丰田ABS控制系统维修_.pdf
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第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-937-第五章丰田轿车防抱死制动系统与牵引控制系统的维修第一节丰田轿车防抱死制动系统第一节丰田轿车防抱死制动系统(ABS)的维修的维修
(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=%100车速轮速车速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。
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(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。
最新国内外汽车电控系统专修手册-938-表1-3-5-1ABS控制系统的组成与功能组件功能车速传感器检测车速,向ABSECU输入车速信号,用于计算滑移率传感器转速传感器检测车速,向ABSECU输入车速信号,用于计算滑移率图1-3-5-1制动力、附着力与滑移率的关图1-3-5-2ABS控制系统的组成与功第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-939-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(再循环泵,用于循环式制动力压力调节方式)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,向驾驶员发出报警,并可由ABSECU控制闪烁显示故障代码压力调节器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ABSECUABSECU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
(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。
最新国内外汽车电控系统专修手册-940-图1-3-5-3佳美2.2L/3.0L轿车ABS系统的组成a)佳美轿车ABS系统的布置形式b)佳美轿车ABS系统部件在车上的位置第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-941-图1-3-5-4佳美2.2L/3.0L轿车速度传感器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。
图1-3-5-6车速度传感器工作原图1-3-5-5佳美2.2L/3.0L轿车后轮速度传感器最新国内外汽车电控系统专修手册-942-(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,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。
图1-3-5-7ABSECU原理框图第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-943-图1-3-5-8佳美轿车ABS系统的执行器部图1-3-5-9压力调节器的基本组成最新国内外汽车电控系统专修手册-944-(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。
图1-3-5-10三位通电磁阀的结构和基本工作原图1-3-5-11常规制动的升压过程图1-3-5-12保压过图1-3-5-13减压过第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-945-表1-3-5-2所示为佳美轿车ABSECU插头各端子连接表。
二、凌志LS400轿车ABS系统的结构和工作原理凌志LS400轿车ABS系统也属于波许型(所有其它类型)。
也是由前、后车轮速度传感器、ABSECU、防抱死制动系统执行器(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1-3-5-17所示。
图1-3-5-18所示为凌志LS400轿车ABS液压系统图。
图1-3-5-19所示为凌志LS400轿车ABS系统前后车速传感器的安装位置。
由图1-3-5-17可见,凌志LS400轿车ABS系统的执行器也是由4个三位电磁阀组成的四传感器四通道的ABS系统。
与佳美轿车ABS系统的不同之处在于,它附加有一个蓄压器,而且其ABS系统和TRC系统共用一套控制系统。
其工作原理如下:
表1-3-5-2佳美轿车ABSECU插头端连接表端子号端子符号连接部位端子号端子符号连接部位1RL-后左车轮速度传感器10RR-后右车轮传感器2DG诊断检查插座11SFR前右电磁阀3STP停车灯开关12GND接地4RSS后车轮速度传感器共用连线13FR-前右车轮速度传感器5RR+后右车轮速度传感器14TC诊断检查插座6RL+后左车轮速度传感器15MT制动流回液压泵电动机7WABS系统指示灯16FL+前左车速度传感器8PKB驻车制动开关17FSS前车轮速度传感器共用连线9TS传感器检查用播头18SRABS电磁继电器19IG1点火开关25FL-前左车轮速度传感器20SFL前左电磁阀26MR电动机继电器21SRL后左电磁阀27R-电磁阀继电器22GND接地28BAT备用电源23FR+前右车轮速度传感器29SRR后左电磁阀24AST前右电磁阀图1-3-5-14回油泵与贮液器1-凸轮2-油泵柱塞3-油泵4-贮液器A-来自车轮分泵B-至总泵最新国内外汽车电控系统专修手册-946-图1-3-5-15佳美轿车ABS系统电路图第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-947-图1-3-5-16佳美轿车ABSECU插头各端子的位置最新国内外汽车电控系统专修手册-948-图1-3-5-17凌志LS400型轿车ABS系统的组成a)凌志LS400轿车ABS系统的组成b)凌志LS400轿车ABS系统部件在车上的位置第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-949-
(1)常规制动如图1-3-5-20所示,在常规制动时,电磁线圈内无电流流过,电磁阀将控制活塞工作腔与回油管路接通,控制活塞在强力弹簧的作用下,被推至最左端,活塞顶端推杆将单向阀打开,使制动总泵与轮泵的制动管路接通,制动总泵的制动液直接进入轮泵,轮泵压力随总泵压力变化而变化。
图1-3-5-18凌志LS400轿车ABS液压系统图最新国内外汽车电控系统专修手册-950-图1-3-5-19凌志LS400轿车ABS系统前后车速传感器的安装位第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-951-
(2)减压时如图1-3-5-21所示,减压时,ABSECU向电磁阀线圈提供一个大的电流,电磁阀内的柱塞在电磁力的作用下,克服弹簧力移至右边,将贮能器与控制活塞工作腔管路接通。
贮能器的压力油进入控制活塞的工作腔,推动活塞右移,使单向阀关闭,总泵与轮泵间的通道被切断。
同时因控制活塞的右移,使轮泵侧的容积增大,制动压力迅速降低。
(3)保持压力如图1-3-5-22所示。
ABSECU向电磁阀线圈提供一个小的电流,由于电磁力的减小,柱塞在弹簧力的回位作用下移至左边,直至使贮能器、回油管及控制活塞的工作腔管路处于相互关闭的位置,此时控制活塞左侧的油压保持一定,控制活塞在油压和强力弹簧的共同作用下保持在一定位置,而此时单向阀仍处在关闭位置,轮泵侧的容积不变,制动压力保持一定。
(4)增压过程如图1-3-5-23所示。
需要增压时,ABSECU切断电磁阀线圈中的电流,柱塞在弹簧力的回位作用下,移至左端的初始位置,控制活塞的工作腔与回油管路接通,控制活塞左侧的控制油压解除,控制液流流回至贮液器,控制活塞在强力弹簧的作用下左移,轮缸侧容积变小,压力升高至初始值。
当控制活塞左移至最左端时,单向阀被打开,轮泵压力将随总泵压力的增大而增大。
图1-3-5-24为凌志LS400轿车ABS系统执行器的分解图。
图1-3-5-25为凌志LS400轿车ABS系统电路图。
图1-3-5-26为凌志LS400轿车ABSECU插头端子位置。
表1-3-5-3所示为凌志LS400轿车ABSECU插头端子连接表。
图1-3-5-20常规制动时工作情图1-3-5-21减压过程工作情况最新国内外汽车电控系统专修手册-952-(三)丰田轿车防抱死制动系统的维修一、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表1-3-5-3凌志LS40轿车ABS和TRCECU插头端子连接表端子编号端子符号连接部件端子编号端子符号连接部件A18-1SMCM/C开关线圈A18-25GND接地A18-2SRC贮油箱开关线圈A18-26SRR后右电磁阀A18-3R-继电器接地A19-1BAT备用电源A18-4TSRTRC线圈继电器A19-2PKB驻车制动开关A18-5MRABS马达继电器A19-3TC诊断插头A18-6SRABS电磁继电器A19-4NEONe信号A18-7TMRTRC电动机继电器A19-5VTH主节气门位置传感器A18-8TTRTRC节气门继电器A19-6WAABS指示灯A18-9A步进电动机A19-7TR2与发动机ECU通信A18-10A-步进电动机A19-8WTTRCOFF指示灯A18-11BM步进电动机A19-9TRS发动机故障指示灯图1-3-5-22保持压力时工作情图1-3-5-23增压过程时工作情况第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-953-A18-12ACM步进电动机A19-10A18-13SFL前左电磁阀A19-11LBLl制动液位指示灯A18-14SACACC关断开关A19-12CSWTRC关断开关A18-15VCACC压力开关A19-13VCl辅助节气门位置传感器A18-16ASTABS电磁继电器监控器A19-14D/G诊断插座A18-17NL空档开关主节A19-15A18-18IDLl气门怠速开关A19-16INDTRC指示灯A18-19PL空档开关A20-1SFR前右电磁阀A18-20IDL2辅助节气门怠速开关A20-2GND接地A18-21MTTTRC泵电动机继电器监控器A20-3RL+后左电磁阀A18-22B步进电动机A20-4FR-前右电磁阀A18-23B-步进电动机A20-5RR+后右电磁阀A18-24BCM步进电动机A20-6FL-前左电磁阀A20-7E1接地A20-15FR+前右轮速传感器A20-8MTABS电动机继电器A20-16RR-后右轮速传感器A20-9ML-TRC电动机闭锁继电器A20-17FL+前左轮速传感器A20-10PRACC压力开关A20-18E2接地A20-11IG点火开关A20-19E1接地A20-12SRL后左电磁阀A20-20TS传感器检查插头A20-13GND接地A20-21ML+TRC电动机闭锁继电器A20-14RL-后左轮速传感器A20-22STP停车灯开关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,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。
最新国内外汽车电控系统专修手册-954-图1-3-5-24凌志LS400轿车ABS系统执行器的分解图第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-955-图1-3-5-25凌志LS400轿车ABS系统电路最新国内外汽车电控系统专修手册-956-图1-3-5-29佳美轿车,ABS警示灯代码显示规律a)故障代码b)正常代码故障代码显示规律,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。
图1-3-5-26凌志LS400轿车ABS和TRCECU插头端子位置图1-3-5-27跨接诊断检查插座TC和E1端图1-3-5-28ABS警示灯位置第一篇日韩汽车电控系统的维修技术-957-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。
3)佳美轿车ABS系统故障代码(表1-3-5-4)。
表1-3-5-4佳美轿车ABS系统故障代码表故障代码故障原因故障部位11电磁阀继电器电路断路12电磁阀继电器电路短路执行器内部配线控制继电器电磁阀继电器电路中的配线和插头13制动液泵电动机继电器电路断路14制动液泵电动机继电器电路短路执行器内部配线控制继电器制动液泵电动机继电器电路中的配线和插头21右前轮三位三通电磁阀电路断路或短路22左前轮三位三通电磁阀电路断路或短路23右后轮三位三通电磁阀电路断路或短路24左后轮三位三通电磁阀电路断路或短路执行器电磁阀执行器电磁阀配线和插头31右前轮速度传感器信号故障32左前轮速度传感器信号故障33右后轮速度传感器信号故障34左后轮速度传感器信号故障35左前或右后轮速度传感器电路断路36右前或左后轮速度传感器电路断路速度传感器传感器转子速度传感器电路配线和插头37两个后桥轮毂故障后轮速度传感器转子41电压不正常(低于9.5V或高于16.2V)蓄电池稳压器51执行器6S中制动液泵电动机继电器卡死或执行器中制动液泵电动机电路断路制动液泵电动机、继电器和电瓶制动液泵电动机电路配线和插头执行器中制动液泵电动机电路持续亮ABSECUABSECU4)佳美轿车速度传感器故障的自诊断为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。
最新国内外汽车电控系统专修手册-958-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。
佳美轿车速度传感器的故障代码列于表1-3-5-5。
表1-3-5-15佳美联社轿车速度传感器的故障代码表故障代码故障原因故障部位71右前轮速度传感器信号电压低右前轮速度传感器右前轮速度传感器安装72左前轮速度传感器信号电压低左前轮速度传感器左前轮速度传感器安装73右后轮速度传感器信号电压低右后轮速度传感器右后轮速度传感器安装74左后轮速度传感器信号电压低左后轮速度传感器左后轮速度传感器安装75右前轮速度传感器信号变化不正常右前轮速度传感器转子或插头松动76左前轮速度传感器信号变化不正常左前轮速度传感器转子或插头松动77右后轮速度传感器信号变化不正常右后轮速度传感器转子或插头松动78左后轮速度传感器信号变化不正常左后轮速度传感器转于或插头松动正常所有轮速度传感器转于均正常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。
(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。
表1-3-5-6佳美轿车ABS系统的故障征兆表故障观察部位故障征兆诊断号接通点火开关后ABS系统警示灯常亮接通点火开关后ABS系统警示灯点亮时间少于3
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