2010年 特斯拉 TESLA Roadster | ABS 和 TC 警告故障灯

汽车诊断

客户描述：

于道路上正常驾驶车辆时，ABS和牵引力控制(TC) 警告灯亮起。无论道路状况与温度如何，每次驾驶都会出现此现象，已经出现了超过一个星期。警告灯在点火打开时亮起并维持亮着，直到关闭车辆才会熄灭。

技术说明：

上述的症状明显会伴随着额外的驾驶性能问题：

失去牵引力控制：

鉴于这是一台电动车，若电机从静止加速产生最大扭矩，加速度肯定是惊人的。因此牵引力控制对车辆从静止到开始行驶的状态是相当重要的。

失去剎车动能回充：

也许剎车动能回充的损失不会那么明显，但是当出现任何ABS与TC故障，该功能就会被禁止。对于那些不熟悉TESLA Roadster等高性能电动车的人来说，剎车动能回充是独特的驾驶体验。

例如：当激烈驾驶车辆并且车辆具备剎车回充时(即无故障情况)，在转弯前瞬间松开加速踏板就可以提供足够的剎车回充来让车辆不需使用液压剎车来成功通过弯道。在一般交通情况下，松开加速踏板就可以让车辆在不需任何液压制动施加的情况下停下车子。

降低汽车驾驶续航里程：

最后，在没有剎车回充的情况下，车辆的续航里程会下降大约25%，导致车辆需要更频繁的充电，导致客户车辆使用被限制在更短的行程中。

诊断过程:

客户访谈中确认全部的维修历史且没有安装额外的配件，并强调左前轮的ABS轮速传感器最近才被换过。我们确认客户的抱怨和车辆的车身号码与规格。

执行基本的检查确认ABS轮速传感器是正常连接的，且轮胎与轮圈是符合车辆的配置规格。

我们还检查了轮胎磨损状况、品牌、方向、与胎压，发现他们都正常。这是诊断ABS与TC故障时经常被忽视的基本检查。

ABS控制器会监控车轮的加减速的速率，来决定是否需要制动剎车介入。

轮速讯号会因为轮胎周长而变化，在轮胎胎面深度、样式、制造商不童的情况下，轮胎周长可能会变化15mm甚至更多。这会导致在直线行驶的期间，产生不同的车轮速度。这样变化的轮速讯号对剎车控制介入会产生不利的影响。

在一个完美的世界里，所有安装的轮胎应该要是相同品牌和规格，并且在相同的制造日期内(印在轮胎壁上)。实际上，这对有一定年龄的车辆来说是几乎不可能的。然而，我们可以时计测量轮胎圆周和胎面深度，来确认轮胎之间的偏差值再制造商的规定范围内，并从我们的诊断中消除这些变量。

在这一点上，车辆扫描已经成了当务之急，但我们可用的诊断工具都无法与该车辆进行通讯。面对这种困境，我们不得不利用我们的经验和知识来找出如何测量ABS传感器正确的讯号输出。

再检查轮速传感器之前，所有可用的数据都确认没有与客户描述的症状或是轮速传感器电路相关的问题。我们参考了描述和运作数据来深入了解该组件功能。诊断任何系统时，这些知识都是必备的，且凸显了研究和培训的重要性。

有了这些知识，我们确认了安装在这辆车上的轮速传感器是属于主动式类型，给了技术人员带来了测量挑战，因为输出可以在5~15mA之间变化。

作为一项快速测试，PicoScope的交流耦合功能可以用来确定是否有ABS轮速传感器的讯号，但请注意；单独使用这个功能可能会导致错误。

我想暂时离开这个研究并参考一个诊断过程中误导我的Mini Cooper的案例。

让我长话短说，左前轮轮速传感器没有速度讯号。该传感器已被更换良好的售后组件已即包含磁性拾取环的车轮轴承。我使用PicoScope确认传感器和ABS控制器上都有速度讯号(使用交流耦合)，然而，仍然没有与ABS传感器相关的速度讯号的故障代码。

下面的波型是取自Mini的左前轮速度传感器。表面上看起来，一切都蛮正常的。我们可以清楚地看到速度讯号形成(交流与直流耦合)以及流经x10电流倍增器的电流。只有当我比较右前轮速度传感器时，警报才开始响起。

以下波型是取自Mini的右前轮速度传感器：

再一次的，表面上看起来很好，但眼尖的读者会发现每个传感器的当前流量测试值不同。(我当初没有发现这一点)

透过使用PicoScope中的参考波型和缩放功能，我可以覆盖左前轮速度传感器(红色)和右前轮速度传感器(黑色)，并立刻看出差异。

蓝色水平线代表ABS控制器用于计算频率的理论交叉点(约6mA)。

每次电流上升到6mA以上然后下降到6mA以下时，ABS控制器都会测量每个事件之间的时间且算出频率来提供车轮速度。红色波型的讯号永远不会跨越理论交叉点，因为电流永远没有低于7.5mA，因此ABS控制器无法计算频率。(因此诊断工具没有办法通过左前轮的速度纪录并产生适用的故障代码)

我的第一个想法是归咎于测量技术(这是一个很好的做法)，因为我们必须质疑我们的方法、连接等…。在我们确认异常是真实存在以前我确认电流钳的零点和通过电流钳的引线(x10)的绕组数，因此该异常被证明是真实的且相关的。

下图展示电流倍增器的原理，其中5mA电流通过电流钳缠绕10次的线圈。

Mini的解决方法是用原厂速度传感器来替换售后市场的速度传感器。轮速值回归，故障被清除。不幸得是，再我返回维修厂进行最后的捕获之前，车辆被复原并交给了客户。上述经验的信息是谨慎使用AC耦合，因为不论基本讯号电平如何(去除所有偏置电压)，讯号波动和波纹以大约0V为中心。这并不意味着不应该使用交流耦合，在这种情况下，他只能作为初步和快速测量来确认来自ABS轮速传感器的活动。在这里我们可以确认电源、接地、讯号、拾取器功能皆正常。

但是，要确认ABS传感器和电路，重要的是要测量电流同时将其与已知良好(左前、右前)上有问题的传感器讯号电平做比较。

参阅更详细的Mini ABS维修内容：https://www.picoauto.com/support/topic19041.html

回归到特斯拉的研究案例:

将车辆设置再就绪模式(相当于引擎启动)，处于空档，并将车辆升起，依次旋转每个车轮使仪表板的TC灯闪烁。我们在诊断过程偶然发现这个功能。我们只能假设这是检测到车轮打滑，或是某种形式的确认反馈，以便快速定位有问题的轮速传感器。除了右后轮速度传感器外，所有车轮都闪烁了TC警告灯。

我们最初的测试是确认来自ABS传感器的电源、接地和讯号。  

透过使用带有电流倍增器的Pico30A电流钳(TA234)和相关的Pico引出线(PQ070)，我们可以测量预期较低的开关电流。

藉由使用PicoScope的低通滤波功能，我们从讯号中移除了噪声，来提升车轮速度传感器上测量开关电流的分辨率。在ABS传感器电路断开的情况下，我们还抓住机会监测传感器接地回路与电源供应(交流与直流耦合)。

最初选择交流耦合来测量是为了提高直流电压波动(速度讯号)的垂直分辨率，但捕获后进一步分析有助于提供更多信息。

注意：介于传感器(通道A)是为PicoScope 的 4225 和 4425 型号保留的，他们允许接地电平可以从电池接地浮动+-30V。这种连接方式可以在手动转车轮(仅低频)时检查ABS传感器电源和接地(使用单通道)。

结果：

下面的波型证实了我们用手转动车轮时不但没有讯号输出，也证实以下事情：

1. ABS轮速传感器的电源和接地显示于信道A，并参考传感器接地。

2. ABS控制器给传感器供电，表示电路是正常的。

3. 讯号在线的噪声也表明信道B上的电池和车辆接地电路完整

4. 电流流经传感器(约9mA)，与车轮转动无关。

5. 车轮转动的期间不会产生速度讯号。

基于上述的问题评估可能的原因为：

1. 右后ABS轮速传感器

2. 右后ABS轮速传感器拾波环

3. 右后ABS轮速传感器电路

基于初步评估、经验、可行性来执行该行动计划。

基于以下几点，我们可以有一定程度的把握确认轮速传感器的电路完整性是正常的。如果ABS控制单元检测到对地短路(电流过大)，示波器会检测到瞬间的12V电源(点火开关接通时)，然后伴随着电流的冲击，跑到了0V，因为控制单元为了保护系统而关闭。

在通道A上存在电源和接地的情况下，通过传感器的最小电流(约9mA)，显示了电路并没有对地短路。

对地短路会使通道B(交流耦合)上捕获的特征噪声减少。因此，此处灰色区域是ABS拾波环的状况，如果不拆下轮毂轴承，几乎不可能接近这个ABS传感器感应组件的部分。你可能会说这是因祸得福，因为购买轮毂包含了ABS传感器与拾波环，因此不需要深入探讨。

安装新的轮毂总成后，下面的波形确认故障修复。

上面包含了数学通道(黑色波形)将信道C的数据除以10，来确认ABS轮速传感器的正确电流值。不幸的是，我们没有TESLA的诊断工具来清除故障代码，必须执行多次道路测试来让系统接受轮速讯号恢复正常。只要ABS控制器确认系统的状态，所有警告灯就会消灭，TC与剎车回充就会恢复。

安装部件：

右后轮毂总成 (包含轮速传感器与拾波环)

补充说明：

我想可以肯定地得到结论了，Pico电流钳仍然是诊断工具组中不可或缺的配件。当包含在Pico Scope硬件和软件中时，上面的案例显示了诊断期间经常被忽略的选择工具的潜力。如果没有这类的电流钳，我们要如何做才能确定MRE轮速传感器的运作和电路的完整性?

就本质而言，电流钳肯定是最非侵入性的诊断工具，能够捕获量测电压时看不到的事件，同时也间接确认电压和接地，与组件是否根据奥姆定律正常工作。

你可以表明说，如果电流正确，电压、接地和组件工作正常，可以为你节省两个宝贵的示波器通道来用于其他测量。

确认ABS磁极式拾波环完整性：

当轮毂总成配有轮速传感器与拾波环，我们如何独立使用轮速传感器来验证ABS磁极式拾波环的完整性?

假设拾波环式容易接近的(较少有)，那轴承制造商有提供磁场探测器，且非常简单有效。

在轮速传感器正常工作但拾波环磁场被破坏或磁场降低的情况下，某种形式的速度讯号输出会较明显。但是如果讯号在圆周上的单个位置受损(且希望透过ABS控制器伴随着难以置信的代码)，则讯号可能是零散的、变形的或顺序不均匀的。另一种方式是使用Pico TA330的无钥匙进入探测器，他的操作特性会因磁场特性会因为磁场而变得更加波动。拆下轮速传感器后，把TA330免钥匙进入探测器插入传感器的孔，让传感器尖端靠近拾波环。

使用PicoScope的缩放和过滤功能，选择50mV的输入范围，把缩放增加10倍，并开启默认的1kHz低通滤波器。接着旋转车轮组件(要注意手放的位置与剎车卡钳与悬吊部件周围)。无钥匙进入探测器会产生一个完整的正弦波可以来显示出拾波环的状况和方向，其中可能已经安装了新的车轮轴承。

下面的波形示范了这个准确的技术。

请注意无钥匙进入传感器的运行是与感应式轮速传感器是完全相同，会响应传感器尖端周围磁场的变化。这里的结论是，我们可以确认拾波环安装正确，磁场强度足够与结构均匀。信道B使用光学传感器来确定一个完整的车轮转速。

以下的案例研究介绍了Pico光学传感器的使用：

https://www.picoauto.com/library/case-studies/subaru-with-incorrect-abs-operation

作者: Steve Smith / Rona Eriksen