汽車ABS系統報警指示燈電路設計及故障分析

石錦蕓

摘要：制動防抱死系統是汽車上關乎汽車安全運行的非常重要的控制系統，ABS系統工作狀態是通過設置在儀表盤上的ABS系統報警燈來顯示。本文研究ABS系統故障報警燈的控制電路設計方法，并闡述了檢測ABS系統故障報警燈電路故障的思路。

關鍵詞：ABS報警燈;電路設計;故障分析

1 ?ABS故障自診斷系統的功能簡介

汽車上一般裝有微處理器控制單元的控制系統都具有故障自診斷系統。故障自診斷功能包括：可以對汽車控制系統各部件工作狀態進行自動檢查和監測，當控制系統的部件或電路出現故障時，會在控制器的存儲器中存儲故障代碼，并且通過點亮設置在儀表板上的故障報警燈來向車主報警。

制動防抱死系統（antilock brake system）簡稱ABS，其作用就是在汽車制動時，自動控制制動器制動力的大小，使車輪不被抱死，處于邊滾邊滑（滑移率在20%左右）的狀態，以保證車輪與地面的附著力在最大值。

ABS系統也具有自診斷功能，能夠對系統的工作情況進行監測，一旦發現ABS系統部件及其電路存在故障時將自動地關閉ABS，并將ABS警示燈點亮，向駕駛員發出警示信號。正常的ABS系統的工作狀態顯示是：點火開關在ON位置時，ABS報警燈應點亮2-3秒然后熄滅。

點火開關轉到ON的位置，如果ABS警告燈點亮，應盡快檢修制動防抱死系統以恢復防抱死制動系統的功能;ABS警告燈不亮時，請盡快檢測該燈泡及其電路。在診斷過程中必須掌握ABS故障燈的電路構成及工作原理才能準確判斷故障點，提高診斷效率。

2 ?ABS系統控制器的控制電路構成

電子控制器（ECU）是ABS的“大腦”，其作用是接收來自于車速傳感器和其他傳感器的信號計算出車輪轉速、車輪的加、減速度、車輪滑移率，并對這些信號進行分析后，以判斷車輪是否有抱死趨勢，然后向制動壓力調節器發出制動壓力控制指令。控制壓力調節器去執行壓力調節的任務。ABS ECU其內部一般由以下幾個基本電路組成。

2.1 輸入級電路

輸入級電路主要由一個低通濾波器和用以抑制干擾并放大輪速信號的輸入放大器組成，其功用是將車速傳感器輸入的正弦交流信號轉換成脈沖方波，整形放大后輸入運算電路。放大單元的個數與車速傳感器的數量是一致的。

2.2 放大電路

其作用主要是進行車輪轉速、車輪加速度、車輪減速度、滑移率等控制參數的計算，以及電磁閥的開啟控制運算和監控運算。運算過程是接收由輸入放大單元傳來的車速傳感器脈沖方波信號，并計算出車輪的瞬時線速度，然后對瞬時線速度積分即計算出初始速度，把初速度與瞬時線速度進行比較運算，即可得到車輪加、減速度和滑移率。最后根據設定的控制方式，計算并產生相應的車輪加、減速度門限控制信號及滑移率門限控制信號，對電磁閥控制單元輸出減壓、保壓或增壓控制信號。

2.3 電磁閥電路

其作用是接收來自運算電路單元的減壓、保壓或增壓控制信號，并據此對電磁閥的動作進行控制。

2.4 安全保護電路

安全保護電路的功用是，首先將汽車電源（蓄電池、發電機）提供的12V或14V的電壓變為ECU內部所需的5V標準穩定電壓，同時還對電源電路的電壓是否穩定在規定的范圍內進行監控。還將對車速傳感器輸入放大電路、ECU和輸出級電路的故障信號進行監控，控制繼動電機和繼動閥門。當出現故障信號時，關閉繼動閥門，停止ABS工作，轉入常規制動狀態。同時點亮儀表板上的報警燈，提示駕駛員ABS出現故障，并將故障信息以故障碼的形式存儲在內存中，以供診斷時調取。

3 ?ABS警告燈電路設計及分析

ABS警告燈電路實際是由兩個部分組成，一是ABSECU內部電路，二是外部電路。本文只討論外部電路。

3.1 ABS報警燈電路直接由ABS控制器控制

該報警燈外部電路包括蓄電池、保險絲、指示燈及點火開關。電路為：蓄電池正極→保險絲→點火開關→ABS報警燈→控制單元控制器內部三極管集電極→射極→控制器內部接地。該電路由ABS的控制單元直接控制，其控制原理為：點火開關接通后，在控制單元內部，控制器內的輸入電路對傳感器及其電路、電磁閥電路對電磁閥及其電路、安全保護電路對電源及放大電路、輸出級電路進行檢測，根據檢測結果控制報警燈的回路，即由控制單元內三極管控制其內部搭鐵，從而點亮警告燈。控制內容及方式是：當點火開關打開，控制器對ABS系統進行自檢，系統部件或電路沒有故障時，控制器會接通該電路中三極管2-3秒時間，然后斷開三極管電路，所以故障燈亮2-3秒然后熄滅;若ABS系統部件或電路有故障，控制器會一直接通三極管，則持續接通此電路，所以ABS系統故障燈持續亮。

這類控制電路的基本特征是電路的一端（通常是接地端）是被控制器控制。

3.2 ABS報警燈電路通過儀表控制器控制

這種ABS報警指示燈外部電路設計見圖1所示，以帕薩特轎車為例，電路的組成部分包括電源（圖中30代表）、保險絲、ABS報警指示燈、點火開關（圖中15代表）、儀表系統的控制單元J218、ABS系統控制控器J104組成。

ABS報警指示燈電路由儀表系統的控制單元J218內三極管直接控制，但其控制依據是由ABS的控制器給出。圖中儀表系統的控制單元J218的19號腳與ABS系統控制控器J104的16號腳連接，是信號控制線。

ABS系統的自診斷功能原理是：點火開關接通后，在ABS控制單元內部，控制器內的輸入電路對傳感器及其電路、電磁閥電路對電磁閥及其電路、安全保護電路對電源及放大電路、輸出級電路進行檢測，檢測結果通過ABS系統控制控器J104的16號腳的電壓狀態來說明。且該信號通過ABS控制單元與儀表控制單元之間的連接線傳遞至儀表的控制單元，做為控制ABS報警燈的依據。

ABS故障報警燈電路控制原理：當點火開關接通后，蓄電池正極（30）→點火開關（15）→保險絲→儀表盤上ABS指示燈→儀表控制器中的三極管的集電極→射極→控制器內部接地。當點火開關接通，ABS系統自檢開始，系統沒有故障時，ABS控制單元會通過觸發ABS控制單元接腳16號腳一個12V的電壓2-3秒，然后16號腳一直為0V的電壓，儀表的控制單元接受到該信號則接通功率三極管，使ABS指示燈亮2-3秒然后熄滅;若ABS系統有故障時，ABS控制單元會通過觸發ABS控制單元接腳16號腳持續有一個12V的電壓，所以儀表的控制單元接受到該信號則接通功率三極管，使ABS指示燈持續點亮。 當儀表控制器與ABS控制器之間的連接線路斷路后，儀表控制器接收不到0v的電壓，會自動觸發有12V的電壓，此時故障指示燈也會點亮，但不表明ABS系統本身有故障，此時讀取不到故障代碼。

由以上分析可見，報警燈電路本身還是要由三極管來控制，但該電路的控制是由儀表系統的控制單元J218來控制，控制依據由ABS控制單元給出，由儀表系統控制單元J218的19號腳與ABS系統控制控器J104的16號腳之間的信號控制線傳遞控制信息。

4 ?ABS故障指示燈電路故障診斷

當點火開關接通時ABS故障報警燈若不亮，說明該電路斷路，要及時檢查排除故障，保證ABS系統正常工作。因電路構成不同，電路故障診斷思路及診斷流程也不相同。

4.1 ABS報警燈電路直接由ABS控制器控制電路的診斷

因該電路構成只是一條簡單的控制電路，所以當點火開關接通后，故障指示燈不亮，則斷路故障只需檢查兩個部分：一是電路中的器件;二是電路檢查只需要檢查外部電路的斷路點，即需要檢查電源與控制器之間所有部件及其連接電路的斷路點：電源與保險絲、保險絲與開關、開關與燈、燈與控制器之間的連接線路。

4.2 ABS報警燈電路通過儀表控制器控制電路的故障診斷

因圖1所示的電路構成相對較復雜，多了兩個控制器之間的控制信號連接線路，所以當點火開關接通后，故障指示燈不亮，原因除了電源到儀表控制器之間的部件及其線路之外還有儀表控制器與ABS控制器之間的信號控制線及其連接端子是否連接正常，該故障范圍擴大了，檢查故障的思路就發生了改變。

當點火開關接通后，故障指示燈不亮，則斷路故障需檢查三個部分：一是電路中的器件;二是電路檢查要檢查外部電路的斷路點，即需要檢查電源與控制器之間所有部件及其連接電路的斷路點：電源與保險絲、保險絲與開關、開關與燈、燈與控制器之間的連接線路;三是要檢查儀表控制器與ABS控制器之間的信號控制線及其連接端子是否連接正常。

參考文獻：

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