爱丽舍轿车制动防抱死系统的工作原理与故障排除

摘 要：制动性能是汽车安全保障的重要性能之一，目前制动防抱死系统（ABS）是汽车的标准配置。本论文介绍了爱丽舍轿车制动防抱死系统（ABS）的主要组成及其功用，叙述了各部件的结构特点和工作原理，简单分析了爱丽轿车防抱死系统的常见故障检测与故障诊断方法，为爱丽轿车的正确使用与维修提供理论依据。

关键词：爱丽舍轿车；制动防抱死系统；故障排除；电子控制单元

什么是制动防抱死系统？制动防抱死系统就是车辆在制动时，能最大化利用车轮和路面的摩擦力，避免发生车轮抱死的车辆跑偏或者车辆在制动过程中无法转向等副作用。它是利用制动防抱死系统的电脑不断监控车轮的角速度，当发现车轮在制动过程中出现抱死倾向，以每秒13次的频率对其车轮给与减压、保压、增压来周而复始地调节，使车轮与地面保持最大摩擦力，同时使车轮具有一定的横向摩擦力，避免车轮出现横向侧滑。

一、爱丽舍轿车制动防抱死系统

1.爱丽舍轿车制动防抱死系统的主要部件和功用

爱丽舍轿车均采用德国博世公司的ABS5.3版本的制动防抱死制动系统，其中爱丽舍16V车型的ABS带有制动力电子分配（EBD）系统。该系统主要由车轮转速传感器、执行器（液压单元）、ABS控制单元及故障指示灯等组成。

（1）传感器。制动防抱死系统中的传感器用来感知汽车车轮的运动角速度大小信号和制动信号，用它来确定车速、实际车轮速度及确定最佳的制动压力，以保证最大车轮与路面的摩擦力。

①车轮速度传感器。车轮速度传感器是制动防抱死系统最主要的一个传感器，其作用是监控车轮转速，简称轮速传感器。制动时，汽车减速度大，则路面附着系数高，汽车减速度小，则路面附着系数低。

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图1 车轮速度传感器

a.结构特点。爱丽舍车轮速度传感器由不锈钢制成的外壳内，它由传感头和齿圈（转子）两部分组成。其中传感头磁极与齿圈的端面之间一般有约1mm的间隙；而齿圈端面加工有若干凸齿（博世公司的齿圈有100个凸齿），并随车轮或传动装置一起旋转。传感器和连接电线都具有耐高温、耐震特性，保养时不需要取出传感器。它在车上的布置为4传感器布置方式，即前、后、左、右车轮各安装一个传感器。传感器主要由永久磁铁、带探头的磁极及线圈组成，如图1所示。

b.车轮速度传感器的工作原理。车轮速度传感器的任务是对车轮的运动状态进行检测。车轮转动时，在车轮速度传感器中产生一个交变电压信号，其频率与车轮转速成正比。根据该交变信号的频率，电子控制系统计算出车轮的运动速度，加速度或减速度以及车轮的滑移率。在汽车制动过程中，当车轮的减速度或滑移率超过或低于其极限值（或临界值）时，电子控制系统便以每秒13次的速度进行计算，并输出控制信号对制动压力进行调整，使其降低或保持，或提高制动总泵的液压以防车轮被制动抱死，保证制动系统处于最佳状态。

②制动开关。爱丽舍轿车制动开关安装在制动踏板处，属于机械开关。它的作用有两个：一是点亮制动灯，给后面行驶的车辆以提醒；二是将制动信号迅速传递给发动机系统，使发动机短暂中断供油，降低输出扭矩。

（2）电子控制单元（ABS电脑）。ABS电子控制单元简称ABS电脑，是汽车ABS防抱死制动系统中的控制中心。它是一台微型计算机，一般是由两个微处理器和电路组成，封装在金属壳体中，形成一个独立的整体单元。电子控制单元通常安装在汽车上尘土和潮气不易侵入、电磁干扰较小的部位。电子控制单元通过线束与传感器和执行机构相连，在某些车型上，为了使ABS系统结构紧凑，减少插头和线束，将ABS电脑就安装在液压单元上。

电子控制单元的作用是接收车轮速度传感器送来的信号，并对该信号进行比较、放大、分析、判别和处理，经计算以后得到车轮滑移率，车轮角加速度或角减速度的值，然后再将指令信号输出，送至压力调节装置，使其执行制动压力调节的功能。当ABS系统起作用时，电子控制单元监测并控制制动系统的工作情况，即ABS电脑具有对制动系统进行“监测”和“控制”两方面的功能。电子控制单元还具有自诊断功能，当ABS出现故障时，它可断开继电器，断开电磁阀电路，关闭液压泵电机，关闭ABS，同时点亮仪表板上的故障指示灯。

（3）执行器。制动防抱死系统执行器的作用是接受ABS电脑的指令，驱动液压单元中的电磁阀动作（或电机转动），调节制动轮缸的制动压力，使车轮始终处于边滚边滑状态。当点火开关接通时，ABS开始自检，如果发现ABS系统存在故障就自动点亮黄色ABS报警灯。警告灯包括仪表板上的制动警告灯和ABS警告灯。ABS警告灯为黄色，由ABS电子控制单元控制，通常用ABS、ALB或ANTILOCK作标识。ABS系统具有失效保护和自诊断功能，当ABS电脑监测到系统出现故障时，将自动关闭ABS，恢复常规制动；存储故障信息，并将ABS警告灯点亮，提示驾驶员尽快进行修理。液压单元主要由电磁阀、储液器、缓冲器、液压泵和电动机组成。

2.ABS工作原理

（1）普通制动状态（ABS不工作）。在普通制动模式中，根据ABS电脑的指令，电磁线圈不通电，电磁线圈没有电流，常开电磁阀打开，常闭电磁阀关闭，制动主缸与制动轮缸的管路经电磁阀相连通，液压泵不工作，这样来自制动主缸的制动液就经电磁阀进入制动轮缸，制动轮缸的压力随制动主缸的压力变化而变化，即制动主缸随时控制制动压力的增减。

（2）保压制动状态。当制动轮缸需要“保持”制动压力时，根据ABS电脑的指令，给常开电磁线圈通入12V电源，进油阀关闭，常闭电磁阀不带电，常闭电磁阀继续关闭，使制动轮缸内的制动压力保持原有状态。

（3）减压制动状态。当车轮趋向于抱死时，必须对该轮制动轮缸进行减压，ABS电脑发出指令，使常开、常闭电磁阀带电，常开电磁阀关闭，常闭电磁阀开启。此时制动主缸和制动轮缸的管路被切断，并将制动轮缸的管路与通向储液器的管路接通，制动轮缸的制动液就流入储液器，从而减小了该车轮的制动压力。同时起动液压泵，将流回储液器的制动液加压后输送到蓄压器或制动主缸，为下一个制动周期作好准备工作。这种液压泵叫再循环泵，它的作用是把减压过程中的制动轮缸流回的制动液送回高压端，这样可以防止ABS工作时踏板行程发生变化。因此，在ABS工作过程中液压泵必须常开。

（4）增压制动模式。在减压过程中，车轮的制动压力逐渐减小，汽车又处于惯性加速，必须再次对轮缸增大制动压力时，ABS电脑发出指令，使常开、常闭电磁阀断电，恢复到普通制动模式时的初始位置，制动主缸和制动轮缸的管路再次相通，制动主缸和液压泵输出的制动液将再次进入制动轮缸，增加制动压力。增压的速度可以通过电磁阀的进出油口的制动液流速来控制。

二、故障诊断

1.爱丽舍轿车防抱死系统故障举例

常见爱丽舍轿车防抱死系统故障有ABS报警灯不亮，ABS控制实效，ABS制动效果不良等。

表1电子控制盒引脚线功能

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（1）ABS报警灯不亮。①接通点火开关时，ABS报警灯不亮的故障原因有：

a.ABS报警灯烧坏、线路或熔断丝有断路。

b.ABS电子控制盒有故障。

②故障诊断方法如下：拔开ABS电子控制盒插接器，并接通点火开关，看ABS报警灯是否亮。如果灯亮则需检查ABS电子控制盒插接器的插脚（19、21号端子）有无不良，拔下接插器，19号端子应与21号端子导通，若插脚良好，则说明电子控制盒有故障，应予以更换；如果灯仍不亮，则需检查ABS报警灯、驾驶室内熔断器盒中的熔断丝、ABS报警灯线路及插接器处的开关等。

控制单元插接器各通道（脚）的说明如表1所示。

（2）ABS控制系统失效。①制动时车轮出现抱死现象，说明ABS控制系统不起作用，可能的故障原因如下：

a.制动灯开关故障或其连接线路有断路。

b.车轮转速传感器故障或其连接线路有断路、短路。

c.ABS电子控制单元电源线路或熔断丝有断路。

d.ABS电子控制单元有故障。

②不能读取故障信息或无故障信息输出时，可按如下方法诊断。

a.检查电磁阀与泵电动机继电器电源。拔开ABS电子控制单元插接器，测量插接器（线束侧）17或18号端子与16号端子之间的电压，应为蓄电池电压。如果电压低或无，则检修继电器电源和搭铁线路及ABS熔断器；如果电压正常，则进行下一步诊断。

b.检查ABS电子控制单元的电源。接通点火开关，测量插接器（线束侧）15号端子的搭铁电压，应为蓄电池电压。如果电压低或无，则检修15号端子与点火开关之间的线路；如果电压正常，则进行下一步诊断。

c.踩下制动踏板时，测量插接器（线束侧）6-7、3-5、8-9、1-2端子之间的交流电压，应为0.1V以上，电压随车轮轮速上升而增大。如果无电压或在车轮转速很高时，电压仍很低，则检修车轮转速传感器线路和传感器；如果车轮转速传感器信号电压正常，则更换ABS电子控制单元。

2.爱丽舍轿车ABS的正确使用

装有ABS系统的爱丽舍轿车在操纵上和传统液压制动系统没有多大区别，使用中应注意以下几点：

ABS系统中电器元件、接头、插口，特别是ABS电子控制单元的接线端子不能沾染油污，否则会引起线路接触不良或短路，影响系统正常工作；要注意车轮转速传感器和传感器齿圈表面清洁，否则车轮转速信号会不准确，影响ABS系统的控制精度，严重时导致系统无法正常工作；在ABS系统出现故障，防抱死指示灯持续点亮的情况下，仍可进行制动，此时是普通的液压制动，驾驶员需注意控制制动强度，避免因防抱死系统失效，使车轮抱死而引起汽车跑偏、侧滑、丧失转向能力；重新修复ABS系统，按照厂家规定添加完制动液后，一定要按规范要求排出管路内空气，并进行路试，验证ABS的合格性。

参考文献：

秦海滨.汽车底盘电控技术[M].大连：大连理工大学出版社，2007.