汽車ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與故障診斷分析

肖東平

深圳市東儀電子有限公司，廣東深圳 518104

隨著汽車電子控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)的迅速發(fā)展和普及，大大提高了汽車行駛中的安全性。ABS 系統(tǒng)將車輪的加速度與滑移率這兩個(gè)參數(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行防抱控制，有助于系統(tǒng)識(shí)別路面的附著狀況，提高系統(tǒng)的自適應(yīng)控制能力和防抱控制效果。ABS 系統(tǒng)與普通的剎車系統(tǒng)的使用基本相同，在濕滑路面行駛時(shí)，尤其是對(duì)于缺乏駕駛經(jīng)驗(yàn)的駕駛?cè)薃BS 系統(tǒng)可以消除緊張情緒，提高安全感。

1 汽車ABS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

ABS 系統(tǒng)是在傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一套防止車輪制動(dòng)抱死的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防止車輪抱死和獲得最佳制動(dòng)性能?，F(xiàn)代典型的ABS 系統(tǒng)的基本組成主要包括車輪轉(zhuǎn)速傳感器（輪速傳感器）、電控單元(ECU)、執(zhí)行器3 大部分。ABS的執(zhí)行器主要是指制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。ABS 的3 大部分與汽車的傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)共同作用，一起來(lái)完成ABS 系統(tǒng)的防抱死制動(dòng)功能。此外，ABS 系統(tǒng)中還設(shè)置有防抱死警告燈（ABS 警告燈）和制動(dòng)警告燈等。目前車輛中裝備最為廣泛的ABS 系統(tǒng)是一種對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制、對(duì)兩后輪可按低選(或按高選)原則進(jìn)行一同控制的3 通道、4 傳感器4 輪防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。

1.1 車輪轉(zhuǎn)速傳感器

車輪轉(zhuǎn)速傳感器的作用是車輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過齒圈上的齒數(shù)檢測(cè)出與車輪轉(zhuǎn)速成一定比例的交流頻率信號(hào)(轉(zhuǎn)速變化轉(zhuǎn)為電壓變化)，以檢測(cè)車輪的速度，并將速度信號(hào)輸入ECU 中。目前一般采用電磁感應(yīng)式車輪轉(zhuǎn)速傳感器。安裝轉(zhuǎn)速傳感器時(shí)，應(yīng)保證其傳感頭與齒圈間留有很小的空氣間隙，通常只有0.5mm～1.0mm，多數(shù)轉(zhuǎn)速傳感器的空氣間隙是不可調(diào)的；另外，要求安裝牢固，以確保汽車在制動(dòng)過程中的振動(dòng)不會(huì)干擾或影響感應(yīng)的信號(hào)。車輪轉(zhuǎn)速傳感器若發(fā)生故障，將無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)車輪速度，ABS 系統(tǒng)就不能正常工作。電磁感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)是車速過低時(shí)，其輸出的信號(hào)電壓的幅值過小，ECU 難以檢測(cè)，且輸出信號(hào)抗電磁波干擾的能力差。

1.2 執(zhí)行器

ABS 的執(zhí)行器主要由制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器、ABS 警告燈組成。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的作用是接收ECU 的指令，通過電磁閥的動(dòng)作來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)器的制動(dòng)壓力。電磁閥的工作位置受ECU 提供電流大小的控制；而電磁閥處在不同的位置時(shí)，制動(dòng)分泵中制動(dòng)液的壓力也不相同。也就是ECU 通過改變提供給電磁閥電流的大小，來(lái)控制分泵中制動(dòng)液的壓力。另外，裝有ABS 的車輛，在儀表板上都設(shè)有一個(gè)ABS 警告燈。當(dāng)ECU檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，它就會(huì)控制該燈閃爍，向駕駛員報(bào)警，并停止部分或全部的ABS 功能。

1.3 電控單元

ECU 是ABS 的控制核心，其作用是接收各車輪轉(zhuǎn)速傳感器及其他傳感器的輸入信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行比較、分析、放大和判別處理，然后通過精確的計(jì)算，得出制動(dòng)時(shí)的車輪速度與加速度、參考車速及參考滑移率等，以判斷車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并按照特定的控制邏輯發(fā)出控制指令，對(duì)ABS 系統(tǒng)的執(zhí)行器進(jìn)行控制，以使汽車獲得最佳的制動(dòng)效果。此外，ECU還對(duì)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控，以免因系統(tǒng)故障造成控制出錯(cuò)，并具有故障自診斷功能。

2 汽車ABS 系統(tǒng)的故障診斷

當(dāng)維修ABS 時(shí)，要遵照車輛制造廠家規(guī)定，根據(jù)維修手冊(cè)所列出的規(guī)定次序進(jìn)行操作。通常，ABS 的檢測(cè)與維修需要進(jìn)行3～5 個(gè)不同類型的測(cè)試，即：初步檢查、ABS 控制模塊測(cè)試(故障碼讀取)、故障指示燈檢修和單一的故障碼或部件檢修。

當(dāng)ABS 系統(tǒng)出現(xiàn)明顯不工作的故障時(shí)，可以使用直覺先進(jìn)行初步檢查，如果初步檢查沒有不能判斷故障的原因，就可轉(zhuǎn)入使用故障自診斷方法。ABS 系統(tǒng)一般都具有故障自診斷功能，ECU 工作時(shí)能對(duì)自身和系統(tǒng)中的有關(guān)電器元件進(jìn)行測(cè)試。電控單元能對(duì)自身的工作進(jìn)行監(jiān)控。由于電控單元中有兩個(gè)微處理器，它們同時(shí)接收，從而對(duì)電控單元本身進(jìn)行校準(zhǔn)，如果不能同步，就說(shuō)明電控單元本身有問題，它會(huì)自動(dòng)停止防抱死制動(dòng)過程，而讓普通制動(dòng)系統(tǒng)照常工作。此時(shí)，修理人員必須對(duì)ABS(包括電控單元)進(jìn)行檢查，以及時(shí)找出故障原因。下面以福特車系列的ABS 為例說(shuō)明故障的讀取與分析，首先這種具有32 腳電子控制單元(ECU)的ABS 有一自診斷插接器，將專用掃描儀Star 或等效設(shè)備與其連接，按規(guī)定操作就可讀出故障碼。所有的故障碼全部讀完后，要關(guān)掉點(diǎn)火開關(guān)和掃描儀上的電源，拔下掃描儀，再進(jìn)行故障排除，然后駕駛汽車以40 km/h 以上的速度行駛，ABS 電子控制單元(ECU)確認(rèn)完全修復(fù)正常后會(huì)自動(dòng)消除存儲(chǔ)器中的故障碼。當(dāng)停車重新檢驗(yàn)時(shí)，Star 掃描儀應(yīng)顯示“：00”，ABS 故障指示燈和制動(dòng)故障指示燈不應(yīng)亮；否則，說(shuō)明故障沒有完全排除，還會(huì)讀出故障碼。此時(shí)可繼續(xù)修理，并重復(fù)行車、讀取的過程，直到顯示“：00”，故障全部排除為止。

在汽車正常使用過程中，一旦發(fā)現(xiàn)顯示ASB 制動(dòng)指示燈亮了，應(yīng)及時(shí)檢查，找出故障的原因并及時(shí)排除故障。在一般情況下，故障自診斷與快速檢查法能夠發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的故障問題?？焖贆z查法是一種比較便捷的故障診斷方法，這個(gè)方法是把ABS 系統(tǒng)常見的可能的故障代碼都存儲(chǔ)在一起，診斷過程中當(dāng)讀取故障代碼時(shí)，就可以采用類似查字典的方法立刻查到該故障代碼所指示的診斷信息。

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，可以預(yù)見今后汽車ASB 系統(tǒng)將更加智能化，ASB 系統(tǒng)的故障診斷與排除也將越來(lái)越便捷。

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