汽车ABS系统的结构与故障诊断分析

肖东平

深圳市东仪电子有限公司，广东深圳 518104

随着汽车电子控制技术的进一步发展，防抱死制动系统(ABS)的迅速发展和普及，大大提高了汽车行驶中的安全性。ABS 系统将车轮的加速度与滑移率这两个参数结合起来进行防抱控制，有助于系统识别路面的附着状况，提高系统的自适应控制能力和防抱控制效果。ABS 系统与普通的刹车系统的使用基本相同，在湿滑路面行驶时，尤其是对于缺乏驾驶经验的驾驶人ABS 系统可以消除紧张情绪，提高安全感。

1 汽车ABS 系统的结构

ABS 系统是在传统制动系统的基础上，增加了一套防止车轮制动抱死的控制系统，实现防止车轮抱死和获得最佳制动性能。现代典型的ABS 系统的基本组成主要包括车轮转速传感器（轮速传感器）、电控单元(ECU)、执行器3 大部分。ABS的执行器主要是指制动压力调节器。ABS 的3 大部分与汽车的传统制动系统共同作用，一起来完成ABS 系统的防抱死制动功能。此外，ABS 系统中还设置有防抱死警告灯（ABS 警告灯）和制动警告灯等。目前车辆中装备最为广泛的ABS 系统是一种对两前轮进行独立控制、对两后轮可按低选(或按高选)原则进行一同控制的3 通道、4 传感器4 轮防抱死制动系统。

1.1 车轮转速传感器

车轮转速传感器的作用是车轮旋转时，通过齿圈上的齿数检测出与车轮转速成一定比例的交流频率信号(转速变化转为电压变化)，以检测车轮的速度，并将速度信号输入ECU 中。目前一般采用电磁感应式车轮转速传感器。安装转速传感器时，应保证其传感头与齿圈间留有很小的空气间隙，通常只有0.5mm～1.0mm，多数转速传感器的空气间隙是不可调的；另外，要求安装牢固，以确保汽车在制动过程中的振动不会干扰或影响感应的信号。车轮转速传感器若发生故障，将无法准确检测车轮速度，ABS 系统就不能正常工作。电磁感应式转速传感器结构简单，成本低。缺点是车速过低时，其输出的信号电压的幅值过小，ECU 难以检测，且输出信号抗电磁波干扰的能力差。

1.2 执行器

ABS 的执行器主要由制动压力调节器、ABS 警告灯组成。制动压力调节器的作用是接收ECU 的指令，通过电磁阀的动作来自动调节车轮制动器的制动压力。电磁阀的工作位置受ECU 提供电流大小的控制；而电磁阀处在不同的位置时，制动分泵中制动液的压力也不相同。也就是ECU 通过改变提供给电磁阀电流的大小，来控制分泵中制动液的压力。另外，装有ABS 的车辆，在仪表板上都设有一个ABS 警告灯。当ECU检测到系统出现故障时，它就会控制该灯闪烁，向驾驶员报警，并停止部分或全部的ABS 功能。

1.3 电控单元

ECU 是ABS 的控制核心，其作用是接收各车轮转速传感器及其他传感器的输入信号，并对这些信号进行比较、分析、放大和判别处理，然后通过精确的计算，得出制动时的车轮速度与加速度、参考车速及参考滑移率等，以判断车轮的运动状态，并按照特定的控制逻辑发出控制指令，对ABS 系统的执行器进行控制，以使汽车获得最佳的制动效果。此外，ECU还对系统的工作状态进行检测和监控，以免因系统故障造成控制出错，并具有故障自诊断功能。

2 汽车ABS 系统的故障诊断

当维修ABS 时，要遵照车辆制造厂家规定，根据维修手册所列出的规定次序进行操作。通常，ABS 的检测与维修需要进行3～5 个不同类型的测试，即：初步检查、ABS 控制模块测试(故障码读取)、故障指示灯检修和单一的故障码或部件检修。

当ABS 系统出现明显不工作的故障时，可以使用直觉先进行初步检查，如果初步检查没有不能判断故障的原因，就可转入使用故障自诊断方法。ABS 系统一般都具有故障自诊断功能，ECU 工作时能对自身和系统中的有关电器元件进行测试。电控单元能对自身的工作进行监控。由于电控单元中有两个微处理器，它们同时接收，从而对电控单元本身进行校准，如果不能同步，就说明电控单元本身有问题，它会自动停止防抱死制动过程，而让普通制动系统照常工作。此时，修理人员必须对ABS(包括电控单元)进行检查，以及时找出故障原因。下面以福特车系列的ABS 为例说明故障的读取与分析，首先这种具有32 脚电子控制单元(ECU)的ABS 有一自诊断插接器，将专用扫描仪Star 或等效设备与其连接，按规定操作就可读出故障码。所有的故障码全部读完后，要关掉点火开关和扫描仪上的电源，拔下扫描仪，再进行故障排除，然后驾驶汽车以40 km/h 以上的速度行驶，ABS 电子控制单元(ECU)确认完全修复正常后会自动消除存储器中的故障码。当停车重新检验时，Star 扫描仪应显示“：00”，ABS 故障指示灯和制动故障指示灯不应亮；否则，说明故障没有完全排除，还会读出故障码。此时可继续修理，并重复行车、读取的过程，直到显示“：00”，故障全部排除为止。

在汽车正常使用过程中，一旦发现显示ASB 制动指示灯亮了，应及时检查，找出故障的原因并及时排除故障。在一般情况下，故障自诊断与快速检查法能够发现绝大多数的故障问题。快速检查法是一种比较便捷的故障诊断方法，这个方法是把ABS 系统常见的可能的故障代码都存储在一起，诊断过程中当读取故障代码时，就可以采用类似查字典的方法立刻查到该故障代码所指示的诊断信息。

随着信息化技术的快速发展，可以预见今后汽车ASB 系统将更加智能化，ASB 系统的故障诊断与排除也将越来越便捷。

[1]刘启文.汽车ABS系统发展概况及其市场展望[J].微型轿车，1996(1).

[2]李强.汽车ABS系统的重要性及工作原理[J].拖拉机与农用运输车，2007(1).

[3]丁洁.汽车防抱刹车制动系统的研究[J].宁夏机械，2002(2).