汽车ABS系统简介

防抱死制动系统与驱动防滑控制•本章主要内容：防抱死制动系统概述ABS的结构与工作原理ABS的使用与维修防抱死制动系统概述•汽车防抱死制动系统即AntilockBrakingSystem（ABS）。•随着汽车技术的迅速发展，安全性能越来越受到人们的重视，制动系统作为主要主动安全件更是备受关注。当汽车制动前轮抱死时，汽车会失去转向能力，后轮抱死时会造成汽车急转甩尾。制动防抱死系统就是在制动过程中防止车轮被制动抱死，提高制动减速度、缩短制动距离，能有效地提高汽车的方向稳定性和转向操纵能力，保证汽车的行驶安全。制动防抱死系统对汽车性能的影响主要表现在减少制动距离、保持转向操纵能力、提高行驶方向稳定性以及减少轮胎的磨损方面。ABS无ABS制动有ABS制动•遇到紧急状况，驾驶员只要尽可能地用力踩下刹车踏板即可，其他的事情交给ABS来处理，因此驾驶者可此专心地处理紧急状况。制动无ABS有ABS行驶方向障碍物一、ABS系统的优点•以提高汽车行驶性能为目的而开发的各种ABS装置，其原理是充分利用轮胎和地面的附着系数，主要采用控制制动液压压力的方法，给各车轮施加最合适的制动力。•优点：–缩短制动距离–增加了汽车制动时的稳定性–改善了轮胎的磨损状况–使用方便，工作可靠二、ABS的控制及布置形式控制通道：ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路。如果对两个(或两个以上)车轮的制动压力同时进行调节，则称这种控制方式为同时控制。在两个车轮的制动压力进行同时控制时，如果以不易抱死的车轮（附着力较大的车轮）不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为高选择方式控制；如果以易抱死的车轮（附着力较小的车轮）不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为低选择方式控制。按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式。目前汽车上三通道ABS系统使用较多。车轮转速传感器控制通道四传感器四通道／四轮独立控制三通道四传感器双通道／前轮独立控制四传感器三通道／前轮独立，后轮低选择控制三传感器三通道／前轮独立，后轮低选择控制三、ABS的工作过程在制动时，车轮转速传感器测量车轮的速度，如果一个车轮有抱死的可能时，车轮减速度增加很快，车轮开始滑转。如果该减速度超过设定的值，控制器就会发出指令，让电磁阀停止或减少车轮的制动压力，直到抱死的可能消失为止。为防止车轮制动力不足，必须再次增加制动压力。在自动制动控制过程中，必须连续测量车轮运动是否稳定，应通过调节制动压力（加压、减压和保压）使车轮保持在制动力最大的滑转范围内。ABS的结构与工作原理•ABS系统通常由车轮速度传感器、液压控制单元（液压调节器、制动压力调节器）和电控单元ECU等组成。车轮转速传感器液压控制器电控单元ECU制动踏板指示灯制动器双腔制动主缸后桥一、车轮转速传感器•【别名】轮速传感器、转速传感器•【作用】检测车轮的转速，送给ECU决定是否开始进行防抱死制动。•【安装位置】车轮上。•【结构】由传感器头和齿圈组成。按传感器头的外形分凿式极轴车速传感器头、柱式极轴车速传感器头和菱形极轴车速传感器头。前轮安装位置后轮安装位置制动盘传感器齿圈支架传感器凿式极轴柱式极轴电缆永磁体外壳感应线圈极轴齿圈车速传感器头剖视图车速传感器工作原理转子感应线圈永久磁铁车轮转速传感器二、制动压力调节器•【作用】接受ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的调节。现代轿车常用液压式制动压力调节器。–循环式制动压力调节器：电磁阀直接控制制动压力。–可变容积式制动压力调节器：电磁阀间接控制制动压力。1、循环式制动压力调节器制动轮缸电磁阀回油泵储能器制动主缸•回油泵：电磁阀在减压时，从制动轮缸流出的制动液经储能器由回油泵泵回制动主缸。•储能器：电磁阀在减压时，从轮缸流出的制动液由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回主缸。循环式制动压力调节器基本结构3位3通电磁阀基本结构及简化图在制动主缸和制动轮缸之间串连一个电磁阀，由电磁阀的通断来控制油路的压力。电磁阀有3/3、2/2等多种类型。电磁阀由ECU控制，实现升压、保压、减压三种状态。固定铁芯线圈2A电流5A电流通轮缸通储能器通主缸柱塞升压保压减压主缸轮缸储能器循环式制动压力调节器工作原理：升压（常规制动）主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵电磁阀不通电，ABS不工作，回油泵也不工作，进入常规制动阶段。循环式制动压力调节器工作原理：保压主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵电磁阀通较小的电流，电磁阀处于保压位置，ABS工作。循环式制动压力调节器工作原理：减压主缸踏板液压部件线圈储液器ECU传感器轮缸电磁阀回油泵电磁阀通较大的电流，电磁阀处于减压位置，ABS工作。2、可变容积式制动压力调节器在汽车原有制动系统基础上增加一套液压控制装置。制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。常规制动：电磁阀无电流，柱塞左移，控制活塞在弹簧作用下左移顶开单向阀，常规制动油路接通。ABS不工作。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器泵传感器轮缸ECU储能器减压：电磁阀通入一大电流，柱塞右移，控制活塞在压力油作用下右移，单向阀关闭，常规制动油路切断。同时由于控制活塞的右移，使轮缸侧容积增大，制动压力减小。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器泵传感器轮缸ECU储能器保压：电磁阀通入较小电流，柱塞右移将所有油路相互隔开，控制活塞保持在某一位置，轮缸侧的容积不发生变化，制动压力保持一定。主缸踏板液压部件控制活塞单向阀柱塞电磁阀线圈储液器泵传感器轮缸ECU储能器三、电子控制器（ECU）•【作用】接受传感器信息计算车轮转速、加减速度、车轮滑移率，并判断车轮是否有抱死趋势，然后向制动压力调节器发出制动压力控制指令，由制动压力调节器执行压力调节的任务。•【组成】输入级电路：将传感器输入的信号整形放大后输入运算电路。运算电路：进行车轮转速、车轮加减速度、滑移率等控制参数的计算，以及电磁阀的开启和监控运算。输出级电路（电磁阀控制电路）：接受运算电路的控制信号，对电磁阀的动作进行控制。安全保护电路：将电源电压稳压成5V标准电压，并对故障信号进行监控。当出现故障时，停止ABS的工作，转入常规制动状态，同时点亮仪表板上的警告灯。四传感器四通道ECU的内部结构（信号输出）轮速传感器FLRRFRRL（信号输出）轮速传感器输入增幅电路外部通信线路电动机监控线路制动开关线路阀继电器监控线路电源输入输出电路运算电路运算电路稳压电源故障存储等电磁阀控制电路电磁阀控制电路左前电磁阀FL右后电磁阀RR左后电磁阀RL右前电磁阀FR警告灯阀继电器电动机继电器继电器电源ABS的使用与检修•1、装备ABS的汽车易出现的一些特殊现象–发动机起动时，踏下制动踏板会弹起；而发动机熄火时，制动踏板会下沉。–制动时转方向盘，会感到方向盘有轻微的振动。–制动时，会感到制动踏板有轻微下沉，或轻微振动。–高速行驶急转弯时，或冰雪路面上行驶时，有时会出现制动警告灯亮起的现象。–制动时，ABS继电器不断地动作，这是ABS起作用的正常现象。–制动后期，会有车轮被抱死，在地面上留下拖滑的印痕。这是因为在车速小于7～10km/h时，ABS不起作用。此时的印痕很淡，与普通制动时留的长而深的印痕不同。2、检修ABS时应注意的事项•ABS故障一般有几种情况，一是紧急制动时，车轮被抱死；二是制动效果不良；三是警告灯亮；四是ABS出现不正常情况。检修时注意：–首先对ABS外观进行检查。–区分是ABS机械部分（制动器、制动总泵、制动管路等）不良还是ABS电子控制部分的故障。方法：拔下ABS控制线束，让汽车以普通制动方式制动，如果故障消失，为电子控制部分故障；否则说明机械部分有故障。–ABS电子控制部分故障多为线束插接器或导线松脱、车速传感器不良等。制动压力调节器的故障相对较少。–在检修制动压力调节器、制动分泵、储压器、后轮比例分配阀、电动油泵、制动液管路、压力警告和控制开关时需泄压。–泄压方法：关闭点火开关，反复踩制动踏板20次以上，直到感觉到踩制动踏板力明显增加为止。3、ABS故障自诊断ABS的自检–点火开关接通，ABSECU立即对其外部电路进行检查。这时制动警告灯亮，3S后熄灭。若制动警告灯一直亮或不亮说明ABS电路有故障。–对制动压力调节器的检查是通过控制阀的开关循环来实现。–发动机起动后，车速第一次达60km/h，ABS系统完成自检。–自检过程中若有异常，则停止使用ABS，储存故障码并点亮故障警告灯。两个制动警告灯–ABS灯：黄色，标记为ABS或ANTILOCK。–制动灯：红色，标记为BREAK，由制动液压力开关和液面开关及手制动器开关控制。–若制动灯亮，可能制动液不足、储液器制动压力过低、或手制动器开关问题，此时ABS和普通制动系统均不能正常工作。–若ABS灯亮，说明ABS系统有故障，此时无ABS功能，但常规制动系统仍有效。MK20－I型ABS故障码的调取和清除–使用故障阅读器VAG1551或VAG1552进行。–在数据传输模式下输入03选择ABS电子制动系统。–02功能为读故障码，05功能为清除故障码。丰田车系ABS故障码的调取和清除–分开维修连接器插头或拔出WA与WB之间的短接销。–KEYON，短接诊断座的TC与E1端子。–ABS故障灯即闪烁故障码。–在KEYON时将制动踏板在3S内踩8次，即可清除故障码。–拆下TC与E1的短接线，插上维修连接器插头或WA、WB之间的短接销。–车速传感器信号故障码的诊断：分开维修连接器插头或拔出WA与WB之间的短接销。KEYON，短接诊断座的TS与E1端子。起动发动机，路试，车速达90km/h以上，停车。短接诊断座的TC与E1端子，此时ABS故障灯闪烁车速传感器的故障。4、ABS故障的一般检查方法车速传感器•可能故障：感应线圈短路、断路或接触不良；齿圈上有缺损或脏污；传感器头安装松动或磁极与齿圈之间有脏物。•检查：检查有无松动，导线或插接器有无松脱；检查感应线圈电阻，应在规定范围内；检查输出电压。转动时应有电压，且转速升高，电压也升高；示波器检查信号电压波形。应为正弦电压波形。ECU的检查制动压力调节器的检查ABS控制继电器的检查5、制动系统的放气ABS系统中如果有空气，会严重干扰制动压力的调节，而使ABS功能丧失。很多装有ABS的车辆，可使用助力放气器等专用设备或手动放气方法将液压管道中的空气放出。对液压调节器中的空气一般要用专用仪器按照特殊的规程将空气放出，例如，有的需用扫描仪顺序使液压调节器中的电磁阀通电工作，以排出空气。