奥迪A6轿车ABS系统故障诊断与维修

毕业论文毕业论文（设计）题目：奥迪A6轿车ABS系统故障诊断与维修专 业： 汽车检测与维修技术 摘要： 从汽车诞生至今，汽车上使用ABS系统已有60多年的历史。如今ABS系统是车辆评比安全级别的重要标志之一。ABS系统可以显著提高或改善汽车紧急制动时的操控性、稳定性及缩短了制动距离，有效提高行车的安全性。是一种新型的汽车制动（电子控制技术）辅助产品，并得到了广泛的应用。本文以奥迪A6轿车ABS系统论述对象，首先简要描述了ABS系统的组成、工作原理和功能，其次结合实例展开研究奥迪A6轿车ABS系统的常见故障进行诊断分析和排除，最后总结奥迪A6轿车ABS系统日常使用的注意事项。关键词： 汽车ABS系统故障 ABS工作原理 诊断与排除目 录 前言31 汽车ABS系统的简介31.1汽车ABS系统的发展历史31.2汽车ABS系统的特点41.3汽车ABS系统的重要性52 奥迪A6轿车ABS系统的组成与工作原理52.1奥迪A6轿车ABS系统的结构组成52.2奥迪A6轿车ABS系统的工作原理62.3 奥迪A6轿车ABS系统的工作特点7 3 奥迪A6轿车ABS系统的实例故障诊断与排除83.1 奥迪A6轿车ABS 使用与检修的一般注意事项83.2 奥迪A6轿车ABS系统自诊断 83.3 奥迪A6轿车ABS灯常亮故障诊断与排除实施9 结论11参考文献13致谢14前 言人们生活不断的改善，科技在高速发展，汽车工业也在不断的完善。今天的汽车已经踏入了千家万户的门槛，然而汽车使用中产生的安全问题，越来越受到人们的重视。汽车防抱死制动系统(简称ABS)是提高和改善汽车制动性能的重要途径，它能充分发挥轮胎与路面的潜在附着力，最大限度地改善汽车的制动性能，以满足行车安全的需要，它一直是人们追求的目标。虽ABS的理论基础早已确立，但鉴于相关工业如电子技术水平的限制，使可靠性、价格效益比成为ABS发展道路上的两大障碍。20世纪80年代以来，由于电子技术的发展，ABS可靠性得以完善，加之汽车行驶速度的提高，致使制动时车轮抱死拖滑成为行车安全的重大隐患之一，为了改善制动性能，保障行车安全，促进了ABS的使用日益广泛。 本文是奥迪A6轿车ABS系统故障诊断与维修，本文用理论联系实际方法，介绍AS系统的常见故障发生原因和排除故障方法，以及ABS系统使用过程中注意事项。汽车ABS系统的简介 1.1汽车ABS系统的发展历史ABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利，早在20世纪30年代，ABS就已经在铁路机车的制动系统中应用，目的是防止车化在制动过程中抱死，导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。1936年德国博世公司取得了ABS专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成，使用开关方法对制动压力进行控制。20世纪40年代末期，为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗，飞机制动系统开始采用ABS，并很快成为飞机的标准装备。20世纪50年代防抱制动系统开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上；1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。1978年ABS系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的ABS系统，并批量装于奔驰轿车上。由于微处理器的引入，使ABS系统开始具有了智能，从而奠定了ABS系统的基础和基本模式。1981年德国的威伯科（WABCO）公司与奔驰公司在载重车上装用了数字式ABS系统。ABS的市场占有率迅速上升。20世纪80年代中期以后，借助于电子控制技术的进步，ABS的更为灵敏、成本更低、安装更方便、价格也更易被中小型家用轿车所接受。这期间较为典型的ABS装置有博世（BOSch）公司于1979年推出的Bosch2型，大陆特威斯（Teves）1984年推出的具有防抱制动和驱动防滑功能的ABS/ASR 2U型。机械与电子元件持续不断的发展和改进使ABS的优越性越来越明显，随着激烈的竞争，技术的日趋成熟，ABS变得更精密，更可靠，价格也在下降。1.2汽车ABS系统的特点ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是在传统制动系统的基础上，增加了一套防止车轮制动抱死的控制系统。该装置在汽车制动过程中，当车轮趋于抱死，即车轮滑移率进入非稳定区时，会讯速降低制动系统压力，使车轮滑移率恢复到靠近理想滑移率的稳定区内，通过自动，高频率地对制动系统压力进行调节，使车轮滑移率保持在理想滑移率附近的狭小范围内，以达到充分利用车轮与路面间纵向峰值附着系数，实现防止车轮抱死和获得最佳制动性能。采用传统的制动系统制动时，尽管驾驶员可以通过间歇踩、放制动踏板防止车轮抱死，但无法精确地做到判断和控制，特别是在紧急制动时，不可能将车轮滑移率控制在理想的范围之内，往往会使车轮抱死，尤其是汽车在结冰、下雨、打滑的路面上制动时，很容易产生侧滑、甩尾和失去转向控制能力，此时驾驶员容易产生紧张情绪，缺乏安全感。ABS系统的优点可以概括为以下几点：（1） 改善汽车制动时的横向稳定性；（2） 改善汽车制动时的方向操纵性；（3） 改善制动效能；（4）减少轮胎的局部过度磨损；（5）使用方便，工作可靠。1.3汽车ABS系统的重要性通过汽车制动性能的主要评价指标，了解ABS系统对汽车的制动性能有很大的帮助，及ABS系统的重要性，汽车制动性能的主要评价指标如下： （1）制动效能 制动效能主要指制动距离与制动减速度，通常实用中多指制动距离。制动距离是指驾驶员开始踩制动踏板到汽车完全停车所行驶的距离。制动距离越短，越有利于避免交通事故的发生，它是制动性能最基本的评价指标。 （2）制动时汽车的方向稳定性 制动时汽车的方向稳定性，一般是指制动过程中维持汽车直线行驶和按预定弯道行驶的能力。如果汽车制动时发生侧滑、甩尾、严重时出现调头，都不可能维持原行驶方向，会使汽车失去方向稳定性；如果汽车在弯道行驶中制动时，汽车不再按原来弯道行驶，出现冲入其它车道或冲出路面，或者即使是直线行驶，也无法避开障碍物，操纵转向盘也不起作用，则为汽车失去转向控制能力（转向操纵性）。汽车制动过程中，失去方向稳定性和失去转向控制能力，都是造成交通事故的重要原因。 （3）制动效能的恒定性 制动效能的恒定性，主要指抗热衰退性能。抗热衰退性能是指汽车在繁重工作条件下制动时（如下长坡时长时间连续制动），制动器温度升高后，其制动效能的保持程度。它是设计制动器及选材中必须认真考虑的一个重要问题。以上三项指标中，其中两项指标采用ABS装置后，其性能都会有明显的改善和提高对避免交通事故的发生能起到很好的作用，因此ABS是汽车上十分重要的主动安全装置。奥迪A6轿车ABS系统的组成与工作原理2.1奥迪A6轿车ABS系统的结构组成目前，汽车的ABS系统组成如图2-01所示，该系统主要包括制动总泵、轮速传感器、制动分泵、制动压力调节器、ABS电控单元(ECU)/ABS警告灯等装置组成。图2-01 ABS系统的组成及布置1.前轮速度传感器 2.制动压力调节装置 3.ABS电控单元 4.ABS警告灯 5.后轮速度传感器 6.停车灯开关 7.制动主缸 8.比例分配阀 9.制动轮缸 10.蓄电池 11.点火开关2.2奥迪A6轿车ABS工作原理当点火开关接通（ON）时，ABS保护继电器的电磁线圈中就会有电流流过，系统进入自检状态。经过短暂的自检后，如果发现系统中存在影响其正常工作的故障，会保持其自检时的工作状态，即关闭ABS系统。此时压力调节器中各电磁阀的电磁线圈均不通电，各电磁阀均保持在制动压力增大状态，汽车恢复常规制动状态工作。经过自检，未发现影响系统正常工作的故障，ABS就进入等待工作状态。 汽车行驶过程中，各轮速传感器连续地向ABS电脑输入各车轮的轮速信号。当车速超过80km/h后，如果驾驶员踩下制动踏板进行制动时，制动灯开关闭合，蓄电池给ABS电脑一个电压信号。ABS电脑收到蓄电池电压信号后，就判定汽车进入制动状态。它将根据轮速传感器输入的信息，对四个车轮的运动状态进行分析判断。 在制动过程中，各车轮制动未出现趋于抱死时，ABS不工作，此时制动过程与常规制动过程完全相同。在制动过程中，当ABS电脑判定有车轮制动趋于抱死时，就开始对相应的控制通道进行防抱死控制，将车轮滑移率控制在最佳范围之间，直至汽车速度很低或停止。 在制动过程中，ABS ECU控制过程有八个阶段：1.制动开始2.保压3.减压第2阶段4.保压5.增压6.保压7.增压、保压交替作用8.减压。1. 第1阶段（制动开始）在制动初始阶段，制动压力随制动踏制动踏板的压力升高而升高，减速增加。2. 第2阶段（保压）当制动压力升高到一定值时，附着系数与滑移率在规定范围内，ABS ECU发出指令，控制制动压力保持定值，控制过程进入第2阶段。 3. 第3阶段（减压）在保持压力过程中，参考滑移率会增大，ABS ECU发出指令，降低制动压力，控制过程进入第3阶段。4. 第4阶段（保压）制动压力降低后，在汽车惯性力作用下，车速将提升，当车速提升到一定值时，ABS ECU 发出指令，保持制动压力，控制滑移率在规定范围内，控制过程进入第4阶段。5. 第5阶段（增压）在制动压力保持过程中，加速的继续升高，当加速度超过参考值时，ABS ECU发出指令，将控制制动压力增大，控制过程进入第5阶段。6. 第6阶段（保压）制动压力升高后，车轮速度降低，滑移率增大，ABS ECU发出指令，控制保持制动压力，把滑移率控制在规定范围内，控制过程进入第7阶段。7. 第7阶段（增压、保压交替作用）当加速降低到一定值时，ABS ECU将发出指令使相应的电磁阀在“压力升高和压力保持”状态之间交替转换，控制过程进入第7阶段，使车轮速度降低，加速减小。8. 第8阶段（减压）当加速度降低到一定值时，控制过程进入第8阶段，ABS 进入第二个控制周期，控制过程与上述相同，形成一个循环的工作周期。2.3奥迪A6轿车ABS系统工作特点奥迪A6轿车采用BOSCH5.3制动防抱死系统（ABS），此外还配有电子差速锁闭系统（ABS+EDS）及与电子差速锁闭系统配套使用的驱动防滑调节系统(ASR)作为选装件在汽车上，其工作特点如下：汽车制动时，首先由轮速传感器检测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器(ECU)。由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀（若为液压制动系统时，还有液压泵、驱动电机）直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动器的制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动轮被抱死。ABS在汽车进行制动时防止车轮在制动被抱死过程中，EDS（电子差速锁）借助电子控制作用对空转的驱动轮进行抑制，可对差速器产生一个饭作用力矩，使发动机功率更好的传到“未抱死”的打滑的车轮上，倒车时也有效。在车速40km/h以下时，EDS调节起作用；当车速达到40km/h时，EDS自动切断。液压单元内有真空减振器，它用于在EDS工作时，加快车轮制动分泵中压力的产生过程。液压单元压力限制阀工作压力为（172.5）Mpa。为了防止制动系统过热，当达到某一个特定温度时，EDS调节就失效，这个温度由控制单元J104来决定。制动器的实际温度由控制单元按计算出来，制动器温度达到某一下限时，EDS重新开始工作。关闭点火开关后，计算出的制动器温度值就存入存储器，当再次打开点火开关时，仪表板发出一时间信号，控制单元J104利用该时间信号来判断车已停止了多长时间，如果停车时间用于计算制动器的最新温度，则停车时间超过1h，控制单元就认为制动器现在的温度是计算出的最低温度值。如果因温度关系，EDS切断，那么它可以在20次点循环中用测量数据块来显示；ASR（驱动防滑调节装置）驱动防滑是在加速时通过降低发动机功率防止驱动轮打滑，并在各种车速范围内均起作用。EDS和ABS联合使用可改善车的加速状况。通过按中央控制台上的ABS键可以关闭和启动ASR系统。如果ASR被关闭，则仪表盘上的指示灯亮起，在调节操作过程中，指示灯闪烁频率3次/s。根据发动机的型号，ABS还有发动机牵引力矩（MSR）调解功能，MSR用来防止因发动机制动力过大而造成驱动轮抱死。如从3档降为2档时，发动机的制动作用效果通过怠速空气流量调整来降低。ASR功能依赖于控制单元J104与发动机控制单元及变速器控制单元之间的数据交换，即这些控制单元之间的通信。奥迪A6轿车ABS系统的实例故障诊断与排除3.1 奥迪A6轿车ABS 使用与检修的一般注意事项:(1) ABS工作时踏板有震颤感、听到工作噪声属正常现象。(2) 制动系统出现制动不良故障时，应先判断故障是在常规制动系统还是在ABS系统，其方法是断开ABS电子控制器线束，让系统以普通制动系统工作，若情况改善，则为ABS系统故障。(3) 制动液应及时检查、补充，更换.(4) 带ABS的制动系统空气的排除方法与常规制动系统的空气排除方法一般不同，且不同类型的ABS系统，其放气的顺序和程序也可能不同，奥迪A6轿车的排空顺序是：首先把右后轮空气排出，再把左后轮空气排出；然后把右前轮空气排出，最后把左前轮空气排出。 (5) 轮速传感器拆卸时应避免碰撞及敲击。安装时应固定可靠、间隙合适，确保其清洁无油污及脏物。(6) 轮速传感器、压力调节器、电子控制器等元件发生损坏，一般进行换件修理。3.2 奥迪A6轿车ABS系统自诊断（1）系统自检：1) 静态自检： 点火开关一接通，ABS ECU 就立即对其外部电路进行自检，制动警告灯和ABS警告灯亮起，若系统正常，警告灯23s内熄灭，自检过程完成；若系统不正常， ABS警告灯将持续亮起，ABS ECU将故障信息以代码形式存贮，同时关闭ABS系统，提示驾驶员应进行检修。2) 动态自检： 汽车行驶达到一定时速后(因车而异)，系统将对诸如电磁阀、回油泵、轮速传感器等进行自检，若发现异常，则点亮ABS灯，存贮故障代码，关闭ABS。（2）故障码的读取故障码的读取方法有人工和仪器两种 人工读码是先将自诊断座的某些脚短接(如丰田车短接代与E1)，然后根据ABS警告灯的闪烁规律读取，但具体方法及故障码的含义因车而异，操作者需参考维修手册。 仪器读码则只需将自诊断座与仪器相连，按仪器操作提示进行读取，仪器能对故障码含义进行解释。（3）故障码的清除故障码的清除方法也有人工和仪器两种。仪器清除故障码安全可靠，但要求ECU必须提供仪器清除故障码的功能。人工清除故障码的常用方法是断开ABS电子控制器电源(拆保险或断蓄电池线)，但也有例外。3.3 奥迪A6轿车ABS灯常亮故障诊断与排除实施 根据检查步骤：首先检查制动总泵储液罐内的制动液液面高度。如果制动液不足，添加制动液至储液罐的上刻线位置；然后检查制动总泵、各车轮的制动分泵及制动管路无制动液渗漏。把4个车轮顶离地面，用手转动车轮检查，制动蹄回位性能良好，无制动蹄片拖滞现象；最后检查制动蹄片，制动蹄很厚，磨损轻微，制动系统的机械部分正常。起动发动机，把汽车加速至3040km/h的速度，迅速踩下制动踏板，这时4个车轮同时抱死，路面上留下明显制动印痕，说明汽车的常规制动性能良好。把汽车加速至6080km/h的速度，迅速踩下制动踏板，这时4个车轮仍同时抱死，路面上留下十分明显的制动印痕，但汽车无制动跑偏现象，说明汽车制动系统中的ABS系统不工作，制动系统只具备常规制动功能。针对以上故障现象，采取下列方法进行检修：连接故障诊断仪对系统进行检测，发现了个故障码12和16。（12代表泵供电电压故障码，16代表右后轮转速传感器断路或对正极短路的故障码。）根据故障码的提示，进行检查执行元件的性能，于是利用诊断仪进行了执行元件诊断的操作。在进行液压泵性能测试时，液压泵不动作，踏板无振动感。根据这种现象，分析有三种可能的故障原因：液压泵损坏，继电器问题，或液压控制单元损坏。接着继续读取相关数据，查看右后轮转速传感器存在什么问题，于是进入了系统的数据流。将车辆举起，用手转动车轮，观察组数据，结果诊断仪却显示右后轮轮速为零，说明轮速信号没有被控制单元收到或识别。而导致此种现象发生的可能性一般有三个原因：没有信号产生，信号线路问题，或控制单元损坏。为此，直接进行了如下步骤的检测。）检测右后轮轮速信号。利用示波器直接对右后轮的轮速传感器进行了测量，结果有信号，电压幅值随转速上升而升高，频率反映良好。）检测左后轮轮速信号。利用示波器直接对左后轮的轮速传感器进行测量，结果也有信号，但电压幅值随转速上升不明显，频率反映良好。由于系统的控制单元中没有存储左后轮传感器的相关故障，先调整了左后轮传感器的间隙，但波形依旧。）将左后轮轮速传感器连接到右后轮的信号线上，利用诊断仪读取数据。连接好后，结果设备显示右后轮轮速为零。看来是信号线或控制单元内部出现问题。为此，我们决定对相关线束进行检测。经检测，右后轮信号线、接线柱供电脚、蓄电池供电脚及接地脚均正常。根据上述测量结果，判定液压泵继电器或液压控制单元有问题，但需进一步拆检。于是打开了液压泵液压控制单元，经检查，发现继电器烧毁，电路板亦有损伤。根据观察到的故障现象，笔者用焊锡恢复了电路板使其导通，并利用外接继电器替代了损坏的内置继电器。之后再利用故障诊断仪进行执行元件诊断的操作时，液压泵恢复工作。之后又打开了控制单元，经检查，发现内部接脚都是由极细的导线连接，附在块陶瓷片上。在找到右后轮的输入脚后，发现此根极细的导线已经断路。用导线将其焊接好。之后利用诊断仪再读取数据时，右后轮信号恢复正常，同时信号波形差异的问题也不复存在，该车系统的故障全部解决。结论本文对ABS防抱死制动系统进行了细致的分析，在此基础上介绍了奥迪A6轿车ABS防抱死制动系统