汽車ABS系統結構原理及故障診斷

蘆榮

甘肅有色冶金職業技術學院機電工程系 甘肅省金昌市 737100

1 ABS的發展現狀及應用

ABS是制動防抱死系統（Antilock brake system）簡稱，ABS出現于上個世紀初，1954年被美國首用于林肯轎車，但已失敗告終。20世紀70年代，電子控制的ABS問世，開始了在汽車上的廣泛應用和推廣。目前德國博世公司ABS2，戴維斯公司MKIIABS。美國德科爾公司德科爾ABSVI，本迪科公司生產的本迪科斯ABS已成為當前ABS系統的主要生產商。目前國內吉林東光制動器廠、北京汽車制動泵廠是國內主要的ABS生產廠家。但都配套國內自主品牌中的低端車型。外資品牌主導我國汽車ABS市場的配套與生產，在乘用車領域，外資品牌占有配套生產份額超過97%。

2 ABS組成及作用

2.1 ABS系統的組成

ABS系統主要由三部分組成如圖1所示。

2.1.1 輪速傳感器

檢測車輪的運動狀態，發出正弦交流信號，經調制處理轉變為數字信號傳送給ABSECU，用于對液壓調節器實施控制。

2.1.2 電子控制單元（ECU）

電子控制單元（ECU）具有接收輪速傳感器發出的輸入信號，然后計算出車輪的輪速、車速和滑移率等數據。據此對壓力調節裝置發出控制指令。

2.1.3 液壓調節器

根據電子控制單元（ECU）的控制指令，通過電磁閥的調整對車輪制動器壓力實施自動調節，以使車輪滑移率保持在最佳滑移率范圍內。

2.2 ABS系統作用

（1）增加制動穩定性，保證良好的轉向操縱性。

（2）可防止輪胎過度磨損產生爆胎，具有一定的經濟效益。

（3）獲得最大的縱向制動力。充分發揮制動器的效能，縮短制動時間和距離。

（4）防止方向失控出現的側滑和甩尾、甚至翻車，保證良好的行駛穩定性，減少事故比例。

3 ABS參數和控制方式

汽車從純滾動到抱死拖滑的制動過程是一個漸進的過程，經歷了純滾動、邊滾邊滑和純滑動三個階段。汽車制動，如果車輪線速度低于汽車行駛速度，滑移的程度常用滑移率S來表示，其計算公式如下：

S—車輪的滑移率；

r—車輪的自由滾動半徑，m；

ω—車輪的滾動角速度，rad/s；

ν0—車輪中心的縱向速度，m/s。

圖1 ABS系統組成圖

圖2 附著率φ與滑移率S關系圖

由圖2可知滑移率S與附著系數φ二者之間的變化關系，當滑移率為S=100%時，縱向附著系數φx變小，φy的值幾乎為零；只有當滑移率S在10%～20%的范圍穩定區域內時，縱向附著系數φx和橫向附著系數φy的值都較大。縱向附著系數φx大，地面可以提供較大的附著力，保證汽車制動距離較短；橫向附著系數φy大，地面可以提供較大的側向力，保證汽車的制動方向穩定性。

4 ABS系統工作原理

汽車制動時，ABS通過接收來自輪速傳感器傳來的數字信號來計算、判斷車輪的滑移狀態，電子控制單元（ECU）通過測算滑移率的變化來控制算液壓調節器的電磁閥通斷以實現對輪缸的增壓、保壓、減壓控制，這樣使車輪一直處于最佳滑移率（滑移率S為10%－20%）附近。電子控制單元（ECU）檢測到車輪有抱死的趨勢時，電子控制單元（ECU）控制制動系統減小制動輪缸壓力；當輪速恢復并且地面摩擦力有減小趨勢時，電子控制單元（ECU）又控制制動系統增加制動輪缸壓力。這樣使車輪的制動狀態始終處于邊滾邊滑狀態，傳遞最大的制動力，可使制動效果達到最佳，從而保證安全穩定的制動效果。

5 ABS系統故障診斷

當確認ABS出現故障ABS警示燈亮時，其故障診斷和檢查的一般方法如下：

5.1 直觀檢查

（1）檢查汽車駐車制動器是否完全解除，有沒有釋放到位；

（2）制動管路是否有滲漏，儲液筒制動液液面是否在正常的范圍內；

（3）檢查ABS電控系統中的保險絲、繼電器、連接原件是否完好和可靠；

（4）檢查輪速傳感器頭與齒圈間的間隙是否在規定值范圍內，齒圈是否有污損；

（5）檢查 ABSECU、液壓調節器等的接地線是否接觸可靠；

（6）檢查蓄電池電壓（ 通常不小于 11 V）是否在規定的范圍內，正、負極柱的導線連接是否接觸牢固。

5.2 讀取故障代碼

（1）連接ABSECU自診斷觸發電路，根據故障燈閃爍頻率對照故障碼表讀取相應故障代碼；

（2）借助專用故障解碼器與車內自診斷接口（OBD標準接口）相連讀取故障代碼；

（3）利用車內多功能儀表盤上的信息顯示的故障信息讀取故障代碼。

6 結語

ABS系統在汽車上的應用使得汽車的安全性有了明顯提高，汽車ABS系統隨著電子工業和信息技術的快速發展，未來必將更加智能化。掌握汽車ABS系統的組成、控制原理和故障排除方法不但非常必要而且還能為我們科學維修和安全制動提供保障。