大眾波羅轎車ABS系統工作原理及故障排除

唐綺萍

（廣州市交通技師學院， 廣東 廣州 510623）

ABS系統的功用是保證汽車在緊急制動時， 能根據車輪的轉速， 自動控制和調節車輪制動力， 使汽車制動時的滑移率始終保持在15%～25%之間， 即車輪邊滾動邊滑動的狀態， 以防汽車出現側滑、 跑偏或失去轉向能力， 從而獲得最佳制動性能， 減少交通事故。

ABS系統在使用中體現了制動時的穩定性、 安全性和轉向操控性， 現代汽車已廣泛采用這一新技術。 所以， ABS系統故障的診斷與排除技術是我們技師學院教師必須掌握的技能之一。

1 故障現象

一輛國產上海大眾波羅 （POLO勁情） 轎車，車型為SVW7144DRI， 已行駛里程20萬公里。 行駛中制動至停定， 踏板有踩不下去之感且有較強烈的震動， 同時ABS故障報警燈常亮 （正常情況下， 接通點火開關， ABS故障報警燈亮， 表明該車有ABS系統； 著車2s左右， 該燈熄滅， 則系統無故障； 若燈常亮， 則為ABS系統有故障）， 車輛在緊急制動的情況下， 4個車輪全部抱死， ABS系統不起作用。

由于此車具有ABS自診斷功能， 于是采用KT-600故障診斷儀對該車制動防抱死裝置進行故障診斷檢測， 發現有多個故障碼存在， 但用儀器清除后再次測試， 就發現只有 “右后車輪輪速傳感器” 的故障信息。

2 ABS系統的工作原理

現代ABS系統盡管采用的控制方式、 方法以及結構各不相同， 但除原有的傳統常規制動裝置外，一般ABS都是由傳感器、 電控單元ECU、 執行器三大部分組成。 其中傳感器主要是指車輪輪速傳感器（每車輪有1個）， 執行器主要是指制動壓力調節器。如圖1所示。

4個車輪輪速傳感器是ABS系統必需的傳感器，用以檢測車輪的運動狀態， 將車輪轉速變換為電信號送到電控單元ECU。 ECU對輪速傳感器等輸入的信號進行處理， 并輸出控制指令控制制動壓力調節器等執行元件工作。 制動壓力調節器是ABS中的主要執行器， 其接受ECU的指令， 驅動調節器中的電磁閥動作， 調節制動系的壓力， 使之增大、 保持或減小，實現制動系壓力的自動調節， 防止車輪的抱死。

制動過程中， ABS的ECU不斷地從傳感器中獲取車輪速度信號， 并加以運算處理， 分析是否有車輪即將抱死拖滑。 如果沒有車輪即將抱死拖滑， 制動壓力調節器不動作， 制動總泵和各制動分泵相通， 制動分泵中的壓力繼續增大， 即ABS制動過程中的增壓狀態； 如果ECU判斷出某個車輪即將抱死拖滑， 立即向制動壓力調節器發出命令， 關閉制動總泵與制動分泵的通道， 使其制動分泵的壓力不再增大， 即ABS制動過程中的保持壓力狀態； 若ECU判斷出車輪仍趨于抱死拖滑狀態， 則立即向制動壓力調節器發出命令， 打開制動分泵與儲能器或儲液器的通道， 使其制動分泵中的油壓降低， 即ABS制動過程中的減壓狀態。

在制動過程中， 制動分泵的油壓有升壓→保壓→降壓→升壓循環的過程， 轉動的車輪有制動→滑移→制動→滑移的過程 （頻率為約10～20次/s）。將車輪的滑移率始終保持在15%～25%之間， 以獲得最好的制動效果。

ABS系統又是一種輔助制動系統， 如果車輪沒有抱死趨勢， ABS將不參與制動壓力控制， 此時制動過程與常規制動系統相同。 如果ABS系統出現故障， 電子控制單元將不再對液壓單元進行控制， 并將儀表板上的ABS故障報警燈點亮， 向駕駛員發出報警信號。 此時ABS不起作用， 制動過程將與沒有ABS的常規制動系統的工作相同。 ABS控制系統的原理框圖如圖2所示。

3 故障原因分析

由ABS系統的工作原理分析可知， ABS系統可能出現的故障有： 緊急制動時， 車輪被抱死； 在駕駛過程中， 或者放開手制動器時， ABS故障指示燈點亮； 制動效果不佳， 或ABS操作不正常等。

而造成該車右后輪的輪速傳感器及其電路故障的原因可能出現在以下幾方面： ①連接傳感器的線束、 插頭松動， 或連接線路短路； ②右后輪的輪速傳感器安裝位置不正確； ③傳感器齒圈受損、 太臟或堵塞； ④右后輪的輪速傳感器損壞或有污物堆積； ⑤液壓控制單元故障等。

在ABS系統工作過程中， 會出現一些與傳統經驗相背離的特殊現象， 有些是ABS系統的正常反應，而不是故障現象， 應加以區別， 例如： ①發動機起動時， 踏下制動踏板會彈起， 而發動機熄火時， 制動踏板會下沉， 這些都是正常現象； ②制動時轉轉向盤， 會感到轉向盤有輕微的振動； ③制動時， 會感到制動踏板有輕微下沉， 或輕微振動； ④高速行駛急轉彎時， 或冰雪路面上行駛時， 有時會出現制動報警燈亮起的現象； ⑤制動時， ABS繼電器不斷動作， 這是ABS起作用的正常現象； ⑥制動后期，會有車輪被抱死， 在地面上留下拖滑的印痕， 這是因為在車速小于約10 km/h時， ABS不起作用， 此時的印痕很淡， 與普通制動時留的長而深的印痕不同。

4 故障檢查與排除

根據以上原因， 針對ABS系統故障， 車輪制動抱死拖滑的問題， 我反復查閱、 研究相關維修資料， 并虛心請教有經驗的師傅， 對故障原因進行篩選排解， 逐項拆檢分析。

首先對ABS外觀進行檢查， 本著先簡單后復雜、先外部后內部的原則。 由于該車曾檢修過車輪部分， 故重新檢查傳統機械制動系統及對其車輪相關的線束、 傳感器、 插頭有無松脫、 制動油路、 泵及閥等有無漏損、 蓄電池是否電壓過低等進行細致檢查， 發現輪速傳感器傳感頭有銹蝕現象。 去除銹蝕后再用儀表檢查： 檢查感應線圈電阻， 用萬用表測得其值約為1.07 kΩ，在規定范圍內 （電阻值一般為650 Ω～1.3kΩ）；檢查輸出電壓， 轉動時應有電壓， 且轉速升高， 電壓也升高；示波器檢查信號電壓波形， 應為正弦電壓波形 (圖3)。 其值均為正常， 可判定輪速傳感器是良好的。

據車主反映此車前期入廠更換了車輪軸承和制動皮， 故懷疑故障為傳感器安裝不當所致。 圖4是極軸傳感頭實物圖。 于是仔細檢查安裝位置， 發現右后輪轉速傳感器安裝不到位， 極軸傳感頭與齒圈端面的間隙過大 （正常1～2 mm， 實測為3 mm）， 齒圈的輪齒間有多處污垢。 清潔后重新安裝， 對照左后輪的位置定好位并固定。 完成后用KT－600故障診斷儀檢測， 先將原先保存的故障信息清除后再次測試， 結果故障信息消失， 也未發現有新的故障信息， 然后開車路試， 故障排除。

輪速傳感器是一個利用磁通量變化而感應電壓的非接觸式元件 （圖5）。 從上述故障可看出， 由于傳感器過臟引起觸發信號不能正確傳遞給ABS ECU， 從而使ECU記錄了故障。 它與安裝在輪轂上的齒圈端面間隙大小， 會直接影響到傳感器信號輸出的強弱， 當信號減弱到超出ECU檢測規定范圍時， ABS ECU則視為有故障。

5 結束語

通過以上的故障分析、 診斷與排除， 可知造成這一故障的主要原因是右后輪的輪速傳感器安裝不到位， 極軸傳感頭與齒圈端面的間隙過大， 且齒圈上有泥垢， 傳感頭有銹蝕， 造成輪速傳感器的信號過弱， 使ECU無法識別而關閉ABS系統。

分析ABS系統的故障， 首先要區分是ABS機械部分 （制動器、 制動總泵、 制動管路等） 不良還是ABS電子控制部分的故障 （方法： 拔下ABS控制線束， 讓汽車以普通制動方式制動， 如果故障消失，為電子控制部分故障； 否則說明機械部分有故障）。而ABS電子控制部分故障多為線束插接器、 輪速傳感器及其接頭等， 制動壓力調節器的故障相對較少。 因為傳感器的工作環境非常惡劣， 作為脈沖發生器的齒圈積滿污泥、 傳感器安裝位置變形、 線束破損或松脫等， 是造成故障的主要原因。 因此， 在日常的檢修保養中， 我們應注意這些部位的清潔維護， 以免造成不必要的損失。

［1］ 陳志恒， 胡 寧. 汽車電控技術[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008.

［2］ 解福泉. 汽車典型電控系統構造與維修[M]. 北京： 人民交通出版社， 2005.

［3］ 戴胡斌. 上海大眾波羅轎車維修手冊[M]. 北京： 機械工業出版社， 2003.