丰田卡罗拉ABS故障诊断与分析

毕业设计（论文）毕业设计标题：丰田卡罗拉ABS故障诊断与分析学生姓名：李远怡系部：汽车电子系专业：汽车电子技术班级：汽电1302班指导教师：肖永忠湖南汽车工程职业学院教务处制目录摘要..........................................I第一章绪论..................................11.1汽车ABS系统定义.........................11.2汽车ABS系统发展现状.....................11.3汽车ABS系统发展趋势.....................31.4本课题研究的目的和意义...错误!未定义书签。第二章汽车ABS系统的结构组成和工作原理.......52.1汽车ABS系统的结构组成...................52.2汽车ABS系统的工作原理...................6第三章丰田拉罗拉汽车ABS系统的诊断及故障分析...............................................73.1丰田拉罗拉汽车电控系统故障检测与诊断方法.93.1.1丰田拉罗拉汽车ABS系统初步检查......93.1.2丰田拉罗拉汽车ABS系统故障自诊断...113.2丰田拉罗拉汽车ABS系统故障码读取及清除..113.3丰田拉罗拉汽车ABS系统液压泵不能工作....13第4章丰田拉罗拉汽车ABS系统的故障检修与维护144.1丰田拉罗拉汽车ABS系统故障检修..........144.1.1丰田拉罗拉汽车ABS维修的注意事项...144.1.2丰田拉罗拉汽车ABS维修的基本要点...154.2丰田拉罗拉汽车ABS系统的日常维护........16结论........................................17参考文献......................................18致谢........................................20I摘要美国华尔街日报报道，美国政府在审查两年前凡士通轮胎所引发的一系列交通事故后，做出了为所有汽车装备防抱死系统的建议，ABS在提高行车安全性方面具有重要的意义。防抱死制动装置（AntilockBrakingSystem，简称ABS）对汽车不仅有举足轻重的重要作用，而且有很大发展潜力和广阔的市场前景。因此，对防抱死制动装置的研究是很有经济价值和社会意义的，对于ABS的结构了解以及日常时候的故障分析是必要的。为了防止制动时车轮被抱死后在路面上进行纯粹的滑移，提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，缩短汽车在这种状况下的制动距离。文章从防抱死制动装置（AntilockBrakingSystem，简称ABS）的定义、结构、工作原理及组成出发，阐述了ABS系统的发展状况并重点介绍了丰田卡罗拉汽车ABS系统及其故障。为了日后用户的安全使用，以及日常维护提供意见和建议。关键词：汽车安全；制动安全；发展；操纵稳定性II1第一章绪论1.1汽车ABS系统定义一般情况有过汽车驾驶经验的人都有过这些体验：在被雨淋湿并有泥土的柏油马路或者在积雪道路上紧急制动时，汽车都会发生侧滑有时候甚至掉头旋转；车轮的左、右两侧各有不同的路面，如车轮的一侧在雪地上行驶，另一侧车轮在路面上暴露在路面上，紧急制动时，车会方向失去控制；高速行驶时进行紧急刹车，有可能从路边滑出或进入相反的车道；在直道上紧急制动时可能无法躲避障碍物等危险情况。ABS系统就是为了避免在急救时制动控制和侧滑方向。使得车轮在刹车过程当中不被锁死，不让轮胎在了固定地一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上。同时，也减少了制动轮鼓、盘和轮胎的磨损，使用寿命超过2倍的消耗。装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%～90%、10%～30%、15%～20%。1.2汽车ABS系统发展现状20世纪30～50年代，西方国家研制出纯机械式的防抱死制动装置并少量2装备于汽车产业。到了60年代初期，模拟电子技术在防抱死制动系统上开始应用。但因成本太高，可靠性也不稳定，未能在汽车上广泛应用。70年代后期，出现了数学式电子控制的防抱死制动系统，从而揭开了现代防抱死制动系统大发展的序幕。通过数字化和集成化，使防抱死制动系统的组件数目大大减少，降低了成本，提高了可靠性。欧、美日的汽车公司逐步在汽车上装备了防抱死制动系统。目前，世界上最大的防抱死制动系统制造商博世，开创了制动防抱死和驱动防滑功能的自动控制系统，并配备奔驰气车上。到了1990年，在世界范围内,已有25种新生产的轿车和轻型货车装备了该系统。在大型客车和货车上，防抱死制动系统也在迅速普及。1995年，防抱死制动系统在美国的普及率已达到90％以上。现在美国的汽车已100％的装备该系统，全世界也将有90％以上的汽车装备制动防抱死系统。80年代初，我国的东风汽车公司开始研究防抱死制动系统，是我国最早从事这项研究的厂家。该公司的防抱死技术研究所，在剖析布科（WABCO）公司的防抱死制动系统的基础上开发了自己的产品，并在东风EQ—145型汽车上小批量试装。3从1998年起，一汽大众、上海大众生产的部分汽车，均安装了防抱死制动系统。在2003，防抱死制动系统已基本成为汽车的标准配置。1.3汽车ABS系统发展趋势跟随着电子技术和汽车技术的快速发展，ABS技术也得到了不断完善。今后，ABS技术将沿着以下几个方面来继续发展和创新。选用现代控制理论和方法完善汽车ABS技术性能。目前得到广泛应用的是采用逻辑门限值控制的方法，有一定局限性。研究适应汽车ABS这种变工况、非线性系统的控制方法，汽车完善ABS技术性能将是今后汽车ABS研究的热点。近几年出现的增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制等方法，是以滑移率为目标的连续控制，使制动过程中保持最佳、稳定的滑移率，理论上是理想的防抱死制动控制系统。提高汽车ABS的可靠性、自适应性。ABS是加装在汽车上的辅助安全装置，它要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。为了提高汽车ABS的可靠性，汽车ABS电控部分应向集成化方向发展，制作专用的ABS芯片；机械部分则通过优化结构设计、采用新材料、提高制造工艺等。汽车ABS软件部分则采用补偿方法（针对测量、计算误差）和4自适应控制算法来提高汽车ABS的可靠性和自适应性。因此，必须高度集中设备，以便它可以减少体积，而且也不降低质量，而且还可以降低成本。增强汽车ABS控制器的功能，扩大使用范围。随着现代电子技术的飞速发展，ABS技术也在不断地成熟和发展，很多汽车ABS控制器已经选用功能强、速度快、集成度高的16位或32位微处理器，甚至做成专用芯片，为ABS进一步完善和扩展构建了一个良好的平台。目前对汽车进行安全控制的装置不断的被加入这个平台，由最初的防滑控制系统（ASR），到现在的电子制动力分配装置（EBD）、电子助力制动装置（EBA），电子行驶稳定性控制系统（ESP）、车辆动力学控制系统（VDC）、电子控制制动系统（EBS）、车速记录仪（VSR）等。ABS技术已进入全新的发展时期，汽车ABS作为制动控制系统的一个子系统，其控制功能和使用范围正在不断扩大。提高总线技术在汽车ABS系统上的应用。随着电控单元在汽车中的应用越来越多，车载电子设备的数据通信变得越来越重要，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。大量数据的快速交换、提高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中，各处理机独立运行，控制改善汽车某一方面的性能，同时在其他处理机需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协5议将汽车中各种电控单元、智能传感器、智能仪表等联接起来，从而构成的汽车内部网络。第二章汽车ABS系统的结构组成和工作原理2.1汽车ABS系统的结构组成传感器由车速传感器、轮速传感器以及减速传感器组成。转速传感器是能够检查出任意轴的旋转速度，来测量发动机转速和车轮的转速，根据此来分析出车速，这些传感器把转速信号均转变为电信号，然后输送给电脑。顾名思义，车速传感器的作用就是用来检测汽车的速度，除了要掌握汽车行驶要求之外，还要把车轮的速度掌握住，而车速传感器所得的信息最后是要上传至仪表盘内的车速表，好让驾驶人员随时掌握行车速度。车速传感器：检查并测量汽车行驶速度，把车速信号传递给ECU，为滑移率控制ECU速度信号。轮速传感器：用来检查并测量车轮速度，把车轮速度信号传递给ECU，选用各种各样的控制方法。轮速传感器是用来感受车轮的速度，根据该传感器名字就能得知，在该传感器内部中肯定会应用到磁铁，永久磁铁的电动磁力线穿过霍尔的连上齿轮，齿轮像一个吸满钢钉的磁铁一样。齿圈与霍尔元件和磁体它们三者的位6置不同，而形成的磁力自然也是不同的，从下图中就能看出，若是核心元件的磁力线呈向外分散的形状，那么形成的磁感应力自然也是比较弱的，那么若是齿轮的相对位置得到改变，那结果就可谓是大不相同了，若是在霍尔元件里是比较聚集的形状，这时所得的磁感应力自然就是强的，随着齿轮的转动，磁感应会发生变化，输出的电压信号自然也随之而变。减速传感器：检查并测量汽车制动时的减速度，辨别是不是冰、雪这样的易滑路面，只有四轮控制系统才能够采用这种方式。执行器，是由制动压力调节器、液压泵还有ABS警告灯构成。ECU：汽车车轮、车轮速度、降低速度等传感器的信号会被传递过来，并且通过运算得到出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信息加以分析、辨别、放大，由输出级会把输出控制指令输出。2.2汽车ABS系统的工作原理汽车制动防抱系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎7在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。汽车防抱死制动系统的工作过程可分为常规制动阶段、制动压力降低阶段、制动压力保持阶段和制动压力升高阶段这四个阶段。1、常规制动阶段在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调节电磁阀总成中的各进8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畅通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动制动轮缸的压力随制动主缸的输出压力而变化。2、制动压力降低阶段如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电控单元判定右前轮仍趋于抱死，电控单元又使右前出液电磁阀也转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动液就会经过出液电磁阀流出储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速降低。3、制动压力保持阶段在制动过程中，电控单元根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮抱死时，ABS就进入防抱死制动压力调节过程。4、制动压力升高阶段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，当电控单元根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势以已经完全消除时，电控单元就使右前进液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9动轮缸泵送制动液，由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开启状态的右前进液电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的压力迅速增大，右前轮又开始减速运动。第三章丰田拉罗拉汽车ABS系统的诊断及故障分析3.1丰田拉罗拉汽车电控系统故障检测与诊断方法3.1.1丰田拉罗拉汽车ABS系统初步检查拉罗拉汽车ABS系统的初步检查是在丰田拉罗拉汽车ABS系统有明显故障并且不能正常工作时最先采取的检查方法，例如ABS故障指示