汽车专业-捷达轿车ABS的故障分析与检测

1、设计（论文）题目： 捷达轿车ABS的故障分析与检测 摘 要伴随交通运输业的发展，机动车安全性愈发受人注意。其中制动机能的优劣直接影响着一辆车的安全性。因为汽车的使用工况是不确定的，所以汽车的制动就要去适应各种不同的情况，要随之路面情况及时的做出改变，在这种背景下ABS就应运而生。本文以捷达轿车的ABS为研究对象，简单介绍ABS的工作原理、结构特点、工作过程，重点介绍其故障分析与检测，从设备检测、部件检测和检测案例，全面的分析ABS的各种故障的检测流程。关键词：捷达；ABS；故障；检测24英文摘要ABSTRACTWith the development of the transportation

2、 industry, the safety of motor vehicles is becoming more and more popular. The braking performance of the vehicle directly affects the safety of a vehicle. Because the use of the car is uncertain, so the cars brake is to adapt to a variety of situations, to follow the road situation in a timely mann

3、er to make changes, in this context, ABS came into being. The Jetta ABS as the research object, introduces ABSs working principle, structure characteristics, working process, focusing on the fault analysis and detection, detection equipment and components from the detection and detection of cases, t

4、he fault detection process analysis of ABS overall.Key Words：Jetta；Anti lock braking system；Fault；Detection目录目 录1引言12汽车防抱死系统（ABS）的工作原理22.1 汽车制动性能和滑移率的关系22.2 汽车防抱死系统（ABS）工作原理和作用33捷达轿车ABS的结构特点43.1 电磁式轮速传感器43.2 电子控制单元53.3 液压调节器（HCU）64捷达轿车ABS的工作过程74.1 常规制动过程74.2 保压过程84.3 减压过程94.4 增压过程95捷达轿车ABS的故障分析与检测11

5、5.1 专业检测设备检测115.2 功能部件检测135.2.1轮速传感器的检查135.2.2液压调节器的检查145.3 实际故障案例两则145.3.1案例一165.3.2案例二18总 结20致 谢21参考文献22Error! No text of specified style in document.Error! No text of specified style in document.1 引言伴随着汽车工业的蓬勃发展，提高汽车安全性作为全方面考核车辆性能的关键性目标。其中制动机能得优良又是评判一台车安全性得重要参考根据。当前社会下，汽车防抱死系统（ABS）已经全面推广为机动车的基础配置

6、，这套系统可以有效地掌握制动时的车轮的抱死状况，从而明显提升汽车的制动效率，它的作用当汽车处于较差的路面条件下更为显著，最终达到时刻保持拥有优良的制动机能的效果。虽然汽车防抱死系统已经相当普及，技术也已经日趋成熟，但是对于ABS的具体结构、工作过程、故障排除可能并不是特别清楚。所以，本文以在中国具有代表性的捷达轿车为例，从其结构特点、工作过程、故障分析入手，全方面的深入了解捷达轿车的防抱死系统。可以在研究探索具体课题的同时加深对所学知识的认知和掌握程度。2 汽车防抱死系统（ABS）的工作原理2.1 汽车制动性能和滑移率的关系制动效能受制于制动力的强弱，车辆制动力的强弱不但与卡钳和刹车盘之间的摩

7、擦力矩相关，同时也受限于大地给予的附着系数。如图1-1所示处在不同的路面工况条件下的附着系数是有差别的。图1-1 附着系数与车轮滑移关系的说明制动方向稳定性是制动时汽车可以持续遵循按既定方位前行，车轮不侧滑、跑偏等这些现象，一旦呈现这种情况车辆将会丧失了 改变方向的能力。这一性能取决于轮胎与地面的侧向附着力。车辆刹车过程中车轮的转动状态是一直在发生变化的，车轮的转动情形大致可细化为三个过程：当车辆缺乏动力启动的时候，那么车轮会自行进行滚动；而逐步进行动力提升的时候，那么就开始在自动滚动基础上，慢慢进行滑动；一旦动力大于路面的阻力影响，那么停止滚动，直接进行滑动行驶。通常用s表示滑移率意为滑动成

8、份在车轮的纵向运动中所占达到的比重。得到计算方法滑动率s=(v车身瞬时速度-v车轮瞬时速度)/v车身瞬时速度100%。两者关联如图1-2所示。从图上可以清楚地得出纵向附着系数x和横向y的关联。滑移率在15%35%区间，那么蓝色和红色所指代的压力数值，都处在峰值位置；一旦实现饱和情况，那么红色的压力数值就慢慢开始下降，不断接近0。红色的压力数值如果比较大，那么路面对车轮的阻力也就比较大，动力启动所进行的距离就会被减少；而蓝色压力数值如果比较大，那么就表示路面的侧面压力比较大，这种情况下可以帮助车辆实现稳定良好的刹车。我们无法使得两个同时得到最大值，所以只能控制滑移率在15%35%范围内，两个附着

9、系数都保证较大。图1-2 附着系数和滑移率s的关系2.2 汽车防抱死系统（ABS）工作原理和作用在车辆进行启动的各个环节里面，车轮转动的速度信息会通过传感器进行传输，并在控制系统里面以一定的逻辑基础进行测算，并将得出的车轮速度与参考数值进行比较处理，从而测算出车轮的滑动位移数值，这个数值一旦突破最优的位移数值范围，那么控制系统就会对车辆控制调节系统传输指令，并对当前启动系统里面的轮泵等汽油压力控制系统进行操作。那么这种情况下，车辆是处在单纯滚动以及滑动效果之下的状态，不仅仅可以实现最大化的动力启动，还能有效实现车辆的稳定滑行。在车辆的整体安全体系里面，防治出现车辆抱死的系统环节可以帮助汽车在启

10、动时候进行各种性能提升，具体效果有：减少汽车启动所需的距离；强化汽车在启动环节的稳定操作；降低汽车轮胎与地面摩擦的磨损；有效缓解司机驾驶的各类心理倦怠。最终达到提高汽车安全性的目的。3 捷达轿车ABS的结构特点捷达汽车的各类安全防控体系都是德国尖端企业研发的技术，例如防止企业出现抱死的环节采用的是戴维斯企业研发生产的MK20-I类型的尖端体系，在我国当前情况下，上海企业也参与了该内容的研发生产。被广泛的应用在众多车型上。这个尖端技术软件主要包含了车轮速度监测传感装置，电控元件，以及液体压力调节装置，车辆启动装置，以及各类指示装置等。由于车辆启动的时候，前轮所需要的动力占比要高，而且需要更多的动

11、力提供给前轮进行加速，从而实现车辆启动的最大动力，进而有效减少汽车启动的距离；另外在这个启动环节里，前轮的侧面压力保持比较高的数值，促使车辆实现稳定的转弯控制。而后轮由于在车辆启动及行驶的时候要实现一致的动力保证，从而对任何条件下的汽车启动都能保证优质的稳定功能，所以一般是进行统一的控制处理。这个系统在应用的时候与液体压力下的双回路启动相配合，特别在启动的时候汽车动力系统控制下的右侧前轮与左侧后轮在控制上面实现一致，反之同样实现左前轮与右后轮的控制处理。这个系统各个环节都有对应性的控制处理，传输感应装置进行电磁化功能处理，而控制装置主要借助电子化技术。3.1 电磁式轮速传感器车轮速度传输感应装

12、置是车辆安全系统里面的重要内容，一般是对汽车的车轮在转动过程进行监控和测量，并在汽车启动环节里一旦出现抱死的可能就立即进行车轮转动速度的信息传递，借助电子控制系统控制操作装置，进而及时进行安全隐患的解除。从整个工作流程来看，轮速传感器是系统启动的第一步。电磁控制下的车轮速度传输感应专职，有多种不同特性，例如系统设计简单，生产费用不高等，我们可以看3-1的图示。其主要有传输感应接触和齿轮圈两大部分，感应接触一般有永久磁性材料、感应线圈和不同属性的磁极组成，而齿轮圈则是采用磁性阻力比较小的材料制作的。捷达汽车前轮的转动轴上面安置了齿轮圈，而转向节点上则安置了车轮转动速度传输感应装置，而后轮上分别在

13、轮毂和启动控制盘两个部件。电磁控制下的传输感应装置本身优势颇多，但同样存在不足情况，比如在进行信息传递的时候，车轮转动速度会对这个信息进行影响，在规定的变化范围内，其输出信号的幅值一般为115V，若转速过低，其输出信号低于1V，ECU无法检测；另外传输感应装置的整体频率反应比较低，一旦车轮转动速度过快，那么这个传输感应装置无法实现频率的协同，信息传输就容易出差粗哦，进而导致诸多安全问题出现。目前，国内外ABS控制对应车速在15160km/h，但随着车辆制造技术的发展，对其控制范围的要求逐渐扩大到8260km/h，电磁式轮速传感器就很难适应了。图3-1 电磁式轮速传感器结构图3.2 电子控制单元

14、电子监控装置一般进行的是车轮速度传输感应装置所传递的各类信息，并对其进行增幅、测算以及比较处理，并以此进行操作控制，调整车轮承受压力。这套MK20-I系统上采用的ABS ECU是一个16位主控CPU和一个8位辅助CPU组成的“计算机中心”如图3-2所示，以不对称冗余方式协同工作。意思是两个CPU同时接收信号各自分开独立处理，最终将结果进行比较，当两个CPU处理结果不同时，控制器使ABS退出工作。这种设计方式可以有效降低系统的出错率。MK20-I型的ABS ECU不但设计了防抱死控制程序，同时也具备了制动力分配的控制程序。在汽车启动的时候，系统还没开始工作，那么电子元件就会依照当前车轮转动速度所

15、传输的各类信息，来对车轮的滑动位移数值等进行测算，并利用电磁控制装置进行车辆启动动力的调整，从而略过机械的启动控制系统，又保证了前后车轮启动动力保持在理想的范围内。另外一旦出现抱死的可能，那么这个动力控制系统就会自行停止操作。图3-2 MK20-I型ABS电子控制单元结构图3.3 液压调节器（HCU）这个装置属于控制操作装置的内容，这里面电磁控制系统一共有8个元件，并通过不同的电磁控制处理对汽车车轮启动环节的不同压力进行调整。当ABS ECU发出控制信号时，如果只有液压调节器是不能够完成整个防抱死过程的，也就是说HCU是不能够单独工作的，需要和常规制动系统共同配合才能够完成完整的制动力调节过程

16、。图3-3 MK20-I型ABS液压调节器结构图以上便是捷达轿车这套MK20-I的ABS系统的基本结构，可以看出这套系统结构非常简单。电动回油泵等都集成在内部，并且与电磁操作装置搭配组合，从而成为电子化控制装置，并直接对电磁阀门及油门进行控制。因此这套系统的布置十分灵活。4 捷达轿车ABS的工作过程我们看到图4-1里面的内容，整个启动环节直接简单，但一定要有基础的系统参与进来。一旦司机开始驱动汽车，那么就会将信息传输给真空力量辅助装置，并在强化之后促使液体压力装置对汽车进行控制。当车轮不再打滑制动力不足时，ABS同样是控制两个电磁阀来现在保压和增压的过程。图4-1汽车制动系统结构图4.1 常规

17、制动过程司机在开始启动汽车的时候，那么汽车总泵就开始进行压力反应开启。这个时候油门进出系统都处于电力断开状态，所以要保持这两个系统的电力常年开启并且促使车辆的车轮转动慢慢减速，一直到传输感应装置检测到可能出现抱死故障才停止。如图4-2表示了常规制动建压的过程。图4-2 常规制动过程的液压油路4.2 保压过程车轮转动速度慢慢降下来的时候，那么车辆滑动位移数值就开始增加，一旦到达预先设置好的位移数值顶端的时候，那么系统则认为车轮可能出现抱死的危险，就会对电磁控制装置进行导电，并控制油门进行闭合处理。车轮进入保压过程如图4-3所示。图4-3 保压过程的液压油路4.3 减压过程如果保压过程中，车轮的滑

18、移率继续上升，车轮的抱死程度进一步加大，则需要进入减压过程如图4-4所示。那么汽车控制系统，开展信息传输，同时将电力通道汽油控制系统里，操作油门并进行压力泵的控制与启动，将这些启动液回收到启动泵里面，并进行启动压力的缓和处理，相应的踏板开始抖动，并增加车轮转动速度。图4-4 减压过程的液压油路4.4 增压过程为实现最好的汽车启动动力效果，一旦启动汽车后压力被缩减到一定的阶段，那么该系统会直接对进出油电磁控制系统进行操控，并进行断电处理，之后将其关闭之后重新打开，并进入正常状态。一旦车轮在不断提升压力的时候，那么车辆启动压力也会协同增加，并重新开始启动处理，从而慢慢对车轮进行减速。图4-5 增压

19、过程的液压油路电磁式轮速传感器可以在很短的时间内采集到信号，并且交由电子控制器进行处理并且做出响应。在ABS不起作用时也就是没有制动时，这套系统同样也在重复着这套循环控制，车轮通过电子制动力分配（EBD）功能来时刻调节着制动力，时刻维持着整车的行驶稳定性。5 捷达轿车ABS的故障分析与检测汽车中的任何系统都是有可能出现故障的，ABS当然也不意外。由于这套系统既有电子控制又有液压控制，同时还涉及传统的机械传动装置，所以可能会出现的问题是方方面面的。当遇到一台ABS出现故障的捷达轿车时，如何检测故障原因就显得尤为重要了。伴随着电脑技术的快速成熟，检测设备也越来越趋向于专业化，这里着重介绍使用捷达轿

20、车的专业检测设备V.A.G1551/1552来对故障进行检测。5.1 专业检测设备检测捷达汽车采用的这套系统自带自我判断功能，会对汽车进行各个环节单元以及元件内容进行有效判断之后，再行启动汽车。一旦线路中不存在故障，ABS报警灯亮大概2s后将会自动熄灭，有些故障是要在行驶过程中才可以被检测出来，因此，在车辆启动的时候，系统会自行进行检测。而一旦遇到问题，那么就会亮起指示灯，提供警报启示，并且这些故障将会被存储到存储器中，就需要用检测设备V.A.G1551/1552读取这些故障代码。V.A.G1551/1552可以对ABS进行全面的检测，其中包括的项目有01-查询单元版本信息、第二段是系统数据读

21、取记忆出现问题，第三部分则针对操作装置进行判断，第四部分则针对各类基础功能进行调节，第五部分进行问题记忆内容的删除，第六部分将这种传导处理环节结束，第七部分则提供一定电子控制下的编码数值，第八部分则对当前的数据流量进行阅读选取。1、对单元类型进行检测。连接V.A.G1551/1552输入1（快速数据传输）03（ABS控制单元地址码）01（电控单元版本信息）屏幕显示如图5-1。图5-1 查询控制单元版本“Coding 03604”是捷达轿车ABS MK20-I的专用编码，如不正确ABS将无法正常工作。查询完电控单元版本信息按06，结束输出功能退到上级菜单。2、读取故障存储器中的故障信息。连接V.

22、A.G1551/1552输入10302（查询故障记忆）屏幕事例显示如图5-2。图5-2 读取故障存储器中的故障信息将整个系统进行调整以后，我们对当前单元所出现的问题记忆内容，采用编码清除的方式进行消除，其中操作时候可以之间以Q键处理，如5-3图片显示的。图5-3 清除故障记忆下面着重介绍各故障的代码的含义和可能出现的原因： 供电电压故障如表5-1。表5-1 供电电压故障 轮速传感器故障。车速超过10km/h时传感器没有把信号传个控制器或超过40km/h时传感器信号超出公差范围，将会被传感器将会被记忆故障如表5-2。表5-2 轮速传感器故障 液压抽水泵问题。一旦每小时的车速突破两万公里，那么液压

23、抽水泵在单元的监控之下，一旦在紧急处理时，出现非正常表现，那么程序记忆就会出现问题，就如同表格5-3里显示的。表5-3 液压泵故障 ABS控制单元故障。电控单元损坏如表5-4。表5-4 ABS控制单元故障 出现编码的错误情况。一旦这些进行电控处理的单元编码，出现与硬件编码不同的情况，那么程序记忆就会出现障碍，就如同表格5-5里所示。A表5-5 ABS控制单元编码故障 ABS系统故障。当ABS控制单元被高频电磁波干扰，则会记忆此故障如表5-6。表5-6 ABS系统故障5.2 功能部件检测由于MK20-I这套系统比较简单，所以我们又是不需要借助专业的检测设备检测整个系统故障，可以通过对关键的功能部

24、件先进行检测，这样可以大大节省检测时间；同时有些时候会出现检测电脑无法通信，一时无法恢复通信也需要对功能部件进行逐一检测。常见的故障发生在轮速传感器、液压调节器和控制单元。但控制单元是集成的同时也无法维修，只能用专业设备检测到故障后直接更换。5.2.1 轮速传感器的检查查看轮速传感器与齿圈的间隙，前轮为1.101.97毫米，后轮为0.420.80毫米。起先，车辆慢慢起来从而能够促进车轮滑动，并且平均每秒半圈的速度，此时我们采用示波装置，对车轮转动速度传输感应装置所获取的各类信息进行测算。测量出的标准值如表5-6。表5-7 轮速传感器电压波形标准值一旦超出电压区间，那么就必须要重新检测；其中包含

25、了车轮转速与齿圈之间的缝隙超过与否，车轮转动速度传输感应装置有没有问题等。5.2.2 液压调节器的检查将车辆举起使得车轮可以自由转动，连接V.A.G1551/1552，打开点火开关不发动，输入03执行终端元件诊断。对每个车轮依次检查左前、右前、左后、右后。测试步骤如表5-7。液压调节器出现故障，只能更换无法维修。表5-7 液压调节器诊断步骤5.3 实际故障案例两则上述部分只是简述了用V.A.G1551/1552和具体的一个部分的检测ABS时遇到的某些故障在检测设备上的显示情况，但实际情况中多数并不是这样的，当有一辆故障车来的时候，不知道它的故障在哪里，通常需要一系列的检测来确定故障。如图5-4

26、所示ABS故障时的检测流程，这个检测流程只是为检测提供一个检测思路，针对具体的故障类型还要具体对待。以下介绍两例实际故障案例，从中展现完整的故障检测流程。图5-4 ABS故障诊断流程图5.3.1 案例一故障：捷达轿车ABS不工作，并且报警灯一会亮一会不亮。故障分析：如图5-5为这个案例的检测流程图。当一辆车的ABS发生故障时，检测要遵循由简入繁的原则，先对外观进行检查保证ABS的油路、气路、电路都是在正常情况下，同时也要检查常规制动，因为ABS的正常工作是与常规制动分不开的，在不存在上述问题的情况下，才可以正式开始对ABS开始故障诊断。首先用V.A.G1551故障检测仪进行检查，查阅00283

27、（左前轮轮速传感器G47）的故障代码含义。换一个新的传感器，清除故障代码再重新检测，ABS依旧无法工作，故障代码00283也同样存在。检查相应的轮速传感器进行拆卸，对连接导线进行检查，没问题；测量传感器电阻，阻值为1.2k，没问题；导线插接正常。如果齿圈与传感器的间隙超出了标准的1.101.97mm的范围，这样导致了传感器信号不稳定，在间隙较大的地方信号较弱无法接受。轮速传感器的失效导致之后的防抱死控制不能进行，ABS报警灯亮起，ABS不能正常工作。由于齿圈变形所致应该更换左前轮轮速传感器齿圈，更换后试车故障得以排除。图5-5 案例一ABS故障诊断流程图5.3.2 案例二故障现象：一辆捷达轿车

28、上，行驶里程5.79万公里。在行驶过程中，ABS报警灯经常亮起，尤其是在颠簸路面情况更为严重。故障分析：如图5-6为这个案例的检测流程图。同第一个案例相同，先对外观和常规制动进行基础检查，之后再对ABS进行故障诊断。用V.A.G1551故障检测仪来检查，查阅00287（右后轮轮速传感器G44）故障代码含义。刚开始的时候汽车缓缓升起，之后车辆开始转动，此时所的出来的电压大概在280毫伏左右，表明这一切都是正常状态；而且也代表了车轮转动速度传输感应装置正常，那么可能就是整个控制系统的线路出现了问题。首先检查G44与电子控制单元1号线和17号线之间线路，阻值为0.1，阻值正常，不确定电子控制单元是否

29、已经损坏。对线路进行反复测量，测量中晃动线束，电阻值就会出现明显的变化几十欧姆，说明这段线路有故障。更换右后轮轮速传感器线束，测试ABS 指示灯正常，故障现象消失。问题出现在右后轮轮速传感器的线束上，应该是断裂但还没有完全断开，造成导线电阻变大，右后轮的轮速信号传递不到电控单元，造成ABS不能正常工作。图5-6 案例二ABS故障诊断流程图总结总 结以上是对捷达轿车防抱死系统故障简单的分析。ABS的研究应用在国外已经历了多年的发展，在我国1999年ABS作为汽车强制标准开始正式推广运用。不足的是目前为止还未掌控液压控制ABS的自主知识产权。在这个电子和汽车技术飞速发展的社会，它的功能以及可靠性都

30、在增强。未来ABS的发展方向主要有以下几个方面：采用更为先进的控制理论，降低存在的误差提高稳定性；增强ABS的功能，由最初防滑控制系统（ASR）到介绍的捷达轿车MK20-I配备了电子制动力分配系统（EBD），随后还发展出了电子助力装置（EBA）、电子行驶稳定系统（EPP），ABS逐渐作为更加复杂系统的子系统；构建控制中心，实现汽车的智能化。致谢致 谢东流逝水，落叶纷飞，时间如白马过隙，转瞬即逝，至此,毕业论文终于圆满完成，我感到十分的欣慰，但更多的是一种惶惶然的感觉。在此，我也要向那些曾给予我帮助、支持的老师、父母以及同学以诚挚的感谢。首先，我要向我的导师致以诚挚的谢意，刚接到论文撰写通知后，

31、我并没有任何思路，是老师从选题、材料收集上给予了我莫大的启发，让我的思路逐渐清晰，无时无刻我都能感受到导师对待学术严谨的态度，这让我明白了对待学术不容的丝毫的马虎。除此之外，我还从导师身上感受到了无穷的人格魅力，他对待学生的请教，总是一次次不厌其烦的认真教导，即使在百忙之中，也会抽出空余的时间来对学生进行点拨。这种对待工作的责任感深深的影响了我。我相信，这也会成为我之后坚守在岗位上努力奋斗的精神源泉。 其次，要感谢在百忙之中能够抽出时间来评阅我的论文的公共事务学院各位专家,感谢他们为我提出建议。 最后，我还要感谢我亲爱的父母，他们不但给了我生命，还含辛茹苦的抚养我成人，在我的学习期间，他们容忍了我的无知与不懂事，无怨无悔承担家庭义务，照顾着我，给予我坚实的保障!希望我的学业有成带给她们最大的慰藉，我也会在之后的岁月里回报以他们更多的爱！ 我想说:感谢老师！感谢那些陪伴我一起在学习的路途上奋斗的伙伴！也同样感谢我亲爱的家人！是你们教会了我坚强，教会了我勇敢，让我变得更加成熟，在以后的生活里，我要更加积极的学习和工作。谨以此