浅谈汽车ABS系统故障的诊断与排除

目录1ABS相关概述 41.1ABS基本结构及工作过程 41.1.1ABS的基本结构 41.1.2ABS的工作过程 51.2汽车ABS的基本原理 52汽车ABS系统的故障检测 62.1汽车ABS系统的故障检测方案 62.2.1直接检查 72.2.2识别ABS故障代码 72.2.3快速检查方式 72.2ABS系统检测注意事项 83汽车防抱死制动系统的维修方案 8结语 9参考文献 10致谢 11

[摘要]根据交通部的数据统计，制动距离过长和车轮抱死是交通事故发生的最主要原因，随着我国汽车保有量和汽车平均行驶速度的逐年提高，大量的交通事故给人们的人身和财产安全带来了巨大的危害，对于汽车上各种电子设备在使用中故障的诊断就显得尤为重要。汽车防抱死制动系统Anti-lockBrakingSystem（ABS），通过在汽车制动过程中检测轮速的变化，由ECU控制车轮轮缸的制动压力按一定规律变化，使车轮滑移率控制在地面附着力最大的区域内，防止车轮由于紧急制动产生抱死，从而使紧急制动情况下的汽车方向盘具有可控性，并缩短制动距离。ABS防抱死系统是汽车上非常重要的系统，只有对所修汽车的ABS系统的结构和原理非常熟悉，才能有助于快速检测与维修。[关键词]汽车；防抱死制动系统；检修识

浅谈汽车ABS系统故障的诊断与排除改革开放以来，我国国民经济持续高速发展，民生、科技、交通、服务等各方面水平显著提升。汽车作为现代最为方便和易用的交通工具已经越来越多的进入到百姓家庭中。根据相关数据，我国私人拥有汽车总量从1985年的28.49万辆迅速增至2014年的7326.79万辆。但与爆炸式增长的私人汽车保有量相比，道路建设和改造升级工作仍相对滞后，道路车辆密度大大增加，交通负载压力极大。另外，随着各种现代科技的发展，驾驶员在驾驶过程中可能受到手机、导航仪器、音乐广播等越来越多因素的影响，降低了驾驶专注度和对于突发情况的处置能力。以上多种原因的综合作用导致了现代汽车交通事故频发、人员伤亡屡见不鲜，这些结果也将交通安全推到了公众关注的焦点。现代车辆安全技术根据应用目的不同可以分为主动安全技术和被动安全技术两大类型。主动安全技术的发展目标是帮助驾驶员预防事故发生，以及提升车辆自身避免事故的能力。被动安全技术主要是如安全带、安全气囊、车身钢架结构等在事故发生时保护驾驶员的缓冲、稳定、固定结构技术。紧急制动的高效性和可靠性一直是主动安全技术研究领域的重点之一。据对轿车安全性能的统计资料显示，道路交通事故中大多数优于汽车制动效能不佳或者制动时汽车失控导致的。特别是在潮湿、结冰、积雪路面上，80%的交通事故的发生于汽车制动时引起的侧滑失控有关。车辆的制动性能是衡量汽车安全性的一个重要指标，它是指的车辆有效停止、安全停驻、保持速度稳定的能力。在汽车工业发展早期，制动系统是一个开环系统，刹车力度的大小完全由驾驶员对踏板的踩踏力度决定，而无法根据实际情况进行合理调节。众所周知，在刹车时应当进行分步刹车，即“点刹”—一踩一松直至车辆停止，这样能够最大限度的提高刹车效率。但在紧急情况下，驾驶员会因为紧张情绪而始终紧踩刹车，这时由于开环系统没有反馈过程，车轮将因为刹车力过大而一直处于抱死的不转动状态，从而引发危险。根据车辆行驶测试实验，在刹车时，车轮抱死将导致对于路面附着力的利用不充分而使刹车距离大大延长，同时还会影响刹车过程中的操控稳定性。汽车防抱死制动系统（Anti-lockBrakingSystem，简称ABS）是一种主动汽车安全装置。ABS通过测量实时采集的数据分析车轮是否有抱死倾向，并基于此及时调整制动力使车轮在刹车过程中始终保持滚动摩擦状态，以机械装置和控制器自动实现“点刹”过程。1ABS相关概述1.1ABS基本结构及工作过程1.1.1ABS的基本结构不同的汽车制动系统会有差异，同样ABS也随车型的不同而不同，但是基本都是由轮速传感器、制动压力调节装置和电子控制单元等组成。在不同的ABS系统中，电子控制单元的内部结构和控制逻辑也不尽相同，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往也不同，图1是一个典型的ABS系统结构图。图1典型的ABS系统结构如图1所示的ABS系统结构图，四个车轮分别安装有一个轮速传感器，用来实时采集各车轮的转速信号，并发送给电子控制单元（ECU），ECU根据各轮轮速信号对该轮的运行状态进行判断，并发出相应的指令给制动压力调节装置，对该轮的制动压力进行调节。制动压力调节装置主要由调压电磁阀总成、储液器和电动泵总成等组成。它接收来自ECU的控制信号，驱动电磁阀动作以实现对压力的调节，是ABS系统中的执行机构。ECU是ABS系统的核心部件，是控制逻辑的载体，它接收来自速度传感器的速度信号，并经过信号处理电路的处理，由运算单元计算出滑移率，然后按照预设的滑移率、加速度及减速度门限值，得出增压、保压或减压的控制指令，并通过电磁阀输出控制指令。收来自ECU的控制信号，驱动电磁阀动作以实现对压力的调节，是ABS系统中的执行机构。ECU是ABS系统的核心部件，是控制逻辑的载体，它接收来自速度传感器的速度信号，并经过信号处理电路的处理，由运算单元计算出滑移率，然后按照预设的滑移率、加速度及减速度门限值，得出增压、保压或减压的控制指令，并通过电磁阀输出控制指令。1.1.2ABS的工作过程ABS的工作过程一般分为常规制动、制动保压、制动减压和制动增压等阶段。（1）常规制动阶段：制动时，车轮没有处于抱死滑移状态时属于常规制动阶段，此时ABS不参与制动压力的控制，调压电磁阀总成中各进液电磁阀均处于开启状态，出液电磁阀均处于关闭状态，制动总缸到各制动轮缸的制动管路均处于畅通状态，各制动轮缸的制动压力随着制动主缸制动压力的变化而变化。（2）制动保压阶段：制动过程中，ABS的ECU根据轮速传感器输入的信号判断车轮的运动状态，根据需要调整车轮制动压力。例如，当ECU检测到左前轮有抱死的趋势时，ECU就发出控制指令，给控制左前轮制动压力的电磁阀通电，使进液电磁阀转入关闭状态，让左前轮制动压力不再升高，此时左前出液电磁阀也处于关闭状态，左前制动轮缸中的制动液既不流出也不流入，左前轮的制动压力就保持一定值。（3）制动减压阶段：如果制动保压阶段，ECU仍检测到左前轮有抱死的趋势，则ECU发出控制指令，使左前轮出液电磁阀转入开启状态，则左前制动轮缸中的制动液会逐渐通过出液电磁阀流出，使左前轮制动力迅速减小，左前轮抱死趋势开始消除。（4）制动增压阶段：当ECU检测到左前轮抱死趋势完全消除时，ECU则发出控制指令，使左前轮进液电磁阀开启，出液电磁阀关闭，这样制动主缸输出的制动液逐渐进入左前制动轮缸，使左前制动轮缸的压力迅速增加，左前轮又开始减速转动。ABS使趋于抱死的车轮循环经历保压-减压-增压的过程，将车轮的滑移率控制在最佳滑移率附近，使车轮能够获得较大的地面制动力，直至车速减小到很低或制动主缸输出的制动压力不至于使车轮趋于抱死为止。1.2汽车ABS的基本原理ABS基本工作原理，一般是在基本制动系统的上装配电子控制单元、轮速传感器、压力调节装置和制动控制的电路等组成的。汽车在制动过程中，经轮速传感器监测获得车轮转速的正比交流信号，传递给电子控制器，计算单元得出车轮速度、车轮减速度、滑移率，并不停把信号传递到ECU。由ECU将这些信息逻辑判断与分析比较，控制单元分析以后，可获得车轮发生抱死的趋势，这时ECU产生控制信号。指令会传送给液压或气压调节器，根据指令进行控制电磁阀的大小，分别控制“保压”、“降压”、“升压”3个方式，来调整车轮制动压力，预防车轮制动抱死发生。（1）转速传感器的工作原理：根据电磁感应，在每一个车轮均设有一个轮速感器，通过车辆的磁感应强度变化，检测各个车轮的转速。（2）ABS制动压力调节装置的三个组成部件：电磁阀、低压储液器及泵电机。在一般液压制动系统上装配液压调节器组成ABS液压控制总成。常用的制动系统的液压装置组成有双腔式制动主缸、制动助力器、制动轮缸、储液室等。在常用的液压制动的部件外，ABS制动压力调节器还包括电动泵、电磁控制阀、主控制阀、储能器等组成。事实上，ABS控制是通过电磁控制阀体上的阀门，来达到改变分泵上的液压迅速增大或减小，而起到防止发生抱死制动的功能。1）电动泵，电动泵是个电动高压泵，在较短时间内将制动压力增加到15-18MPa，给整个压力系统提供高压制动液压动力。电动泵独立于ABS电控单元，汽车起动在1分钟内到达增压效果。2）储能器，储能器的结构形式各种各样，使用比较多就是活塞-弹簧式储能器。这种储能器布置在回油泵和电磁阀间，油压从轮缸送进储能器，压缩弹簧让储能器液压腔容积逐渐增大，来储存暂时制动液压。3）电磁控制阀，电磁控制阀是液压调节器的关键组成装置，ABS对液压的控制直接由它完成。在ABS制动系统中，一般有一至两个电磁阀体，每个阀体都有很多电磁控制阀，对前、后轮的制动液压进行控制。（3）ABS电控单元，是附加在液压制动系统上的辅助控制系统。ECU是车辆的计算机大脑，能够监控车速传感器和控制电磁阀。电子控制单元通常由微处理器和其他数字电路组成。首先分析轮速传感器的信息得到车速，然后根据传递信号得出轮胎与道路工况，再控制调节执行器分配每个车轮制动力，达到最佳效果。（4）ABS执行器，接收ECU传递的控制信号，调节制动的液压力变大或变小，也可以维持制动液压力恒定不变，保证最佳滑移率在10%-30%，获得良好的制动效果，以免车轮发生抱死现象。如图1所示为ABS工作原理图。图1ABS工作原理图2汽车ABS系统的故障检测2.1汽车ABS系统的故障检测方案如果汽车ABS防抱死系统不能有效满足性能方面的要求，那么会很容易导致一些故障的发生，我们必须在ABS防抱死系统即将发生故障之前，\对有可能发生故障的部位进行预防性维护，尽早发现有可能产生故障的部位，常见的检测方式如下：2.2.1直接检查当汽车ABS系统产生故障，或在性能检测过程中发现ABS系统运行不正常时，通常会使用最直接的目视检查方法进行初步检测，这种直观的检测方式步骤如下：首先对手动刹车进行检查，确定其是否被完全松开；对制动液储存情况进行检查，确认是否存在泄露情况，并确认制动液含量是否符合要求；检查ABS系统中所有的熔断丝及继电器是否完整，插接是否存在松动现象；检查ECY连接器中的插头和插座之间的连接是否存在松动现象；检查相应的零部件之间的连接是否牢固，导线之间的接触是否存在异常现象；检查ABS系统中ECY压力调节器等零件上搭建的铁线接触是否异常；检查蓄电池的电压是否处于正常状态2.2.2识别ABS故障代码一般来说，所有汽车ABS系统都自带故障诊断的功能，如果相应的检测控制器发现ABS系统中存在一定的故障，就会自动点亮ABS的警告灯，并停止ABS的运行，将运行自动恢复到原先的制动状态，与此同时，自动生成的故障信息代码会自动输入至储存器中，汽车检修人员可以通过对故障信息代码的识别来对故障的发生原因及发生部位进行初步的判断。汽车ABS系统在对故障信J息代码进行识别时，主要通过以下三种方式进行：一是利用汽车仪表板来显示故障代码；二是通过专业的诊断读取设备来对ABS的故障信息代码进行识别；三是利用连接自诊断启动电路对ABS系统的故障代码进行读取。2.2.3快速检查方式汽车ABS系统的快速检查方式是建立在汽车自行诊断的基础上进行的，它利用专业的检测仪器对构成ABS系统的电路和元件进行连续性检测，以此达到排除故障的目的。通过读取ABS系统故障代码的方式在一般情况下只能帮助检修燃油对于故障情况进行大概的了解，如果要想彻底了解故障具体情况，就必须采取专业的检测设备，在故障代码被读取之后，应利用专业仪器进行进一步探测，确定具体的故障发生部位及发生原因，这样才能更有效地进行维修。最常见的方法有以下儿种：一种是使用专业的汽车ABS系统诊断仪器进行检测。博世就是一种最常规的ABS系统测试仪器，它可以对ABS系统中所有电路参数进行检测；二是通过连接端子盒对汽车ABS系统进行检测。山于受到大多数汽车ABS防抱死系统中ECU的安装场所的影响，ECU线束插头通常很难靠近，再加上线束插头端子上没有做出任何标记，导致测试端子很难顺利进行，因此我们使用儿线端子盒进行测试；三是利用万用表对汽车ABS防抱死系统进行直接测试，在不具备以上两种检测条件的情况下，为了能够精确地查找到汽车ABS防抱死系统中故障发生原因及故障发生部位，能够使用万用表进行直接测试。但是这种检测方式相对于以上两种检测方式来说，检测速度较慢，而且对枢气于检修人员的要求较高，检修人员应对ABS系统中ECU各个端子的具体位置及名称都要熟悉，在条件成熟的情况下，一般不采用这种方式进行检测。2.2ABS系统检测注意事项1、关闭电源、系统卸压在进行拆卸作业之前，首先应对系统卸压，并切断ABS微机的电源，一般情况下应收好钥匙和保险，在维修工作未结束前不可通电。这是因为目前的ABS系统都采用了贮能器，其中的压力可高达百个大气压，拆卸前如不卸压，可能导致高压油喷出伤人。卸压时，关闭点火开关，反复踩制动踏板直到感觉不能助力为止，有的车型可能要踩三四十下，以便彻底排出系统内的液压力。2、注意传感器的保护卸压之后的拆卸作业与普通的制动系统维修保养差别不大，应注意传感器的安装位置，注意保护其不受损伤。不同车型和品牌的ABS系统，传感器的安装位置不相同。传感器齿圈一般压嵌在轮圈里，也有的装在差速器或变速箱里，或者方向节侧。由于制动盘磨薄需要更换，换盘时应注意新旧盘的区别。有的ABS齿圈装在制动盘上，与不带齿圈的翩动盘几乎无差别，换上未装齿圈的制动盘，那就等于把ABS换没了。3、各插接件的连接应可靠无误ABS的电气故障大多数并不是元件失效，而是连接不良或脏污所致，因而应特别注意各插接接头的连接要可靠无误。如故障代码提示传感器故障，应首先检查传感器的各个接点处是否良好，有无锈蚀。如发现锈迹，应予清理并敷防护油，重新接好再行测试。如传感器安装在变速箱中，润滑油中的铁屑被磁头吸附后也可能导致传感器故障，此时应清理磁头并更换润滑油。3汽车防抱死制动系统的维修方案关于轮速传感器的维修的对策。轮速传感器间隙大一般是由于车轮拆装不当造成、传感器夹紧力偏小或支架孔偏大造成、摩擦片碎屑挤压于传感器中造成。因此，相对应采取措施为：车轮拆装要小心，调整传感器夹紧力必要时更换夹持体，清理传感器中的摩擦片碎屑。传感器断线一般是由于传感器固定于凸轮轴上而过制动底板时未加保护等，那么可以改善传感器的固定方式并加以保护。关于电子控制元件的对策。ECU过压损坏一般是由于未切断ECU电源而外接电瓶充电等，可以更换ECU但是必须是在排除电压过高的前提下才可更换。ECU进水则是由于ECU安装不当造成，可以对ECU格式化处理或更换ECU。ECU警告灯回路损坏是由于反向过压过高或与地线固定偏松有关，可以更换ECU或与地线连接牢靠关于制动压力调节器的对策。执行器电磁阀线圈不良可以用欧姆表检测电磁阀线圈电阻，当电阻无穷大或过小时应当即更换。执行器中的阀有泄漏可以进行加电压试验，如果不能正常动作，需要更换执行器关于非系统故障的对策。对于ABS警告灯不亮可以进行电路系统和气路系统检查；对于高速制动严重跑偏可以将前桥左右电磁阀进行交换，若出现故障转移则需更换电磁阀；对于调整臂不能彻底回位可以改善制动器本身回位结语汽车防抱死系统对于汽车的安全行车作用很大，无论是