现代汽车典型电控系统结构原理与故障诊断第6章.ppt

第六章汽车制动系电控系统结构原理与故障诊断 6 1防抱死制动系统6 2驱动防滑转控制系统思考与练习 6 1防抱死制动系统 6 1 1结构特点1 汽车制动时车轮受力分析1 地面制动力汽车只有受到与行驶方向相反的外力时 才能使汽车制动减速直至停车 这个外力只能由地面和空气提供 由于空气阻力相对较小 为了分析方便 可以近似地认为实际上外力是由地面提供的 称之为地面制动力 地面制动力越大 制动加速度越大 2 制动器制动力在车轮周缘为克服制动器摩擦力矩所需加的力 称之为制动器制动力 3 附着力附着力是地面阻止车轮滑动所能提供切向反作用力的极限值 在一般硬实路面上 轮胎与路面间的附着力可近似认为是轮胎与路面间的摩擦力 在汽车制动时 有纵向附着力和横向附着力 纵向附着力决定汽车的纵向运动 影响汽车的制动距离 4 车轮滑移率当驾驶员踩下制动踏板时 由于地面制动力的作用 使车轮速度减小 车轮处在既滚动又滑动的状态 实际车速与车轮速度不再相等 人们将车速和车轮速度之间出现的差异称为滑移 滑移率是指在制动时 在车轮运动中滑动成分所占的比例 用s表示 式中 v 车轮中心的速度 m s r 车轮不受地面制动力时的滚动半径 m 车轮角速度 rad s 5 附着系数和滑移率的关系横向附着系数越大 汽车制动时方向稳定性和保持转向控制能力越强 当滑移率为零时 横向附着系数最大 随着滑移率的增加 横向附着系数越来越小 当车轮抱死时 横向附着系数几乎为零 汽车方向失控 稳定性差 前轮先抱死时 可能出现方向失控现象 后轮先抱死时 可能出现甩尾现象 s 10 25 时为最佳 2 ABS的特点 1 有效控制车轮滑移率 在汽车制动过程中 当车轮滑移率超过稳定界限时 ABS将自动减小制动压力 以减小车轮制动器制动力 从而减小车轮滑移率 而当车轮滑移率低于稳定界限时 又自动增加制动压力 以增大车轮制动器制动力 从而增大车轮滑移率 2 提高了制动稳定性 防抱死制动系统避免了汽车制动时车轮抱死状态 保持了较大的侧向附着系数 消除了车轮抱死情况下出现的侧滑 甩尾甚至掉头等情况 并保证了紧急制动情况下良好的转向性能 3 具有故障自诊断能力 在防抱死制动系统出现故障后 能自动停止工作 恢复普通制动装置的工作 并将故障以代码的形式显示出来 6 1 2系统分类与组成1 ABS的基本组成除原有的制动系统 真空助力装置有些没有 外 另增加了液压调节器 带液压油泵 车轮转速传感器 电控单元 ECU 及电路等装置 图6 1为桑塔纳2000轿车上使用的ABS组成及其安装位置图 图6 2为LS400ABS布置形式 图6 1桑塔纳2000轿车的ABS组成及安装位置 图6 2LS400ABS布置形式 2 ABS的分类按不同的标准 ABS可以有不同的分类 1 按组成结构的不同 ABS可分为整体式和分体式 整体式ABS的制动主缸 液压调节器和各控制阀制成一体 有些无真空助力元件 采用此类结构的车辆有福特车系 Ford 绅宝车系 SAAB 通用车系 GM 的别克 卡迪拉克等 分体式ABS的制动主缸和真空助力液压元件仍采用传统制动装置 制动主缸和调节器及各控制阀没有制成一体 如宝马车系 BMW 丰田车系 TOYOTA 通用车系 GM 的克尔维特 阿尔法等 2 按控制回路的不同 ABS可分为四种 单通道控制回路 如图6 3所示 配有一个或两个传感器 双通道控制回路 如图6 4所示 配有二至四个传感器 通常为两前轮一起控制 两后轮一起控制 三通道控制回路 如图6 5所示 配有三个或四个传感器 两前轮单独控制 两后轮一起控制 四通道控制回路 如图6 6所示 配有四个传感器 四轮独立控制 3 按制动力源的不同 ABS可分为气压式 液压式和气顶液压式 图6 3单通道控制回路 图6 4双通道控制回路 a 双通道前轮独立 后轮低选择控制的ABS b 双通道前轮独立控制的ABS 图6 5三通道控制回路 a 三传感器三通道前轮独立 后轮低选择控制的ABS b 四传感器三通道前轮独立 后轮低选择控制的ABS 图6 6四通道控制回路 a 四通道四轮独立控制的ABS b 四通道前轮独立 后轮低速控制的ABS 6 1 3结构与原理1 车轮转速传感器车轮转速传感器的作用是检测车轮的速度 并将速度信号输入ECU 目前常用的车轮转速传感器有电磁感应式和霍尔式两种 1 电磁感应式车轮转速传感器桑塔纳2000GSi和2000GSi AT型轿车采用此类转速传感器 它是通过线圈的磁通变化 感应出脉冲电压信号的装置 车轮转速传感器外形如图6 7所示 结构如图6 8所示 图6 7车轮转速传感器外形 图6 8车轮转速传感器结构图 a 凿式极轴 b 柱式极轴 电磁感应式车轮转速传感器 由磁感应传感头和齿圈两部分组成 根据极轴的结构形式不同 电磁感应式转速传感器又分为凿式和柱式等 传感头为静止部件 由永久磁铁 感应线圈和磁极 极轴 构成 安装在每个车轮的托架上 有两根引线 屏蔽线 接至电控单元 齿圈为运动部件 安装在轮毂或轮轴上 和车轮一起旋转 其齿数的多少与车型及电控单元有关 不同车型的ABS装置不通用 电磁感应式车轮转速传感器工作原理如图6 9所示 当齿圈随车轮旋转时 由于磁极及齿圈间的间隙发生变化 齿顶 齿根 使得通过线圈的磁通发生变化 从而在线圈上感应出一交流电动势 其频率与车轮转速成正比 电动势的大小 振幅 也与转速成正比 如达科 Delco 公司生产的ABS 其电磁感应式传感器在低速及高速时的电压信号变化为0 1 9V电控单元依据此信号频率确定转速 并测算出瞬时制动减速度及制动滑移率 从而控制制动液压 防止车轮抱死 图6 9电磁感应式转速传感器工作原理示意图 a 齿隙与磁芯端部相对时 b 齿顶与磁芯端部相对时 c 传感器输出电压 电磁感应式车轮转速传感器具有如下特点 输出信号随转速的变化范围大 当车轮转速过低时 通过线圈的磁通量变化速率低 从而使电磁感应式转速传感器输出信号变弱 反之 车轮转速高时 传感器输出的信号变强 由于过低的电压信号电控单元是无法接收的 故在低速时 通常在车速小于15km h时 将造成ABS无法工作 频率响应性差 转速过高时 一般在车速大于160km h时 有时会输出错误信号 同样造成ABS无法工作 抗电磁波的干扰能力差 尤其是转速过低时 输出的信号幅值小 易受到外界信号的干扰 故其输出线是用屏蔽线 而不能用其它电线代替 2 霍尔式车轮转速传感器霍尔式车轮转速传感器由传感头和齿圈两部分构成 传感头由永磁体 霍尔元件和电子电路等组成 霍尔式车轮转速传感器工作原理如图6 10所示 图6 10 a 中穿过霍尔元件的磁力线分散 磁场较弱 图6 10 b 中则相反 磁场较强 这样齿圈随车轮转动时 使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化 从而产生霍尔电压 毫伏级准正弦波电压 此电压信号再由电子电路转换成标准的脉冲电压信号输入电控单元 图6 10霍尔式车轮转速传感器工作原理示意图 a 磁场较弱时 b 磁场较强时 霍尔式车轮转速传感器具有以下特点 输出信号电压幅值不受转速的影响 在汽车电源电压12V条件下 其输出信号电压保持在11 5 12V不变 频率响应性好 其响应频率高达20kHz 用于ABS系统时 相当于车速为1000km h左右时所检测的信号频率 抗电磁波干扰能力强 由于其输出信号电压不随转速的变化而变化 且幅值高 故具有很强的抗电磁波干扰的能力 2 制动压力调节器1 液压循环式制动压力调节器液压循环式制动压力调节器 主要由一只电动泵 储能器 八个电磁阀等构成一个整体 八个电磁阀分别控制通往前后轮的四个管路的油压 每个管路中一对电磁阀中的一个是常开进油阀 另一个是常闭出油阀 八个电磁阀的开闭由电控单元控制 电动泵两端的进出油路上分别设置有一个吸入阀和压力阀 储能器和电动泵并联 用以存储从制动工作缸流回的制动液 并减轻油压的脉动 桑塔纳循环式制动压力调节器的外形如图6 11所示 图6 11桑塔纳循环式制动压力调节器外形图 液压循环式制动压力调节器的压力调节可分为4个阶段 1 制动油压建立 初始制动阶段 图6 12 当驾驶员踩下制动踏板时 制动主缸产生的油压通过管路 并经不通电的进油阀进入制动工作缸 不通电的出油阀处于关闭状态 从而使车轮制动器产生制动力 随着驾驶员踩下制动踏板 制动压力逐渐上升 车轮转速逐渐下降 初始制动阶段ABS的电控单元不对制动液压进行控制 整个过程和传统制动系统相同 图6 12初始制动阶段 2 制动压力保持阶段 图6 13 随着制动压力升高和车轮转速下降到一定程度 车轮开始出现部分滑移现象 当车轮的滑移率达到10 20 左右时 ABS中的电控单元将输出控制信号给进油阀 使其通电而关闭油路 出油阀不通电仍处于关闭状态 此时 制动工作缸内油压将保持不变 即处于某一个稳定的油压状态下 3 制动压力降低阶段 图6 14 当制动油压保持不变而车轮转速继续下降 车轮的滑移率超过10 20 左右时 ABS中的电控单元将输出控制信号给出油阀 使其通电而处于打开状态 进油阀继续通电而处于关闭状态 从而使制动工作缸内的高压油从出油阀经管路流入储能器中 制动工作缸内的制动油压下降 车轮转速由下降逐渐变为上升 滑移率也由增加逐渐变为下降 与此同时 ABS中的电控单元还将输出控制信号给电动油泵 使其工作 并把储能器和由出油阀流出的压力油泵回制动主缸 以保证制动工作缸内的制动液压能迅速有效地下降 图6 13制动压力保持阶段 图6 14制动压力降低阶段 4 制动压力增加阶段 图6 15 当车轮转速上升 滑移率下降到低于10 20 时 ABS中的电控单元将输出控制信号给进 出油阀 使其断电 此时 进油阀打开 出油阀关闭 制动主缸和制动工作缸油路接通 制动主缸的压力油进入制动工作缸 制动油压增加 车轮转速又开始下降 同时电动泵继续工作 以保证制动油压的增加更快速有效 如此交替控制进 出油阀的开闭 其变化频率约为5 6次 秒 使车轮的滑移率始终被控制在10 20 左右 从而使汽车的制动性能达到最佳状态 图6 15制动压力增加阶段 2 可变容积式制动压力调节器可变容积式制动压力调节器和循环式制动压力调节器在结构上有所不同 其制动液压油路和ABS控制油路是隔开 并联 的 采用此结构的车辆有本田公司生产的车辆 通用公司的部分车辆 装用坦威斯公司 TEVES 生产的部分ABS的车辆等 可变容积式制动压力调节器的结构如图6 16所示 它由液压泵 储能器 控制阀 控制活塞 电磁阀等组成 图6 16可变容积式制动压力调节器内部结构简图 可变容积式制动压力调节器的工作原理可分为如下4个过程 1 常规制动状态 如图6 17所示 当驾驶员刚踩下制动踏板时 ABS不工作 电磁阀线圈无电流 此时电磁阀将液压控制活塞工作腔与回油管路接通 液压控制活塞在强力弹簧作用下移至最左端 从而打开单向阀 事实上不制动时单向阀是常开的 使制动主缸和制动工作缸接通 制动工作缸的液压随制动主缸的液压增大而增大 车轮制动器产生制动力 以使汽车减速 图6 17常规制动状态 2 减压工作过程 如图6 18所示 当车轮的滑移率接近20 时 电控单元给电磁阀线圈通一大电流 通过继电器 柱塞克服弹簧弹力右移 关闭液压控制活塞工作腔与回油管路的通路 同时接通工作腔和储能器及油压泵 此时来自储能器及油压泵的高压液体进入控制活塞工作腔 克服强力弹簧弹力使活塞右移 关闭单向阀 切断制动主缸和制动工作缸的通路 使制动工作缸液压不再增大 活塞继续右移 继而使活塞左端的空腔体积增大 制动工作缸的液压下降 制动力下降 以防止车轮抱死 3 保压工作过程 如图6 19所示 电控单元给电磁阀线圈通小电流 电磁阀柱塞在弹簧的作用下左移 切断了液压控制活塞工作腔和储能器的通路 这样液压控制活塞左工作腔油压和制动工作缸液压与强力弹簧弹力达到平衡 液压控制活塞处于一固定位置 单向阀仍关闭 从而使通制动工作缸一侧的容积不再变化 制动工作缸压力保持不变 维持制动状态 图6 18减压工作过程 图6 19保压工作过程 4 增压工作过程 如图6 20所示 电控单元切断电磁阀线圈电流 柱塞在弹簧作用下左移 接通工作腔和储能器 回油通路 液压控制活塞在强力弹簧作用下左移 左侧容积减小 制动液压增大 至单向阀打开后 制动工作缸的制动液压随制动主缸液压增加而增加 从而使制动器制动力增大 图6 20增压工作过程 3 电控单元1 ABS电控单元的基本原理目前的ABS大多采用所谓的 车身参考速度 或 假设的车身速度 来代替实际车速 该参考速度要求和实际车速相接近 其确定方法如下 以ABS刚进入工作时的车速作为车轮刚进入抱死初期时的实际车速 以ABS刚进入工作时的车轮减速度作为车轮刚进入抱死初期时的汽车减速度 有了上述的汽车车速和减速度 则后续制动过程中的车速变化情况就可以推算出来 因此把上述的车速称为 车身参考速度 ABS逻辑控制图如图6 21所示 图6 21ABS逻辑控制图 ABS电控单元的工作过程如下 1 电控单元接受制动信号和车轮转速信号之后 计算各车轮的线速度和减速度 并判定汽车的瞬时速度 车身参考速度 2 制动时 车轮线速度下降 如果车轮线速度与 车身参考速度 之间的差值达到并超出预先设定的 门槛值 点A以外 则意味车轮的减速条件已达到或超过设定值 此时滑移率大于20 于是电控单元立即输出一个 减压 信号给电磁阀 在A和B之间作用 使制动工作缸内的制动液压减小 以降低制动器制动力 3 减压 以后车轮线速度逐渐回升 开始时仍下降 当车轮速度达到B点时 速度不再下降的位置 电控单元就发出 保压 信号给电磁阀 使制动工作缸的制动液压维持在某一值 B和C之间 4 当车轮的线速度上升至C点 电控单元则判定车轮不再抱死 并输出一 增压 信号 C和D之间 给电磁阀 使制动工作缸的制动液压增大 以增大制动器制动力 5 在D和E之间 制动压力通过增压和保压连续地重复作用 试图使制动时的实际车轮速度和 车身参考速度 保持一致 6 如果车轮的减速程度再次超过 门槛值 则制动工作缸的制动液压将重复上述 2 到 5 的控制过程 2 ABS电控单元内部电路的构成及作用通常ABS系统的电控单元内部电路由以下几个电路构成 1 输入级电路 由一低通滤波器和用以抑制干扰并放大车轮转速信号的输入放大器组成 输入级电路的作用是将车轮转速信号换成数字脉冲信号输入运算电路 根据车轮转速传感器的数量 三个或四个 输入通道就有三个或四个 相应的输入放大电路也就相应有三个或四个 2 微处理器 逻辑运算电路 其作用是 进行车轮线速度 瞬时速度 初始速度 滑移率 加速度和减速度运算 进行液压调节器的电磁阀控制参数的运算和监控运算 放大后的车轮转速传感器信号输入线速度运算电路 计算出瞬时线速度 由瞬时线速度经积分电路计算出初始速度 根据初始速度和瞬时速度 通过加速度 减速度 滑移率运算电路 计算出加速度 减速度及滑移率 电磁阀控制参数运算电路根据以上计算参数得出电磁阀控制参数 并输入到输出级 电磁阀控制电路 由输出级输出电磁阀控制电流 3 输出级 电磁阀控制 电路 其作用是接受电磁阀控制参数信号 控制大功率管给继电器或电磁阀线圈提供控制电流 4 稳压 监控 保护 故障反馈电路和继电器驱动电路 安全保护电路 其作用是 将汽车电源 蓄电池 发电机 提供的12V或24V的电压变为电控单元内部所需的5V标准稳定电压 同时对电源电压的稳定 各输入 输出电路信号实行监控 当出现故障时 停止ABS工作 可进行常规制动 同时点亮ABS故障灯 并将故障以故障码的形式存入随机存储器中 6 1 4故障诊断与检修1 ABS故障诊断与检修基础1 正确区分ABS和常规制动系统 1 噪音 ABS工作时 液压调节器内的电磁阀动作会产生噪音 2 制动抱死 ABS很少发生这种情形 例如前轮回路的ABS分离阀卡在开关位置 常规制动系统会抱死 3 踏板震动 ABS工作时的液压回馈到踏板时 会引起踏板快速震动 但在常规制动工作时 若有震动发生 可能是制动盘不平 制动鼓失圆或者车轮轴承松动 4 迟滞 在常规制动时 若制动容易出现抱死的倾向 则检查制动蹄片是否脏污 并且检查制动盘 制动鼓是否严重磨损 5 拖曳 在附带巡航控制系统的ABS中 当电流流经巡航控制系统中的控制电磁阀及液压泵时 可能会引起系统对驱动轮施以制动而发生拖曳的现象 6 制动踏板过硬 在整体式的ABS中 踏板变硬可能表示ABS中发生故障 因为在整体式ABS中 总泵及蓄压器不良或储能器无法蓄压时 都会导致踏板变硬 2 检修注意事项 1 ABS与常规制动系统是不可分割的 如果制动系统出现故障 通常应首先判断出是ABS的故障还是常规制动系统的故障 2 制动液每年要求更换一次 3 在对高压储能器这类制动系统的液压系统进行维修之前 应首先泄压 使储能器中的高压制动液完全释放 在释放储能器中的高压制动液时 先将点火开关断开 然后反复地踩下和放松制动踏板 至少要25次以上 直到踩下制动踏板觉得很硬时为止 4 制动液压系统进行维修以后 或者在使用过程中踩下制动踏板觉得变软时 应按照要求的方法和顺序对制动系统进行空气排除 5 维修轮速传感器要十分细心 拆卸时不要碰撞和敲击传感头 传感器间隙有的不可调 有的可调 调整时应用非磁性塞尺或纸片 6 尽量选用生产厂家推荐的轮胎 7 高温环境容易损坏ECU 一般ECU只能承受90 温度 或在一定时间内承受85 温度 在对汽车进行烤漆作业时 应视情况将ECU从车上拆下 8 装有ABS的汽车和传统制动系统的制动操作方法是一样的 但在紧急制动时 不要重复地踩制动踏板 而只要把脚持续地踩在制动踏板上 ABS就会自动进入制动状态 不需人工干预 多踩几次制动踏板 反而会使ABS的ECU得不到正确信号 导致制动效果不良 对液压制动系统而言 ABS工作时制动踏板会有些轻微振动 或听到系统工作时有一点噪音 这些都是正常现象 表明ABS正在工作 并非故障 3 故障诊断基本步骤 1 听取用户反映 2 直观检查 在ABS系统出现故障或感觉系统工作不正常时可先进行初步目视的直观检查 制动液面是否在规定的范围内 保险丝 继电器 插头和连接器是否良好 检查ABSECU连接器 插头和插座 连接是否良好 检查ABSECU 压力调节器等的接地线是否接触可靠 3 路试 进行路试时 应首先检查制动踏板感觉是否适宜 同时应分清ABS工作和不工作时的区别 测试ABS工作是否正常 应至少在40km h的初速度下紧急制动 若感觉到制动踏板有轻微的颤动 轮胎抱死时间小于1s 轮胎与地面基本上无拖痕 则说明ABS工作正常 否则说明ABS不起作用 4 读取故障码 如果电子控制器发现系统中存在故障 一方面使ABS警示灯点亮 中断ABS工作 恢复常规制动系统 另一方面将故障码存入存储器中 可采取下述方法读取故障码 用专用诊断测试仪 连接自诊断启动电路 利用仪表板信息显示系统 故障排除后要清除故障码 5 快速检查 快速检查一般是在自诊断基础上进行的 它是利用ABS诊断测试仪 接线端子盒或万用表等 对系统可能有故障的部位的电路和元器件进行连续测试 以查找故障的方法 2 ABS自诊断ABS均具有自诊断功能 不同的自诊断系统 其故障代码的提取方式也不同 1 LS400轿车ABS自诊断当点火开关接通时 ABS警示灯应亮3s 若不亮 应检查ABS警示灯电路 1 将点火开关转到 ON 位 拆下诊断检测连接器 2 用跨接线连接TDCL或连接器的端子Tc和E1 3 读出组合仪表上ABS警示灯所显示的故障代码 表6 1凌志LS400轿车ABS故障代码及故障原因 2 上海别克轿车ABS自诊断上海别克轿车ABS的EBCM EBTCM 电子制动控制模块 电子制动牵引力控制模块 具有自诊断功能 其故障代码可用TECH 诊断仪读取 表6 2所示为上海别克轿车ABS故障代码及故障原因 表6 2上海别克轿车ABS故障代码及故障原因 3 ABS的基础检查与调整1 ABS的空气排放ABS制动液压系统中有空气侵入时 就会感到制动踏板无力 制动踏板行程过长 致使制动力不足 甚至制动失灵 因此 在制动液压系统中有空气侵入时 特别是在制动液压系统进行修理以后 必须对制动液压系统进行空气排除 1 常规制动系统空气排放 用一根软管一端接到放气螺钉上 一头插到容器中 一人用力迅速踩下并缓慢放松制动踏板 如此反复 另一人拧松放气螺钉 管路中空气随制动液排出 排出后再将螺钉拧紧 重复上述步骤 直到容器里没有气泡为止 按由远到近的顺序排出制动油缸的空气 观察液面 必要时添加制动液 2 ABS空气排放 先排除制动系统中存在的故障 并检查制动液压系统中的管路及其接头 如发现管路破裂或接头松动 应进行修理 检查储液室中的液位情况 如果发现液位过低 应先向储液室补充制动液 在储能器中往往蓄积着压力很高的制动液或矿物油 如果在松开排气螺钉时不注意 高压油液可能会喷出伤人 例1 BOSCH 3ABS空气排放 点火开关置于断开位置 OFF 踩动制动踏板25次以上 使储能器中蓄积的制动液完全释放 对制动管路进行空气排除可以采用压力排气法或人工排气法 排气顺序为左后 右后 左前 右前 对制动液压总成进行空气排除 先将储能器制动液完全释放 将储液室中的制动液加注到最高液位标记处 再将一根透明塑料软管的一端连接在制动液压总成右侧的排气螺钉上 而将软管的另一端浸入盛有制动液的容器中 将排气螺钉拧开1 2 3 4圈 将点火开关置于点火位置 使电动泵泵出的制动液中没有气泡时 再将排气螺钉拧紧 取下排气软管 将点火开关置于断开位置 使电动泵停止运转 例2 BENDIX 6ABS空气排放 人工排气法按右后 左后 右前 左前的顺序进行 如果在制动压力调节装置中也有空气侵入 按下述步骤对制动压力调节装置进行空气排除 将排液软管与第二排气螺钉连接 轻轻地踩下制动踏板 拧松储器第二排气螺钉 通过解码器 如克莱斯勒的DRB 的电磁阀控制功能 使左前进液电磁阀和左前出液电阀进入工作循环 排出的制动液中无气泡时 将储液器第二排气螺钉拧紧 通过储液器第一排气螺钉按上述步骤进行排气 通过解码器使右前进液电磁阀和右前出液电磁阀进入工作循环 2 制动踏板的检查与调整 1 检查和调整制动踏板高度 丰田凌志LS400轿车制动踏板距离地板衬板面的高度为142 8 152 8mm 2 检查和调整制动踏板行程 上海别克轿车制动踏板行程为74mm LS400轿车制动踏板行程为75mm 3 检查和调整制动踏板自由行程 丰田凌志LS400轿车制动踏板自由行程为3 5mm 3 储液器液面的检查在储液器中装有一个液面传感器 液面较低时会发出警报 应及时添加制动液 注意 添加制动液时不要超过储液器上的 MAX 线 4 制动助力器的检测 1 检查助力器的工作状况 踏下制动踏板 启动发动机 踏板应稍有下移 踩住踏板 发动机熄火时 若踏板稍有上移 则助力器工作正常 2 检查助力器的密封性 启动发动机 1min或2min后停机 再慢慢踩下制动踏板数次 如果踏板第一次达到的位置最低 第二 第三次逐渐升高 则助力器密封性良好 发动机运转时踩下制动踏板 在不放开踏板的情况下停机 踩住踏板30s后 踏板余量行程没有改变 则助力器密封性良好 4 常见ABS故障诊断与检测1 丰田凌志LS400轿车ABS故障诊断与检测丰田凌志LS400轿车ABS主要由ECU 4个车轮转速传感器 油泵和三位电磁阀等组成的制动压力调节装置及制动报警装置组成 其电控系统原理如图6 2所示 1 电源电路的故障诊断 首先检查蓄电池电压 电压值应在10 14V范围内 拆下带连接器的ABS 和TRC 的ECU 点火开关置 ON 检查ECU连接器端子IG与GND之间的电压 应为蓄电池电压 测量ECU连接器端子GND与车身搭铁线之间的电阻 阻值应为0 从1号接线盒上拆下ECU IG保险丝并进行检查 若不导通 应检查所有与ECU IG保险丝连接的配线 元件是否短路 若导通 应检查ECU与蓄电池之间的配线和连接器是否开路 2 ABS执行器电磁继电器电路的故障诊断 拆下空气滤清器和管道 脱开ABS执行器连接器 检测A1端子2与A2端子4之间的电压 应为蓄电池电压 若不正常 则检修蓄电池与ABS执行器 ABS执行器与车身搭铁之间的配线和连接器 检查ABS执行器 A2端子2与端子5应导通 A3端子2与A2端子4应导通 A1端子2与A3端子2不导通 若在A2端子2和5之间施加蓄电池电压 则A3端子2与A2端子4之间不导通 A1端子2与A3端子2导通 若不正常 应检查ABS执行器继电器 检查ABS执行器电磁继电器 端子1与3应导通 端子2与4应导通 端子4与5不导通 若在端子1和3之间施加蓄电池电压 端子2与4应不导通 端子4与5应导通 若不正常 则更换电磁继电器 检查ECU与ABS执行器之间的配线和连接器 ECU等 3 ABS执行器油泵继电器电路的故障诊断 拆下空气滤清器和管道 脱开ABS执行器连接器 点火开关置 ON 测量ABS执行器配线侧连接器A1端子1与车身搭铁线之间的电压 应为蓄电池电压 若不正常 则检修蓄电池与执行器之间 执行器与搭铁线之间的配线和连接器 检查ABS执行器连接器 A2端子1与5应导通 A1端子1与A3端子3不导通 在A2端子1和5之间施加蓄电池电压 A1端子1与A3端子3应导通 若不正常 则检查油泵继电器 检查ABS油泵继电器 端子1与2应导通 端子3与4应导通 在端子1与2之间施加蓄电池电压 端子3和4应导通 若不正常 则更换油泵继电器 检查ECU与ABS执行器之间的配线和连接器 ECU等 4 ABS执行器电磁阀电路的故障诊断 拆下空气滤清器和管道 脱开ABS执行器连接器 点火开关置 ON 测量执行器配线侧连接器A1端子2和A2端子4之间的电压 应为蓄电池电压 否则 应检修蓄电池与执行器之间 执行器与车身搭铁之间的配线和连接器 分别检查执行器连接器端子2与端子1 4 5 6之间是否导通 不导通则更换ABS执行器 检查ECU与ABS执行器之间的配线和连接器 ECU等 不正常应维修或更换 5 ABS油泵电路的故障诊断 拆下进气管道 脱开ABS执行器连接器A3 检查A3端子3与车身搭铁线之间是否导通 若导通 正常 则更换ABS执行器 若A3端子3与搭铁线之间不导通 不正常 应检修ABS执行器与车身搭铁线之间的连接器 6 车速传感器电路的故障诊断 检测车速传感器 前后轮车速传感器连接器端子1与2之间的电阻应为0 9 1 3k 端子1和2与车身搭铁线之间的电阻应为 若不正常 则应更换车速传感器 检查ECU与各车速传感器之间的配线和连接器 若不正常 则维修或更换 拆下前 后车速传感器 检查传感器转子有无损伤 缺齿现象 并检查安装情况 若不正常 则更换车速传感器或转子 7 ABS制动警示灯电路的故障诊断 ABS制动警示灯不亮的诊断过程为 检查组合仪表 若不正常 则更换灯泡或组合仪表总成 拆下空气滤清器和管道 脱开执行器连接器 将正表棒接连接器A2的端子6 负表棒接端子4 检查端子4和6之间是否导通 若导通 正常 应检查组合仪表与执行器之间 执行器与车身搭铁之间的配线和连接器 若不导通 检查执行器电磁继电器 从ABS执行器上拆下电磁继电器 检查各端子的导通情况 端子1与3应导通 端子2与4应导通 端子4与5应不导通 在端子1与3之间施加蓄电池电压 端子2与4应不导通 端子4与5应导通 若不正常 则更换继电器 若正常 则更换ABS执行器 ABS警示灯常亮的诊断过程为 脱开连接器 检查ABS警示灯 若输出故障代码 则按故障代码提示进行诊断和维修 若警示灯一直亮 则检查ECU与警示灯 ECU与连接器之间的配线和连接器 ECU等 若不正常 则修理或更换 若警示灯不亮 则检查ABS执行器连接器A2的端子4和6的导通情况 若正常 则检修相应的配线和连接器 若不正常 则检修或更换ABS电磁继电器 ABS执行器 8 传感器检查电路的故障诊断 测量诊断用连接器内端子TS和E1之间的电压 应为10V左右 检查ECU与连接器之间 连接器与车身搭铁之间的配线和连接器 ECU等 若不正常 则维修或更换 2 桑塔纳2000GSiABS故障诊断与排除MK20 I制动系统 三通道调节回路 前路独立调节 后轮以两轮中较低附着系数为依据调节 1 ABS控制器一般不拆装 2 前轮转速传感器检测 先进行外观检查 齿圈 轴承不得有脏物 再检测齿圈与转速传感头的间隙 应为1 1 1 97mm 用示波器测试端子 左前轮4与11 右前轮3与11的电压应为70 310mV 300r min时 电阻为1 0 1 3k 3 后轮转速传感器检测 齿圈与转速传感头的间隙应为0 42 0 80mm 用示波器测试端子 左前轮4与11和右前轮3与11的电压均应为260mV 30r min时 电阻应为1 0 1 3k 4 控制器编码 由于车辆维修站提供的ABS控制器配件未经过编码 因此 在更换ABS控制器时用仪器进行编码 如果未编码或编码错误 则ABS报警灯和制动装置报警灯按每秒1次的频率闪烁 编码应为04505 5 最终控制诊断 用于诊断液压泵和液压循环的功能 并通过交替开闭阀门和释放压力来检查 6 基本设定 用于ABS系统的加液和排气 如出现由系统泄漏等原因而使储液罐中的制动液流尽时 应进行基本设定 5 ABS故障实例实例一 某丰田车装有ABS系统 发生事故 ABS调节器和管路损坏 更换了管路和调节器 试车 发现有的车轮抱死 有的车轮则一点制动都没有 故障诊断 1 区分ABS与常规制动 ABS警告灯亮起1 2s后熄灭 正常 用仪器读故障码 正常 拔下ECU的插头 制动以常规制动试刹车 车辆4个制动痕迹正常 最后认定ABS系统有问题 2 ABS故障分析与排除 该车辆ABS是四轮独立控制形式 是根据车速传感器控制制动压力 即某车轮轮速信号和某轮的压力调节是一一对应关系 如果出现ABS接收某轮的轮速信号 而去控制另一车轮的压力调节 即当某一车轮有抱死趋势的轮速信号 由ECU接收而去控制稍迟后的车轮分泵的液压 使之减压 不抱死 而该不抱死的车轮轮速信号被ECU接收而去控制有抱死趋势的车轮 使之加压 最后结果会导致有的车轮完全抱死 随后对管路和线路进行一一对应检查 检查发现管路接头松动 拧紧后 故障排除 实例二 一辆凌志LS400轿车没有防抱死功能 故障现象 一辆凌志LS400轿车 已行驶120000km 一直正常保养制动系统 在跑过一次长途后 发现ABS故障灯常亮 制动时有拖滞现象 并且无ABS功能 该车曾在当地一家修理厂修过 其后ABS灯不再常亮 但制动系统仍不具备防抱死功能 故障分析 ABS故障灯常亮时制动无防抱死效果且产生制动拖滞现象是正常的 因为 在ABS系统中一般都设计了一个补救措施 那就是当ABS系统出现故障时 汽车仍能具有普通制动系统的制动效果 但如果ABS灯不再常亮 就不应该产生制动抱死的现象 这二者之间是相互矛盾的 故障诊断 虽然此车的ABS故障灯不常亮 但检修时首先还是利用汽车的故障自诊功能调取故障码 检修时的操作方法如下 将ABS系统维修用连接器接头分开 位于发动机舱内右侧减振器旁边的一个白色接头 将点火开关置于 ON 位 将发动机舱内的故障诊断插座盖打开 依据盖上图示 用跨接线连接Tc脚和E1脚 根据仪表盘上ABS故障灯的闪烁频率读码 实例三 一辆奥迪100C3V6轿车ABS灯时亮时不亮 故障现象 奥迪100C3V6轿车行车时踩制动踏板 ABS工作正常 但在制动终了时 车轮前侧会发出 吱 的一声 ABS故障灯时亮时不亮 当ABS故障灯亮时 故障会消失 故障诊断与排除 询问驾驶员得知 此车在其他修理厂检查时 发现制动盘和摩擦片都已磨损到极限 并进行了更换 但制动时声音仍然存在 用故障测试仪检查ABS系统 显示是右前轮车速传感器故障 更换新的传感器 但是故障还是没有排除 根据驾驶员所述 凭直觉好像不是传感器损坏 以为另有原因 切断ABS电源 让其停止工作 进行路试 响声消失 接上ABS电源 让其停止工作 进行路试 响声消失 接上ABS电源 让ABS参与工作 响声又出现了 好像是制动盘没有抱紧的声音 由此可初步判断 故障是在ABS 用专用检测仪检查故障码 该车的诊断座在驾驶员侧加速踏板上方 再次显示右前轮车速传感器故障 看来问题还是在传感器上 将车架起一点 使车轮离地 打开发动机盖 右侧和左侧车速传感器的接头在左右两侧悬架内侧 靠近防火墙 用数字万用表检测左右两侧车速传感器的电阻 左侧为1 12k 右侧为1 13k 正常 标准值为1 0 1 3k 启动发动机 挂上一挡 检测传感器电压 右侧几乎没有变化 电压为0V 左侧传感器电压在1V左右变化 均不正常 lr s时 前轮电压应为70 310mV 后轮电压应为190 1140mV 关闭发动机 再次检查传感器 发现传感器好像没有插到底 用力按却按不进去 将传感器拔出 查看信号转子 看到信号转子的位置只有一半对着车速传感器 而信号转子旁边的凸起边正好挡住传感器插入通道的底部 再仔细观察又发现悬架减振柱底部固定横拉杆的座有损坏的痕迹 是用电焊修复过的 再次询问驾驶员才知道 此车半年前出过事故 右前轮损坏 为了节省维修费用 损坏的悬架减振柱没有更换 而是采用补修的办法 原来 这才是故障的真正原因 6 2驱动防滑转控制系统 6 2 1结构特点1 滑转与滑移1 滑转与滑移的区别当车轮转动而车身不动或是汽车的速度低于转动车轮的轮缘速度时 轮胎与地面之间就有相对的滑动 我们把这种滑动称为 滑转 以区别于汽车制动时车轮抱死而产生的 滑移 只有驱动车轮才会产生 滑转 而所有车轮都可能产生 滑移 驱动车轮的滑转 同样使车轮与地面的附着力下降 纵向附着力下降 会使驱动车轮产生的牵引力减少 横向附着力的下降 又会降低汽车在起步 加速 滑溜路面行驶时的稳定性 2 影响滑转率的因素随着驱动轮转矩的不断增大 汽车的驱动力也随之增大 当驱动力超过地面附着力时 驱动轮就开始滑转 我们有时会看到汽车起步时 尽管驱动轮不停地转动 但汽车却原地不动 这就是所谓的驱动轮滑转 驱动轮的滑转程度用驱动轮滑转率sd表示 其表达式为 式中 sd 驱动时的滑转率 Vw 车轮滚动时瞬时圆周速度 m s v 汽车行驶速度 车轮中心纵向速度 m s r 车轮半径 m 车轮转动角速度 rad s 当车轮在路面上完全滚动时 汽车速度完全由车轮滚动产生 v r 滑转率sd 0 当车轮在路面上完全滑转时 车速v 0 其滑转率sd 100 当车轮在路面上边滚动边滑转时 r v 则0 sd 100 在车轮转动中 滑转所占的比例越大 滑转率sd也越大 2 ASR与ABS的比较ABS的作用是防止汽车制动过程中车轮抱死 将车轮的滑移率控制在理想滑移率附近 以达到缩短制动距离 提高汽车制动时的方向稳定性和转向操纵性 而汽车防滑控制系统中 ASR的作用是防止汽车起步 加速过程中驱动轮打滑 特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转 ABS或ASR都是控制车轮 打滑 但ABS是防止制动时车轮抱死在路面上滑移 而ASR则是防止驱动轮在路面上原地不移动的滑转 两者控制车轮的滑动方向是相反的 但从控制车轮与路面的滑转率看 ABS和ASR采用了相同的技术 3 凌志LS400车型ASR系统的结构凌志LS400汽车的驱动防滑系统又称为TRC 牵引力控制 系统 其组成及各元件布置如图6 22所示 图6 22凌志LS400ASR系统的组成和元件布置 6 2 2系统分类与组成1 ASR系统的基本组成ASR系统的基本组成如图6 23所示 图6 23ASR系统的基本组成 2 ASR系统的分类1 发动机输出转矩控制合理地控制发动机输出转矩 可以使汽车获得最大驱动力 对发动机输出转矩的控制手段有 调节燃油喷油量 如减少或中断供油 调整点火时间 如减小点火提前角或停止点火 调整进气量 如调整节气门的开度和辅助空气装置 2 驱动轮制动控制这种方法是对发生滑转的驱动轮直接加以制动 增加车轮制动分泵的压力 该方式反应时间最短 是防止滑转的最迅速的一种控制方式 但为了制动过程平稳 出于对舒适性的考虑 其制动力应缓慢升高 该控制方式一般都作为调整进气量 如节气门开度 改变发动机输出转矩方式的补充 对驱动轮进行制动控制还能起到差速锁的效果 对滑转的驱动车轮施加一定的制动力 能使处于高附着系数路面的车轮产生更大的驱动力 制动控制时产生的差速锁作用如图6 24所示 当驱动轮行驶在低附着系数路面上时 若汽车加速 尽管高附着系数侧车轮能够产生较大的驱动力FH 但在没有ASR时 由于差速器的作用 高附着系数侧车轮产生的驱动力与处于低附着系数侧车轮只能够产生很小的驱动力是相等的 都等于FL 如果这时对低附着系数侧车轮施加制动 就会在制动圆盘的有效半径上产生作用力FB 通过差速器在高附着系数侧车轮上产生作用力FB FB FB 制动圆盘有效半径 驱动车轮的有效半径 此时作用于驱动轮上的全部驱动力可增大到最大值Ftot 可用下式表示 Ftot FH FL 2FL FB 为防止制动过热 这种方法只在低速行驶时短时间 1 2s 使用 图6 24制动控制时产生的差速锁作用 3 可变锁止差速器控制这是一种电子控制可变锁止差速器 有的称它为限滑差速器 LSD 控制 它是在差速器向车轮输出端的多片离合器片上 以增减液压实现锁止控制 这种锁止方式可以使锁止程度逐渐变化 锁止范围可从0变化到100 即从基本锁止到完全锁止 控制压力来自蓄能器的高压油液 压力值的大小由电子控制器 ECU 控制电磁阀进行调节 并由压力传感器和驱动轮轮速传感器产生的信号反馈给ECU 实行反馈控制 4 发动机与驱动轮之间的转矩控制这种控制方法包括对离合器和变速器等进行控制 使用中多是通过控制变速器的换挡特性来改变传动比的 6 2 3结构与原理 图6 25典型ASR系统的结构 2 ASR系统的控制电脑ASR控制电脑也是以微处理器为核心 配以输入输出电路及电源等组成 典型ASR系统控制电脑的组成如图6 26所示 图6 26典型ASR系统控制电脑的组成 6 27ASR ABS组控制电脑的组成 3 ASR制动压力调节器1 单独方式的ASR制动压力调节器所谓单独方式是指ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器在结构上各自分开 ASR制动压力调节器工作原理如图6 28所示 图6 28ASR制动压力调节器工作原理 2 组合方式的ASR制动压力调节器组合方式是指ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器在结构上组合为一个整体 称ABS ASR制动压力调节器 其工作原理如图6 29所示 图6 29ABS ASR制动压力调节器工作原理 3 节气门驱动装置ASR通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率是应用最多的方法 在ASR不起作用时 辅助节气门处于全开的位置 当需要减小发动机的驱动力来控制车轮滑转时 ASR电脑就输出控制信号 使辅助节气门驱动装置工作 改变辅助节气门的开度 以达到控制发动机输出功率 进而抑制驱动车轮滑转的目的 节气门驱动装置一般由步进电动机和传动机构组成 步进电动机根据ASR控制电脑输出的控制脉冲信号转动规定的转角 通过传动机构带动辅助节气门转动 6 2 4故障诊断与检修1 注意事项 1 由于蓄压器使管路中的制动液保持着一定的压力 在拆卸油管时要小心高压制动液喷出 2 安装时要按规定的力矩拧紧管路的螺纹连接件 拧得过松容易造成松动和泄露 拧得过紧又容易造成变形和滑丝 3 与ABS和普通制动系统一样 维修中拆装了液压系统元件 安装后必须对液压系统进行排气 2 故障诊断与检修1 故障码的读取与清除以凌志LS400为例 打开点火开关后 仪表板上的TRC指示灯应点亮3s后熄灭 如指示灯不亮或点亮3s后不熄灭 均为不正常 需要进行故障检查 1 读取故障码 打开点火开关 用导线将诊断连接器的TC和E1端子短接起来 根据仪表板上TRC指示灯的闪烁频率读取故障码 故障码的读取方法与ABS相同 表6 3凌志LS400车TRC系统故障码说明 2 清除故障码 根据故障码提示排除故障后 在诊断连接器端子TC和E1短接的状态下 3s内连续踩制动踏板8次以上 即可清除电脑中储存的故障码 2 主继电器电路的故障诊断 1 故障码11说明 当TRC电脑向主继电器输出接通 ON 信号时 若电脑端子SRC SMC和SAC的电压均为0V 电脑就储存故障码11 说明TRC主继电器电路中有断路故障 可能的故障原因有 TRC主继电器不良 触点不能闭合或触点接触不良 TRC主继电器与电脑之间的线路或连接器接触不良或松脱 TRC主继电器与TRC制动压力调节器之间的线路或连接器接触不良或松脱 TRC主继电器与蓄电池之间的线路或连接器接触不良或松脱 TRC电脑有故障 2 故障码12说明 当TRC电脑未向主继电器输出接通 ON 信号时 若电脑端子SRC SMC和SAC中任一端子的电压为蓄电池电压 电脑就储存故障码12 说明TRC主继电器电路中有短路故障 可能的原因有 TRC主继电器不良 触点不能张开或线圈与电源短路 TRC主继电器与TRC制动压力调节器之间的线路 连接器之间的线路 或者连接器与电源线路有短路 TRC电脑有故障 3 故障诊断 图6 30TRC主继电器电路 检查TRC主继电器电源端子的电压如 图6 31所示 拆下TRC主继电器连接器 在点火开关接通时 用直流电压表测量TRC主继电器连接器 线束侧 1号端子与搭铁之间的电压 正常电压应为蓄电池电压 图6 31检查TRC主继电器电源端子电压 检查TRC主继电器 图6 32 测量TRC主继电器连接器各端子之间的导通情况 正常情况应为 1 2端子之间不导通 电阻 3 4端子之间导通 电阻很小 然后 给继电器3 4端子之间施加蓄电池电压 再检查继电器1 2端子之间是否导通 正常情况应导通 图6 32检查TRC主继电器端子导通情况 3 节气门继电器电路的故障诊断 1 故障码13说明 当TRC电脑及向节气门继电器输出接通 ON 信号时 若电脑端子BM的电压为0V 电脑就储存故障13 说明节气门继电器电路中有断路故障 可能的故障原因有 TRC节气门继电器不良 触点不能闭合或触点接触不良 TRC节气门继电器与电脑之间的线路或连接器接触不良或松脱 TRC节气门继电器与蓄电池之间的线路或连接器接触不良或松脱 TRC电脑有故障 2 故障码14说明 当TRC电脑未向节气门继电器输出接通 ON 信号时 若电脑及端子BM的电压为蓄电池电压 电脑就储存故障码14 说明TRC节气门继电器电路中有短路故障 可能的故障原因有 TRC节气门继电器不良 触点不能张开或线圈与电源短路 TRC节气门继电器与TRC电脑之间的线路或连接器 与电源线路 短路 TRC电脑有故障 3 故障诊断 TRC节气门继电器电路如图6 33所示 检查方法如下 检查TRC节气门继电器电源端子的电压 如图6 34所示 拆下TRC节气门继电器连接器 在点火开关接通时 用直流电压表测量TRC节气门继电器连接器 线束侧 2号端子对地电压 正常电压应为蓄电池电压 若电压不正常 应检查TRC节气门继电器与蓄电池之间的线路和连接器及有关的保险丝 若电压正常 则应进行下一步检查 图6 33TRC节气门继电器电路 图6 34检查TRC节气门继电器端子导通情况 检查TRC节气门继电器 图6 35 检查TRC节气门继电器连接器各端子之