豐田佳美

陳京輝

摘要：文中通過(guò)一臺(tái)豐田佳美來(lái)廠維修，維修項(xiàng)目為檢修自動(dòng)變速器和減震器漏油需更換后減震器，車子路試時(shí)發(fā)現(xiàn)ABS燈會(huì)亮起，亮起時(shí)車輛只有常規(guī)制動(dòng)，車輛進(jìn)廠預(yù)檢時(shí)ABS燈沒(méi)亮起，客戶也未有報(bào)修。通過(guò)修車王診斷儀讀取ABS系統(tǒng)故障代碼，故障代碼為34，最終找到是人為因素引發(fā)此故障。本文通過(guò)對(duì)該車型ABS總泵基本結(jié)構(gòu)和工作原理，結(jié)合電路圖及常規(guī)制動(dòng)檢查，深度對(duì)該車ABS系統(tǒng)及人為故障因素進(jìn)行研究分析通報(bào)。

Abstract： In this paper， a Toyota Camry came to the factory for maintenance. The maintenance project is to repair the oil leakage of automatic transmission and shock absorber. It is necessary to replace the rear shock absorber. During the road test， it is found that the ABS light will be on. When it is on， the vehicle only has conventional braking. When the vehicle enters the factory for pre inspection， the ABS light did not light up， and the customer did not report for repair. Read the ABS system fault code with the king of repair diagnostic instrument. The fault code is 34. Finally， it is found that the fault is caused by human factors. Based on the basic structure and working principle of the ABS master cylinder of the vehicle， combined with the circuit diagram and conventional braking inspection， this paper deeply studies and analyzes the ABS system and human fault factors of the vehicle.

關(guān)鍵詞：ABS防抱死系統(tǒng);位置電磁閥;輪速傳感器;后減震器

Key words： ABS anti lock system;position solenoid valve;wheel speed sensor;rear shock absorber

中圖分類號(hào)：F407.471 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）03-0127-03

0 ?引言

豐田佳美防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)ABS 控制電腦板，對(duì)ABS 總泵內(nèi)制動(dòng)液流向位置電磁閥進(jìn)行有效控制，通過(guò)增加或降低制動(dòng)液工作壓力，必要時(shí)保持制動(dòng)液工作壓力不變，使剎車的滑移率保持在最佳范圍，避免車輪抱死滑移，從而達(dá)到最佳制動(dòng)效果。

筆者對(duì)一臺(tái)豐田佳美經(jīng)技師維修后出現(xiàn)了ABS系統(tǒng)故障，當(dāng)ABS燈亮?xí)r，路試只有常規(guī)制動(dòng)，車輪會(huì)抱死，輪胎有明顯拖印，制動(dòng)距離變長(zhǎng)。為弄清是什么原因引起的，徹底解決引起故障根源，參閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，對(duì)其ABS系統(tǒng)構(gòu)造原理作了比較深入的分析和研究。

1 ?一個(gè)進(jìn)廠后才出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

在2003年6月左右，一輛豐田佳美進(jìn)廠維修，接車時(shí)，該車主告知車子換擋滯后不平順，有時(shí)還感覺(jué)不升檔，耗油量同比原來(lái)明顯增加。技師通過(guò)預(yù)檢后確診，應(yīng)該是自動(dòng)變速器內(nèi)部有故障，需要拆檢分解變速箱大修，預(yù)檢時(shí)發(fā)現(xiàn)后避震器漏油嚴(yán)重，告知車主后同意更換。車輛變速器維修過(guò)程中，后避震器也一起更換結(jié)束。竣工后車輛路試，自動(dòng)變速器換擋很平順正常無(wú)滯后感，通過(guò)這次維修解決了變速箱來(lái)時(shí)報(bào)修的故障問(wèn)題。路試時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)行駛在不平整坑洼路面或減速帶顛簸一下，儀表盤(pán)上ABS燈會(huì)亮起，這時(shí)如急踩剎車踏板感覺(jué)有些發(fā)硬，制動(dòng)效果不理想。下車觀察，發(fā)現(xiàn)急剎車后有較明顯的輪胎印痕，說(shuō)明ABS防抱死系統(tǒng)不在工作，車子只有常規(guī)制動(dòng)。熄火重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，ABS燈檢索后會(huì)正常熄滅，可是行駛在路況條件稍差的地方，ABS燈又會(huì)再次亮起，如此反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果都是這樣。這說(shuō)明ABS制動(dòng)系統(tǒng)是有問(wèn)題，且和路況好壞有直接關(guān)聯(lián)性。但是，到底問(wèn)題出在什么地方？一時(shí)也無(wú)法解釋。筆者認(rèn)為還是先認(rèn)真查閱該車ABS系統(tǒng)方面的資料，可否從問(wèn)題的根本入手解決。

2 ?豐田車系A(chǔ)BS的剎車系統(tǒng)

2.1 汽車行駛中踩下制動(dòng)時(shí)，汽車車輪制動(dòng)器的制動(dòng)力大于車輪與路面的附著力時(shí)，車輪就會(huì)抱死產(chǎn)生滑移。若前輪抱死，汽車就會(huì)喪失方向操控性，特別是在附著力較低的冰雪路面上。若后輪抱死引起滑移，因其地面附著力減少，尤其是橫向附著力低易使汽車產(chǎn)生橫向滑移甩尾。因此，對(duì)于沒(méi)有安裝ABS系統(tǒng)的汽車，在冰雪路面上突然制動(dòng)，就更容易因車輛滑移失去方向穩(wěn)定性。

豐田佳美ABS剎車系統(tǒng)是ABS ECU通過(guò)獲取車速和輪速信號(hào)，根據(jù)此信號(hào)計(jì)算出滑移率，并與ABS ECU中預(yù)存的理想?yún)?shù)相比較，判斷車輪如即將抱死，即發(fā)出指令給ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)，降低或增加各剎車分泵內(nèi)的制動(dòng)液壓力，或保持制動(dòng)液壓力不變，令踩剎車時(shí)車輪不抱死，讓滑移率保持在最佳范圍（10～30%），而抱死的程度可用滑移率來(lái)表示，滑移率=（車速-輪速）+車速×100%。當(dāng)車輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)阻力時(shí)，車輪滑移率為0，車輪如果被完全抱死，滑移率為100%，此時(shí)輪胎抱死沿路面滑動(dòng)，路面會(huì)留下輪胎拖印。

行駛中，各輪轉(zhuǎn)速信號(hào)靠輪速傳感器（豐田佳美有4個(gè)輪速傳感器）傳輸給ABS ECU，ECU取得信號(hào)后，計(jì)算出車輪的線速度和車輛的行駛速度。然后，根據(jù)道路狀況和輪胎的附著力，合理調(diào)控ABS執(zhí)行器工作。當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，通過(guò)合理調(diào)控制動(dòng)液壓力，有效分別驅(qū)動(dòng)各車輪剎車分泵，讓滑移率保持在最佳范圍（10～30%），使各車輪保持在邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)狀態(tài)，而獲得最佳剎車效果。

2.2 豐田佳美ABS的基本結(jié)構(gòu)組成

該車型除常規(guī)剎車系統(tǒng)外，ABS防抱死系統(tǒng)有ABS-ECU、ABS執(zhí)行器、ABS故障警告燈、各車輪輪速傳感器和剎車燈開(kāi)關(guān)等組成。

2.2.1 ABS ECU的作用

ECU是通過(guò)接受輪速傳感器及其他傳感器的輸入的信號(hào)進(jìn)行比較分析、放大和判別處理，通過(guò)運(yùn)算獲得制動(dòng)車輪的滑移率，判斷車輪是否有抱死趨勢(shì)，如有抱死趨勢(shì)，再由其輸出控制指令，控制ABS執(zhí)行器去執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。安裝在車輪上的傳感器感應(yīng)齒圈隨著車輪旋轉(zhuǎn)，輪速傳感器便輸出交流信號(hào)，ECU則接收安裝在各車輪上的車速傳感器輸出的交流信號(hào)，輸入放大電路將交流信號(hào)放大成矩形波并整形后送往運(yùn)算電路，運(yùn)算電路主要進(jìn)行車輪線速度、初始速度、滑移率、加減速度的運(yùn)算，以及電磁閥的開(kāi)啟控制運(yùn)算和監(jiān)控運(yùn)算。電磁閥控制電路則接受來(lái)自運(yùn)算電路的減壓，保持或增壓信號(hào)，控制電磁閥的電流。ECU還對(duì)穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測(cè)電路中的12V和5V電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)輪速傳感器輸入放大電路、運(yùn)算電路和電磁閥控制電路的故障信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確控制著電動(dòng)泵和驅(qū)動(dòng)閥門(mén)，出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，及時(shí)關(guān)閉閥門(mén)，停止ABS工作，返回常規(guī)制動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)儀表板上的ABS警告燈點(diǎn)亮，讓駕駛員知道有異常情況發(fā)生。

2.2.2 ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)

ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)是根據(jù)ABS ECU輸出控制信號(hào)，把剎車總泵工作時(shí)的制動(dòng)液壓施加或停止施加到各剎車分泵，從而控制輪速。

ABS執(zhí)行器結(jié)構(gòu)分為兩部分：三位置電磁閥、電動(dòng)壓力泵及儲(chǔ)液室。

三位置電磁閥功能：當(dāng)ABS防抱死系統(tǒng)工作時(shí)，ECU根據(jù)輪速傳感器信號(hào)，控制位置電磁閥移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各車輪在“減壓”、“保持或“增壓”三種模式中其中一種。

電動(dòng)壓力泵和儲(chǔ)液室功能：ECU通過(guò)輪速傳感器信號(hào)，控制位置電磁閥，當(dāng)確定車輪須“減壓”時(shí)，開(kāi)啟剎車管路中制動(dòng)液由分泵回流至ABS執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在由電動(dòng)泵送回到剎車總泵，并填滿執(zhí)行器的儲(chǔ)液室。

執(zhí)行器的工作過(guò)程：

正常剎車時(shí)：防抱死系統(tǒng)不工作，ECU不控制位置電磁閥。三位置電磁閥被回位彈簧作用力推向前方，通道A打開(kāi)，而通道B關(guān)閉。

當(dāng)踩下剎車踏板時(shí)：剎車總泵內(nèi)液壓升高，制動(dòng)液在三位置電磁閥中，從通道A流向通道C，進(jìn)入各制動(dòng)分泵。當(dāng)釋放剎車踏板時(shí)，分泵管路里的制動(dòng)液在三位置電磁閥中，經(jīng)通道C流向通道A回到制動(dòng)總泵。

緊急制動(dòng)時(shí)：防抱死系統(tǒng)起作用，行駛中四個(gè)車輪中如任意一個(gè)發(fā)生抱死，ABS執(zhí)行器根據(jù)ECU的指令，調(diào)控該車輪的剎車分泵，控制制動(dòng)力，這樣該車輪就不會(huì)抱死。

①“減壓”模式，當(dāng)車輪即將抱死時(shí)，ABS ECU接通三位置電磁閥且發(fā)出較強(qiáng)電流，約5A電流，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)磁力，使三位置電磁閥向上方移動(dòng)，通道A關(guān)閉通道B打開(kāi)。制動(dòng)分泵中制動(dòng)液回流到執(zhí)行器三位置電磁閥，從通道C流向通道B進(jìn)入儲(chǔ)液室。同時(shí)，ECU驅(qū)動(dòng)電泵，把儲(chǔ)液室中的制動(dòng)液抽回制動(dòng)總泵，而制動(dòng)總泵內(nèi)的制動(dòng)液由于執(zhí)行器A通道已關(guān)閉，以及1、3號(hào)止回閥的作用，不能流進(jìn)三位置電磁閥。這樣，剎車分泵的液壓就下降，使車輪不抱死。

②“保持”模式，當(dāng)分泵內(nèi)的液壓力無(wú)需增加或減少，ECU按輪速信號(hào)會(huì)發(fā)出較弱電流到電磁閥，約2A電流，以產(chǎn)生較弱磁力，使三位置電磁閥移至中間位置，關(guān)閉了通道B，使輪速保持在現(xiàn)有水平。

③“增壓”模式，當(dāng)制動(dòng)分泵內(nèi)的液壓力需增加，增強(qiáng)分泵的制動(dòng)力，ECU不再發(fā)出電流到電磁閥，使三位置電磁閥通道A打開(kāi)，通道B關(guān)閉，剎車總泵內(nèi)的制動(dòng)液在三位置電磁閥中，從通道C流到制動(dòng)分泵，液壓力增加，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

2.2.3 車輪轉(zhuǎn)速傳感器

車輪轉(zhuǎn)速傳感器用于監(jiān)測(cè)每個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速，將車輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送給ECU，ECU根據(jù)傳輸信號(hào)準(zhǔn)確對(duì)剎車系統(tǒng)進(jìn)行控制。確定制動(dòng)時(shí)車輪是否應(yīng)抱死，并及時(shí)控制制動(dòng)力的大小，轉(zhuǎn)速傳感器一般為電磁式，而安裝在前后輪軸上的傳感器轉(zhuǎn)子豐田車一般都是均勻的48個(gè)凸齒。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器的轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，輪速傳感器與轉(zhuǎn)子齒圈之間的磁阻，將隨齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生周期性變化，并產(chǎn)生感應(yīng)的交變電壓，交變電壓的頻率變化與轉(zhuǎn)子（車輪）轉(zhuǎn)速成正比，ECU根據(jù)此頻率感知各車輪的轉(zhuǎn)速。

2.3 自診斷功能

當(dāng)ABS控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，儀表盤(pán)上的ABS燈亮起提示需維修。ABS ECU并將該故障以代碼形式儲(chǔ)存起來(lái)。

我們可以通過(guò)豐田車系自診斷碼的方法，讀取相關(guān)代碼及維修資料中查找故障代碼內(nèi)容。讀取方法先打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)至ON位置，拔下診斷座內(nèi)的短接銷，將診斷座內(nèi)或TDC上的TC和E1端子連接，從儀表上的ABS故障燈閃爍頻率來(lái)讀取故障碼，在從維修資料中查找故障代碼內(nèi)容，也可以直接用故障診斷儀來(lái)讀取故障碼及代碼內(nèi)容。

故障排除后，豐田車系自診斷碼的清除方法是將汽車停穩(wěn)把點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置，拔下診斷座內(nèi)的短接銷，并將診斷座內(nèi)或TDC上的TC和E1端子連接，在3秒鐘內(nèi)連踩制動(dòng)踏板8次，即可清除故障碼。

豐田佳美ABS故障代碼表見(jiàn)表1。

3 ?故障的診斷過(guò)程

由于該車ABS故障與路面狀況有關(guān)，現(xiàn)象有一定特殊性，為了能準(zhǔn)確地找出原因，先按以下步驟進(jìn)行檢查和診斷。

3.1 常規(guī)剎車系統(tǒng)的檢查

①制動(dòng)液壓力正常不漏油，即總泵工作正常。

②各剎車分泵活動(dòng)自如，沒(méi)有阻滯不漏油，分泵正常。

③剎車盤(pán)無(wú)損壞，剎車片盤(pán)厚度在正常值范圍。

④制動(dòng)液含水量低，清亮無(wú)污濁，液面在上限線。

經(jīng)檢查，該車的常規(guī)剎車系統(tǒng)良好。

3.2 防抱死剎車系統(tǒng)的檢查

①先讀取故障碼，用修車王故障診斷儀進(jìn)行讀取，測(cè)出故障碼為34，通過(guò)人工方法讀取故障碼，故障代碼也是34，查閱幫助菜單及維修資料，代碼意思是左后輪速傳感器信號(hào)不良。

②檢查左后輪速傳感器，拆下相關(guān)附件，斷開(kāi)左后輪速傳感器連接插頭。用萬(wàn)用表的歐姆檔進(jìn)行測(cè)量：測(cè)量傳感器的阻值為1100歐姆屬于正常范圍，在檢查傳感器的輪速轉(zhuǎn)子，齒面完好無(wú)缺齒，齒間沒(méi)有污泥或鐵屑，傳感器安裝到位與轉(zhuǎn)子間隙正常，測(cè)量傳感器到ABS ECU線路，傳感器兩線之間線路，均無(wú)短路和斷路，這時(shí)候還未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)在哪里。筆者認(rèn)為問(wèn)題可能還是出在傳感器上，于是對(duì)傳感器的導(dǎo)線做進(jìn)一步的檢測(cè)，用萬(wàn)用表測(cè)量傳感器電阻的同時(shí)，對(duì)這段導(dǎo)線進(jìn)行重復(fù)的拉拽、振動(dòng)和折疊，這時(shí)故障出現(xiàn)了，表上顯示阻值有時(shí)會(huì)無(wú)窮大，問(wèn)題出在傳感器導(dǎo)線內(nèi)部的某位置有時(shí)會(huì)斷路。

③故障排除：拆下傳感器，找出準(zhǔn)確斷裂部位，把導(dǎo)線外的防護(hù)膠套劃開(kāi)，斷點(diǎn)的導(dǎo)線重新連接包扎好，對(duì)其進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。不在出現(xiàn)阻值無(wú)窮大現(xiàn)象，把傳感器重新安裝到位，對(duì)其它輪速傳感器及轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查、測(cè)量和清潔，裝好相關(guān)附件，消除ABS ECU內(nèi)的故障代碼，然后外出路試。

4 ?排除故障后的路試及檢測(cè)

在公路上對(duì)車輛進(jìn)行了多種路況下的測(cè)試。在不同車速下進(jìn)行了多次緊急制動(dòng)試驗(yàn)。剎車時(shí)感覺(jué)到制動(dòng)踏板輕微脈動(dòng)，ABS系統(tǒng)起作用，制動(dòng)平穩(wěn)有力?；貜S在五合一檢測(cè)制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè)，制動(dòng)效果也很好，交車后至今也沒(méi)出現(xiàn)類似故障。

5 ?分析故障造成的原因

該車進(jìn)廠前ABS系統(tǒng)工作正常，應(yīng)該是進(jìn)廠更換后避震器出現(xiàn)的故障。對(duì)該車后橋懸掛進(jìn)行了仔細(xì)研究，該車后橋?yàn)殡p叉型懸架，由A字型鋼上臂與兩根非等長(zhǎng)不平行的下臂和支撐桿組合成一體， 車子在舉升機(jī)上，取出后避震器時(shí)，后橋車輪下墜幅度會(huì)比較大，如果不提前拆除，連接在車殼與后輪上的傳感器導(dǎo)線因距離增大受損，如果超出了該線的受力極限，將使導(dǎo)線內(nèi)部拉斷。這次故障，就是維修技師在更換后避震器過(guò)程中沒(méi)有注意傳感器導(dǎo)線，因受力拉長(zhǎng)斷裂引起的人為故障。當(dāng)車子在顛簸路上行駛時(shí)，傳感器信號(hào)有時(shí)會(huì)斷開(kāi)，ABS ECU接收不到該車輪電信號(hào)，因此點(diǎn)亮儀表盤(pán)ABS燈，中止ABS系統(tǒng)的正常工作。由于是偶發(fā)性斷路，所以出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的故障現(xiàn)象。

6 ?結(jié)論

通過(guò)這次維修，筆者更加深入的了解該車的ABS結(jié)構(gòu)、原理和檢測(cè)方法。系統(tǒng)中出現(xiàn)輪速傳感器信號(hào)異常，ABS ECU會(huì)停止防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作，同時(shí)點(diǎn)亮ABS故障燈提醒駕駛員防抱死系統(tǒng)有問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行維修。故障原因更讓我充分認(rèn)識(shí)到在車輛維修作業(yè)中，該拆除的零部件必須拆除，偷工減料、麻痹大意、操作失誤會(huì)損壞車輛原本完好的工作狀態(tài)。

根據(jù)此問(wèn)題，筆者對(duì)故障解決進(jìn)行技術(shù)通報(bào)，讓員工注意問(wèn)題原因，廠里因此還開(kāi)展了“三優(yōu)”質(zhì)量服務(wù)月活動(dòng)，要求維修人員在維修過(guò)程中做到一絲不茍，認(rèn)真維修、安全生產(chǎn)，使全廠員工充分認(rèn)識(shí)到返修率是：100-1=0的質(zhì)量服務(wù)理念，堅(jiān)持全面質(zhì)量管理的四個(gè)原則，使廠里建立一個(gè)全新的，引人向上的企業(yè)文化氛圍。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)汽車維修工等級(jí)考試配套教材編寫(xiě)組.汽車維修技師培訓(xùn)教材[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]肖超勝，陸華忠，云皓.豐田汽車維修手冊(cè)：底盤(pán)新技術(shù)新結(jié)構(gòu)[M].吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

[3]陳志成，趙健，朱冰，吳堅(jiān).基于電控助力制動(dòng)級(jí)聯(lián)制動(dòng)防抱死控制策略[J].汽車工程，2019（11）.