ABS輪速傳感器故障的診斷

1、項(xiàng)目六項(xiàng)目六 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABSABS）故障的診斷故障的診斷 活動(dòng)1 電控防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）輪速傳感器故障的診斷 制動(dòng)性能是汽車的主要性能之一。當(dāng)汽車在制動(dòng)過(guò)程中，車輪抱死滑移時(shí)，車輪與路面間的縱向附著系數(shù)減小很多，側(cè)向附著系數(shù)則完全消失。 為了充分利用輪胎與地面的附著性能以獲得最佳的制動(dòng)效果，現(xiàn)代汽車上裝備了電控制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(Anti-lock Braking System)，簡(jiǎn)稱ABS。 31、ABS控制原理及作用 制動(dòng)性能是汽車的主要性能之一。當(dāng)汽車在制動(dòng)過(guò)程中，車輪抱死滑移時(shí)，車輪與路面間的縱向附著系數(shù)減小很多，側(cè)向附著系數(shù)則完全消失。 這時(shí)，如果轉(zhuǎn)向輪先制

2、動(dòng)抱死滑移而后輪還在滾動(dòng)，汽車將失去轉(zhuǎn)向能力；如果后輪先制動(dòng)抱死滑移而前輪還在滾動(dòng)，汽車將產(chǎn)生側(cè)滑（甩尾）現(xiàn)象。 這些都極易造成嚴(yán)重的交通事故。為了充分利用輪胎與地面的附著性能以獲得最佳的制動(dòng)效果，現(xiàn)代汽車上裝備了電控制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(Anti-lock Braking System)，簡(jiǎn)稱ABS。4 汽車制動(dòng)過(guò)程分析： 汽車在制動(dòng)過(guò)程中,車輪制動(dòng)器產(chǎn)生的摩擦阻力（稱制動(dòng)器制動(dòng)力），會(huì)使車輪轉(zhuǎn)速減慢，而車輪與地面間產(chǎn)生的摩擦力（稱地面制動(dòng)力）會(huì)使汽車減速。 在車輪未抱死前，地面制動(dòng)始終等于制動(dòng)器制動(dòng)力，此時(shí)制動(dòng)器制動(dòng)力全部轉(zhuǎn)化為地面制動(dòng)力。 在車輪抱死后，地面制動(dòng)力等于附 著力，它不再隨制動(dòng)器制

3、動(dòng)力的增加而 增加。 由此可見(jiàn)，地面附著力與車輪相對(duì) 于地面的運(yùn)動(dòng)狀況有著密切的關(guān)系， 制動(dòng)力的變化關(guān)系 5 汽車制動(dòng)時(shí)所依據(jù)的參數(shù)的變化是車輪角減速度和滑移率S，S可根據(jù)下式計(jì)算： 當(dāng)汽車純滾動(dòng)時(shí)，u = r0，則滑移率s = 0；汽車純滑動(dòng)(即車輪抱死)時(shí)，= 0，則s = 100；在邊滾邊滑時(shí)，則0 s 100。 顯然滑移率說(shuō)明了車輪運(yùn)動(dòng)中滑動(dòng)成分所占的比例大小?；坡视螅瑒t滑移成分就愈多。6 汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的作用是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)器制動(dòng)力，使車輪滑移率保持在20左右的最佳的狀況，充分利用峰值附著系數(shù)，提高汽車的制動(dòng)效能，并使汽車具有很好的轉(zhuǎn)向和抵抗側(cè)向力的作用，從而提高汽車制動(dòng)時(shí)

4、方向穩(wěn)定性。 由圖中看出，輪胎縱向附著系 數(shù)s在s = 20左右達(dá)到最大值； 側(cè)向附著系數(shù)y在純滾動(dòng)時(shí)為最大， 隨著滑移率增加而迅速減小。 s曲線 7 2、ABS的組成及制動(dòng)控制過(guò)程（1）ABS的基本組成 無(wú)論是液壓制動(dòng)系統(tǒng)還是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）均由輪速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器和電子控制器三大部分組成。 ABS基本組成示意圖8 輪速傳感器用來(lái)測(cè)定車輪的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速成正比的交流電壓信號(hào)，并送入電子控制器。、 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器是ABS的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它在制動(dòng)主缸（總泵）與輪缸（分泵）之間，接受電子控制器的指令，調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)壓力。 電子控制器接收并分析由 傳感器傳來(lái)的信

5、號(hào)，對(duì)制動(dòng)壓 力調(diào)節(jié)器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制 指令。 ABS基本組成示意圖9 （2）ABS的控制過(guò)程 ABS ECU對(duì)車輪防抱死制動(dòng)控制過(guò)程： 在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，制動(dòng)輪缸的壓力(P)急劇上升，車輪速度(Vr)急劇下降，車輪滑移率(S)急劇上升。 當(dāng)S超過(guò)規(guī)定值(最佳滑移率)時(shí)，ECU指令制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器降低制動(dòng)輪缸壓力（注意：制動(dòng)主缸的制動(dòng)位置始終保持不變），使S回到規(guī)定值以內(nèi)，隨后讓制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器保持一定的制動(dòng)壓力。 車輪的防抱死制動(dòng)過(guò)程10 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速又有加快趨勢(shì)時(shí)，ECU 指令制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器升高輪缸制動(dòng)壓力，而當(dāng)S增大到稍超過(guò)規(guī)定值時(shí)，ECU又指令制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器降低輪缸制動(dòng)壓力，使S又回到規(guī)定值以

6、內(nèi)。 這樣的反復(fù)循環(huán)，將S保持在最佳的范圍內(nèi)，使汽車獲得最好的制動(dòng)效果。這種輪缸制動(dòng)壓力升降的頻率一般為15次s左右。車輪的防抱死制動(dòng)過(guò)程11 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選控制和單獨(dú)控制。 1)低選控制 當(dāng)汽車前橋或后橋的左右兩個(gè)車輪與地面之間的附著系數(shù)不一樣時(shí)，附著系數(shù)較小的一側(cè)車輪容易抱死，而只靠另一邊車輪制動(dòng)則顯得整車制動(dòng)力不足。 為了不讓車輪抱死，制動(dòng)系統(tǒng)采用由路面附著系數(shù)小的一側(cè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)控制制動(dòng)力。該控制方式，同軸的兩個(gè)車輪有各自的車輪轉(zhuǎn)速傳感器，共用一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器和電子控制器的一個(gè)通道，其附著系數(shù)利用率比單獨(dú)控制低。

7、12 2)單獨(dú)控制 根據(jù)各個(gè)車輪制動(dòng)所需的制動(dòng)力采用單獨(dú)控制，以便能產(chǎn)生較好的制動(dòng)效果。汽車采用單獨(dú)控制時(shí)，每個(gè)車輪都有自身的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。 在各種道路條件下，每個(gè)車輪都力圖處于最佳制動(dòng)狀態(tài)。但是當(dāng)汽車在左、右輪附著系數(shù)差別較大的路面上制動(dòng)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩，失去穩(wěn)定性。13（2）ABS的布置形式 1）四傳感器四通道四輪獨(dú)立（或后輪選擇） 2）四傳感器三通道前輪獨(dú)立后輪低選 3）三傳感器三通道前輪獨(dú)立后輪低選擇 四傳感器四通道/四輪獨(dú)立（或低選） 四傳感器三通道/前輪獨(dú)立-后輪低選 三傳感器三通道/前輪獨(dú)立-后輪低選14（3） 按壓力調(diào)節(jié)器和制動(dòng)主缸的裝配關(guān)系，ABS亦可分為以下兩種

8、： 1）整體式ABS。制動(dòng)主缸和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器）以及蓄壓器等裝配在一起，結(jié)合為一個(gè)整體。美國(guó)車系采用較多。 2）分離式ABS。制動(dòng)主缸和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器分別獨(dú)立設(shè)置，如豐田車系的ABS。154、輪速傳感器 輪速傳感器是用來(lái)檢測(cè)車輪的速度，并將速度信號(hào)輸入電子控制器。輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種類型。 （1）電磁式輪速傳感器 電磁式輪速傳感器由傳感器和齒圈兩部分組成。 車輪傳感器的齒圈與車輪輪 轂固裝在一起，隨車輪一起旋轉(zhuǎn)。 傳感器固定在轉(zhuǎn)向節(jié)或支架 上，由永久磁鐵、感應(yīng)線圈和磁 極等組成。電磁式輪速傳感器16 輪速傳感器的工作原理： 車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圈與傳感器磁極間的空氣間隙發(fā)生變

9、化，感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交流電壓，其頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比。電子控制器根據(jù)交流電動(dòng)勢(shì)的頻率可測(cè)出車輪旋轉(zhuǎn)速度。 電磁式輪速傳感器17 電磁式輪速傳感器的特點(diǎn)： 電磁式輪速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。成本低。但其輸出信號(hào)的幅值是隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，車速較低時(shí)，其輸出信號(hào)很低；且頻率響應(yīng)不高，當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。 目前國(guó)內(nèi)外防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的控制速度范圍一般為15160kmh，今后要求控制速度范圍擴(kuò)大到8260kmh以至更大，電磁感應(yīng)式輪速傳感器很難適應(yīng)。18 （2）電磁式輪速傳感器 霍爾式輪速傳感器由傳感頭和齒圈組成。傳感器由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成。 永磁體的磁力線穿過(guò)霍爾元件通向齒圈，在此齒圈

10、相當(dāng)于一個(gè)集磁器。齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得穿過(guò)霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾電 壓的變化，霍爾元件將輸出一 個(gè)mV級(jí)的準(zhǔn)正弦波電壓。此信 號(hào)還需由電子電路轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn) 的脈沖電壓。 霍爾輪速傳感器(a)磁場(chǎng)較弱；(b)磁場(chǎng)較強(qiáng)19 霍爾式輪速傳感器的特點(diǎn)： 輸出信號(hào)電壓幅值不受轉(zhuǎn)速的影響。在汽車電源電壓12V條件下，其輸出信號(hào)電壓保持在11.512V不變，即使車速下降接近0也不變。圖6-10 霍爾輪速傳感器電子線路的波形 頻率響應(yīng)高。其響應(yīng)頻率高達(dá)20kHz，用于ABS時(shí)，相當(dāng)于車速為1 000kmh 時(shí)所檢測(cè)的信號(hào)頻率。 抗電磁波干擾能力強(qiáng)。由于其輸出信號(hào)電壓不隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，且幅值高

11、，故具有很強(qiáng)的抗電磁波干擾的能力。205、輪速傳感器故障診斷（1）類型和功能類型為電磁感應(yīng)式。輪速傳感器的作用是將輪速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸送給控制器，作為控制車輪制動(dòng)力大小的依據(jù)。前輪轉(zhuǎn)速傳感器21（2）萬(wàn)用表檢測(cè)檢測(cè)輪速傳感器的電阻。左、右前輪輪速傳感器G47、G45（ABS控制器為4和11、3和8端,參見(jiàn)右圖），標(biāo)準(zhǔn)阻值都為1.01.3 k。 左、右后輪輪速傳感器G46、G44（ABS控制器為2和10、1和17端，參見(jiàn)右圖），標(biāo)準(zhǔn)阻值都為1.01.3 k。 ABS ECU插座8號(hào)端子為接地線路；25號(hào)端子經(jīng)保險(xiǎn)絲（S123）到蓄電池正極線路；24號(hào)端子為接地線路；9號(hào)端子經(jīng)保險(xiǎn)比（S124）到

12、蓄電池正極線路；23號(hào)端子到中央電器（G3）的線路；12號(hào)端子到中央電器（C1）的線路22檢測(cè)輪速傳感器的電壓信號(hào)。 舉起汽車讓車輪以60轉(zhuǎn)/分的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，檢測(cè)各輪速傳感器的交流電壓信號(hào)。 左、右前輪輪速傳感器G47、G45（ABS控制器為4和11、3和8端，參見(jiàn)右圖）的交流電壓信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)值大于65 mV。 左、右后輪輪速傳感器G46、G44（ABS控制器為2和10、1和17端，參見(jiàn)右圖）的交流電壓信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)值為1901140 mV。 ABS ECU插座8號(hào)端子為接地線路；25號(hào)端子經(jīng)保險(xiǎn)絲（S123）到蓄電池正極線路；24號(hào)端子為接地線路；9號(hào)端子經(jīng)保險(xiǎn)比（S124）到蓄電池正極線路；23號(hào)

13、端子到中央電器（G3）的線路；12號(hào)端子到中央電器（C1）的線路23（3）示波器檢測(cè) 使用示波儀檢測(cè)輪速傳感器信號(hào)。 在示波器菜單中選擇通用傳感器，示波器的兩根表棒分別連接ABS控制器的接線端。左前輪速傳感器連接4和11端子，右前輪速傳感器連接3和8端子，左后輪速傳感器連接2和10端子，右后輪速傳感器連接1號(hào)和17號(hào)端子。 交流信號(hào)波形峰值會(huì)隨汽車車速增加而增大，頻率會(huì)隨汽車車速增加而加快。V輪速傳感器輸出標(biāo)準(zhǔn)波形t24（4）診斷儀檢測(cè)連接V.A.G 1552診斷儀,操作如下：輸入地址“03”，進(jìn)入制動(dòng)電子系統(tǒng) 輸入選擇功能“08”，進(jìn)入讀取數(shù)據(jù)塊 輸入組號(hào)“001”，進(jìn)入基本功能數(shù)據(jù)檢測(cè) 顯示讀取測(cè)量數(shù)據(jù)塊 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接上頁(yè)： 顯示區(qū)域：左前輪速度0255 km/h；區(qū)域：右前輪速度0255 km/h；區(qū)域：左后輪速度0255 km/h；區(qū)域：右后輪速度0255 km/h。注意：注意：車輪離地，轉(zhuǎn)動(dòng)車輪時(shí)應(yīng)有數(shù)據(jù)顯示，否則說(shuō)明傳感器有故障。讀取測(cè)量數(shù)據(jù)塊 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