丰田轿车防抱死制动系统

1、第一节丰田轿车防抱死制动系 统(ABS)的维修 （一）丰田轿车防抱死制系统概述 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

2、 在1030之间时附着力最大，超过30后附着力逐渐下降，如图1-3-5-1所示。因 此，制动时应使滑移率保持在1030。ABS控制系统就是按这一要求来设计的。 ABS控制系统的作用有：缩短制动距离；制动时不影响转向操纵性能；可改善 轮胎磨耗情况；可提高汽车行驶安全性。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。 ABS控制系统的作用有：缩短制动距离；制动时不影响转向操纵性能；可改善 轮胎磨耗情况；可提高汽车行驶安全性。因此，在丰田公司1995年后生产的轿车上 都配装有ABS控

3、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。 表1-3-5-1ABS控制系统的组成与功 能 组件 功能 传感 器 车速传感器检测车速，向ABSECU输入车速信号，用于计算滑移率 转速传感器检测车速，向ABSECU输入车速信号，用于计算滑移率 压力调 节器 制动压力调节 器(电磁阀) 接受ABSECU指令，通过电磁阀的动作来调节制动液压， 实现制动压力的降低、保持和升高的控制功能 助力油泵 受ABSECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制 油路中建立控制油压 ABS指示灯 当ABS系统出现故障时，由ABSECU控制其点亮，向驾 驶

4、员发出报警，并可由ABSECU控制闪烁显示故障代码 储能器 筒形物内充满高压氮气用来储存动力制动器的残余制 动液压，以便在增压时能迅速增压 控制器ABSECU ABSECU接受车速、轮速信号，计算出车速、轮速、滑 移率并对其进行分析、判断、放大，由输出级输出控 制指令，控制执行器工作，并具有自诊断功能 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

5、不变，以使滑移率保持 在最佳范围(1030)，防止车轮抱死，达到最佳制动效果。图1- 3-5-2所示为这种ABS控制系统的原理框图。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。ABS控制系统各组成部件的功能列于表3-l-1。 （二）丰田轿车防抱死制动系统的结构和工作原理 一、佳美2.2L/3.0L轿车 佳美2.2L/3.0L轿车的防抱死制动系统由前后车轮速度传感器、ABSECU、防抱死制动 执行器(电磁阀)、控制继电器、ABS指示灯和检查连接器等组成。它们在车上的位置如 图1-3-5-3所示。 1)车轮速度传感器丰田轿车车轮速度传

6、感器均为电磁式，前轮速度传感器在 车上的位置及其结构外形，如图1-3-5-4所示，后轮速度传感器的结构示于图 1-3-5-5。 车轮速度传感器的齿圈装在后车轮轴上，如图1-3-5-6所示，当齿轮转动 时，齿轮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，传感器就会输出相应的脉冲信号到ABSECU， 为其提供轮速信息。由图可见车轮速度传感器由两部分组成。一部分为旋转 齿轮，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。其输出信号的幅值是随车轮转速变化的，在规定的转速 范围内，其输出信号的电压为115V，若车速太低，其输出信

7、号电压低于1V 时，ABSECU就无法检测到。 (2)ABSECUABSECU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。图 1-3-5-7所示为ABSECU的原理框图，这是一种四传感器四通道的ABSECU。 其运算电路由车轮传感器获取信号进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加 速度和减速度运算。调节器电磁阀控制参数的运算和监控运算。计算出的电 磁阀控制参数输入到输出级(电磁阀控制回路)。输出级

8、在接收电磁阀控制参数 信号后，控制大功率三极管：向电磁阀线圈提供控制电流。 ABSECU设有自诊断系统，随时对系统进行监测，当系统出现故障信号时， 立即停止ABS系统的控制功能，转入常规制动状态。同时将组合仪表板上的 ABS指示灯点亮，提示驾驶员ABS系统已出现故障，并将故障信息，以故障 代码的形式存储于存储器中，以供维修时调用。此外，ABSECU还有稳 压与保护装置，它用于向ABSECU提供一个稳定的工作电压，同时还具有电 压监测与保护功能。当电源电压过低时，该装置即点亮ABSECU指示灯，并 自动切断ABS系统的电源电路。 (3)执行器(制动液压力调节器)佳美轿车ABS系统的执行器由电动机

9、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1-3-5-8所示。它属于循环式制动压力调节器，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。磁阀，每个轮泵有一个三位三通电磁 阀，如图1-3-5-9所示。三位三通电磁阀的结构和基本工作原理如图1-3-5-10 所示。它由升压、保压和减压三个工作位置。 1)升压(常规制动)如图1-3-5-11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时ABS系统不工作，回油泵也不工作。 2)保压当ABSECU向电磁线圈通入一个较

10、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，如图1-3-5-12所示。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。 3)减压当ABSECU向电磁线圈通人一个最大的电流值时，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，如图1-3-5-13所示。 回油泵与贮液器的结构如图1-3-5-14所示。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；柱塞上行时，首先 关闭进油孔，

11、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。 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。 (4)电路图和连接器图1-3-5-15所示为佳美轿车ABS系统电路图。图 1-3-5-16所示为佳美轿车ABSECU插头各端子的位置。 表1-3-5-2所示为佳美轿车ABSECU插头各端子连接表。 一、丰田佳美轿车防抱死制动系统的检查与诊断 (1)佳美2.2L/3.0L轿车防抱死制动系统的检查 1)检查执行器的工作声 起动发动机并以6km/h以上的车速行驶。 检查执行器，应能听到执

12、行器的工作声。依次检查液压泵、电动 机和三位三通电磁阀的工作声，检查时不要踩下制动踏板。2)检查 自诊断装置 检查蓄电池电压应不低于12V。 检查ABS警示灯。ABS警示灯在接通点火开关时，应亮3s后熄灭。 如果在接通点火开关后，ABS警示灯不亮，应检查熔断器、ABS警示 灯灯泡及配线。视需要进行修理或更换。 (2)佳美2.2L/3.0L轿车防抱死制动系统的自诊断 1)提取故障代码接通点火开关，按图1-3-5-27所示，用专用跨接线 跨接诊断检查插头Tc和E1端子。从发动机舱中找到ABS诊断检查 连接器(图3-l-3)的Wa、Wb端子(图1-3-5-15)，抽出短路销。 如果ABS系统有故障，

13、ABS警示灯便在4s后闪烁显示故障代码， ABS警示灯位于组合仪表盘左侧，如图1-3-5-28所示。 故障代码显示规律，如图1-3-5-29a所示。第一次闪烁的次数，表示 故障代码中的十位数数字，停顿1.5s后再闪烁的次数，表示故障代码 中的个位数数字。如果ABS系统中存储有多个故障代码时，ABS警示 灯在停顿2.5s后再闪烁显示第二个故障代码。故障代码显示完后，停 顿4s后，再按从小到大的顺序，重复显示故障代码。如果ABS系统正 常，ABS警示灯便以每隔0.25s的频率闪烁，如图1-3-5-29b所示。 从诊断插头上取下跨接线，并将短路销装回Wa、Wb端子上。 2)清除故障代码 ABS系统若

14、显示故障代码，应立即进行检查修复，并在修 复后清除存储在ABSECU中的故障代码。清除的方法如 下： 接通点火开关。 用专用跨接线跨接诊断检查插座Tc和El端子。 将制动踏板在3s内踩下8次以上。便可清除故障代 码。 断开蓄电池电缆时，也可清除故障代码。但由于断开蓄 电池电缆后，会使其它系统存储在ECU中的信息丢失。因 此，在断开蓄电池电缆前应记录下所有有用的信息，以便 在接上蓄电池电缆后，重置这些信息。 清除故障代码后，应再检查ABS警示灯，应显示正常代 码。从诊断检查插座Tc和E1端子上取下跨接线。接通点火 开关，检查ABS警示灯是否在亮起3s后熄灭。 4)佳美轿车速度传感器故障的自诊断为

15、了在使用中检查方便，车速度 传感器具有专门的检查装置。在进行速度传感器故障自诊断时，防抱 死制动系统不工作。制动系统按常规制动系统工作。具体步骤如下： 检查蓄电池电压，应在12V左右。检查ABS警示灯在接通点火开 关后应点亮3s，如达不到3s，则应对熔丝、灯泡、配线等进行检查或 修理更换，若ABS系统无故障，ABS警示灯应在接通点火开关，点亮 3s后熄灭。断开点火开关。 用专用跨接线跨接诊断检查插座Tc和E1端子。拉起驻车 制动器操纵杆，起动发动机。 观察ABS警示灯，若系统正常，应每秒闪烁4次。 检查速度传感器的信号变化松开驻车制动。使车辆以80km/h以 上的车速行驶几秒后再检查ABS警示

16、灯，若ABS警示灯显示不正常， 应停车让ABS警示灯闪烁显示故障代码。如图1-3-5-30所示。 车轮速度传感器故障代码的清除方法同ABS系统故障代码的清除方 法。 佳美轿车速度传感器的故障代码列于表1-3-5-5。 (3)佳美轿车ABS系统按故障征兆进行的故障诊断佳美轿车ABS系统 的故障征兆列于表3-l-6中。现将各故障按诊断号次序分述如下。 接通点火开关后ABS系统警示灯常亮若接通点火开关后ABS系统警 示灯常亮，可按图1-3-5-3l所示步骤进行诊断。 接通点火开关后ABS系统警示灯点亮时间少于3s时的诊断接通点 火开关后，若ABS系统警示灯点亮时间少于3s，可按图1-3-5-32所示

17、 步骤进行诊断。 接通点火开关后ABS系统警示灯时亮时灭故障诊断接通点火开关 后ABS系统警示灯时亮时灭时，可检查诊断检查插座Tc和E1之间是否 短路，若短路应检查连接线路。 汽车制动时若出现制动滞后、普通情况下制动时ABS系统即工作、或 在即将停车前ABS系统工作、或ABS系统工作时，制动踏板产生不正常 的脉动等故障的诊断。 当汽车制动时，若出现制动 滞后、普通情况下制动时 ABS系统工作、或在即将停 车前ABS系统工作、或ABS 系统工作时制动踏板产生不 正常脉动等故障现象时，可 按图1-3-5-33所示步骤进行 诊断。 ABS系统失效故障的诊断ABS系统失效时，可按图1-3-5-34所示

18、 步骤进行诊断。 (4)佳美轿车ABS系统代码故障的诊断佳美轿车ABS系统代码故障的诊 断与凌志轿车类同，可参阅1.1.3第二部分。 (5)佳美轿车ABS系统控制部件的检测与拆装1)ABS系统执行器的 检测与拆装 检测蓄电池电压应在1014.5V范围内。拆下挡风玻璃清洗液 罐和发动机冷却液罐。 从执行器支架上拆下控制继电器，拔下ABS执行器插头，如图1-3- 5-35所示。 在执行器上安装专用检测仪，如图1-3-5-36所示。 a用辅助连接线C和E将检测仪、执行 器、控制继电器、接地端等连接起来。 b将检测仪的红色电缆接蓄电池正极 (+)端子，黑色电缆接蓄电池负极(-)端 子，将辅助连接线的黑

19、色电缆接蓄电 池负极(-)或车身接地端子。 c将图表A(见图1-3-5-37)放在执行 器检测仪上。 检查执行器工作情况 a、起动发动机并合其怠速运转。将执行器检测仪上的选择开关扭 “FRONTRH”（右前)位置。 b将“MOTOR”(电动机)开关按下并保持几秒钟。踩下制动踏板，直至完成 执行器的检测， c.按下“POWERSWITCH”(电源开关)，检查制动踏板高度，应无变化。表明 制动踏板未向下移动。但按下“POWERSWITCH”(电源开关)的时间不得超过 10s。 d松开“POWERSWITCH”，再检查制动踏板高度，踏板应向下移动。按 下“MOTOR”(电动机)开关并保持几秒钟，检查

20、制动踏板高度，踏板应上 升。 e松开制动踏板。按下“MOTOR”(电动机)开关并保持几秒钟。踩住制动 踏板，并保持15s左右，在踩住制动踏板的同时，将“MOTOR”开关按下并 保持几秒钟。检查制动踏板应无脉动现象。 f.松开制动踏板。 8将选择开关扭至“FRONTRH”(右前)位置。 h.重复第步bd项操作。用类似方法检查执行器的工作。 i.用类似方法检查“REARLH”(左后)位置，在对“REARLH”(左后)位置进行 检测时，可按按下“POWERSWITCH”(电源开关)时的同样步骤进行检 测。j再按下“MOTOR”开关并保持几秒钟。使发动机熄火。 拆下执行器检查仪和图表A，拆下连接导线。

21、插好执行器插头，把控制 继电器装回执行器支架。清除故障代码，装回挡风玻璃清洗液罐和发动机冷 却液罐。 2)控制继电器的检查 检查电动机继电器电路的导通情况 a如图1-3-5-38所示，检查插头端子9和10之间的导通情况，应导通。 b检查插头端子7和8之间的导通情况，应不导通。 如不符合上述要求，应更换控制继电器。 检查电动机继电器电路的工作情况 a将蓄电池正极引线与端子10连接，负极引线与端子9连接。 b检查端子7和8之间的导通情况，应导通，如图1-3-5-39所示。 如不符合上述要求，应更换控制继电器。 检查电磁阀继电器电路的导通情况： a如图1-3-5-40所示，检查插头端子1和9之间的导

22、通情况，应导通。 b检查插头端子2和5之间的导通情况，应不导通。 c如图3-l-41所示，将欧姆表正极接端子5，负极接端子4。检查端子之间的导通情 况，应导通。 d将欧姆表引线反相连接，检查两端子间的导通情况，应不导通。 如导通情况不符合上述要求，应更换控制继电器。 检查电磁阀继电器的工作情况 a将蓄电池正极引线与端子1相连；负极 引线与端子9相连，如图1-3-5-42所示。 b检查端子2和5之间的导通情况，应导通。 c检查端子2和6之间的导通情况，应不导通。 如导通情况不符合上述要求，应更换控制继电器。 3)佳美轿车ABS系统前速度传感器的检测佳美轿车 ABS系统前轮速度传感器如图3-l-43所示。 查速度传感器：检查时可先拆下翼子板罩脱开速度传感器插头；测量端子间的电阻， 电阻应为0.921.22，如图3-l-44所示。如电阻不符合规定，应更换速度传感器。检查 每一端子与传感器壳体之间应不导通，否则应更换速度传感器。插上速度传感器插头， 装上翼子板罩。 检查速度传感器的安装检查速度传感器的安装螺栓，应按规定力矩(7.8Nm)拧紧， 如扭紧力矩不正确，应重新按规定力矩(7.8Nm)拧紧，如图1-3-5-45所示。 目测检查传感器