汽车底盘电控ABS

1、课题课题3 电控制动及防滑稳定系统的检修电控制动及防滑稳定系统的检修 3.1电控制动系统(ABS)的原理、诊断及检修 3.2防滑转电控系统(ASR)的原理、诊断及检修 3.3电子稳定程序系统(ESP)的原理、诊断及检修主要内容主要内容1. ABS的工作原理的工作原理2. ABS的基本组成的基本组成3. ABS的主要部件的结构和原理的主要部件的结构和原理4. ABS的故障诊断的故障诊断3.1电控制动系统电控制动系统(ABS)的原理、诊断及检修的原理、诊断及检修一、制动时车轮受力分析一、制动时车轮受力分析1. 地面制动力地面制动力FB2. 制动器制动力制动器制动力F3.1 .1 ABS基础知识基础

2、知识3. 地面制动力、制动器制动力和附着力的关系地面制动力、制动器制动力和附着力的关系二、制动性能与防抱死二、制动性能与防抱死评价制动性能的指标：评价制动性能的指标： 制动效能制动效能 制动方向稳定性制动方向稳定性1. 制动效能制动效能指制动距离、制动时间和制动减速度。指制动距离、制动时间和制动减速度。地面制动力地面制动力 附着力（纵向附着系数）附着力（纵向附着系数） 滑移率滑移率S2. 制动时汽车方向稳定性制动时汽车方向稳定性指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生跑偏、指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生跑偏、侧滑侧滑和和失去转向能力失去转向能力。侧滑和失去转向能力侧滑和失去转

3、向能力 横向附着系数横向附着系数 滑移率滑移率3.3.滑移率和附着系数滑移率和附着系数（1 1）滑移率）滑移率滑移率是指制动时，在车轮云种种滑动成滑移率是指制动时，在车轮云种种滑动成分所占分所占的比例，用的比例，用S S来表示，即：来表示，即： S=(v-r)/v 100%其中：其中： v 车速（车身速度、车轮中心车速（车身速度、车轮中心速度）速度） 车轮旋转角速度车轮旋转角速度 r 车轮滚动半径车轮滚动半径S S表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。车车轮纯滚动时轮纯滚动时s=0s=0；纯滑动时；纯滑动时s=100%s=100%；边滚边；边滚边滑滑时，时

4、，0s100%0s100%。车轮纯滚动时s=0边滚边滑时，0s100%纯滑动时s=100%（2）附着系数（2）附着系数s 20%为制动稳定区域； 将车轮滑移率s控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。s 20%为制动非稳定区域；分析结论：四.理想的制动控制过程（1）制动开始时：（2）制动过程中： 让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。 当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%； 当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%；总结： 车

5、轮在制动过程中，以某一频率（510 次/秒）进行增压、保压、减压的不断切换，使s稳定在20%是最理想的制动控制过程。增压保压减压五五 ABS的控制过程的控制过程1.第1阶段（制动阶段）2.第2阶段（保压）3.第3阶段（降压）4.第4阶段（保压）5.第5阶段（升压）六 ABS的工作原理 防抱死制动系统，缩写为ABS(Anti-lock Braking System) ABS是在原有制动装置基础上增加一套控制装置形成的，其工作也是在常规制动过程的基础上进行的。在制动过程中，当车轮还未趋于抱死时，其制动过程与常规制动过程完全相同。只有当车轮趋于抱死时，ABS才对制动压力进行调节。因此，当ABS发生故

6、障时，如果常规制动装置正常，那么常规制动装置照样具有制动功能。但是，如果常规制动装置发生故障，ABS将随之失去控制作用。3.1.2 ABS的组成1.能缩短制动距离2.增加了汽车制动时的稳定性3.改善了轮胎的磨损状况4.使用方便、工作可靠一 ABS的优点二 ABS的组成一般的ABS都是由传感器、电子控制单元和执行器三大部分组成。组成元件组成元件功用功用传感器传感器车速传感器车速传感器检测车速，给检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方提供车速信号，用于滑移率控制方式式轮速传感器轮速传感器检测轮速，给检测轮速，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采提供轮速信号，各种控制方式均采用用减速度传

7、感器减速度传感器（G传感器）传感器）检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统面，只用于四轮驱动控制系统执行器执行器制动压力制动压力调节器调节器接受接受ECU的指令，通过电磁阀的动作，控制制动系统的指令，通过电磁阀的动作，控制制动系统压力的增加、保持或降低压力的增加、保持或降低ABS警告灯警告灯ABS系统出现故障时，系统出现故障时，ECU将其点亮，发出报警，并将其点亮，发出报警，并可由其闪烁读取故障码可由其闪烁读取故障码ECU接受车速、轮速、减速度等传感器的信号，计算出车接受车速、轮速、减速度等传感器的信号，计算出车速

8、、轮速、滑移率和车轮减速度、加速度，并将这些速、轮速、滑移率和车轮减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判断、放大，由输出级输出控制指令，信号加以分析、判断、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作控制各种执行器工作3.1.2 ABS主要零部件的结构与原理一一 轮速传感器轮速传感器作用：检测车轮的转速，送给ECU决定是否开始进行防抱死制动。形式：电磁感应式和霍尔效应式1.电磁感应式轮速传感器1）组成：传感头和齿圈2）结构传感头主要有永磁体、磁极和线圈组成。3）安装位置齿圈安装在随车轮一起制动的部位，如半轴、轮毂、制动盘等。传动头安装在不随车轮转动部件上，如半轴套管、转向节等。制动盘制动盘

9、传感器传感器齿圈齿圈支架支架传感器传感器前轮安装位置前轮安装位置后轮安装位置后轮安装位置 其它安装位置4）工作原理： 极轴同永磁体相连接磁体的磁通延伸到齿圈并与它构成磁路。齿圈旋转时齿顶和齿隙轮流交替对向极轴，磁通变化并切割传感线圈，在线圈中产生感应电动势，并由线圈末端通过电线传给。 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。5）电磁感应式轮速传感器优缺点（1）结构简单、成本低。（2）若车速过慢，输出信号过低，频率响应不高：车速过高，频率响应跟不

10、上，容易产生错误信号，抗电磁波干扰能力差。2 2、霍尔式、霍尔式（1 1）结构：由传感头和齿圈组成，传感头由永磁体、霍尔）结构：由传感头和齿圈组成，传感头由永磁体、霍尔元件、电子电路等组成。元件、电子电路等组成。（2 2）原理：永磁体磁力线通过霍尔元件通向齿圈，当齿隙）原理：永磁体磁力线通过霍尔元件通向齿圈，当齿隙正对霍尔元件中心时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较正对霍尔元件中心时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场较弱；当齿顶正对霍尔元件中心时，磁力线集中，磁场较强。弱；当齿顶正对霍尔元件中心时，磁力线集中，磁场较强。齿圈转动时，磁场强弱发生交替变化，从而引起霍尔电压的齿圈转动时，磁场强弱发生

11、交替变化，从而引起霍尔电压的变化。变化。（3 3）优点：）优点：a a、输出信号幅值不受转速影响；、输出信号幅值不受转速影响；b b、频率响应高；、频率响应高；c c、抗电磁干扰能力强。、抗电磁干扰能力强。二二 电子控制单元（电子控制单元（ECU）一、一、ECU的功用的功用 接收轮速传感器及其他传感器输入的信号，接收轮速传感器及其他传感器输入的信号，对这些输入信号进行测量、比较、分析、对这些输入信号进行测量、比较、分析、放大和判别处理，通过精确计算，得出制放大和判别处理，通过精确计算，得出制动时车轮的滑移率、车轮的加速度和减速动时车轮的滑移率、车轮的加速度和减速度，以判断车轮是否有抱死趋势。度

12、，以判断车轮是否有抱死趋势。 再由其输出级发出控制指令，控制制动压再由其输出级发出控制指令，控制制动压力调节器去执行压力调节任务。力调节器去执行压力调节任务。 还具有监控和保护功能，当系统出现故障还具有监控和保护功能，当系统出现故障时，能及时转换成常规制动，并以故障灯时，能及时转换成常规制动，并以故障灯点亮的形式警告驾驶员。点亮的形式警告驾驶员。二、二、ECU的结构的结构1. 输入级电路输入级电路 将轮速传感器输入的正弦波信号转换成脉冲方波信号，将轮速传感器输入的正弦波信号转换成脉冲方波信号，经整形放大后输入运算电路。经整形放大后输入运算电路。2. 运算电路运算电路 进行车轮转速、初始速度、滑

13、移率、加速度和减速度进行车轮转速、初始速度、滑移率、加速度和减速度的运算，调节电磁阀控制参数的运算和监控运算。的运算，调节电磁阀控制参数的运算和监控运算。3. 电磁阀控制电路电磁阀控制电路 接受运算电路输入的电磁阀控制参数信号，控制大功接受运算电路输入的电磁阀控制参数信号，控制大功率三极管向电磁阀提供控制电流。率三极管向电磁阀提供控制电流。4. 安全保护电路安全保护电路 将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的12V电压变为电压变为ECU内部所需的内部所需的5V标准稳定电压，同时对电源电路的标准稳定电压，同时对电源电路的电压是否稳定在规定的范围进行监控；电压是否稳定

14、在规定的范围进行监控； 对对ABS电路系统进行监视。当出现故障信号时，关闭电路系统进行监视。当出现故障信号时，关闭继电器，停止继电器，停止ABS系统的工作，转入常规制动状态。系统的工作，转入常规制动状态。同时点亮仪表盘上的同时点亮仪表盘上的ABS警告灯，提示驾驶员警告灯，提示驾驶员ABS系系统出现故障，并将故障信息以故障码的形式储存在存统出现故障，并将故障信息以故障码的形式储存在存储器中，以诊断时调取。储器中，以诊断时调取。三三. . 执行器执行器 制动压力调节器是ABS最主要的执行器，在制动总泵和制动分泵之间。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

15、：电磁阀、液压泵、蓄压器等。 电磁阀多用三位三通电磁阀，三位指增压位置、保压位置和减压位置，三通指通进油液口（通总泵）、通出液口（通制动分泵）和通回液口（通储液器）。 增压制动过程： ABS不工作，线圈不通电，柱塞在弹簧力的作用下处于最低位置，接通制动总泵与分泵之间的油路，此时制动压力调节器处于常规制动状态。 保压制动过程：ABS工作，电磁阀中通小电流（2A），柱塞适度升起到一定位置，所有的油路通道都被截断，电磁阀使制动压力调节器处于保压状态。 减压制动过程：ABS工作，电磁阀中通大电流（5A），柱塞上升到最高位置，制动总泵与分泵之间的油路被截断，而分泵与储液罐之间的油路接通，制动压力降低，电

16、磁阀使制动压力调节器处于减压状态。3.1.4 ABS的故障诊断一、检修的一般注意事项一、检修的一般注意事项(1)分清故障部位。(2)由于ABS ECU对过电压、静电压非常敏感，为防止损坏，应注意。(3)高温环境容易损坏ECU。(4) 在对这类制动液压系统进行维修之前，切记首先泄压，使储能器中的高压制动液释放，以免喷出伤人。(5) 要求制动液及时检查、补充，按规定定期更换。 (6) 拆卸轮速传感器要十分细心，避免损坏传感器。 (7) 在对制动系统进行维修后，或者使用过程中感觉制动踏板变软时，应对制动液压系统中的空气进行排除。 (8) 应尽量选用汽车生产厂商推荐的轮胎。(9)大多数ABS系统的轮速

17、传感器、ECU和压力调节器都是不可修复的，损坏应更换。二、二、ABS诊断的一般流程诊断的一般流程汽车进厂汽车进厂询问客户：故障现象发生的条件、询问客户：故障现象发生的条件、时机；是否检修过、检修的部位时机；是否检修过、检修的部位 直观检查：驻车制动器能否完全释放；制动液位是否直观检查：驻车制动器能否完全释放；制动液位是否正常；各管路接头是否有渗漏；导线、插接器连接是正常；各管路接头是否有渗漏；导线、插接器连接是否可靠；熔断器是否可靠；蓄电池电压是否正常否可靠；熔断器是否可靠；蓄电池电压是否正常读取故障码读取故障码有故障码有故障码 无故障码无故障码使使ABS系统工作后，先清码再读码，其系统工作后

18、，先清码再读码，其目的是排历史故障码。若故障码仍然存目的是排历史故障码。若故障码仍然存在，则根据故障码的提示进行检修在，则根据故障码的提示进行检修根据根据ABS的基本原理，结合电的基本原理，结合电路图，利用万用表、示波器等路图，利用万用表、示波器等逐一对各元件性能进行检查逐一对各元件性能进行检查三、常规检查三、常规检查1) 检查制动液面是否在规定范围内。检查制动液面是否在规定范围内。2) 检查所有继电器、熔断丝是否完好，插接是否牢固。检查所有继电器、熔断丝是否完好，插接是否牢固。3) 检查电子控制装置导线插头、插座是否连接良好，有检查电子控制装置导线插头、插座是否连接良好，有无损坏，搭铁是否良

19、好。无损坏，搭铁是否良好。4) 检查下列各部件导线插头、插座和导线的连接是否良检查下列各部件导线插头、插座和导线的连接是否良好；电动液压泵；液压单元；四个车轮转速传感器；好；电动液压泵；液压单元；四个车轮转速传感器；制动液面指示灯开关。制动液面指示灯开关。5) 检查传感器头与齿圈间隙是否符合规定，传感头有无检查传感器头与齿圈间隙是否符合规定，传感头有无脏污。脏污。6) 检查蓄电池电压是否在规定范围内。检查蓄电池电压是否在规定范围内。7) 检查驻车制动器是否完全释放。检查驻车制动器是否完全释放。8) 检查轮胎花纹高度是否符合要求。检查轮胎花纹高度是否符合要求。1. 转速传感器的检修转速传感器的检

20、修 如果轮速传感器损坏，电子控制单元接收不到转速信如果轮速传感器损坏，电子控制单元接收不到转速信号，号，ABS系统将停止工作，并点亮系统将停止工作，并点亮ABS警告灯，此时警告灯，此时车辆仅有常规制动。车辆仅有常规制动。 轮速传感器的导线、插接器或传感头松动，电磁线圈轮速传感器的导线、插接器或传感头松动，电磁线圈等出现接触不良、断路、短路或脏污、间隙不正常，等出现接触不良、断路、短路或脏污、间隙不正常，都会影响车轮转速传感器的工作，从而造成都会影响车轮转速传感器的工作，从而造成ABS系统系统工作异常。工作异常。1) 外观检查外观检查 检查传感器安装有无松动；传感头和齿圈是否吸有磁检查传感器安装

21、有无松动；传感头和齿圈是否吸有磁性物质和污垢；传感器导线是否破损、老化；插接器性物质和污垢；传感器导线是否破损、老化；插接器是否连接牢固和接触良好，如有锈蚀、脏污应清除，是否连接牢固和接触良好，如有锈蚀、脏污应清除，并涂少量防护剂，然后重新将导线插入插接器，再进并涂少量防护剂，然后重新将导线插入插接器，再进行检测。行检测。四、四、ABS系统主要部件的检修系统主要部件的检修2) 间隙检查间隙检查 选择规定厚度的无磁性厚薄规，放入齿圈与传感头之选择规定厚度的无磁性厚薄规，放入齿圈与传感头之间，来回拉动厚薄规，其阻力应合适。若阻力较小，间，来回拉动厚薄规，其阻力应合适。若阻力较小，说明间隙过大；若阻

22、力较大，说明间隙过小。说明间隙过大；若阻力较大，说明间隙过小。3) 电器检查电器检查 使点火开关处于使点火开关处于OFF，将，将ABS电子控制单元插接器插电子控制单元插接器插头拆下，查出各传感器与电子控制单元连接的相应端头拆下，查出各传感器与电子控制单元连接的相应端子，在相应端子上用万用表电阻档检测传感器线圈与子，在相应端子上用万用表电阻档检测传感器线圈与其连接电路的电阻值是否正常。其连接电路的电阻值是否正常。 若阻值无穷大，表明传感器线圈或连接电路有断路故若阻值无穷大，表明传感器线圈或连接电路有断路故障；若电阻值很小，表明有短路故障。为了区分故障障；若电阻值很小，表明有短路故障。为了区分故障

23、是在电磁线圈或在连接电路，应拆下传感器插接器插是在电磁线圈或在连接电路，应拆下传感器插接器插头，用万用表电阻档直接测试电磁线圈的阻值。若所头，用万用表电阻档直接测试电磁线圈的阻值。若所测阻值正常，表明传感器连接电路或插接器有故障，测阻值正常，表明传感器连接电路或插接器有故障，应修复或更换。应修复或更换。4) 模拟检查模拟检查 使车轮离开地面，将示波器测试线接于使车轮离开地面，将示波器测试线接于ABS电子控制电子控制单元（单元（ECU）插接器插头的被测传感器对应端子上，）插接器插头的被测传感器对应端子上，用手转动被测车轮（传感器装在差速器上则应挂上前用手转动被测车轮（传感器装在差速器上则应挂上前

24、进档起动发动机低速运转），观察信号电压及其波形进档起动发动机低速运转），观察信号电压及其波形是否与车轮转速相当，以及波形是否残缺变形，以判是否与车轮转速相当，以及波形是否残缺变形，以判定传感头或齿圈是否脏污或损坏。定传感头或齿圈是否脏污或损坏。1)检测回油泵电机的供电电压。(1)点火开关置于OFF位置，拆下控制单元的线束插头。(2)打开点火开关，不启动发动机。(3)用万用表测量ABS控制单元插头上回油泵电动机电源端子与控制单元搭铁之间的电压。2)检查电磁阀的供电电压。3)检查ABS电子控制单元的供电电压。2.制动压力调节装置的检修制动压力调节装置的检修1) 仪器排放仪器排放2) 手动排放手动排

25、放 检查储液罐液面高度，不足时补加；检查储液罐液面高度，不足时补加； 将排气软管装到后排气阀上，将软管的另一端放在装将排气软管装到后排气阀上，将软管的另一端放在装有一些制动液的清洁容器中。踩下制动踏板并保持一有一些制动液的清洁容器中。踩下制动踏板并保持一定的踏板力，缓慢拧开后排气阀定的踏板力，缓慢拧开后排气阀1/23/4圈，直到制圈，直到制动液开始流出。关闭该阀后松开制动踏板。重复进行动液开始流出。关闭该阀后松开制动踏板。重复进行以上步骤，直到流出的制动液内没有气泡为止。以上步骤，直到流出的制动液内没有气泡为止。 拆下储液器盖，检查储液器中的液面高度，必要时，拆下储液器盖，检查储液器中的液面高

26、度，必要时，加注到正确液面高度。加注到正确液面高度。 按规定的排气顺序，在其它车轮上进行排气操作。按规定的排气顺序，在其它车轮上进行排气操作。3.ABS的放气的放气1. 制动液的更换与补充制动液的更换与补充1) 先将新制动液加至储液室的最高液位标记先将新制动液加至储液室的最高液位标记 “” 处；处；2) 如果需要对制动系统中的空气进行排除，应按规定的程如果需要对制动系统中的空气进行排除，应按规定的程序进行空气排除；序进行空气排除；3) 将点火开关置于点火位置，反复踩下和放松制动踏板，将点火开关置于点火位置，反复踩下和放松制动踏板，直到电动泵开始运转为止；直到电动泵开始运转为止；4) 待电动泵停

27、止运转后，再对储液室中的液位进行检查；待电动泵停止运转后，再对储液室中的液位进行检查；5) 如果储液室中的制动液液位在最高液位标记以上，先不如果储液室中的制动液液位在最高液位标记以上，先不要泄放过多的制动液，而应重复以上的要泄放过多的制动液，而应重复以上的3和和4过程；过程；6) 如果储液室中的制动液液位在最高液位标记以下，应向如果储液室中的制动液液位在最高液位标记以下，应向储液室再次补充新的制动液，使储液室中的制动液液位储液室再次补充新的制动液，使储液室中的制动液液位达到最高标记处，但切不可将制动液加注到超过储液室达到最高标记处，但切不可将制动液加注到超过储液室的最高标记，否则，当蓄能器中的

28、制动液排出时，制动的最高标记，否则，当蓄能器中的制动液排出时，制动液可能会溢出储液室。液可能会溢出储液室。4. 制动液的更换与补充制动液的更换与补充1. 本田雅阁起动发动机后，本田雅阁起动发动机后，ABS灯不熄灭灯不熄灭车型：本田雅阁车型：本田雅阁2.2L。故障症状：起动发动机后故障症状：起动发动机后ABS灯不熄灭。灯不熄灭。诊断与排除：诊断与排除：由于由于ABS灯亮，先读取故障码。方法为：灯亮，先读取故障码。方法为：1) 跨接副驾驶仪表板下的跨接副驾驶仪表板下的ABS诊断座的诊断座的A、B端子；端子；2) 点火开关点火开关ON；3) 由由ABS警告灯闪烁读取。警告灯闪烁读取。故障码为故障码为

29、1，表示油泵电机工作时间过长。该原因如下：，表示油泵电机工作时间过长。该原因如下：3.1.5 ABS故障实例故障实例a. 制动系统泄漏，制动压力建立不起来；制动系统泄漏，制动压力建立不起来；b. 制动系统有制动系统有空气，油泵在空气，油泵在40s内不能建立油压，内不能建立油压，ABS灯也要亮；灯也要亮；c. 油泵电机线路故障；油泵电机线路故障；d. 压力开关失效。压力开关失效。后两个原因一般都也有相应的故障码，所以先检查制动后两个原因一般都也有相应的故障码，所以先检查制动系统，无泄漏。再对进气系统放气；先从轮缸放气孔放系统，无泄漏。再对进气系统放气；先从轮缸放气孔放气，没有空气；接着从执行器放气，慢慢打开泄空阀，气，没有空气；接着从执行器放气，慢慢打开泄