汽车基础系统 9

底盘检修电控制动安全系统检修【知识目标】1.掌握汽车制动与驱动基本理论。2.掌握ABS的基本组成与工作原理。3.掌握ASR的基本组成与工作原理。【能力目标】1.能够正确地对ABS进行检修。2.能够正确地对ASR进行检修。任务一

防抱死制动系统（ABS）的检修一辆上海别克轿车仪表板上的ABS故障警告灯点亮，ABS不起作用，出现制动抱死的现象。故障案例一、汽车制动基本理论

汽车的制动性——汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。评价制动性能的指标主要有：（1）制动效能——汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力称为制动效能。即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的：★制动距离★制动时间★制动减速度（2）制动时的方向稳定性——汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动时的方向稳定性。一、汽车制动基本理论二、制动时车轮的受力(一)地面制动力(FB)图2-2-2所示为汽车在良好路面上制动时车轮的受力情况,图中忽略了滚动阻力矩和减速时的惯性力矩。汽车制动时,由于制动鼓(盘)与制动蹄摩擦片之间的摩擦作用,形成了摩擦力矩Tμ,此力矩与车轮转动方向相反。车轮在Tμ的作用下给地面一个向前的作用力,与此同时地面给车轮一个与行驶方向相反的切向反作用力FB,这个力就是地面制动力,它是迫使汽车减速或停车的外力。提示:地面制动力的大小取决于制动器制动力的大小及轮胎与地面之间的附着力。(二)制动器制动力(Fμ)当汽车制动时,阻止车轮转动的是制动器摩擦力矩Tu,将制动器摩擦力矩T,转化为沿车轮周缘的一个切向力,称其为制动器制动力Fμ。二、制动时车轮的受力(三)地面制动力(FB)、制动器制动力(Fμ)和附着力(Fq)的关系图2-2-3所示为不考虑制动过程中附着系数变化的地面制动力、制动器制动力和附着力的关系。在制动过程中,车轮的运动只有减速滚动和抱死滑移两种状态。当驾驶员踩制动踏板的力较小时,制动摩擦力矩较小,车轮只作减速滚动,并且随着摩擦力矩的增加,地面制动力和制动器制动力也随之增长,且在车轮未抱死前地面制动力始终等于制动器制动力。此时,制动器制动力可全部转化为地面制动力,但地面制动力不可能超过附着力。当制动系液压力(制动踏板力)增大到某一值时,地面制动力等于附着力,即地面制动力达到最大值。此时,车轮开始抱死不转而出现拖滑的现象。当再加大制动系液压力时,制动器制动力随着制动器摩擦力矩的增长仍按线性关系继续上升,但是地面制动力已不再随制动器制动力的增加而增加。要想获得好的制动效果,必须同时具备两个条件,即汽车具有足够的制动器制动力,同时又要有附着系数较高的路面提供足够的地面制动力。三、滑移率如果我们用Sb表示制动时的滑移率，用Sd表示驱动时的滑转率，那么可以用下面两种式子表述制动和驱动时的滑移率和滑转率：

Sb=（ν－rω)／ν×100％

Sd=[(rω—v)／rω]／×100％式中Sb、Sd—车轮的滑移率和滑转率；

r—车轮的自由滚动半径，m；

ω—车轮的转动角速度，rad/s；

ν—车轮中心的纵向速度（相当于车身速度），m/s。从式中可以看出，当车轮滚动的圆周速度rω为0时（即车轮已经抱死），而实际车速V不为0，则汽车处于完全滑移状态；而当实际车速V为0（即汽车原地不动），车轮滚动的圆周速度rω不为0时，则汽车处于完全滑转状态。为简化起见，一般将制动时车轮的滑移率Sb和驱动时驱动轮的滑转率Sd统称为打滑率S。三、滑移率打滑率S与轮胎路面之间附着系数μ的关系如图所示。由图可以看出：①附着系数随路面的不同而呈大幅度的变化；②在各种路面上，附着系数均随打滑率的变化而变化；③在打滑率从0达SOPT时，纵向附着系数由0增至最大，在此区域横向附着系数也有较大值，此区域为稳定区域；之后，随着打滑率的增大，纵向附着系数反而减少，横向附着系数也下降很快，汽车进入不稳定区域，特别是当打滑率为100%时，横向附着系数接近于0，也就是汽车不能承受横向力，车辆失去操纵稳定性，这是很危险的。所以应将打滑率控制在稳定区域内。④在各种路面上，无论是制动还是驱动，都是当打滑率在某一范围内（SOPT附近，即S=10%-20%左右）时，附着效果达到最佳组合，即纵向附着系数大，横向附着系数(决定着转弯横向力)也足够大。四、汽车驱动基本理论滑移率就是形容车轮打滑程度的，具体表达式为：（1）当车轮在纯滚动状态时，轮速等于车速，滑移率等于0。（2）当车轮抱死时轮速等于0，滑移率等于1。（3）当车轮边滚边滑时，滑移率大于0，小于1。滑移率的概念很重要，它是一切制动控制的基础。因为滑移率直接决定了轮胎的附着特性，也就直接决定了地面提供轮胎的最大附着力，即纵向力（制动力/驱动力）和侧向力（转向力）。五、ABS的组成及原理ABS系统通常由车轮速度传感器、液压控制单元（液压调节器、制动压力调节器）和电控单元ECU等组成。五、ABS的组成及原理在汽车以大于或等于20公里/小时车速运行过程中，驾驶员踩下制动踏板紧急制动时，ABS系统的控制单元（ABSECU）接收到制动灯开关接通信号，由装在车轮上的转速传感器采集4个车轮的转速信号，送到ABS控制单元计算出每个车轮的线速度和车速进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率判断车轮是否有抱死的趋势。ABS工作过程可以分为建压阶段、保压阶段、降压阶段和升压阶段。

ABS液压泵电动机五、ABS的组成及原理1、建压阶段制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过转速传感器识别出车轮有抱死的倾向为止。建压阶段状态示意图五、ABS的组成及原理2、保压阶段

ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，即向液压控制单元发出控制信号关闭常开阀，此时常闭阀仍然关闭，使制动器中的压力保持不变。保压阶段状态示意图五、ABS的组成及原理3、降压阶段在制动压力保持不变后，控制单元还不断检测车轮转速信号，若判断出车轮仍有抱死倾向时，ABS电子控制单元立即向液压控制单元发出控制信号打开常闭阀，起动液压泵工作，制动液从制动器经低压蓄能器被送回到制动总泵，制动压力降低，制动踏板微量顶起，车轮抱死程度降低，车轮转速开始上升。图10-7降压阶段状态示意图五、ABS的组成及原理4、增压状态为了取得最佳的制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。增压阶段状态示意图六、ABS的检修一是紧急制动时，车轮被抱死；二是制动效果不良；三是警告灯亮；四是ABS出现不正常情况。【ABS防抱死系统故障现象】六、ABS的检修首先对ABS外观进行检查。区分是ABS机械部分（制动器、制动总泵、制动管路等）不良还是ABS电子控制部分的故障。方法：拔下ABS控制线束，让汽车以普通制动方式制动，如果故障消失，为电子控制部分故障；否则说明机械部分有故障。【ABS防抱死系统检修方法】六、ABS的检修ABS电子控制部分故障多为线束插接器或导线松脱、车速传感器不良等。制动压力调节器的故障相对较少。在检修制动压力调节器、制动分泵、储压器、后轮比例分配阀、电动油泵、制动液管路、压力警告和控制开关时需泄压。泄压方法：关闭点火开关，反复踩制动踏板20次以上，直到感觉到踩制动踏板力明显增加为止。【ABS防抱死系统检修方法】六、ABS的检修ABS的自检点火开关接通，ABSECU立即对其外部电路进行检查。这时制动警告灯亮，3S后熄灭。若制动警告灯一直亮或不亮说明ABS电路有故障。对制动压力调节器的检查是通过控制阀的开关循环来实现。发动机起动后，车速第一次达60km/h，ABS系统完成自检。自检过程中若有异常，则停止使用ABS，储存故障码并点亮故障警告灯。【ABS防抱死系统故障自诊断】六、ABS的检修两个制动警告灯ABS灯：黄色，标记为ABS或ANTILOCK。制动灯：红色，标记为BREAK，由制动液压力开关和液面开关及手制动器开关控制。若制动灯亮，可能制动液不足、储液器制动压力过低、或手制动器开关问题，此时ABS和普通制动系统均不能正常工作。若ABS灯亮，说明ABS系统有故障，此时无ABS功能，但常规制动系统仍有效。【ABS防抱死系统故障自诊断】六、ABS的检修【ABS故障的一般检查方法】车速传感器可能故障：感应线圈短路、断路或接触不良；齿圈上有缺损或脏污；传感器头安装松动或磁极与齿圈之间有脏物。检查：检查有无松动，导线或插接器有无松脱；检查感应线圈电阻，应在规定范围内；检查输出电压。转动时应有电压，且转速升高，电压也升高；示波器检查信号电压波形。应为正弦电压波形。ECU的检查制动压力调节器的检查ABS控制继电器的检查六、ABS的检修【ABS系统的放气】ABS系统中如果有空气，会严重干扰制动压力的调节，而使ABS功能丧失。很多装有ABS的车辆，可使用助力放气器等专用设备或手动放气方法将液压管道中的空气放出。对液压调节器中的空气一般要用专用仪器按照特殊的规程将空气放出，例如，有的需用扫描仪顺序使液压调节器中的电磁阀通电工作，以排出空气。六、ABS的检修在进行ABS故障诊断时，应将其某些现象与故障区分开:装有ABS的汽车，在发动机发动时，踩下的制动踏板会弹起，而在发动机熄火时，制动踏板则会下沉，这属于ABS的正常反应，并非故障。制动时，转动方向，会感到转向盘有轻微的振动，这是由于制动压力调节器与动力转向器共用一个油泵所引起的正常反应。制动时，有时会感到制动踏板有轻微下沉，这是由于道路路面附着系数变化，ABS正常反应所引起的，并非故障现象。【ABS防抱死系统诊断要点】六、ABS的检修采用故障码诊断若故障代码显示出传感器故障时，不要拆检传感器，要首先检查电路各连接插头与插座接触是否良好，有无脏污、断路或短路等隐患。有些安装在变速器上的传感器，其磁芯会吸附一些铁屑或工作不良，只需拆下传感器并消除磁芯上的污垢即可。【ABS防抱死系统诊断方法】根据别克汽车维修手册中提供的故障码读取方法,人工调取故障码41。查故障码表得知,故障码41表示右前电磁阀线路开路。为确认是否是电磁阀线路的故障,用万用表测量ABS总泵的电磁阀线路,测量时发现有一根线与其他任何一根线都不相通(正常电磁阀的引脚线之间是相通的),由此可以判断这根线便是故障码41所指的开路线。拆下ABS总泵并分解(分解时要特别注意不要损伤密封圈),看到有一根线已明显断开,此即故障所在。将电线的开路端焊接起来,然后把ABS总泵重新安装好,清除故障码,按照规定的顺序对ABS进行空气排除。通过试车发现,故障已排除。故障排除任务二

驱动防滑系统（ASR）的检修一辆凌志LS400型轿车，仪表板上ASR故障警告灯常亮。通过了解得知，故障刚出现时，在行驶一段时间后ASR故障警告灯才会亮;关掉发动机再重新起动，仪表板上的ASR故障警告灯才会熄灭，但是行驶一段路程后，ASR故障警告灯又重新亮起来。故障案例一、ASR的作用与控制方式汽车驱动防滑系统（AccelerationSlipRegulation或TractionControlSystem），简称ASR或TCS（日本车型称它为TRC或TRAC）。ASR系统是继ABS后采用的一套防滑控制系统，是ABS功能的进一步发展和重要补充。ASR系统和ABS系统和密切相关，通常配合使用，构成汽车行驶的主动安全系统。ABS是防止制动过程中的车轮抱死、保持方向稳定性和操纵性并能缩短制动距离的装置，而ASR的作用是防止汽车加速过程中的打滑，特别防止汽车在非对称路面或在转弯时驱动轮的空转，保持方向稳定性、操纵性，维持最大驱动力的装置。由于ASR是ABS系统功能的延伸和补充，因此ASR与ABS之间有许多相同之处，主要部件可以通用或共用。打滑有TRAC无TRAC可控一、ASR的作用与控制方式（1）发动机输出功率控制发动机输出功率控制是最早应用的驱动防滑转控制方式，即控制发动机的输出功率来调节传递到驱动轮上的转矩，从而调节驱动轮的滑转率。可采用的控制方法有：汽油机：减少喷油量、推迟点火时间、节气门位置调整；柴油机：控制供油量和供油时刻一、ASR的作用与控制方式（2）驱动轮制动控制驱动轮制动控制是在发生滑转的驱动轮上施加制动力矩来控制滑转率。它一般要与调节发动机输出功率的方法结合起来应用，否则，控制过程中就可能发生制动力矩与发动机输出转矩之间出现平衡现象，而导致无意义的功率消耗。这种控制方式响应最迅速。但为了保证制动过程中的乘坐舒适性，制动力不能升高过快。一、ASR的作用与控制方式（3）防滑差速锁（LSD：Limited-Slip-Differential)控制LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%～100%。当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作，控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。二、ASR的基本组成与工作原理ASR的基本组成传感器车轮转速传感器：与ABS系统共享节气门位置传感器：与发动机电控系统共享ASR选择开关：ASR专用的信号输入装置。ASR选择开关关闭时ASR不起作用ECU执行器制动压力调节器、节气门驱动装置等二、ASR的基本组成与工作原理车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车轮的滑移率，若滑移率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、发动机转速信号、转向信号等因素确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制在目标范围之内。三、ASR的检修1．直观检查直观检查是在ABS/ASR系统出现故障或感觉系统工作不正常时，采用的初步目视检查方法，具体常检查以下内容：检查手制动是否完全释放。检查制动液是否渗漏、制动液面是否在规定的范围内。检查所有ABS/ASR系统的保险丝、继电器是否完好、插接是否牢固。检查ABS/ASR的ECU连接器(插头和插座)连接是否良好。检查有关元器件(轮速传感器、电磁阀体、电动泵、压力警示开关和压力控制开关等)的连接器和导线是否连接良好。检查ABS/ASRECU、压力调节器等的接地(搭铁)线是否接触可靠。检查蓄电池电压是否在规定范围内，正、负极柱的导线是否连接可靠。三、ASR的检修2.读取故障码（1）按规定连接ABS、ASR自诊断起动线路，通过仪表板上故障警示灯的闪烁规律读取故障码。（2