TOYOTA CROWN ABS原理及维护要点1.docx

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TOYOTACROWNABS原理及维护要点1

毕业设计（论文）

题目：

TOYOTACROWNABS原理及维护要点

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二O一二年月日

摘要

本文主要从传感器，电子控制单元ECU和执行机构介绍ABS的结构组成及工作原理，分析了ABS对于制动系的影响，同时还介绍ABS系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；对ABS常见问题的维护修理。

关键词：

ABS系统组成原理控制电路维护

TheprincipleandmainpointmaintenanceofTOYOTACROWNABS

Abstract:

Byanalyzingthestructueandoperatingprinciplethearticalbegainsfromsensor,electroniccontrolunitandactuatingelement,theimpactofABStobrakesystem,，alsoitwillintrodulacetheelectroniccontrolunitandactuatingelementofABSwheelspeedsensortheprincipleandstructueofhydrauliccontroldevice.themainpointofmaintenancetomormalquestions.

Keywords:

ABSsystemconstituteprinciplecontrolcircuitmaintenance

目录

第一章绪论-2-

第二章ABS防抱死制动系统的发展史-3-

第三章ABS结构及工作原理-5-

3.1传感器的结构型式，工作原理与分类-5-

3.2电子控制单元ECU-7-

3.3执行机构-8-

3.4ABS防抱死制动系统的基本工作原理-9-

第四章TOYOTACROWNABS维护要点-11-

4.1车轮速度传感器的调整-11-

4.2ABS线束的更换 -12-

4.3液压元件泄渴检查-12-

4.4ABS系统电脑的更换-12-

4.5液压控制装置的检修-13-

4.6刹车片的正确维护 -13-

4.7刹车片更换前后注意事项 -14-

4.8使用维护ABS需注意什么?

 -15-

第五章总结-17-

致谢-18-

参考文献-19-

第一章绪论

ABS（anti-lockedbrakingsystem）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。

ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。

ABS系统各组成部件的功能组成元件功能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车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用减速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，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低液压泵受ECU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；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。

ABS警告灯出现故障时，由ECU控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码ECU接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。

第二章ABS防抱死制动系统的发展史

ABS系统的发展可以追溯到本世纪初期，早在1928年制动防抱理论就被提出，在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用，博世（BOSCH）公司在1936年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。

      进入50年代，汽车制动防抱系统开始受到较为广泛的关注。

福特（FORD）公司曾于1954年将飞机的制动防抱系统移置在林肯（LINCOIN）轿车上，凯尔塞·海伊斯（KELSEHAYES）公司在1957年对称为"AUTOMATIC"的制动防抱系统进行了试验研究，研究结果表明制动防抱系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制，并且能够缩短制动距离；克莱斯勒（CHRYSLER）公司在这一时期也对称为"SKIDCONTROL"的制动防抱系统进行了试验研究。

由于这一时期的各种制动防抱系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置，因此，获取的车轮转速信号不够精确，制动压力调节的适时性和精确性也难于保证，控制效果并不理想。

汽车维修养护网

       随着电子技术的发展，电子控制制动防抱系统的发展成为可能。

在60年代后期和70年代初期，一些电子控制的制动防抱系统开始进入产品化阶段。

凯尔塞·海伊斯公司在1968年研制生产了称为"SURETRACK"两轮制动防抱系统,该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号，对制动过程中后轮的运动状态进行判定，通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸的制动压力进行调节，并在1969年被福特公司装备在雷鸟（THUNDERBIRD）和大陆·马克III（CONTINENTALMKIII）轿车上。

       克莱斯勒公司与本迪克斯（BENDIX）公司合作研制的称为"SURE-TRACK"的能防止4个车轮被制动抱死的系统，在1971年开始装备帝国（IMPERIAL）轿车，其结构原理与凯尔塞·海伊斯的"SURE-TRACK"基本相同，两者不同之处，只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。

博世公司和泰威士（TEVES）公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统，这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制，直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。

       别克（BUICK）公司在1971年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火，以减小发动机输出转矩，防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱转系统.

       瓦布科（WABCO）公司与奔驰（BENZ）公司合作，在1975年首次将制动防抱系统装备在气压制动的载贷汽车上。

       这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置，由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷，致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果，所以，这些防抱控制系统很快就不再被采用了。

       进入70年代后期，数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展，为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。

博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS2，并且装置在奔驰轿车上，由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。

尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置，但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，因此，博世ABS2的控制效果己相当理想。

从此之后，欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。

第三章ABS结构及工作原理

3.1传感器的结构型式，工作原理与分类

（一）转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。

轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。

轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。

（二）横向加速度传感器有一些ABS系统中装有横向加速度传感器，因里面主要开关触点组成，因而一般称为横向加速度开关。

横向加速度低于限定值时，两触点都处于闭合状态，插头两端子通过开关内部构成回路，当汽车在高速急转弯过程中，横向加速度超过限定值时，开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态，插头两端子之间在开关内部形成断路，此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正，以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压，使ABS更有效地工作。

此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。

传感器的分类：

（一）转速传感器

齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。

轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。

轮速传感器在车轮上的安装位置

轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。

（二）横向加速度传感器

有一些ABS系统中装有横向加速度传感器，因里面主要开关触点组成，因而一般称为横向加速度开关。

外形如图1所示。

横向加速度低于限定值时，两触点都处于闭合状态，插头两端子通过开关内部构成回路，当汽车在高速急转弯过程中，横向加速度超过限定值时，开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态，插头两端子之间在开关内部形成断路，此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正，以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压，使ABS更有效地工作。

此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。

（三）减速度传感器

目前，在一些四轮驱动的汽车上，还装有汽车减速度传感器，又称G传感器。

其作用是在汽车制动时，获得汽车减速度信号。

因为汽车在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号送入ECU后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。

当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。

减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。

A．光电式减速度传感器

汽车匀速行驶时，透光板静止不动。

当汽车减速度时，透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。

减速度越大，透光板摆动位置越高，由于透光板的位置不同，允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同，使光电晶体管形成开和关两种状态。

两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用，可将汽车的减速度区分为四个等级，此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。

B．水银式减速度传感器

水银式减速度传感器的基本结构如图所示，由玻璃管和水银组成。

在低附着系数路面时汽车减速度小，水银在玻璃管内基本不动，开关在玻璃管内处于接通（ON）状态。

在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，水银在玻璃管内由于惯性作用前移，使玻璃管内的电路开关断开（OFF），如图2所示，此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。

水银式汽车减速度传感器，不仅在前进方向起作用，在后退方向也能送出减速度信号。

C．差动变压式减速度传感器

3.2电子控制单元ECU

电子控制模块（电脑）的结构与工作原理ABS系统电子控制部分可分为电子控制器（ECU）、ABS控制模块、ABS计算机等，以下简称ECU。

ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成：

1）轮速传感器的输入放大电路。

2）运算电路。

3）电磁阀控制电路。

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。

a）轮速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的轮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。

不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。

每个车轮都装轮速传感器时，需要四个传感器，输入放大电路也就要求有四个。

当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时，只需要三个传感器，输入放大电路也就成了三个。

但是，要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。

b）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。

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，再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算，则得出滑移率及加减速度。

电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号，对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。

c）电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号，控制通往电磁阀的电流。

d）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内部所有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器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着电磁阀电动机和电磁阀。

出现故障信号时，关闭电磁阀，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表板上的ABS警报灯点亮，让驾驶员知道有故障情况发生。

安全保护电路ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。

3.3执行机构

制动压力调节器

接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。

液压泵

受ECU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；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。

控制方式

TOYOTACROWNABS采用四传感器三通道\前轮独立-后轮低选择控制方式。

该系统前轮独立控制，而后轮选择方式控制，一般采用低选择控制，即以易抱死的车轮为标准。

给两后轮施加相等的制动压力控制车轮转的转动。

由于采用四个车速传感器，检测左右驱动轮的轮速，实现低选择控制方式，与其他控制方式相比，操纵性核稳定性较好，制动性能稍差。

制动压力控制

1）升压在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。

由于主弹簧强度大，使进油阀开启，制动器压力增加。

2）压力保持当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。

支架就保持在中间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。

3）降压当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。

压力一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。

轿车电子防抱死制动系统（ABS ）的测试与论断，可利用该系统中的电子控制装置（ECV）的自动断功能进行检测诊断，并通过LED发出闪光而显示出来；还可根据情况对系统中的某一个装置进行解体，然后再单独地进行检测。

使用中如果ABS系统出现故障、警告灯就会闪亮，需要及时停车处理或修复。

3.4ABS防抱死制动系统的基本工作原理

       控制装置和ABS警示灯等组成，在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。

       在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。

电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。

制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。

制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。

       ABS的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。

在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

       在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。

例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大；如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除，随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速；当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。

       ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。

制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。

在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

       尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生制动抱死。

第4章TOYOTACROWNABS维护要点

4.1车轮速度传感器的调整 

    传感器传感插头脏污或传感器的空气间隙没有达到要求，都会使传感器不能正常工作，这就需定期对传感器进行适当的调整，以使其恢复正常的工作状态。

传感器的调整可用纸垫片贴紧传感头的端面来完成，当汽车运行时，随着传感器齿圈的旋转，纸势片就会自然消失。

  调整前轮速度传感器时（以坦孚式ABS系统为例），先升举汽车，拆下相应的前轮轮胎胎胎和车轮装置，拧松（紧固传感头）螺丝通过制动器挡泥板孔拆下传感头，清除其表面的金属和赃物，并刮净传感头端面，在传感头端面上粘贴一个新的垫片（做一“下”的标记表示前轮）；纸垫片厚度为13mm（对于32脚电脑的ABS系统来说），拧松传感器支架固定衬套的螺栓，旋转衬套，给固定螺丝提供一个新的锁死凹痕面。

通过盘式制动挡泥板孔将传感头装进支架上的衬套里，确认纸垫片贴在传感头端面上，并在整个安装过程中没有掉下来。

装复后，传感器上连线应该接触良好。

推动传感头向传感器齿圈顶端移动，直到纸垫片与齿圈接触为止，保持此状态并用2．4—4N m的力矩拧紧5mm紧固螺丝，使传惑头定位。

重新装好轮胎和车轮并放下汽车，最后起动发动机并路试车辆，ABS故障指示灯是否点亮。

指示灯不亮则表示系统工作正常，传感器良好；否则就说明ABS系统仍然存在问题，须进一步检修。

  调整后轮速度传感器的步骤同前轮的调整步骤相同，举升汽车、拆下后轮、制动钳及传动装置、拆下传感头，清洁其表面，在传感头端面贴纸垫片（标注R），35脚电脑ABS的纸垫片厚度为0．65mm，装复传感头，拧紧固定螺栓，将传感头推向传感器齿固顶端，至纸垫片与齿圈接触为止，保持此状态用 2．4—4Nm力矩拧紧紧固螺丝，使传感头定位，重新装复制动钳、车轮，放下汽车，最后进行路试。

 如果发现车轮速度传感器工作不良，应用数字万用表测量其线圈的电阻。

电阻大为断路，电阻小，表明有短路，均需要更换传感头。

4.2ABS线束的更换 

ABS线束接头的接触不良，线束腐蚀，断裂及外部屏蔽损坏等都会导致防抱死系统无法正常工作，须对其进行更换。

线束接头通常与线束一起更换。

个别线束接头损坏时，可更换新插头，地线与屏蔽线要焊接牢靠，线束接头是塑封的，一般只能与线束一同更换。

线束接头必须插接牢靠，以防接触不良，接头插好后，将卡销插好。

4.3液压元件泄渴检查 

   检查液压元件泄漏时，先接通点火开关，直至液压泵停止运转，接着再等3分钟，使整个液压系统处于稳定状态，察看压力表，如果5分钟之内系统压力出现下降现象，则表明液压系统有泄漏之处，再检查是液压元件本身泄漏，还是外部系统泄漏，分别予以修复，必要时更换磨损部件或总成。

  一般ABS系统的泄压方法是将点火开关关闭（置于0FF位置），然后反复踩制动踏板，踩踏的次数在20次以上，当踏板力明显增加，即感觉不到踩踏板的液压助力时，就表示ABS系统的泄压工作完成。

通常对以下部件进行操作时需要泄压：

液压控制单元中的任何装置、蓄压器、电动泵、电磁阀体、制动波油箱、压力警告和控制开关、后轮分配比例阀和后轮制动分泵、前轮制动分泵及高压制动液管路等。

4.4ABS系统电脑的更换 

用正常的电脑代替原车电脑，观察ABS系统的工作情况，通过对比来鉴别原车电脑是否有故障。

更换时将点火开关关闭，拆下电脑上的线束插头，换上正常的电脑，插上所有的线束插头，接通点火开关，井开启发动机，红色制动灯和ABS灯应显示系统的正常状态。

4.5液压控制装置的检修 

在检修液压控制装置之前要按一般方法泄压。

拆卸液压控制装置时，拨下电磁阀、制动液面传感器等，将制动油管拆下，再用柱塞塞住打开的油管，以防止制动波外泄。

拆下真空检查阀，将液压控制装置与真空助力器分离，从车上拆下液压控制装置。

液压调节器上的电磁阀损坏，一般整件更换。

拆下电磁阀，取下0型环，用干净的制动液润滑电磁阀0型环，装上性能完好的电磁阀，用4—5Nm力矩交替拧紧固定螺丝，固定好电磁阀，插好接线插头。

4.6刹车片的正确维护    

在汽车的制动系统中，刹车片可能是最关键的部件，所有制动效果的好坏都是通过刹车片体现出来的。

一般采用液压传动于刹车钳的活动塞推动刹车片和刹车盘或鼓接触磨擦，从而达到减速制动的作用。

刹车片一般由地板、粘接隔热层和摩擦层构成，其中隔热层是由热的不良传导材料及增强材料组成。

摩擦层是由增强材料、粘合剂及填料（磨擦性能调节剂）组成。

早期摩损 

车主经常反映刹车片不耐磨，这实际上就是属于早期磨损现象，造成这种早期磨损的原因主要有以下几个方面。

  1、劣质刹车盘或鼓的材料及结构容易造成刹车片的早期磨损。

 2、由于制动系统的制动钳长期使用受损造成制动不回位，使得片和盘（鼓）长期拖磨致使磨损超常严重。

 3、刹车片的所用材料不合要求及刹车片磨擦层设计密度不合理（偏小），也是致使刹车片磨损严重的原因之一。

 4、原车制动片设计面积小，在长期超速行驶、制动频繁、超载工作及长期高温下使用，也是致使刹车片磨损严重的主要原因。

 针对以上种种原因，建议您使用与您的座驾相配套的制动系列产品（0E产品）盘、钳、刹车片。

更换刹车片的最佳时机 

  盘式制动器的刹车片厚度可以采用踩制动板的方法来检查，而