汽车底盘电控系统检修课件：ABS认识

汽车底盘电控系统检修,应知：1、了解底盘电控系统组成部件的结构及工作原理；2、掌握底盘电控各系统的控制方式及作用过程。,应会：1、能识别底盘电控各系统的组成部件名称及安装位置；2、能对底盘电控各系统组成部件进行规范拆装及检修的能力；3、结合电路图、掌握汽车底盘电控常见故障排除的套路（检测、分析、判断方法）；即能够熟练操作仪器（解码器、万用表、示波器），检测、诊断、分析并排除电控系统常见故障。,学习目标,学什么？,汽车底盘电控系统结构原理及故障排除方法、技巧,考什么？,应知（30%）=期末成绩,应会（40%）=另部件识别+故障排除,平时（30%）=到课+作业+抽查成绩,考什么？,要求：1、应知成绩=期中考核20%（网上测评）+期末考核80%2、以实训项目为主；,应知成绩30%,考什么？,应会成绩40%,学习情境1.1汽车制动防抱死系统认识,学习内容,一、ABS基本组成及工作原理,二、ABS控制方式,三、ABS部件结构,四、ABS控制过程,一、ABS的基本组成与工作原理,基本组成：传感器车速传感器、加速度传感器ECU执行机构制动压力调节器工作原理：制动时ECU接收传感器的信号，当车轮将要被抱死的情况下，ECU发出控制信号，通过执行机构控制制动器的制动力使车轮不被抱死。,ABS是在常规制动基础上，又增设如下装置：车轮轮速传感器；电子控制单元ECU；制动压力调节器；ABS警告灯；,几点说明：1、ABS是在常规制动基础上工作，制动中车轮未抱死时，与常规制动相同；车轮趋于抱死时，ABS才工作，ECU控制制动压力调节器对分泵制动压力进行调节。2、ABS工作的汽车车速必须大于5Km/h，若低于该车速，制动时车轮仍可能抱死。3、常规制动系统出故障，ABS随之失去控制作用；ABS出故障，ECU自动关闭ABS，同时ABS警告灯点亮并存储故障码，但常规制动系统仍可正常工作。,二、ABS的控制方式,控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路,按控制形式分,独立控制,按高选原则一同控制,按低选原则一同控制,按控制通道数目分,四通道,三通道,二通道,单通道,四个概念,独立控制：一个车轮独立占用一个通道。同时控制：对同一轴或不同轴上的车轮制动压力同时进行调节（同时改变）。同时控制有高选与低选之分：按高选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死，附着系数较小的车轮会抱死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按高选原则一同控制。按低选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制时，如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按低选原则一同控制。,ABS是在常规制动基础上，又增设如下装置：车轮轮速传感器；电子控制单元ECU；制动压力调节器；ABS警告灯；,几点说明：1、ABS是在常规制动基础上工作，制动中车轮未抱死时，与常规制动相同；车轮趋于抱死时，ABS才工作，ECU控制制动压力调节器对分泵制动压力进行调节。2、ABS工作的汽车车速必须大于5Km/h，若低于该车速，制动时车轮仍可能抱死。3、常规制动系统出故障，ABS随之失去控制作用；ABS出故障，ECU自动关闭ABS，同时ABS警告灯点亮并存储故障码，但常规制动系统仍可正常工作。,四通道ABS的特点,独立控制最大程度地利用附着力易制动跑偏很少采用,四通道ABS特点,四传感器四通道/四轮独立控制对应于双制动管路的H型(前后)布置形式,四传感器四通道/前轮独立-后轮选择控制方式对应于双制动管路的X型(对角)布置形式,四传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式,三传感器三通道/前轮独立-后轮低选控制方式,三通道ABS总结,四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。,前后制动管路各设一个制动压力调节器，分对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。,二通道ABS的特点,前驱汽车，后轮制动力小。后驱汽车，后轮易抱死。方向稳定差很少采用,二通道ABS特点,四传感器二通道/前轮独立控制方式,四传感器二通道/前轮独立控制系统的制动情况,四传感器二通道/前轮独立-后轮低选控制方式,四传感器二通道/前轮独立后轮低选控制系统的制动情况,双通道ABS总结,由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因此目前很少被采用。,单通道ABS的特点,后制动管路设一个制动压力调节器，对后驱汽车只需安一个转速传感器。对两后轮按低选原则一同控制结构简单、成本低轻货车广泛应用制动距离长转向操作能力差,单通道ABS特点,一传感器一通道/后轮近似低选控制系统制动方式,单通道ABS总结,所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置一个制动压力调节装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器。由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。,三、ABS部件结构,1、轮速传感器,作用：检测车轮转速，产生与轮速成正比的正弦交流信号，经整形、放大转变成数字信号送给ECU，用于对制动压力调节器实施控制。,常用型式：磁感应式；,轮速传感器的工作过程,点击播放,工作原理：齿圈随车轮转动时，轮齿与传感头之间的空气隙发生变化，使磁电传感器中磁路的磁通发生变化，从而切割线圈产生交流电，交流电的频率随齿圈转速的快慢而变化。根据交流电的频率，ECU就能计算出车轮的转速。,齿圈随车轮转动，凸齿和齿隙不断交替地在极轴下掠过，使铁心磁通发生变化，在感应线圈中产生交变信号电压。,安装位置,一般前轮传感器头被固定在车轮转向架上，齿圈安装在轮毂上与车轮同步转动；后轮上的传感器头被固定在后车轴支架上，齿圈安装在驱动轴上与车轮同步转动。,前轮安装位置图,后轮安装位置图,安装注意事项,为了保证传感器无错误信号输出，应保证传感头与齿圈间留有约mm的空气隙。安装要牢固：保证汽车在制动过程中的振动不会影响传感信号。安装前需将传感器加注润滑脂：避免灰尘与飞溅的水、泥等对传感器工作的影响。,水银型：当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路，给加速度信号。摆型：摆动板（遮光板）两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动时，摆动板摆动信号发生器产生通（）或断（）的脉冲信号。根据通、断变换的速率就能计算出加速度来。应变仪型：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变仪输出电压的变化；加速度越大，惯性力越大，输出电压越高。,作用：对由车轮转速计算出来的车速进行补偿，使制动时滑移率的计算更加精确。,2、加速度传感器,功用：接收ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。组成：电磁阀、液压泵、储液器等。制动压力调节器串联在制动主缸和制动轮缸之间，通过电磁阀直接（循环式调节器）或间接（可变容积式调节器）控制轮缸的制动压力。,3、制动压力调节器,1）循环式制动压力调节器,（）升压（常规制动）踏下制动踏板，由于电磁阀的进液阀开启，回液阀关闭，各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通，制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进出液口进入各制动分泵，各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高-增压。与常规制动相同。,（）保压,当某车轮制动中，滑移率接近于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较小电流（约2A），使电磁阀的进液阀关闭（回液阀仍关闭），保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变-保压。,（）减压,当某车轮制动中，滑移率大于20%时，ECU输出指令，控制电磁阀线圈通过较大电流（约5A），使电磁阀的进液阀关闭回液阀开启，制动分泵中的制动液将通过回液阀流入储液器，使制动压力减小-减压。与此同时，ECU控制电动泵通电运转，将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口。,制动压力调节器结构特点,此种形式增压和减压速度可以直接通过电磁阀的进出油口来控制。结构简单、灵敏性好。对于这种方式，液压泵工作时（减压）高压制动液泵回主缸时，或增压过程制动液从主缸流出瞬间，制动踏板行程均会发生变化（叫踏板反应）。这种反应能让驾驶员知道ABS开始工作，这是一个优点。但是，也有不少驾驶员对踏板反应有不舒适感。,2）、可变容积式制动压力调节器,特点：制动压力油路和ABS控制压力油路相互隔开。可变容积式制动压力调节器由调压缸（缸筒、活塞）、电磁阀、单向阀及微型电机等组成。电磁阀和微型电机将根据ECU指令进行工作。ABS工作时，ECU输出指令，使电磁阀通电关闭；微型电机通电转动，通过传动机构驱动活塞在调压缸中移动，以改变调压缸至制动分泵间的容积。容积减小，制动压力增大；容积不变，制动压力不变；容积增大，制动压力减小。从而进行对制动分泵的制动压力实施调节。,储液罐,调压缸,储能器,增压泵,组合电磁阀,组成,调压缸结构,单向阀,活塞,控制弹簧,三个通口,制动总泵通口；,制动分泵通口；,控制液压通口；,调压缸,活塞在控制弹簧张力作用下，将单向阀顶开。,组合电磁阀结构,输出电磁阀：平时常开，通电关闭。,输入电磁阀：平时常闭，通电打开。,两个电磁阀,控制三个通口,储能器通口；,储液罐通口；,调压缸通口。,输入电磁阀,输出电磁阀,组合电磁阀,电动增压泵,储能器,压力控制开关,电动增压泵和储能器,电动增压泵上设有两个控制开关：,压力警示开关,直流电动机,泵体,电动增压泵和储能器结构,电动增压泵结构,直流电动机,储能器结构,电动机,柱塞,出液阀,进液阀,活塞、弹簧,储能器,储液罐,驱动凸轮,活塞,弹簧,柱塞式泵体柱塞、进液阀、出液阀,驱动凸轮,电动增压泵和储能器工作,柱塞,电动机,进液阀,出液阀,储能器,凸轮,直流电动机通电转动，驱动凸轮压动柱塞下移，进、出液阀打开，控制液被泵入储能器，其压力随之升高。,压力控制开关,当压力低于15Mpa时，开关闭合，增压泵工作。,作用：监测储能器内控制液压力。,当压力达到18Mpa时，开关断开，增压泵停止工作。,储能器,压力控制开关,电机,泵体,组成：一对开关触点，控制电动增压泵工作。,压力监测开关（压力控制、压力警示）,储液罐,压力警示开关,作用：监测储能器内控制油液压力。,组成：两对开关触点,一对常开：控制制动警示灯；,一对常闭：控制ABS警示灯；,压力警示开关,制动警示灯,ABS警示灯,ECU,电动增压泵,控制油压,储能器,储能器内压力低于规定值，常开触点闭合，点亮红色制动警示灯；同时常闭触点张开，该信号送给ECU关闭ABS并点亮黄褐色ABS警示灯。,输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开。调压缸活塞在弹簧作用下上移，将单向阀顶开。制动分泵压力，将随制动踏板力的增大而增大。,（1）升压常规制动,工作过程,ECU对两个电磁阀同时供电，输入电磁阀打开，输出电磁阀关闭，高压控制液经输入电磁阀流向调压活塞缸，活塞下移，容积增大，制动分泵制动压力减小减压。,（2）减压ABS工作（S20%),输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀通电关闭。调压缸活塞位置保持不变，制动分泵制动液压力不变保压。,（3）保压ABS工作（S趋近于20%),输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开-泄压。调压缸活塞在弹簧作用下上移，容积减小，制动分泵制动液压力增大增压。,（4）增压ABS工作（S20%),（1）电磁阀,由电磁阀直接控制轮缸的制动压力。多采用三位三通电磁阀（由博世公司生产，应用于博世中）。在ECU控制下，使阀处于“升压”、“保压”、“减压”三种位置。类型：三位三通电磁阀、二位二通电磁阀、二位三通电磁阀,3）、制动压力调节器主要元件结构原理,组成：三位三通电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。,三位三通电磁阀,因为该电磁阀工作在三个状态（增压、保压、减压）称之为“三位”。对外具有三个接口（进液口、出液口、回液口）称之为“三通”。因此该电磁阀称之为“三位、三通”电磁阀，常写成3/3电磁阀。,工作过程常规制动或增压阶段：电磁线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进液阀打开，回液阀关闭，进液口与出液口保持畅通-增压。,增压,保压阶段：电磁线圈通入较小电流（2A），产生电磁吸力小，吸动衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧，使进液阀关闭，放松副弹簧，回液阀并不打开-保压。,减压阶段：电磁阀线圈通入较大电流（5A），产生电磁吸力大，吸动衔铁上移量大，同时压缩主、副弹簧，使进液阀仍保持关闭，回液阀打开-减压。,二位二通电磁阀,分类：二位二通常开电磁阀、二位二通常闭电磁阀。组成：阀门、衔铁、电磁线圈、回位弹簧等组成。常态下，二位二通常开电磁阀阀门在弹簧张力作用下打开，二位二通常闭电磁阀阀门在弹簧张力作用下闭合。,常开电磁阀,常闭电磁阀,二位二通常开电磁阀用于控制制动总泵到制动分泵的制动液通路，又称为二位二通常开进液电磁阀。二位二通常闭电磁阀用于控制制动分泵到储液器的制动液回路，又称为二位二通常闭出液电磁阀。两个电磁阀配套使用，共同完成ABS工作中对制动压力调节的任务。,组成：第一球阀、第二球阀、衔铁、弹簧及电磁线圈等。部件作用：第一球阀（常闭阀门）用于控制助力室与内部储液室之间的制动液通路，属于高压控制。第二球阀（常开阀门）用于控制储液筒与内部储液室之间的制动液通路，属于低压控制。,二位三通电磁阀,ABS不工作（电磁线圈未通电）时，第一球阀关闭，第二球阀打开，内部储液室与储液筒相通，低压制动液由制动总泵进入两前轮制动分泵，对两前轮实施低压制动。由于助力室在控制滑阀作用下在踏下制动踏板的同时，储存了高压制动液，所以对两后轮实施高压制动。,ABS工作（电磁线圈通电）时，第一球阀打开，接通助力室与内部储液室之间的高压制动液通路，第二球阀关闭，切断了储液筒与内部储液室之间的低压制动液通路，此时，前、后轮均为高压制动。,（2）回油泵与储能器,当电磁阀在减压过程中，从轮缸流出的制动液由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回主缸。,储能器依椐储存制动液压力的不同，分为低压储能器和高压储能器。分别配置在不同型式的制动压力调节系统中。,低压储能器与电动泵低压储能器一般称为储液器，用来接纳ABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液，同时还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。储液器内有一活塞和弹簧。减压时，回流的制动液压缩活塞克服弹簧张力下移，使容积增大，暂时存储制动液。电动回液泵由直流电动机和柱塞泵组成。柱塞泵由柱塞、进出液阀及弹簧组成。,当ABS工作（减压）时，根据ECU输出的指令，直流电动机带动凸轮转动，凸轮将驱动柱塞在泵筒内移动。柱塞上行时，储液器与制动分泵内具有一定压力的制动液进入柱塞泵筒。柱塞下行时，压开进液阀及泵筒底部的出液阀，将制动液泵回到制动总泵出液口。,(3）高压储能器与电动增压泵,高压蓄压器下端，设有两个控制开关：压力控制开关：检测高压蓄压器下腔制动液压力。压力低于15Mpa时，开关闭合，增压泵工作。压力达到18Mpa时，开关打开，增压泵停止工作。,高压储能器：用于储存制动中或ABS工作时所需的高压制动液。高压蓄压器多采用黑色气囊状球体。黑色气囊状球体被一个膜片分隔成两个互不相通的腔室。上腔为气室，充入氮气并具有一定的压力。下腔为液室，与电动增压泵液道相通，盛装由电动增压泵泵入的制动液。,压力警示开关,设有两对开关触点，一对常开，一对常闭。当高压蓄压器下腔制动液压力低于10.5Mpa时，常开触点闭合，点亮红色制动警示灯；同时常闭触点张开，该信号送给ECU关闭ABS并点亮黄褐色ABS警示灯。另外，还有ABS主继电器、电磁阀继电器及ABS警示灯，将在具体ABS介绍。,四、ABSECU的控制过程,1、ABS控制电路,2、ABSECU控制过程,重点：能根据电路图识读控制过程,自检：打开点火开关，12伏电压触发ECU端子14进入自检，同时ABS警示灯经ECU端子23搭铁点亮。若自检过程中，ABS有故障，ECU将使ABS警示灯保持常亮的同时关闭ABS。,打开点火开关，ABS自检、监控及启动,1、ABS控制电路,若自检过程中，ABS无故障，ECU将使ABS警示灯亮35秒后熄灭，同时其端子22搭铁，ABS继电器线圈通电触点闭合，ECU端子A获取电压信号启动ABS等待工作。,监控：ABS在自检的同时监控储液筒中液面高度和驻车制动情况。储液筒中液面过低或驻车制动器未放松时，制动警示灯常亮。,踏下制动踏板开关闭合，ECU端子13获取电压信号判定汽车已进入制动状态。与此同时ECU端子21搭铁，点亮制动警示灯。车轮滑移率小于20%，调节器中的电磁阀、单向阀均打开，电动机轴被制动。制动液从制动总泵经各压力调节器进入制动分泵-常规制动。,ABS电路控制方式,车轮滑移率达到20%ABS工作,右前轮车轮滑移率达到20%，ECU端子4输出电压，电磁阀通电关闭；ECU端子20搭铁，使电磁制动器线圈通电解除制动；ECU端子G输出电压，端子H搭铁，电动机通电旋转驱动活塞下移，缸内容积增大，制动液回流-减压。,前轮制动压力调节控制过程（以右前轮控制为例）,需要保持制动压力时，ECU端子G搭铁，电动机断电停转，电磁制动器线圈断电，电动机制动。活塞在缸内位置不再变化-保压。,需要增大制动压力时，ECU端子G搭铁，端子H输出电压，电动机通电改变旋转方向，驱动活塞上移，缸内容积减小制动分泵压力增大-增压。,与前轮制动压力调节控制过程相同；ABS工作时，后轮制动压力调节器仅靠一个电动机正、反向通电旋转，同时驱动两个活塞在各自的调压缸中上、下移动或停止，改变调压缸的容积，对两个后轮的增压、减压、保压工作循环进行控制。,后轮制动压力调节控制过程,常用的开关信号,1、制动开关信号用于启动ABS电控系统，随时进行对制动中的车轮滑移率进行循环调节。2、电动回液泵工作状态监测信号用于提供电动回液泵是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。3、电磁阀工作状态监测信号用于提供电磁阀是否正常工作信号，若无该信号，ABS电控系统将自动停止工作。4、储液筒制动液位监测信号当储液筒制动液位低于规定值时，ABS电控系统自动停止工作。,常用的执行器,1、电磁阀执行ECU指令，对制动分泵中制动液压力进行实施调节。常用的型式有：二位二通电磁阀和三位三通电磁阀2、电磁阀继电器3、电动回液泵继电器4、ABS故障报警灯,（1）采用摸块式结构设计，将液压控制单元与电子控制单元集成于一体。,（2）电磁阀线圈设置于控制单元内部，节省连接导线。采用大功率集成电路直接驱动电磁阀及回液泵电机，省去了电磁阀继电器。,（3）电子控制单元内部设有故障存储器，随车带有故障诊断接口，借助诊断仪调取故障码可以很方便地进行故障诊断,2、ABS控制过程,打开点火