丰田佳美

陈京辉

摘要：文中通过一台丰田佳美来厂维修，维修项目为检修自动变速器和减震器漏油需更换后减震器，车子路试时发现ABS灯会亮起，亮起时车辆只有常规制动，车辆进厂预检时ABS灯没亮起，客户也未有报修。通过修车王诊断仪读取ABS系统故障代码，故障代码为34，最终找到是人为因素引发此故障。本文通过对该车型ABS总泵基本结构和工作原理，结合电路图及常规制动检查，深度对该车ABS系统及人为故障因素进行研究分析通报。

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.

关键词：ABS防抱死系统;位置电磁阀;轮速传感器;后减震器

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

中图分类号：F407.471                                文献标识码：A                                  文章編号：1674-957X（2022）03-0127-03

0  引言

丰田佳美防抱死制动系统是通过ABS 控制电脑板，对ABS 总泵内制动液流向位置电磁阀进行有效控制，通过增加或降低制动液工作压力，必要时保持制动液工作压力不变，使刹车的滑移率保持在最佳范围，避免车轮抱死滑移，从而达到最佳制动效果。

笔者对一台丰田佳美经技师维修后出现了ABS系统故障，当ABS灯亮时，路试只有常规制动，车轮会抱死，轮胎有明显拖印，制动距离变长。为弄清是什么原因引起的，彻底解决引起故障根源，参阅相关技术手册，对其ABS系统构造原理作了比较深入的分析和研究。

1  一个进厂后才出现的故障现象

在2003年6月左右，一辆丰田佳美进厂维修，接车时，该车主告知车子换挡滞后不平顺，有时还感觉不升档，耗油量同比原来明显增加。技师通过预检后确诊，应该是自动变速器内部有故障，需要拆检分解变速箱大修，预检时发现后避震器漏油严重，告知车主后同意更换。车辆变速器维修过程中，后避震器也一起更换结束。竣工后车辆路试，自动变速器换挡很平顺正常无滞后感，通过这次维修解决了变速箱来时报修的故障问题。路试时发现当行驶在不平整坑洼路面或减速带颠簸一下，仪表盘上ABS灯会亮起，这时如急踩刹车踏板感觉有些发硬，制动效果不理想。下车观察，发现急刹车后有较明显的轮胎印痕，说明ABS防抱死系统不在工作，车子只有常规制动。熄火重新启动发动机，ABS灯检索后会正常熄灭，可是行驶在路况条件稍差的地方，ABS灯又会再次亮起，如此反复试验，结果都是这样。这说明ABS制动系统是有问题，且和路况好坏有直接关联性。但是，到底问题出在什么地方？一时也无法解释。笔者认为还是先认真查阅该车ABS系统方面的资料，可否从问题的根本入手解决。

2  丰田车系ABS的刹车系统

2.1 汽车行驶中踩下制动时，汽车车轮制动器的制动力大于车轮与路面的附着力时，车轮就会抱死产生滑移。若前轮抱死，汽车就会丧失方向操控性，特别是在附着力较低的冰雪路面上。若后轮抱死引起滑移，因其地面附着力减少，尤其是横向附着力低易使汽车产生横向滑移甩尾。因此，对于没有安装ABS系统的汽车，在冰雪路面上突然制动，就更容易因车辆滑移失去方向稳定性。

丰田佳美ABS刹车系统是ABS ECU通过获取车速和轮速信号，根据此信号计算出滑移率，并与ABS ECU中预存的理想参数相比较，判断车轮如即将抱死，即发出指令给ABS执行机构，降低或增加各刹车分泵内的制动液压力，或保持制动液压力不变，令踩刹车时车轮不抱死，让滑移率保持在最佳范围（10～30%），而抱死的程度可用滑移率来表示，滑移率=（车速-轮速）+车速×100%。当车轮自由转动无阻力时，车轮滑移率为0，车轮如果被完全抱死，滑移率为100%，此时轮胎抱死沿路面滑动，路面会留下轮胎拖印。

行驶中，各轮转速信号靠轮速传感器（丰田佳美有4个轮速传感器）传输给ABS ECU，ECU取得信号后，计算出车轮的线速度和车辆的行驶速度。然后，根据道路状况和轮胎的附着力，合理调控ABS执行器工作。当踩下制动踏板时，通过合理调控制动液压力，有效分别驱动各车轮刹车分泵，让滑移率保持在最佳范围（10～30%），使各车轮保持在边滚动边滑动状态，而获得最佳刹车效果。

2.2 丰田佳美ABS的基本结构组成

该车型除常规刹车系统外，ABS防抱死系统有ABS-ECU、ABS执行器、ABS故障警告灯、各车轮轮速传感器和刹车灯开关等组成。

2.2.1 ABS ECU的作用

ECU是通过接受轮速传感器及其他传感器的输入的信号进行比较分析、放大和判别处理，通过运算获得制动车轮的滑移率，判断车轮是否有抱死趋势，如有抱死趋势，再由其输出控制指令，控制ABS执行器去执行压力调节任务。安装在车轮上的传感器感应齿圈随着车轮旋转，轮速传感器便输出交流信号，ECU则接收安装在各车轮上的车速传感器输出的交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路，运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。电磁阀控制电路则接受来自运算电路的减压，保持或增压信号，控制电磁阀的电流。ECU还对稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路进行监控，监测电路中的12V和5V电压是否在规定范围内，同时对轮速传感器输入放大电路、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监测，准确控制着电动泵和驱动阀门，出现故障信号时，及时关闭阀门，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表板上的ABS警告燈点亮，让驾驶员知道有异常情况发生。

2.2.2 ABS执行机构

ABS执行机构是根据ABS ECU输出控制信号，把刹车总泵工作时的制动液压施加或停止施加到各刹车分泵，从而控制轮速。

ABS执行器结构分为两部分：三位置电磁阀、电动压力泵及储液室。

三位置电磁阀功能：当ABS防抱死系统工作时，ECU根据轮速传感器信号，控制位置电磁阀移动，实现各车轮在“减压”、“保持或“增压”三种模式中其中一种。

电动压力泵和储液室功能：ECU通过轮速传感器信号，控制位置电磁阀，当确定车轮须“减压”时，开启刹车管路中制动液由分泵回流至ABS执行机构，在由电动泵送回到刹车总泵，并填满执行器的储液室。

执行器的工作过程：

正常刹车时：防抱死系统不工作，ECU不控制位置电磁阀。三位置电磁阀被回位弹簧作用力推向前方，通道A打开，而通道B关闭。

当踩下刹车踏板时：刹车总泵内液压升高，制动液在三位置电磁阀中，从通道A流向通道C，进入各制动分泵。当释放刹车踏板时，分泵管路里的制动液在三位置电磁阀中，经通道C流向通道A回到制动总泵。

紧急制动时：防抱死系统起作用，行驶中四个车轮中如任意一个发生抱死，ABS执行器根据ECU的指令，调控该车轮的刹车分泵，控制制动力，这样该车轮就不会抱死。

①“减压”模式，当车轮即将抱死时，ABS ECU接通三位置电磁阀且发出较强电流，约5A电流，会产生较强磁力，使三位置电磁阀向上方移动，通道A关闭通道B打开。制动分泵中制动液回流到执行器三位置电磁阀，从通道C流向通道B进入储液室。同时，ECU驱动电泵，把储液室中的制动液抽回制动总泵，而制动总泵内的制动液由于执行器A通道已关闭，以及1、3号止回阀的作用，不能流进三位置电磁阀。这样，刹车分泵的液压就下降，使车轮不抱死。

②“保持”模式，当分泵内的液压力无需增加或减少，ECU按轮速信号会发出较弱电流到电磁阀，约2A电流，以产生较弱磁力，使三位置电磁阀移至中间位置，关闭了通道B，使轮速保持在现有水平。

③“增压”模式，当制动分泵内的液压力需增加，增强分泵的制动力，ECU不再发出电流到电磁阀，使三位置电磁阀通道A打开，通道B关闭，刹车总泵内的制动液在三位置电磁阀中，从通道C流到制动分泵，液压力增加，实现制动。

2.2.3 车轮转速传感器

车轮转速传感器用于监测每个车轮的转速，将车轮的转速转化为电信号发送给ECU，ECU根据传输信号准确对刹车系统进行控制。确定制动时车轮是否应抱死，并及时控制制动力的大小，转速传感器一般为电磁式，而安装在前后轮轴上的传感器转子丰田车一般都是均匀的48个凸齿。当车轮转动时，传感器的转子随着转动，轮速传感器与转子齿圈之间的磁阻，将随齿圈转动而发生周期性变化，并产生感应的交变电压，交变电压的频率变化与转子（车轮）转速成正比，ECU根据此频率感知各车轮的转速。

2.3 自诊断功能

当ABS控制系统出现故障，仪表盘上的ABS灯亮起提示需维修。ABS ECU并将该故障以代码形式储存起来。

我们可以通过丰田车系自诊断码的方法，读取相关代码及维修资料中查找故障代码内容。读取方法先打开点火开关至ON位置，拔下诊断座内的短接销，将诊断座内或TDC上的TC和E1端子连接，从仪表上的ABS故障灯闪烁频率来读取故障码，在从维修资料中查找故障代码内容，也可以直接用故障诊断仪来读取故障码及代码内容。

故障排除后，丰田车系自诊断码的清除方法是将汽车停稳把点火开关转到ON位置，拔下诊断座内的短接销，并将诊断座内或TDC上的TC和E1端子连接，在3秒钟内连踩制动踏板8次，即可清除故障码。

丰田佳美ABS故障代码表见表1。

3  故障的诊断过程

由于该车ABS故障与路面状况有关，现象有一定特殊性，为了能准确地找出原因，先按以下步骤进行检查和诊断。

3.1 常规刹车系统的检查

①制动液压力正常不漏油，即总泵工作正常。

②各刹车分泵活动自如，没有阻滞不漏油，分泵正常。

③刹车盘无损坏，刹车片盘厚度在正常值范围。

④制动液含水量低，清亮无污浊，液面在上限线。

经检查，该车的常规刹车系统良好。

3.2 防抱死刹车系统的检查

①先读取故障码，用修车王故障诊断仪进行读取，测出故障码为34，通过人工方法读取故障码，故障代码也是34，查阅帮助菜单及维修资料，代码意思是左后轮速传感器信号不良。

②检查左后轮速传感器，拆下相关附件，断开左后轮速传感器连接插头。用万用表的欧姆档进行测量：测量传感器的阻值为1100欧姆属于正常范围，在检查传感器的轮速转子，齿面完好无缺齿，齿间没有污泥或铁屑，传感器安装到位与转子间隙正常，测量传感器到ABS ECU线路，传感器两线之间线路，均无短路和断路，这时候还未发现故障点在哪里。笔者认为问题可能还是出在传感器上，于是对传感器的导线做进一步的检测，用万用表测量传感器电阻的同时，对这段导线进行重复的拉拽、振动和折叠，这时故障出现了，表上显示阻值有时会无穷大，问题出在传感器导线内部的某位置有時会断路。

③故障排除：拆下传感器，找出准确断裂部位，把导线外的防护胶套划开，断点的导线重新连接包扎好，对其进行重复测试。不在出现阻值无穷大现象，把传感器重新安装到位，对其它轮速传感器及转子进行检查、测量和清洁，装好相关附件，消除ABS ECU内的故障代码，然后外出路试。

4  排除故障后的路试及检测

在公路上对车辆进行了多种路况下的测试。在不同车速下进行了多次紧急制动试验。刹车时感觉到制动踏板轻微脉动，ABS系统起作用，制动平稳有力。回厂在五合一检测制动试验台上检测，制动效果也很好，交车后至今也没出现类似故障。

5  分析故障造成的原因

该车进厂前ABS系统工作正常，应该是进厂更换后避震器出现的故障。对该车后桥悬挂进行了仔细研究，该车后桥为双叉型悬架，由A字型钢上臂与两根非等长不平行的下臂和支撑杆组合成一体， 车子在举升机上，取出后避震器时，后桥车轮下坠幅度会比较大，如果不提前拆除，连接在车壳与后轮上的传感器导线因距离增大受损，如果超出了该线的受力极限，将使导线内部拉断。这次故障，就是维修技师在更换后避震器过程中没有注意传感器导线，因受力拉长断裂引起的人为故障。当车子在颠簸路上行驶时，传感器信号有时会断开，ABS ECU接收不到该车轮电信号，因此点亮仪表盘ABS灯，中止ABS系统的正常工作。由于是偶发性断路，所以出现时有时无的故障现象。

6  结论

通过这次维修，笔者更加深入的了解该车的ABS结构、原理和检测方法。系统中出现轮速传感器信号异常，ABS ECU会停止防抱死制动系统工作，同时点亮ABS故障灯提醒驾驶员防抱死系统有问题，及时进行维修。故障原因更让我充分认识到在车辆维修作业中，该拆除的零部件必须拆除，偷工减料、麻痹大意、操作失误会损坏车辆原本完好的工作状态。

根据此问题，笔者对故障解决进行技术通报，让员工注意问题原因，厂里因此还开展了“三优”质量服务月活动，要求维修人员在维修过程中做到一丝不苟，认真维修、安全生产，使全厂员工充分认识到返修率是：100-1=0的质量服务理念，坚持全面质量管理的四个原则，使厂里建立一个全新的，引人向上的企业文化氛围。

参考文献：

[1]全国汽车维修工等级考试配套教材编写组.汽车维修技师培训教材[M].机械工业出版社，2004.

[2]肖超胜，陆华忠，云皓.丰田汽车维修手册：底盘新技术新结构[M].吉林科学技术出版社，1996.

[3]陈志成，赵健，朱冰，吴坚.基于电控助力制动级联制动防抱死控制策略[J].汽车工程，2019（11）.