ABS常見故障診斷與排除及案例分析—雪佛蘭為例摘要：近年來，伴隨著中國居民財富不斷增長，中國汽車行業也加快了發展步伐，汽車保有量快速增長。并且在此過程中，車輛的安全性能也逐漸成為了人們挑選車輛的一個重要因素。轎車防抱死系統（ABS防抱死系統）是現代轎車主動安全系統的重要技術和提高轎車駕駛安全性的重大技術發明，也是現代轎車生產系統不可缺少的組成部分。基于這一背景，文章對汽車ABS防抱死系統工作原理和常見故障就可以進行分析。首先對ABS防抱死系統工作原理，結構和分類進行理論分析，然后對實際工作中常見ABS防抱死系統故障級修復對策進行分析，最后給出ABS防抱死故障案例。希望本研究里能從理論與實踐兩方面為更深入研究汽車ABS防抱死系統做出貢獻。關鍵詞：ABS防抱死系統；故障；診斷目錄TOC\o"1-3"\h\u29251第1章緒論 4278701.1研究背景 4162011.2國內外研究現狀分析 4256681.1.1國外研究現狀分析 4142861.1.2國內研究現狀分析 528717第2章汽車ABS防抱死系統的組成與分類 5324592.1汽車ABS防抱死系統基本系統的組成 5311522.1.1電子控制單元 5273772.1.2輪速傳感器 6119802.1.3制動壓力調節器 792332.2汽車ABS防抱死系統基本系統的分類 7109302.3工作原理 810417第3章汽車ABS防抱死系統的故障分析和常見處理辦法 9270093.1汽車ABS防抱死系統的常見故障 9259483.1.1電子控制單元故障分析 9109663.1.2輪速傳感器故障分析 1049843.1.3制動壓力調節器故障分析 10168553.2常見故障現象及其對策 11920第4章汽車防抱死制動系統維修案例 1317044.1雪佛蘭案例 14224474.1.1故障現象 14318464.1.2檢修流程 1450064.1.3故障排除 1461724.2威朗案例 17242064.2.1故障現象 17144204.2.2檢修流程 17264594.2.3故障排除 176701第5章ABS未來的趨勢 179011第6章結論 1716412參考文獻 19

緒論1.1研究背景“ABS防抱死系統“是“防抱死剎車系統”，它的優點是防滑和防鎖死。它是汽車安全控制系統，有防滑，防鎖死的優點。旅行時有時遇到緊急情況需要緊急剎車，但是制動操作太頻繁會造成車輪被抱死。前輪先被抱死的，機動車喪失轉向功能，遇到障礙物不能及時躲避，導致交通事故的發生，后輪先被抱死的，可能導致汽車行駛時側滑的險情。為了減小制動距離，避免汽車側滑而失去轉向能力，則可將ABS防抱死系統加裝到原汽車驅動結構中。ABS防抱死系統較傳統制動系統有如下優點：制動效果較好，距離較短，還可以保證緊急制動時車身平衡。這樣就保證了汽車制動過程中司機能順利的對汽車進行操作，讓汽車從滑行到滾動，降低了車輪的磨損，提高了輪胎的壽命，而且還讓保養變得更容易。1.2國內外研究現狀分析國外研究現狀分析防抱死制動系統最早于1928年應用于列車，正是從那時起，防抱死制動的特定理論才得以提出。隨著時代的發展和技術的進步,ABS系統也逐漸完善起來，并且越來越受到人們的關注和重視。目前全世界范圍內都有很多人對它進行研究，并取得了很好的效果。20世紀40年代末至50年代初，國外對防抱死制動（ABS）系統進行了大量研究和開發工作，并成功地應用于民航飛機上。德國BOSCHL公司于1936年開發出了世界上最早的一項制動防抱死功能的裝置——制動防抱死控制開關（ABS）系統并投入生產，隨后德國BOSCH公司出品的各種型號的汽車都裝備有防抱死制動系統。1954年美國福特公司和丹麥凱爾塞·海斯公司聯合研制出了防抱死制動器（ABS）系統并投入生產，由于它具有能夠在汽車發生緊急制動時提供足夠大的轉向能力以及較短的制動距離等優點而被廣泛采用，因此，世界各國都開始研究開發防抱死制動系統。到了20世紀90年代初期，美國、歐洲以及日本等國家都相繼推出了防抱死制動器（ABS）系統的產品，其中以日本最為先進，美國、德國分別于1995年推出了各自的乘用車防抱死制動器裝置，其安裝比例分別為85%、55%和50%左右。到目前為止，發達國家普遍采用防抱死制動系統，這時防抱死制動已是汽車標配。防抱死制動（ABS）系統自應用于汽車以來，不但提高汽車安全性而且降低有關制動系統造成的意外，因此也被世界各國人民接受。國內研究現狀分析防抱死制動（ABS）系統在國內研究較晚，二十世紀七十年代才在國內開展。從那時至今,ABS技術發展很快，已經形成較為完善的理論體系和生產體系。但是由于種種原因,ABS系統還沒有得到廣泛地推廣應用。目前，國內對防抱死剎車裝置的研究還是很薄弱的。1977年，中國科學院長春汽車研究所首先研制成功了氣壓式制動和防抱死制動相結合的ABS系統。西安公路學院研制的DET1型電子式防抱死制動系統于1982年初通過了道路測試，并在全國范圍內得到應用和推廣，其性能穩定可靠、操作簡單方便、維護容易等特點使之成為各種工況條件下的理想選擇。因此，需要開發出更加可靠、高效的防抱死制動（ABS）系統。2018年汪文忠通過分析車輛防抱死制動系統組成及工作原理，進而系統診斷并排除防抱死制動系統故障，并提出行之有效的科學解決措施，以解決車輛運行過程中可能遇到的部分問題，給人們出行提供一個安全駕駛環境。同時還能降低交通事故發生的概率。這對于保障人民群眾生命財產安全具有非常重要的意義。但是當前汽車在使用過程中仍然存在著很多問題，需要相關人員進一步加強重視。王飛于2019年開展汽車防抱死制動系統故障檢測工作，并分析其檢測方法，汽車急剎車時防抱死制動系統可以很好地避免車輪轉向能力喪失，并通過控制摩擦力大小來保障車輪保持旋轉狀態，確保其不抱死，從而實現保護制動性能和延長制動狀態使用壽命。汽車ABS防抱死系統的組成與分類2.1汽車ABS防抱死系統基本系統的組成2.1.1電子控制單元電子控制單元（ECU），是系統整體運行的“大腦”，它擔負著數據接收，加工，輸出等功能。ABS防抱死系統開始工作時,

ECU先從輪速傳感器接收輸入信號并確定即時輪速，觸發ABS防抱死系統配置的輪速閥后驅動電磁閥和泵等執行機構進行相應調節以實現防車輪抱死功能。目前，在汽車制動系統（ABS）上增加了更多傳感器，這對于ABS防抱死系統的控制算法也有了持續改進與更新的需求。當ABS防抱死系統工作時，由電子控制單元（ECU）監測并控制制動系統的工作狀態，也就是ECU起著監測制動系統的作用。圖2.1是具有代表性的四傳感器三通道控制ABS（ECU）防抱系統電路框圖。圖2.1ABS防抱死系統ECU內部電路框圖2.1.2輪速傳感器輪速器通常裝于汽車車輪上，對汽車防抱死系統起著檢測速度作用。目前常用的輪速檢測器主要包括電磁式與光電式兩種。電磁式輪速檢測儀具有靈敏度高、成本低以及操作簡單方便的特點。本文重點介紹了一種新型的電磁式輪速儀。電磁感應的原理是利用電磁感應器來實現的，常見的齒圈有2.2所示。齒圈通過半軸與輪轂連接。電磁傳感器安裝于車體與間隙之間，用于檢測間隙是否存在。在電磁式傳感傳感器中，由于齒圈外表面與汽車接觸面積較大，因此在齒圈外表面形成了一個由齒頂到齒隙逐漸增大的空間，而這個空間就是電磁感應圈產生電磁變化的區域，當這種電磁變化引起的電磁磁場發生變化時，會使電磁式傳感線圈產生感應電動勢，該電動勢即為所需的壓差或原始電壓信號。輪速傳感器是ABS防抱死系統結構中最核心的部件，輪速傳感器的質量優劣可以極大地影響并決定ABS防抱死系統運行效能的發揮，而這其中特別重視輪速傳感器對磁場變化靈敏度的研究。隨著汽車工業的不斷發展，人們對汽車性能提出了更高要求。為了滿足這一需求,ABS控制系統中就需要安裝有多種不同類型的車輪轉速信號檢測裝置。輪速傳感器靈敏度差或發生故障時會影響汽車ABS防抱死系統功能發揮。圖2.2輪速傳感器原理圖2.1.3制動壓力調節器制動壓力調節器（ABS）主要目的及作用在于接受電子控制單元發出的命令，并通過電磁閥使ABS防抱死系統制動壓力在短期內停止工作。在制動壓力調節器中還包括一個與儲液罐連通的進氣泵以及一個電磁閥。制動壓力調節器在實際運行中可通過調整制動壓力對車輪制動力進行控制，使得車輪制動時不會出現抱死現象，充分發揮了車輪驅動系數。而傳統的方法是用人工進行檢測并判斷故障是否存在，這就要求操作人員具有較高的專業水平。針對這一問題，提出了一種基于神經網絡的智能診斷模型。由于控制信號為電磁閥輸出信號，所以必須加入錯誤診斷反饋對制動閥進行故障診斷，也就是ECU發出控制命令給執行器，執行器要有專門的通道才能把執行反饋給控制。圖2.3三通道ABS防抱死系統制動壓力調節器2.2汽車ABS防抱死系統基本系統的分類ABS防抱死系統分為機械式與電子式。本文主要研究了汽車ABS防抱死系統中的二輪系統，將ABS防抱死系統分類為兩個部分：在前、后車輪上分別安裝一個或兩個以上的獨立于ABS防抱死系統控制的液壓管及相應的控制閥，以實現對整個車輛的制動作用，其工作過程及其傳輸機理與傳統的二輪系統類似，屬于典型的“單流控制”型。二輪系統的工作原理是根據車輛的后輪附著力、車輪狀態以及汽車制動需求等信息來判斷是否需要更換輪胎，這與傳統的“低選原理’不同。根據這一思想,ABS防抱死系統故障判斷可以采用輪速傳感器作為檢測手段。但這一方法存在一些不足：首先輪速傳感器易受外界環境影響；其次會產生一定噪聲干擾。傳統的信號判定方式主要通過檢測后輪是否抱死或轉向困難來判斷，這種方法存在著一定的缺陷：當車輛行駛過程中雙后輪同時發生故障時，由于駕駛員不能及時做出反應而導致泄壓不徹底，從而使后輪無法達到預期的即時車速和制動效果；隨著我國汽車工業研發技術的不斷提高以及工業生產的快速發展，“三通道控制系統’應運而生。這就是我們所說的三電（電池、電機、控制器）分路系統。而本文所介紹的汽車電子三電分路控制系統就屬于其中之一。“三通道控制系統’與傳統的二輪系統不同，它是在前輪的基礎上增加了獨立控制功能；盡管從后輪作用上看作用改變不大，但增加前輪控制體系之后可以較好地實現防抱死時車輛轉向及防側滑作用。當前，汽車生產工業體系還有很多車輛都裝有這三路ABS防抱死系統控制系統。但現在四通道ABS防抱死系統是以三通道控制系統為基礎，來實現獨輪ABS防抱死系統控制的。車輪通過液壓管路與電磁閥相連。研制四通道ABS防抱死系統可以很好地滿足汽車防抱死在更多場合的需求，在促進汽車防抱死控制方面也有了很大的提高。四通道ABS具有結構簡單、可靠性高、響應速度快等優點，可以有效提高車輛運行的安全性與穩定性，從而降低交通事故發生率；另外，它還能對道路狀況進行實時監控，及時做出應對措施。特別是對車輛在制動過程中的狀態進行調節，能較好的保證車輛的穩定性，是目前適用最多、使用最廣泛的制動體系之一。2.3工作原理車輛防抱死系統的構造示意圖如圖2.4。當駕駛員踩下制動踏板時，由于制動缸和真空吸塵器產生的壓力作用于路面上，使路面產生一定的壓力，在此壓力作用下，通過控制踏板力使液壓油進入常開動臂式制動循環缸，再由制動循環缸將動力傳遞給車輪。當遇到路面不平或有障礙等情況時，地面摩擦力增大，液壓作用于活塞使其向上移動并與摩擦板接觸而將附著的泥土刮掉，形成負壓。這時氣壓大于大氣壓。觸發制動盤產生制動效應，進而驅動車輛減速，實現防抱死。汽車感應器一直在檢測車輪及車體的狀態，控制器依據感應器收到的信息判斷車輪是否抱死，并觸發汽車防抱死系統工作，控制器控制加壓閥和減壓閥啟閉，從而控制輪缸內部壓力，繼而控制制動力大小，其控制流程為。圖2.4ABS防抱死系統工作過程以左前輪圖2.4為例說明防抱死系統液壓控制單元正常制動，保壓，減壓及加壓時的運行流程。具體過程如下。防抱死系統被觸發之前制動器沒有被正常解除，防抱死系統沒有被觸發。受ECU液壓控制，助力執行器，減壓閥與驅動泵發動機不連接，動臂類型開啟，減壓閥閉合。防抱死系統印刷完成后，升降閥與發動機連通，增壓減壓閥閥門狀態由電磁開關進行設定。助力器噴嘴閥門狀態可控制主缸及制動缸油循環，安全閥閥門狀態可控制制動缸及低壓蓄能器油循環。在調節助力器式及泄壓閥閥門狀態時應考慮蓄電池內制動油存儲容量。該儲存量過大時制動時,ABS防抱死系統啟動電機驅動泵運轉以調節油液泵狀態。壓力閥閥門開啟，制動油液由制動主缸進入制動輪缸；電機驅動泵做功將油液由低壓蓄能器泵入制動主缸。汽車ABS防抱死系統的故障分析和常見處理辦法3.1汽車ABS防抱死系統的常見故障3.1.1電子控制單元故障分析電子控制單元是ABS防抱死制動系統的核心部件，它監視和控制ABS防抱死制動系統各子系統的運行。它主要由以下基本結構組成：：①轉速傳感器輸入放大電路；②電源監控電路；③運算電路；④故障反饋電路；⑤電磁閥驅動電路；⑥繼電器驅動電路。電子控制單元則主要是在于將各轉速傳感器所輸出之訊號進行處理及加工，以由訊號判斷出目前車輛運行之即時速度及各車輪之狀況及是否起跑防抱死系統，并依據最后判斷之結果再將最后判斷之結果所對應之操作指令下達給壓力調節器。電控單元也可以對故障進行監測，在ABS防抱死系統出現故障的情況下，即時發送控制指令給制動壓力調節器，使得ABS防抱死系統啟動，同時亮起ABS防抱死警告燈。控制電路設計及ECU控制算法對ABS防抱死系統功能特性有著直接的影響。3.1.2輪速傳感器故障分析轉速傳感器一般包括電磁感應傳感器，齒圈等。車輛運行時齒環的齒位與齒隙相間，電磁感應環處發生電磁變化并形成有規律的電磁場，電磁變化時存在強、弱兩種情況，為使電磁傳感器線圈周圍產生感應電動勢（感應電動勢），電機功率兩端點所形成的電壓差（電壓差）最后形成原始電壓信號。車速傳感器經傳感器把兩條屏蔽線與電子控制器相連，車輪轉速傳感器輸出信號經兩條屏蔽線送到電子控制器。該電子控制裝置接收車輪轉速并經由檢測輸出信號頻率而評估車輪有無鎖止傾斜現象。輪速傳感器作為ABS防抱系統中的一個重要部件，其輸出信號精度對于ABS防抱系統性能具有重要的影響。一旦出現失誤，就會影響到稅收策略的正確性。若傳感器原始部件及其他裝置失效，則電子控制單元ABS（防抱死）系統會自動檢測到失效并亮起失效警告燈。當前,ABS防抱死系統已經停止了制動，進入了正常的制動模式。故障原因之后又可以劃分為兩種：一是由于傳感器線路中斷或短路而造成的，叫按鈕錯誤，二是不涉及傳感器電路的，叫非線路錯誤。這種電路對于ABS防抱死系統性能具有顯著的影響。若車速傳感器及相關電路發生短路或者短路故障，則車輛ECU收到的信號將有一定損失，導致無法實時高效地下達控制指令，使得ABS防抱死系統無法在制動過程中正常運行。汽車ABS防抱死系統失效時會采取常規制動的方式，而汽車緊急制動時會產生制動距離加大和車輪有抱死傾向的險情。3.1.3制動壓力調節器故障分析制動壓力調節器裝于制動主缸與制動輪缸間，并通過制動器管道與制動器主泵及各個制動器輪泵相連通。制動器壓力調節器在接收到電子控制單元發出的控制指令時，控制電磁閥工作來對制動器分泵進行壓力調節，從而實現制動器系統增壓，保壓，減壓等功能以避免車輪被抱死。制動系統將主油缸壓力傳感器與油缸壓力傳感器整合在一起，實現制動壓力高效、精確地控制。在工作時，管道因雜質滲透而阻塞、閥芯因過度撞擊而卡死或者磁性閥芯反饋彈簧出現故障等均會造成電磁閥不能有效制動調節而造成ABS防抱死系統型汽車電磁閥制動功能的丟失或者降低。電磁閥失效后,

ABS防抱死系統應關常規制動。ABS防堵系統電磁閥正常工作時的電壓是24V直流電壓并處于-40°~80°環境中，其容許電壓區間是17.5~28V,若大于28V,視為電壓過高，若小于17.5V,視為電壓太低。若電壓在10ms-2s內處于不穩定狀態，波動超出容許范圍時，視為電源電壓太低。電磁閥失穩。此類電磁閥電壓故障顯著影響ABS防堵系統正常工作。目前多數是用車載蓄電池給電磁閥提供電源，車載蓄電池的類型選擇不當或汽車長時間不用，均會造成蓄電池的放電而使電壓無法達到正常。當電磷閥電源電壓過低時，有可能使電磁閥芯產生料動和噪聲，也有可能使閥芯不能吸合在一起，若閥芯長期不能吸合在一起，將使電磁閥壽命縮短，甚至使線圈燒壞。3.2常見故障現象及其對策由以上分析可知,ABS防抱死系統對整車運行的安全穩定性具有重要意義，當ABS防抱死系統發生故障后，必須利用先進技術對其進行迅速診斷和修復。ABS防抱死系統故障指示燈作為判定ABS防抱死系統失效與否的一個重要指標，裝在指示儀表盤內的故障指示燈可以讓司機提前檢測出車輛故障。當點火開關亮起后，指示燈瞬時閃亮,

ABS防抱死系統即處于待機狀態。當汽車正常起動時，若ABS防抱死系統的指示燈馬上滅了，則表明ABS防抱系統正常運行；若ABS防抱系統的指示燈亮了，或ABS防抱系統不滅，則表明ABS或常規制動系統失靈。ABS防抱死系統故障可能發生在系統中任何一個小部件上，常見的故障現象可以分為以下三大類：（1）緊急制動時車輪抱死；（2）ABS防抱死系統故障指示燈異常：（3）制動效果不好，車輪防抱死操作不正常。通過專業知識的學習及查閱ABS防抱死系統相關資料，以上故障現象常見的故障原因及維修建議，如下所示。表3.1緊急制動時車輪抱死故障原因維修意見1.輪速傳感器及其電路短路或斷路1.更換傳感器或維修電路2.輪速傳感器松脫2.調整間距，增加固定措施3.ABS防抱死系統齒圈鑲嵌鐵磁類物質3.清理ABS防抱死系統齒圈雜質，需要時更換齒圈4.控制器時鐘故障4.更換控制器，排除干擾源，檢修供電電源5.控制器供電電壓不穩5.更換電源，檢修電路6.ABS防抱死系統閥電源電壓過低6.更換電源，檢修電路7.ABS防抱死系統閥斷路7.檢修閥所在的線路8.ABS防抱死系統齒圈偏擺8.調整齒圈，增加固定措施9.ABS防抱死系統閥與地短路9.檢修閥所在電路10.ABS防抱死系統指示燈燒毀10.更換指示燈，檢修電路11.控制器供電電壓過高11.更換電源，檢修電路12.控制器供電電壓過低12.更換電源，檢修電路表3.2ABS防抱死系統警示燈偶爾或間斷閃亮故障原因維修意見1.輪速傳感器導線受干擾1.檢修輪速傳感器所在導線2.輪速傳感器內部接觸不良2.更換傳感器或檢修傳感器3.油管有空氣3.松掉放油螺絲，然后踩剎車，反復踩放幾次4.輪速信號頻率過高4.合理濾波，消除或減弱電磁干擾源5.ABS防抱死系統齒圈缺齒5.更換ABS防抱死系統齒圈6.ABS防抱死系統齒圈干涉輪速類傳感器6.調整間距，調整ABS防抱死系統齒圈安裝表3.3ABS防抱死系統警示燈常亮故障原因維修意見1.車輪轉速傳感器不良；1.檢修傳感器或更換輪速傳感器2.ABS防抱死系統閥不良；2.檢修ABS防抱死系統閥及所在電路3.ECU電控單元不良3.檢修ECU電控單元及所在電路4.輪速傳感器接入ECU的線路有問題4.檢修輪速傳感器接入ECU的線路5.輪胎氣壓不足5.周期性的檢查輪胎，保證各胎氣壓充足均勻表3.4制動效果不好或操作不正常故障原因維修意見1.輪速傳感器信號不穩定或信號頻率過高1.消除或減弱電磁干擾源2.ABS防抱死系統齒圈偏擺2.調整齒圈，增加固定措施3.ABS防抱死系統閥漏氣3.檢修ABS防抱死系統閥或更換ABS防抱死系統閥4.ABS防抱死系統閥電源電壓不穩4.更換電源，檢修電路5.ABS防抱死系統閥芯卡死5.更換閥芯或ABS防抱死系統閥6.管路堵塞6.檢修清理管路，更換管路汽車防抱死制動系統維修案例4.1雪佛蘭案例4.1.1故障現象一輛2016年款雪佛蘭科魯茲轎車行駛了65882KM，根據車主提供的信息是當車子啟動后ABS故障指示燈一直點亮。4.1.2檢修流程圖4-1檢修流程圖4.1.3故障排除圖4-2故障碼如圖4-3輪速傳感器線路值如圖4-4故障波形圖圖4-5正常波形圖4.2威朗案例4.2.1故障現象一輛上汽通用別克威朗汽車儀表板上的ABS故障指示燈點亮，ABS系統不起作用，制動抱死。4.2.2檢修流程行車時，儀表板上的ABS故障指示燈亮，表示ABS電腦已記錄故障碼。根據別克維修手冊提供的故障碼讀取方法，手動調用故障碼41。根據故障代碼表，故障代碼41表示右前電磁閥電路開路。為了確認電磁閥電路是否有故障，用萬用表測量ABS總泵的電磁閥電路。在測量過程中，發現一根導線與另一根導線沒有連接。因此，可以判斷該導線是故障代碼41所指的開路。4.2.3故障排除拆卸ABS總泵（位于機艙左前端）；拆卸ABS總泵時，從底部拆卸時可以看到四個電磁閥（拆卸時要特別注意不要損壞密封圈）。打開ABS總泵后，一根線端明顯斷開，為故障；用一根小導線焊接導線的開口端，然后用萬用表的歐姆塊測量原來的開口導線是否與其他導線連接，結果是否連接；然后重新安裝ABS總泵，按說明書給出的方法清除故障碼，添加制動液，按規定的順序進行ABS系統排氣試驗。ABS系統功能恢復正常，故障消除。ABS未來的趨勢由于汽車控制技術在月前有了突飛猛進的發展，對汽車的線路布置越來越復雜和要求越來越高。因此，采用總線控制將所有的線聯成一體；資源信息與數據的實施共享也可以減少傳感器的數目、優化系統的設計。它在降低生產成本方面具有非常明顯的優越性,

ABS今后發展的趨勢還必將是系統集成化。當前車輛技術中，已采用CAN控制器局域網絡在車輛內部測量與執行器之間進行信息交換、數據傳輸。結論本實用新型涉及一種汽車防抱死制動系統，其目的是為了避免車輛在行駛過程中緊急制動出現危險，其特征在于：當遇到突發情況緊急制動后，制動壓力調節器能根據車輪轉速傳感器輸出的信號來自動調整對應壓力值，然后控制，調整車輪制動力，以防止車輛剎車系統出現抱死現象，使得車輪能一邊旋轉一邊翻滾，這樣就能避免交通事故。隨著科學技術水平的不斷提高，人們對于車輛安全性能的要求越來越高,ABS