讓我長話短說，左前輪輪速傳感器沒有速度訊號。該傳感器已被更換良好的售后組件已即包含磁性拾取環(huán)的車輪軸承。我使用PicoScope確認(rèn)傳感器和ABS控制器上都有速度訊號(使用交流耦合)，然而，仍然沒有與ABS傳感器相關(guān)的速度訊號的故障代碼。

下面的波型是取自Mini的左前輪速度傳感器。表面上看起來，一切都蠻正常的。我們可以清楚地看到速度訊號形成(交流與直流耦合)以及流經(jīng)x10電流倍增器的電流。只有當(dāng)我比較右前輪速度傳感器時，警報才開始響起。

以下波型是取自Mini的右前輪速度傳感器：

再一次的，表面上看起來很好，但眼尖的讀者會發(fā)現(xiàn)每個傳感器的當(dāng)前流量測試值不同。(我當(dāng)初沒有發(fā)現(xiàn)這一點)

透過使用PicoScope中的參考波型和縮放功能，我可以覆蓋左前輪速度傳感器(紅色)和右前輪速度傳感器(黑色)，并立刻看出差異。

藍(lán)色水平線代表ABS控制器用于計算頻率的理論交叉點(約6mA)。

每次電流上升到6mA以上然后下降到6mA以下時，ABS控制器都會測量每個事件之間的時間且算出頻率來提供車輪速度。紅色波型的訊號永遠(yuǎn)不會跨越理論交叉點，因為電流永遠(yuǎn)沒有低于7.5mA，因此ABS控制器無法計算頻率。(因此診斷工具沒有辦法通過左前輪的速度紀(jì)錄并產(chǎn)生適用的故障代碼)

我的第一個想法是歸咎于測量技術(shù)(這是一個很好的做法)，因為我們必須質(zhì)疑我們的方法、連接等…。在我們確認(rèn)異常是真實存在以前我確認(rèn)電流鉗的零點和通過電流鉗的引線(x10)的繞組數(shù)，因此該異常被證明是真實的且相關(guān)的。

下圖展示電流倍增器的原理，其中5mA電流通過電流鉗纏繞10次的線圈。

Mini的解決方法是用原廠速度傳感器來替換售后市場的速度傳感器。輪速值回歸，故障被清除。不幸得是，再我返回維修廠進(jìn)行最后的捕獲之前，車輛被復(fù)原并交給了客戶。上述經(jīng)驗的信息是謹(jǐn)慎使用AC耦合，因為不論基本訊號電平如何(去除所有偏置電壓)，訊號波動和波紋以大約0V為中心。這并不意味著不應(yīng)該使用交流耦合，在這種情況下，他只能作為初步和快速測量來確認(rèn)來自ABS輪速傳感器的活動。在這里我們可以確認(rèn)電源、接地、訊號、拾取器功能皆正常。

但是，要確認(rèn)ABS傳感器和電路，重要的是要測量電流同時將其與已知良好(左前、右前)上有問題的傳感器訊號電平做比較。

參閱更詳細(xì)的Mini ABS維修內(nèi)容：https://www.picoauto.com/support/topic19041.html

回歸到特斯拉的研究案例:

將車輛設(shè)置再就緒模式(相當(dāng)于引擎啟動)，處于空檔，并將車輛升起，依次旋轉(zhuǎn)每個車輪使儀表板的TC燈閃爍。我們在診斷過程偶然發(fā)現(xiàn)這個功能。我們只能假設(shè)這是檢測到車輪打滑，或是某種形式的確認(rèn)反饋，以便快速定位有問題的輪速傳感器。除了右后輪速度傳感器外，所有車輪都閃爍了TC警告燈。

我們最初的測試是確認(rèn)來自ABS傳感器的電源、接地和訊號。

透過使用帶有電流倍增器的Pico30A電流鉗(TA234)和相關(guān)的Pico引出線(PQ070)，我們可以測量預(yù)期較低的開關(guān)電流。

藉由使用PicoScope的低通濾波功能，我們從訊號中移除了噪聲，來提升車輪速度傳感器上測量開關(guān)電流的分辨率。在ABS傳感器電路斷開的情況下，我們還抓住機(jī)會監(jiān)測傳感器接地回路與電源供應(yīng)(交流與直流耦合)。

最初選擇交流耦合來測量是為了提高直流電壓波動(速度訊號)的垂直分辨率，但捕獲后進(jìn)一步分析有助于提供更多信息。

注意：介于傳感器(通道A)是為PicoScope 的 4225 和 4425 型號保留的，他們允許接地電平可以從電池接地浮動+-30V。這種連接方式可以在手動轉(zhuǎn)車輪(僅低頻)時檢查ABS傳感器電源和接地(使用單通道)。

04

診斷結(jié)果

下面的波型證實了我們用手轉(zhuǎn)動車輪時不但沒有訊號輸出，也證實以下事情：

1. ABS輪速傳感器的電源和接地顯示于信道A，并參考傳感器接地。

2. ABS控制器給傳感器供電，表示電路是正常的。

3. 訊號在線的噪聲也表明信道B上的電池和車輛接地電路完整

4. 電流流經(jīng)傳感器(約9mA)，與車輪轉(zhuǎn)動無關(guān)。

5. 車輪轉(zhuǎn)動的期間不會產(chǎn)生速度訊號。

基于上述的問題評估可能的原因為：

1. 右后ABS輪速傳感器

2. 右后ABS輪速傳感器拾波環(huán)

3. 右后ABS輪速傳感器電路

基于初步評估、經(jīng)驗、可行性來執(zhí)行該行動計劃。

基于以下幾點，我們可以有一定程度的把握確認(rèn)輪速傳感器的電路完整性是正常的。如果ABS控制單元檢測到對地短路(電流過大)，示波器會檢測到瞬間的12V電源(點火開關(guān)接通時)，然后伴隨著電流的沖擊，跑到了0V，因為控制單元為了保護(hù)系統(tǒng)而關(guān)閉。

在通道A上存在電源和接地的情況下，通過傳感器的最小電流(約9mA)，顯示了電路并沒有對地短路。

對地短路會使通道B(交流耦合)上捕獲的特征噪聲減少。因此，此處灰色區(qū)域是ABS拾波環(huán)的狀況，如果不拆下輪轂軸承，幾乎不可能接近這個ABS傳感器感應(yīng)組件的部分。你可能會說這是因禍得福，因為購買輪轂包含了ABS傳感器與拾波環(huán)，因此不需要深入探討。

安裝新的輪轂總成后，下面的波形確認(rèn)故障修復(fù)。

上面包含了數(shù)學(xué)通道(黑色波形)將信道C的數(shù)據(jù)除以10，來確認(rèn)ABS輪速傳感器的正確電流值。不幸的是，我們沒有TESLA的診斷工具來清除故障代碼，必須執(zhí)行多次道路測試來讓系統(tǒng)接受輪速訊號恢復(fù)正常。只要ABS控制器確認(rèn)系統(tǒng)的狀態(tài)，所有警告燈就會消滅，TC與剎車回充就會恢復(fù)。

安裝部件：

右后輪轂總成 (包含輪速傳感器與拾波環(huán))

補(bǔ)充說明：

我想可以肯定地得到結(jié)論了，Pico電流鉗仍然是診斷工具組中不可或缺的配件。當(dāng)包含在Pico Scope硬件和軟件中時，上面的案例顯示了診斷期間經(jīng)常被忽略的選擇工具的潛力。如果沒有這類的電流鉗，我們要如何做才能確定MRE輪速傳感器的運作和電路的完整性?

就本質(zhì)而言，電流鉗肯定是最非侵入性的診斷工具，能夠捕獲量測電壓時看不到的事件，同時也間接確認(rèn)電壓和接地，與組件是否根據(jù)奧姆定律正常工作。

你可以表明說，如果電流正確，電壓、接地和組件工作正常，可以為你節(jié)省兩個寶貴的示波器通道來用于其他測量。

確認(rèn)ABS磁極式拾波環(huán)完整性：

當(dāng)輪轂總成配有輪速傳感器與拾波環(huán)，我們?nèi)绾为毩⑹褂幂喫賯鞲衅鱽眚炞CABS磁極式拾波環(huán)的完整性?

假設(shè)拾波環(huán)式容易接近的(較少有)，那軸承制造商有提供磁場探測器，且非常簡單有效。

在輪速傳感器正常工作但拾波環(huán)磁場被破壞或磁場降低的情況下，某種形式的速度訊號輸出會較明顯。但是如果訊號在圓周上的單個位置受損(且希望透過ABS控制器伴隨著難以置信的代碼)，則訊號可能是零散的、變形的或順序不均勻的。另一種方式是使用Pico TA330的無鑰匙進(jìn)入探測器，他的操作特性會因磁場特性會因為磁場而變得更加波動。拆下輪速傳感器后，把TA330免鑰匙進(jìn)入探測器插入傳感器的孔，讓傳感器尖端靠近拾波環(huán)。

使用PicoScope的縮放和過濾功能，選擇50mV的輸入范圍，把縮放增加10倍，并開啟默認(rèn)的1kHz低通濾波器。接著旋轉(zhuǎn)車輪組件(要注意手放的位置與剎車卡鉗與懸吊部件周圍)。無鑰匙進(jìn)入探測器會產(chǎn)生一個完整的正弦波可以來顯示出拾波環(huán)的狀況和方向，其中可能已經(jīng)安裝了新的車輪軸承。

下面的波形示范了這個準(zhǔn)確的技術(shù)。

請注意無鑰匙進(jìn)入傳感器的運行是與感應(yīng)式輪速傳感器是完全相同，會響應(yīng)傳感器尖端周圍磁場的變化。這里的結(jié)論是，我們可以確認(rèn)拾波環(huán)安裝正確，磁場強(qiáng)度足夠與結(jié)構(gòu)均勻。信道B使用光學(xué)傳感器來確定一個完整的車輪轉(zhuǎn)速。