制動防抱死系統(tǒng)(ABS)指示燈常亮診斷課件

1、浙江汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計）論文制動防抱死系統(tǒng)（ABS）故障檢測工藝設(shè)計*指導(dǎo)教師：*【摘 要】本文為畢業(yè)設(shè)計說明書，內(nèi)容主題是關(guān)于ABS制動防抱死系統(tǒng)故障診斷。按畢業(yè)設(shè)計要求，簡單敘述汽車制動防抱死系統(tǒng)的現(xiàn)狀和意義，著重論述其組成、結(jié)構(gòu)和工作原理以及故障診斷。【關(guān)鍵詞】ABS制動防抱死系統(tǒng)、輪速傳感器、ABS電子控制單元（ECU）、ABS制動壓力調(diào)節(jié)器。1. 制動防抱死系統(tǒng)的現(xiàn)狀及意義近年來由于汽車消費(fèi)者對安全的日益重視，大部分的車都已將ABS列為標(biāo)準(zhǔn)配備。如果沒有ABS，緊急制動通常會造成輪胎抱死，這時，滾動摩擦變成滑動摩擦，制動力大大下降。而且如果前輪抱死，車輛就失去了轉(zhuǎn)向能力；如果

2、后輪先抱死，車輛容易產(chǎn)生側(cè)滑，使行車方向變得無法控制。所以，ABS系統(tǒng)通過電子或機(jī)械的控制，以非常快的速度精密的控制制動液壓力的收放，來達(dá)到防止車輪抱死，確保輪胎的最大制動力以及制動過程中的轉(zhuǎn)向能力，使車輛在緊急制動時也具有躲避障礙的能力。 隨著世界汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，安全性日益成為人們選購汽車的重要依據(jù)。目前廣泛采用的防抱制動系統(tǒng)（ABS）使人們對安全性要求得以充分的滿足。國外汽車ABS技術(shù)已經(jīng)基本成熟，我國在這方面的研究才剛剛起步，因此加強(qiáng)ABS技術(shù)的研究有重要意義。ABS對汽車性能的影響主要表現(xiàn)在減少制動距離、保持轉(zhuǎn)向操縱能力、提高行駛方向穩(wěn)定性以及減少輪胎的磨損方面。傳統(tǒng)的基于車輪加、

3、減速度門限值和基于車輪滑移率的控制策略在解決汽車制動時的變工況和非線性的情況方面有所欠缺。而且ABS具有加強(qiáng)對車輛的控制；減少浮滑現(xiàn)象；有效縮短制動距離；減輕了輪胎的磨損等優(yōu)點(diǎn)。2 奧迪A6ABS制動防抱死系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及工作原理21 ABS系統(tǒng)組成及工作原理ABS通常都由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置、電子控制裝置和ABS警示燈等組成。如圖2-1所示。1.前輪速傳感器 2.制動壓力調(diào)節(jié)器 3.ABS電控單元 4.ABS警告燈5.后輪速傳感器 6.停車燈開關(guān) 7.制動主缸 8.比例旁通閥9.制動輪缸 10.蓄電池11.點(diǎn)火開關(guān) 圖2-1如圖2-2所示，在不同的ABS系統(tǒng)中，制動壓力調(diào)節(jié)裝置的

4、結(jié)構(gòu)形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制邏輯也可能不盡相同。 汽車在制動過程中，輪速傳感器不斷把輪速信號傳送給ECU，這些信號被ECU進(jìn)行邏輯判斷和分析，并加以計算，一且識別到某一或幾個車輪有抱死傾向時，ECU就發(fā)出指令，并送至液壓或氣壓調(diào)節(jié)器中，通過調(diào)節(jié)器中電磁閥“升壓”、“保壓”、“降壓”3種不同工作狀態(tài)，及時調(diào)節(jié)車輪制動缸(氣室)中的壓力，以防止車輪制動抱死。盡管各種ABS的結(jié)構(gòu)形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進(jìn)行自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)，來防止被控制車輪發(fā)生制動抱死。圖2-2 ABS系統(tǒng)的工作原理22 輪速傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理輪速傳感器為電磁非接觸

5、式，其功用是檢測車輪的速度。如圖2-3所示，輪速傳感器主要由傳感頭與齒圈兩部分組成。齒圈實(shí)際上為一電磁脈沖發(fā)生器，它固裝在輪轂上與車輪一起旋轉(zhuǎn)。傳感頭安裝在齒圈的徑向方向，它主要由永磁體、極軸與感應(yīng)線圈等組成。圖2-3 輪速傳感器當(dāng)齒圈隨車輪一起旋轉(zhuǎn)時，齒圈的齒牙與齒隙交替地對向傳感頭的極軸，因而傳感頭感應(yīng)線圈內(nèi)部的磁通將交替變化從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且由感應(yīng)線圈末端的電纜將此信號輸入ABS控制裝置。感應(yīng)電動勢(電壓)信號頻率的高低便能精確地反映出車輪速度的高低。23 ABS制動壓力調(diào)節(jié)器 制動壓力調(diào)節(jié)器(圖2-4)為循環(huán)式，它主要由進(jìn)油電磁閥、排油電磁閥、回油泵、回油泵電機(jī)、儲液罐及儲能器等組

6、成。車輛每一車輪均設(shè)有一進(jìn)油電磁閥和一排油電磁閥。循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器將由ABS控制裝置根據(jù)滑移率信號，通過指令進(jìn)、排油電磁閥的開閉而直接控制各輪缸的制動壓力。液壓管路由4個獨(dú)立的油路組成，每一個車輪有一個油路。油壓控制有升壓、保壓和減壓等3種模式。圖2-4 制動壓力調(diào)節(jié)器2.3.1升壓(常規(guī)制動)模式（如圖2-5所示） 進(jìn)油電磁閥打開，排油電磁閥關(guān)閉(兩電磁閥均無電流通過)，制動主缸的制動液將直接進(jìn)入制動輪缸，制動輪缸壓力將隨制動主缸壓力的增加而增加,系統(tǒng)處于“升壓”狀態(tài)。此時，ABS系統(tǒng)不工作，回油泵也不需工作。圖2-52.3.2保壓模式（如圖2-6所示）當(dāng)ABS控制裝置給進(jìn)油電磁閥通以電

7、流時，進(jìn)油電磁閥關(guān)閉，排油電磁閥仍保持關(guān)閉，制動主缸與制動輪缸的液壓因而相互隔絕，制動輪缸中將保持一定的制動壓力，系統(tǒng)處于“保壓”狀態(tài)。 圖2-62.3.3減壓模式（如圖2-7所示）當(dāng)ABS控制裝置給進(jìn)油電磁閥與排油電磁閥均通以電流時，進(jìn)油電磁閥關(guān)閉，排油電磁閥打開，制動輪缸中的制動液將經(jīng)排油電磁閥流至儲液罐(制動主缸的制動液因進(jìn)油電磁閥的關(guān)閉故不再進(jìn)入制動輪缸)，制動輪缸中的制動壓力下降，系統(tǒng)處于“減壓”狀態(tài)。 回油泵為柱塞式，由回油泵電機(jī)驅(qū)動。在減壓開始時，回油泵電機(jī)工作，儲液罐中的制動液將由回油泵泵出，經(jīng)儲能器后返回制動主缸。蓄壓器為一內(nèi)裝活塞和彈簧的油缸，它位于回油泵與制動主缸之間，起

8、暫時儲存制動液的作用。圖2-7電機(jī)工作模式：壓力減小模式開始時，泵電動機(jī)為工作狀態(tài)；當(dāng)ABS停止工作時，泵電動機(jī)為關(guān)閉狀態(tài)；儲液罐中的制動液由泵抽出，經(jīng)儲能器進(jìn)入制動輪缸；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速急劇降低到車速以下時，進(jìn)油電磁閥關(guān)閉以保持制動輪缸中的制動液壓力；當(dāng)車輪速轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降時，排油電磁閥會瞬時打開以減小制動輪缸中制動液的壓力，此時泵電動機(jī)啟動；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速恢復(fù)后，進(jìn)油電磁閥會瞬時打開以增加制動輪缸中的制動液壓力。24 ABS控制裝置及工作原理2.4.1電子控制器（ECU）ABS系統(tǒng)電子控制部分可分為電子控制器（ECU）、ABS控制模塊、ABS計算機(jī)等。下面介紹電子控制器（ECU）的基本結(jié)構(gòu)。電子控制

9、器（ECU）由以下幾個基本電路組成：輪速傳感器的輸入放大電路。運(yùn)算電路。電磁閥控制電路。穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動電路。各電路的連接方式如圖2-8所示圖2-8電子控制器（ECU）電路2.4.2ECU的工作原理ECU是ABS系統(tǒng)的控制中心，它的本質(zhì)是微型數(shù)字計算機(jī)，一般是由兩個微處理器和其他必要電路組成的、不可分解修理的整體單元，電腦的基本輸入信號是四個輪速傳感器送來的輪速信號，輸出信號是：給液壓控制單元的控制信號、輸出的自診斷信號和輸出給ABS故障指示燈的信號，ECU的防抱死控制功能電子控制模塊（電腦）有連續(xù)監(jiān)測四個輪速傳感器速度信號的功能。電腦連續(xù)地檢測來自全部四個輪速

10、傳感器傳來的脈沖電信號，并將它們處理、轉(zhuǎn)換成和輪速成正比的數(shù)值，從這些數(shù)值中電腦可區(qū)別哪個車輪速度快，哪個車輪速度慢。電腦根據(jù)四個輪子的速度實(shí)施防抱死制動控制。電腦以四個輪子的傳感器傳來的數(shù)據(jù)作為控制基礎(chǔ)，一旦判斷出車輪將要抱死，它立刻就進(jìn)入防抱死控制狀態(tài)，向液壓調(diào)節(jié)器輸出幅值為12V的脈沖控制電壓，以控制輪缸上油路的通、斷。輪缸上油壓的變化就調(diào)節(jié)了車輪上的制動力，使車輪不會因一直有較大的制動力而讓車輪完全抱死（通與斷的頻率一般在312次/秒）。 3 奧迪A6ABS系統(tǒng)的ABS燈常亮故障檢測診斷31 故障情況一輛奧迪A6 2.8轎車，行駛里程約30000Km時儀表板上的ABS故障警告燈常亮并且

11、制動設(shè)備信號燈常亮。32 奧迪A6轎車ABS燈常亮故障原因分析 由于儀表板上的ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈均常亮，所以基本上可以確定ABS系統(tǒng)已經(jīng)失效，制動性能非常差，同時可以確定制動時會出現(xiàn)后輪抱死現(xiàn)在，所以可能的故障原因如下：（1）蓄電池電壓低于10V若蓄電池電壓過低，就會在在ABS液壓控制單元中存在故障，此時ABS系統(tǒng)由于電壓不足不能正常工作。（2）ABS工作異常此現(xiàn)象中存在暫時性的轉(zhuǎn)速傳感器故障。在這種情況下，在重新啟動和在車速超過27.5km/h時，ABS信號燈4會自動熄滅。對于此故障可以通過試車確定。這個故障是此次檢查的重點(diǎn)，很有肯能原因出在此處，檢查包括了對本車各個轉(zhuǎn)速傳感器

12、好壞、液壓泵壓力情況。（3）制動液罐內(nèi)制動液液面太低此時會在點(diǎn)火開關(guān)接通后聽到三聲警告聲。（4）線路故障此時只要解碼器沒有讀出故障碼故障基本上問題出在這里，包括ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈線路問題，ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈控制器損壞。（5）偶發(fā)性故障電子控制系統(tǒng)中，在線路、傳感器、執(zhí)行元件等處可能會發(fā)生暫時性問題，如接觸不良等，這可能引起偶發(fā)性故障或是在ABS控制單元自診斷時留下故障碼。33 奧迪A6轎車ABS燈常亮故障診斷方案設(shè)計從以上分析可以看出，引起ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈均常亮是多種多樣的。汽車檢測人員和駕駛員在遇到ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈均常亮?xí)r，基本上可

13、以確故障原因比較明確，但是我們還是要把所有檢查項(xiàng)目按照正常檢查思路進(jìn)行檢查。根據(jù)上述影響因素，從簡單到復(fù)雜，從容易到困難，逐一排除。注意每次對一個因素進(jìn)行排除后，都要重新試車，如果前后設(shè)有任何改善，則應(yīng)恢復(fù)至上一狀態(tài)，再進(jìn)行下一個因素的排除。針對該奧迪A6ABS故障警告燈與制動設(shè)備信號燈均常亮的情況，各過程診斷要點(diǎn)：（1）初步檢查與試車檢查各指示燈以及ABS工作情況，注意觀察其他指示燈情況，以及注意聽是否有報警聲音。同時要試踩剎車情況。要帶上解碼器隨時觀察數(shù)據(jù)。（2）解碼器讀碼由于轉(zhuǎn)速信號是需要車輪轉(zhuǎn)動才能讀出數(shù)據(jù)的，所以應(yīng)讓車輪轉(zhuǎn)動時才能觀察數(shù)據(jù)。解碼器讀碼時因先清除原來故障碼，然后將車子試

14、車后在進(jìn)行讀碼，保證故障碼及時準(zhǔn)確。（3）指示燈線路檢查指示燈線路檢查主要包括了線路通短檢查、電壓檢查、控制器好壞檢查。（4）偶發(fā)性故障檢查主要檢查線路、傳感器、執(zhí)行元件之間接觸情況，務(wù)必要確定每個接觸點(diǎn)接觸良好。（5）故障碼診斷根據(jù)故障碼對特定的部位、元件進(jìn)行細(xì)致檢查。特別注意接觸是否良好的情況，不要盲目選擇更換元件。（6）再次試車此次試車需要注意原來檢查出錯的不為現(xiàn)在是否完好，如果前后設(shè)有任何改善，則應(yīng)恢復(fù)至上一狀態(tài)，重新思考原因進(jìn)行排除。3.4 奧迪A6轎車ABS燈常亮故障診斷與排除實(shí)施根據(jù)檢查步驟：一輛奧迪A6 2.8轎車，首先進(jìn)行接車后進(jìn)行初步檢查，發(fā)現(xiàn)儀表板上的ABS故障警告燈常亮

15、并且制動設(shè)備信號燈常亮。則可以確認(rèn)ABS系統(tǒng)功能失效，4個車輪在緊急制動時抱死。觀察4個車輪的制動拖印相當(dāng)，可以確認(rèn)4個車輪的制動力較為均衡，從而估計液壓系統(tǒng)存在泄漏的可能性不大。連接故障診斷儀V.A.G1552（如圖3-1所示）對ABS系統(tǒng)進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)了2個故障含義分別為ABS泵供電電壓故障，右后輪轉(zhuǎn)速傳感器斷路或?qū)φ龢O短路的故障碼。根據(jù)故障碼的提示，決定確定一下執(zhí)行元件的性能，于是利用診斷儀進(jìn)行了執(zhí)行元件診斷的操作。在進(jìn)行液壓泵性能測試時，ABS液壓泵V39不動作，踏板無振動感。根據(jù)這種現(xiàn)象，分析出有3種可能的故障原因：液壓泵V39損壞，繼電器問題，或液壓控制單元損壞。之后又進(jìn)行了其他元

16、件的測試，由于試車過程中4個車輪的制動力差異不大，對此我們暫時略過不作考慮。圖3-1之后準(zhǔn)備讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，看是否能有所發(fā)現(xiàn)，于是進(jìn)入了ABS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。將車輛舉起，用手轉(zhuǎn)動車輪，并觀察001組數(shù)據(jù)，結(jié)果診斷儀卻顯示右后輪輪速為零，看來輪速信號沒有被ABS控制單元收到或識別。而導(dǎo)致此種現(xiàn)象發(fā)生的可能性一般有3個：沒有信號產(chǎn)生，信號線路問題，或控制單元損壞。為此，我們進(jìn)行如下步驟的檢測。(如圖3-2所示) （1）檢測右后輪輪速信號。 利用示波器直接對右后輪的輪速傳感器進(jìn)行了測量，結(jié)果有信號，電壓幅值隨轉(zhuǎn)速上升而升高，頻率反映良好。  （2）檢測左后輪輪速信號。  利用示波器直

17、接對左后輪的輪速傳感器進(jìn)行測量，結(jié)果也有信號，但電壓幅值隨轉(zhuǎn)速上升不明顯，頻率反映良好。由于ABS系統(tǒng)的控制單元中沒有存儲左后輪傳感器的相關(guān)故障，我們先調(diào)整了左后輪傳感器的間隙，但波形依舊。  （3）將左后輪輪速傳感器連接到右后輪的信號線上，利用診斷儀讀取數(shù)據(jù)。 轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈永久磁鐵車輪轉(zhuǎn)速傳感器圖3-2連接好后，結(jié)果設(shè)備顯示右后輪輪速為零?？磥硎切盘柧€或控制單元內(nèi)部出現(xiàn)問題。為此，我們決定對相關(guān)線束進(jìn)行檢測。經(jīng)檢測，右后輪信號線、接線柱15供電腳、蓄電池30供電腳及接地腳均正常。根據(jù)上述測量結(jié)果，判定液壓泵V39繼電器或液壓控制單元有問題，但需進(jìn)一步拆檢。（如圖3-3所示）圖3-3

18、打開了ABS液壓泵液壓控制單元，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)繼電器燒毀，電路板亦有損傷。根據(jù)觀察到的故障現(xiàn)象，用焊錫恢復(fù)電路板使其導(dǎo)通，并利用外接繼電器替代損壞的內(nèi)置繼電器。之后再利用故障診斷儀進(jìn)行執(zhí)行元件診斷的操作時，V39恢復(fù)工作。 最后判定故障出現(xiàn)在左后輪的輪速傳感器和繼電器，并對左后輪的輪速傳感器和繼電器進(jìn)行更換。 至此，該車ABS系統(tǒng)的故障全部解決。但由于ABS的外部結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞，所以必須做好封裝工作，要保證密封性、抗振性。結(jié)束語這次畢業(yè)設(shè)計，歷時一個多月。在此期間，針對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了大量的工作，順利完成了畢業(yè)設(shè)計中所提出的各項(xiàng)任務(wù)，基本達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的。通過此畢業(yè)設(shè)計，使我更加深

19、刻地了解了ABS系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)、工作原理以及ABS系統(tǒng)故障診斷。本次畢業(yè)設(shè)計也許是我大學(xué)期間交的最后一次作業(yè)了，時間過得非?？臁＿@兩年來我學(xué)習(xí)了很多很多，經(jīng)歷了很多的事，許多的人這都將是我人生中所回味的部分。在此想借此機(jī)會感謝兩年來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學(xué)，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。致謝本文是在王玲娥老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。在這段時間里，每次都是她百忙之中主動和我聯(lián)系，給我不厭其煩的指導(dǎo)，王老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對我產(chǎn)生重要影響。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。她所

20、提出的修改意見對我的畢業(yè)論文有很大的幫助，在此對王老師表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1 趙志勇.汽車防抱死剎車系統(tǒng)（ABS）原理、結(jié)構(gòu)、維修M.福建科學(xué)技術(shù)出版社,2000 2 董繼明.汽車檢測與診斷技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,20033 馮淵.汽車電子控制技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,20064 曹家吉.汽車電子控制基礎(chǔ)M.機(jī)械工業(yè)出版社,20055 魯巧明.汽車構(gòu)造M.機(jī)械工業(yè)出版社,20086 劉福全.奧迪A6轎車ABS/ASR自診斷系統(tǒng)J.黑龍江交通科技，20087 劉全福.奧迪A6轎ABS電子系統(tǒng)的檢測與維修J.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2008 8 陳祈文.奧迪A6汽車ABS系統(tǒng)故障檢修J.輕型汽車技術(shù),20089 丁垚.耿鐵軍，李亞洲.奧迪A6轎車ABS電子控制單元內(nèi)部電路J.汽車電器，200810 張利.新款奧迪A6 ABS無法訪問J.汽車維修技師，2009 附 錄輪速信號檢驗(yàn)工藝卡企業(yè)名稱浙江汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院ABS指