汽車ABS系統的結構與故障診斷分析

肖東平

深圳市東儀電子有限公司，廣東深圳 518104

隨著汽車電子控制技術的進一步發展，防抱死制動系統(ABS)的迅速發展和普及，大大提高了汽車行駛中的安全性。ABS 系統將車輪的加速度與滑移率這兩個參數結合起來進行防抱控制，有助于系統識別路面的附著狀況，提高系統的自適應控制能力和防抱控制效果。ABS 系統與普通的剎車系統的使用基本相同，在濕滑路面行駛時，尤其是對于缺乏駕駛經驗的駕駛人ABS 系統可以消除緊張情緒，提高安全感。

1 汽車ABS 系統的結構

ABS 系統是在傳統制動系統的基礎上，增加了一套防止車輪制動抱死的控制系統，實現防止車輪抱死和獲得最佳制動性能。現代典型的ABS 系統的基本組成主要包括車輪轉速傳感器（輪速傳感器）、電控單元(ECU)、執行器3 大部分。ABS的執行器主要是指制動壓力調節器。ABS 的3 大部分與汽車的傳統制動系統共同作用，一起來完成ABS 系統的防抱死制動功能。此外，ABS 系統中還設置有防抱死警告燈（ABS 警告燈）和制動警告燈等。目前車輛中裝備最為廣泛的ABS 系統是一種對兩前輪進行獨立控制、對兩后輪可按低選(或按高選)原則進行一同控制的3 通道、4 傳感器4 輪防抱死制動系統。

1.1 車輪轉速傳感器

車輪轉速傳感器的作用是車輪旋轉時，通過齒圈上的齒數檢測出與車輪轉速成一定比例的交流頻率信號(轉速變化轉為電壓變化)，以檢測車輪的速度，并將速度信號輸入ECU 中。目前一般采用電磁感應式車輪轉速傳感器。安裝轉速傳感器時，應保證其傳感頭與齒圈間留有很小的空氣間隙，通常只有0.5mm～1.0mm，多數轉速傳感器的空氣間隙是不可調的；另外，要求安裝牢固，以確保汽車在制動過程中的振動不會干擾或影響感應的信號。車輪轉速傳感器若發生故障，將無法準確檢測車輪速度，ABS 系統就不能正常工作。電磁感應式轉速傳感器結構簡單，成本低。缺點是車速過低時，其輸出的信號電壓的幅值過小，ECU 難以檢測，且輸出信號抗電磁波干擾的能力差。

1.2 執行器

ABS 的執行器主要由制動壓力調節器、ABS 警告燈組成。制動壓力調節器的作用是接收ECU 的指令，通過電磁閥的動作來自動調節車輪制動器的制動壓力。電磁閥的工作位置受ECU 提供電流大小的控制；而電磁閥處在不同的位置時，制動分泵中制動液的壓力也不相同。也就是ECU 通過改變提供給電磁閥電流的大小，來控制分泵中制動液的壓力。另外，裝有ABS 的車輛，在儀表板上都設有一個ABS 警告燈。當ECU檢測到系統出現故障時，它就會控制該燈閃爍，向駕駛員報警，并停止部分或全部的ABS 功能。

1.3 電控單元

ECU 是ABS 的控制核心，其作用是接收各車輪轉速傳感器及其他傳感器的輸入信號，并對這些信號進行比較、分析、放大和判別處理，然后通過精確的計算，得出制動時的車輪速度與加速度、參考車速及參考滑移率等，以判斷車輪的運動狀態，并按照特定的控制邏輯發出控制指令，對ABS 系統的執行器進行控制，以使汽車獲得最佳的制動效果。此外，ECU還對系統的工作狀態進行檢測和監控，以免因系統故障造成控制出錯，并具有故障自診斷功能。

2 汽車ABS 系統的故障診斷

當維修ABS 時，要遵照車輛制造廠家規定，根據維修手冊所列出的規定次序進行操作。通常，ABS 的檢測與維修需要進行3～5 個不同類型的測試，即：初步檢查、ABS 控制模塊測試(故障碼讀取)、故障指示燈檢修和單一的故障碼或部件檢修。

當ABS 系統出現明顯不工作的故障時，可以使用直覺先進行初步檢查，如果初步檢查沒有不能判斷故障的原因，就可轉入使用故障自診斷方法。ABS 系統一般都具有故障自診斷功能，ECU 工作時能對自身和系統中的有關電器元件進行測試。電控單元能對自身的工作進行監控。由于電控單元中有兩個微處理器，它們同時接收，從而對電控單元本身進行校準，如果不能同步，就說明電控單元本身有問題，它會自動停止防抱死制動過程，而讓普通制動系統照常工作。此時，修理人員必須對ABS(包括電控單元)進行檢查，以及時找出故障原因。下面以福特車系列的ABS 為例說明故障的讀取與分析，首先這種具有32 腳電子控制單元(ECU)的ABS 有一自診斷插接器，將專用掃描儀Star 或等效設備與其連接，按規定操作就可讀出故障碼。所有的故障碼全部讀完后，要關掉點火開關和掃描儀上的電源，拔下掃描儀，再進行故障排除，然后駕駛汽車以40 km/h 以上的速度行駛，ABS 電子控制單元(ECU)確認完全修復正常后會自動消除存儲器中的故障碼。當停車重新檢驗時，Star 掃描儀應顯示“：00”，ABS 故障指示燈和制動故障指示燈不應亮；否則，說明故障沒有完全排除，還會讀出故障碼。此時可繼續修理，并重復行車、讀取的過程，直到顯示“：00”，故障全部排除為止。

在汽車正常使用過程中，一旦發現顯示ASB 制動指示燈亮了，應及時檢查，找出故障的原因并及時排除故障。在一般情況下，故障自診斷與快速檢查法能夠發現絕大多數的故障問題。快速檢查法是一種比較便捷的故障診斷方法，這個方法是把ABS 系統常見的可能的故障代碼都存儲在一起，診斷過程中當讀取故障代碼時，就可以采用類似查字典的方法立刻查到該故障代碼所指示的診斷信息。

隨著信息化技術的快速發展，可以預見今后汽車ASB 系統將更加智能化，ASB 系統的故障診斷與排除也將越來越便捷。

[1]劉啟文.汽車ABS系統發展概況及其市場展望[J].微型轎車，1996(1).

[2]李強.汽車ABS系統的重要性及工作原理[J].拖拉機與農用運輸車，2007(1).

[3]丁潔.汽車防抱剎車制動系統的研究[J].寧夏機械，2002(2).