項(xiàng)目2 電控制動安全系統(tǒng)檢修

項(xiàng)目2電控制動安全系統(tǒng)檢修——任務(wù)1防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的檢修郭剛2015年8月1日故障案例：

一輛上海別克轎車儀表板上的ABS故障指示燈點(diǎn)亮，ABS系統(tǒng)不起作用，制動抱死。故障分析：

由于行駛中儀表板上的ABS故障指示燈點(diǎn)亮，說明ABS電腦記錄有故障代碼。所以本故障主要考慮對ABS系統(tǒng)進(jìn)行檢修。一、汽車制動基本理論當(dāng)對行駛中車輛進(jìn)行適當(dāng)制動時(shí)，如果制動力左右對稱產(chǎn)生，車輛能夠在行駛方向上停止下來。但當(dāng)左右制動力不對稱時(shí)，就會發(fā)生車輛繞重心旋轉(zhuǎn)的力矩。此時(shí)，如果輪胎與地面的側(cè)向反力能阻止旋轉(zhuǎn)力矩的作用，則車輛仍能保持直線行駛，如果輪胎與地面的側(cè)向反力很小，則車輛就有可能出現(xiàn)如圖所示的不規(guī)則運(yùn)動。a)車輛直線行駛車輪抱死時(shí)

b)車輛彎道行駛僅前輪抱死時(shí)

c)車輛彎道行駛僅后輪抱死時(shí)車輪抱死后車輛的運(yùn)動情況二、制動時(shí)的車輪受力

（一）地面制動力（FB）如圖所示是汽車在良好的路面上制動時(shí)，車輪的受力情況。圖中忽略了滾動阻力矩和減速時(shí)的慣性力矩。Tμ-制動中的摩擦力矩

VF-汽車瞬時(shí)速度

vF-汽車瞬時(shí)速度在車輪指向的分量

FB-地面制動力

G-車輪垂直載荷

GZ-地面對車輪的反作用力

r-車輪的滾動半徑

VR-車輪的圓周速度

FS-側(cè)向力

ω-車輪的角速度

α-側(cè)偏角制動時(shí)車輪受力分析（二）制動器制動力當(dāng)汽車制動時(shí)，阻止車輪轉(zhuǎn)動的是制動器摩擦力矩Tμ。將制動器的摩擦力矩Tμ轉(zhuǎn)化為車輪周緣的一個切向力，稱其為制動器制動力Fμ。（三）地面制動力、制動器制動力和附著力的關(guān)系如下圖所示為不考慮制動過程中附著系數(shù)變化的地面制動力、制動器制動力以及附著力三者的關(guān)系。在制動過程中，車輪的運(yùn)動只有減速滾動和抱死滑移兩種狀態(tài)。當(dāng)駕駛員踩制動踏板的力較小，制動摩擦力矩較小時(shí)，車輪只作減速滾動，并且隨著摩擦力矩的增加，制動器制動力和地面制動力也隨之增長，且在車輪未抱死前地面制動力始終等于制動器的制動力。此時(shí)，制動器的制動力可全部轉(zhuǎn)化為地面制動力。但地面制動力不可能超過附著力。地面制動力、制動器制動力和附著力的關(guān)系三、滑移率（一）滑移率的定義汽車勻速行駛時(shí)，汽車的實(shí)際車速與車輪滾動的圓周速度（也稱車輪速度）是相同的。在駕駛員踩制動踏板使車輪的輪速降低時(shí)，車輪滾動的圓周速度（輪胎胎面在路面上移動的速度）也隨之降低了，但由于汽車自身的慣性，汽車的實(shí)際車速與車輪的速度不再相等，使車速與輪速之間產(chǎn)生一個速度差。此時(shí)，輪胎與路面之間產(chǎn)生相對滑移現(xiàn)象，其滑移程度用滑稱率表示。附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系曲線四、汽車驅(qū)動基本理論汽車在驅(qū)動過程中，驅(qū)動車輪可能相對于路面發(fā)生滑轉(zhuǎn)?；D(zhuǎn)成分在車輪縱向運(yùn)動中所占的比例稱為驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率，通常用“SA”表示。SA=（rω—ν）/rω×100%式中：SA—車輪的滑轉(zhuǎn)率；r—車輪的自由滾動半徑；ω—車輪的轉(zhuǎn)動角速度；ν—車輪中心的縱向速度。五、ABS系統(tǒng)的基本組成與工作原理如圖所示，ABS通常由輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器、電子控制單元（ECU）和ABS警示裝置等組成。

ABS的基本組成目前汽車上應(yīng)用較多的為四通道四傳感器式。如圖所示，四通道四傳感器ABS每個車輪都有一個輪速傳感器，且每個車輪的制動壓力都是獨(dú)立控制。這種形式的ABS制動效果最好。a)雙管路前后布置

b)雙管路交叉布置圖四通道四傳感器ABS（一）輪速傳感器輪速傳感器的功用是檢測車輪的旋轉(zhuǎn)速度，并將速度信號輸入電子控制單元。目前，常用的輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種。電磁式輪速傳感器主要由傳感器頭和齒圈兩部分組成，如圖所示。

輪速傳感器齒圈一般安裝在輪轂或軸座上，如圖所示。1、7-傳感器

2、6-傳感器齒圈

3-定位螺釘

4-輪轂和組件

5-半軸

8-傳感器支架

9-后制動器連接裝置輪速傳感器在車輪處的安裝位置齒圈隨車輪或傳動軸一起轉(zhuǎn)動，通常用磁阻很小的鐵磁材料制成。傳感頭通常由永久磁鐵、電磁線圈和磁極等組成，如圖所示。它對應(yīng)安裝在靠近齒圈而又不隨齒圈轉(zhuǎn)動的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、制動底板、驅(qū)動軸套管或差速器、變速器殼體等固定件上。傳感頭與齒圈的端面有一空氣間隙，此間隙一般為1mm，通?？梢苿觽鞲蓄^的位置來調(diào)整間隙。1-傳感器外殼

2-極軸

3-齒圈

4-電磁線圈

5-永久磁鐵

6-導(dǎo)線電磁式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)a)霍爾元件磁場較弱

b)霍爾元件磁場較強(qiáng)霍爾式輪速傳感器（二）制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器的功用是在制動時(shí)根據(jù)ABS電子控制單元（ECU）的控制指令，自動調(diào)節(jié)制動輪缸制動壓力的大小，防止車輪抱死，并處于理想滑移率的狀態(tài)。根據(jù)壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)壓方式可分為循環(huán)式和可變?nèi)莘e式兩種。1-制動踏板機(jī)構(gòu)

2-制動主缸

3-回油泵

4-儲液器

5-電磁閥

6-制動輪缸

循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器的組成

1、循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器工作原理如下：1）常規(guī)制動過程如圖所示，在常規(guī)制動過程中，ABS不工作，電磁線圈中無電流通過，電磁閥柱塞在回位彈簧的作用下處于“下端”位置。此時(shí)制動主缸與輪缸相通，由制動主缸來的制動液直接進(jìn)入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力的升高而升高。1-制動踏板

2-制動主缸

3-電動機(jī)

4-電動泵

5-儲液器

6-電子控制單元

7-柱塞

8-電磁線圈

9-電磁閥

10-車輪

11-輪速傳感器

12-制動輪缸

循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器常規(guī)制動過程2）保壓制動過程如圖所示，當(dāng)電子控制單元向電磁線圈輸入一個較小的電流時(shí)（約為最大電流的1/2），電磁線圈產(chǎn)生較小的電磁力，使柱塞處于“中間”位置。此時(shí)制動主缸、制動輪缸和回油孔相互隔離，輪缸中的制動壓力保持一定。循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器保壓制動過程3）減壓制動過程如圖所示，當(dāng)電子控制單元向電磁線圈輸入一個最大電流時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生更大的電磁力，使柱塞處于“上端”位置。此時(shí)電磁閥柱塞將輪缸與回油通道或儲液器接通，輪缸中的制動液經(jīng)電磁閥流入儲液器，輪缸壓力下降。與此同時(shí)，電動機(jī)起動，帶動液壓泵工作，將流回儲液器的制動液輸送回主缸，為下一個制動周期做好準(zhǔn)備。循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器減壓制動過程4）增壓制動過程當(dāng)制動壓力下降后，車輪的轉(zhuǎn)速增加，當(dāng)電控制單元檢測到車輪轉(zhuǎn)速增加太快時(shí)，便切斷通往電磁閥的電流，使制動主缸與制動輪缸再次相通，制動主缸的高壓制動液再次進(jìn)入制動輪缸，制動力增加。制動時(shí)，上述過程反復(fù)進(jìn)行，直到解除制動為止。

2、可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器工作原理如下：1）常規(guī)制動過程常規(guī)制動如下圖所示，電磁線圈中無電流通過，電磁閥柱塞在回位彈簧作用下使柱塞處于“左端”位置，將控制活塞的工作腔與回油管路接通，控制活塞在彈簧的作用下被推至最左端，活塞頂端推桿將單向閥打開，使制動主缸與制動輪缸的制動管路接通，制動主缸的制動液直接進(jìn)入制動輪缸，制動輪缸內(nèi)制動液的壓力隨制動主缸的壓力升高而升高。1-制動踏板

2-制動主缸

3-蓄能器

4-電動泵

5-儲液器

6-電磁線圈

7-電磁閥

8-柱塞

9-電子控制單元

10-制動輪缸

11-輪速傳感器

12-車輪

13-單向閥

14-控制活塞

可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器的組成2）減壓制動過程如圖所示，當(dāng)電子控制單元向電磁線圈輸入一大電流時(shí)，電磁閥內(nèi)的柱塞在電磁力作用下克服彈簧彈力移到右邊，將蓄能器與控制活塞的工作腔管路接通，制動液進(jìn)入控制活塞工作腔推動活塞右移，單向閥關(guān)閉，制動主缸與制動輪缸之間的通路被切斷。同時(shí)，由于控制活塞右移使制動輪缸側(cè)容積增大，制動壓力減小?？勺?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器的減壓制動過程3）保壓制動過程如圖所示，當(dāng)電子控制單元向電磁線圈輸入一小電流時(shí)，由于電磁線圈的電磁力減小，柱塞在彈簧力的作用下左移，將蓄能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互關(guān)閉。此時(shí)，控制活塞左側(cè)的油壓保持一定，控制活塞在油壓和強(qiáng)力彈簧的共同作用下保持在一定的位置，而此時(shí)單向閥仍處于關(guān)閉狀態(tài)，制動輪缸的容積也不發(fā)生變化，制動壓力保持一定?？勺?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器的保壓制動過程4）增壓狀態(tài)需要增壓時(shí)，電子控制單元切斷電磁線圈中的電流，柱塞回到左端的初始位置，控制活塞工作腔與回油管路接通，控制活塞左側(cè)控制油壓解除，控制活塞左移至最左端時(shí)，單向閥被打開，制動輪缸內(nèi)的制動液壓力將隨制動輪缸的壓力增大而增大。五、ABS系統(tǒng)的檢修（一）ABS檢修注意事項(xiàng)①在點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置時(shí)，不要拆裝系統(tǒng)中的電器元件和線束插頭，以免損壞電子控制單元。②在車上用外接電源給蓄電池充電時(shí)，要先斷開蓄電池正（負(fù)）極柱上的電纜線，然后對蓄電池充電，以免損壞電子控制單元③電子控制單元對高溫環(huán)境和靜電都很敏感，為防止其損環(huán)，在對汽車進(jìn)行烤漆作業(yè)時(shí)，應(yīng)將電子控制單元從車上拆下；在對車體進(jìn)行電焊之前，應(yīng)拔下電子控制單元的插接器，并戴好防靜電器。④在拆卸制動管路或與其關(guān)聯(lián)的部件之前，應(yīng)首先釋放ABS蓄壓器內(nèi)的壓力，防上高壓制動液噴射傷人。⑤在更換ABS制動管路或橡膠件時(shí)，應(yīng)按規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)件（高壓耐腐蝕件），以免管路破損而引起制動突然失靈。⑥為保證維修質(zhì)量，應(yīng)保持維修場地和拆卸之器件的清潔干凈，防止塵埃物進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)器或制動管路中。⑦制動液侵蝕油漆能力較強(qiáng)，因此在維修液壓部件和加注制動液時(shí)，應(yīng)防止制動液濺污油漆表面而使油漆失去光澤和變色。⑧在維修輪速傳感器時(shí)，應(yīng)防止碰傷齒圈的輪齒和傳感頭；也不可將齒圈作為支點(diǎn)撬動。否則，將造成輪齒變形，致使輪速傳感器信號不正常，影響ABS的正常工作。（二）常規(guī)檢查主要包括以下幾個方面：①檢查制動液面是否在規(guī)定范圍內(nèi)。②檢查所有繼電器、熔斷絲是否完好，插接是否牢固。③檢查電子控制裝置導(dǎo)線插頭、插座是否連接良好，有無損壞，搭鐵是否良好。④檢查下列各部件導(dǎo)線插頭、插座和導(dǎo)線的連接是否良好：電動液壓泵、液壓單元、四個輪速傳感器、制動液面指示燈開關(guān)。⑤檢查傳感器頭與齒圈間隙是否符合規(guī)定，傳感頭有無臟污。⑥檢查蓄電池電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)。⑦檢查駐車制動器是否完全釋放。⑧檢查輪胎花紋高度是否符合要求。（三）警告燈診斷裝有ABS的汽車在儀表盤上設(shè)有制動警告燈（紅色）和ABS系統(tǒng)故障警告燈（黃色）。正常情況下，點(diǎn)火開關(guān)打開，ABS故障警告燈和制動警告燈應(yīng)閃亮約2S，一旦發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，駐車制動桿在釋放位置，兩個警告燈應(yīng)熄滅，否則說明ABS有故障?？衫脙蔁舻拈W亮規(guī)律，結(jié)合維修資料粗略地判斷出系統(tǒng)發(fā)生的故障的部位。（四）故障碼診斷大多ABS具有自診斷和失效保護(hù)功能，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置時(shí)，電子控制單元將會自動地對自身、輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器中的電器元件進(jìn)行靜態(tài)測試。在此期間，如果ABS電子控制單元發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在故障，則電子控制單元會以故障碼的形式儲存記憶故障情況，并持續(xù)點(diǎn)亮ABS警告燈。當(dāng)汽車的速度達(dá)到一定值時(shí)，ABS的電子控制單元還要對系統(tǒng)中的一些電器元件進(jìn)行動態(tài)測試，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有故障存在，電子控制單元會以故障碼的形式存儲記憶故障情況。診斷ABS故障時(shí)，按照設(shè)定的程序和方法可讀取故障碼。維修人員可根據(jù)故障碼的含義確定故障的范圍。故障檢查：根據(jù)別克維修手冊中提供的故障代碼讀取方法，人工調(diào)取故障代碼41。查故障代碼表得知：故障代碼41表示右前電磁閥線路開路。為確認(rèn)是不是電磁閥線路的故障，用萬用表測量ABS總泵的電磁閥線路，測量時(shí)發(fā)現(xiàn)有1根線與其他任何一根線都不相通（正常電磁閥引腳線之間是相通的），由此可以判斷這根線便是故障代碼41所指的開路線。

故障排除：拆下ABS總泵，分解ABS總泵，從其底部拆開便會看到四個電磁閥（分解時(shí)要特別注意不要損傷密封圈），打開ABS總泵后，便看到有一根線端已明顯斷開，此即故障所在。用1根比較小的電線把電線的開路端焊接起來，然后把ABS總泵重新安裝好，清除故障代碼，按照規(guī)定的順序?qū)BS系統(tǒng)進(jìn)行空氣的排除；試車，故障排除。任務(wù)2驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)(ASR)的檢修

故障案例：一輛雷克薩斯轎車，儀表板上ASR故障燈常亮。通過了解，故障剛出現(xiàn)時(shí)，在行駛一段時(shí)間后ASR故障燈才會亮；關(guān)掉車子再重新啟動，儀表板上的ASR故障燈才會滅，但是行駛一段路程后，ASR故障燈又重新亮起來。

故障分析：可能是ASR電路故障，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)更可能是發(fā)動機(jī)負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)不正確引起ASR警告燈點(diǎn)亮，而發(fā)動機(jī)負(fù)荷的百分?jǐn)?shù)是電控單元根據(jù)空氣量、節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出來的。因此，本故障主要考慮對ASR系統(tǒng)進(jìn)行檢修。一、ASR系統(tǒng)的作用與控制方式（一）ASR系統(tǒng)作用驅(qū)動防滑系統(tǒng)英文簡稱ASR，是AccelerationSlipRegulation的縮寫，有的車輛稱為牽引力控制系統(tǒng)，英文簡稱TCS或TRC，是TractionControlSystem的縮寫。驅(qū)動防滑系統(tǒng)的功用是防止汽車在加速過程中打滑，特別是防止汽車在非對稱路面或在轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，以保持汽車行駛方向的穩(wěn)定性、操縱性和維持汽車的最佳驅(qū)動力。

（二）ASR系統(tǒng)的控制方式1.發(fā)動機(jī)輸出功率/轉(zhuǎn)矩控制一旦ASR電子控制單元檢測到一個或兩個驅(qū)動車輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)的情況，立即發(fā)出控制指令，控制發(fā)動機(jī)的輸出功率/轉(zhuǎn)矩，以抑制驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)輸出功率/轉(zhuǎn)矩控制通常有以下幾種方法：①調(diào)整供油量：減少或中斷供油；②調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間：減小點(diǎn)火提前角或停止點(diǎn)火；③調(diào)整進(jìn)氣量：減小節(jié)氣門的開度。2.驅(qū)動輪制動控制當(dāng)汽車在附著系數(shù)不均勻的路面上行駛時(shí)，處于低附著系數(shù)路面的驅(qū)動車輪可能會滑轉(zhuǎn)，此時(shí)ASR電子控制單元將使滑轉(zhuǎn)車輪的制動壓力上升，對該輪作用一定的制動力，使兩驅(qū)動車輪向前運(yùn)動速度趨于一致。3.防滑差速鎖控制防滑差速鎖能對差速器鎖止裝置進(jìn)行控制，使鎖止范圍從0%到100%，并通過ASR有效控制驅(qū)動車輪的驅(qū)動力，從而提高汽車在滑溜路面起步和加速能力及行駛方向穩(wěn)定性。二、ASR系統(tǒng)的基本組成與工作原理（一）基本組成如圖所示為一典型的具有防抱死制動和驅(qū)動防滑功能的系統(tǒng)。其中驅(qū)動防滑系統(tǒng)與ABS共用輪速傳感器和電子控制單元，只是在通往驅(qū)動車輪制動輪缸的制動管路中增設(shè)了一個ASR制動壓力調(diào)節(jié)器，在由加速踏板控制的主節(jié)氣門上方增設(shè)了一個由步進(jìn)電機(jī)控制的副節(jié)氣門，并在主、副節(jié)氣門處各設(shè)置一個了節(jié)氣門位置傳感器。1-右前輪速傳感器2-比例閥和差壓閥3-制動主缸4-ASR制動壓力調(diào)節(jié)器5-右后輪速傳感器6-左后輪速傳感器7-發(fā)動機(jī)/變速器電控單元8-ABS/ASR電控單元9-ASR關(guān)閉指示燈10-ASR工作指示燈11-ASR選擇開關(guān)12-左前輪速傳感器13-主節(jié)氣門位置傳感器14-副節(jié)氣門位置傳感器15-副節(jié)氣門驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)16-ABS制動壓力調(diào)節(jié)器

典型ABS/ASR的組成（二）工作原理當(dāng)驅(qū)動防滑系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時(shí)，電子控制單元根據(jù)各輪速傳感器檢測到的轉(zhuǎn)速信號，確定驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率和汽車的參考速度。當(dāng)電子控制單元判定驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率超過設(shè)定的限值時(shí)，就使驅(qū)動副節(jié)氣門的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，減小副節(jié)氣門的開度。此時(shí)，即使主節(jié)氣門的開度不變，發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量也會因副節(jié)氣門開度的關(guān)小而減少。如果驅(qū)動車輪的滑轉(zhuǎn)率仍未降低到設(shè)定的控制范圍內(nèi)，電子控制單元又會控制ASR制動壓力調(diào)節(jié)器和ABS制動壓力調(diào)節(jié)器，對驅(qū)動車輪施加一定的制動壓力，則驅(qū)動車輪上就會作用一制動力矩，從而使驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)速降低。三、ASR系統(tǒng)的檢修以豐田凌志LS400轎車為例介紹ASR系統(tǒng)的故障診斷及檢查步驟。豐田車系的ASR系統(tǒng)命名為TRC，下文以TRC進(jìn)行介紹。當(dāng)TRC有故障時(shí)，發(fā)動機(jī)的輸出功率可能下降或制動可能拖滯。但由于TRC系統(tǒng)有失效保護(hù)功能，若TRC系統(tǒng)中有任何異?，F(xiàn)象發(fā)生，ABS和TRCECU就會停止TRC的工作，車輛就會像沒有安裝TRC系統(tǒng)一樣運(yùn)行。ABS和TRCECU有自診斷功能，這個功能使TRC警告燈發(fā)亮，將故障通知駕駛員，還用于通知維修人員，用檢查連接器查出故障。

凌志LS400轎車同時(shí)具有ABS和TRC，且共用一個電子控制單元，其TRC和ABS的控制原理簡圖如圖2-25所示，系統(tǒng)控制電路如圖所示。凌志LS400的TRC控制原理簡圖凌志LS400ASR系統(tǒng)的控制電路（一）TRC的故障診斷TRC可能因車型不同而有所區(qū)別，但其工作原理和故障診斷方法是相同的。豐田TRC最早應(yīng)用在凌志車上，下面以LS400為例，闡明TRC的故障診斷過程。1、診斷裝置（1）指示燈檢查。下圖為指示燈檢查如下圖