大众ABS系统诊断与故障排除

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1、大众ABS系统的检测与维修目录1. 摘要32. 引言43. ABS 组成及工作原理4（一）ABS的组成5（二） ABS 的主要部件结构工作原理 64. ABS 常见故障诊断分析 10（二）行车中 ABS 故障灯亮起11（三） ABS 有时起作用，有时不起作用 125. 总结 136. 参考文献13摘要本文主要介绍桑塔纳汽车ABS防抱死制动系统的定 义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的 故障诊断。关键词：ABS系统、组成、原理、故障诊断引言1906年ABS首次被授予专利，1936年博世注册了一项防止机动车辆车 轮抱死的“机械”专利。所有的早期设计都有着同样的问题：因过于复杂而 容易

2、导致失败，并且它们运作太慢。1947年世界上第一套ABS系统首次应用 于B-47轰炸机上。Teldix公司在1964年开始研究这个项目，其ABS研究很 快被博世全部接管。两年内，首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。 转弯时车辆转向性和稳定性也被保证，但当时应用的大约1000个模拟部件 和安全开关，这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性 还不能够满足大规模生产的要求，需要改进。博世在电子发动机管理的发展 过程中获得的技术，数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降 低到140个。1968年ABS开始研究应用于汽车上。1975年由于美国联邦机动车安 全标准12

3、1款的通过，许多重型卡车和公共汽车装备了 ABS,但由于制动系 统的许多技术问题和卡车行业的反对，在1978年撤消了这一标准。同年博 世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司，将这套ABS 2的系 统开始安装作为选配配置，并装配在梅赛德斯-奔驰S级车上，然后很快又 配备在了宝马7系列豪华轿车上。在这一时期之后美国对ABS的进一步研究 和设计工作减少了，可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。进入20世纪80年代以后，由于进口美国的汽车装备有ABS，美国汽 车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。随着微电子技术的飞速 发展和人们对汽车行车安全的强烈要求，ABS装置在世界汽车

4、行业进一步得 到广泛应用。1987年美国大约3%的汽车装备有非常可靠的ABS。在随后的时 间里，研发者集中于简化系统。在1989年，博世的工程师成功地将一个混 合的控制单元直接附在了液压模块上。这样他们就无需连接控制单元和液压 模块的线束，也无需接插件，所以显著地减轻了 ABS 2E的整体重量。博世的工程师在1993年，使用新的电磁阀创造了 ABS5.0,并且在后 来的几年研发了 5.3和5.7版。新一代的ABS 8的主要特性是再次极大地 减轻了重量、减少了体积、增大了内存，同时增加了更多功能，如电子分配 制动压力，从而取代了减轻后轴制动压力的机械机构。当年有些汽车工业分 析专家预言得到了证实

5、：到20世纪90年代中期以后，世界市场上的大多数 汽车和卡车将装备ABS。ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处，两者合并使用可形成更佳 效果，构成具有防车轮抱死和驱动轮防打滑控制（ABS/ASR）系统。这套系统主要 由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、副节气门控制 器和主、副节气门位置传感器等组成。在汽车起步、加速及行进过程中，引擎 ECU根据轮速传感器输入的信号，当判定驱动轮的打滑现象超过上限值时，就进 入防空转程序。首先由引擎ECU降低副节气门以减少进油量，使引擎动力输出扭 矩减小。当ECU判定需要对驱动轮进行介入时，会将信号传送到ASR驱动器对

6、驱 动轮（一般是前轮）进行控制，以防止驱动轮打滑或使驱动轮的打滑保持在安全 范围内。第一款搭载ASR系统的新车型在1987年出现，奔驰S级再度成为历史 的创造者。ABS 组成及工作原理（一）ABS的组成ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。ABS系统能够防止车轮抱死，具有制动时方向稳定性好、制动时仍有转向能力、 缩短制动距离等优点。桑塔纳2000Gsi型和捷达系列轿车采用的是美国ITT公司 MK20- I型ABS系统，是三通道的ABS调节回路，前轮单独调节，后轮则以两轮 中地面附着系数低的一侧为依据统一调节。ABS系统主要由ABS控制器（包括电 子控制单元、液压单元、液压泵

7、等）、四个车轮转速传感器、ABS故障警告灯、 制动警告灯等组成，ABS系统的基本工作原理是:汽车在制动过程中，车轮转速传感器不断把各 个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元（ECU）,ABS ECU根据设定的控 制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理，计算汽车的参考车速、各车轮速 度和减速度，确定各车轮的滑移率。如果某个车轮的滑移率超过设定值,ABS ECU 就发出指令控制液压控制单元，使该车轮制动轮缸中的制动压力减小;如果某个 车轮的滑移率还没达到设定值，ABSECU就控制液压单元，使该车轮的制动压力 增大;如果某个车轮的滑移率接近于设定值时，ABS ECU就控制液压控制单元， 使该

8、车轮制动压力保持一定。从而使各个车轮的滑移率保持在理想的 范围之 内，防止4个车轮完全抱死。在制动过程中，如果车轮没有抱死趋势，ABS系统将不参与制动压力控制， 此时制动过程与常规制动系统相同。如果ABS出现故障，电子控制单元将不再对 液压单元进行控制，并将仪表板上的ABS故障警告灯点亮，向驾驶员发出警告信 号，此时ABS不起作用，制动过程将与没有ABS的常规制动系统的工作相同（二）ABS的主要部件结构工作原理1、车轮转速传感器车轮转速传感器的作用是将车轮的转速信号传给ABS电子控制 单元。MK20- I型ABS系统共有4个车轮转速传感器，前轮的齿圈（43齿）安装在 传动轴上，转速传感器安装在

9、转向节上。后轮的齿圈（43齿）安装在后轮毂上， 转速传感器则安装在固定支架上，传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永久 磁芯和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流 交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的 间隙最小，由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就强，; 而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由 永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就弱。此时，磁 通迅速交替变化，在感应线圈中就会产生交变电压，交变电压的频率将随车轮转 速成正比例变化。电子控制单元可以

10、通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处 理来确定车轮的转速、汽车的参考速度等。2、执行器制动压力调节器：接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压 力的增加、保持和降低液压泵：受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立 控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出 的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。ABS警告灯:ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报 警，并由ECU控制闪烁显示故障代码ABS系统在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警告灯，一个是ABS 警告灯(K47),另一个是制动装置警告灯(K118)

11、。两个故障警告灯正常点亮的情况是:当点火开关打开起动至自检结束 (大约2s);在拉紧驻车制动装置时警告灯(K118)点亮。如果上述情况灯不亮， 说明故障警告灯本身或线路有故障。如果ABS故障灯常亮，说明ABS系统出现故障;如果制动装置警告灯常 亮，说明制动液缺乏3、ABS控制器ABS控制器由ABS电子控制单元(J104)、液压控制单元(N55)、液压泵 (V64)等组成。(1) 电子控制单元电子控制单元是ABS系统的控制中心，它实际上是一个微型计算机， 所以又常称为ABS(ECU)电脑。ABS ECU由输入电路、数字控制器、输 出电路和警告电路组成。主要任务是连续监测接受4个车轮转速传感器送来

12、 的脉冲信号，并进行测量比较、分析放大和判别处理，计算出车轮转速、车 轮减速度以及制动滑移率，再进行逻辑比较分析4个车轮的制动情况，一旦 判断出车轮将要抱死，它立刻进入防抱死控制状态，通过电子控制单元向液 压单元发出指令，以控制制动轮缸油路上电磁阀的通断和液压泵的工作来调 节制动压力，防止车轮抱死。ABS ECU还不断地对自身工作进行监控。由于ABS ECU中有两个完 全相同的微处理器，它们按照同样的程序对输入信号进行处理，并将其产生 的中间结果与最终结果进行比较，一且发现结果不一致，即判定自身存在故 障，它会自动关闭ABS系统。此外ABS ECU还不断监视ABS系统中其他 部件的工作情况，一

13、旦ABS系统出现故障，如车轮速度信号消失，液压压 力降低等，ABS ECU会发出指令而关闭ABS系统，并使常规制动系统工作， 同时将故障信息存储记忆，并将仪表板上的ABS故障灯点亮，向驾驶员发 出警示信号，此时应及时检查修理。当点火开关接通时，ABS ECU就开始进行自检程序，对系统进行自检， 此时ABS故障灯点亮。如果自检以后发现ABS系统存在影响其正常工作的 故障，它将关闭ABS系统，恢复常规制动系统，仪表板上ABS故障灯一直 点亮，警告驾驶员ABS系统存在故障。自检结束后，ABS故障灯就熄灭， 表明系统工作正常。由于自检过程大约需要2s，因此在正常情况下，当点火 开关接通时，ABS故障灯

14、点亮2s,然后再自动熄灭，是正常的。反之如果 点火开关接通时，ABS故障灯不亮，说明ABS故障灯或其线路存在故障， 应对其进行检修。（2）电子控制模块（电脑）的结构与工作原理ABS系统电子控制部分可分为电子控制器（ECU）、ABS控制模块、ABS 计算机等，以下简称ECU。ECU :接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑 移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输 出级输出控制指令，控制各种执行器工作4、液压控制系统液压控制单元装在制动主缸与制动轮缸之间，采用整体式结构 主要任 务是转换执行ABS ECU的指令，自动调节制动器中的液压压力。低压储液罐与

15、电动液压泵合为一体装于液压控制单元上。低压储油罐的 作用是用于暂时存储从轮缸中流出的制动液，以缓和制动液从制动轮缸中流 出时产生的脉动。电动液压泵的作用是将在制动压力阶段流入低压储液罐中 的制动液及时送至制动主缸，同时在施加压力阶段，从低压储液罐中吸取剩 余制动力，泵入制动循环系统，给液压系统以压力支持,增加制动效能。电 动液压泵的运转是由电子控制单元控制的。典型循环式制动压力调节器的工作原理此种形式的制动压力调节器在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接 控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制 压力油路相通。图中的储能器的功能是在减压过程中将从轮缸流经电磁阀的 制动液暂时储存起来。回油液压泵也叫做再循环泵，其作用是将减压过程中 从制动轮缸流进储能器的制动液泵回主缸。该系统的工作原理详述如下。(1) 常规制动状态在常规制动过程中，ABS系统不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀 处与“升压”位置。此由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主 缸压力而增减。此时回油液压泵也不工作。(2) 保压状态当转速传感器发出抱死危险信号时，电控单元向电磁线圈输入一个较小