2608肖鹏飞丰田佳美轿车ABS系统的结构原理与检修文档格式.docx
- 文档编号:16392463
- 上传时间:2022-11-23
- 格式:DOCX
- 页数:37
- 大小:1.01MB
2608肖鹏飞丰田佳美轿车ABS系统的结构原理与检修文档格式.docx
《2608肖鹏飞丰田佳美轿车ABS系统的结构原理与检修文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2608肖鹏飞丰田佳美轿车ABS系统的结构原理与检修文档格式.docx(37页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.2车轮转速传感器7
2.3ECU8
2.4执行器10
第三章丰田佳美轿车ABS系统的检修与故障诊断13
3.1前车轮转速传感器的检修13
3.1.1前车轮转速传感器的拆卸13
3.1.2前车轮转速传感器的检查14
3.1.3前车轮转速传感器的安装15
3.2后车轮转速传感器的检修16
3.2.1后车轮转速传感器的拆卸16
3.2.2后车轮转速传感器的检查17
3.2.3后车轮转速传感器的安装18
3.3ECU的检修19
3.4马达继电器的检修19
3.5丰田佳美轿车ABS系统的自诊断20
3.5.1DTC检查/清除20
3.5.2丰田佳美轿车ABS的故障代码21
3.5.3丰田佳美轿车ABS测试模式22
3.5.4故障排除注意事项23
第四章丰田佳美轿车ABS系统的故障检修实例24
4.1ABS警告灯常亮24
4.2ABS警告灯常亮,且前车轮振动25
4.3ABS警告灯常亮,ABS系统失效25
4.4ABS警告灯点亮偶发故障26
第五章总结与展望28
5.1总结28
5.2论文存在的不足及展望28
致谢29
参考文献30
第一章ABS系统概述
1.1ABS系统的发展及应用
“ABS”(Anti-lockedBrakingSystem)中文译为“防抱死刹车系统”,它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。
1936年,德国博世公司(BOSCH)申请一项电液控制的ABS装置专利,促进了ABS技术在汽车上的应用。
汽车上开始使用ABS始于19世纪50年代中期福特汽车公司,1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置,这种ABS装置控制部分采用机械式,结构复杂,功能相对单一,只有在特定车辆和抱死工况下防抱死才有效,因此制动效果并不理想。
机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。
ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。
直到70年代后期,由于电子技术迅猛发展,为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。
ABS控制部分采用了电子控制,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,制动效果也明显改善,同时其体积逐步变小,质量逐步减轻,控制与诊断功能不断增强,价格也逐渐降低。
这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。
进入90年代后,ABS技术不断发展成熟,控制精度、控制功能不断完善。
现在发达国家已广泛采用ABS技术,ABS装置已成为汽车的必要装备。
北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90%以上,轿车ABS的装备率在60%左右,运送危险品的货车ABS的装备率为100%。
ABS装置制造商主要有:
德国博世公司(BOSCH),欧、美、日、韩国车采用最多;
美国德科公司(DELCO),美国通用及韩国大宇汽车采用;
美国本迪克斯公司(BENDIX),美国克莱斯勒汽车采用;
还有德国戴维斯公司(TEVES)、德国瓦布科(WABCO)、美国凯尔西海斯公(KELSEYHAYES)等,这些公司的ABS产品都在广泛地应用,而且还在不断发展、更新和换代。
近年来,ABS技术在我国也正在推广和应用,1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。
1.2ABS系统的功用及结构
在汽车行驶中制动时,若汽车车轮制动器的制动力大于车轮与路面的附着力时,车轮就会抱死并产生滑移。
若后轮抱死滑移,其附着力会明显减小,特别是横向附着力,因此易使汽车产生横向滑移,俗称甩尾;
若前轮抱死,汽车就会丧失方向操纵能力,特别是在附着力较低的冰路面上,因此,对于没有安装ABS系统的汽车,在冰雪路面上突然制动时就很容易失去方向稳定性。
车轮与路面的附着力与车轮滑移率有关。
所谓车轮滑移率,是指车速与轮速的差值相对于车速的比率,即滑移率=(车速-轮速)/车速×
100%。
滑移率表示车轮能否自由转动;
滑移率为100%,表示车轮被完全抱死滑移。
而滑移率在10%~30%之间时附着力最大,超过30%后附着力逐渐下降,如图1-1所示。
因此,制动时应使滑移率保持在10%~30%。
ABS控制系统就是按这一要求来设计的。
图1-1制动力、附着力与滑移率的关系
ABS系统的功用主要体现在以下几个方面:
1.缩短制动距离
在同样紧急制动的情况下,ABS系统可以将滑移率控制在20%左右,即可获得最大的纵向制动力的结果。
2.制动时不影响转向操纵性能
3.可改善轮胎磨耗情况
车轮抱死会造成轮胎杯型磨损,轮胎面磨耗也会不均匀,使轮胎磨损消耗费增加。
经测定,汽车在紧急制动时,车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费,已超过一套防抱死制动系统的造价。
因此,装用ABS系统具有一定的经济效益。
4.可提高汽车行驶安全性
ABS系统可以防止四个轮子制动时被完全抱死,防止出现侧滑、用尾、调头等现象,提高了汽车行驶的安全性。
资料表明,装有ABS系统的车辆,可使因车轮侧滑引起的事故比例下降8%左右。
因此,在丰田公司1995年后生产的轿车上都配装有ABS控制系统。
丰田佳美、花冠、塞利卡、超越及凌志轿车上均采用波许型ABS控制系统。
这种控制系统采用滑移率控制。
为了控制滑移率,就必须取得车速和轮速信号,ABSECU根据车速和轮速信号计算出滑移率,并据此与ABSECU中预先存储的理想减速特性曲线相比较。
如果ABSECU判断出车辆减速太快和车轮即将抱死时,就发出指令给液压执行机构,控制汽车制动的液压系统,降低或增加液压压力,或在需要时保持制动液压力不变,以使滑移率保持在最佳范围(10%~30%),防止车轮抱死,达到最佳制动效果。
图1-2所示为这种ABS控制系统的结构框图,除原有的常规制动系统外,它还包括车速传感器、ABSECU、ABS执行机构(压力调节器)和ABS指示灯等。
图1-2ABS控制系统的结构框图
1.3ABS系统的发展趋势
目前,汽车防抱死制动系统仍需进一步完善系统的技术性能,降低成本,提高元器件可靠性和整个系统的价格性能比。
随着大规模集成电路的发展,电子控制元器件成本价格越来越低,多参数集中控制的自动控制系统,已成为一个重要的发展趋势。
1.ABS和驱动控制装置的一体化
ABS和驱动控制装置的组合装置目前已经投入生产,安装在部分高级轿车上。
ABS是以防止车轮抱死为目的,与此相反,驱动控制装置是为了防止车轮的空转。
从另一方面来看,ABS是为了缓解制动,而驱动控制装置则是为了施加制动。
这是非常相近的技术,当然也可以说它们都是采用了电子控制装置、轮速传感器的组合装置。
2.ABS与电子全控式(或半控式)悬挂、电子控制四轮转向、电子控制液压转向、电子控制自动变速器等行驶系统和动力传动系统的组合装置
汽车行驶系统之所以采用电子控制,是因为传感技术的高度发展和车用高速数字通信系统已达到实用化程度,把这些系统和ABS组合起来,可以使汽车的运动保持最佳状态。
3.ABS和自动制动器的一体化
自动制动器的作用是测出前方的障碍物,自动地施加制动,避免车祸发生。
它和ABS组合起来能够进一步提高行驶安全性。
4.减小体积、降低重量
为了提高汽车的安全性能,增加了一些装置,汽车的重量也随之增加,对燃料经济性不利。
所以新增设的各种装置必须在保证安全性的前提下,尽量地减少重量。
另外,不论是大型车还是小型车,发动机的安装空间都是非常紧凑的。
因此,也要求ABS的控制器体积尽可能的小点。
第二章丰田佳美轿车ABS系统的结构原理
2.1丰田佳美轿车ABS系统的总体结构
丰田佳美轿车ABS系统结构图如图2-1所示,由前车轮转速传感器、后车轮转速传感器、ECU及制动执行器总成等组成,制动执行器总成如图2-2所示,主
要由泵马达、电磁阀等组成。
在紧踩制动踏板或在光滑路面上制动时,ABS有助于防止车轮抱死。
前、后车轮转速传感器位于各个车轮上,主要采集各车轮的转速信号;
ECU在从车轮转速传感器接收到的转速信号的基础上检测车轮抱死,ECU根据此信
息控制泵马达和电磁阀;
泵马达和电磁阀用于通过控制施加到各个车轮制动器上的液压来防止车轮抱死。
在系统故障时,ABS警告灯亮起。
图2-1丰田佳美轿车ABS系统的结构
图2-2制动执行器总成
各部件的功能如表2-1所示。
表2-1各部件的功能
组件
功能
制动执行器总成
(1)由支撑电磁阀、减压电磁阀、泵马达、储液罐等组成,可以调整施加到各个制动分缸上的液压
(2)封闭ECU
ECU
处理从各个传感器到控制ABS的信号
车轮转速传感器
检测各个车轮的转速并将数据输入ECU
制动总泵
根据踏板上的力产生压力
刹车灯开关
踩下制动踏板时点亮刹车灯
电磁线圈继电器
(1)向各个电磁线圈供电
(2)封闭在ECU中
马达继电器
(1)向泵马达供电
ABS警告灯
(1)点亮来通知驾驶员ABS发生故障
(2)闪烁来输出DTC
制动警告灯
(1)在系统正常或制动液液位下降时,点亮通知驾驶员已拉上了驻车制动器
(2)点亮来通知驾驶员ABS或EBD发生故障
2.2车轮转速传感器
丰田佳美轿车车轮速度传感器为电磁式,前轮速度传感器在车上的位置及其结构外形如图2-3所示,后轮速度传感器的结构如图2-4所示。
图2-3佳美轿车速度传感器
图2-4佳美轿车后速度传感器
车轮转速传感的结构原理如图2-5所示,由图可见车轮转速传感由两部分组
图2-5车轮转速传感器的结构原理
成:
一部分为转子,装在车轮的转动部分上,随车轮一起旋转;
另一部分是传感
器本体,装在车轮固定部分。
各个转子上都有48个细齿。
当转子旋转时,转子的齿切割安装在车轮传感器中永久磁铁产生的磁力线,从而在传感线圈中产生感应的交变电压。
因为交变电压的频率变化与转子的转速直接成比例变化,ECU使用此频率来检测每个车轮的转速。
2.3ECU
ECU的功用是接受车轮速度传感器及其它传感器的输人的信号,进行测量、比较、分析、放大和判别处理,通过运算,获得制动车轮的滑移率、车轮的加减速度,以判别车轮是否有抱死趋势,如有抱死趋势,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。
ECU的电路如图2-6所示,主要由以下几部分组成:
1.车速传感器的输入放大电路
安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号,输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。
图2-6ECU电路图
2.运算电路
运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算,以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。
安装在车轮上的传感器齿圈随着车轮旋转,轮速传感器便输出信号,车轮线
速度运算电路接受信号并计算出车轮的瞬时线速度。
初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分,计算出初始速度。
3.电磁阀控制电路
接受来自运算电路的减压、保证或增压信号,控制电磁阀的电流。
4.稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所用5V稳压电压的同时,上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内,并对轮速传感器输入放大电路、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视,控制着继动电动机和继动阀门。
出现故障信号时,关闭继动阀门,停止ABS工作,返回常规制动状态,同时仪表盘上的ABS警报灯变亮,让驾驶员知道有异常情况发生。
ECU端子如图2-7所示,各端子说明如表2-2所示。
图2-7ECU端子
表2-2端子说明
符号(端子编号)
端子说明
GND2
(1)
执行器泵马达接地
+BM
(2)
马达继电器电源
+BS(3)
电磁阀电源
GND1(4)
防滑控制接地
FL+(5)
前LH(+)车轮转速信号输入
FL-(6)
前LH(-)车轮转速信号输入
RL+(7)
后LH(+)车轮转速信号输入
RR-(8)
后RH(-)车轮转速信号输入
FR-(9)
前RH(-)车轮转速信号输入
FR+(10)
前RH(+)车轮转速信号输入
CANL(15)
CAN通信网络L
RL-(17)
后LH(-)车轮转速信号输入
IG1(18)
ECU电源
RR+(19)
后RH(+)车轮转速信号输入
STP(20)
刹车灯开关输入
SP1(23)
车速表转速信号输出
TS(25)
传感器检查输入
CANH(26)
CAN通信网络H
2.4执行器
丰田佳美轿车ABS系统的执行器由电动机带动的制动回油泵,左前、右前、左后、右后电磁阀和电磁阀控制继电器等组成,如图2-8所示。
它属于循环式制
图2-8佳美轿车ABS系统的执行器的组成
动压力调节器,在制动总泵和轮泵之间串联一电磁阀,直接控制轮泵的制动压力。
1.电磁阀
每个轮泵有一个三位三通电磁阀,三位三通电磁阀的结构和基本工作原理
如图2-9所示。
它有升压、保压和减压三个工作位置。
图2-9三位三通电磁阀的结构和基本工作原理
(1)升压(常规制动)
升压(常规制动)过程如图2-10所示,电磁线圈内无电流流过,电磁阀处于升压位置此时制动总泵与轮泵相通,由制动总泵来的制动液直接流人轮泵,轮泵压力随总泵压力而变此,此时ABS系统不工作,回油泵也不工作。
图2-10常规制动升压过程
(2)保压
保压过程如图2-11所示,当ABSECU向电磁线圈通入一个较小的保持电流(约为最大电流的一半)时,电磁阀处于保持压力位置,所有的通道都被截断。
此时总泵、轮泵和回油孔间相互隔离密封,使轮泵中保持一定的制动压力。
图2-11保压过程
(3)减压
减压过程如图2-12所示,当ABSECU向电磁线圈通人一个最大的电流值时,柱塞移至上端,主缸和轮缸的通路被截断,电磁阀处于减压位置,此时电磁阀将
轮泵和回油通道相通或与贮液器相通,使轮泵中的制动液流经电磁阀,流人贮液器,使轮泵制动压力迅速下降。
与此同时,驱动电动机启动,带动液压泵工作,把流回液压油箱的制动液加压后输送到主缸,为下一个制动周期作好准备。
图2-12减压过程
2.回油泵
回油泵为柱塞泵,由电动机带动凸轮驱动,泵内设有两个单向阀,上阀为进油阀,下阀为出油阀,柱塞上行时,轮泵与贮液器的压力油,推开上部进油阀进入泵体内;
柱塞下行时,首先关闭进油孔,继而使泵腔内的压力升高,推开下出油阀,将制动液压回总泵。
3.储液器
贮液器为一内装有活塞和弹簧的油缸,位于电磁阀与回油泵之间,由轮泵流人的压力油,进入贮液器并作用于活塞上,压缩弹簧使贮液器容积变大,可以暂时存贮制动液。
第三章丰田佳美轿车ABS系统的检修与故障诊断
3.1前车轮转速传感器的检修
3.1.1前车轮转速传感器的拆卸
前车轮转速传感器的拆卸步骤如下:
(1)拆卸前轮
(2)拆卸前轮框加长板LH
(3)拆卸前翼子板衬里
(4)拆卸前转速传感器
1)断开前车轮转速传感器连接器和夹箍,如图3-1所示。
2)将2个螺栓从车身和减震器总成上拆下,如图3-2所示。
图3-1前车轮转速传感器连接器和夹箍图3-2螺栓
3)将2个定位爪从转向节上脱开。
4)拆下螺栓和前车轮转速传感器,如图3-3所示。
图3-3螺栓和前车轮转速传感器图3-4前车轮转速传感器的端子
注意:
防止杂质附着在前转速传感器头上;
每次拆卸前转速传感器时要清洁前转速传感器的安装孔和表面。
3.1.2前车轮转速传感器的检查
1.外观检查
检查前车轮转速传感器,如果发生下列情况之一,则更换新的前转速传感器:
(1)前车轮转速传感器的表面破裂、存在凹痕或缺口。
(2)连接器或线束刮伤、破裂或损坏。
(3)前车轮转速传感器掉下。
2.电阻的检查
前车轮转速传感器的端子如图3-4所示,其标准电阻值如表3-1、3-2所示,如果数值不符合规定,则更换传感器。
表3-1LH标准电阻
测试仪连接
规定条件
1(FL+)-2(FL-)
20℃(68F)时为1.4至1.8kΩ
1(FL+)-车身接地
10kΩ或更高
2(FL-)-车身接地
表3-2RH标准电阻
1(FR+)-2(FR-)
1(FR+)-车身接地
2(FR-)-车身接地
3.信号波形的检查
使用示波器检查前车轮转速传感器输出信号波形的步骤如下:
(1)举升车辆。
(2)断开前车轮转速传感器连接器,前车轮转速传感器连接器如图3-5所示。
(3)连接示波器至前转速传感器的端子1与端子2。
(4)检查轮胎转动时是否输出波形,正常波形如图3-6所示。
(5)接上连接器。
图3-5前车轮转速传感器连接器前视图图3-6正常波形
注意:
(1)两前轮车速传感器应输出相同的波形,并且波形中没有噪音或干扰。
(2)随着车速(车轮转速)的提高,波长变短且输出电压变大。
(3)当示波器的波形中出现噪音时,因为转速传感器转子有划伤、松动或有异物而产生不稳定信号。
4.线束和连接器的检查
ECU和前车轮转速传感器线束侧连接器分别如图3-7和3-8所示。
图3-7ECU(线束侧)连接器前视图图3-8前车轮转速传感器(线束侧)连接器前视图
线束和连接器的检查步骤如下:
(1)断开ECU连接器。
(2)用万用表测量各相应端子间的电阻值,标准阻值如表3-3、3-4所示。
(3)接上连接器。
表3-3LH标准电阻
A25-5(FL+)-A14-1(FL+)
低于1Ω
A25-6(FL-)-A14-2(FL-)
A14-1(FL+)-车身接地
A14-2(FL-)-车身接地
表3-4RH标准电阻
A25-10(FR+)-A35-1(FR+)
A25-9(FR-)-A35-2(FR-)
A35-1(FR+)-车身接地
A35-2(FR-)-车身接地
3.1.3前车轮转速传感器的安装
前车轮转速传感器的安装步骤如下:
(1)用螺栓安装前车轮转速传感器,如图3-3所示。
扭矩为8.0N*m(82kgf*cm,71in.*lbf)
注意:
防止杂质附着在前转速传感器头上。
(2)用2个螺栓安装前转速传感器并接合2个定位爪,如图3-2所示。
扭矩为:
螺栓A5.0N*m(51kgf*cm,44in.*lbf);
螺栓B19N*m(194kgf*cm,14ft.*lbf)
1)安装前转速传感器时不得扭曲线束。
2)螺栓B将制动软管和前转速传感器拧紧。
确保制动软管位于前转速传感器上。
3)将挡块稳固安装在车身孔中。
(3)连接前转速传感器连接器和夹箍,如图3-1所示。
(4)安装前翼子板衬里。
(5)安装前轮框加长板LH。
(6)安装前轮。
扭矩为103N*m(1050kgf*cm,76ft.*lbf)
(7)检查转速传感器信号。
3.2后车轮转速传感器的检修
3.2.1后车轮转速传感器的拆卸
后车轮转速传感器的拆卸步骤如下:
(1)拆卸后轮
(2)从后车轮转速传感器断开连接器。
小心不要损坏防滑控制传感器。
(3)拆卸后盘式制动器制动卡钳总成。
(4)拆卸后盘式制动器
(5)拆卸后车轮转速传感器传感器的后桥轮毂和轴承总成
(6)拆卸后车轮转速传感器传感器
1)将后桥轮毂和轴承总成安装在台钳上,保持在铝片之间。
如果后桥轮毂和轴承总成掉落或受到强烈震动,则更换。
2)用销冲和锤子敲出2个销子,从SST上拆下2个附件,如图3-9所示。
图3-9后车轮转速传感器的拆卸图3-10后车轮转速传感器的端子
(3)用SST和2个螺栓(直径:
12mm,螺距:
1.5mm),将后车轮转速传感器从后桥轮毂和轴承总成上拆下。
3.2.2后车轮转速传感器的检查
检查后车轮转速传感器,如果发生下列情况之一,则更换新的后车轮转速传感器:
(1)后车轮转速传感器的表面破裂、存在凹痕或缺口。
(3)后车轮转速传感器掉下。
后车轮转速传感器的端子如图3-10所示,其标准电阻值如表3-5、3-6所示,如果数值不符合规定,则更换传感器。
表3-5LH标准电阻
1(RL+)-2(RL-)
低于2.2kΩ
1(RL+)-车身接地
2(RL-)-车身接地
表3-6RH标准电阻
1(RR+)-2(RR-)
1(RR+)-车身接地
2(RR-)-车身接地
使用示波器检查后车轮转速传感器输出信号波形的步骤如下:
(2)断开ECU连接器。
(3)将示波器与ECU端子连接,ECU线束侧连接器如图3-11所示。
(4)检查轮胎转动时是否输出波形,正常波形如图3-12所示。
图3-11ECU线束侧连接器图3-12正常波形
说明:
1)从后轮输出相同的波形,并且波形中无噪音或干扰。
2)随着车速(车轮转速)的提高,波长变短且输出电压变大。
3)当示波器的波形中出现噪音时,因为转速传感器转子有划伤、松动或有异物而产生不稳定信号。
4)接上连接器。
3.2.3后车轮转速传感器的安装
后车轮转速传感器的安装步骤如下:
(1)安装后车轮转速传感器
1)清洁后桥轮毂和轴承总成以及新的后车轮转速传感器之间的接触表面。
防止杂质附着在传感器转子上。
2)将车轮转速传感器放置在后桥轮毂和轴承总成上以便定位连
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2608 肖鹏飞 丰田佳美 轿车 ABS 系统 结构 原理 检修