ABS轮速传感器故障诊断课件

项目六项目六 防抱死制动系统（防抱死制动系统（ABSABS）故障的诊断故障的诊断 项目六 防抱死制动系统（ABS）故障的诊断 1活动1 电控防抱死制动系统（ABS）轮速传感器故障的诊断 制动性能是汽车的主要性能之一。当汽车在制动过程中，车轮抱死滑移时，车轮与路面间的纵向附着系数减小很多，侧向附着系数则完全消失。为了充分利用轮胎与地面的附着性能以获得最佳的制动效果，现代汽车上装备了电控制动防抱死系统(Anti-lock Braking System)，简称ABS。活动1 电控防抱死制动系统（ABS）轮速传感器故障的诊断21、ABS控制原理及作用 制动性能是汽车的主要性能之一。当汽车在制动过程中，车轮抱死滑移时，车轮与路面间的纵向附着系数减小很多，侧向附着系数则完全消失。这时，如果转向轮先制动抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力；如果后轮先制动抱死滑移而前轮还在滚动，汽车将产生侧滑（甩尾）现象。这些都极易造成严重的交通事故。为了充分利用轮胎与地面的附着性能以获得最佳的制动效果，现代汽车上装备了电控制动防抱死系统(Anti-lock Braking System)，简称ABS。31、ABS控制原理及作用 制动性能是汽车的主要性能 汽车制动过程分析：汽车在制动过程中,车轮制动器产生的摩擦阻力（称制动器制动力），会使车轮转速减慢，而车轮与地面间产生的摩擦力（称地面制动力）会使汽车减速。在车轮未抱死前，地面制动始终等于制动器制动力，此时制动器制动力全部转化为地面制动力。在车轮抱死后，地面制动力等于附 着力，它不再随制动器制动力的增加而 增加。由此可见，地面附着力与车轮相对 于地面的运动状况有着密切的关系，制动力的变化关系 4 汽车制动过程分析：制动力的变化关系 4 汽车制动时所依据的参数的变化是车轮角减速度和滑移率S，S可根据下式计算：当汽车纯滚动时，u=r0，则滑移率s=0；汽车纯滑动(即车轮抱死)时，=0，则s=100；在边滚边滑时，则0 s 100。显然滑移率说明了车轮运动中滑动成分所占的比例大小。滑移率愈大，则滑移成分就愈多。5 汽车制动时所依据的参数的变化是车轮角减速度和滑 汽车防抱死制动系统的作用是通过自动调节制动器制动力，使车轮滑移率保持在20左右的最佳的状况，充分利用峰值附着系数，提高汽车的制动效能，并使汽车具有很好的转向和抵抗侧向力的作用，从而提高汽车制动时方向稳定性。由图中看出，轮胎纵向附着系 数s在s=20左右达到最大值；侧向附着系数y在纯滚动时为最大，随着滑移率增加而迅速减小。s曲线 6 汽车防抱死制动系统的作用是通过自动调节制动器制动 2、ABS的组成及制动控制过程（1）ABS的基本组成 无论是液压制动系统还是气压制动系统，电子控制防抱死制动系统（ABS）均由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器三大部分组成。ABS基本组成示意图7 2、ABS的组成及制动控制过程 ABS基本组 轮速传感器用来测定车轮的转速，产生与车轮转速成正比的交流电压信号，并送入电子控制器。、制动压力调节器是ABS的执行机构。它在制动主缸（总泵）与轮缸（分泵）之间，接受电子控制器的指令，调节车轮的制动压力。电子控制器接收并分析由 传感器传来的信号，对制动压 力调节器等执行机构发出控制 指令。ABS基本组成示意图8 轮速传感器用来测定车轮的转速，产生与车轮转速成正（2）ABS的控制过程 ABS ECU对车轮防抱死制动控制过程：在制动开始时，制动轮缸的压力(P)急剧上升，车轮速度(Vr)急剧下降，车轮滑移率(S)急剧上升。当S超过规定值(最佳滑移率)时，ECU指令制动压力调节器降低制动轮缸压力（注意：制动主缸的制动位置始终保持不变），使S回到规定值以内，随后让制动压力调节器保持一定的制动压力。车轮的防抱死制动过程9（2）ABS的控制过程车轮的防抱死制动过程9 当车轮转速又有加快趋势时，ECU 指令制动压力调节器升高轮缸制动压力，而当S增大到稍超过规定值时，ECU又指令制动压力调节器降低轮缸制动压力，使S又回到规定值以内。这样的反复循环，将S保持在最佳的范围内，使汽车获得最好的制动效果。这种轮缸制动压力升降的频率一般为15次s左右。车轮的防抱死制动过程10 当车轮转速又有加快趋势时，ECU 指令制动压力调节器 3、ABS的控制方式及布置形式（1）ABS的控制方式 ABS采用的控制方式主要有低选控制和单独控制。1)低选控制 当汽车前桥或后桥的左右两个车轮与地面之间的附着系数不一样时，附着系数较小的一侧车轮容易抱死，而只靠另一边车轮制动则显得整车制动力不足。为了不让车轮抱死，制动系统采用由路面附着系数小的一侧车轮的运动状态来控制制动力。该控制方式，同轴的两个车轮有各自的车轮转速传感器，共用一个压力调节器和电子控制器的一个通道，其附着系数利用率比单独控制低。11 3、ABS的控制方式及布置形式11 2)单独控制 根据各个车轮制动所需的制动力采用单独控制，以便能产生较好的制动效果。汽车采用单独控制时，每个车轮都有自身的监测和控制系统。在各种道路条件下，每个车轮都力图处于最佳制动状态。但是当汽车在左、右轮附着系数差别较大的路面上制动时，则会产生较大的偏转力矩，失去稳定性。12 2)单独控制12（2）ABS的布置形式 1）四传感器四通道四轮独立（或后轮选择）2）四传感器三通道前轮独立后轮低选 3）三传感器三通道前轮独立后轮低选择 四传感器四通道/四轮独立（或低选）四传感器三通道/前轮独立-后轮低选 三传感器三通道/前轮独立-后轮低选13（2）ABS的布置形式 四传感器四通道/（3）按压力调节器和制动主缸的装配关系，ABS亦可分为以下两种：1）整体式ABS。制动主缸和执行机构（制动压力调节器）以及蓄压器等装配在一起，结合为一个整体。美国车系采用较多。2）分离式ABS。制动主缸和制动压力调节器分别独立设置，如丰田车系的ABS。14（3）按压力调节器和制动主缸的装配关系，ABS亦可分为以下4、轮速传感器 轮速传感器是用来检测车轮的速度，并将速度信号输入电子控制器。轮速传感器主要有电磁式和霍尔式两种类型。（1）电磁式轮速传感器 电磁式轮速传感器由传感器和齿圈两部分组成。车轮传感器的齿圈与车轮轮 毂固装在一起，随车轮一起旋转。传感器固定在转向节或支架 上，由永久磁铁、感应线圈和磁 极等组成。电磁式轮速传感器154、轮速传感器 轮速传感器是用来检测车轮的速 轮速传感器的工作原理：车轮旋转时，齿圈与传感器磁极间的空气间隙发生变化，感应线圈中产生交流电压，其频率与车轮转速成正比。电子控制器根据交流电动势的频率可测出车轮旋转速度。电磁式轮速传感器16 轮速传感器的工作原理：电磁式轮速传感器16 电磁式轮速传感器的特点：电磁式轮速传感器结构简单。成本低。但其输出信号的幅值是随转速的变化而变化，车速较低时，其输出信号很低；且频率响应不高，当转速过高时，容易产生错误信号。目前国内外防抱死制动系统的控制速度范围一般为15160kmh，今后要求控制速度范围扩大到8260kmh以至更大，电磁感应式轮速传感器很难适应。17 电磁式轮速传感器的特点：17（2）电磁式轮速传感器 霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感器由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈，在此齿圈相当于一个集磁器。齿圈转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电 压的变化，霍尔元件将输出一 个mV级的准正弦波电压。此信 号还需由电子电路转换成标准 的脉冲电压。霍尔轮速传感器(a)磁场较弱；(b)磁场较强18（2）电磁式轮速传感器 霍尔轮速传感器18 霍尔式轮速传感器的特点：输出信号电压幅值不受转速的影响。在汽车电源电压12V条件下，其输出信号电压保持在11.512V不变，即使车速下降接近0也不变。图6-10 霍尔轮速传感器电子线路的波形 频率响应高。其响应频率高达20kHz，用于ABS时，相当于车速为1 000kmh 时所检测的信号频率。抗电磁波干扰能力强。由于其输出信号电压不随转速的变化而变化，且幅值高，故具有很强的抗电磁波干扰的能力。19 霍尔式轮速传感器的特点：195、轮速传感器故障诊断（1）类型和功能类型为电磁感应式。轮速传感器的作用是将轮速转变为电信号，输送给控制器，作为控制车轮制动力大小的依据。前轮转速传感器205、轮速传感器故障诊断（1）类型和功能前轮转速传感器20（2）万用表检测检测轮速传感器的电阻。左、右前轮轮速传感器G47、G45（ABS控制器为4和11、3和8端,参见右图），标准阻值都为1.01.3 k。左、右后轮轮速传感器G46、G44（ABS控制器为2和10、1和17端，参见右图），标准阻值都为1.01.3 k。ABS ECU插座8号端子为接地线路；25号端子经保险丝（S123）到蓄电池正极线路；24号端子为接地线路；9号端子经保险比（S124）到蓄电池正极线路；23号端子到中央电器（G3）的线路；12号端子到中央电器（C1）的线路21（2）万用表检测 ABS ECU插座21检测轮速传感器的电压信号。举起汽车让车轮以60转/分的速度转动，检测各轮速传感器的交流电压信号。左、右前轮轮速传感器G47、G45（ABS控制器为4和11、3和8端，参见右图）的交流电压信号的标准值大于65 mV。左、右后轮轮速传感器G46、G44（ABS控制器为2和10、1和17端，参见右图）的交流电压信号的标准值为1901140 mV。ABS ECU插座8号端子为接地线路；25号端子经保险丝（S123）到蓄电池正极线路；24号端子为接地线路；9号端子经保险比（S124）到蓄电池正极线路；23号端子到中央电器（G3）的线路；12号端子到中央电器（C1）的线路22检测轮速传感器的电压信号。ABS ECU插座22（3）示波器检测 使用示波仪检测轮速传感器信号。在示波器菜单中选择通用传感器，示波器的两根表棒分别连接ABS控制器的接线端。左前轮速传感器连接4和11端子，右前轮速传感器连接3和8端子，左后轮速传感器连接2和10端子，右后轮速传感器连接1号和17号端子。交流信号波形峰值会随汽车车速增加而增大，频率会随汽车车速增加而加快。V轮速传感器输出标准波形t23（3）示波器检测V轮速传感器输出标准波形t23（4）诊断仪检测连接V.A.G 1552诊断仪,操作如下：输入地址“03”，进入制动电子系统 输入选择功能“08”，进入读取数据块 输入组号“001”，进入基本功能数据检测 显示读取测量数据块 1 0 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/hRead measurtng value block 10 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/h24（4）诊断仪检测读取测量数据块 接上页：显示区域：左前轮速度0255 km/h；区域：右前轮速度0255 km/h；区域：左后轮速度0255 km/h；区域：右后轮速度0255 km/h。注意：注意：车轮离地，转动车轮时应有数据显示，否则说明传感器有故障。读取测量数据块 1 0 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/hRead measurtng value block 10 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/h25接上页：显示读取测量数据块 汽车缓慢行驶，观察每个区域中的数据变化情况：输入地址“03”，进入制动电子系统 输入选择功能“08”，进入读取数据块 输入组号“002”，进入基本功能数据检测 显示区域和区域的数值差应小于6 km/h；区域和区域的数值差应小于2 km/h。读取测量数据块 2 0 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/hRead measurtng value block 20 km/h 0 km/h 0 km/h 0 km/h26汽车缓慢行驶，观察每个区域中的数据变化情况：读取测量数据块