汽车ABS系统报警指示灯电路设计及故障分析

石锦芸

摘要：制动防抱死系统是汽车上关乎汽车安全运行的非常重要的控制系统，ABS系统工作状态是通过设置在仪表盘上的ABS系统报警灯来显示。本文研究ABS系统故障报警灯的控制电路设计方法，并阐述了检测ABS系统故障报警灯电路故障的思路。

关键词：ABS报警灯;电路设计;故障分析

1  ABS故障自诊断系统的功能简介

汽车上一般装有微处理器控制单元的控制系统都具有故障自诊断系统。故障自诊断功能包括：可以对汽车控制系统各部件工作状态进行自动检查和监测，当控制系统的部件或电路出现故障时，会在控制器的存储器中存储故障代码，并且通过点亮设置在仪表板上的故障报警灯来向车主报警。

制动防抱死系统（antilock brake system）简称ABS，其作用就是在汽车制动时，自动控制制动器制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑（滑移率在20%左右）的状态，以保证车轮与地面的附着力在最大值。

ABS系统也具有自诊断功能，能够对系统的工作情况进行监测，一旦发现ABS系统部件及其电路存在故障时将自动地关闭ABS，并将ABS警示灯点亮，向驾驶员发出警示信号。正常的ABS系统的工作状态显示是：点火开关在ON位置时，ABS报警灯应点亮2-3秒然后熄灭。

点火开关转到ON的位置，如果ABS警告灯点亮，应尽快检修制动防抱死系统以恢复防抱死制动系统的功能;ABS警告灯不亮时，请尽快检测该灯泡及其电路。在诊断过程中必须掌握ABS故障灯的电路构成及工作原理才能准确判断故障点，提高诊断效率。

2  ABS系统控制器的控制电路构成

电子控制器（ECU）是ABS的“大脑”，其作用是接收来自于车速传感器和其他传感器的信号计算出车轮转速、车轮的加、减速度、车轮滑移率，并对这些信号进行分析后，以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。控制压力调节器去执行压力调节的任务。ABS ECU其内部一般由以下几个基本电路组成。

2.1 输入级电路

输入级电路主要由一个低通滤波器和用以抑制干扰并放大轮速信号的输入放大器组成，其功用是将车速传感器输入的正弦交流信号转换成脉冲方波，整形放大后输入运算电路。放大单元的个数与车速传感器的数量是一致的。

2.2 放大电路

其作用主要是进行车轮转速、车轮加速度、车轮减速度、滑移率等控制参数的计算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。运算过程是接收由输入放大单元传来的车速传感器脉冲方波信号，并计算出车轮的瞬时线速度，然后对瞬时线速度积分即计算出初始速度，把初速度与瞬时线速度进行比较运算，即可得到车轮加、减速度和滑移率。最后根据设定的控制方式，计算并产生相应的车轮加、减速度门限控制信号及滑移率门限控制信号，对电磁阀控制单元输出减压、保压或增压控制信号。

2.3 电磁阀电路

其作用是接收来自运算电路单元的减压、保压或增压控制信号，并据此对电磁阀的动作进行控制。

2.4 安全保护电路

安全保护电路的功用是，首先将汽车电源（蓄电池、发电机）提供的12V或14V的电压变为ECU内部所需的5V标准稳定电压，同时还对电源电路的电压是否稳定在规定的范围内进行监控。还将对车速传感器输入放大电路、ECU和输出级电路的故障信号进行监控，控制继动电机和继动阀门。当出现故障信号时，关闭继动阀门，停止ABS工作，转入常规制动状态。同时点亮仪表板上的报警灯，提示驾驶员ABS出现故障，并将故障信息以故障码的形式存储在内存中，以供诊断时调取。

3  ABS警告灯电路设计及分析

ABS警告灯电路实际是由两个部分组成，一是ABSECU内部电路，二是外部电路。本文只讨论外部电路。

3.1 ABS报警灯电路直接由ABS控制器控制

该报警灯外部电路包括蓄电池、保险丝、指示灯及点火开关。电路为：蓄电池正极→保险丝→点火开关→ABS报警灯→控制单元控制器内部三极管集电极→射极→控制器内部接地。该电路由ABS的控制单元直接控制，其控制原理为：点火开关接通后，在控制单元内部，控制器内的输入电路对传感器及其电路、电磁阀电路对电磁阀及其电路、安全保护电路对电源及放大电路、输出级电路进行检测，根据检测结果控制报警灯的回路，即由控制单元内三极管控制其内部搭铁，从而点亮警告灯。控制内容及方式是：当点火开关打开，控制器对ABS系统进行自检，系统部件或电路没有故障时，控制器会接通该电路中三极管2-3秒时间，然后断开三极管电路，所以故障灯亮2-3秒然后熄灭;若ABS系统部件或电路有故障，控制器会一直接通三极管，则持续接通此电路，所以ABS系统故障燈持续亮。

这类控制电路的基本特征是电路的一端（通常是接地端）是被控制器控制。

3.2 ABS报警灯电路通过仪表控制器控制

这种ABS报警指示灯外部电路设计见图1所示，以帕萨特轿车为例，电路的组成部分包括电源（图中30代表）、保险丝、ABS报警指示灯、点火开关（图中15代表）、仪表系统的控制单元J218、ABS系统控制控器J104组成。

ABS报警指示灯电路由仪表系统的控制单元J218内三极管直接控制，但其控制依据是由ABS的控制器给出。图中仪表系统的控制单元J218的19号脚与ABS系统控制控器J104的16号脚连接，是信号控制线。

ABS系统的自诊断功能原理是：点火开关接通后，在ABS控制单元内部，控制器内的输入电路对传感器及其电路、电磁阀电路对电磁阀及其电路、安全保护电路对电源及放大电路、输出级电路进行检测，检测结果通过ABS系统控制控器J104的16号脚的电压状态来说明。且该信号通过ABS控制单元与仪表控制单元之间的连接线传递至仪表的控制单元，做为控制ABS报警灯的依据。

ABS故障报警灯电路控制原理：当点火开关接通后，蓄电池正极（30）→点火开关（15）→保险丝→仪表盘上ABS指示灯→仪表控制器中的三极管的集电极→射极→控制器内部接地。当点火开关接通，ABS系统自检开始，系统没有故障时，ABS控制单元会通过触发ABS控制单元接脚16号脚一个12V的电压2-3秒，然后16号脚一直为0V的电压，仪表的控制单元接受到该信号则接通功率三极管，使ABS指示灯亮2-3秒然后熄灭;若ABS系统有故障时，ABS控制单元会通过触发ABS控制单元接脚16号脚持续有一个12V的电压，所以仪表的控制单元接受到该信号则接通功率三极管，使ABS指示灯持续点亮。 当仪表控制器与ABS控制器之间的连接线路断路后，仪表控制器接收不到0v的电压，会自动触发有12V的电压，此时故障指示灯也会点亮，但不表明ABS系统本身有故障，此时读取不到故障代码。

由以上分析可见，报警灯电路本身还是要由三极管来控制，但该电路的控制是由仪表系统的控制单元J218来控制，控制依据由ABS控制单元给出，由仪表系统控制单元J218的19号脚与ABS系统控制控器J104的16号脚之间的信号控制线传递控制信息。

4  ABS故障指示灯电路故障诊断

当点火开关接通时ABS故障报警灯若不亮，说明该电路断路，要及时检查排除故障，保证ABS系统正常工作。因电路构成不同，电路故障诊断思路及诊断流程也不相同。

4.1 ABS报警灯电路直接由ABS控制器控制电路的诊断

因该电路构成只是一条简单的控制电路，所以当点火开关接通后，故障指示灯不亮，则断路故障只需检查两个部分：一是电路中的器件;二是电路检查只需要检查外部电路的断路点，即需要检查电源与控制器之间所有部件及其连接电路的断路点：电源与保险丝、保险丝与开关、开关与灯、灯与控制器之间的连接线路。

4.2 ABS报警灯电路通过仪表控制器控制电路的故障诊断

因图1所示的电路构成相对较复杂，多了两个控制器之间的控制信号连接线路，所以当点火开关接通后，故障指示灯不亮，原因除了电源到仪表控制器之间的部件及其线路之外还有仪表控制器与ABS控制器之间的信号控制线及其连接端子是否连接正常，该故障范围扩大了，检查故障的思路就发生了改变。

当点火开关接通后，故障指示灯不亮，则断路故障需检查三个部分：一是电路中的器件;二是电路检查要检查外部电路的断路点，即需要检查电源与控制器之间所有部件及其连接电路的断路点：电源与保险丝、保险丝与开关、开关与灯、灯与控制器之间的连接线路;三是要检查仪表控制器与ABS控制器之间的信号控制线及其连接端子是否连接正常。

参考文献：

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[2]李春明.汽车底盘控制技术[M].机械工业出版社，2017，6.

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