汽车ABS的综述

学院学院 毕业论文 题目题目 汽车ABS的综述 系系 部部 专专 业业 名名 称称 班班 级级 姓姓 名名 学学 号号 指指 导导 教教 师师 年年 月月 日日 汽车 ABS 综述 摘 要 随着世界汽车工业的迅猛发展 汽车行驶速度的提高 以及道路行车密度 的增大 汽车行驶安全性能也日益成为人们选购汽车的重要依据 广泛采用的 ABS 防抱死制动系统就是在这种要求下产生和发展的 该系统的应用使人们对 安全性能的要求得以充分的满足 当汽车在紧急制动时 汽车 ABS 可防止汽车 车轮抱死 保证车辆在制动时的侧向稳定性和转向操纵性 同时还可在大多数 路面条件下获得最短的制动距离 因而有必要了解 ABS 防抱死制动系统的现状 和发展趋势 本文将具体介绍 ABS 的基本原理 发展历程和发展趋势 关键词 基本原理 发展历程 发展趋势 Auto ABS Review Abstract Author Tutor Along with the fast development of auto industry the growth of driving speed and traffic load on roads the safety performance of cars has increasingly become an important basis for customers when they purchase cars Under these circumstances ABS has been introduced and developed catering to the needs for safety performance During braking instant ABS can avoid the tire locking and ensure the lateral stability and turning steering at the time of braking when the vehicle urgent braking The paper introduces the current situation and development trend as well as basic principles and development course of ABS Keywords ABS Basic principles Development course Development trend 目目 录录 1 前 言 1 2 概 述 2 2 1 ABS 的概述 2 2 2 ABS 的发展历史 6 2 3 国内 ABS 的研究和应用概况 8 3 ABS 基本结构和工作原理 9 3 1 ABS 基本组成及工作过程 9 3 2 ABS 的主要装置 11 3 3 ABS 的逻辑和功能扩展 12 4 ABS 的故障诊断与维修方法 15 4 1 ABS 的故障诊断 15 4 2 ABS 的基本维修内容 17 4 3 ABS 维修的注意事项 18 致谢 19 参考文献 20 1 1 前前 言言 ABS Anti Lock Brake System 中文译为 防抱死制动系统 它是一种具 有防滑 防锁死等优点的汽车安全控制系统 现代汽车上大量安装防抱死制动 系统 ABS 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 普通制动系统在湿滑路面上制动 或在紧急制动的时候 车轮容易因制动 力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死 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 ABS 紧急制动通常 会造成轮胎抱死 这时 滚动摩擦变成滑动摩擦 制动力大大下降 而且如果 前轮抱死 车辆就失去了转向能力 如果后轮先抱死 车辆容易产生侧滑 使 行车方向变得无法控制 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 来达到防止车轮抱死 确保轮胎的最大制 动力以及制动过程中的转向能力 使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力 随着世界汽车工业的迅猛发展 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 使人们对安全性要求得以充分的满足 ABS 是提高汽车 被动安全性的一个重要装置 2 概概 述述 2 1 ABS 的概述的概述 普通制动系统在湿滑路面上制动 或在紧急制动的时候 车轮容易因制动 力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死 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 ABS 紧急制动通常 会造成轮胎抱死 这时 滚动摩擦变成滑动摩擦 制动力大大下降 而且如果 前轮抱死 车辆就失去了转向能力 如果后轮先抱死 车辆容易产生侧滑 使 行车方向变得无法控制 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 来达到防止车轮抱死 确保轮胎的最大制 动力以及制动过程中的转向能力 使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力 随着世界汽车工业的迅猛发展 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 使人们对安全性要求得以充分的满足 ABS 是提高汽车被动安全性的一个重要装置 有人说 ABS 是汽车安全措 施中继安全带之后的又一重大进展 汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性 最重要的二个系统之一 随着世界汽车工业的迅猛发展 汽车的安全性越来越 为人们重视 ABS 是提高汽车制动安全性的又一重大进步 2 1 1 ABS 的种类的种类 ABS 系统的分类方法一般有两种 一是按机械式 电子式分类 二是按 控制通道分类 电子式 ABS 是根据不同的车型所设计的 它的安装需要专业的技术 如果 换装至另一辆车就必须改变它的线路设计和电瓶容量 没有通用性 机械式 ABS 的通用性强 只要是液压刹车装置的车辆都可使用 可以从一辆车换装到 另一辆车上 而且安装只要 30 分钟 电子式 ABS 的体积大 而成品车不一定有足够的空间安装电子 ABS 相 比之下 机械式的 ABS 的体积较小 占用空间少 电子式 ABS 的成本较高 相比之下 使用机械式 ABS 要经济实用些 以下主要介绍按通道分类的方法 在 ABS 中 对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道 ABS 装置的控制通道分为四通道式 三通道式 二通道式和一通道式 1 四通道式 四通道 ABS 有四个轮速传感器 在通往四个车轮制动分 泵的管路中 各设一个制动压力调节器装置 进行独立控制 构成四通道控制 形式 广州本田即是使用四通道 ABS 装置 性能特点 由于四通道 ABS 是根据各车轮轮速传感器输入的信号 分别对 各个车轮进行独立控制的 因此附着系数利用率高 制动时可以最大程度的利 用每个车轮的最大附着力 四通道控制方式特别适用于汽车左右两侧车轮附着 系数接近的路面 不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力 而且可以 得到最短的制动距离 但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大 如路面 部分积水或结冰 制动时两个车轮的地面制动力就相差较大 因此会产生横摆 力矩 使车身向制动力较大的一侧跑偏 不能保持汽车按预定方向行驶 会影 响汽车的制动方向稳定性 因此 驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车 时 应降低车速 不可盲目迷信 ABS 装置 2 三通道式 三通道 ABS 是对两前轮进行独立控制 两后轮按 低选 原则 进行一同控制 即两个车轮由一个通道控制 以保证附着力较小的车轮不 抱死为原则 也称混合控制 桑塔纳 2000GSi 既是用的这种 ABS 装置 性能特点 两后轮按 低选原则 进行一同控制时 可以保证汽车在各种 条件下左右两后轮的制动力相等 即使两侧车轮的附着系数相差较大 两个车 轮的制动力都限制在附着力较小的水平 使两个后轮的制动力始终保持平衡 保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性 当然 在两后轮按 低选原则 进行一同控制时 可能出现附着系数较大的一侧后轮附着力不能 充分利用的问题 使汽车的总制动力减小 但应该看到 在紧急制动时 由于 发生轴荷前的附移 在汽车的总制动力中 后轮制动力所占的比例减小 尤其 是前轮驱动的小轿车 前轮的附着力比后轮附着力大得多 通常后轮制动力只 占总制动力的 30 左右 后轮附着力未能充分利用的损失对汽车的总制动力影 响不大 在对桑塔纳 2000 进行的 60 km h 紧急制动对比试验中 有 ABS 的车 型比无 ABS 车型的制动距离只短 1 米 但是有 ABS 的车型始终都有方向 不 会失去对方向的控制 对两前轮进行独立控制 主要考虑小轿车 特别是前轮驱动的汽车 前轮 的制动力在汽车总制动中所占的比例较大 可达 70 左右 可以充分利用两 前轮的附着力 一方面使汽车获得尽可能大的总制动力 利于缩短制动距离 另一方面可使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力 使汽车保持良好转向 能力 尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡 但由于两前轮制动 力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小 而且可以通过驾驶员的转向操 纵对由此产生的影响进行修正 因此 三通道 ABS 在小轿车上被普遍采用 3 二通道式 二通道 ABS 难以在方向稳定性 转向控制性和制动效能 各方面得到兼顾 目前采用很少 4 一通道式 一通道 ABS 通常叫做单通道 ABS 它是在后轮制动器总 管中设置一个制动压力调节器 在后桥主减速器上安装一个轮速传感器 也有 在后轮上各安装一个 性能特点 单通道 ABS 一般都是对两后轮按 低选原则 进行一同控制 单通道 ABS 不能使两后轮的附着力得到充分利用 因此制动距离不一定会明显 缩短 另外前轮制动未进行控制 制动时前轮仍会出现制动抱死 因而转向操 纵能力也未得到改善 但由于制动时两后轮不会抱死 能够显著的提高制动时 的方向稳定性 在安全上是一大优点 同时具有结构简单 成本低的优点 所 以在轻型载货车上广泛应用 综上所述 ABS 装置虽然具有缩短制动距离 保持车轮最佳制动效果 保 持制动方向稳定性和操纵性的特点 但是不同类型的 ABS 装置在紧急制动中产 生的效果却并不相同 所以驾驶员不应被过分的宣传所误导 应该了解到 ABS 系统只是一个辅助安全驾驶的设备 并不是万能的 只有精湛的驾驶技术才是 终身受益的 另外 不同类型的 ABS 装置由于组成结构等原因 价格也相差较 大 所以选购汽车时不能只看到价格高低 还应看到装用的是那种类型的 ABS 装置 2 1 2 ABS 的优点和局限的优点和局限 制 制 制 ABS 制 ABS 制 制 制 制 制 制 制 制 制 制 ABS 制 ABS 制 制 制 制 制 制 制 图图 2 2 1 1 有有 ABSABS 与无与无 ABSABS 行径路线行径路线 ABS 系统的原理是充分利用轮胎和地面的附着系数 提高汽车制动能力 它主要采用控制制动液压力的方法 给各车轮施加最合适的制动力 以实现这 一目的 有 ABS 与无 ABS 汽车行径路线如图 2 1 所示 ABS 系统具有以下优点 ABS 的第一个优点是增加了汽车制动时候的稳定性 汽车制动时 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 这是非常危险的 倘若汽车的后轮先抱死 则会出现侧滑 甩尾 甚 至使汽车整个掉头等严重事故 ABS 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 汽车生产厂家的研究数据表明 装有 ABS 的车辆 可 使因车轮侧滑引起的事故比例下降 8 左右 ABS 的第二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 可以将滑移率控制在 20 左右 即可获得最大的纵向制动力 缩短制动距 离 ABS 的第三个优点是改善了轮胎的磨损状况 防止爆胎 事实上 车轮抱 死会造成轮胎杯形磨损 轮胎面损耗会不均匀 使轮胎磨损消耗费增加 严重 时将无法继续使用 因此 装有 ABS 具有一定的经济效益和安全保障 ABS 的第四个优点是减轻了驾驶员的劳动强度 提高了乘客的乘坐舒适性 和安全性 另外 ABS 的最后一个优点是使用方便 工作可靠 ABS 的使用与普通制 动系统的使用几乎没有区别 紧急制动时只要把脚用力踏在制动踏板上 ABS 就会根据情况进入工作状态 即使雨雪路滑 ABS 也会使制动状态保持在最佳 点 ABS 利用电控单元 ECU 控制车轮制动力 可以充分发挥制动器的效能 提高制动减速度和缩短制动距离 并能有效地提高车辆制动的稳定性 防止车 辆侧滑和甩尾 减少车祸事故的发生 因此被认为是当前提高汽车行驶安全性 的有效措施 目前 ABS 已经在国内外中高级轿和客车上得到了广泛使用 ABS 系统本身也有局限性 在两种情况下 ABS 系统不能提供最短的制动 距离 一种是在平滑的干路上 由有经验的驾驶员直接进行制动 另一种情况 是在松散的砾石路面 松土路面或积雪很深的路面上制动 另外 通常在干路 面上 最新的 ABS 系统能将滑移率控制在 20 的范围内 但并不是所有的 ABS 都以相同的速率或相同的程度来进行制动 或放弃制动 2 2 ABS 的发展历史的发展历史 ABS 装置最早应用在飞机和火车上 而在汽车上的应用比较晚 铁路机车 在制动时如果制动强度过大 车轮就会很容易抱死在平滑的轨道上滑行 由于 车轮和轨道的摩擦 就会在车轮外圆上磨出一些小平面 小平面产生后 车轮 就不能平稳地行驶 产生噪声和震动 1908 年英国工程师 J E Francis 提出了 铁路车辆车轮抱死滑动控制器 理论 但却无法将它实用化 接下来的 30 年 中 包括 Karl Wessel 的 刹车力控制器 Werner Mhl 的 液压刹车安全装置 与 Richard Trappe 的 车轮抱死防止器 等尝试都宣告失败 在 1941 年出版的 汽车科技手册 中写到 到现在为止 任何通过机械装置防止车轮抱死危 险的尝试皆尚未成功 当这项装置成功的那一天 即是交通安全史上的一个重 要里程碑 可惜该书的作者恐怕没想到这一天竟还要再等 30 年之久 当时开发刹车防抱死装置的技术瓶颈是什么 首先该装置需要一套系统实 时监测轮胎速度变化量并立即通过液压系统调整刹车压力大小 在那个没有集 成电路与计算机的年代 没有任何机械装置能够达到如此敏捷的反应 等到 ABS 系统的诞生露出一线曙光时 已经是半导体技术有了初步规模的 60 年代 早期 精于汽车电子系统的德国公司 Bosch 博世 研发 ABS 系统的起源要追溯 到 1936 年 当年 Bosch 申请 机动车辆防止刹车抱死装置 的专利 1964 年 也是集成电路诞生的一年 Bosch 公司再度开始 ABS 的研发计划 最后有了 通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的 结论 这是 ABS 名词在历史上 第一次出现 世界上第一具 ABS 原型机于 1966 年出现 向世人证明 缩短刹 车距离 并非不可能完成的任务 因为投入的资金过于庞大 ABS 初期的应用 仅限于铁路车辆或航空器 Teldix Gmbh 公司从 1970 年和奔驰车厂合作开发出 第一具用于道路车辆的原型机 ABS 1 该系统已具备量产基础 但可靠性 不足 而且控制单元内的组件超过 1000 个 不但成本过高也很容易发生故障 1973 年 Bosch 公司购得 50 的 Teldix Gmbh 和公司股权及 ABS 领域的研 发成果 1975 年 AEG Teldix Gmbh 与 Bosch 达成协议 将 ABS 系统的开发 计划完全委托 Bosch 公司整合执行 ABS 2 在 3 年的努力后诞生 有别于 ABS 1 采用模拟式电子组件 ABS 2 系统完全以数字式组件进行设计 不但控 制单元内组件数目从 1000 个锐减到 140 个 而且有造价降低 可靠性大幅提升 与运算速度明显加快的三大优势 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 Bosch 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抱死系统 Bosch ABS 2 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 ABS 2 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 ABS 2 的控制 效果已经相当理想 从此之后 欧 美 日的许多制动器专业公司和汽车公司 相继研制了形式多样的 ABS 系统 以及 Bosch 公司 1986 年推出的具有防抱死 制动和驱动防滑功能的 ABS ASR 2U 型 机械与电子元件持续不断的发展和 改进使 ABS 的优越性越来越明显 随着激烈的竞争 技术的日趋成熟 ABS 变得更精密更可靠 价格也在下降 1987 年欧共体颁布一项法规 要求从 1991 年起 欧共体所有成员国生产 的所有新车型均需装备防抱死制动装置 同时规定凡载重 16t 以上的货车必须 装备 ABS 并且禁止无此装置的汽车进口 日本规定 从 1991 年起 总质量超 过 13t 的牵引车 总质量超过 1 0t 的运送危险品的拖车 在高速公路上行驶的 大客车都必须安装 ABS 目前 国际上 ABS 在汽车上的应用越来越广泛 已 成为绝大多数汽车的标准装备 北美和西欧的各类客车和轻型货车 ABS 的装备 率已达 90 以上 轿车 ABS 的装备率在 60 左右 运送危险品的货车 ABS 的 装备率为 100 2 3 国内国内 ABS 的研究和应用概况的研究和应用概况 近年来 ABS 技术在我国也正在推广和应用 1999 年我国制定的国家强制 性标准 GB 12676 l999 汽车制动系统结构 性能和试验方法 中已把装用 ABS 作为强制性法规 此后一汽大众 二汽富康 上海大众 重庆长安 上 海通用等均开始采用 ABS 技术 但这些 ABS 装置我国均没有自主的知识产权 国内研究 ABS 主要有东风汽车公司 交通部重庆公路研究所 济南捷特汽 车电子研究所 清华大学 西安交通大学 吉林大学 华南理工大学 合肥工 业大学等单位 虽然起步较晚 也取得了一些成果 在气压 ABS 方面 国内企 业包括东风电子科技股份有限公司 重庆聚能 广东科密等都已形成了一定的 生产规模 液压 ABS 由于技术难度大 国外技术封锁严密 国内企业暂时不能 独立生产 但在液压 ABS 方面也在做自主研发 力图突破国外跨国公司的技术 壁垒 已经取得了一些新的进展和突破 如清华大学和浙江亚太等承担的汽车 液压防抱死制动系统 ABS 九五 国家科技攻关课题 在 ABS 控制理论与 方法 电子控制单元 液压控制单元 开发装置和匹配方法等关键技术方面均 取得了重大成果 采用的耗散功率理论 避免了传统的逻辑门限值研究方法的 局限性 取得了理论上的突破 研发 ABS 成功且进入产业化 批量生产阶段 其试样在南京 IVECO 轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准 GB 12676 1999 和欧洲法规 EEC R13 的要求 这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时 代意义 标志着我国汽车液压 ABS 国产化已迈出坚实的一步 同时合肥工业大 学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱死系统 率先在 HF6700 轻型汽车上匹配使用获得成功 3 ABS 基本结构和工作原理基本结构和工作原理 3 1 ABS 基本组成及工作过程基本组成及工作过程 图图 3 1 ABS 系统的组成系统的组成 见图 3 1 ABS 是在液压双回路制动系统的基础上加装上轮速传感器 ABS 电控单元 ECU 和制动压力调节器而构成的 轮速传感器及制动压力调 节器与电控单元相连 控制单元从轮速传感器接收轮速信号 经分析处理后判 断是否有车轮即将被抱死滑移 若有车轮被抱死滑移 即刻向制动压力调节器 发出调节指令 调节器对制动器进行调节控制 ABS 系统本身也有局限性 在两种情况下 ABS 系统不能提供最短的制动 距离 一种是在平滑的干路上 由有经验的驾驶员直接进行制动 另一种情况 是在松散的砾石路面 松土路面或积雪很深的路面上制动 电控 ABS 的核心是电子控制单元 ECU 它通过传感器监视汽车制动时 车轮是否抱死 在一般情况的制动情况下 驾驶员踩在制动踏板上的力较小 车轮不会被抱死 ECU 无控制信号输出 这时 就如同普通的制动系统 制动 力完全由驾驶员踩在制动踏板上的力来控制 在紧急制动或是在松滑路面行驶 时制动 车轮将要被抱死的情况下 ECU 就会输出控制信号 通过执行机构 制动压力调节器 控制制动器的制动力 使车轮不被抱死 3 1 1 ABS 的工作过程的工作过程 图图 3 2 ABS 系统的工作原理系统的工作原理 见图 3 2 制动时 电控单元 ECU 从传感器获取车轮转速信息 判断车 轮有无抱死滑移状态 轮缸升压过程 制动时车轮没有处于抱死滑移时 ABS 不工作 压力调节 器电磁阀不通电 柱塞处于下方 主缸与轮缸接通 由主缸控制制动油压的增 减 随时可对轮缸进行升压以产生制动作用 轮缸减压过程 当传感器检测到车轮有抱死滑移时 控制单元向调节器发 出指令 使电磁阀活塞运动到最上方 主缸与相关轮缸通道被截断 同时 轮 缸和储液器接通 轮缸压力下降 且电机启动使液压泵工作 把从轮缸流回储 液器的制动液加压后送入主缸 轮缸保压过程 当制动压力回到制动稳定区时 ECU 发出指令使电磁阀活 塞处于中间位置 关闭主缸与轮缸及轮缸与储液器之间的通道 使轮缸的压力 处于稳定状态 轮缸增压过程 经过短暂保压过程后 电磁阀断电 柱塞下降 使主缸与轮缸通道再次接通 轮缸压力再次回升 上述过程反复进行 反映到 踏板上 引起反弹 驾驶员可以感觉到 ABS 进入工作状态 3 2 ABS 的主要装置的主要装置 3 2 1 轮速传感器轮速传感器 作用 检测车轮速度 并将速度信号输入 ABS 的电控单元 1 电磁式 1 结构简单 成本低 但车速过快和过慢时测不出或误检 抗干扰能力差 2 感应头由磁体 线圈组成 通过固定在车身上的支架安装在齿圈附近 3 齿圈安装在车轮上与车轮一同旋转 齿圈在磁场旋转 齿圈与感应头之 间的间隙以一定速度变化 磁通的增减变成交流电信号输入 ECU 以获得轮速信 号 2 霍尔式 1 与电磁式相比 霍尔式抗干扰能力强 检测准确性高 被广泛采用 2 传感头由磁体 霍尔元件 电子电路组成 齿圈安装在车轮上与车轮一 同旋转 3 当齿圈转过传感头时 不同的位置磁力线强弱不同 引起霍尔元件中电 压的周期性变化 将该信号输入 ECU 而检测到车轮速度 3 2 2 电控单元电控单元 电控单元一般由输入电路 运算电路 输出级电路及安全保护电路等构成 接收轮速传感器及其它传感器输送的信号 进行测量 比较 分析 放大 和判断处理 通过精确计算获知制动时车轮的滑移率 车轮的加减速度 以判 断车轮是否有抱死趋势 再上输出级电路发出控制命令 控制制动压力调节器 去执行调压任务 电子控制器 ECU 是 ABS 的 大脑 其作用是接受来自于车速传感器和 其他传感器的信号计算出车轮转速 车轮的加 减速度 车轮滑移率 并对这 些信号进行分析后 以判断车轮是否有抱死趋势 然后向制动压力调节器发出 制动压力控制指令 控制压力调节器去执行压力调节的任务 ABS ECU 的外表一般由以下几个基本电路组成 输入级电路 运算电路 输出级电路 安全保护电路 图图 3 3 ABS 的电控单元的电控单元 1 前轮速度传感器 2 制动压力调节装置 3 ABS 电控单元 4 ABS 警告 灯 5 后轮速度传感器 6 停车灯开关 7 制动主缸 8 比例分配阀 9 制动轮 缸 10 蓄电池 11 点火开关 3 2 3 压力调节器压力调节器 ABS 制动压力调节器串接于制动主缸和轮缸之间 分为可变容积式压力调 节器和循环式压力调节器 1 可变容积式 利用总泵和分泵间容积的改变来调节控制制动压力 是 由电磁阀间接控制制动压力的调压方式 由液压泵 直流电机 储能器 电磁 阀 调压缸组成 2 循环调压式 利用总泵和分泵之间的油液回流 调节制动油压的大小 是由电磁阀直接控制的调压方式 由电磁阀 储液器 回流泵和电机等组成 3 3 ABS 的逻辑和功能扩展的逻辑和功能扩展 车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题 在汽车起动或加速时 因驱 动力过大而使驱动轮高速旋转 超过摩擦极限而引起打滑 此时 车轮同样不 具有足够的侧向力来保持车辆的稳定 车轮切向力也减少 影响加速性能 由 此看出 防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率 所以在 ABS 的基础上 发展了驱动防滑系统 ASR 3 3 1 ASR 的概述的概述 ASR Anti Slip Regulation 也叫自动牵引力控制 TCS Traction Control System 是一套在 ABS 基础上发展起来 与 ABS 一起对打滑的驱动轮进行控 制的系统 ASR 的目的就是要防止车辆尤其是大马力的汽车在起步 加速情况 下驱动车轮打滑的现象 以维持车辆行驶的方向性和稳定性 保持良好的操控 以及适当的驱动力 保证行车安全 当汽车加速时 ASR 将车轮的滑动力控制在一定的范围内 从而防止驱动车 轮加速时滑动 它的功能一是提高牵引力 二是保持汽车的行驶稳定性 行驶 在易滑的路面上 没有 ASR 的汽车加速时驱动轮容易打滑 如果是后轮驱动的 车辆容易发生甩尾 如果是前轮驱动的车辆容易方向失控 有 ASR 时 汽车在 加速时就不会有或者说能减轻这种现象 即 在转弯时 如果发生驱动轮打滑 则会导致整个车辆向一侧偏移 当有 ASR 时 就会使车辆沿着正确的路线转向 ASR 是在 ABS 基础上的扩充 ABS 可以防止在制动时车轮被抱死 这样 就可以仍然对汽车进行转向与操纵控制 ASR 可以阻止汽车在加速时驱动轮高 速滑转 从而更好的利用地面附着力 ASR 就是在 ABS 的基础上加装一个可以膨胀的液压装置 一个增压泵 一个液力压力筒 车轮速度传感器 一个更加复杂综合的电子系统 以及一个 带有自身控制器的电子加速系统 两者是相辅相成的 或者说 ABS 是基础 ASR 是在 ABS 基础上的升级版 3 3 2 ASR 的主要作用的主要作用 ASR 的主要作用 一是提高车辆的牵引力 二是保持车辆的行驶稳定性 对于商用车来说 由于其空 满载轴荷差异比较大 在湿滑路面上进行空载起 步或加速时 驱动轮极易出现打滑现象 从而导致车辆侧滑的危险工况 在这 种不稳定工况时 ASR 通过控制发动机输出扭矩或驱动轮制动扭矩来防止或者 减小驱动轮打滑 从而维持车辆的牵引力和保持车辆行驶稳定 当车辆在转弯 时 如果驱动轮出现打滑 也通过 ASR 系统调节来避免或者降低驱动轮打滑 从而防止车辆侧滑使车辆沿正确的路线转向 ASR 还可以将轮胎因打滑而造成 的磨损减少到最小程度 同时还可以通过相应的 ASR 警告灯提醒驾驶员车辆所 处的路面状况 如在湿滑路面上行驶时 ASR 可能起作用 此时 ASR 警告灯亮 以进一步减少事故发生的可能性 3 3 3 ASR 的基本原理的基本原理 众所周知 作用在车轮上的驱动力和侧向力是依赖于摩擦的存在 驱动力 和侧向力是相互约束的 若驱动力增大 侧向力就减小 驱动轮发生滑转时 侧向力是很小的 此时若有很小的外力或路面倾斜等均会使车轮发生侧滑 5 为了防止滑转 必须适当降低驱动力 大幅度提高侧向力 增大抵抗侧滑 的能力 ABS 和 ASR 都是为增加汽车抵抗侧滑能力的 但 ASR 的作用只是将 滑移率控制得小一些 稍微减少驱动力 侧向力就会提高 这一点与 ABS 是不 同的 3 3 4 ASR 的控制模式的控制模式 ASR 的控制模式有两种 发动机扭矩控制和驱动桥差动制动控制 发动机 扭矩控制是指由 ABS 电控单元控制发动机的扭矩输出 从而实现驱动轮防滑的 效果 驱动桥差动制动控制是指当左 右驱动轮出现打滑时 仅对出现打滑的 车轮进行适当制动 从而达到控制驱动轮打滑的作用 此时发动机的扭矩将重 新传递到该车轮上 7 ASR 与 ABS 有十分密切的联系 是 ABS 的自然延伸 二者在技术上比较 接近 部分软 硬件可以共用 ABS 所用的传感器和压力调节器均可为 ASR 所利用 ABS 的电子控制装置只需要在功能上进行相应的扩展即可用于 ASR 装置 在 ABS 的基础上 只需添加 ASR 电磁阀 即可对滑移的车轮实施制动 对电控发动机来说 通过总线就可控制发动机的输出力矩 非电控发动机 只 需增加一些传感器和执行机构 就可控制发动机的输出力矩 基于此 通常把 二者有机地结合起来 形成汽车 ABS ASR 防滑控制系统 4 ABS 的故障诊断与维修方法的故障诊断与维修方法 4 1 ABS 的故障诊断的故障诊断 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 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 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 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 液压调节器上的主控制阀连接器 2 连接压力警告开关和压力控制开关的连接器 3 制动液液面指示开关连接器 4 四轮车速传感器的连接器 5 电动泵连接器 6 液压调节器上的电磁阀体连接器 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 4 1 1 ABS 系统故障征兆模拟测试方法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 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 3 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 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 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 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 汽车行驶制动时 制动踏板不时地有轻微的下沉现象 这是因为道路表面附 着系数变化而引起的正常现象 并非故障 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 4 2 ABS 的基本维修内容的基本维修内容 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的调整 更换即可 ABS 电 控单元损坏只能更换 4 3 ABS 维修的注意事项维修的注意事项 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