愛麗舍轎車制動防抱死系統(tǒng)的工作原理與故障排除

摘 要：制動性能是汽車安全保障的重要性能之一，目前制動防抱死系統(tǒng)（ABS）是汽車的標準配置。本論文介紹了愛麗舍轎車制動防抱死系統(tǒng)（ABS）的主要組成及其功用，敘述了各部件的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，簡單分析了愛麗轎車防抱死系統(tǒng)的常見故障檢測與故障診斷方法，為愛麗轎車的正確使用與維修提供理論依據(jù)。

關鍵詞：愛麗舍轎車；制動防抱死系統(tǒng)；故障排除；電子控制單元

什么是制動防抱死系統(tǒng)？制動防抱死系統(tǒng)就是車輛在制動時，能最大化利用車輪和路面的摩擦力，避免發(fā)生車輪抱死的車輛跑偏或者車輛在制動過程中無法轉(zhuǎn)向等副作用。它是利用制動防抱死系統(tǒng)的電腦不斷監(jiān)控車輪的角速度，當發(fā)現(xiàn)車輪在制動過程中出現(xiàn)抱死傾向，以每秒13次的頻率對其車輪給與減壓、保壓、增壓來周而復始地調(diào)節(jié)，使車輪與地面保持最大摩擦力，同時使車輪具有一定的橫向摩擦力，避免車輪出現(xiàn)橫向側(cè)滑。

一、愛麗舍轎車制動防抱死系統(tǒng)

1.愛麗舍轎車制動防抱死系統(tǒng)的主要部件和功用

愛麗舍轎車均采用德國博世公司的ABS5.3版本的制動防抱死制動系統(tǒng)，其中愛麗舍16V車型的ABS帶有制動力電子分配（EBD）系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、執(zhí)行器（液壓單元）、ABS控制單元及故障指示燈等組成。

（1）傳感器。制動防抱死系統(tǒng)中的傳感器用來感知汽車車輪的運動角速度大小信號和制動信號，用它來確定車速、實際車輪速度及確定最佳的制動壓力，以保證最大車輪與路面的摩擦力。

①車輪速度傳感器。車輪速度傳感器是制動防抱死系統(tǒng)最主要的一個傳感器，其作用是監(jiān)控車輪轉(zhuǎn)速，簡稱輪速傳感器。制動時，汽車減速度大，則路面附著系數(shù)高，汽車減速度小，則路面附著系數(shù)低。

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圖1 車輪速度傳感器

a.結(jié)構(gòu)特點。愛麗舍車輪速度傳感器由不銹鋼制成的外殼內(nèi)，它由傳感頭和齒圈（轉(zhuǎn)子）兩部分組成。其中傳感頭磁極與齒圈的端面之間一般有約1mm的間隙；而齒圈端面加工有若干凸齒（博世公司的齒圈有100個凸齒），并隨車輪或傳動裝置一起旋轉(zhuǎn)。傳感器和連接電線都具有耐高溫、耐震特性，保養(yǎng)時不需要取出傳感器。它在車上的布置為4傳感器布置方式，即前、后、左、右車輪各安裝一個傳感器。傳感器主要由永久磁鐵、帶探頭的磁極及線圈組成，如圖1所示。

b.車輪速度傳感器的工作原理。車輪速度傳感器的任務是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測。車輪轉(zhuǎn)動時，在車輪速度傳感器中產(chǎn)生一個交變電壓信號，其頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比。根據(jù)該交變信號的頻率，電子控制系統(tǒng)計算出車輪的運動速度，加速度或減速度以及車輪的滑移率。在汽車制動過程中，當車輪的減速度或滑移率超過或低于其極限值（或臨界值）時，電子控制系統(tǒng)便以每秒13次的速度進行計算，并輸出控制信號對制動壓力進行調(diào)整，使其降低或保持，或提高制動總泵的液壓以防車輪被制動抱死，保證制動系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。

②制動開關。愛麗舍轎車制動開關安裝在制動踏板處，屬于機械開關。它的作用有兩個：一是點亮制動燈，給后面行駛的車輛以提醒；二是將制動信號迅速傳遞給發(fā)動機系統(tǒng)，使發(fā)動機短暫中斷供油，降低輸出扭矩。

（2）電子控制單元（ABS電腦）。ABS電子控制單元簡稱ABS電腦，是汽車ABS防抱死制動系統(tǒng)中的控制中心。它是一臺微型計算機，一般是由兩個微處理器和電路組成，封裝在金屬殼體中，形成一個獨立的整體單元。電子控制單元通常安裝在汽車上塵土和潮氣不易侵入、電磁干擾較小的部位。電子控制單元通過線束與傳感器和執(zhí)行機構(gòu)相連，在某些車型上，為了使ABS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，減少插頭和線束，將ABS電腦就安裝在液壓單元上。

電子控制單元的作用是接收車輪速度傳感器送來的信號，并對該信號進行比較、放大、分析、判別和處理，經(jīng)計算以后得到車輪滑移率，車輪角加速度或角減速度的值，然后再將指令信號輸出，送至壓力調(diào)節(jié)裝置，使其執(zhí)行制動壓力調(diào)節(jié)的功能。當ABS系統(tǒng)起作用時，電子控制單元監(jiān)測并控制制動系統(tǒng)的工作情況，即ABS電腦具有對制動系統(tǒng)進行“監(jiān)測”和“控制”兩方面的功能。電子控制單元還具有自診斷功能，當ABS出現(xiàn)故障時，它可斷開繼電器，斷開電磁閥電路，關閉液壓泵電機，關閉ABS，同時點亮儀表板上的故障指示燈。

（3）執(zhí)行器。制動防抱死系統(tǒng)執(zhí)行器的作用是接受ABS電腦的指令，驅(qū)動液壓單元中的電磁閥動作（或電機轉(zhuǎn)動），調(diào)節(jié)制動輪缸的制動壓力，使車輪始終處于邊滾邊滑狀態(tài)。當點火開關接通時，ABS開始自檢，如果發(fā)現(xiàn)ABS系統(tǒng)存在故障就自動點亮黃色ABS報警燈。警告燈包括儀表板上的制動警告燈和ABS警告燈。ABS警告燈為黃色，由ABS電子控制單元控制，通常用ABS、ALB或ANTILOCK作標識。ABS系統(tǒng)具有失效保護和自診斷功能，當ABS電腦監(jiān)測到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，將自動關閉ABS，恢復常規(guī)制動；存儲故障信息，并將ABS警告燈點亮，提示駕駛員盡快進行修理。液壓單元主要由電磁閥、儲液器、緩沖器、液壓泵和電動機組成。

2.ABS工作原理

（1）普通制動狀態(tài)（ABS不工作）。在普通制動模式中，根據(jù)ABS電腦的指令，電磁線圈不通電，電磁線圈沒有電流，常開電磁閥打開，常閉電磁閥關閉，制動主缸與制動輪缸的管路經(jīng)電磁閥相連通，液壓泵不工作，這樣來自制動主缸的制動液就經(jīng)電磁閥進入制動輪缸，制動輪缸的壓力隨制動主缸的壓力變化而變化，即制動主缸隨時控制制動壓力的增減。

（2）保壓制動狀態(tài)。當制動輪缸需要“保持”制動壓力時，根據(jù)ABS電腦的指令，給常開電磁線圈通入12V電源，進油閥關閉，常閉電磁閥不帶電，常閉電磁閥繼續(xù)關閉，使制動輪缸內(nèi)的制動壓力保持原有狀態(tài)。

（3）減壓制動狀態(tài)。當車輪趨向于抱死時，必須對該輪制動輪缸進行減壓，ABS電腦發(fā)出指令，使常開、常閉電磁閥帶電，常開電磁閥關閉，常閉電磁閥開啟。此時制動主缸和制動輪缸的管路被切斷，并將制動輪缸的管路與通向儲液器的管路接通，制動輪缸的制動液就流入儲液器，從而減小了該車輪的制動壓力。同時起動液壓泵，將流回儲液器的制動液加壓后輸送到蓄壓器或制動主缸，為下一個制動周期作好準備工作。這種液壓泵叫再循環(huán)泵，它的作用是把減壓過程中的制動輪缸流回的制動液送回高壓端，這樣可以防止ABS工作時踏板行程發(fā)生變化。因此，在ABS工作過程中液壓泵必須常開。

（4）增壓制動模式。在減壓過程中，車輪的制動壓力逐漸減小，汽車又處于慣性加速，必須再次對輪缸增大制動壓力時，ABS電腦發(fā)出指令，使常開、常閉電磁閥斷電，恢復到普通制動模式時的初始位置，制動主缸和制動輪缸的管路再次相通，制動主缸和液壓泵輸出的制動液將再次進入制動輪缸，增加制動壓力。增壓的速度可以通過電磁閥的進出油口的制動液流速來控制。

二、故障診斷

1.愛麗舍轎車防抱死系統(tǒng)故障舉例

常見愛麗舍轎車防抱死系統(tǒng)故障有ABS報警燈不亮，ABS控制實效，ABS制動效果不良等。

表1電子控制盒引腳線功能

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（1）ABS報警燈不亮。①接通點火開關時，ABS報警燈不亮的故障原因有：

a.ABS報警燈燒壞、線路或熔斷絲有斷路。

b.ABS電子控制盒有故障。

②故障診斷方法如下：拔開ABS電子控制盒插接器，并接通點火開關，看ABS報警燈是否亮。如果燈亮則需檢查ABS電子控制盒插接器的插腳（19、21號端子）有無不良，拔下接插器，19號端子應與21號端子導通，若插腳良好，則說明電子控制盒有故障，應予以更換；如果燈仍不亮，則需檢查ABS報警燈、駕駛室內(nèi)熔斷器盒中的熔斷絲、ABS報警燈線路及插接器處的開關等。

控制單元插接器各通道（腳）的說明如表1所示。

（2）ABS控制系統(tǒng)失效。①制動時車輪出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，說明ABS控制系統(tǒng)不起作用，可能的故障原因如下：

a.制動燈開關故障或其連接線路有斷路。

b.車輪轉(zhuǎn)速傳感器故障或其連接線路有斷路、短路。

c.ABS電子控制單元電源線路或熔斷絲有斷路。

d.ABS電子控制單元有故障。

②不能讀取故障信息或無故障信息輸出時，可按如下方法診斷。

a.檢查電磁閥與泵電動機繼電器電源。拔開ABS電子控制單元插接器，測量插接器（線束側(cè)）17或18號端子與16號端子之間的電壓，應為蓄電池電壓。如果電壓低或無，則檢修繼電器電源和搭鐵線路及ABS熔斷器；如果電壓正常，則進行下一步診斷。

b.檢查ABS電子控制單元的電源。接通點火開關，測量插接器（線束側(cè)）15號端子的搭鐵電壓，應為蓄電池電壓。如果電壓低或無，則檢修15號端子與點火開關之間的線路；如果電壓正常，則進行下一步診斷。

c.踩下制動踏板時，測量插接器（線束側(cè)）6-7、3-5、8-9、1-2端子之間的交流電壓，應為0.1V以上，電壓隨車輪輪速上升而增大。如果無電壓或在車輪轉(zhuǎn)速很高時，電壓仍很低，則檢修車輪轉(zhuǎn)速傳感器線路和傳感器；如果車輪轉(zhuǎn)速傳感器信號電壓正常，則更換ABS電子控制單元。

2.愛麗舍轎車ABS的正確使用

裝有ABS系統(tǒng)的愛麗舍轎車在操縱上和傳統(tǒng)液壓制動系統(tǒng)沒有多大區(qū)別，使用中應注意以下幾點：

ABS系統(tǒng)中電器元件、接頭、插口，特別是ABS電子控制單元的接線端子不能沾染油污，否則會引起線路接觸不良或短路，影響系統(tǒng)正常工作；要注意車輪轉(zhuǎn)速傳感器和傳感器齒圈表面清潔，否則車輪轉(zhuǎn)速信號會不準確，影響ABS系統(tǒng)的控制精度，嚴重時導致系統(tǒng)無法正常工作；在ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障，防抱死指示燈持續(xù)點亮的情況下，仍可進行制動，此時是普通的液壓制動，駕駛員需注意控制制動強度，避免因防抱死系統(tǒng)失效，使車輪抱死而引起汽車跑偏、側(cè)滑、喪失轉(zhuǎn)向能力；重新修復ABS系統(tǒng)，按照廠家規(guī)定添加完制動液后，一定要按規(guī)范要求排出管路內(nèi)空氣，并進行路試，驗證ABS的合格性。

參考文獻：

秦海濱.汽車底盤電控技術[M].大連：大連理工大學出版社，2007.