汽车ABS系统故障原因分析及排除方法研究

紫琅职业技术学院毕业设计（论文）题 目： 汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究副 标 题：学 生 姓 名： 翟进所在系、专业： 汽车运用工程系、汽车检测与维修技术班 级： 汽维 3092 班指 导 教 师： 姜于亮日 期： 2012.5.30摘 要I摘 要随着社会经济的发展，汽车保有量不断增加,汽车给人们出行带来便利的同时，交通事故频发也引发了更为严重的社会问题。ABS(汽车防抱死制动系统)的出现在一定程度上降低了交通事故的发生率。ABS 系统提高了驾车的稳定性和安全性，所以目前 ABS这一装置已经广泛用于各类汽车中。但目前有很多维修工对其结构和工作原理不甚了解，从而在维修中引起了一些不必要的麻烦甚至损坏了 ABS 系统中的一些元器件。本文从 ABS 系统的组成和工作原理着手，着重介绍了 ABS 系统的故障原因及排除方法。关键词：制动防抱死系统；ABS；故障；原因；方法目 录I目 录摘 要 .I目 录 .I1、绪论 .11.1 ABS 系统的发展及应用 .11.2 汽车防抱死系统 .11.3 ABS 系统的组成及功用 .21.4 ABS 系统的工作原理 .32、ABS 系统常见故障原因分析 .32.1 车轮容易锁住 .32.2 制动警告指示灯错亮 .42.3 制动不良或 ABS 控制操作反常 .43、ABS 系统故障的排除方法 .43.1 初步检查 .43.2 ABS 系统故障征兆模拟测试方法 .43.3 故障自诊断 .53.4 故障实例 .64、结论 .7致 谢 .8参考文献 .9附 录 .10附图 1 ： 紧急制动时车轮容易锁住的故障速查图 .10附图 2 ：放开驻车制动器或行驶中制动警告灯亮的故障速查图 .11附图 3：制动效果不良或 ABS 控制操作反常的故障速查图 .12汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究11、绪论随着汽车保有量的增加，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的 ABS 防抱死制动系统使人们对安全性要求得以充分的满足。 近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将 ABS 列为标准配备。如果没有紧急制动系统，紧急制动时容易会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦就会变成滑动摩擦，制动力从而大大下降。而且如果前轮抱死，车辆会失去转向能力；如果后轮抱死，车辆容易产生侧滑，甚至行车方向都无法控制。所以，ABS 系统通过电子或机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到最佳滑移率，使车辆在紧急制动时具有躲避障碍的能力。 1.1 ABS 系统的发展及应用制动力调整装置设计思想的提出是在 20 世纪 20 年代末,所以 ABS 最早应用于 30 年代以前的火车上,是为了防止火车车轮与钢轨的早期损坏。随后又应用于飞机,为防止飞机着陆后制动跑偏、甩尾,缩短滑行距离,故而开发了飞机用的 ABS。1950 年,世界上第一台防抱死系统(ABS) 研制成功并首先被应用于航空领域的飞机上。50 年代中期福特汽车首先将它装在汽车上,成为汽车上最早使用 ABS 的公司;德国博世(Bosch) 公司是汽车 ABS 的发明、研制单位,60 年代初就开始 ABS 的开发工作,于1978 年正式生产出采用模拟式电子组件型汽车防抱死制动系统。1984 年推出完全采用数字式组件型,1986 年开始生产 ABS3 型,以后相继开发出 ABS2S 型及将汽车防抱死制动系统与驱动力自动调节装置有机结合的 ABS/ ASR(车轮防抱死和驱动轮防滑控制) 系统。目前,最新的 ABS 制动系统已发展到了第 5 代。1.2 汽车防抱死系统汽车防抱死制动系统，简称 ABS（Anti-Lock Brake System） 。ABS 是现代汽车制动系的关键部件之一，它是用来在汽车制动过程中，防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中得方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的一种安全装置。凡驾驶过汽车的人都有一些体验，在被雨淋湿而带有泥土的柏油路面上或在积雪道路上紧急制动时，汽车会发生侧滑甚至调头旋转；左、右两侧的车轮如果行驶在不同的路面上，例如一侧车轮在积雪路面上，而另一侧车轮在柏油路面上，紧急制动时，汽车就会失去方向控制；高速行驶在弯道上紧急制动时，有可能会从路边滑出或闯入对面的车道；在直道上紧急制动则可能出现无法躲避障碍物等危险情况。ABS 系统就是为了防止这些危险状况的发生而在汽车制动系统中附加的一种装置。概括起来，ABS 系统的功能主要有以下四点：（1）ABS 系统能缩短制动距离。ABS 系统可以将滑移率控制在最佳范围内即 20左右，缩短制动距离。（2）ABS 系统保证驾驶员在汽车制动过程中仍能控制方向盘，从而实现避开障碍物。（3）ABS 系统增加了汽车制动时的稳定性。ABS 系统可以防止四个车轮在制动时汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究2被完全抱死，从而提高了汽车行驶的稳定性。（4）ABS 系统改善了轮胎的磨损状况。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，以超过一套 ABS 系统的造价。因此，装有 ABS 系统具有一定的经济效益。1.3 ABS 系统的组成及功用ABS 是 在 普 通 制 动 系 统 的 基 础 上 ， 加 装 ABS ECU、 传 感 器 、 执 行 器 等 装 置 而 形成 的 制 动 系 统 ， 其 基 本 构 成 如 图 2-1。 其 结 构 形 式 和 控 制 方 法 因 车 而 异 。图 1-1 制 动 防 抱 死 系 统 （ ABS） 的 基 本 组 成（1）传感器 轮 速 传 感 器检 测 轮 速 ， 给 ABS ECU 提 供 轮 速 信 号 ， 各 种 控 制 方 式 均 采 用 。 一 般 安 装 在 车 轮处 。 车 速 传 感 器 检 测 车 速 ， 给 ABS ECU 提 供 车 速 信 号 ， 用 于 滑 移 率 控 制 方 式 。 减 速 度 传 感 器检 测 制 动 时 汽 车 的 减 速 度 ， 只 用 于 四 轮 驱 动 控 制 系 统 。 （ 2） 电 子 控 制 单 元 （ ECU）接 受 车 速 、 轮 速 、 减 速 度 等 传 感 器 的 信 号 ， 计 算 出 车 速 、 轮 速 、 滑 移 率 和 车轮 减 速 度 、 加 速 度 ， 并 将 这 些 信 号 加 以 分 析 ， 由 输 出 级 输 出 控 制 指 令 ， 控 制 各 种 执行 器 工 作 。（ 3） 执 行 器 制 动 压 力 调 节 器制 动 压 力 调 节 器 是 ABS 系 统 中 最 主 要 的 执 行 器 ， 接 受 ECU 的 指 令 ， 通 过 电 磁阀 的 动 作 ， 控 制 制 动 系 统 压 力 的 增 加 、 保 持 或 降 低 。 一 般 安 装 在 制 动 总 泵 (主 缸 )与 制 动 分 泵 (轮 缸 )之 间 。汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究3 ABS 报 警 灯ABS 系 统 出 现 故 障 时 ， ECU 将 其 点 亮 ， 发 出 警 报 ， 并 可 由 其 闪 烁 读 取 故 障 码 。1.4 ABS 系统的工作原理ABS 系统在汽车制动过程中, 根据车轮的滑移率和减速度是否达到某一设定值来判断车轮是否在稳定区转动。控制过程分为 3 个阶段:(1) 升压阶段：没有电流通过 ABS 系统的电磁线圈, 电磁阀处于升压状态即正常工作状态, 此时 ABS 系统不工作。( 2) 保压阶段：ABS ECU 向 ABS 系统电磁线圈输入一个较小的电流, 使电磁阀移动, 进而保持轮缸有一定的制动压力。图 1-2 ABS 系统的工作原理( 3) 减压阶段： ABS 系统电磁线圈接受到 ECU 输入的一个较大的电流, 电磁阀移动, 切断主缸回油, 接通轮缸与回油通道的油路 , 此时, 轮缸总制动液经电磁阀流入储液罐中, 即轮缸压力随之降低。制动时, 制动液由主缸传送到轮缸, 轮速传感器检测轮速,把信号反馈给 ECU 并计算滑移率,根据滑移率控制液压调节器, 进而控制轮缸的油压, 调节制动力，防止车轮抱死。 ABS 系统的工作原理图见图 1-22、ABS 系统常见故障原因分析轿车防抱死制动制动系统常见的故障有车轮容易锁住、制动警告指示灯错亮、制动不良或 ABS 控制操作反常等。2.1 车轮容易锁住故障现象：装有 ABS 的汽车在紧急制动时，车轮容易锁住。故障原因：ECU 电源电路故障；蓄电池电压低于 12制动警告灯开关或线路故障；汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究4速度传感器和电磁控制阀导线破损、搭铁；电磁控制阀故障；车速传感器感应部分被泥浆、泥土等污染源覆盖了导致 ABS ECU 无法判别车速从而无法计算出滑移率进而不能发出正确的指令来调节制动；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。2.2 制动警告指示灯错亮故障现象：放开驻车制动器或行驶中制动警告指示灯亮。故 障 原 因 ： 检 查 储 液 罐 中 制 动 液 看 是 否 低 于 规 定 范 围 的 最 低 刻 度 ； 电 磁 控 制 阀故 障 检 查 电 磁 阀 ； 检 查 电 路 和 蓄 电 池 ； ECU 电 源 电 路 故 障 ； ECU 故 障 ； 传 感 器 失 效 ；驻 车 制 动 器 开 关 、 制 动 液 量 开 关 、 制 动 警 告 灯 线 路 故 障 ； 检 查 ECU 的 端 和 端子 之 间 的 是 否 有 。2.3 制动不良或 ABS 控制操作反常故障现象：装有 ABS 的汽车制动系统出现制动性能不良，或 ABS 控制操作出现异常情况，不能正常完成车轮防抱死的功能。故障原因：车轮轮胎规格不对，胎压不正常；蓄电池电压过低；轮速传感器故障；制动管路或接头泄漏；制动警告灯开关或开关线路故障；ABS 系统的继电器接触不良；检查轮速和传动齿轮；检查轮速传感器和轮毂的齿面；检查轮胎的磨损状况。3、ABS 系统故障的排除方法3.1 初步检查初步检查是在 ABS 系统出现明显故障且不能正常工作时首先采取的检查方法，例如 ABS 故障指示灯常亮，ABS 系统不能工作。检查方法如下：（1）检查 ABS 电控单元导线是否连接良好，连接器及导线是否损坏。（2）检查驻车制动是否完全释放。（3）检查制动液液面是否低于规定液面。（4）检查下列导线连接器和导线的连接或接触是否良好：液压调节器上的主控制阀和电磁阀的连接器；压力警告开关和压力控制开关的连接器；制动液液面指示开关连接器；车速传感器和电动泵的连接器；(5)检查所有的继电器、保险丝是否熔断，插接是否牢固。(6)检查蓄电池电量和电压是否充足；检查蓄电池正、负极线束的连接是否紧固，连接处是否干净。(7)检查 ABS 电控单元、液压控制装置的搭铁端接触是否良好。(8)检查轮胎是否达到磨损极限。(9)如果上述方法不能确定故障位置，可转入故障自诊断3.2 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。汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究5如果属于间歇性故障或者相关的机械性故障，则需要进行模拟测试以及动态测试。(1)模拟测试方法将汽车举升起来。启动发动机。将换档杆挂入前进档位置，观察 ABS 故障指示灯是否亮。若 ABS 故障指示灯亮，说明后轮差速器的车速传感器工作不良。若 ABS 故障指示灯不亮，则可尝试转动左前轮，如果 ABS 故障灯点亮，则表示左前轮车速传感器正常；反之则表示左前轮车速传感器不正常。右前轮车速传感器测试方法和左前轮车速传感器测试方法相同。(2)动态测试法汽车在道路上行驶至少 12km 以上。测试车辆转弯时，ABS 故障灯是否会亮。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。开回汽车，用万用表检测 ABS ECU 侧的“ABS 电源”和“电磁阀继电器”端子间的电压。再次进行路试，在制动时注意察看“ABS 电源”端和搭铁间的电压范围应在1113之间；“电磁阀继电器”端子与负极间的电压应在 10以上。3.3 故障自诊断ABS 系统一般都具有故障自诊断的能力，它实质是以 ABS 电控单元中标准的正常运行状况为准，将非正常的运行用某种符号形式存储在存储器中，供人们方便读出以确定故障点的方法。(1)故障码ABS 系统用某种符号记忆故障并将其存入电控单元中的存储器中，这种符号通常是阿拉伯数字或英语字母或它们的组合，称之为故障码。故障码的含义随车型的不同而异，修理人员可在维修手册中查寻。不同车型的故障码形式和内容会不同。例如德科（）ABS 系统的故障码是由字母A 和数字组成，详尽的故障码内容给其系统自身的维修带来了很大的方便。(2)故障码的读取与消除只知道故障码的形式和内容不是目的，关键是怎样将故障码读取出来。故障码的读取一般有三种方法：第一种是用专用的诊断仪与 ABS 的故障码读取接口相连，按程序启动，诊断仪的显示器或故障警告灯会按人的指令有规律的显示故障码；第二种是按规定连接启动线路，通过汽车仪表板上故障警告灯或 ABS 故障警告灯闪亮的规律来输出故障码第三种是车上就带有驾驶员信息系统，即中心计算机系统，维修技术人员可启动自检程序，信息系统上的显示器可按顺序逐步显示不同系统的故障码。目前世界上各种车型 ABS 系统故障码的读取方法没有超出以上三种方法。前一章所分析故障的具体排除方法请按照附录部分的故障排除流程图来排除，具汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究6体明细如下：装有 ABS 的汽车在紧急制动时，车轮容易锁住。参照附图 1放开驻车制动器或行驶中制动警告指示灯亮。参照附图 2装有 ABS 的汽车制动系统出现制动性能不良，或 ABS 控制操作出现异常情况，能正常完成车轮防抱死的功能。参照附图 33.4 故障实例案例一：故障现象：一辆桑塔纳 2000GSI 轿车行驶了 8 万 km 在行驶过程中 ABS 故障灯亮起。故障分析：用故障诊断仪读取故障码，对 ABS 系统进行检测，显示为左后轮转速传感器故障。导致 ABS 系统出现这内故障的情况有：(1)当车速大于 10km/h 时，无转速信号给 ABSECU，当车速高于 40km/h 时候，转速信号大于公差值。 (2)传感器存在可识别的断路或短的路故障。可以检查以下项目： 车轮轴承间隙。 轮速传感器与控制单元线路的连接情况。 传感器自身故障。在排除过程中，开始并没有检测轮速数据。让发动机处于状态，观察数据。车轮静止时，各显示区都为 0km/h。转动左后轮，第 3 显示区显示数据 为 9km/h。接着旋转其他的车轮，观察相应的显示区，发现数据基本一致。降下车辆，清除故障码。ABS 灯随之熄灭，路试一切正常。检测其他显示区，其数值与其他 3 个轮速基本相同。ABS 灯不亮，制动时 ABS 系统起作用，故障没有出现，准备让车主将车接走。此时故障再次出现。汽车静止不动的时候，故障警告灯再次亮了。检测发现还是左后轮偶发性故障。根据检查状况，就只有一种情况，那就是左后轮转速传感器与ABSECU 之间产生接触不良。根据电路图进行检查得知，发现 ABS 控制单元的第 25 针插头和第 10 针有轻微腐蚀。修复插头之后，清除故障码。行驶后再没有出现此内故障。经询问车主得知，他在洗车时经常用水冲洗发动机舱，由于高压水溅入 ABS 控制单元的连接点，所以第 25 针插头和第 10 针被腐蚀，导致有瞬间断路的情况发生。案 例 二 ：故障现象：奥迪 A6 2.8 轿车, ABS 故障警告灯常亮，4 个车轮在紧急制动时抱死。故障分析：观察发现 4 个车轮的制动拖印均等，从而可以确定 4 个车轮的制动力较为均衡,故液压系统存在泄漏的可能性不大。 通过故障诊断仪对 ABS 系统进行检测,检测出 ABS 泵供电电压故障、右后轮转速传感器断路。由故障分析可知, 问题可能是执行元件, 于是用诊断仪对执行元件进行诊断。检测液压泵性能时,发现 ABS 液压泵不工作,踏板没有明显振动感。此现象可能有3 种故障原因:液压泵损坏、继电器问题或液压控制单元损坏。 汽车 ABS 系统故障原因分析及排除方法研究7举升汽车,转动车轮,诊断仪显示右后轮轮速为 0, 因此, ABS 控制单元收不到或不能识别轮速信号，有 3 方面原因会导致这种故障现象出现: 无信号产生、信号线路问题或控制单元损坏。可以进行以下检测:(1) 检测左、右后轮轮速信号。通过示波器对左、右后轮的轮速传感器检测发现电压幅值随转速上升不明显，调整左后轮传感器的间隙,但波形依旧。(2) 将左后轮轮速传感器连接到右后轮的信号线上,通过诊断仪读取数据发现右后轮轮速为 0。由此可知是信号线或控制单元内部存在问题，对相关线束进行检测，经检测后发现右后轮信号线、接线柱 15 供电脚、蓄电池 30 供电脚及接地脚均正常。根据上述测量结果可知液压泵继电器或液压控制单元有问题,进一步检验后发