丰田卡罗拉ABS故障诊断与分析.docx

毕业设计（论文）
毕业设计

标 题： 丰田卡罗拉ABS故障诊断和分析
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 1
1.1 汽车ABS系统定义 1
1.2 汽车ABS系统发展现状 1
1.3汽车ABS系统发展趋势 3
1.4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 5
2.1 汽车ABS系统的结构组成 5
2.2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
7
3.1丰田拉罗拉汽车电控系统故障检测和诊断方法 9
3.1.1 丰田拉罗拉汽车ABS系统初步检查 9
3.1.2 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障自诊断 11
3.2 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障码读取及清除 11
3.3 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系统的故障检修和维护 14
4.1 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障检修 14
4.1.1 丰田拉罗拉汽车ABS维修的注意事项 14
4.1.2 丰田拉罗拉汽车ABS维修的基本要点 15
4.2 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 20

17 / 22
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（Antilock Braking System，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（Antilock Braking System，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

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和地面摩擦，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
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。
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。齿圈和霍尔元件和磁体它们三者的位置不同，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，不让轮胎在一个点上和地面摩擦，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 ， A B S 并 不 介 入 制 动 压 力 控 制 ， 调 节 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 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 ， A B S 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 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和诊断方法
3.1.1 丰田拉罗拉汽车ABS系统初步检查
拉罗拉汽 车 A B S 系 统 的 初 步 检 查 是 在 丰 田 拉 罗 拉 汽 车 A B S 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 A B S 故 障 指 示 灯 一 直 亮 着 不 熄 灭 ， 系 统 不 能 工 作 等 。 检 查 方 法 如 下 ：
1、检查拉罗拉汽车驻车制动是否完全释放。
2、检查拉罗拉汽车制动液液面是否在规定的范围内。
3、检查拉罗拉汽车ABS电脑导线是否连接良好，连接器及导线的链接是否损坏。
4 、 检 查 丰田 拉 罗 拉 导 线 连 接 器 （ 插 头 和 插 座 ） 和 导 线 的 连 接 接 触 是 否 良 好 ；
（ 1 ） 液 压 调 节 器 上 的 电 磁 阀 连 接 器 ；
（ 2 ） 液 压 调 节 器 上 的 主 控 制 阀 连 接 器 ；
（ 3 ） 连 接 压 力 报 警 开 关 和 压 力 控 制 开 关 的 连 接 器 ；
（ 4 ） 制 动 液 液 面 指 示 开 关 连 接 器 ；
（ 5 ） 四 个 轮 速 传 感 器 连 接 器 ；
5 、 检 查 丰 田 拉 罗 拉 汽 车 所 有 的 、 熔 丝 是 否 完 好 ， 插 接 是 否 牢 固 。
6 、 检 查 丰 田 拉 罗 拉 汽 车 （ 检 测 电 解 液 相 对 密 度 ） 和 电 压 是 否 在 规 定 的 范 围 内 ； 检 查 正 、 负 极 电 池 导 线 是 否 连 接 牢 靠 ， 连 接 处 是 否 清 洁 干 净 。
7 、 检 查 丰 田 拉 罗 拉 汽 车 A B S 电 脑 、 等 的 接 地 端 的 接 触 是 否 良 好 。
如 果 用 上 述 方 法 不 能 确 定 丰 田 拉 罗 拉 汽 车 A B S 系 统 故障位置，就可以转入故障自诊断方法。

3.1.2 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障自诊断
丰田拉罗拉汽车ABS系统传感器的故障自诊断促进汽车高档化、电子化、自动化发展的关键技术之一，丰田拉罗拉汽车装有几十到近百个传感器，它们能否正常运行是汽车能否正常行驶的关键，所以丰田拉罗拉汽车对传感器的故障检测和诊断就显得极其重要。传感器和发动机控制装置(ECU)的控制功能传感器是实时、正确地检测反映发动机工作状态的各种物理量信号的重要元件，其输出信号的好坏是ECU能否实施准确控制的关键，反映汽车发动机工作状态物理量有流量、温度、位置、转速、压力、氧气浓度、加速度等。燃油喷射控制、点火控制、辅助控制以上均为控制装置的主要控制功能。
如果打开点火开关防抱死制动系统的故障灯不亮，则说明防抱死系统故障或有故障线路存在，应及时进行维修。
3.2 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障码读取及清除程序
丰田拉罗拉汽车故障码的读取如下：
1、点火开关置OFF；
2、拔出卡罗拉汽车的自诊断接头，并分开维修连接器的接头；
3、交叉连接诊断tdcl终端TC和E1；
4、 从丰田拉罗拉汽车组合仪表上的ABS报警灯读取故障码。

丰田拉罗拉汽车故障码的清除如下：
1、点火开关置OFF；
2、跨接诊断座端子Tc和E1；
3、拔出丰田拉罗拉汽车诊断接头的短接插销或分开维修连接器接头；
4、点火开关置于ON档位，发动机不启动，
5、 在3S连续踏板制动踏板5次以上，可以消除故障代码。

3.3 丰田拉罗拉汽车ABS系统液压泵不能工作
丰田拉罗拉汽车在行驶过程中ABS故障警告灯点亮，ABS停止工作调取故障代码，在ABS电子控制单元中储存有故障代码C101276其含义为液压泵电动机不能工作。
先用故障检测仪提取丰田拉罗拉ABS的故障代码，显示为C101276；
然后根据故障代码的含义对液压单元和液压泵电动机电路作下列检查：
1、检查液压泵熔丝S123（30A）是否正常；
2、用OB91故障检测仪对液压单元和液压泵电动机进行故障诊断；

故障排除：
1、按规定步骤把ABS控制器从ABS控制器支架上拆下来。注意：在拆下制动油管后应该及用密封塞塞住ABS控制器上的开口部位，不可让灰尘或杂物进入ABS控制器。
2、将ABS电子控制单元和液压单元及液压泵分离，并用不起毛的布盖住液压单元及液压泵。
第4章 丰田拉罗拉汽车ABS系统的故障检修和维护
4.1 丰田拉罗拉汽车ABS系统故障检修
4.1.1 丰田拉罗拉汽车ABS维修的注意事项
1、丰田拉罗拉汽车ABS系统和普通制动系统是不可分的，普通制动系统一出现问题，丰田拉罗拉汽车ABS系统就不能正常工作。所以，要把制动系统和防抱死制动系统视为整体情况，然后进行维修。不应该只是把注意力放在传感器、ECU和液压调节器上。
2、维修丰田拉罗拉汽车ABS液压控制装置时，切记要首先进行泄压，然后再按规定进行修理。例如，制动主缸和液压调节器设计在一起的整体防抱死制动系统，它的蓄压器存储了高达18000kPa的压力。在修理前要彻底泄压，以防发生危险。
4.1.2 丰田拉罗拉汽车ABS维修的基本要点
1、应分清是丰田拉罗拉汽车常规制动系统故障还是ABS故障
防抱死制动系统是以常规制动系统为基础。常规的制动系统，一旦发现故障问题，防抱死制动系统就不能正常工作。
当丰田拉罗拉汽车制动系统出现故障时，一般来说，应先判断常规制动系统还是丰田拉罗拉汽车ABS系统故障，不能仅仅注重丰田拉罗拉汽车的传感器、ECU和汽车制动压力调节装置。
2、制动液应该每年更换一次
要求制动液应该每年更换一次。丰田拉罗拉汽车ABS系统推荐使用DOT3乙二醇型制动液（有的时候要求使用DOT4型制动液），注意不能使用DOT5硅酮型制动液，它对ABS系统有严重损害。DOT3 或者DOT4制动液的吸湿性能很强。在使用其一年以后，制动液含水量会增加到百分之三以上。含有水分的制动液不仅能使沸点降低，而且还会使制动系统内部产生腐蚀，而且会使制动效果明显下降，影响丰田拉罗拉汽车ABS正常工作。因此，制动液应该及时更换。
另外，对制动液要做到及时地检查、补充，一般丰田拉罗拉汽车制动液液面过低时丰田拉罗拉汽车ABS会自行关闭。在存储和更换制动液时，要注意保持器皿清洁，不要使得灰尘、污物等进入到丰田拉罗拉汽车制动液装置中。
4.2 丰田拉罗拉汽车ABS系统的日常维护
驾驶员在使用防抱死制动系统的时候，如果出现故障报警指示灯不灭，也不要恐慌。这个时候，ABS系统将会自动把汽车制动系统的油路接通，车上原制动系统仍照常工作，只是没有了防抱死功能。这个时候，应该控制制动统的制动强度。以防止，ABS失效而使车轮过早发生制动抱死。驾驶员可将车开到修理厂去进行修理，以便恢复防抱死制动功能。
1、应分清是拉罗拉常规制动系统故障还是ABS故障
2、防止拉罗拉ABS电子控制单元过电压或静电压
3、防止拉罗拉ABS电子控制单元受高温
4、维修拉罗拉ABS的高压蓄能器，应先泄压
结 论
本次论文题目主要是对ABS系统进行由浅到深的分析，从ABS系统的定义和发展逐渐延伸到ABS系统的结构组成和工作原理，并对其内部结构和原理进行介绍和分析，了解ABS系统的功能和原理。
但是在进一步的探究中发现了丰田拉罗拉汽车ABS系统出现故障的情况，我们都知道汽车的制动系统在车主的安全问题上面起到了决定性的作用，而ABS系统更是其中的重中之重，所以丰田拉罗拉汽车系统的故障引起了我对知识的探索性。
通过本次论文让我对汽车ABS系统又有了新的认识，从以前对ABS系统的认识仅仅建立在概念上到如今的可以熟练的对ABS系统进行分析和对丰田拉罗拉汽车ABS系统故障的维修和养护，这些都是本次论文我所收获的经验，我相信这些经验会在我以后的工作过程中，以及汽车方面的学习过程中打下坚实的基础。

参考文献
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[13] Bryson, George Y. Deal III, Walter F. The automobile: A designer'sdream[J]. Technology Teacher，1996
致 谢
我十分的感谢带领我的指导老师***老师。老师的治学态度以及丰富渊博的专业知识、精益求精、仔细认真的工作态度，还有那诲人不倦的师者风范应该是我一生中记忆最为幽深的榜样，老师高超的专业技术水平和严谨求实的工作精神，将永远伴随着我，激励着我。
在长达14周毕业设计即将结束之际。我要再一次由衷地感谢各位老师的细心指导和督促，以及那些帮助我完成毕业论文的同学们，如此之大的项目，离不开大家的帮助和指导，有了你们的帮助和支持，使得我14周的学习变得更加充实。