汽车底盘构造及维修电子教案项目24汽车防抱死制动系统及驱动防滑控制系统

1、项目24 汽车防抱死制动系统及驱动防滑控制系统主要内容1. ABS的基本组成和工作原理2. 车轮转速传感器3. 电子控制单元4. 制动压力调节器5. ABS的故障诊断6. 驱动防滑（ASR）系统一、制动时车轮受力分析1. 地面制动力FB2. 制动器制动力F24.1 ABS基础知识3. 地面制动力、制动器制动力和附着力的关系24.1 ABS基础知识二、制动性能与防抱死评价制动性能的指标：制动效能制动方向稳定性1. 制动效能指制动距离、制动时间和制动减速度。地面制动力 附着力（纵向附着系数） 滑移率SS=(v-r)/v 100%其中： v 车速（车身速度、车轮中心速度） 车轮旋转角速度 r 车轮滚

2、动半径S表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。24.1 ABS基础知识S=0，纯滚动S=1，抱死脱滑0S1，边滚边滑2. 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、侧滑和失去转向能力。侧滑和失去转向能力 横向附着系数 滑移率24.1 ABS基础知识24.1 ABS基础知识3. 附着系数（地面制动力）与滑移率的关系三、防抱死制动系统功用 防抱死制动系统，缩写为ABS(Anti-lock Braking System) 功用：在制动过程中，通过调节制动器制动力，使滑移率始终控制在1520%，获得最佳的制动效能和较好制动方向稳定性。四、ABS的应用 1950年ABS首先

3、用于飞机。 目前，德国博士（Bosch）、德福斯（Teves）和美国的德尔科（Delco）、本迪克斯（ Bendix ）是世界著名的ABS研制和生产厂家。24.1 ABS基础知识一、ABS的组成24.2 ABS的基本组成和工作原理1.前轮速传感器2.制动压力调节器 电控单元警告灯5.后轮速传感器6.停车灯开关7.制动主缸8.比例旁通阀9.制动轮缸10.蓄电池11.点火开关ABS由传感器、电子控制元件（ECU）和执行器三部分组成。24.2 ABS的基本组成和工作原理组成元件功用传感器车速传感器检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式轮速传感器检测轮速，给ECU提供轮速信号，各种控制方式

4、均采用减速度传感器（G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面，只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU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ABS警告灯ABS系统出现故障时，ECU将其点亮，发出报警，并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，控制各种执行器工作二、ABS工作原理24.2 ABS的基本组成和工作原理24.2 ABS的基本组成和工作原理三、ABS的分类一般是按控制通道和传感器数目分类。控制通道：能够独立进行

5、制动压力调节的制动管路称为控制通道。独立控制：如果一个车轮的制动压力占用一个控制通道，可以进行单独调节，称为独立控制；一同控制：如果两个车轮的制动压力是一同调节的，称为一同控制；低选原则一同控制高选原则一同控制24.2 ABS的基本组成和工作原理1. 三通道四传感器 四个轮速传感器、三个制动压力调节器，前轮独立控制，后轮按低选择方式控制24.2 ABS的基本组成和工作原理2. 三通道三传感器 三个轮速传感器、三个制动压力调节器，前轮独立控制，后轮按低选择方式控制24.2 ABS的基本组成和工作原理3. 四通道四传感器 四个轮速传感器、四个制动压力调节器，对各个车轮进行独立控制。24.2 ABS

6、的基本组成和工作原理车轮转速传感器一般简称轮速传感器。24.3 车轮转速传感器功用：检测车轮的转速，并将转速信号输入电子控制单元，以进行控制车轮状态。分类：电磁感应式轮速传感器霍尔效应式轮速传感器24.3 轮速传感器一、电磁式轮速传感器1. 结构包括传感头和齿圈两部分。1) 外形24.3 轮速传感器2) 安装部位在车轮上的安装位置24.3 轮速传感器其他安装位置24.3 轮速传感器3) 结构24.3 轮速传感器2. 原理24.3 轮速传感器3. 检测如果轮速传感器损坏，电子控制单元接收不到转速信号，ABS系统将停止工作，并点亮ABS警告灯，此时车辆仅有常规制动。轮速传感器的导线、插接器或传感头

7、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，都会影响车轮转速传感器的工作，从而造成ABS系统工作异常。1) 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，并涂少量防护剂，然后重新将导线插入插接器，再进行检测。24.3 轮速传感器2) 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；若阻力较大，说明间隙过小。24.3 轮速传感器3) 电器检查使点火开关处于OFF，将ABS电子控制单元插接器插头拆下，查出各传感器与

8、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障；若电阻值很小，表明有短路故障。为了区分故障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。24.3 轮速传感器4) 模拟检查 使车轮离开地面，将示波器测试线接于ABS电子控制单元（ECU）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

9、缺变形，以判定传感头或齿圈是否脏污或损坏。24.3 轮速传感器二、霍尔式轮速传感器1. 结构原理 随着齿圈的转动，穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，从而产生霍尔电压的变化，霍尔元件输出一个mV级的准正弦波电压。24.3 轮速传感器24.3 轮速传感器U1：mV级准正弦波电压信号U2：V级电压信号U3：标准的脉冲信号U4：输出信号（电压7-14V）2. 特点 输出信号电压为12V左右，其幅值不受转速的影响，频率响应高，抗电磁波干扰能力强。24.3 轮速传感器观看录像。24.4 电子控制单元（ECU）24.4 ECU一、ECU的功用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

10、、分析、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度，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。二、ECU的结构1. 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，经整形放大后输入运算电路。2. 运算电路 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。3. 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，控制大功率三极管向电磁阀提供控制电流。24.4 ECU4.

11、 安全保护电路将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的12V电压变为ECU内部所需的5V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；对ABS电路系统进行监视。当出现故障信号时，关闭继电器，停止ABS系统的工作，转入常规制动状态。同时点亮仪表盘上的ABS警告灯，提示驾驶员ABS系统出现故障，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。24.4 ECU以三通道四传感器进行说明。24.4 ECU三、ECU的检测ECU端子24.4 ECUECU端子的功能24.4 ECU诊断导线，K线13蓄电池（+）25制动灯开关12蓄电池（-）24左前轮转轮传感器11中央线路板接头23左后轮

12、转轮传感器10电子控制单元端子22蓄电池（+）9空位21蓄电池（-）8空位20空位7空位19电控单元端子226右前轮转速传感器18空位5右后轮转轮传感器17左前轮转轮传感器4ABS故障警告灯16右前轮转轮传感器3空位15左后轮转轮传感器2空位14右后轮转轮传感器1连接的元件端子连接的元件端子检测方法：检测条件：熔断丝完好；关闭用电设备，如大灯、空调和风扇等；拔下ABS电子控制单元上的线束插头，使其与检测箱的插座相连接。24.4 ECU检测的方法及标准数值24.4 ECU灯亮点火开关关闭点火开关打开制动装置警告灯功能14灯亮点火开关关闭点火开关打开ABS故障警告灯功能1300.5V10.014.

13、5V点火开关关闭(不踩制动踏板)(踩制动踏板)制动灯开关的功能8+1212同上点火开关接通电子控制单元供电电压8+2311同上同上电子控制单元对电磁阀的供电电压9+241010.014.5V点火开关关闭电子控制单元对液压泵的供电电压8+259同上同上左前转速传感器（G47）的电压信号4+118同上同上右前转速传感器（G45）的电压信号3+187同上同上左后转速传感器（G46）的电压信号2+1061901140mV的交流电压举升汽车，点火开关关闭，使右后轮以约1r/s的速度转动右后转速传感器（G44）的电压信号1+175同上同上左后转速传感器（G46）的电阻2+104同上同上右后转速传感器（G4

14、4）的电阻1+173同上同上左前转速传感器（G47）的电阻4+1121.01.3 k点火开关关闭右前转速传感器（G45）的电阻3+181额定值测试条件（附加操作）测试内容V.A.G1598/21插孔测试步骤24.5 制动压力调节器功用：在制动时根据ABS电子控制单元（ECU）的控制指令，自动调节制动轮缸的制动压力的大小，使车轮不被抱死，并处于理想滑移率的状态。分类：根据压力调节器的动力源不同：液压式和气压式根据压力调节器与制动主缸的结构关系：整体式和分离式根据压力调节器的调压方式：循环式和可变容积式24.5 制动压力调节器一、制动压力调节器的基本组成和工作原理1. 循环式制动压力调节器1) 基

15、本组成24.5 制动压力调节器2) 工作原理常规制动过程：ABS不工作，电磁阀中无电流减压制动过程：ABS工作，电磁阀中通大电流（5A）保压制动过程：ABS工作，电磁阀中通小电流（2A）增压制动过程：同常规制动24.5 制动压力调节器2. 可变容积式制动压力调节器1) 常规制动过程（升压）24.5 制动压力调节器2) 减压制动过程24.5 制动压力调节器24.5 制动压力调节器3) 保压制动过程二、制动压力调节器的结构1. 电动油泵2. 储液器24.5 制动压力调节器3. 蓄能器24.5 制动压力调节器4. 电磁阀5. 压力开关、压力警告灯和液位指示开关24.5 制动压力调节器三、典型制动压力

16、调节器1. 桑塔纳2000俊杰轿车1) 结构24.5 制动压力调节器2) 工作原理常规制动24.5 制动压力调节器压力保持24.5 制动压力调节器压力减小24.5 制动压力调节器压力增高24.5 制动压力调节器2. 本田轿车1) 常规制动24.5 制动压力调节器2) 减压3) 保压24.5 制动压力调节器24.5 制动压力调节器 踏板反应：一、凌志LS400轿车1. 元件位置图24.6 典型ABS24.6 典型ABS2. 布置形式24.6 典型ABS3. 液压系统图24.6 典型ABS4. 控制电路图ABS检修注意事项：1. 在点火开关处于点火位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束插头，以免损

17、坏电子控制单元。2. 在车上用外接电源给蓄电池充电时，要先断开蓄电池正（负）极柱上的电缆线，然后对蓄电池充电，以免损坏电子控制单元。3. 电子控制单元对高温环境和静电都很敏感，为防止其损环，在对汽车进行烤漆作业时，应将电子控制单元从车上拆下；在对车体进行电焊之前，应拔下电子控制单元的插接器，并戴好防静电器。4. 在拆卸制动管路或与其关联的部件之前，应首先释放ABS系统蓄电器内的压力，防上高压制动液喷射伤人。24.7 ABS的故障诊断5. 在更换ABS系统的制动管路或橡胶件时，应按规定使用标准件（高压耐腐蚀件），以免管路破损而引起制动突然失灵。6. 为保证维修质量，应保持维修场地和拆卸之器件的清

18、洁干净，防止尘埃物进入压力调节器或制动管路中。7. 制动液侵蚀油漆能力较强，因此在维修液压部件和加注制动液时，应防止制动液溅污油漆表面而使油漆失去光泽和变色。8. 在维修车轮转速传感器时，应防止碰伤齿圈的轮齿和传感头；也不可将齿圈作为支点撬动。否则，将造成轮齿变形，致使车轮转速传感器信号不正常，影响ABS系统的正常工作。24.7 ABS的故障诊断一、ABS诊断的一般流程24.7 ABS的故障诊断汽车进厂询问客户：故障现象发生的条件、时机；是否检修过、检修的部位 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、插接器连接是否可靠；熔断器是否可靠；蓄电池电压是否正常

19、 读取故障码 有故障码 无故障码使ABS系统工作后，先清码再读码，其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。 根据ABS的基本原理，结合电路图，利用万用表、示波器等逐一对各元件性能进行检查二、常规检查1) 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。3) 检查电子控制装置导线插头、插座是否连接良好，有无损坏，搭铁是否良好。4) 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；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，传感头有无脏污。6) 检查蓄电池电压是否在规定范围内

20、。7) 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。24.7 ABS的故障诊断1. 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 “” 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，直到电动泵开始运转为止；4) 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，先不要泄放过多的制动液，而应重复以上的3和4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

21、不可将制动液加注到超过储液室的最高标记，否则，当蓄能器中的制动液排出时，制动液可能会溢出储液室。24.7 ABS的故障诊断24.7 ABS的故障诊断2. 制动系统的排气1) 仪器排放2) 手动排放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1/23/4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，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。24.7 ABS的故障诊断三、故

22、障码诊断1. 故障码的读取与清除1) 人工法（以凌志LS400为例）a. 故障码的读取把点火开关置于“ON”，检查ABS警告灯，应点亮3秒钟。如果不正常，应检查ABS警告灯电路并排除故障。24.7 ABS的故障诊断脱开发动机室内的维修连接器。24.7 ABS的故障诊断24.7 ABS的故障诊断跨接驾驶室内TDCL或发动机室内检查连接器的TC和E1端子。 从ABS警告灯的闪烁读取故障码。如果有多个故障，数字较小的故障码先显示。11：ABS电磁阀继电器断路。21：右前轮三位三通电磁阀电路断路或短路。24.7 ABS的故障诊断ECU失灵常亮油泵转子卡死油泵电机电路油泵卡死51TRC系统TRC系统失灵

23、43发电机故障电压调节器故障电源线路故障蓄电池电压过低或过高41前轮速传感器齿圈未装或装错前轮速传感器齿圈故障37右前或左后轮速传感器断路36轮速传感器故障轮速传感器与ECU连线断路左前或右后轮速传感器断路35左后轮轮速传感器信号错误34右后轮轮速传感器信号错误33左前轮轮速传感器信号错误32轮速传感器故障轮速传感器与ECU连线断路或短路右前轮轮速传感器信号错误31左后轮三位三通电磁阀电路断路或短路24右后轮三位三通电磁阀电路断路或短路23左前轮三位三通电磁阀电路断路或短路22电磁阀线圈断路或短路电磁阀与ECU连线断路或短路右前轮三位三通电磁阀电路断路或短路21油泵电机继电器线圈短路油泵电机继

24、电器与ECU连线短路油泵电机继电器短路14油泵电机继电器线圈断路油泵电机继电器与ECU连线断路油泵电机继电器断路13电磁阀继电器线圈短路电磁阀继电器与ECU连线短路ABS电磁阀继电器短路12电磁阀继电器线圈断路电磁阀继电器与ECU连线断路ABS电磁阀继电器断路11故障原因及检查部位故障内容故障码24.7 ABS的故障诊断b. 故障码的清除跨接驾驶室内TDCL或发动机室内检查连接器的TC和E1端子。 在3秒钟内踩下制动踏板8次或8次以上，即可清除存储在ECU中的故障码。 从TDCL或检查连接器上拆下。接上维修连接器。 2) 仪器法（以大众车系为例）大众车系的专用扫描检测仪为VAG1551、155

25、2，VAS5051、5052。 检查车辆是否符合检测条件所有车轮必须安装规定的并且尺寸相同的轮胎，轮胎气压符合要求；常规制动系统正常；所有熔断丝完好；蓄电池的电压正常。24.7 ABS的故障诊断关闭点火开关，打开诊断接口盖板（位于换档杆前端的防尘罩下），将故障诊断仪用诊断连接线连接在诊断接口上。24.7 ABS的故障诊断打开点火开关，显示屏显示：按“0”或“3”键选择“制动系电控系统”，此时显示屏显示：按“Q”键确认输入，此时显示屏显示ABS电子控制单元识别码：24.7 ABS的故障诊断Test of vehicle systems HELPInsert address wordTest of

26、 vehicle systems Q03- Brake electronics3A0 907 379 ABS ITT AE20GI VODCoding 04505 WCS按“”键，此时显示屏显示：按“0”和“02”键选择“查询故障存储器”，此时显示屏显示：按“Q”键确认输入，显示屏上显示所存储故障的数量或“未发现故障”24.7 ABS的故障诊断Test of vehicle systems HELPSelect functionTest of vehicle systems Q02- Interrogate fault memoryX Faults recognized No Faults r

27、ecognized 按“”键，故障依次显示出来。故障显示完毕后，按“”键返回到初始位置。故障排除后，按以下步骤清除故障码。按“0”和“5”键选择“清除故障存储器”，此时显示屏显示：按“Q”键确认输入，此时显示屏显示：按“”键返回到初始位置。24.7 ABS的故障诊断Test of vehicle systems Q05- Erase fault memoryTest of vehicle systems Fault memory is erased!按“0”和“6”键选择“结束输出”，此时显示屏显示：按“Q”键确认。关闭点火开关，ABS故障警告灯和制动装置警告灯亮约2S后必须熄灭。24.7 A

28、BS的故障诊断Test of vehicle systems Q06- end output2. 根据故障码诊断故障以凌志LS400为例。1) 11ABS制动压力调节器电磁阀继电器电路断路检查1、2端子之间的电压，应为蓄电池电压；否则应检查线束；检查6、7端子之间是否导通；检查1、11端子之间是否导通；检查2、11端子之间是否不导通；在6、7端子之间加蓄电池电压，检查检查1、11端子之间是否不导通；检查2、11端子之间是否导通；24.7 ABS的故障诊断检查ABS ECU与制动压力调节器之间的线束和连接器。检查制动压力调节器电磁阀继电器。 24.7 ABS的故障诊断2) 21SFR电路断路或短

29、路检查1、2端子之间的电压，应为蓄电池电压。如果不正常，检查蓄电池与制动压力调节器之间、制动压力调节器与搭铁之间的线束和连接器。 检查8、11端子之间是否导通。如果不导通则更换制动压力调节器。检查ABS ECU与制动压力调节器之间的线束和连接器。如果正常，检查、更换ABS ECU；如果不正常，修理或更换线束或连接器。24.7 ABS的故障诊断1. 本田雅阁起动发动机后，ABS灯不熄灭车型：本田雅阁。故障症状：起动发动机后ABS灯不熄灭。诊断与排除：由于ABS灯亮，先读取故障码。方法为：1) 跨接副驾驶仪表板下的ABS诊断座的A、B端子；2) 点火开关ON；3) 由ABS警告灯闪烁读取。故障码为

30、1，表示油泵电机工作时间过长。该原因如下：24.8 ABS故障实例a. 制动系统泄漏，制动压力建立不起来；b. 制动系统有空气，油泵在40s内不能建立油压，ABS灯也要亮；c. 油泵电机线路故障；d. 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；先从轮缸放气孔放气，没有空气；接着从执行器放气，慢慢打开泄空阀，排出空气，然后关闭泄空阀；起动发动机让油泵电机工作，再打开泄空阀，排气23s。然后关闭泄空阀。如此反复，直到排净。然后清除故障码，方法是：点火开关off，拆下跨接线，拆下ABS保险丝3s以上。再起动发动机，ABS灯灭。故障排除。24.8 ABS故障实例2. 丰田皇冠轿车ABS失效车型：丰田皇冠轿车；故障症状：紧急制动时ABS失效，车轮抱死，发生甩尾，故障警告灯闪亮；诊断与排除：发动机起动后观察，ABS警告灯不亮，而汽车起步后ABS警告灯即常亮不熄。先检查蓄电池电压，因为电压不对对电控系