1、目 录 浅谈汽车防抱死制动系统…………………………………………………………(3) 1.汽车ABS的发展历程…………………………………………………………(3) 1.1 ABS在国外的发展历程…………………………………………………(3) 1.2 ABS在国内发展情况………………………………………………………(7) 2. ABS的结构与工作原理………………………………………………………(8) 2.1 ABS的控制方式………………………………………………………………(8) 2.2 ABS系统的基本组成………………………………………………………(12) 3. ABS的
2、维修………………………………………………………………………(20) 3.1 诊断与检查的基本内容…………………………………………………(20) 3.2 修理的基本内容……………………………………………………………(21) 3.3 ABS维修的注意事项……………………………………………………(21) 4. ABS故障诊断排除案例…………………………………………………(27) 参考文献…………………………………………………………………………………(27) 浅谈汽车防抱死制动系统 潘超 摘
3、要:ABS”(Anti-locked Braking System)中文译为“防抱死刹车系统”。它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。它既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 关键词: ABS系统 ABS原理 1.汽车ABS的发展历程 1.1 ABS在国外的发展历程 ABS系统的发展可以追溯到本世纪初期,早在1
4、928年制动防抱理论就被提出,在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用,博世(BOSCH)公司在1936年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。 进入50年代,汽车制动防抱系统开始受到较为广泛的关注。福特(FORD)公司曾于1954年将飞机的制动防抱系统移置在林肯(LINCOIN)轿车上,凯尔塞•海伊斯(KELSEHAYES)公司在1957年对称为"AUTOMATIC"的制动防抱系统进行了试验研究,研究结果表明制动防抱系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制,并且能够缩短制动距离;克莱斯勒(CHRYSLER)公司在这一时期也对称为"SK
5、ID CONTROL"的制动防抱系统进行了试验研究。由于这一时期的各种制动防抱系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置,因此,获取的车轮转速信号不够精确,制动压力调节的适时性和精确性也难于保证,控制效果并不理想。 随着电子技术的发展,电子控制制动防抱系统的发展成为可能。在60年代后期和70年代初期,一些电子控制的制动防抱系统开始进入产品化阶段。凯尔塞•海伊斯公司在1968年研制生产了称为"SURE TRACK"两轮制动防抱系统,该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号,对制动过程中后轮的运动状态进行判定,通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸
6、的制动压力进行调节,并在1969年被福特公司装备在雷鸟(THUNDERBIRD)和大陆•马克III(CONTINENTALMKIII)轿车上。 克莱斯勒公司与本迪克斯(BENDIX)公司合作研制的称为"SURE-TRACK"的能防止4个车轮被制动抱死的系统,在1971年开始装备帝国(IMPERIAL)轿车,其结构原理与凯尔塞•海伊斯的"SURE-TRACK"基本相同,两者不同之处,只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。博世公司和泰威士(TEVES)公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统,这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制,直接对各制动轮以
7、电子控制压力进行调节。 别克(BUICK)公司在1971年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火,以减小发动机输出转矩,防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱转系统. 瓦布科(WABCO)公司与奔驰(BENZ)公司合作,在1975年首次将制动防抱系统装备在气压制动的载贷汽车上。 这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置,由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷,致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果,所以,这些防抱控制系统很快就不再被采用了。 进入70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展,为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。
8、博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS2,并且装置在奔驰轿车上,由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置,但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,因此,博世ABS2的控制效果己相当理想。从此之后,欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。 1. 2 ABS在国内发展情况 与国际市场相比,我国汽车ABS的研究和生产的起步比较晚,在十九世纪80年代初,我国才开始进行防抱死制动系统的前期研究。约从20世纪60年代开始,
9、电子技术的进步成为汽车工业发展的最大动力。现代汽车的控制系统几乎全由电子控制装置实现,在提高经济性、动力性、可靠性、舒适性和排放控制系统方面起到明显的作用。因此,电子产品在汽车上的应用比例,已成为评价其品质、性能指标的重要依据。 汽车防抱死制动系统(ABS)是国家十五规划中重点发展的汽车电子产品,它的主要作用就是在汽车紧急制动时,防止车轮抱死,提高汽车紧急制动的稳定性和方向可控性,缩短制动距离,延长轮胎的使用寿命。 汽车防抱死制动系统(ABS)是一种非线性控制系统,这项技术的最大难点在于控制的非线性和参数难以准确测量的特点。由于飞机上安装了昂贵的测速装置,以及飞机在降落
10、时机场路面的单一性,所以飞机上安装的防抱死制动系统的性能十分稳定;与此相反,汽车上只安装了测量轮速的传感器,没有安装测量车速的传感器,而汽车行驶的路面却复杂多变。所以,与飞机防抱死制动系统相比,汽车的防抱死控制的难度很大,不易达到理想的效果。 2. ABS的结构与工作原理 制动防抱死系统的主要作用就是把滑移率控制在10%到20%之间,此时轮胎与路面间具有较高的纵向与侧向附着系数,使汽车较高的制动效果,且保持对汽车方向的控制能力。 汽车制动过程中,车速和轮速之间存在着速度差,也就是车轮与地面之间有滑移现象,滑移的程度用滑移率(驱动过程中称为滑转率,滑转率和滑移率统称
11、为滑动率)表示: S=[(Vv-Vw)/ Vv]×100% 式中:S——滑移率;Vv——车速;Vw——轮速。 滑移的程度与制动的距离、制动时的方向可控性和制动的平稳性密切相关。其原因在于滑移率与汽车和地面间的纵向附着系统μB和侧向附着系数μS的关系呈一定的非线性曲线关系。 纵向附着系数μB的大小与制动距离的长短直接相关;侧向附着系数μS的大小直接决定汽车防侧滑的能力的大小。综合考虑纵向和侧向附着系数,最佳滑移率一般在20%左右。经实践证明,不同路况下,最佳滑移率是不同的,但相差不太远,最大不超过30%,最小不小于10%。 要把滑移率控制在20%左右,主要有两
12、大难点。 其一,要知道制动过程中每时刻的轮速和车速,然而能精确测量具体车速的传感器如多普勒测速仪十分昂贵,一般车辆都只安装轮速传感器,测出轮速,再通过轮速估计出车速。这个估计出来的车速称为参考车速。这个估计的环节就增加了很大成分的不确定性。这个估计的环节也是汽车防抱死制动系统(ABS)设计开发的最大难点之一。目前国内开发ABS常用的估计参考车速的方法有最大轮速法、斜率法和季节调整法。最大轮速法就是在防抱死制动每一循环测到的几个轮速中选轮速最大值作为参考车速;斜率法就是假设车速按一定斜率下降,哪一点最大轮速大于假设车速时,就用它作为参考车速,否则,就用假设车速作为参考车速;季节调整法就是
13、运用经济学中的季节调整法从轮速数据中提取参考车速。参考车速估计的准确与否就一定程度上决定了控制结果的优劣。 其二,要把滑移率控制在20%左右,就要把轮速控制在一定范围内,就必须通过ECU反复调节制动压力。如何合理地增压(包括快增和慢增)、保压和减压(包括快减和慢减),才能使滑移率更稳定地保持在20%左右。其中保压很重要,因为保压多,会使制动更平稳。对气压制动来说,保压尤其重要,因为增减压用得太频繁会使储气囊中储存的气压下降非常快,不利于长距离制动,比如在高车速下制动或在低附着系数路面制动。这个控制压力的环节也是汽车防抱死制动系统(ABS)设计开发的最大难点之一。 近几年
14、针对汽车防抱死制动系统(ABS),国际上流行的控制方法有逻辑门限值控制、PID控制、滑模变结构控制、最优控制、模糊控制和神经网络控制等控制方法。目前国内开发ABS用的控制方法还主要是最基本的逻辑门限值控制方法。 2.1 ABS的控制方式 汽车电子防抱死制动系统(ABS)是在常规制动系统的基础上新安装的一种主动安全装置。起作用是在汽车制动时,防止车轮抱死在路面上滑行,以提高汽车制动过程中的方向稳定性,转向控制能力和缩短制动距离,使汽车制动更安全有效。 2.1.1 附着系数与车轮滑移率 在传统的制动系统制动时,使车轮抱死与地面拖滑,从而达
15、到制动停车的效果。经过多次实验证实,车轮在不抱死的状态下,制动距离是最短。接下来让我们做一个附着系数与车轮滑移率的关系。 (1) 车轮滑移率 汽车正常行使时,车速v(即车轮中心的纵向速度)与车轮速度(即车轮圆周速度)V相同,可以认为车轮在路面上作纯滚动。当驾驶员踏下制动踏板时,由于地面制动的作用,使车轮速度减小,车轮处在既滚动又滑动的状态,实际车速与车轮速度不再相等,人们将车速和车轮速度之间出现的差异称为滑移。随着制动系统压力的增加,车轮滚动成分越来越小,滑移成分越来越大。当车轮制动器抱死时,很明显地看出,车轮已不转动,汽车车轮在地面上作完全滑动。 为了表征滑移成分所占的比例的多
16、少,常用滑移率S表示。 移率的定义如下式所示: 式中S—车轮滑移率; v — 车速(车轮中心纵向速度),m/s; Vw—车轮速度(车轮) r —车轮半径,m; w-车轮转动角速度rad/s 车轮在地面上纯滚动时V=Vw,车轮滑移率S=0,车轮抱死时 地面上纯滚动时,Vw=0车轮滑移率S=100%;车轮在地面上边滚动边滑动时V>Vw,则车轮的滑移率0<S<100%。车轮滑移率越大,说明车轮在运动中滑动的成分所占的比例越大。 (2)附着系数与车轮滑移率的关系 车轮滑移率的大小对车轮与地面间附着系数有很大的影响。通过试验,附着系数和滑移率有以下关系。 附着
17、系数随路面性质不同呈大幅度的变化。一般来说,干燥路面附着系数大,潮湿路面附着系数小,冰雪路面附着系数更小。 在各种路面上附着系数随车轮滑移的变化而变化。各曲线的趋势大致相同,只有积雪路面车轮滑移率在靠近100%时会上升。 通常,当车轮滑移率S由0~10%增大时,纵向附着系数ψy迅速增大,当车轮滑移率处于15%~25%的范围时,附着系数有最大值,该最大值称为峰值附着系数,用ψy表示, 此时与其相对应的车轮滑移率称为峰值滑移率时的车轮滑移率,用Sp表示。由图中可以看出,当车轮滑移率继续增大时,附着系数逐渐减小,当车轮抱死时,即完全滑动时的附着系数ψ s ,一般称为滑动附着系数,车轮抱死时的滑
18、动附着系数一般都是小于峰值附着系数,通常干燥硬实路面上ψ s 比ψ p 要小10%~20%,在潮湿的硬实路面上,ψ s 比ψ p 要小20%~30%。 根椐附着力F 1 与附着系数ψ的关系F 1 =F zψ ,当地面对车轮法向反作用力Fz一定时,则车轮滑移率S大约在20%左右时出现最大的附着力,因而也只有在此时车轮与地面之间才能获得最大的地面制动力,具有最佳制动效果。通常,称纵向附着系数最大叶的车轮滑移率S p 为理想滑移率,也有的叫最优滑移率,如果车轮滑移率超过理想滑移率时,附着力和地面制动力逐渐减小,使制动效能变差,制动距离磁长,因此,一般称理想滑移率到车轮抱死完全滑动段为非稳定区。
19、 横向附着系数是研究汽车行驶稳定性的重要参数之一,横 侧 边附着系数越大,汽车制动时方向稳定性和保持转向控制能力越强。 当车轮滑移率为零时,横向附着系数最大,随着车轮滑移率的增加,横向附着系数越来越小。当车轮抱死时,横向附着系数几乎为零,此时导致横向附着力几乎为零,其危害是较大的,主要表现如下: (1)方向稳定性差,由于横向附着力很小,汽车失去抵抗横向外力的能力,后轮很容易产生横向滑移和使汽车发生甩尾、调头等危害,使汽车失去方向稳完整性。 (2)失去横向控制能力,在汽车进行转向行驶时,尽管驾驶员此时操作方向盘,但是前轮维持汽车转弯运动能力的横向附着力丧失,汽车仍将按原来惯性行驶方向滑
20、动,汽车就可能冲入其它车道或冲出路面,汽车不能按驾驶员的意志行驶,使汽车失去转向控制能力。 2.1.2 ABS系统的优点和种类 以提高汽车行驶性能为目的而开发的各种ABS装置,其原理是充分利用轮胎和地面的附着系数,主要采用控制制动液压压力的方法,给各车轮施加最合适的制动力。其具有以下优点。 ABS系统的第一个优点是能缩短制动距离。这是因为在同样紧急制动的情况下,ABS系统可以将滑移率控制在20%左右,即可获得最大的纵向制动力的结果。 ABS系统的第二个优点是增加了汽车制动时的稳定性。汽车在制动时,四个轮子上的制动力是不一样的,如果汽车的前轮抱死,驾驶员就无法控制汽车的行驶方向,
21、这是非常危险的;倘若汽车的后轮先抱死,则会出现侧滑、用尾,甚至使汽车整个调头等严重事故。ABS系统可以防止四个轮子制动时被完全抱死,提高了汽车行驶的稳定性。资料表明,装有ABS系统的车辆,可使因车轮侧滑引起的事故比例下降8%左右。 ABS系统的第三个优点是改善了轮胎的磨损状况。事实上,车轮抱死会造成轮胎杯型磨损,轮胎面磨耗也会不均匀,使轮胎磨损消耗费增加。经测定,汽车在紧急制动时,车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费,已超过一套防抱死制动系统的造价。因此,装用ABS系统具有一定的经济效益。 ABS系统的最后一个优点是使用方便,工作可靠。ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别。制动时
22、只要把脚踏在制动踏板上,ABS系统就会根据情况自动进入工作状态,如遇雨雪路滑,驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动,ABS系统会使制动状态保持在最佳点。注意:ABS系统工作时,驾驶员会感到制动踏板有颤动,并听到一点噪音,这些都属于正常现象。ABS系统工作十分可靠,并有自诊断能力。如果它发现系统内部有故障,就会自动记录,并点燃琥珀色(黄色)ABS故障指示灯,让普通制动系统继续工作。此时,维修人员可以根据记录的故障进行修理。 2.2 ABS系统的基本组成 ABS系统主要由ABS控制器 (包括电子控制单元、液压单元、液压泵等)、四个车轮转速传感器、ABS故障警告灯、制动警告灯等组成。
23、 2.2.1 ABS系统主要部件结构和工作原理 (1)ABS系统的基本工作原理是:汽车在制动过程中, 车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元(ECU),ABS ECU根据设定的控制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理,计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度,确定各车轮的滑移率。如果某个车轮的滑移率超过设定值,ABS ECU就发出指令控制液压控制单元,使该车轮制动轮缸中的制动压力减小;如果某个车轮的滑移率还没达到设定值,ABS ECU就控制液压单元,使该车轮的制动压力增大;如果某个车轮的滑移率接近于设定值时,ABS ECU就控制液压控制单元,使该车轮制动压
24、力保持一定。当车轮在抱死临界点时,制动压力减少,防止车轮抱死,ABS系统就是这样循环的进行“增压、持压、减压”。从而使各个车轮的滑移率保持在理想的范围之内,防止4个车轮完全抱死。 在制动过程中,如果车轮没有抱死趋势,ABS系统将不参与制动压力控制,此时制动过程与常规制动系统相同。如果ABS出现故障,电子控制单元将不再对液压单元进行控制,并将仪表板上的ABS故障警告灯点亮,向驾驶员发出警告信号,此时ABS不起作用,制动过程将与没有ABS的常规制动系统的工作相同。ABS防抱死制动系统通常由电控单元ECU、液压控制单元和车轮速度传感器等组成。 (2)车轮转速传感器 车轮转速传感器的作
25、用是将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元。MK20-Ⅰ型ABS系统共有4个车轮转速传感器,前轮的齿圈(43齿)安装在传动轴上,转速传感器安装在转向节上,如图所示。后轮的齿圈(43齿)安装在后轮毂上,转速传感器则安装在固定支架上。 传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永久磁芯和感应线圈组成,齿圈由铁磁性材料制成。当齿圈旋转时,齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯,当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时,传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小,由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈,感应线圈周围的磁场就强,如图 (a)所示;而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时,传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大,由永久磁芯产生的
26、磁力线就不容易通过齿圈,感应线圈周围的磁场就弱,如图 ( b )所示。此时,磁通迅速交替变化,在感应线圈中就会产生交变电压,交变电压的频率将随车轮转速成正比例变化。电子控制单元可以通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的转速、汽车参考车速等。 (3)ABS控制器 ABS控制器由ABS电子控制单元、液压控制单元液压泵等组成。 电子控制单元是ABS系统的控制中心,它实际上是一个微型计算机,所以又常称为ABS(ECU)电脑。ABS ECU由输入电路、数字控制器、输出电路和警告电路组成。主要任务是连续监测接受4个车轮转速传感器送来的脉冲信号,并进行测量比较、分析放大和
27、判别处理,计算出车轮转速、车轮减速度以及制动滑移率,再进行逻辑比较分析4个车轮的制动情况,一旦判断出车轮将要抱死,它立刻进入防抱死控制状态,通过电子控制单元向液压单元发出指令,以控制制动轮缸油路上电磁阀的通断和液压泵的工作来调节制动压力,防止车轮抱死。 (4)ABS系统电控单元ECU 概述 : ABS系统电子控制部分可分为电子控制单元(ECU)、ABS模块、ABS计算机等,以下简称ECU。 目前的ECU主要是由集成度、运算精度都很高的数字电路组成。由于ABS装置目前已从高级轿车开始逐步向家庭轿车普及,因此,各种ABS几乎都是采用微型电子控制的ECU。 (ECU的基本结构
28、ECU由以下几个基本电路组成: ①车速传感器的输入放大电路。 安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号,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。 不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时需要四个,输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时只需要三个,输入放大电路也就成了三个。但是要把后轮的一个信号当作左、右轮的两个信号送往运算电路。 ②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。 安装在车轮上的传感器齿圈随着车轮旋转,轮速传感器
29、便输出信号,车轮线速度运算电路接受信号并计算出车轮的瞬时线速度。初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分,计算出初始速度,再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算,则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路和根据滑移率和加减速度控制信号,对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。 ③电磁阀控制电路。 接受来自运算电路的减压、保证或增压信号,控制电磁阀的电流。 ④稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。 在蓄电池供给ECU内部所用5V稳压电压的同时,上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内,并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
30、障信号进行监视,控制着继动电动机和继动阀门。出现故障信号时,关闭继动阀门,停止ABS工作,返回常规制动状态,同时仪表盘上的ABS警报灯变亮,让驾驶员知道有异常情况发生。 (3)ECU的工作原理 ECU是ABS系统的控制中心,它的本质是微型数字计算机,一般是由两个微处理器和其它必要电路组成的、不可分解修理的整体单元,电控单元的基本输入信号是四个轮上传感器送来的轮速信号,输出信号是:给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号,如图1-5所示。 (4)、ECU的防抱死控制功能 电控单元有连续监测四轮传感器速度信号的功能。电控单元连续地检测来自全部四个
31、车轮传感器传来的脉冲电信号,并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值,从这些数值中电控单元可区别哪个车轮速度快,哪个车轮速度慢。电控单元根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电控单元以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础,一旦判断出车轮将要抱死,它立刻就进入防抱死控制状态,向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压,以控制分泵(轮缸)上油路的通、断,分泵上油压的变化就调节了轮上的制动力,使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死(通与断的频率一般在3~12次/秒)。 一般情况下,防抱死控制采用三通道的方式,即前轮分别有两条油路控制,电控单元可分别对左前轮和右前轮分别进行防抱死制动控制,
32、后轮只有一条油路控制。电控单元只能对两个后轮进行集中控制(5)液压控制单元和液压泵 液压控制单元装在制动主缸与制动轮缸之间,采用整体式结构。主要任务是转换执行ABS ECU的指令,自动调节制动器中的液压压力。 低压储液罐与电动液压泵合为一体装于液压控制单元上。低压储油罐的作用是用于暂时存储从轮缸中流出的制动液,以缓和制动液从制动轮缸中流出时产生的脉动。电动液压泵的作用是将在制动压力阶段流入低压储液罐中的制动液及时送至制动主缸,同时在施加压力阶段,从低压储液罐中吸取剩余制动力,泵入制动循环系统,给液压系统以压力支持,增加制动效能。电动液压泵的运转是由电子控制单元控制的。液压控制单元阀体内包括
33、8个电磁阀,每个回路各一对,其中一个是常开进油阀,一个是常闭出油阀。它在制动主缸、制动轮缸和回油路之间建立联系,实现压力升高、压力保持和压力降低的功能,防止车轮抱死,其工作原理如下: ( 1 ) 开始制动阶段 开始制动时,驾驶员踩制动踏板,制动压力由制动主缸产生,经常开的不带电压的进油阀作用到车轮制动轮缸上,此时,不带电压的出油阀依然关闭,ABS系统没有参与控制,整个过程和常规液压制动系统相同,制动压力不断上升。 ( 2 ) 油压保持 当驾驶员继续踩制动踏板,油压继续升高到车轮出现抱死趋势时,ABS电子控制单元发出指令使进油阀通电并关闭阀门,出油阀依然不带电压仍保持关闭,系统
34、油压保持不变。 (3 ) 油压降低 若制动压力保持不变车轮有抱死趋势时,ABS ECU给出油阀通电打开出油阀,系统油压通过低压储液罐降低油压,此时进油阀继续通电保持关闭状态有抱死趋势的车轮被释放,车轮转速开始上升。与此同时,电动液压泵开始起动,将制动液由低压储液罐送至制动主缸 (4) 油压增加 为了使制动最优化,当车轮转速增加到一定值后,电子控制单元给出油阀断电,关闭此阀门,进油阀同样也不带电而打开,电动液压泵继续工作从低压储液罐中吸取制动液泵入液压制动系统,所示。随着制动压力的增加,车轮转速又降低。这样反复循环地控制(工作频率为5~6次/ s ,将车轮
35、的滑移率始终控制在20%左右。 如果ABS系统出现故障,进油阀始终常开,出油阀始终常闭,使常规液压制动系统继续工作而ABS系统不工作,直到ABS系统故障排除为止。 (5)故障警告灯 ABS系统在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警告灯,一个是ABS警告灯,另一个是制动装置警告灯。两个故障警告灯正常点亮的情况是:当点火开关打开起动至自检结束(大约2 s );在拉紧驻车制动装置时警告灯点亮。如果上述情况灯不亮,说明故障警告灯本身或线路有故障。 如果ABS故障灯常亮,说明ABS系统出现故障;如果制动装置警告灯常亮,说明制动液缺乏 。 3. ABS的维修 ABS系统检修的
36、基本内容包括故障诊断与检查、故障排除与修理、定期保养与维护。根据ABS的特点,具有一些特殊的检查、诊断和修理方法。 3.1 诊断与检查的基本内容 特定的诊断与检查可及时发现ABS系统中的故障,是维修中非常重要的部分。对于不同的车型,甚至同一系列不同年代生产的车型,检查的方法和程序都会有所不同,这一点只要比较相应的维修手册便可知道。但是ABS系统基本诊断与检查方法的内容是不变的,它们一般包括如下4个步骤: (1)初步检查 (2)故障自诊断 (3)快速检查 (4)故障指示灯诊断 通常情况下,只要按照上述4个步骤进行诊断与检查,就会迅速找到
37、ABS系统的故障点。故障自诊断是汽车装用电控单元后给修理人员提供的快速自动故障诊断法,在整个诊断与检查中占有极为重要的地位,在后面将集中介绍自诊断方法。 3.2修理的基本内容 通过诊断与检查后,一旦准确地判断出ABS系统中的故障部位,就可以进行调整、修复或换件,直到故障被排除为止。修理的步骤通常如下。 (1)泄去ABS系统中的压力。 (2)对故障部位进行调整、拆卸、修理或换件,最后进行安装。这一切必须按相应的规定进行。 (3)按规定步骤进行放气。 如果是车轮速度传感器或电控单元有故障,可以不进行第一和第三步骤,只需按规定进行传感器
38、的调整、更换即可,ABS电控单元损坏只能更换。 3.3 ABS维修的注意事项 (1)ABS系统与普通制动系统是不可分的,普通制动系统一出现问题,ABS系统就不能正常工作。因此,要将二者视为整体进行维修,不能只把注意力集中于传感器、电控单元和液压调节器上。 (2)ABS电控单元对过电压、静电非常敏感,如有不慎就会损坏电控单元中的芯片,造成整个ABS瘫痪。因此,点火开关接通时不要插或拔电控单元上的连接器;在车上进行电焊之前,要戴好防静电器(也可用导线一头缠在手腕上,一头缠在车体上),拔下电控单元上的连接器后再进行电焊;给蓄电池进行专门充电时,要
39、将电池从车上拆卸下来或摘下蓄电池电缆后再进行充电。 (3)维修车轮速度传感器时一定要十分小心。卸时注意不要碰伤传感器头,不要用传感器齿圈当做撬面,以免损坏。安装时应先涂覆防锈油,安装过程中不可敲击或用蛮力。一般情况下,传感器气隙是可调的(也有不可调的),调整时应使用非磁性塞卡,如塑料或铜塞卡,当然也可使用纸片。 (4)维修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ABS,其蓄压器存储了高达18000kPa的压力,修理前要彻底泄去,以免高压油喷出伤人。 (5)制动液要至少每隔两年要换一次,最好是每年更换一次。这是因为DOT
40、3乙二醇型制动液的吸湿性很强,含水分的制动液不仅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ABS的正常工作。注意不要使用DOT5硅酮型制动液,更换和存储的制动液以及器皿要清洁,不要让污物、灰尘进入液压控制装置,制动液不要沾到ABS电控单元和导线上。最后要按规定的方式进行放气(与普通制动系统的放气有所不同)。 二、ABS系统的诊断与检查 (一)初步检查 初步检查是在ABS系统出现明显故障而不能正常工作时首先采取的检查方法,例如ABS故障指示灯亮着不熄,系统不能工作。检查方法如下: (1)检验驻车制动(手刹)是否完全释放。 (2)检查制动液液面是否在规定的范围之内。
41、 (3)检查ABS电控单元导线插头、插座的连接是否良好,连接器及导线是否损坏。 (4)检查下列导线连接器(插头与插座)和导线的连接或接触是否良好: ①液压调节器上的电磁阀体连接器; ②液压调节器上的主控制阀连接器; ③连接压力警告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; ⑤四轮车速传感器的连接器; ⑥电动泵连接器。 (5)检查所有的继电器、保险丝是否完好,插接是否牢固。 (6)检查蓄电池容量(测量电解液比重)和电压是否在规定的范围内;检查蓄电池正、负极导线的连接是否牢靠,连接处是否清洁。 (7)检查ABS电控单元、液压控制装置等的接
42、地(搭铁)端的接触是否良好。 (8)检查车轮胎面纹槽的深度是否符合规定。 如果用上述方法不能确定故障位置,就可转入使用故障自诊断。 (二)ABS系统故障征兆模拟测试方法 在ABS系统故障检测与诊断中,若是单纯的元件不良,可运用电路检测方式诊断。如果属于间歇性故障或是相关的机械性问题,则需要进行模拟测试以及动态测试。 1、模拟测试方法 (1)将汽车顶起,使4个车轮均悬空。 (2)起动发动机。 (3)将换挡操纵手柄拨到前进挡(D)位置,观察仪表板上的ABS故障指示灯是否点亮。若ABS故障指示灯亮,表示后轮差速器的车速传感器不良。 (4)如果ABS故障指示灯不亮,
43、则转动左前轮。此时ABS故障指示灯若点亮,则表示左前轮车速传感器正常;反之,ABS故障指示灯若不亮,即表示左前轮车速传感器不良。 (5)右前轮车速传感器测试方法与左前轮车速传感器测试方法相同。 该模拟测试,系根据ABS ECU中逻辑电路的车速信号差以及警示电路特性,便于检测车速传感器的故障而设置的。 2、动态测试方法 (1)使汽车在道路上行驶至少12km以上。 (2)测试车辆转弯(左转或右转)时,ABS故障指示灯是否会点亮。若某一方向ABS故障指示灯会亮,则表示该方向的轮胎气压不足,也可能是轴承不良、转向拉杆球头磨损,减振器不良或车速传感器脉冲齿轮不良。 (3)将汽车驶
44、回,在ABS ECU侧的“ABS电源”和“电磁阀继电器”端子间接上测试线和万用表(置于电压档)。 (4)再进行道路行驶,在制动时注意观察“ABS电源”端和搭铁间的电压,应在11.7~13.5V之间;而“电磁阀继电器端子与搭铁间的电压,亦应在10.8V以上。前者主要是观察蓄电池电源供应情况,后者主要是观察电磁阀继电器的接点好坏。 (三)ABS系统故障诊断表 在进行ABS系统故障检测与诊断时,应根据ABS系统的工作特性分析故障现象和特征,在故障征兆确认后,根据维修资料的说明有目的进行检测与诊断。为便于检测与诊断查找ABS系统的故障,必须首先了解ABS系统各主要部件在车上的安装位置。
45、 1、ABS系统的故障现象 由ABS系统的工作原理可知,在ABS系统工作过程中,会出现一些与传统经验相背离的情况,有些是ABS系统的正常反应,而不是故障现象,应加以区别,例如: ①发动机起动后,踩下制动踏板,制动踏板会有可能弹起,这表示ABS系统已发挥作用;反之,发动机熄火,踩下制动踏板,踏板会有轻微下沉现象,这表示ABS系统停止工作,这些都是正常现象。 ②当踩下制动踏板后,同时转动转向盘,即可感到轻微的振动,这并非故障。因为在车辆转向行驶时,ABS系统工作循环开始,会给车轮带来轻微的振动,继而传递到转向盘上形成振感。 ③汽车行驶制动时,制动踏板不时地有轻微的下沉现象,这是因为
46、道路表面附着系数变化而引起的正常现象,并非故障。 ④高速行驶时,如果急转弯,或是在冰雪路面上行驶时,有时会出现ABS故障指示灯点亮的情况,这说明在上述工况中出现了车轮打滑现象,而ABS系统产生保护动作,这同样也不是故障现象。 ABS系统可能出现的故障有:紧急制动时,车轮被抱死;在驾驶过程中,或者放开手制动器时,ABS操作故障操作指示灯点亮;制动效果不佳,或ABS操作不正常等。 2、ABS系统故障诊断表 ABS系统各类常见故障的检查内容、检查部位和检查方法如表1-1所示。另外,通过观察仪表板上ABS故障指示灯的闪烁规律,也可以对ABS系统发生的故障进行粗略的诊断。 ABS系统
47、常见故障诊断表 故障类型检查内容及顺序故障位置及检查调整 紧急制动时,车轮被抱死ABS故障指示灯点亮按故障代码处理 拉起手制动杆,ABS故障指示灯不亮检查:(1)手制动开关;(2)制动开关;(3)ABS故障指示灯灯泡 查看故障代码显示器,有代码显示ECU的PL端子和ABS故障指示灯之间断路 打开点火开关,3s后,检查电磁控制阀是否有响声(检查时不可踩下制动踏板)检查ECU的+B端子和车身之间是否有电压,没有电压则为电路故障,否则查看ECU的E1端子是否搭铁 在正、负极之间电压低于12V蓄电池故障,更换或充电 踩下制动踏板后,在ECU的STR和E端子之间没有8~14V
48、电压检查:ABS故障指示灯 4. ABS故障诊断排除案例 奇瑞A515 ABS故障灯点亮 ABS报警灯点亮与很多因素有关,ABS车速传感器感应部分被泥土、泥浆等其它污染源覆盖,影响传感器感应相应的车速信号,使ABS电脑无法判别车速,进而不能发出相应动作指令来控制制动,此时只要清洁车速传感器上的脏物,调整好车速传感器与信号齿圈的间隙,即可恢复正常;其次,车速传感器损坏以后ABS灯也会点亮,这时必须更换ABS传感器;再就是由于ABS线路之间连接松动,ABS泵内部故障等原因,同样会导致ABS灯点亮,这个故障需要进行全面检查。ABS报警灯点亮后不会影响车辆正常使用,
49、只是ABS防抱死这个功能将会失去作用, 结果是ABS车速传感器感应部分被泥土覆盖 结束语 我国加入世界贸易组织,将促使我国经济生活的方方面面发生深刻的变化,它为我国经济持续稳定发展提供了良好的机遇。但在加入初期,将对经济发展的某些薄弱环节形成冲击。具体到汽车电子技术,乃至汽车工业来讲,短期内冲击将大于机遇。由于国内ABS整体竞争力较为低下,要抵御外来的竞争压力,还需要大力发展和提高 参 考 文 献 (1)汤其国,谷建亚,赫惠华,张瑞云。汽车防滑控制系统结构原理与维修。南京:江苏科学技术出版社,2008。 (2)柴惠理,叶美桃。汽车ABS结构与检修。北京:北京电子工业出版社,2008。 (3)周志力,徐斌,卫尧。汽车ABS原理与结构。北京:机械工业出版社,2005。 (4)汪立亮,徐淼。现代汽车自动抱死制动系统(ABS)原理与检修。北京:电子工业出版社,2007。 (5)张西振,惠有利。轿车ABS—ASR系统培训检修教程。北京:机械工业出版社,2006。






